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探秘箱涵模具的同步顶进控制系统:三级分层,精准领航

时间:2025-10-15 来源:本站 点击:9次

一、引言

在现代工程建设领域,同步顶进控制系统作为一种关键技术,正发挥着愈发重要的作用。无论是大型地下箱涵模具的顶进施工,还是桥梁、建筑物的顶升与纠偏作业,同步顶进控制系统都凭借其卓越的性能,为工程项目的顺利实施提供了坚实保障。

以大型地下箱涵施工为例,传统的千斤顶集群顶进技术在面对大吨位、大跨度、大截面积的箱涵时,往往显得力不从心,难以满足现代工程施工对高精度、高效率和高安全性的严格要求。而同步顶进控制系统的出现,彻底改变了这一局面。它采用液压缸集群、计算机控制和同步累积顶进的技术特点,极大地提高了施工的自动化程度,有效缩短了施工周期,显著增强了工程的安全可靠性,成为了以高新技术改造传统施工技术的重大突破。

在广州路下穿京九铁路隧道工程中,施工团队创新性地采用了 “智能顶进同步控制系统”。面对黏沙地层和营业线安全的双重压力,该系统通过 12 台 400 吨油顶和激光位移传感器,实现了毫米级精度控制,最终轴线偏差不超过一张 A4 纸的厚度,远超行业标准。不仅如此,通过优化工艺和强化管理,项目比原计划提前 45 天完成顶进任务,为后续施工争取了宝贵时间 ,有力推动了该重点民生工程的顺利进行。

由此可见,同步顶进控制系统在现代工程建设中具有举足轻重的地位。为了更深入地了解其工作原理和运行机制,有必要对其体系结构展开全面而深入的探讨。

二、三级分层集中控制方式总览

同步顶进控制系统采用的 3 级分层集中控制方式,犹如一套精密的指挥体系,为整个系统的高效、稳定运行奠定了坚实基础。这种控制方式将系统划分为远程控制监视层、中转层和现场执行机构层三个层次,每个层次各司其职,又紧密协作,共同完成同步顶进的控制任务。

远程控制监视层作为整个系统的 “大脑”,承担着任务管理和调度的核心职责。主控制器和主控计算机在这里发挥着关键作用,它们如同经验丰富的指挥官,对整个系统的运行进行全面把控。操作人员可以通过主控制器和主控计算机,便捷地进行箱涵模具顶进的各项控制操作,无论是启动、停止,还是速度调节、姿态调整,都能精准下达指令。同时,主控制器和主控计算机还与监视计算机相连,就像为指挥官配备了一双敏锐的 “眼睛”,能够实时监控箱涵模具顶进的运行状态。通过交互的人机界面,系统将箱涵模具当前的顶进状态和控制参数清晰地展示出来,如顶进速度、位移量、油压等关键信息一目了然,方便操作人员随时掌握情况,做出决策 。

中转层则扮演着 “桥梁” 和 “中继站” 的重要角色,在远程控制监视层和现场执行机构层之间架起了沟通的桥梁。每台中转控制器分别与 5 台液压泵站控制器相连接,同时与 2 只容栅位移传感器相连,形成了一个高效的数据传输网络。它一方面接收从液压泵站控制器传送的液压缸状态信号、油压信号以及容栅传感器检测的箱涵模具测量点位移等数据,就像一位信息收集员,将来自现场的各种信息汇聚起来;另一方面,中转控制器又与主控制器进行数据通信,及时向主控制器发送液压缸状态、油压、箱涵模具测量点位移等信号,同时接收主控制器下达的控制步序号、位移差值、比例-积分-微分(PID)初值及增益、变频电机 PWM 调节值等控制信号。经过数据分析处理后,中转控制器再将这些控制信号准确地输出给对应的液压泵站控制器,实现了控制信号的高效传递和协调,极大地提高了控制效率和可靠性 。

现场执行机构层是整个控制系统的 “执行者”,包括液压泵站控制器、液压泵站、顶进液压缸和油压传感器等设备。这些设备如同战场上的士兵,严格按照上级指令执行任务。液压泵站控制器负责控制液压泵站的运行,它可以与对应的中转控制器实时交换数据,实现液压泵站相关数据的采集和上传,同时根据接收到的控制信号对液压泵站进行自动控制,也可以在必要时进行手动控制,如启动液压泵、控制顶进液压缸的伸缩和流量调节等。液压泵站为顶进液压缸提供动力,顶进液压缸则直接作用于箱涵模具,推动其前进。油压传感器实时监测油压信号,并将其反馈给液压泵站控制器和中转控制器,为系统的控制提供重要依据 。

这种 3 级分层集中控制方式,通过各层次之间的紧密配合和高效协作,实现了同步顶进控制系统的智能化、自动化控制。它不仅提高了施工的精度和效率,还增强了系统的可靠性和稳定性,为大型地下箱涵等工程的顺利施工提供了有力保障。

三、远程控制监视层:掌控全局的大脑

(一)组成与功能

远程控制监视层作为同步顶进控制系统的核心中枢,犹如人类大脑对身体各项机能的掌控,其组成与功能至关重要。这一层主要由 1 台主控制器和主控计算机构成 ,它们共同承担起整个系统的任务管理和调度重任,是整个系统高效运行的关键所在。

主控制器就像是一位经验丰富、决策果断的指挥官,具备强大的逻辑运算和控制能力。它时刻关注着系统的各个环节,对来自各个方面的信息进行快速分析和处理,并根据预设的程序和算法,精准地发出各种控制指令。这些指令如同指挥官下达的作战命令,指导着整个系统的运行,确保每个任务都能有条不紊地进行 。

主控计算机则是整个系统的信息处理中心,它拥有高性能的处理器和大容量的内存,能够快速处理海量的数据。主控计算机与主控制器紧密协作,一方面接收主控制器传来的各种数据和指令,进行进一步的分析和处理;另一方面,它还负责与操作人员进行交互,为操作人员提供一个便捷、直观的操作界面。操作人员可以通过主控计算机,轻松地对整个系统进行监控和控制,实现各种复杂的操作任务 。

在箱涵模具顶进的过程中,主控制器和主控计算机负责对顶进的速度、方向、力度等关键参数进行精确控制。它们根据预先设定的顶进方案,实时调整顶进参数,确保箱涵模具按照预定的轨迹和速度顺利顶进。当遇到突发情况时,如土壤阻力突然增大、箱涵模具出现偏移等,主控制器和主控计算机能够迅速做出反应,及时调整控制策略,采取相应的措施进行应对,保证顶进过程的安全和稳定 。

(二)人机交互与数据处理

主控制器和主控计算机与监视计算机的连接,构建起了一个高效的人机交互与数据处理平台。通过以太网等通信方式,它们之间实现了数据的快速传输和共享,为操作人员提供了全方位的监控和管理手段 。

监视计算机就像是一双敏锐的眼睛,实时关注着箱涵模具顶进的运行状态。它通过与主控制器和主控计算机的连接,获取到箱涵模具当前的顶进状态和控制参数等关键信息,并将这些信息以直观、清晰的方式展示在操作人员面前。监视计算机通常配备有高分辨率的显示屏和人性化的操作界面,操作人员可以通过鼠标、键盘等输入设备,轻松地对系统进行操作和控制 。

在人机界面上,各种数据和信息以图表、曲线、数字等形式呈现,一目了然。操作人员可以实时查看箱涵模具的顶进速度、位移量、油压等参数的变化情况,还可以对历史数据进行查询和分析,了解顶进过程的全貌。通过人机界面,操作人员还可以对系统进行各种设置和调整,如修改顶进参数、启动或停止某个设备等,实现对整个系统的灵活控制 。

系统还具备强大的数据记录和存储功能。主控制器和主控计算机将箱涵模具顶进过程中的所有数据都进行了详细记录,并存储在大容量的硬盘或其他存储设备中。这些数据不仅为后续的工程分析和总结提供了重要依据,还可以用于故障诊断和追溯,帮助技术人员快速定位和解决问题 。

在某大型地下箱涵顶进工程中,通过远程控制监视层的人机交互界面,操作人员能够实时掌握箱涵模具的顶进情况。当发现顶进速度出现异常波动时,操作人员立即通过人机界面查看相关数据,并与预设参数进行对比分析。根据分析结果,操作人员迅速在人机界面上调整了顶进参数,下达了新的控制指令。主控制器和主控计算机接收到指令后,及时对液压泵站和顶进液压缸进行控制,使箱涵模具的顶进速度恢复正常,确保了工程的顺利进行 。

四、中转层:承上启下的关键枢纽

(一)硬件构成

中转层在同步顶进控制系统中占据着承上启下的关键位置,其硬件构成是实现高效数据传输与控制信号协调的基础。这一层主要由 2 台中转控制器组成,它们就像两个繁忙的交通枢纽,将来自不同方向的信息进行汇聚、整理和转发 。

每台中转控制器分别与 5 台液压泵站控制器相连接,这种连接方式构建了一个稳定的数据传输通道。液压泵站控制器负责控制液压泵站的运行,它们实时采集液压泵站的各种数据,如液压缸的工作状态、油压等信息。中转控制器通过与液压泵站控制器的连接,能够及时获取这些数据,为后续的数据分析和处理提供了丰富的信息来源 。

中转控制器还分别与 2 只容栅位移传感器相连。容栅位移传感器作为一种高精度的测量设备,能够实时检测箱涵模具的位移信号。中转控制器通过与容栅位移传感器的连接,获取箱涵模具测量点的位移数据,这些数据对于精确控制箱涵模具的顶进位置和姿态至关重要 。

在某大型地下箱涵顶进工程中,中转层的硬件设备稳定运行,为整个同步顶进控制系统的正常工作提供了有力支持。2 台中转控制器准确地接收来自 10 台液压泵站控制器和 4 只容栅位移传感器的数据,确保了数据的及时传输和处理,使得工程能够顺利进行 。

(二)数据通信与协调作用

中转控制器在同步顶进控制系统中,犹如一位经验丰富的协调员,在数据通信与协调方面发挥着不可或缺的关键作用 。

中转控制器承担着数据接收的重任。它接收从液压泵站控制器传送的液压缸状态信号、油压信号以及容栅传感器检测的箱涵模具测量点位移等数据。这些数据反映了现场设备的实时运行状态,是系统进行精确控制的重要依据。中转控制器就像一个信息收集站,将这些来自不同设备的数据汇聚起来,为后续的分析和处理做好准备 。

中转控制器与主控制器进行数据通信,将接收到的数据及时发送给主控制器。这些数据包括液压缸状态、油压、箱涵模具测量点位移、当前步序号反馈、脉宽调制(PWM)值以及报警等信号。主控制器根据这些数据,对整个系统的运行状态进行评估和决策,下达相应的控制指令 。

中转控制器还从主控制器接收控制步序号、位移差值、比例-积分-微分(PID)初值及增益、变频电机 PWM 调节值等控制信号。在接收到这些控制信号后,中转控制器通过对数据的深入分析处理,将其转化为对应的液压泵站控制器能够识别的控制信号,并准确地输出给液压泵站控制器。通过这样的过程,中转控制器实现了控制信号的高效传递和协调,确保了现场设备能够按照主控制器的指令准确运行 。

在箱涵模具顶进过程中,当箱涵模具出现偏移时,容栅位移传感器检测到位移偏差数据,并将其发送给中转控制器。中转控制器迅速将这一数据连同其他相关数据发送给主控制器。主控制器根据这些数据计算出需要调整的控制参数,如位移差值、PID 增益等,并将这些控制信号发送给中转控制器。中转控制器经过数据分析处理,将控制信号输出给对应的液压泵站控制器,液压泵站控制器根据控制信号调整液压泵站的运行,控制顶进液压缸的伸缩,从而实现对箱涵模具姿态的调整,使其恢复到正确的顶进轨迹 。

中转控制器通过高效的数据通信与协调作用,将众多的测量信号和控制信号进行了良好的整合与协调,极大地提高了同步顶进控制系统的控制效率和可靠性。它是保证整个系统稳定运行、实现精确控制的关键环节,为大型地下箱涵等工程的顺利施工提供了坚实的技术保障 。

五、现场执行机构层:系统指令的执行者

(一)设备组成

现场执行机构层作为同步顶进控制系统的终端环节,是将控制指令转化为实际动作的关键所在。这一层主要由液压泵站控制器、液压泵站、顶进液压缸和油压传感器等设备组成,它们相互协作,共同完成箱涵模具的顶进任务 。

液压泵站控制器是现场执行机构层的核心控制设备之一,它如同一位精准的指挥官,负责对液压泵站进行精确控制。在某大型地下箱涵顶进工程中,共使用了 10 台液压泵站控制器,每台液压泵站控制器分别对应控制 1 台液压泵站。这些控制器具备强大的运算和控制能力,能够根据接收到的控制信号,迅速做出响应,实现对液压泵站的各种操作控制 。

液压泵站则是整个系统的动力源泉,为顶进液压缸提供稳定的高压油,使其能够产生强大的推力,推动箱涵模具前进。每台液压泵站上都安装有 1 台液压泵站控制器和 1 只油压传感器,形成了一个紧密协作的工作单元。在实际工作中,液压泵站通过内部的液压泵将机械能转化为液压能,产生高压油,然后通过管道将高压油输送到顶进液压缸中 。

顶进液压缸是直接作用于箱涵模具的执行部件,它就像一个大力士,凭借强大的推力推动箱涵模具按照预定的轨迹顶进。在箱涵顶进过程中,顶进液压缸的伸缩动作直接决定了箱涵模具的顶进位移和速度。通过控制顶进液压缸的工作状态,如伸缩速度、推力大小等,可以精确控制箱涵模具的顶进过程 。

油压传感器作为系统的 “压力监测员”,实时监测液压系统中的油压信号,并将这些信号反馈给液压泵站控制器和中转控制器。油压传感器利用压阻效应,将油压的变化转化为电信号,然后通过信号传输线路将这些电信号传输给相关设备。在某工程中,当油压传感器检测到油压异常升高时,会立即将信号反馈给液压泵站控制器,控制器根据预设的程序和算法,采取相应的措施,如调整液压泵的转速、控制阀门的开度等,以保证液压系统的正常运行 。

(二)控制方式与数据交互

液压泵站控制器具备手动和自动两种控制方式,为系统的操作提供了灵活性和可靠性 。

在手动控制模式下,操作人员可以通过控制器上的操作按钮,直接对液压泵站进行控制。例如,操作人员可以手动启动或停止液压泵,控制顶进液压缸的伸缩动作,调节液压系统的流量等。这种控制方式在设备调试、维护以及一些特殊情况下非常实用,操作人员可以根据实际情况,灵活地对设备进行操作 。

在自动控制模式下,液压泵站控制器则根据中转控制器发送的控制信号,自动对液压泵站进行控制。中转控制器与液压泵站控制器之间通过数据通信线路实现实时数据交换。中转控制器接收从液压泵站控制器传送的液压缸状态信号、油压信号等数据,同时向液压泵站控制器发送控制步序号、位移差值、比例-积分-微分(PID)初值及增益、变频电机 PWM 调节值等控制信号 。

液压泵站控制器接收到这些控制信号后,会对其进行分析和处理,然后根据控制信号的要求,对液压泵站的各个部件进行精确控制。例如,当中转控制器发送来调整顶进速度的控制信号时,液压泵站控制器会根据信号中的要求,调整变频电机的 PWM 调节值,从而改变液压泵的转速,实现对液压系统输出流量的控制,进而调整顶进液压缸的推进速度,达到控制箱涵模具顶进速度的目的 。

在某大型地下箱涵顶进工程中,当箱涵模具需要按照预定的速度和轨迹顶进时,液压泵站控制器在自动控制模式下,能够准确地接收中转控制器发送的控制信号,并根据这些信号对液压泵站进行精确控制。通过实时监测液压缸的状态和油压信号,液压泵站控制器能够及时调整控制策略,确保箱涵模具的顶进过程平稳、精确,满足工程施工的要求 。

通过手动和自动两种控制方式以及与中转控制器的高效数据交互,液压泵站控制器保证了现场执行机构层的稳定运行,为同步顶进控制系统的精确控制提供了有力支持 。

六、同步顶进控制的实现机制

(一)参数修正与速度控制

同步顶进控制系统宛如一台精密的仪器,能够依据容栅传感器检测的箱涵模具位移信号和油压传感器的油压(推力)信号,实时对顶进参数进行修正,确保整个顶进过程的精准与稳定。

容栅传感器作为位移检测的关键设备,其工作原理基于容栅的电容变化。当箱涵模具发生位移时,容栅传感器内部的电容随之改变,通过对这种电容变化的精确测量和转换,就可以得到箱涵模具的实时位移数据。这些数据被迅速传输至控制系统,为顶进参数的调整提供了重要依据 。

油压传感器则专注于监测液压系统中的油压信号,它利用压阻效应,将油压的变化转化为电信号。当液压系统的油压发生波动时,油压传感器能够敏锐地捕捉到这些变化,并将其转化为相应的电信号传输给控制系统。油压信号反映了顶进过程中所受到的阻力大小,对于判断顶进状态和调整顶进参数具有重要意义 。

控制系统在接收到位移信号和油压信号后,会进行一系列复杂而精准的分析和处理。它会根据预设的控制算法,如比例-积分-微分(PID)控制算法,对顶进参数进行实时修正。PID 控制算法通过对偏差的比例、积分和微分运算,能够快速、准确地调整控制量,使系统的输出更加稳定和精确 。

在某大型地下箱涵顶进工程中,当箱涵模具在顶进过程中遇到土壤阻力突然增大的情况时,油压传感器检测到油压迅速上升,并将这一信号反馈给控制系统。控制系统根据预设的 PID 控制算法,对顶进参数进行调整。它首先增加了顶进液压缸的推力,以克服增大的土壤阻力;同时,根据容栅传感器检测到的位移信号,适当降低了顶进速度,确保箱涵模具能够平稳地继续顶进,避免因过大的推力和速度导致箱涵模具姿态失控 。

在速度控制方面,系统通过变频电机调节液压系统输出流量,从而实现对顶进液压缸推进速度的精确控制。变频电机是一种高效的调速设备,它通过改变电源的频率来调节电机的转速。在同步顶进控制系统中,变频电机与液压泵相连,当控制系统根据顶进参数的需求调整变频电机的频率时,电机的转速随之改变,进而带动液压泵的转速发生变化。液压泵转速的改变直接影响了液压系统的输出流量,而液压系统的输出流量又决定了顶进液压缸的推进速度 。

通过这种方式,系统能够根据不同的施工工况和顶进要求,灵活、精确地调整顶进液压缸的推进速度,实现箱涵模具的同步推进和负载均衡。在箱涵模具开始顶进时,为了确保其平稳启动,系统会控制变频电机以较低的频率运行,使液压系统输出较小的流量,从而使顶进液压缸以较慢的速度推进箱涵模具;当箱涵模具进入正常顶进阶段后,系统会根据预设的顶进速度和实际的顶进情况,适当提高变频电机的频率,增加液压系统的输出流量,使顶进液压缸以设定的速度稳定推进箱涵模具 。

在某大型地下箱涵顶进工程中,施工团队根据工程要求,设定了箱涵模具的顶进速度为每分钟 5 厘米。在顶进过程中,控制系统通过容栅传感器和油压传感器实时监测箱涵模具的位移和油压信号。当发现顶进速度出现波动时,控制系统立即对变频电机的频率进行调整。如果顶进速度过快,控制系统会降低变频电机的频率,减少液压系统的输出流量,使顶进液压缸的推进速度减慢;如果顶进速度过慢,控制系统则会提高变频电机的频率,增加液压系统的输出流量,使顶进液压缸的推进速度加快。通过这种实时的调整和控制,箱涵模具始终保持在设定的顶进速度附近,实现了同步推进和负载均衡,确保了工程的顺利进行 。

(二)纠偏与姿态调整

在箱涵模具的顶进过程中,由于各种复杂因素的影响,如土壤质地不均匀、顶进力分布不均衡等,箱涵模具可能会出现偏移、倾斜等姿态异常情况。为了确保箱涵模具能够按照预定的轨迹顺利顶进,同步顶进控制系统具备了强大的纠偏与姿态调整功能 。

系统通过控制两侧液压缸的顶进量来实现纠偏操作。当容栅传感器检测到箱涵模具出现偏移时,它会迅速将这一位移偏差信号传输给控制系统。控制系统接收到信号后,会立即对偏差数据进行分析和处理,计算出需要调整的顶进量差值 。

以箱涵模具向左侧偏移为例,控制系统会根据计算结果,控制右侧液压缸增加顶进量,而左侧液压缸则适当减少顶进量。通过这种方式,在两侧液压缸不同顶进量的作用下,箱涵模具会受到一个向右的扭转力,从而逐渐纠正偏移,恢复到正确的顶进轨迹 。

在实际操作中,控制系统会根据偏差的大小和方向,精确地控制两侧液压缸的顶进量。如果偏差较小,控制系统会微调两侧液压缸的顶进量,使箱涵模具缓慢地回归正轨;如果偏差较大,控制系统则会加大两侧液压缸顶进量的差值,快速纠正箱涵模具的偏移,确保其顶进姿态的正确性 。

除了控制顶进量进行纠偏外,系统还会综合考虑其他因素,如油压信号、顶进速度等,对箱涵模具的顶进姿态进行全面调整。在某大型地下箱涵顶进工程中,当箱涵模具出现偏移时,控制系统不仅根据容栅传感器的位移偏差信号调整了两侧液压缸的顶进量,还参考了油压传感器检测到的油压信号。由于土壤质地不均匀,导致箱涵模具两侧的阻力不同,油压信号也有所差异。控制系统根据这些油压信号,对两侧液压缸的推力进行了相应调整,使两侧的顶进力更加均衡,进一步辅助了箱涵模具的纠偏和姿态调整 。

为了确保纠偏和姿态调整的准确性和及时性,系统还采用了先进的控制算法和技术。如基于模糊控制的纠偏算法,它能够根据不同的偏差情况和工况条件,自动调整控制策略,使纠偏过程更加智能化和高效。模糊控制算法通过对偏差、偏差变化率等多个因素的模糊化处理和推理,能够快速、准确地给出控制量,实现对箱涵模具顶进姿态的精确控制 。

通过控制两侧液压缸的顶进量进行纠偏以及综合考虑多种因素对顶进姿态进行调整,同步顶进控制系统有效地保证了箱涵模具以正确的姿态、按照预定的轨迹顺利顶进,为大型地下箱涵等工程的高质量施工提供了有力保障 。

七、系统优势与应用前景

(一)优势总结

同步顶进控制系统在现代工程建设中展现出了诸多显著优势,这些优势使其在各类工程项目中脱颖而出,成为不可或缺的关键技术。

该系统在精度控制方面表现卓越。通过容栅传感器和油压传感器的协同工作,能够实时获取箱涵模具的位移信号和油压信号,为系统提供精确的数据支持。基于这些高精度的传感器数据,系统采用先进的控制算法,如 PID 控制算法,对顶进参数进行实时修正,实现了对顶进速度和位置的精确控制。在广州路下穿京九铁路隧道工程中,通过 12 台 400 吨油顶和激光位移传感器实现毫米级精度控制,最终轴线偏差不超过一张 A4 纸的厚度,远超行业标准,充分彰显了其高精度控制的能力 。

同步顶进控制系统具有高度的可靠性。三级分层集中控制方式的设计,使得系统各部分之间分工明确、协作紧密。远程控制监视层作为系统的核心大脑,负责整体的任务管理和调度,确保系统运行的稳定性;中转层则像一个可靠的桥梁,实现了数据的高效传输和协调,保证了控制信号的准确传达;现场执行机构层严格执行控制指令,各设备之间相互配合,共同完成顶进任务。系统还具备完善的故障诊断和报警功能,能够及时发现并处理潜在问题,进一步提高了系统的可靠性 。

自动化程度高是该系统的又一突出优势。整个顶进过程由计算机自动控制,操作人员只需在远程控制监视层通过人机界面下达指令,系统就能自动完成顶进参数的调整、速度控制、纠偏等一系列操作,大大减少了人工干预,提高了工作效率,降低了人为因素带来的风险。在大型地下箱涵顶进工程中,系统可以根据预设的顶进方案,自动控制液压泵站和顶进液压缸的运行,实现箱涵模具的同步推进和负载均衡,无需人工频繁操作,有效缩短了施工周期 。

(二)应用拓展

鉴于同步顶进控制系统的众多优势,其在不同工程领域展现出了广阔的应用前景。

在地下箱涵施工领域,该系统已成为首选技术。无论是城市地下综合管廊的建设,还是铁路、公路下穿箱涵的施工,同步顶进控制系统都能够凭借其高精度、高可靠性和自动化程度,确保施工的顺利进行,提高工程质量。在上海中环线工程虹桥路段的管幕法箱涵顶进施工中,采用液压同步顶进技术,成功克服了传统隧道施工技术的弊端,实现了箱涵的同步累积顶进,为城市交通基础设施建设提供了有力支持 。

在桥梁工程中,同步顶进控制系统也有着重要的应用。它可用于桥梁的顶升、平移、纠偏等作业,确保桥梁在施工和维护过程中的安全和稳定。在桥梁支座更换工程中,通过同步顶进控制系统,可以精确控制桥梁的顶升高度,实现支座的快速、安全更换,减少对交通的影响 。

对于大型建筑物的移位和顶升工程,同步顶进控制系统同样发挥着关键作用。在古建筑的整体平移保护工程中,利用该系统可以实现对建筑物的精确控制,确保在移位过程中建筑物的结构安全和完整性。在现代高层建筑的纠偏扶正工程中,同步顶进控制系统能够根据建筑物的倾斜情况,实时调整顶进参数,使建筑物恢复到正常状态 。

展望未来,随着科技的不断进步和工程需求的日益增长,同步顶进控制系统将不断发展创新。一方面,系统将朝着更高精度、更高可靠性和更智能化的方向发展,进一步提升控制性能和自动化水平。通过引入人工智能、大数据等先进技术,系统能够实现对施工过程的实时监测和智能分析,提前预测潜在问题并采取相应措施,提高施工的安全性和效率 。

另一方面,同步顶进控制系统的应用领域还将不断拓展。随着城市地下空间的开发利用和基础设施建设的不断推进,该系统有望在更多领域得到应用,如城市地铁建设、地下停车场施工等。它还可能与其他先进的施工技术相结合,形成更加高效、智能的施工解决方案,为推动工程建设行业的发展做出更大贡献 。

八、结论

同步顶进控制系统以其独特的 3 级分层集中控制方式,构建起一个层次分明、协同高效的运行体系。远程控制监视层如同智慧的大脑,精准掌控全局;中转层似稳固的桥梁,实现数据与指令的高效传递和协调;现场执行机构层则如忠诚的执行者,将控制信号转化为实际动作,推动箱涵模具稳步前行。

在参数修正与速度控制方面,系统借助容栅传感器和油压传感器,实时获取精准数据,通过先进算法动态调整顶进参数,实现对顶进速度的精确把控,确保箱涵模具的同步推进与负载均衡。而在纠偏与姿态调整上,系统巧妙控制两侧液压缸的顶进量,综合考虑多种因素,运用先进算法,有效纠正箱涵模具的偏移,保障其按预定轨迹顺利顶进。

该系统的优势显著,高精度的控制能力让施工误差极小,高度的可靠性为施工安全稳定保驾护航,高自动化程度大幅提升工作效率、缩短施工周期。其应用前景也极为广阔,在地下箱涵、桥梁、大型建筑物等工程领域大显身手,随着科技的发展,还将不断拓展创新,与更多先进技术融合,为工程建设行业注入强大动力,推动行业迈向更高水平的发展。


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