李懷東

（上海同新機電控制技術(shù)有限公司，上海 200949）

橋梁工程項目遍布各地，橫跨大江湖海及公路鐵路，轉(zhuǎn)體法在橋梁施工中被廣泛應(yīng)用，目前比較慣用的方式有平轉(zhuǎn)和豎轉(zhuǎn)，隨著技術(shù)的發(fā)展，近兩年來平轉(zhuǎn)推出了墩中轉(zhuǎn)體法，本人參與比較有代表的平轉(zhuǎn)有武漢姑嫂樹路跨鐵路平轉(zhuǎn)（常規(guī)根部轉(zhuǎn)體），云南龍川江橋轉(zhuǎn)體（墩中轉(zhuǎn)體）；豎轉(zhuǎn)推出了垂直提升水平滑移式轉(zhuǎn)體及二次轉(zhuǎn)體就位式。前者有代表性的施工有港珠澳大橋九州航道橋主塔施工，后者的二次轉(zhuǎn)體在目前國內(nèi)唯一的橋施工為瀾滄江特大橋施工。無論平轉(zhuǎn)或豎轉(zhuǎn)，目前基本都采用液壓設(shè)備及技術(shù)，下面以瀾滄江特大橋工程為例，對液壓設(shè)備在該工程中的應(yīng)用過程進(jìn)行闡述。

1 工程概況

大瑞鐵路瀾滄江特大橋受地理條件的限制，采用其他形式施工均有相當(dāng)難度。該拱橋跨度342m、拱高82m、拱寬12～35m。分兩半跨在大理和保山側(cè)的山坡上拼裝，單側(cè)拱肋自重2500t，每側(cè)分2次豎轉(zhuǎn)到合攏狀態(tài)。大理側(cè)拱肋第1次豎轉(zhuǎn)利用BS－LS扣索對拱肋上部分進(jìn)行豎轉(zhuǎn)，豎轉(zhuǎn)至姿態(tài)軸線與半拱軸線重合。BS－LS扣索配置4臺350t穿心式連續(xù)牽引油缸，4臺油缸共受力1006.8t，其中受力最大的油缸為251.7t；大理側(cè)拱肋第2次豎轉(zhuǎn)利用BS－LS、DL－KS1和DL－KS2扣索對半拱肋進(jìn)行豎轉(zhuǎn)至設(shè)計位置。BS－LS、DL－KS1和DL－KS2扣索各配置4臺350t穿心式連續(xù)牽引油缸，其中BS－LS扣索4臺油缸共受力 655.2t，受力最大的油缸為 163.8t，DLKS1扣索4臺油缸共受力722.8t，其中受力最大的油缸為 180.7t，DL － KS2 扣索 4臺油缸共受力1090.4t，其中受力最大的油缸為272.6t；

保山側(cè)拱肋第1次豎轉(zhuǎn)利用DL－LS扣索對拱肋上部分進(jìn)行豎轉(zhuǎn)，豎轉(zhuǎn)至姿態(tài)軸線與半拱軸線重合。DL－LS扣索配置4臺350t穿心式連續(xù)牽引油缸，4臺油缸共受力728.4t，其中受力最大的油缸為182.1t；保山側(cè)拱肋第2次豎轉(zhuǎn)利用DL－LS、BS－KS1和BS－KS2扣索對半拱肋進(jìn)行豎轉(zhuǎn)至設(shè)計位置。DLLS、BS－KS1和BS－KS2扣索各配置4臺350t穿心式連續(xù)牽引油缸，其中DL－LS扣索4臺油缸共受力613.2t，受力最大的油缸為 153.3t，BS－ KS1扣索 4臺油缸共受力966.8t，其中受力最大的油缸為241.7t，BS－KS2扣索4臺油缸共受力1012.4t，其中受力最大的油缸為 253.1t，詳見圖 1。

圖1 施工項目示意圖

2 液壓提升設(shè)備在工程二次轉(zhuǎn)體施工中的應(yīng)用

本工程合計使用了24臺350t穿心循環(huán)牽引油缸，其中每臺油缸額定載荷時使用左右捻交錯布置鋼絞31根，直徑為15.24mm，抗拉強度為1860N/mm，破斷拉力為260.7kN，伸長率在1%時的最小載荷221.5kN，重量為1.1kg/m。符合國際標(biāo)準(zhǔn)ASTM A416－87a，，該油缸額定工作壓力25MPa，工作行程250mm。累計使用液壓泵站8臺，額定流量2★40L，該泵站采用比例閥調(diào)節(jié)流量模式，帶有遠(yuǎn)程控制及本地操作模式，可多臺同步遠(yuǎn)程控制，滿足該項目的使用要求。

2.1 設(shè)備安裝與調(diào)試

根據(jù)本工程豎轉(zhuǎn)技術(shù)方案,首先在安裝完成的支架體系上安裝轉(zhuǎn)體扣索DL-KS1，DL-KS2，BS-KS1，BS-KS2，拉索DL-LS，DL-KS豎轉(zhuǎn)油缸，完成后安裝鋼絞線，之后安裝泵站。根據(jù)現(xiàn)場施工的速度要求，每臺泵站驅(qū)動2臺350t油缸，速度可達(dá)4m/h。最后進(jìn)行控制系統(tǒng)布置。

行程傳感器：在每個油缸上安裝1個行程傳感器測量油缸行程；

錨具傳感器：在每個油缸的上下錨具油缸上各安裝1個錨具傳感器監(jiān)測錨具的狀態(tài)；

壓力傳感器：在每個吊點的油缸大腔側(cè)上安裝1只壓力傳感器，來測量油缸的載荷；

將各種傳感器同各自的通訊模塊相連接，再連入計算機控制系統(tǒng)。

2.2 作業(yè)過程與安全控制

轉(zhuǎn)體前，首先對每根拉索和扣索鋼絞線長度進(jìn)行調(diào)整，要求每根鋼絞線的初始張力在1t左右。之后對現(xiàn)場的設(shè)備進(jìn)行檢查，并確保設(shè)備性能完好，空載動作調(diào)試檢查完成后，才能進(jìn)入正式的轉(zhuǎn)體狀態(tài) 。

以大理側(cè)第1次轉(zhuǎn)體施工過程為例，闡述液壓設(shè)備的作業(yè)過程，其他轉(zhuǎn)體過程的設(shè)備控制與本次過程相同。當(dāng)所有安裝工作就緒，監(jiān)控人員對整個系統(tǒng)進(jìn)行檢查，做好系統(tǒng)調(diào)試。在完成結(jié)構(gòu)焊接，轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)與胎架連接部位的約束解除之后，開始正式加載工作。

從表1看出，在初始轉(zhuǎn)體到起扳25°之前的過程中，由于重心分布靠后，只需用寶山側(cè)拉索。拉索最大長度581m，最小長度為543m，這個階段的轉(zhuǎn)體過程中，按照設(shè)計被轉(zhuǎn)體拱的結(jié)構(gòu)變形的控制要求，結(jié)合現(xiàn)場情況，按照最不利的工況計算，相鄰兩根索的鋼絞線長度超差必須控制在5cm之內(nèi)。由上文所述，寶山側(cè)拉索由4臺350t心循環(huán)牽引油缸及2臺40L雙泵雙比例閥回來泵站組成，本工程使用液壓泵站為雙泵雙比例閥4路截止閥回路系統(tǒng)，該系統(tǒng)中單臺油缸可以獨立控制速度或獨立動作，所有油缸使用的傳感器的測量精度為mm級，結(jié)合比例閥的特性曲線，該套設(shè)備同步控制范圍在±1mm之內(nèi)，滿足現(xiàn)場的同步要求。

當(dāng)轉(zhuǎn)體到27.5°時，考慮安全因素，開始采用前拉后拽的方式轉(zhuǎn)體，確保平穩(wěn)轉(zhuǎn)過零界點。此時需要用到大理側(cè)扣索2，由前文所述，扣索2設(shè)備硬件及控制系統(tǒng)組成與大理側(cè)拉索相同。此階段轉(zhuǎn)體設(shè)備的控制難點在于拉索油缸和扣索油缸之間的同步控制，過程中我們主要以力控制為主，通過建模即細(xì)化每米之內(nèi)拉索和扣索對應(yīng)的力值，寫入主控制器內(nèi)，拉索和扣索的拉力油壓信號接入主控制器內(nèi)，按照提升或者下放實測壓力值與理論值波動范圍為±1MPa的原則控制動作輸出，從而實現(xiàn)同步轉(zhuǎn)體過程。每次轉(zhuǎn)體到位前1m左右將設(shè)備切換為手動模式，調(diào)低轉(zhuǎn)體速度到1m/h，每轉(zhuǎn)動1個行程測量就位距離，剩余25mm時每50mm測量1次，確保精準(zhǔn)就位。

表1 瀾滄江特大橋豎轉(zhuǎn)工程理論載荷表（大理側(cè)）

3 控制重點

（1）同步位移控制：拱肋豎轉(zhuǎn)過程的位移要保持同步，保證拱肋的空間姿態(tài)，避免拱肋兩側(cè)因位移不同步而引起的扭力變化，保證豎轉(zhuǎn)軸心和軸套的同心度，使整個豎轉(zhuǎn)過程平穩(wěn)，保障整個豎轉(zhuǎn)施工順利進(jìn)行。

（2）同步壓力控制：在豎轉(zhuǎn)過程中，隨著拱肋角度的變化，及時調(diào)整各側(cè)拉鎖和扣索的拉力，嚴(yán)格按照施工方案中的壓力進(jìn)行調(diào)整操作，及時比對校核壓力的數(shù)值以及與行程位移的對應(yīng)關(guān)系是否一致。

（3）設(shè)備安全保障：保證設(shè)備在豎轉(zhuǎn)過程中可靠運行，提供持續(xù)的豎轉(zhuǎn)動力和高精度的操作控制，以及在突發(fā)停電、壓力超限、位移偏差等各種突發(fā)情況下的報警保護(hù)功能，確保整個豎轉(zhuǎn)工程的安全施工，達(dá)到預(yù)期的使用效果。

4 結(jié)語

綜上所述，液壓設(shè)備在瀾滄江特大橋二次轉(zhuǎn)體施工中的應(yīng)用，解決了復(fù)雜地理環(huán)境中橋路施工的難題，提升了整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的安全性，通過對索力和同步性的控制，確保了施工的精準(zhǔn)度。液壓提升設(shè)備新工藝在實踐中的應(yīng)用，具有積極的價值，能取得理想的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，該科技成果具有重要的推廣價值。

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