提升器的工作过程和建筑物顶升工况的分析

提升器是液压提升的关键设备，它由上锚具(包括紧锚弹簧、夹片、锚环和上锚缸)、下锚具(包括紧锚弹簧、夹片、锚环和下锚缸)、地锚和主液压缸四大部分组成。其工作过程为：提升重物上升时，上锚具夹紧钢绞线，然后主液压缸伸缸，带动上锚具和钢绞线向上运动，重物随之上升。主液压缸伸缸到位后，下锚具夹紧钢绞线，主液压缸缩缸，将上锚具上的负载转移到下锚具上，松开上锚具继续缩主缸，直至主液压缸缩缸到位，紧上锚，至此将重物提升了一个液压缸行程的高度，提升器连续不断重复以上步骤就可将重物提升到位。逆向重复上升时的步骤，便可实现重物的下降作业。

提升器可以因地制宜，根据提升重物的重量和面积不同，提升器内的钢绞线可以有一根到几十根不等，提升器的提升重量也从十几吨到上千吨不等，提升位置可以有单点到几十个提升点不等。这样，一方面设备的利用率不错；另一方面液压设备的扩展组合能力使液压提升不受重物的重量、高度、跨度和面积的限制。

提升设备自动化程度高，操作方便灵活，能够自行连续(不间断)工作。液压同步提升施工技术采用行程及位移传感监测和计算机控制，通过数据反馈和控制指令传递，可全自动实现同步动作、负载均衡、姿态矫正、应力控制、操作闭锁、过程呈现和故障警报等多种功能。

提升器上、下锚具具有逆向运动自锁性，上、下锚具能够锁紧钢绞线，确定提升过程。同时，构件可在提升过程中的任意位置能长期锁定，可达数月之久。

提升设备体积小、重量轻、承载能力大，适宜于在狭小空间或室内进行大吨位构件提升。

建筑物顶升工况的分析

根据建筑物顶升施工要求，整个过程分为称重、顶升、保压和带载下降四个工况。

一、保压

保压是顶升完成后，为了后续施工而暂时保持顶起的一种工况，其主要任务就是保持顶升完成后的顶升位置不变。

保压主要是靠液压系统的自锁机构保持顶升位置不变，自锁机构一般采用手动开关阀门或液控单向阀，手动开关阀门用于自动化程度不高的设备，而液控单向阀则可以用于自动化程度较不错的设备。保压精度和大保压时间主要由液压系统中所使用的液压元件的制造精度、密封性决定。单靠手动开关阀门或液控单向阀进行保压，保压时间不能太长，因为即使制造精度再高，密封性再好，也无法避免泄漏，保压时间过长，顶升位置将超出误差允许范围。如果需要长时间保压，应提供动力源。一旦系统检测到顶升误差超出允许范围，则动力源立刻启动，调用顶升程序，将其顶回到原位，即顶升位移量就是产生的误差。

二、称重

称重是为了预先确定顶升施工中各个顶升点处执行机构所承担的实际载荷压力。称重执行过程：根据建筑构件图初算得出各个顶升点近似载荷值，调节各顶升点的顶升力。为了避免计算误差和工程，初始顶升力应略小于计算的近似载荷值。待各顶升点调整好后，各处的顶升力以固定步长增加，并根据位移传感器的周期采样数据判断是否产生位移。如果没有位移产生，则继续增加顶升力；如果产生位移，则判断是否达到设定位移。如果达到设定位移，记录称重结果，称重结束；如果没有达到设定位移，则继续判断是否产生位移，如此反复直到称重结束。各顶升点获得的实际载荷压力值，是顶升的需要准备。以是否达到设定位移作为称重结束的标准，而不是以是否产生位移为标准，因为在顶升力增大的过程中，可能由于顶升对象的变形而引起微小位移，而此时的称重结果并不是该处的实际载荷值。称重设定位移值，要根据具体顶升对象的结构和材质而定。

三、带载下降

带载下降是在顶升和后续施工完成后，将建筑物或大型结构物降回到较低位置的工况。此过程其实质是顶升过程的逆过程，承受的负载相同，下降方法也相似，只是位移方向相反。

四、顶升

建筑物的顶升与普通刚性物体的顶升有以下两点不同。一，普通物体顶升可以认为是单点顶升，而建筑物顶升是多点顶升，顶升过程要彼此协调，否则会产生倾斜或“虚腿”现象。二，普通物体进行顶升通过一个闭环反馈控制即可实现，使实际位移围绕理想位移上下波动，然后稳定在误差允许的范围内，即顶升对象在然后位置附近上下往复震动。建筑物不是刚性结构，上下往复震动在建筑物顶升中是不允许的，否则会产生额外的应力，对建筑物内部结构造成很大损害。因此，液压顶升装置顶升时的位移是只增不减，即单向的。当顶升到预定位置后，由于建筑物是大负载，惯性大，不能立刻停止，只能靠自身重力减速停止。所以，在顶升工况，采用的顶升方法对工程的顺利完成有很大影响。

顶升工程任务类型主要有两类，一类是所有顶升点的顶升位移都相同，另一类是顶升点的顶升位移不是都相同。一类可以看作二类的特别情况。顶升中拟采用分步的顶升方法，以避免建筑物顶升过程中出现倾斜或“虚腿”现象。分步顶升法分为同步长顶升法和同步数顶升法，两种方法的不同之处是划分每步的方法不同。

同步数顶升法是每个顶升点的顶升步数都相同，而每步顶升的位移不同的方法。分步顶升法按照同步长顶升法或同步数顶升法，将整个顶升过程分成了很多小步，按顺序同步顶升。开始顶升后，先按照所划分的步给各顶升点分配顶升任务并设置液压提升设备，然后按照采样周期采样得来的位移判断所有顶升点是否都完成本步顶升的位移，完成任务则停止本步顶升，没完成任务则继续，直到全部完成。再判断是否所有步都已完成，完成则顶升结束，否则继续向各顶升点分配下一步任务。对于每步顶升中的位移精度，可以通过智能控制算法来提升。本步产生的误差，在下一步顶升中可以清理，因此然后顶升误差由较后一步的顶升误差决定。此种方法控制精度较不错，控制方法简单，便于计算机控制，自动化程度高。

桥梁顶升技术主要应用于：

一、铁路及通行双层集装箱引起的桥梁改造；

二、自然载货引起的桥梁损失改造；

三、公路跨线净空不足引起的桥梁改造；

四、航道标准提升引起的桥梁改造；

五、基础病害引起的桥梁改造；

六、跨越公路顶升改造；

七、大跨度钢桥的合龙；

八、地铁施工引起桥梁局部下沉或压煤开采引起的桥梁下沉的改造；

九、城市中既有立交桥的改造；

十、桥梁支座换。