专利名称：一种切割桥墩整体顶升不平衡高差限位自控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于切割桥墩整体顶升桥梁改造施工技术领域，尤其是涉及一种切割桥墩整体顶升不平衡高差限位自控系统。
背景技术：
切割桥墩整体顶升施工方法是桥梁改造施工中技术含量较高的一种施工方法，其采用先行切割桥墩，然后整体顶升到位，再将到位后的桥墩和原桥墩重新连接浇筑混凝土并形成整体，以实现抬高桥面高程的目的。桥墩实际顶升过程中，为了保证盖梁及上部梁体的稳定性，因而需保证盖梁横向两侧的不平衡高差不得超过限定值。传统的控制方法主要是通过跟踪性几何测量监测盖梁横向两侧的不平衡高差，当不平衡高差达到限定数值时， 人工操作关闭较高侧油泵使其暂停作业，且待不平衡高差减小或基本消除后，重新开启暂关闭油泵，使两部千斤顶同时工作。现如今，在切割桥墩整体顶升施工过程中，上述不平衡高差限位控制方法应用较多，但由于几何测量与顶升工作交叉作业，因而使得切割桥墩的整体顶升工作不连续。同时，由于顶升过程中对盖梁横向两侧不平衡高差的测量很难实现连续监测，因而不平衡高差会出现超过限值的情况；并且由于几何测量时一般需要停止顶升作业，因此顶升速度缓慢，对施工效率的影响较大；另外，油泵作业控制采用人工控制方法，整个操作过程存在较大的主观性，因而过程控制精度较低。综上，实际应用过程中，现有的不平衡高差限位控制方法存在诸多实际问题。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种切割桥墩整体顶升不平衡高差限位自控系统，其设计合理、自动化程度高、安全性能好且可操作性强、实用价值高，能有效解决切割桥墩整体顶升过程中不平衡高差限位难以实现自动控制的施工难题。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种切割桥墩整体顶升不平衡高差限位自控系统，其特征在于包括用于提供顶升动力且将需整体顶升桥梁结构整体向上水平顶升的两个顶升装置、分别对两个所述顶升装置进行启停控制的顶升控制装置和顶升过程中对需整体顶升桥梁结构的平衡状态进行实时监测并根据监测结果对所述顶升控制装置进行相应控制的顶升平衡状态监控装置，两个所述顶升装置的结构相同且二者对称支顶在需整体顶升桥梁结构下方，所述顶升平衡状态监控装置布设在需整体顶升桥梁结构上，且所述顶升平衡状态监控装置与所述顶升控制装置进行电连接，所述顶升控制装置分别与两个所述顶升装置相接。上述一种切割桥墩整体顶升不平衡高差限位自控系统，其特征是所述需整体顶升桥梁结构包括切割桥墩上部结构、位于切割桥墩上部结构上的盖梁和布设在盖梁上的桥梁上部结构，所述盖梁位于切割桥墩上部结构正上方且桥梁上部结构位于盖梁正上方，被切割桥墩分为上下两部分且上下两部分分别为切割桥墩上部结构和切割桥墩下部结构，切割桥墩下部结构布设在桥梁承台上；两个所述顶升装置对称布设在切割桥墩下部结构左右两侧，两个所述顶升装置的底部均支撑在桥梁承台上且其顶部支顶在盖梁的左右两侧下方。上述一种切割桥墩整体顶升不平衡高差限位自控系统，其特征是所述顶升平衡状态监控装置包括顶升过程中随盖梁左右向倾侧同步进行左右摆动的垂摆以及由垂摆进行触动控制的限位开关XKl和限位开关XK2，所述垂摆上部固定在盖梁的侧壁中部，所述垂摆上部的固定点0位于切割桥墩上部结构的正上方，且限位开关XKl和限位开关XK2对称布设在固定点0的下方左右两侧；两个所述顶升装置分别为对称布设在切割桥墩下部结构左右两侧的顶升装置二和顶升装置一，所述限位开关XKl对所述顶升装置一的启停状态进行控制，且所述限位开关M2对所述顶升装置二的启停状态进行控制。上述一种切割桥墩整体顶升不平衡高差限位自控系统，其特征是所述顶升装置一包括液压顶升机构一和为所述液压顶升机构一提供顶升动力的顶升驱动机构一，所述液压顶升机构一与所述顶升驱动机构一相接；所述顶升装置二包括液压顶升机构二和为所述液压顶升机构二提供顶升动力的顶升驱动机构二，所述液压顶升机构二与所述顶升驱动机构二相接；所述顶升控制装置包括对所述顶升驱动机构一进行启停控制的开关控制回路一和对所述顶升驱动机构二进行启停控制的开关控制回路二，所述限位开关HQ的常闭触点 XKl串接在所述开关控制回路一中，且所述限位开关M2的常闭触点H(2串接在所述开关控制回路二中。上述一种切割桥墩整体顶升不平衡高差限位自控系统，其特征是所述液压顶升机构一包括液压千斤顶一和布设在液压千斤顶一下方的千斤顶反力架一，所述顶升驱动机构一为驱动电机一，液压千斤顶一通过液压回路一与储油箱相接且所述液压回路一中装有由驱动电机一进行控制的油泵一；所述液压顶升机构二包括液压千斤顶二和布设在液压千斤顶二下方的千斤顶反力架二，所述顶升驱动机构二为驱动电机二，液压千斤顶二通过液压回路二与储油箱相接且所述液压回路二中装有由驱动电机二进行控制的油泵二。上述一种切割桥墩整体顶升不平衡高差限位自控系统，其特征是所述驱动电机一和所述驱动电机二均为三相电机，所述驱动电机一和所述驱动电机二的三相电源端均与三相交流电源输出端相接，且所述开关控制回路一中串接有接触器Cl的电磁线圈，所述开关控制回路二中串接有接触器C2的电磁线圈，接触器Cl的动合触点Cl串接在驱动电机一与三相交流电源输出端之间的供电回路中，接触器C2的动合触点C2串接在所述驱动电机二与三相交流电源输出端之间的供电回路中。上述一种切割桥墩整体顶升不平衡高差限位自控系统，其特征是所述液压千斤顶一与千斤顶反力架一之间以及液压千斤顶二与千斤顶反力架二之间均垫装有千斤顶底座垫块和分配梁，所述千斤顶底座垫块布设分配梁上。本实用新型与现有技术相比具有以下优点I、设计合理、安装布设及使用操作简便且自动化程度高，实现方便。2、采用由一个悬挂垂摆和两个限位开关构成的顶升平衡状态监控装置进行实时监控，垂摆悬挂于两个限位开关的中上方，两个限位开关的开关臂在同一平面且始终保持竖直状态。当不平衡高差达到限值时，垂摆接触到低高程侧限位开关臂，使得该常闭触点断开，大高程侧千斤顶暂停工作，低高程侧油顶持续顶升，直到垂摆与该开关臂脱离，两侧油顶恢复共同工作状态。因而，本实用新型实现了对顶升不平衡高差限位的自动化控制。3、与传统几何测量监测不平衡高差方法存在本质区别，本实用新型利用布设在盖梁上的垂摆和两个限位开关，简便且巧妙实现了不平衡高差与垂摆偏离盖梁中垂线角度的对应几何关系，通过限制垂摆偏离盖梁中垂线的角度实现对盖梁顶升过程中的不平衡高差检测与控制。4、采用顶升控制装置(具体是油泵开关电路控制装置)对两个顶升装置分别进行控制，在人工控制开关QA闭合的情况下，当常闭触点XKl闭合且常闭触点XK2断开时，对千斤顶Ql的油泵进行驱动的电动机Ml开启，千斤顶Ql实现顶升作业；当常闭触点M2闭合且常闭触点HQ断开时，对千斤顶Q2的油泵进行驱动的的电动机M2开启，千斤顶Q2实现顶升作业；当常闭触点HQ和常闭触点M2同时闭合时，对千斤顶Ql和Q2的油泵进行驱动的电动机Ml和M2均开启，两个千斤顶实现同时顶升作业。而常闭触点XKl和XK2的开启与闭合，通过垂摆与两个限位开关开关臂的接触状况自动控制，从而实现了对千斤顶作业的自动控制。5、使用效果好且实用价值高，本实用新型解决了切割桥墩整体顶升不平衡高差限位自控的施工难题，其设计合理、自动化程度高且安全性能好，同时操作过程便捷、高效、平稳且易于控制，使用效果好，便于推广使用。综上所述，本实用新型设计合理、自动化程度高、安全性能好且可操作性强、实用价值高，能有效解决现有不平衡高差限位控制方法存在的切割桥墩整体顶升工作不连续、 不平衡高差测量困难、顶升速度缓慢、过程控制精度较低等实际问题。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
[0020]图I为本实用新型的使用状态参考图。[0021]图2为图I的左视图。[0022]图3为采用本实用新型顶升过程中发生不平衡状态后的使用状态参考图。[0023]图4为本实用新型所采用驱动电机一和驱动电机二的电路控制原理图。[0024]图5为本实用新型所采用液压千斤顶一的油路示意图。[0025]附图标记说明[0026]1-1-切割桥墩上部结构；1_2_盖梁；1-3-桥梁上部结构[0027]1-4-切割桥墩下部结构；1-5-桥梁承台；2-1-垂摆；[0028]3-1-液压千斤顶一；3-2-千斤顶反力架一;3-3-液压千斤顶二[0029]3-4-千斤顶反力架二 ；3-5-驱动电机一；3-6-油泵一；[0030]3-7-储油箱；4-千斤顶底座垫块；5-分配梁；[0031]6-空气滤清器；8-油压表；9-溢流阀；[0032]10-液位计；11-限位开关一；12-限位开关二。
具体实施方式如图I、图2及图3所示，本实用新型包括用于提供顶升动力且将需整体顶升桥梁结构整体向上水平顶升的两个顶升装置、分别对两个所述顶升装置进行启停控制的顶升控制装置和顶升过程中对需整体顶升桥梁结构的平衡状态进行实时监测并根据监测结果对所述顶升控制装置进行相应控制的顶升平衡状态监控装置，两个所述顶升装置的结构相同且二者对称支顶在需整体顶升桥梁结构下方，所述顶升平衡状态监控装置布设在需整体顶升桥梁结构上，且所述顶升平衡状态监控装置与所述顶升控制装置进行电连接，所述顶升控制装置分别与两个所述顶升装置相接。本实施例中，所述需整体顶升桥梁结构包括切割桥墩上部结构1-1、位于切割桥墩上部结构1-1上的盖梁1-2和布设在盖梁1-2上的桥梁上部结构1-3，所述盖梁1-2位于切割桥墩上部结构1-1上方且桥梁上部结构1-3位于盖梁1-2上方，被切割桥墩分为上下两部分且上下两部分分别为切割桥墩上部结构1-1和切割桥墩下部结构1-4，切割桥墩下部结构1-4布设在桥梁承台1-5上。两个所述顶升装置对称布设在切割桥墩下部结构1-4左右两侧，两个所述顶升装置的底部均支撑在桥梁承台1-5上且其顶部支顶在盖梁1-2的左右两侧下方。所述顶升平衡状态监控装置包括顶升过程中随盖梁1-2左右向倾侧同步进行左右摆动的垂摆2-1以及由垂摆2-1进行触动控制的限位开关XKl和限位开关XK2，所述垂摆2-1上部固定在盖梁1-2的侧壁中部，所述垂摆2-1上部的固定点0位于切割桥墩上部结构1-1的正上方，且限位开关XKl和限位开关XK2对称布设在固定点0的下方左右两侧。 两个所述顶升装置分别为对称布设在切割桥墩下部结构1-4左右两侧的顶升装置二和顶升装置一，所述限位开关HQ对所述顶升装置一的启停状态进行控制，且所述限位开关M2 对所述顶升装置二的启停状态进行控制。两个所述顶升装置对称支顶在盖梁1-2的横向左右两侧下方。所述限位开关XKl为限位开关一 11，且限位开关XK2为限位开关二 12。本实施例中，所述顶升装置一包括液压顶升机构一和为所述液压顶升机构一提供顶升动力的顶升驱动机构一，所述液压顶升机构一与所述顶升驱动机构一相接。所述顶升装置二包括液压顶升机构二和为所述液压顶升机构二提供顶升动力的顶升驱动机构二，所述液压顶升机构二与所述顶升驱动机构二相接。所述顶升控制装置包括对所述顶升驱动机构一进行启停控制的开关控制回路一和对所述顶升驱动机构二进行启停控制的开关控制回路二，所述限位开关HQ的常闭触点HQ串接在所述开关控制回路一中，且所述限位开关 XK2的常闭触点M2串接在所述开关控制回路二中。结合图5，所述液压顶升机构一包括液压千斤顶一 3-1 (即千斤顶Ql)和布设在液压千斤顶一 3-1下方的千斤顶反力架一 3-2，所述顶升驱动机构一为驱动电机一 3-5，液压千斤顶一 3-1通过液压回路一与储油箱3-7相接且所述液压回路一中装有由驱动电机一 3-5进行控制的油泵一 3-6。所述液压顶升机构二包括液压千斤顶二 3-3 (即千斤顶Q2)和布设在液压千斤顶二 3-3下方的千斤顶反力架二 3-4，所述顶升驱动机构二为驱动电机二， 液压千斤顶二 3-3通过液压回路二与储油箱3-7相接且所述液压回路二中装有由驱动电机二进行控制的油泵二。本实施例中，所述液压千斤顶一 3-1与千斤顶反力架一 3-2之间以及液压千斤顶二 3-3与千斤顶反力架二 3-4之间均垫装有千斤顶底座垫块4和分配梁5，所述千斤顶底座垫块4布设分配梁5上。所述液压回路一中接有空气滤清器6和油泵一 3-6， 同时所述液压回路一中还接有溢流阀9和对该液压回路中的油压进行检测的油压表8，所述储油箱3-7上还装有液位计10。[0038]结合图4，所述驱动电机一 3-5 (即电动机Ml)和所述驱动电机二(即电动机M2) 均为三相电机，所述驱动电机一 3-5和所述驱动电机二的三相电源端均与三相交流电源输出端相接，且所述开关控制回路一中串接有接触器Cl的电磁线圈，所述开关控制回路二中串接有接触器C2的电磁线圈，接触器Cl的动合触点Cl串接在驱动电机一 3-5与三相交流电源输出端之间的供电回路中，接触器C2的动合触点C2串接在所述驱动电机二与三相交流电源输出端之间的供电回路中。所述驱动电机一 3-5与三相交流电源输出端之间的供电回路中还串接有热继电器F1、F2和F3以及断路器K，所述驱动电机二与三相交流电源输出端之间的供电回路中还串接有热继电器F4、F5和F6以及断路器K，接触器Cl的电磁线圈与所述限位开关XKl的常闭触点HQ相串接，接触器Cl的电磁线圈与所述限位开关HQ的常闭触点HQ相串接且二者串接在接触器Cl的电磁线圈与所述限位开关HQ的常闭触点HQ的串接电路上，QA是启动按钮，TA是停止按钮，接触器Cl的动合触点Cl和接触器C2的动合触点C2均并接在启动按钮QA两立而。实际使用过程中，先对本实用新型中的各元件进行安装、固定及调试，且一切正常后闭合控制开关QA，电动机Ml和M2开始运转，千斤顶Ql和Q2开始顶升。顶升过程中，当盖梁1-2横向两侧的不平衡高差未达到限定值时，垂摆2-1与限位开关XKl和XK2均不接触，此时电动机Ml和M2均保持正常运转，千斤顶Ql和Q2持续顶升；当盖梁1-2横向两侧的不平衡高差达到限定值时(具体是向左侧倾侧时)，垂摆2-1与低高程侧的限位开关XKl 接触并使得其常闭触点HQ断开，此时大高程侧顶升装置中的电动机Ml断电暂停(具体是由于接触器Cl的电磁线圈失电且其动合触点Cl断开)，大高程侧(即右侧)的千斤顶Ql 停止顶升作业，低高程侧(即左侧)的千斤顶Q2持续顶升；随着千斤顶Ql停止顶升且千斤顶Q2持续顶升过程的不断进行，盖梁1-2横向两侧的不平衡高差逐渐降低到限定值范围之内，此时垂摆2-1与低高程侧的限位开关HQ脱离并使得常闭触点HQ闭合，电动机Ml恢复工作，千斤顶Ql重新开始顶升。综上，本实用新型主要包括由液压千斤顶和千斤顶反力支架构成的两个顶升装置、由一个悬挂垂摆和两个限位开关构成的顶升平衡状态监控装置以及对两个顶升装置进行控制的顶升控制装置，其中两个顶升装置为切割后桥墩整体顶升提供动力，顶升平衡状态监控装置实现了顶升过程中盖梁1-2左右两侧不平衡高差(或倾斜度)达到设计数值时，较高侧千斤顶暂停作业且较低侧千斤顶持续顶升的自动控制；顶升控制装置通过对两个顶升装置中的油泵进行自动控制，对两个顶升装置的顶升状态进行合理控制。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求1.一种切割桥墩整体顶升不平衡高差限位自控系统，其特征在于包括用于提供顶升动力且将需整体顶升桥梁结构整体向上水平顶升的两个顶升装置、分别对两个所述顶升装置进行启停控制的顶升控制装置和顶升过程中对需整体顶升桥梁结构的平衡状态进行实时监测并根据监测结果对所述顶升控制装置进行相应控制的顶升平衡状态监控装置，两个所述顶升装置的结构相同且二者对称支顶在需整体顶升桥梁结构下方，所述顶升平衡状态监控装置布设在需整体顶升桥梁结构上，且所述顶升平衡状态监控装置与所述顶升控制装置进行电连接，所述顶升控制装置分别与两个所述顶升装置相接。
2.按照权利要求I所述的一种切割桥墩整体顶升不平衡高差限位自控系统，其特征在于所述需整体顶升桥梁结构包括切割桥墩上部结构(1-1)、位于切割桥墩上部结构(1-1) 上的盖梁(1-2)和布设在盖梁(1-2)上的桥梁上部结构(1-3)，所述盖梁(1-2)位于切割桥墩上部结构(1-1)正上方且桥梁上部结构(1-3)位于盖梁(1-2)上方，被切割桥墩分为上下两部分且上下两部分分别为切割桥墩上部结构(1-1)和切割桥墩下部结构(1-4)，切割桥墩下部结构(1-4)布设在桥梁承台(1-5)上；两个所述顶升装置对称布设在切割桥墩下部结构(1-4)左右两侧，两个所述顶升装置的底部均支撑在桥梁承台(1-5)上且其顶部支顶在盖梁(1-2)的左右两侧下方。
3.按照权利要求2所述的一种切割桥墩整体顶升不平衡高差限位自控系统，其特征在于所述顶升平衡状态监控装置包括顶升过程中随盖梁(1-2)左右向倾侧同步进行左右摆动的垂摆(2-1)以及由垂摆(2-1)进行触动控制的限位开关HQ和限位开关M2，所述垂摆(2-1)上部固定在盖梁(1-2)的侧壁中部，所述垂摆(2-1)上部的固定点0位于切割桥墩上部结构(1-1)的正上方，且限位开关XKl和限位开关XK2对称布设在固定点0的下方左右两侧；两个所述顶升装置分别为对称布设在切割桥墩下部结构(1-4)左右两侧的顶升装置二和顶升装置一，所述限位开关XKl对所述顶升装置一的启停状态进行控制，且所述限位开关M2对所述顶升装置二的启停状态进行控制。
4.按照权利要求3所述的一种切割桥墩整体顶升不平衡高差限位自控系统，其特征在于所述顶升装置一包括液压顶升机构一和为所述液压顶升机构一提供顶升动力的顶升驱动机构一，所述液压顶升机构一与所述顶升驱动机构一相接；所述顶升装置二包括液压顶升机构二和为所述液压顶升机构二提供顶升动力的顶升驱动机构二，所述液压顶升机构二与所述顶升驱动机构二相接；所述顶升控制装置包括对所述顶升驱动机构一进行启停控制的开关控制回路一和对所述顶升驱动机构二进行启停控制的开关控制回路二，所述限位开关HQ的常闭触点HQ串接在所述开关控制回路一中，且所述限位开关M2的常闭触点M2 串接在所述开关控制回路二中。
5.按照权利要求4所述的一种切割桥墩整体顶升不平衡高差限位自控系统，其特征在于所述液压顶升机构一包括液压千斤顶一(3-1)和布设在液压千斤顶一(3-1)下方的千斤顶反力架一(3-2)，所述顶升驱动机构一为驱动电机一(3-5)，液压千斤顶一(3-1)通过液压回路一与储油箱(3-7)相接且所述液压回路一中装有由驱动电机一(3-5)进行控制的油泵一(3-6);所述液压顶升机构二包括液压千斤顶二(3-3)和布设在液压千斤顶二(3-3) 下方的千斤顶反力架二(3-4)，所述顶升驱动机构二为驱动电机二，液压千斤顶二(3-3)通过液压回路二与储油箱(3-7)相接且所述液压回路二中装有由驱动电机二进行控制的油泵二。
6.按照权利要求5所述的一种切割桥墩整体顶升不平衡高差限位自控系统，其特征在于所述驱动电机一(3-5)和所述驱动电机二均为三相电机，所述驱动电机一(3-5)和所述驱动电机二的三相电源端均与三相交流电源输出端相接，且所述开关控制回路一中串接有接触器Cl的电磁线圈，所述开关控制回路二中串接有接触器C2的电磁线圈，接触器Cl的动合触点Cl串接在驱动电机一(3-5)与三相交流电源输出端之间的供电回路中，接触器C2 的动合触点C2串接在所述驱动电机二与三相交流电源输出端之间的供电回路中。
7.按照权利要求5或6所述的一种切割桥墩整体顶升不平衡高差限位自控系统，其特征在于所述液压千斤顶一(3-1)与千斤顶反力架一(3-2)之间以及液压千斤顶二(3-3) 与千斤顶反力架二(3-4)之间均垫装有千斤顶底座垫块(4)和分配梁(5)，所述千斤顶底座垫块⑷布设分配梁(5)上。
专利摘要本实用新型公开了一种切割桥墩整体顶升不平衡高差限位自控系统，包括用于提供顶升动力且将需整体顶升桥梁结构整体向上水平顶升的两个顶升装置、分别对两个顶升装置进行启停控制的顶升控制装置和顶升过程中对需整体顶升桥梁结构的平衡状态进行实时监测并根据监测结果对顶升控制装置进行相应控制的顶升平衡状态监控装置，两个顶升装置的结构相同且二者对称支顶在需整体顶升桥梁结构下方，顶升平衡状态监控装置布设在需整体顶升桥梁结构上，顶升平衡状态监控装置与顶升控制装置进行电连接。本实用新型设计合理、自动化程度高、安全性能好且可操作性强、实用价值高，能有效解决切割桥墩整体顶升过程中不平衡高差限位难以实现自动控制的施工难题。
文档编号E01D22/00GK202298483SQ201120420190
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月29日 优先权日2011年10月29日
发明者冯光建, 孙兆兴, 孟绥宝, 徐宏, 许铁力, 马丁乙 申请人:中铁一局集团有限公司