CN111255776B - 超高层建筑整体钢平台模架液压控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超高层建筑整体钢平台模架液压控制系统及方法，所述液压控制系统包括液压泵站、单向阀、系统最大油压控制组件、若干顶升油缸控制单元、支撑牛腿控制回路，以及PLC控制器；其中系统最大油压控制组件包括换向阀、溢流阀一、溢流阀二；所述顶升油缸控制单元与支撑牛腿控制回路在PLC控制器控制下协同工作。所述液压控制系统通过设置系统最大油压控制组件，在顶升液压系统与支撑液压系统两种工作模式需要的工作油压相差较大且交替运转时，使溢流阀一、溢流阀二随同两种工作模式切换而交替接入油路系统中，从而通过一套液压泵站、供油管路满足两种工作模式的需求，降低施工成本，协同工作效果好。

Description

超高层建筑整体钢平台模架液压控制系统及方法
技术领域
本发明涉及一种超高层建筑整体钢平台模架液压控制系统及方法，属于钢平台模架爬升设备领域。
背景技术
整体钢平台作为现代超高层建筑建造施工过程的主要平台，它的施工稳定性决定了建筑建造过程的安全性。施工平台体积庞大、自身结构设计合理，为施工过程提供了诸多便利。施工人员及施工机械可以在施工平台上完成作业活动，例如混凝土剪力墙钢筋绑扎、木模板预支、混凝土浇筑等工艺。
在某一层建筑混凝土剪力墙施工完成，混凝土承重、受压强度达标后，施工平台进行下一层建造的爬升过程，爬升至指定标高后进行整体钢平台搁置操作，施工平台安全搁置后开始当前建筑楼层的建造过程。整体钢平台爬升过程时，依靠顶升油缸伸缩卡位在竖向支撑导轨上实现整体钢平台的提升，整体钢平台爬升完成后，需要将支撑牛腿支撑于建筑结构剪力墙上的预留洞口中。支撑牛腿伸缩过程，悬置于预留空口中，因此，需要很小的工作油压，而顶升油缸伸缸、缩缸均需承受整体钢平台及上部堆载的重量，需要很大的工作油压。液压油路中液压油总压力不宜频繁更换，现有的技术中，常将顶升油缸控制系统及支撑牛腿油缸控制系统分别采用不同的液压泵及液压管路控制，施工成本高，协同工作效果较差。
发明内容
针对超高层建造过程整体钢平台施工作业时，顶升油缸控制系统及支撑牛腿油缸控制系统分别采用不同的液压泵及液压管路控制存在的问题，本发明提出了一种超高层建筑整体钢平台模架液压控制系统及方法，通过设置系统最大油压控制组件，在顶升液压系统与支撑液压系统两种工作模式需要的工作油压相差较大且交替运转时，使溢流阀一、溢流阀二随同两种工作模式切换而交替接入油路系统中，从而通过一套液压泵站、供油管路满足两种工作模式的需求，降低施工成本，协同工作效果好。
集成各种液压控制阀以及压力、位移传感元件，对顶升油缸液压油输入、输出流量实现连续性调节，通过比例换向阀调节阀块出油口大小而改变液压油流量大小，并通过保压、平衡、位置保持、位置反馈等功能实现施工平台安全稳定地爬升。
为解决以上技术问题，本发明包括如下技术方案：
一种超高层建筑整体钢平台模架液压控制系统，所述超高层建筑整体钢平台模架液压控制系统包括液压泵站、单向阀、系统最大油压控制组件、若干顶升油缸控制单元、支撑牛腿控制回路，以及PLC控制器；
所述液压泵站设置有出油口液压管路和回油口液压管路；出油口液压管路连通单向阀进油口，单向阀出油口通过液压软管设置多油口管道；
系统最大油压控制组件包括换向阀、溢流阀一、溢流阀二，所述换向阀的进油口与液压软管连通，换向阀包括两个分别与溢流阀一、溢流阀二的进油口连通的出油口；溢流阀一、溢流阀二的出油口与液压泵站的回油口液压管路连通；
所述顶升油缸控制单元与支撑牛腿控制回路在PLC控制器控制下协同工作；所述顶升油缸控制单元控制顶升油缸工作时，换向阀使溢流阀一连接于液压油路中；支撑牛腿控制回路控制支撑牛腿工作时，换向阀使溢流阀二连接于液压油路中。
进一步，所述顶升油缸控制单元包括三位四通比例换向阀、锁止阀组、压力变送器、顶升油缸和位移传感器一；位移传感器一设置于顶升油缸上，用于对顶升油缸伸缩行程进行实时监控，并将监测数据传输给PLC控制器；
三位四通比例换向阀用于实现顶升油缸在伸缸、缩缸不同工况时，改变顶升油缸中液压油流向；
锁止阀组设置于三位四通比例换向阀与顶升油缸之间的油路管道上；压力变送器用于监测顶升油缸油口的油压，并将油压压力转换成电流信号发送给PLC控制器。
进一步，所述三位四通比例换向阀包括进油口P、油口A、油口B、回油口T，三位四通比例换向阀的进油口P与液压软管连通；回油口T与液压泵站的回油口液压管路连通；油口A、油口B经锁止阀组分别与无杆腔、有杆腔的油口连通。
进一步，所述锁止阀组包括单元模块一和单元模块二；
单元模块一包括液控单向阀一12-1、电磁单向阀一12-2、溢流阀A12-3、卸荷单向阀一12-4；单元模块二包括液控单向阀二12-5、电磁单向阀二12-6、溢流阀B12-7、卸荷单向阀二12-8；
液控单向阀一12-1的进油口与三位四通比例换向阀的油口A连通，液控单向阀一12-1的出油口与顶升油缸的无杆腔油口连通；电磁单向阀一12-2仅在顶升油缸缩缸操作时开启，电磁单向阀一12-2的进油口与顶升油缸的有杆腔油口连通，电磁单向阀一12-2的出油口与三位四通比例换向阀的油口A连通；溢流阀A12-3的进油口与顶升油缸的无杆腔油口连通，溢流阀A12-3的出油口与卸荷单向阀一12-4的进油口连通，卸荷单向阀一12-4的出油口与三位四通比例换向阀的油口B连通；
液控单向阀二12-5的进油口与顶升油缸的有杆腔油口连通，液控单向阀二12-5的出油口与三位四通比例换向阀的油口B连通；电磁单向阀二12-6仅在顶升油缸缩缸操作时开启，电磁单向阀二12-6的进油口与三位四通比例换向阀的油口B连通，电磁单向阀二12-6的出油口与顶升油缸的有杆腔油口连通；溢流阀B12-7的进油口与顶升油缸的有杆腔油口连通，溢流阀B12-7的出油口与卸荷单向阀二12-8的进油口连通，卸荷单向阀二12-8的出油口与三位四通比例换向阀的油口A连通。
进一步，所述顶升油缸控制单元还包括压力补偿阀，压力补偿阀的进油口与液压软管连通，压力补偿阀的出油口与三位四通比例换向阀的出油口A连通，用于施工平台停止悬停状态且顶升油缸漏油时，对顶升油缸进行微量补油；PLC控制器还用于控制压力补偿阀。
进一步，所述顶升油缸控制单元还包括电路放大器，所述电路放大器用于将三位四通比例换向阀的输入电流进行按比例放大，调节三位四通比例换向阀的阀芯。
进一步，所述支撑牛腿控制回路包括电磁阀、分流阀块、与分流阀块连通的若干支撑牛腿控制支路；电磁阀设置于分流阀块与液压软管之间的液压管路上；分流阀块设置多路通过出油口、回油口控制的流通管道；每一个支撑牛腿控制支路上至少设置一个支撑牛腿，在支撑牛腿的无杆腔、有杆腔与分流阀块的一组出油口、回油口之间设置一个三位四通换向阀；支撑牛腿油缸上设置位移传感器二，用于对支撑牛腿油缸的伸缩位移实时监控，并将监测数据传输给PLC控制器。
进一步，支撑牛腿的一端与支撑牛腿油缸的柱塞杆端部固定连接，另一端在支撑牛腿油缸的带动下可沿水平方向移动，使支撑牛腿的端部从混凝土剪力墙上的预留洞口中伸入或伸出；
支撑牛腿靠近混凝土剪力墙的一端底部设置有承重压力传感器，用于判断支撑牛腿是否已经完全脱离混凝土剪力墙的支撑。
相应地，本发明还提供了一种超高层建筑整体钢平台模架液压控制方法，采用所述的超高层建筑整体钢平台模架液压控制系统，所述控制方法包括如下步骤：
步骤一、PLC控制器控制换向阀使溢流阀一连接于液压油路中，所述顶升油缸控制单元控制顶升油缸进行伸缸操作，使整体钢平台预顶升高度H1；
步骤二、PLC控制器控制换向阀使溢流阀二连接于液压油路中，支撑牛腿控制回路控制支撑牛腿缩回；
步骤三、PLC控制器控制换向阀使溢流阀一连接于液压油路中，所述顶升油缸控制单元控制顶升油缸进行多次伸缸与缩缸操作，使整体钢平台自动爬升高度H2；
步骤四、PLC控制器控制换向阀使溢流阀二连接于液压油路中，通过支撑牛腿控制回路使支撑牛腿伸出并进入预留洞口内；
步骤五、PLC控制器控制换向阀使溢流阀一连接于液压油路中，所述顶升油缸控制单元控制顶升油缸进行缩缸操作，使整体钢平台回落至支撑牛腿搁置于剪力墙的预留洞口内。
进一步，所述顶升油缸控制单元包括三位四通比例换向阀、锁止阀组、压力变送器、顶升油缸和位移传感器一；位移传感器一设置于顶升油缸上；三位四通比例换向阀用于实现顶升油缸在伸缸、缩缸不同工况时，改变顶升油缸中液压油流向；锁止阀组设置于三位四通比例换向阀与顶升油缸之间的油路管道上；压力变送器用于监测顶升油缸油口的油压，并将油压压力转换成电流信号发送给PLC控制器；
所述三位四通比例换向阀包括进油口P、油口A、油口B、回油口T，三位四通比例换向阀的进油口P与液压软管连通；回油口T与液压泵站的回油口液压管路连通；油口A、油口B经锁止阀组分别与无杆腔、有杆腔的油口连通；
步骤一和步骤三中液压油缸顶升，液压油缸伸缸操作的具体流程为：液压油经单向阀流向液压软管油口；液压油经三位四通比例换向阀的进油口P、油口A、锁止阀组，流入顶升油缸无杆腔内，液压油推动柱塞杆伸出，联动整体钢平台顶升；顶升油缸有杆腔内的液压油经锁止阀组、三位四通比例换向阀的油口B、回油口T，经液压泵站的回油口液压管路回流至液压泵站中；
步骤三和步骤五，液压油缸缩缸操作的具体流程为：液压油经单向阀流向液压软管油口；液压油经三位四通比例换向阀的进油口P、油口B、锁止阀组，流入顶升油缸有杆腔内，液压油推动柱塞杆回缩；顶升油缸无杆腔内的液压油经锁止阀组、三位四通比例换向阀的油口A、回油口T，经液压泵站的回油口液压管路回流至液压泵站中。
本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：
（1）顶升液压系统与支撑液压系统的交替运转，且所需要的工作油压相差较大，通过设置系统最大油压控制组件，使溢流阀一、溢流阀二随同两种工作模式切换而交替接入油路系统中，从而通过一套液压泵站、供油管路满足两种工作模式的需求，降低施工成本，协同工作效果好；
（2）通过设置锁止阀，可适应顶升油缸在伸缸及缩缸时液压油在油管中转变流向，且在液压油两种流向下具有锁止和卸荷的双重作用，尤其在顶升油缸伸缸、悬停过程中无杆腔中油压过大时或缩缸、悬停过程中有杆腔中的油压过大时，通过溢流阀、卸荷单向阀的配合使用，能够将顶升油缸无杆腔或有杆腔中超过预设压力的液压油引入三位四通比例换向阀的回油口T中，对顶升油缸实现卸荷减压的作用，从而保障顶升油缸的安全运行；
（3）通过设置压力补偿阀，在顶升油缸停止爬升、三位四通比例换向阀停止工作的状态下，当油缸出现轻微漏油时，可对顶升油缸进行补油，顶升油缸压力将会保持在控制设定值左右，对油缸起到保压的作用，防止悬停状态下钢平台因自重出现下落，从而保障钢平台安全运行；
（4）通过位移传感器一可监测顶升油缸的顶升速度，顶升油缸控制单元对顶升油缸液压油输入、输出流量实现连续性调节，通过调节三位四通比例换向阀的调节阀块出油口大小而改变液压油流量大小，从而使所有顶升油缸的顶升速度一致；顶升油缸控制单元可具有保压、平衡、位置保持、位置反馈等功能，从而实现钢平台安全稳定地爬升；
（5）通过三位四通换向阀可控制单个支撑牛腿的伸缩运动，通过分流阀可实现多个支撑牛腿控制回路汇集，通过电磁阀可同时控制所有的支撑牛腿油缸的伸与缩动作，通过位移传感器可实现对支撑牛腿伸缩行程实时监控，并由PLC控制器判定支撑牛腿是否伸缩到位，保障整体钢平台安全运行。
附图说明
图1为本发明中的超高层建筑整体钢平台模架液压控制系统的原理图；
图2至图4分别为液压控制系统部分结构的两个立体图和一个俯视图；
图5为本发明中的顶升油缸与锁止阀组、压力变送器的连接关系图；
图6、图7分别为本发明中的锁止阀组的两个立体图；
图8为本发明中的支撑牛腿油缸、支撑牛腿、混凝土剪力墙、承重压力传感器的位置关系图。
图中标号如下：
1-液压泵站；2-单向阀；3-液压软管；4-换向阀；5-溢流阀一；6-溢流阀二；7-系统压力表；8-压力变送器一；9-压力补偿阀；10-三位四通比例换向阀；11-电路放大器；12-锁止阀组；13-压力变送器；14-顶升油缸；15-位移传感器一；16-电磁阀；17-分流阀块；18-三位四通换向阀；19-支撑牛腿油缸；20-位移传感器二；21-PLC控制器；22-施工平台底板；23-支撑牛腿；24-混凝土剪力墙；25-承重压力传感器。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提供的超高层建筑整体钢平台模架液压控制系统及方法作进一步详细说明。结合下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
实施例一
本实施例公开了一种超高层建筑整体钢平台模架液压控制系统，下面结合附图作进一步描述，其中，图1为液压控制系统的原理图，图2至图4分别为液压控制系统的主体结构的两个方位的立体图及俯视图。
结合图1至图4所示，所述超高层建筑整体钢平台模架液压控制系统包括液压泵站1、单向阀2、系统最大油压控制组件、若干顶升油缸控制单元、支撑牛腿控制回路，以及PLC控制器21。
所述液压泵站1包括油箱、过滤器、驱动电机、吸油泵等组件，液压泵站1启动后，驱动电机工作驱动吸油泵进行供油，油箱内的液压油首先通过过滤网将油渣过滤，干净液压油进入供油系统。液压泵站1设置有出油口液压管路和回油口液压管路；出油口液压管路连通单向阀2进油口，单向阀2出油口通过液压软管3设置多油口管道。
系统最大油压控制组件包括换向阀4、溢流阀一5和溢流阀二6。所述换向阀4包括一个进油口和两个出油口，进油口与液压软管3连通，换向阀4的两个出油口分别与溢流阀一5、溢流阀二6的进油口连通。溢流阀一5、溢流阀二6的出油口与液压泵站1的回油口液压管路连通。溢流阀一5用以控制整体钢平台顶升油缸爬升过程的系统油压压力，当系统油压压力超过设定阈值P1时，溢流阀一开启，液压油经溢流阀一回流至液压泵站，防止油路压力过载。溢流阀二6用于控制支撑牛腿伸缩运动时的系统油压压力，与溢流阀一5的区别在于，二者阀芯的工作压力不同，溢流阀二6与支撑牛腿伸缩定位需要的油缸压力相匹配，通常远小于溢流阀一5的工作压力，比如，溢流阀一5的压力阈值P1=20Mpa，溢流阀二6的压力阈值P2=5Mpa。换向阀4用于控制换向阀的进油口与溢流阀一5的进油口连通，还是与溢流阀二6的进油口连通，换向阀4可采用三位四通换向阀，如图1所示，换向阀的进油口P与油口A连通时，溢流阀一5接入油路系统中，当换向阀4的进油口P与油口B连通时，溢流阀二6接入油路系统中。
所述顶升油缸控制单元与支撑牛腿控制回路在PLC控制器21控制下协同工作；所述顶升油缸控制单元控制顶升油缸工作时，换向阀4使溢流阀一5连接于液压油路中；支撑牛腿控制回路控制支撑牛腿工作时，换向阀4使溢流阀二6连接于液压油路中。
优选的实施方式为，所述超高层建筑整体钢平台模架液压控制系统还包括压力表7、压力变送器一8。压力表7和压力变送器一8分别与液压软管3连通，压力表7用于显示系统油压压力，压力变送器一8用于将油压压力转换成电流信号发送给PLC控制器21。
如图1所示，在液压软管3的多油口管道与液压泵站的1的回油口液压管路之间并联设置若干个顶升油缸控制单元，为了简化起见，图1中仅展示了一个顶升油缸控制单元。所述顶升油缸控制单元包括三位四通比例换向阀10、锁止阀组12、压力变送器13、顶升油缸14和位移传感器一15。
结合图1和图5所示，每个顶升油缸控制单元控制两个顶升油缸14，当然，顶升油缸的个数也可以为1个或多个。顶升油缸14包括两个腔室，依据顶升油缸柱塞杆的位置将两个腔室分别称为无杆腔和有杆腔，无杆腔和有杆腔上均设置油口。位移传感器一15设置于顶升油缸14上，用于对顶升油缸伸缩行程进行实时监控，并将监测数据传输给PLC控制器。作为举例，位移传感器一15采用拉线式位移传感器。
压力变送器13设置于锁止阀组12与顶升油缸14之间的油路管道上，用于监测顶升油缸14油口的油压，并将油压压力转换成电流信号发送给PLC控制器，PLC控制器控制锁止阀组12、三位四通比例换向阀10的工作模式。
其中，三位四通比例换向阀10包括进油口P、油口A、油口B、回油口T，三位四通比例换向阀10的进油口P与液压软管3连通；回油口T与液压泵站1的回油口液压管路连通；油口A、油口B分别与无杆腔、有杆腔的油口连通。三位四通比例换向阀10内部设置有控制阀芯，进油口P可选择与油口A或油口B连通。进油口P与油口A连通时，油口B与回油口T连通；进油口P与油口B连通时，油口A与回油口T连通。三位四通比例换向阀10可实现在任意时刻对阀块出油口大小进行连续控制，从而控制顶升油缸14的爬升速度。整体钢平台同步性爬升控制以速度和位移误差为控制要求，通过设置三位四通比例换向阀10可以使各顶升油缸的伸缩位移误差控制在5mm内，满足爬升系统同步性控制的要求。
另外，三位四通比例换向阀10的阀芯弹簧在阀块内工作移动时所需要的驱动电流较大，而电路控制系统中的控制器所输出电流信号范围通常为0-20 mA，而20mA电流无法驱动阀芯弹簧在阀块内移动，优选为，三位四通比例换向阀10连接有电路放大器11，通过放大器对输入电流进行按比例放大，满足输入电流对三位四通比例换向阀10的阀芯弹簧调节。
锁止阀组12包括单元模块一和单元模块二。结合图5至图7所示，单元模块一包括液控单向阀一12-1、电磁单向阀一12-2、溢流阀A12-3、卸荷单向阀一12-4，单元模块二包括液控单向阀二12-5、电磁单向阀二12-6、溢流阀B12-7、卸荷单向阀二12-8。
结合图1、图5和图6，对锁止阀组12的单元模块一的各组件位置关系进行描述。液控单向阀一12-1的进油口与三位四通比例换向阀10的油口A连通，液控单向阀一12-1的出油口与顶升油缸14的无杆腔油口连通。电磁单向阀一12-2仅在顶升油缸14缩缸操作时开启，电磁单向阀一12-2的进油口与顶升油缸14的有杆腔油口连通，电磁单向阀一12-2的出油口与三位四通比例换向阀10的油口A连通。溢流阀A12-3的进油口与顶升油缸14的无杆腔油口连通，溢流阀A12-3的出油口与卸荷单向阀一12-4的进油口连通，卸荷单向阀一12-4的出油口与三位四通比例换向阀10的油口B连通。
结合图1、图5和图7，对锁止阀组12的单元模块二的各组件位置关系进行描述。液控单向阀二12-5的进油口与顶升油缸14的有杆腔油口连通，液控单向阀二12-5的出油口与三位四通比例换向阀10的油口B连通。电磁单向阀二12-6仅在顶升油缸14缩缸操作时开启，电磁单向阀二12-6的进油口与三位四通比例换向阀10的油口B连通，电磁单向阀二12-6的出油口与顶升油缸14的有杆腔油口连通。溢流阀B12-7的进油口与顶升油缸14的有杆腔油口连通，溢流阀B12-7的出油口与卸荷单向阀二12-8的进油口连通，卸荷单向阀二12-8的出油口与三位四通比例换向阀10的油口A连通。
下面结合图1、图5至图7对锁止阀组12的工作原理进行描述。
顶升油缸伸缸时，电磁单向阀一12-2、二12-6处于关闭状态，三位四通比例换向阀10的进油口P与油口A连通，油口B与回油口T连通；液压油经三位四通比例换向阀10的油口A流入液控单向阀一12-1的进油口，然后经液控单向阀一12-1的出油口流入顶升油缸14的无杆腔；顶升油缸14的有杆腔中的液压油流入液控单向阀二12-5的进油口，然后经液控单向阀二12-5的出油口流入三位四通比例换向阀10的油口B，然后经回油口T回流至液压泵站1。在顶升油缸伸缸过程中，压力变送器13监测顶升油缸的液压油压力，当无杆腔一侧的液压油的压力超过某一设定值（大于溢流阀A12-3的工作压力）时，开启卸荷单向阀一12-4，无杆腔中的液压油冲开溢流阀A12-3，经卸荷单向阀一12-4流入三位四通比例换向阀10的油口B中，然后经回油口T回流至液压泵站1。
顶升油缸缩缸时，开启电磁单向阀一12-2、二12-6，三位四通比例换向阀10的进油口P与油口B连通，油口A与回油口T连通；液压油经三位四通比例换向阀10的油口B流入电磁单向阀二12-6的进油口，然后经电磁单向阀二12-6的出油口流入顶升油缸14的有杆腔；顶升油缸14的无杆腔中的液压油流入电磁单向阀一12-2的进油口，然后经电磁单向阀一12-2的出油口流入三位四通比例换向阀10的油口A，然后经回油口T回流至液压泵站1。在顶升油缸缩缸过程中，压力变送器13监测顶升油缸的液压油压力，当有杆腔一侧的液压油的压力超过某一设定值（大于溢流阀B12-7的工作压力）时，开启卸荷单向阀二12-8，有杆腔中的液压油冲开溢流阀B12-7，经卸荷单向阀二12-8流入三位四通比例换向阀10的油口A中，然后经回油口T回流至液压泵站1。
顶升油缸悬停状态，电磁单向阀一12-2、电磁单向阀二12-6处于关闭状态，液控单向阀一12-1、液控单向阀二12-5中没有液压油流动。此时，压力变送器13监测顶升油缸的液压油压力，当无杆腔一侧的液压油的压力超过某一设定值，采用溢流阀A12-3、卸荷单向阀一12-4进行卸荷，液压油流向同顶升油缸伸缸时卸荷过程；当有杆腔一侧的液压油的压力超过某一设定值，采用溢流阀B12-7、卸荷单向阀二12-8进行卸荷，液压油流向同顶升油缸缩缸时卸荷过程。
当顶升油缸处于伸缸、缩缸或悬停时，若出现异常情形导致顶升油缸油口处的油压过大，如果继续输入液压油或者任由油压增大，将可能出现破坏液控单向阀、乃至三位四通比例换向阀10，影响顶升油缸控制单元的安全，通过设置锁止阀组12，可适应顶升油缸在伸缸及缩缸时液压油在油管中转变流向，且在液压油两种流向下具有锁止和卸荷的双重作用，尤其在顶升油缸伸缸、悬停过程中无杆腔中油压过大时或缩缸、悬停过程中有杆腔中的油压过大时，通过溢流阀A12-3、卸荷单向阀一12-4的配合使用及溢流阀B12-7、卸荷单向阀二12-8的配合，能够将顶升油缸无杆腔或有杆腔中超过预设压力的液压油引入三位四通比例换向阀10的回油口T中，对顶升油缸实现卸荷减压的作用，从而保障顶升油缸的安全运行。
整体钢平台在临时停止爬升时，当某个油缸或阀块发生漏油现象，那么该顶升油缸的柱塞杆在整体钢平台重载荷下会自然回缩，可能导致整体钢平台某结构部分出现沉降、变形现象，为了杜绝这种危险状况发生，优选的实施方式为，顶升油缸控制单元还包括压力补偿阀9，压力补偿阀9设置在锁止阀12之前，通过它对顶升油缸14油压进行补油，顶升油缸压力将会保持在控制设定值左右。具体地，压力补偿阀9的进油口与液压软管3连通，压力补偿阀9的出油口与三位四通比例换向阀10的出油口A连通，施工平台停止爬升（即悬停状态），三位四通比例换向阀10停止工作，压力补偿阀9可对顶升油缸14进行微量补油，顶升油缸压力将会平衡施工平台带来的荷载，保证施工平台在空中悬停的可靠性、安全性。
结合图1至图4所示，所述支撑牛腿控制回路包括电磁阀16、分流阀块17、与分流阀块17连通的若干支撑牛腿控制支路。电磁阀16设置于分流阀块17与液压软管3之间的液压管路上。分流阀块17设置多路流通管道，每一路流通管道都包括出油口（油口P）和回油口（油口T）。每一个支撑牛腿控制支路上至少设置一个支撑牛腿，在支撑牛腿的无杆腔、有杆腔与一路流通管道的进油口、回油口之间均设置一个三位四通换向阀18。支撑牛腿油缸19上设置位移传感器二20，用于对支撑牛腿油缸19的牛腿伸缩位移实时监控，并将监测数据传输给PLC控制器，作为举例，位移传感器二20为磁滞式位移传感器。如图1所示，以分流阀块17的油口P1、T1为例，油口P1和油口T1控制一个支撑牛腿控制支路，该支撑牛腿控制支路上可设置多个并列的支撑牛腿，以其中一个支撑牛腿为例，支撑牛腿油缸19的无杆腔、有杆腔与分流阀块17的油口P1、T1之间设置一个三位四通换向阀18，三位四通换向阀18包括进油口P、油口A、油口B、回油口T。三位四通换向阀18的进油口P与分流阀块17的油口P1连通；三位四通换向阀18的回油口T与分流阀块17的油口T1连通；三位四通换向阀18的油口A、油口B分别与无杆腔、有杆腔的油口连通。其中，三位四通换向阀18的进油口P可选择与油口A或油口B连通，当进油口P与油口A连通时，油口B与回油口T连通，当进油口P与油口B连通时，油口A与回油口T连通。
如图8所示，支撑牛腿油缸19固定在整体钢平台的施工平台底板22上，支撑牛腿23的一端与支撑牛腿油缸19的柱塞杆端部固定连接，另一端在支撑牛腿油缸19的带动下可沿水平方向移动，使支撑牛腿的端部从混凝土剪力墙24上的预留洞口中伸入或伸出。优选为，支撑牛腿靠近混凝土剪力墙的一端底部设置有承重压力传感器25，用于判断支撑牛腿是否已经完全脱离混凝土剪力墙的支撑。
PLC控制器即可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC），是一种具有微处理机的数字电子设备，可以将控制指令随时加载内存内储存与执行，由内部CPU，指令及资料内存、输入输出单元、电源模组、数字模拟等单元所模组化组合成。通过PLC控制器接收数据及实现对阀门的控制为现有技术可以实现，对其结构及原理不再详述。PLC控制器用于接收压力变送器一8、压力变送器13、位移传感器一15、位移传感器二20、承重压力传感器25发送的数据，还用于控制换向阀4、三位四通比例换向阀10、电磁阀16、分流阀块17、三位四通换向阀18、锁止阀组12工作，还可用于控制液压泵站1供油。
本实施例提供的整体钢平台同步顶升液压系统具有如下有益效果：
（1）顶升液压系统与支撑液压系统的交替运转，且所需要的工作油压相差较大，使溢流阀一、溢流阀二随同两种工作模式切换而交替接入油路系统中，从而通过一套液压泵站、供油管路满足两种工作模式的需求，降低施工成本，协同工作效果好；
（2）通过设置锁止阀组12，可对顶升油缸的油口进行封闭，从而起到钢平台位置保持的目的，锁止阀组12还有油压卸荷的作用，可以控制顶升油缸控制单元的最大油压，当油压过载时，锁止阀组12进行油缸压力卸荷，从而保障顶升油缸控制单元安全运行；
（3）通过设置压力补偿阀9，在顶升油缸停止爬升、三位四通比例换向阀10停止工作的状态下，当油缸出现轻微漏油时，可对顶升油缸进行补油，顶升油缸压力将会保持在控制设定值左右，对油缸起到保压的作用，防止悬停状态下钢平台因自重出现下落，从而保障钢平台安全运行；
（4）通过位移传感器一可监测顶升油缸的顶升速度，顶升油缸控制单元对顶升油缸液压油输入、输出流量实现连续性调节，通过调节三位四通比例换向阀10的调节阀块出油口大小而改变液压油流量大小，从而使所有顶升油缸的顶升速度一致；顶升油缸控制单元可具有保压、平衡、位置保持、位置反馈等功能，从而实现钢平台安全稳定地爬升；
（5）通过三位四通换向阀18可控制单个支撑牛腿的伸缩运动，通过分流阀可实现多个支撑牛腿控制回路汇集，通过电磁阀16可同时控制所有的支撑牛腿油缸19的伸与缩动作，通过位移传感器可实现对支撑牛腿伸缩行程实时监控，并由PLC控制器判定支撑牛腿是否伸缩到位，保障整体钢平台安全运行。
实施例二
本实施例提供了一种超高层建筑整体钢平台模架液压控制方法，采用实施例一中的超高层建筑整体钢平台模架液压控制系统，所述控制方法包括如下步骤：
步骤一、PLC控制器控制换向阀4使溢流阀一5连接于液压油路中，所述顶升油缸控制单元控制顶升油缸14进行伸缸操作，使整体钢平台预顶升高度H1。整体钢平台预顶升高度为厘米级，比如H1=5cm。液压油缸伸缸操作的具体流程为：液压泵站1启动后，液压油经单向阀2流向液压软管3油口；使换向阀的进油口与溢流阀一5连通；液压油经三位四通比例换向阀10的进油口P、油口A、锁止阀组12，流入顶升油缸14无杆腔内，液压油推动柱塞杆伸出，联动整体钢平台顶升；顶升油缸14有杆腔内的液压油经锁止阀组12、三位四通比例换向阀10的油口B、回油口T，经液压泵站1的回油口液压管路回流至液压泵站1中；位移传感器一15对顶升油缸伸缩行程进行实时监控，并将监测数据传输给PLC控制器；PLC控制器判定整体钢平台预顶升高度达到H1时，进入下一步。
需要说明的是，通常整体钢平台包括设置在超高层建筑物上的爬升轨道，以及附着于爬升轨道上的爬升装置，爬升装置上设置有顶升油缸和防坠装置，通过顶升油缸的伸缩实现整体钢平台的爬升。整体钢平台可采用现有结构，不是本发明要保护的内容，不做详述。
步骤二、PLC控制器控制换向阀4使溢流阀二6连接于液压油路中，支撑牛腿控制回路控制支撑牛腿缩回。PLC控制器21控制支撑牛腿控制回路使支撑牛腿缩回具体包括，使换向阀的进油口与溢流阀二6连通；打开电磁阀16，液压软管3流出的液压油经过电磁阀16后流入分流阀块17，并由分流阀块17的油口P流出，进入三位四通换向阀18内部，进油口P与油口B连通，油口A与回油口T连通；液压油经三位四通换向阀18流入支撑牛腿油缸的有杆腔内，使推动柱塞杆回缩；支撑牛腿油缸无杆腔内液压油通过三位四通换向阀18，流向分流阀块17的油口T，然后回流至液压泵站1的回油口液压管路；位移传感器二20判定支撑牛腿是否收缩到位，并发送至PLC控制器。
需要说明的是，整体钢平台爬升过程顶升油缸的负载包括钢平台自身重量及钢平台上的材料及设备重量，而钢平台预顶升后，伸缩牛腿悬置于建筑物的洞穴内，伸缩牛腿的伸缩动作不承受外部荷载，因此，两个控制过程中系统液压的需求差别较大，溢流阀二6的工作压力远远小于溢流阀一5的工作压力。
步骤三、PLC控制器控制换向阀4使溢流阀一5连接于液压油路中，所述顶升油缸控制单元控制顶升油缸14进行多次伸缸与缩缸操作，使整体钢平台自动爬升高度H2。
液压油缸缩缸操作的具体流程为：液压油缸缩缸操作时，液压油经单向阀2流向液压软管3油口；液压油经三位四通比例换向阀10的进油口P、油口B、锁止阀组12，流入顶升油缸14有杆腔内，液压油推动柱塞杆回缩；顶升油缸14无杆腔内的液压油经锁止阀组12、三位四通比例换向阀10的油口A、回油口T，经液压泵站1的回油口液压管路回流至液压泵站1中。
顶升油缸每次伸缸与缩缸操作中，PLC控制器根据位移传感器一15的监测数据，调整三位四通比例换向阀10的出油口大小，保证所有顶升油缸同步爬升。需要说明的是，整体钢平台自动爬升模式顶升高度H2为3-4米，而油缸行程一般为550 mm。当顶升油缸伸出位移达到伸出量程时进行油缸回缩操作。位移传感器用于监测油缸伸缩行程，PLC控制器根据监测数值，判定是否完成油缸伸缩过程。
骤四、PLC控制器控制换向阀4使溢流阀二6连接于液压油路中，通过支撑牛腿控制回路使支撑牛腿伸出并进入预留洞口内。PLC控制器21根据位移传感器二20反馈数据判断支撑牛腿是否伸缩到位。支撑牛腿伸出与缩回的操作相类似，不同之处在于三位四通换向阀18的进油口P与油口A连通，液压油由油口A进入支撑牛腿油缸19的无杆腔中，液压油推动柱塞杆伸出，然后有杆腔中的液压油经三位四通换向阀18的油口B回流至回油口T，然后流回液压泵站1的回油口液压管路。
骤五、PLC控制器控制换向阀4使溢流阀一5连接于液压油路中，所述顶升油缸控制单元控制顶升油缸进行缩缸操作，使整体钢平台回落至支撑牛腿搁置于剪力墙的预留洞口内。顶升油缸进行缩缸操作与步骤三中单次缩缸类似，只是行程不同，此处不再赘述。
优选的实施方式为，在顶升油缸伸缸过程中，压力变送器13监测顶升油缸的液压油压力，当无杆腔一侧的液压油的压力超过某一设定值时，开启卸荷单向阀一12-4，无杆腔中的液压油冲开溢流阀A12-3，经卸荷单向阀一12-4流入三位四通比例换向阀10的油口B中，然后经回油口T回流至液压泵站1。在顶升油缸缩缸过程中，压力变送器13监测顶升油缸的液压油压力，当有杆腔一侧的液压油的压力超过某一设定值时，开启卸荷单向阀二12-8，有杆腔中的液压油冲开溢流阀B12-7，经卸荷单向阀二12-8流入三位四通比例换向阀10的油口A中，然后经回油口T回流至液压泵站1。
优选的实施方式为，整体钢平台在临时停止爬升时，当某个顶升油缸14发生漏油时，PLC控制器21控制压力补偿阀9对顶升油缸14进行补油，使顶升油缸14油压保持在控制设定值左右。
优选的实施方式为，步骤一中，进入步骤二之前，PLC控制器21根据承重压力传感器25的反馈数据判断支撑牛腿是否完全脱离混凝土剪力墙；步骤五中，PLC控制器21根据承重压力传感器25反馈数据判断施工平台是否安全支撑。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种超高层建筑整体钢平台模架液压控制系统，其特征在于，所述超高层建筑整体钢平台模架液压控制系统包括液压泵站（1）、单向阀（2）、系统最大油压控制组件、若干顶升油缸控制单元、支撑牛腿控制回路，以及PLC控制器（21）；
所述液压泵站（1）设置有出油口液压管路和回油口液压管路；出油口液压管路连通单向阀（2）进油口，单向阀（2）出油口通过液压软管（3）设置多油口管道；
系统最大油压控制组件包括换向阀（4）、溢流阀一（5）、溢流阀二（6），所述换向阀（4）的进油口与液压软管（3）连通，换向阀（4）包括两个分别与溢流阀一（5）、溢流阀二（6）的进油口连通的出油口；溢流阀一（5）、溢流阀二（6）的出油口与液压泵站（1）的回油口液压管路连通；
所述顶升油缸控制单元与支撑牛腿控制回路在PLC控制器（21）控制下协同工作；所述顶升油缸控制单元控制顶升油缸工作时，换向阀（4）使溢流阀一（5）连接于液压油路中；支撑牛腿控制回路控制支撑牛腿工作时，换向阀（4）使溢流阀二（6）连接于液压油路中；
所述顶升油缸控制单元包括三位四通比例换向阀（10）、锁止阀组（12）、压力变送器（13）、顶升油缸（14）和位移传感器一（15）；位移传感器一（15）设置于顶升油缸（14）上，用于对顶升油缸伸缩行程进行实时监控，并将监测数据传输给PLC控制器（21）；
三位四通比例换向阀（10）用于实现顶升油缸（14）在伸缸、缩缸不同工况时，改变顶升油缸（14）中液压油流向；
锁止阀组（12）设置于三位四通比例换向阀（10）与顶升油缸（14）之间的油路管道上；压力变送器（13）用于监测顶升油缸（14）油口的油压，并将油压压力转换成电流信号发送给PLC控制器（21）。
2.如权利要求1所述的超高层建筑整体钢平台模架液压控制系统，其特征在于，所述三位四通比例换向阀（10）包括进油口P、油口A、油口B、回油口T，三位四通比例换向阀（10）的进油口P与液压软管（3）连通；回油口T与液压泵站（1）的回油口液压管路连通；油口A、油口B经锁止阀组（12）分别与无杆腔、有杆腔的油口连通。
3.如权利要求2所述的超高层建筑整体钢平台模架液压控制系统，其特征在于，所述锁止阀组（12）包括单元模块一和单元模块二；
单元模块一包括液控单向阀一（12-1）、电磁单向阀一（12-2）、溢流阀A（12-3）、卸荷单向阀一（12-4）；单元模块二包括液控单向阀二（12-5）、电磁单向阀二（12-6）、溢流阀B（12-7）、卸荷单向阀二（12-8）；
液控单向阀一（12-1）的进油口与三位四通比例换向阀（10）的油口A连通，液控单向阀一（12-1）的出油口与顶升油缸（14）的无杆腔油口连通；电磁单向阀一（12-2）仅在顶升油缸（14）缩缸操作时开启，电磁单向阀一（12-2）的进油口与顶升油缸（14）的有杆腔油口连通，电磁单向阀一（12-2）的出油口与三位四通比例换向阀（10）的油口A连通；溢流阀A（12-3）的进油口与顶升油缸（14）的无杆腔油口连通，溢流阀A（12-3）的出油口与卸荷单向阀一（12-4）的进油口连通，卸荷单向阀一（12-4）的出油口与三位四通比例换向阀（10）的油口B连通；
液控单向阀二（12-5）的进油口与顶升油缸（14）的有杆腔油口连通，液控单向阀二（12-5）的出油口与三位四通比例换向阀（10）的油口B连通；电磁单向阀二（12-6）仅在顶升油缸（14）缩缸操作时开启，电磁单向阀二（12-6）的进油口与三位四通比例换向阀（10）的油口B连通，电磁单向阀二（12-6）的出油口与顶升油缸（14）的有杆腔油口连通；溢流阀B（12-7）的进油口与顶升油缸（14）的有杆腔油口连通，溢流阀B（12-7）的出油口与卸荷单向阀二（12-8）的进油口连通，卸荷单向阀二（12-8）的出油口与三位四通比例换向阀（10）的油口A连通。
4.如权利要求2所述的超高层建筑整体钢平台模架液压控制系统，其特征在于，所述顶升油缸控制单元还包括压力补偿阀（9），压力补偿阀（9）的进油口与液压软管（3）连通，压力补偿阀（9）的出油口与三位四通比例换向阀（10）的出油口A连通，用于施工平台停止悬停状态且顶升油缸（14）漏油时，对顶升油缸（14）进行微量补油；PLC控制器（21）还用于控制压力补偿阀（9）。
5.如权利要求1所述的超高层建筑整体钢平台模架液压控制系统，其特征在于，所述顶升油缸控制单元还包括电路放大器（11），所述电路放大器（11）用于将三位四通比例换向阀（10）的输入电流进行按比例放大，调节三位四通比例换向阀（10）的阀芯。
6.如权利要求1所述的超高层建筑整体钢平台模架液压控制系统，其特征在于，
所述支撑牛腿控制回路包括电磁阀（16）、分流阀块（17）、与分流阀块（17）连通的若干支撑牛腿控制支路；电磁阀（16）设置于分流阀块（17）与液压软管（3）之间的液压管路上；分流阀块（17）设置多路通过出油口、回油口控制的流通管道；每一个支撑牛腿控制支路上至少设置一个支撑牛腿，在支撑牛腿的无杆腔、有杆腔与分流阀块（17）的一组出油口、回油口之间设置一个三位四通换向阀（18）；支撑牛腿油缸（19）上设置位移传感器二（20），用于对支撑牛腿油缸（19）的伸缩位移实时监控，并将监测数据传输给PLC控制器（21）。
7.如权利要求6所述的超高层建筑整体钢平台模架液压控制系统，其特征在于，支撑牛腿（23）的一端与支撑牛腿油缸（19）的柱塞杆端部固定连接，另一端在支撑牛腿油缸（19）的带动下可沿水平方向移动，使支撑牛腿的端部从混凝土剪力墙（24）上的预留洞口中伸入或伸出；
支撑牛腿靠近混凝土剪力墙（24）的一端底部设置有承重压力传感器（25），用于判断支撑牛腿是否已经完全脱离混凝土剪力墙的支撑。
8.一种超高层建筑整体钢平台模架液压控制方法，其特征在于，采用如权利要求1至7任一项所述的超高层建筑整体钢平台模架液压控制系统，所述控制方法包括如下步骤：
步骤一、PLC控制器控制换向阀（4）使溢流阀一（5）连接于液压油路中，所述顶升油缸控制单元控制顶升油缸（14）进行伸缸操作，使整体钢平台预顶升高度H1；
步骤二、PLC控制器控制换向阀（4）使溢流阀二（6）连接于液压油路中，支撑牛腿控制回路控制支撑牛腿缩回；
步骤三、PLC控制器控制换向阀（4）使溢流阀一（5）连接于液压油路中，所述顶升油缸控制单元控制顶升油缸（14）进行多次伸缸与缩缸操作，使整体钢平台自动爬升高度H2；
步骤四、PLC控制器控制换向阀（4）使溢流阀二（6）连接于液压油路中，通过支撑牛腿控制回路使支撑牛腿伸出并进入预留洞口内；
步骤五、PLC控制器控制换向阀（4）使溢流阀一（5）连接于液压油路中，所述顶升油缸控制单元控制顶升油缸进行缩缸操作，使整体钢平台回落至支撑牛腿搁置于剪力墙的预留洞口内。
9.如权利要求8所述的超高层建筑整体钢平台模架液压控制方法，其特征在于，
所述顶升油缸控制单元包括三位四通比例换向阀（10）、锁止阀组（12）、压力变送器（13）、顶升油缸（14）和位移传感器一（15）；位移传感器一（15）设置于顶升油缸（14）上；三位四通比例换向阀（10）用于实现顶升油缸（14）在伸缸、缩缸不同工况时，改变顶升油缸（14）中液压油流向；锁止阀组（12）设置于三位四通比例换向阀（10）与顶升油缸（14）之间的油路管道上；压力变送器（13）用于监测顶升油缸（14）油口的油压，并将油压压力转换成电流信号发送给PLC控制器（21）；
所述三位四通比例换向阀（10）包括进油口P、油口A、油口B、回油口T，三位四通比例换向阀（10）的进油口P与液压软管（3）连通；回油口T与液压泵站（1）的回油口液压管路连通；油口A、油口B经锁止阀组（12）分别与无杆腔、有杆腔的油口连通；
步骤一和步骤三中液压油缸顶升，液压油缸伸缸操作的具体流程为：液压油经单向阀（2）流向液压软管（3）油口；液压油经三位四通比例换向阀（10）的进油口P、油口A、锁止阀组（12），流入顶升油缸（14）无杆腔内，液压油推动柱塞杆伸出，联动整体钢平台顶升；顶升油缸（14）有杆腔内的液压油经锁止阀组（12）、三位四通比例换向阀（10）的油口B、回油口T，经液压泵站（1）的回油口液压管路回流至液压泵站（1）中；
步骤三和步骤五，液压油缸缩缸操作的具体流程为：液压油经单向阀（2）流向液压软管（3）油口；液压油经三位四通比例换向阀（10）的进油口P、油口B、锁止阀组（12），流入顶升油缸（14）有杆腔内，液压油推动柱塞杆回缩；顶升油缸（14）无杆腔内的液压油经锁止阀组（12）、三位四通比例换向阀（10）的油口A、回油口T，经液压泵站（1）的回油口液压管路回流至液压泵站（1）中。
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