大断面箱涵液压同步顶进控制系统-同济大学学报.doc

PAGE 文章编号：0253-374X(2012)07- DOI: 3969/j.issn.0253-374x.2012.07.000 大断面箱涵液压同步顶进控制系统 米智楠,潘柳萍,陈龙安,吴仁智 （同济大学 机械工程学院，上海 200092） 摘要：与反拖动系统（ADS），前端推进（FJ）和无端自推进（ESA）等技术不同，在前方土体不需加固的条件下，为了实现先顶进后挖土这一特殊作业方式，提出了一种新的关于箱涵顶进速度、姿态和液压泵转速控制等问题的综合解决方案。该方案采用3层分级体系结构以提高系统的可靠性。“位移同步和负载均衡”的双目标控制策略实现了箱涵推进面控制点的推进位移相同的控制目标。液压系统采用变频技术，实现了无级调速和节能。也阐述了具有较强抗干扰能力的硬件电路的主要特点。该系统成功应用于上海市中环线北虹路隧道工程建设，顶进的箱涵断面尺寸高7.85m、宽34.20m、长126.00m。 关键词：箱涵；变频调节；同步顶进 中图分类号：TH 13 文献标识码：A Synchronously Jacking Hydraulic System of Large Cross-section Box Tunneling MI Zhinan, PAN Liuping, CHEN Longan, WU Renzhi (School of Mechanical Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China) 收稿日期：2011-03-02第一作者：米智楠（1967－），男，副教授，工学博士，主要研究方向为机械电子系统. E-mail: znm21cn@通讯作者：潘柳萍（1960－），女，讲师，工学博士，主要研究方向为机电液控制. E-mail: panliuping@Abstract: Different from anti-drag system （ADS）, front jacking （FJ） and endless self-advancing （ESA）, a new synchronously jacking hydraulic system is presented. Under the condition of non-artificial ground freezing, it can fulfill jacking operation before excavating operation. Three-level structure of the system improves reliability. A “double-object synchronization” control scheme of displacement synchronization and even-pressure enables groups of hydraulic cylinders to control the jacking speed and posture of box. The system is saving-energy. The features of antiinterferencing hardware circuits are presented also. And the system is applied successfully in Beihong Vehicular Undercrossing Tunnel project in Shanghai, China. 收稿日期：20 第一作者：米智楠（1967－），男，副教授，工学博士，主要研究方向为机械电子系统. E-mail: znm21cn@ 通讯作者：潘柳萍（1960－），女，讲师，工学博士，主要研究方向为机电液控制. E-mail: panliuping@ Key words: box tunneling；frequency adjustment；synchronously jacking 上海市中环线北虹路隧道工程在国内首次采用了管幕内箱涵液压同步顶进施工技术。箱涵断面高度为7.85 m，宽34.20 m，全长126.00 m，是目前世界上最大断面、长度第2的管幕内箱涵顶进工程[1]。国际上箱涵顶进施工技术的研究主要集中在英国和日本等国。这些技术作为穿越道路、铁路、结构物和机场等的非开挖技术，在英国、美国、日本和中国台湾等都有广泛应用，并取得了较好的效果。早在20世纪60年代英国就对箱涵顶进技术进行了研究，但还不完善，如未能解决地面沉降等问题[2-3]。1986年反拖动