同步顶升技术.doc

2 同步顶升控制技术 2.1 同步顶升控制技术的历史发展 同步顶升控制技术或称同步移位控制技术，最早源于大型设备与建筑物移位（顶升、平移），建筑物平移在国外最早开始于20世纪的20年代，尤其在欧美国家应用较多。世界上第一座建筑整体平移工程是位于新西兰新普利茅斯市的一所一层农宅，使用蒸汽机车作为牵引装置（图2-1）。现代整体平移技术始于20世纪初。1901年美国依阿华大学将重约60000kN三层高的科学馆进行了整体平移（2-2），在移动过程中，为了绕过另一栋楼，采用了转向技术，这一技术在当 图2-1蒸汽机牵引农宅平移 图2-2 依阿华大学科学馆平移 时的土木工程界引起了极大的兴趣和广泛的评论。1982年，英国伯明翰的一所会计事务所，由于超市扩建，被移至 8.05km以外的地方。1983年英国兰开夏郡Warrington市对一座历史悠久的学校建筑进行了整体平移。1998年，美国的一所豪华别墅，建筑面积约1100m2，从波卡罗顿长途跋涉100多英里到皮斯城，这个移位工程的特殊之处在于这座别墅行进中必须要经过一条运河，在这一段路程上采用一艘特殊的船体作为运输工具（图2-3）。1999年1月25日美国明尼苏达州Minneapolis市对Shubern剧院进行了平移。1999年6月美国卡罗莱纳州为了使Hatteras角海水的一座灯塔不再遭受海水侵蚀，将其移至487.7m外的地方。1999年9月16日至19日，丹麦哥本哈根飞机场由于扩建需要而将候机厅从机场一端移至另一端[23]（图2-4）。 图2-3 水上移位 图2-4 哥本哈根飞机场平移 2.2 同步顶升控制技术在现代工程应用 大型建（构）筑物顶升平移技术在国外应用很多，如图2-5所示的法国米劳大桥的建造。米劳大桥是世界上最高的大桥，高达343米，桥面宽27.35米，长2460米，总重36000吨，国内有关专家曾经形象地说：“这几乎就是在比东方明珠矮一点的高空建造一段长2公里的高架道路”。在这个桥梁的下面是法国米劳附近一条深深的山谷，在如此高的位置上进行规模如此大的施工建设对人类本身也是一个极大的挑战。美国实用动力集团公司ENERPAC欧洲工程中心解决了大桥建造中的技术难题，一方面采用计算机控制同步顶升系统辅助桥墩建造，帮助桥墩长高到77米到245米不等；另一方面采用特殊设计的计算机控制超高压液压平移系统，解决大桥总重36000吨的钢结构桥面平移就位难题。 图2-5 法国米劳大桥 希腊雅典的奥林匹克体育场的悬浮屋顶，面积约1万平方米，由玻璃和金属构成，将悬挂在两根80米高，直径3.5米，长304米的柱梁下面。施工中最大的难点是如何使巨大的屋顶与梁柱准确就位。最终的解决方案为采用两个液压泵站、八个双作用拉式油缸组成的两套PLC控制滑行导向液压系统。以85mm/min 的速度将有完全钢结构加固的建筑屋顶及柱梁沿着镀有聚四氟乙烯的滑道水平移动70m，最终精度控制在±2mm。如图2-6所示。 图2-6 希腊雅典奥林匹克体育场梁柱就位施工 上海音乐厅建于1930年，原名南京大戏院，具有欧洲古典主义风格的建筑，被誉为“上海的巴黎歌剧院”。其自然音响之佳，既得到建筑学专家的首肯，更为众多的中外艺术家认同。由于建筑物已趋高龄加上结构的复杂性等原因使得上海音乐厅平移工程成为上海乃至全国规模最大、技术最复杂的一次古建筑平移工程。实用动力针对音乐厅工程开发了一套具有四组共60个高精度顶升点的计算机控制同步顶升和顶推系统，将建筑物同步顶升至预定高度，然后依靠有姿态控制能力的四路同步顶推系统，将建筑物推移至需要位置。 国家体育场为2008北京奥运会主体育场，如图2-7所示，主体钢结构采用78个临时支撑点“分段高空散装”的安装方法，在主体钢结构和立面次结构安装完毕、整体合拢后，进行支撑塔架的卸载工作，实现由支撑塔架承重向钢结构自身承重状态的转换。支撑塔架的卸载是钢结构施工的关键环节，卸载实施的成败直接关系到整体钢结构的安全和成败。ENERPAC公司为该工程设计了一整套精确可靠的计算机同步卸载设备整套设备由55套实用动力专用液压泵提供动力源由一个中央控制器，十个区域控制器通过中央处理器和信号传输系统向156个大吨位ENERPAC双作用油缸发出指令，完成载荷转移步骤。结构整体分级同步卸载、严格进行比例控制图2-7 鸟巢钢结构卸载现场 图2-8卸载点分组 葛洲坝下闸首人字闸门，其高达34m，宽19.7m，厚2.7m，每扇门叶有11层楼高，质量达600t。由于闸门在高压（闸门两侧水压差）、高强度（闸门开启频繁）、大作用力（闸