1、同步顶升系统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，使用最早是在大型设备与建筑物的移位（升降、平移），建筑物平移在国外最早开始于20世纪的20年代，特别是在欧美国家应用比较广泛。据统计世界上的第一座建筑物整体平移工程是位于新西兰新普利茅斯市的一所一层农村住宅，使用蒸汽机车来作为牵引装置（如图片1-1）。现代整体平移技术是在20世纪初开始使用。在1901年的时候，美国依阿华大学将重约6万kN三层高的科学馆进行了整体平移（如图片1-2），在平移动的工作过程中，为了绕过另外的一栋楼，使用了转向技术，这一技术在当时的土木工程界引起了极大的兴趣和广泛的评论.在1982年的时候，在英国伯明翰的一所会计事务所，由于超市扩建，被移动到8.05km以外的地方。在1983年的时候英国兰开夏郡Warrington市对一座历史悠久的学校建筑进行了整体平移.在1998年，美国一所豪华的别墅，建筑面积在1100m左右，从波卡罗顿长途跋涉100多英里到达皮斯城，这个移位工程的特殊之处是在于这座别墅行进中必须要经过一条运河，在这一段路程过程中采用了一艘特殊的船体作为运输工具（图片1-3）。1999、1、25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，将其移至到487.7m以外的地方。1999年9月16日到1999年9月19日，丹麦哥本哈根飞机场由于扩建的需要而将候机厅从机场一端移至另一端。

　　2、同步顶升控制系统在现代工程中的应用

　　大型建筑物顶升平移技术在国外工程项目重应用很多，如图1-5所示的法国米劳大桥的建造。法国的米劳大桥是世界上最高的大桥之一，高度达到了343米，桥面宽27.35米，长度可以达到2460米，总重36000吨，国内有关的专家曾经形象地说：“这几乎就是在比上海东方明珠矮一点的高空建造一段长2公里的高架道路”。在这个桥梁的下面就是著名的法国米劳附近的一条山谷，在这么高的位置上进行规模如此大的施工工程是对人类本身而言也是一个极大的挑战。美国动力集团ENERPAC欧洲工程中心解决了大桥在建造过程中的上升、下降和平移的技术难题，一方面是采用计算机控制同步顶升系统辅助桥墩建造实施工程，帮助桥墩长高到77米至245米不等；另一方面采用特殊设计的计算机控制超高压液平移系统，解决大桥总重3.6万吨的钢结构桥面平移就位难题。

　　希腊雅典的奥林匹克体育场的悬浮屋顶，屋顶的面积在1万平方米左右，由玻璃和金属构成，将悬挂在两根80米高的地方，屋顶的直径是3.5米，长304米的柱梁下面。施工难点就是如何使巨大的屋顶与梁柱准确安装使用。最终的解决方案就是使用了两个液压泵站、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左右，最终精度可以控制在±2mm的范围之内。

　　上海音乐厅建于1930年，原名是著名南京大戏院，建筑风格是被称之为欧洲古典主义的风格，被称之为“上海的巴黎歌剧院”。其自然音响最被人们所知，既得到了建筑学专家的肯定和赞赏，更得到众多的中外艺术家们普遍认同。由于建筑物已使用很多年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的高度，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管之一，主体钢结构使用了78个临时支撑点“分段高空散装”的安装方法，当主体钢结构和立面次结构都安装完毕、整体合拢以后，需要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工作。支撑塔架的卸载工程是钢结构施工的关键环节之一，卸载实施的成功和失败直接影响到整体钢结构的安全、成功和失败。钢在国家体育场使用量吨位大，其中高空散装的主架吨位达到11200吨左右，顶部施工总面积约20000平方米，总卸载吨位在14000吨左右。临时支撑的78个点的需要整体卸载，因为78个支撑各点因为总位移不一致，所以同比卸载量变化很大。ENERPAC公司为这个工程设计了一整套精确可靠的计算机同步卸载设备，整套设备由是靠5套实用动力专用液压泵提供动力源，靠一个中央控制器，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双作用油缸发出工作指令，完成载荷转移步骤。卸载点根据主结构内外的关系去分布，将78个卸载点定义位外、中、内三圈。卸载需要按照“结构整体分级同步卸载、严格进行比例控制”进行操作，主要是位移控制、其次反力控制。

　　葛洲坝下闸首人字闸门，其高度可以达到34m，宽度可以达到19.7m，厚度可以达到2.7m，每扇门叶有11层楼左右高，质量达到600吨。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（闸门本身质量大，轴承受力大）、腐蚀性（水的作用）的复杂环境下工作，每隔两年就需要对闸门进行彻底的检查和维修。为了保证维修操作过程中的精准度和稳定性使用PLC控制的液压同步顶升系统，对闸门进行移位控制。葛洲坝现场得到的使用数据显示各控制点同步偏差不超过0.02mm，人字门的移位十分精确。除了以上例子以外，同步顶升控制系统技术在桥梁顶升、大型设备与结构吊装、大型设备位移中也经常被使用到。