CN108677749B - 一种桥梁转体施工的plc变频控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥梁转体施工的PLC变频控制系统，包括墩柱和梁体浇筑平台，墩柱的顶部为水平的旋转支撑台，旋转支撑台上安装转盘，转盘上固定有提升装置，提升装置的拉索和吊钩伸向梁体浇筑平台；梁体浇筑平台的底部设置有梁体顶升装置，该梁体顶升装置对梁体浇筑平台进行顶升；梁体顶升装置包括液压顶升机构，该液压顶升机构的液压泵与顶升变频器连接，顶升变频器经PLC控制器控制；提升装置设置有变频电机，变频电机连接一组滑轮机构，每套滑轮机构装设有一套拉索和吊钩，四台变频电机连接有提升变频器，提升变频器经PLC控制器控制。有益效果：采取新的桥梁安装方式，运输方便，提升旋转器件可回收，节约成本。

Description

一种桥梁转体施工的PLC变频控制系统

技术领域

本发明涉及桥梁施工技术领域，具体的说是一种桥梁转体施工的PLC变频控制系统。

背景技术

随着国家经济水平的快速提高，交通事业也随之大力发展。由于一些地形或既有交通设施的影响，桥梁吊装和转体施工在桥梁建设中得到越来越广泛的应用。与传统桥梁相比，转体吊装和桥梁的施工工艺具有不干扰交通、不间断通航、可跨深沟河流、可跨交通频 繁道路的特点，且施工快速，经济高效。

由于转体重量大，加之桥梁较长，桥型异形，桥梁所处地理环境复杂，在吊装转动过程中， 角度难以把控。对于桥梁的吊装和转体施工技术中，大桥的桥梁吊装和转体施工成为了桥梁施工的难点。

在传统施工技术中，通常采用的是将已浇筑好的梁体运输至新修建桥梁位置，在结合吊车吊具对梁体进行吊装。对于现有技术，至少存在以下缺陷：

第一：浇筑好的梁体重量体积庞大，桥梁所处地理环境复杂，梁体运输过程困难，运输费用高，耗费人力物力；

第二：在采用吊车或者吊具吊装过程中，由于风力作用，容易发生梁体摇摆，在现有吊装过程中，常常需要对方圆几公里的风速进行检测，一旦风速超过吊装风速时，需要停止吊装；

第三：吊装施工危险系数大，为了便于观察施工，施工时间一般在白天，难免存在封锁道路，造成周围的交通拥堵。

第四：由于采用吊具吊车进行吊装和转体施工，由于吊装绳索长，容易受到吊车震动和风的影响，导致吊装精度低，转体施工困难，桥梁施工时间长，无法满足要求。

第五：桥梁定位安装过程中，对于梁体的位置均为是认为观察和控制，观察精度低，难以控制。

第六：转体施工中，转体施工用到的电机等转体器件无法回收，浪费资源，修建成本高。

基于上述缺陷，有必要提出一种新的技术方案，来克服现有桥梁施工过程中存在的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种桥梁转体施工的PLC变频控制系统，采用现场浇筑梁体，并在墩柱底部和顶部设置顶升装置，在墩柱顶部设置旋转装置实现梁体安装。采用PLC控制系统进行控制，控制方便，吊装过程简单，省时省力。

为达到上述目的，本发明采用的具体技术方案如下：

一种桥梁转体施工的PLC变频控制系统，包括墩柱和梁体浇筑平台，其关键在于：所述梁体浇筑平台的中部开有平台通孔，所述墩柱的底部矗立在该平台通孔内，所述墩柱柱身伸出平台通孔；所述墩柱的顶部为水平的旋转支撑台，该旋转支撑台台面的外轮廓为条形，且旋转支撑台的台面竖直投影在所述平台通孔内；所述旋转支撑台上安装有水平旋转的转盘，所述转盘上固定有提升装置，所述提升装置的拉索和吊钩伸向所述梁体浇筑平台；所述梁体浇筑平台的底部设置有梁体顶升装置，该梁体顶升装置对所述梁体浇筑平台进行顶升；所述梁体顶升装置包括N个液压顶升机构，该N个液压顶升机构的液压泵分别与顶升变频器连接，该顶升变频器经PLC控制器控制；所述提升装置设置有至少四台变频电机，每台变频电机连接一组滑轮机构，每套滑轮机构装设有一套所述拉索和吊钩，四台所述变频电机连接有提升变频器，所述提升变频器经所述PLC控制器控制。

梁体浇筑平台用于浇筑梁本体；浇筑好的梁本体上与提升装置通过拉索和吊钩连接，梁本体下通过安装的梁体顶升装置支撑驱动，提升装置和梁体顶升装置在PLC控制器的控制下，驱动梁本体上升，结合变频控制，提升速度可调节，智能安全。通过现场浇筑，避免了梁本体的运输过程，现场浇筑，省时省力。通过支撑和提升的方式结合实现梁本体的吊装操作，梁本体的升降过程，风力影响小。并且整个吊装转体施工占地面积小，造成的影响小。采用PLC控制系统进行智能控制，减小人力物力，智能检测和施工。并且在整个施工过程完成后，旋转支撑台以上的旋转支撑柱、转盘等可以回收，节约成本。

其中，平台通孔可以是任意形状，但是必须满足墩柱正投影投射在该平台通孔内。

进一步的，所述梁体浇筑平台用于浇筑梁本体，在浇筑所述梁本体时，在该梁本体中部留有转座通孔，所述墩柱柱身伸出所述转座通孔，所述墩柱在所述转座通孔正投影内。

采用上述方案，在浇筑时，梁本体是沿着墩柱周围进行浇筑的，浇筑好的梁本体中间带有一个转座通孔，该转座通孔的大小要大于墩柱、旋转支撑台的横截面积。使梁本体可以沿着墩柱向上提升。

在梁本体的转座通孔孔壁上预留有钢筋存放孔，该钢筋存放孔用于在梁本体安装完毕后，设置填充钢筋，并填充水泥砂浆，对梁本体转座通孔进行密封处理，密封处理过程简单，且强度高。

再进一步描述，所述转座通孔为条形孔，所述旋转支撑台台面也呈条形；所述转盘安装在所述旋转支撑台台面中部，所述旋转支撑台台面两短边端部为支撑台；所述转座通孔长边两侧为支撑部，当所述梁本体经过旋转后，所述支撑部经所述支撑台支撑。

当梁本体上升至旋转支撑台台面后，开始控制梁本体旋转，当旋转结束后，由于旋转支撑台台面长边长度值大于所述转座通孔短边长度值，则梁本体的支撑部可停放在旋转支撑台台面上的支撑台上。

再进一步描述，为了使梁本体能够平稳地上升，在所述梁本体上设置有至少4个吊钩连接机构。该4个吊钩连接机构均匀设置在梁本体上平面上。

再进一步描述，所述梁本体的端面为防干涉面。

再进一步描述，所述防干涉面呈锯齿状或倾斜状。

梁本体在浇筑时，需要考虑梁本体在提升和旋转过程中会出现的问题，设置旋转防撞结构是为了避免梁本体与已安装好的桥梁或者其他装置或者结构发生碰撞，其中在对梁进行旋转时，可能对已安装好的桥梁边缘发生碰撞，在浇筑时只需要保证梁本体在吊装过程中，不和其他装置发生碰撞并且能够实现桥梁连接。

再进一步描述，所述梁体顶升装置包括平行设置的基座和升降台，所述N个液压顶升机构安装在所述基座与所述升降台之间，所述梁体浇筑平台设置在所述升降台上；在所述升降台上还设置有高度传感器，所述高度传感器与所述PLC控制器连接。

提升高度由高度传感器实时检测，在浇筑时，高度传感器可以检测当前高度，通过检测当前的高度和最终提升的高度值，我们可以得出需要提升的高度差值。结合变频器调节提升速度，结合速度和高度差值，可以计算得出提升所需要的时间，工作人员可以已完成的提升时间，得到当前的提升状态。其中，N为大于等于1的整数。

再进一步描述，所述升降台呈环形，所述墩柱底部穿过所述升降台的环形内圆并安装在所述基座上。

再进一步描述，所述转盘上设有升降导向孔。所述拉索和吊钩穿过所述升降导向孔后伸向所述梁体浇筑平台。在每一条所述拉索上安装有拉力传感器，在所述PLC控制器上设置有至少4个拉力信号输入端，每个拉力信号输入端上连接有一个所述拉力传感器。

在拉索上设置拉力传感器，检测不同拉索的拉力情况，当出现拉力不等的情况时，说明梁本体不平衡，从而改变对应拉索的提升装置加快或者减慢转速，直至每条拉索的拉力相同。

再进一步描述，为了便于控制，在所述PLC控制器上设置有触摸屏接口和计算机接口。

本发明的有益效果：梁本体采用现场浇筑的方式，避免了对梁本体的运输过程。将梁本体沿着墩柱浇筑，并在梁本体上设置转座通孔，使梁本体能够平衡地沿着墩柱向上提升，避免了横向移动。将提升装置、梁体顶升装置分别设置在墩柱顶部和底部，梁体顶升装置起到向上支撑的作用，提升装置起到向上拉升的作用，提升装置和梁体顶升装置同时驱动梁本体上升至旋转支撑台，由于只有是在墩柱底部现场浇筑的，避免了横向移动，梁本体能始终处于平衡状态，并且梁本体还被支撑设置在梁体顶升装置上，由于梁体顶升装置均固定设置，则在提升过程中，风力不会对梁本体造成摇晃，梁本体稳定性强。整个过程均由PLC控制器进行控制，速度可调，智能可靠。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的墩柱结构示意图；

图3是本发明的梁本体截面示意图；

图4是本发明的控制框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。

从图1和图2可以看出，一种桥梁转体施工的PLC变频控制系统，包括墩柱1和梁体浇筑平台2， 所述梁体浇筑平台2的中部开有平台通孔，所述墩柱1的底部矗立在该平台通孔内，所述墩柱1柱身伸出平台通孔。所述墩柱1的顶部为水平的旋转支撑台4，该旋转支撑台4台面的外轮廓为条形，且旋转支撑台4的台面竖直投影在所述平台通孔内；所述旋转支撑台4上安装有水平旋转的转盘7，所述转盘7上固定有提升装置8，所述提升装置8的拉索82和吊钩伸向所述梁体浇筑平台2；所述梁体浇筑平台2的底部设置有梁体顶升装置3，该梁体顶升装置3对所述梁体浇筑平台2进行顶升。

在本实施例中，平台通孔呈条形状。

作为优选地，结合图1和图4可以看出，所述梁体顶升装置3包括5个液压顶升机构33，该5个液压顶升机构33的液压泵分别与顶升变频器连接，该顶升变频器经PLC控制器9控制；所述提升装置8设置有四台变频电机81，每台变频电机81连接一组滑轮机构，每套滑轮机构装设有一套所述拉索82和吊钩，四台所述变频电机81连接有提升变频器，所述提升变频器经所述PLC控制器9控制。

从图4还可以看出，所述梁体浇筑平台2用于浇筑梁本体6，在浇筑所述梁本体6时，在该梁本体6中部留有转座通孔61，所述墩柱1柱身伸出所述转座通孔61，所述墩柱1的正投影在所述转座通孔61内。

在本实施例中，结合图3可以看出，所述转座通孔61为条形孔，所述旋转支撑台4台面也呈条形；所述转盘7安装在所述旋转支撑台4台面中部，所述旋转支撑台4台面两短边端部为支撑台；所述转座通孔61长边两侧为支撑部，当所述梁本体6经过旋转后，所述支撑部经所述支撑台支撑。

在本实施例中，在所述梁本体6上设置有4个吊钩连接机构。

从图3可以看出，在本实施例中，所述梁本体6的端面为防干涉面。在本实施例中，该防干涉面呈锯齿状。

从图1和2还可以看出，所述梁体顶升装置3包括平行设置的基座31和升降台32，所述5个液压顶升机构33安装在所述基座31与所述升降台32之间，所述梁体浇筑平台2设置在所述升降台32上；

从图1和2可以看出，在所述升降台32上还设置有高度传感器34，所述高度传感器34与所述PLC控制器9连接。

在本实施例中，所述升降台32呈环形，所述墩柱1底部穿过所述升降台32的环形内圆并安装在所述基座31上。

在本实施例中，所述转盘7上设有升降导向孔71。

所述拉索82和吊钩穿过所述升降导向孔71后伸向所述梁体浇筑平台2；

在每一条所述拉索82上安装有拉力传感器83，在所述PLC控制器9上设置有4个拉力信号输入端，每个拉力信号输入端上连接有一个所述拉力传感器83。

优选地，在所述PLC控制器9上设置有触摸屏接口和计算机接口。

触摸屏接口用于连接触摸屏，施工人员可以通过触摸屏，远距离对梁本体6进行控制和观察。并且计算机接口与计算机连接，操作人员可以通过计算机画面和程序，读取PLC控制器的工作情况。

在本实施例中，从图2和图4可以看出，在转盘上设置有旋转装置10，所述旋转装置10受PLC控制器9控制。

本发明的工作原理为：

浇筑过程：在梁体浇筑平台2上浇筑梁本体6，其中梁本体6上留有转座通孔61。

提升过程：PLC控制器9驱动梁体顶升装置3和提升装置8，对梁本体6进行提升，其中，提升装置8经钢丝绳82与梁本体6连接，梁本体6下部设置有梁体顶升装置3，PLC控制器9控制梁体顶升装置3和提升装置8同步对梁本体6进行驱动。

旋转过程：当梁本体6上升到与旋转支撑台4同等高度后，PLC控制器9控制梁体顶升装置3、提升装置8停止上升。PLC控制器9旋转装置10带动梁本体6旋转，直至能与桥梁进行连接为止，旋转完毕后，所述梁本体6的支撑部停放在支撑台上。

当提升和旋转施工完毕后，对旋转支撑柱5、转盘7和旋转装置10进行拆除并回收。再对转座通孔61进行密封处理，将梁本体6与桥梁实现连接。

应当指出的是，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改性、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种桥梁转体施工的PLC变频控制系统，包括墩柱（1）和梁体浇筑平台（2），其特征在于：

所述梁体浇筑平台（2）的中部开有平台通孔，所述梁体浇筑平台（2）上浇筑有梁本体（6），该梁本体（6）中部留有转座通孔（61），所述墩柱（1）的底部矗立在该平台通孔内，所述墩柱（1）柱身经平台通孔伸出转座通孔（61），所述墩柱（1）的正投影在所述转座通孔（61）内，该转座通孔（61）的大小大于墩柱（1）、旋转支撑台（4）的横截面积；

所述转座通孔（61）孔壁上预留有钢筋存放孔，该钢筋存放孔用于在梁本体（6）安装完毕后，设置填充钢筋，并填充水泥砂浆，对梁本体（6）转座通孔（61）进行密封处理；

所述墩柱（1）的顶部为水平的旋转支撑台（4），该旋转支撑台（4）台面的外轮廓为条形，且旋转支撑台（4）的台面竖直投影在所述平台通孔内；

所述旋转支撑台（4）上安装有水平旋转的转盘（7），所述转盘（7）上设有升降导向孔（71），所述转盘（7）上固定有提升装置（8），所述提升装置（8）的拉索（82）和吊钩穿过所述升降导向孔（71）后伸向所述梁体浇筑平台（2）；

每一条所述拉索（82）上均安装有拉力传感器（83），PLC控制器（9）设置有至少4个拉力信号输入端，每个拉力信号输入端上连接有一个所述拉力传感器（83）；

所述梁体浇筑平台（2）的底部设置有梁体顶升装置（3），该梁体顶升装置（3）对所述梁体浇筑平台（2）进行顶升；

所述梁体顶升装置（3）包括N个液压顶升机构（33），该N个液压顶升机构（33）的液压泵分别与顶升变频器连接，该顶升变频器经PLC控制器（9）控制，所述梁体顶升装置（3）还包括平行设置的基座（31）和升降台（32），所述N个液压顶升机构（33）安装在所述基座（31）与所述升降台（32）之间，所述梁体浇筑平台（2）设置在所述升降台（32）上；

在所述升降台（32）上还设置有高度传感器（34），所述高度传感器（34）与所述PLC控制器（9）连接；

所述提升装置（8）设置有至少四台变频电机（81），每台变频电机（81）连接一组滑轮机构，每套滑轮机构装设有一套所述拉索（82）和吊钩，四台所述变频电机（81）连接有提升变频器，所述提升变频器经所述PLC控制器（9）控制；

其中，所述PLC控制器（9）设置有触摸屏接口和计算机接口。

2.根据权利要求1所述的一种桥梁转体施工的PLC变频控制系统，其特征在于：所述转座通孔（61）为条形孔，所述旋转支撑台（4）台面也呈条形；

该旋转支撑台（4）台面中部安装所述转盘（7），转盘（7）两侧的台面为台面支撑部；

所述转座通孔（61）长边两侧为承重部，该承重部与台面支撑部相对应,当所述梁本体（6）经过旋转后，所述支撑部经所述支撑台支撑。

3.根据权利要求1所述的一种桥梁转体施工的PLC变频控制系统，其特征在于：在所述梁本体（6）上设置有至少4个吊钩连接机构。

4.根据权利要求1所述的一种桥梁转体施工的PLC变频控制系统，其特征在于：所述梁本体（6）的端面为防干涉面。

5.根据权利要求4所述的一种桥梁转体施工的PLC变频控制系统，其特征在于：所述防干涉面呈锯齿状或倾斜状。

6.根据权利要求1所述的一种桥梁转体施工的PLC变频控制系统，其特征在于：所述升降台（32）呈环形，所述墩柱（1）底部穿过所述升降台（32）的环形内圆并安装在所述基座（31）上。