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        淺談步履式頂推施工過(guò)程中同步性分析

        2021-01-10 15:19:18吳明山黃永志
        科技信息·學(xué)術(shù)版 2021年36期
        關(guān)鍵詞:施工控制鋼箱梁受力

        吳明山 黃永志

        摘要:本文對(duì)步履式多點(diǎn)連續(xù)頂推施工技術(shù)過(guò)程中液壓同步性、安全性、受力及監(jiān)測(cè)控為研究分析。實(shí)例證明,各個(gè)階段的控制是行之有效的。

        關(guān)鍵詞:步履式頂推;鋼箱梁;受力;施工控制;應(yīng)力監(jiān)測(cè)

        1 引言

        隨著公路橋梁建設(shè)不斷的深入發(fā)展,鋼箱梁在公路橋梁過(guò)程中的應(yīng)用越來(lái)廣泛,對(duì)提高公路橋梁的工程質(zhì)量發(fā)揮更大的作用,為此,嚴(yán)格控制鋼梁的施工技術(shù)要點(diǎn)尤為重要,提高施工質(zhì)量與效率。

        2 工程概況

        柳州鳳凰嶺大橋主橋位于柳州市北部,是規(guī)劃中橫跨柳江,東西向連接柳州市柳北區(qū)與河?xùn)|新區(qū)、柳東新區(qū)的主要快速通道。本工程范圍西起柳江西岸躍進(jìn)路,跨越柳江,東至東岸河?xùn)|新區(qū)規(guī)劃路,包含鳳凰嶺大橋主橋及其接線道路和躍進(jìn)路交叉口改建,總長(zhǎng)1.569km。主橋上部結(jié)構(gòu)為700m風(fēng)雨橋,跨徑布置為96m+124m+3×130m+90m的等高連續(xù)組合鋼箱梁,主梁采用雙箱單室結(jié)構(gòu)。主橋?yàn)椋?6+124+3×130+90)m=700m等高連續(xù)組合梁橋,橋面標(biāo)準(zhǔn)斷面寬46.6m,中墩墩頂處局部加寬至48.6m,等高雙箱組合梁斷面,梁高6.5m。

        3 步履式頂推結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

        鋼箱梁頂推采用步履式頂推設(shè)備,步履式頂推裝置包括四大結(jié)構(gòu)三大系統(tǒng):滑箱結(jié)構(gòu)、頂升千斤頂結(jié)構(gòu)、平移千斤頂結(jié)構(gòu)、糾偏裝置結(jié)構(gòu),液壓泵站系統(tǒng)、分控制系統(tǒng)及總控系統(tǒng)。整套步履頂推設(shè)將傳統(tǒng)的頂推頂、頂舉頂、糾偏頂合為一體,具備將頂推、糾偏、落梁功能集于一體。各套步履式頂推裝置由一套總控制系統(tǒng)進(jìn)行集中控制。

        3.1控制系統(tǒng)

        控制系統(tǒng)采用分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng),由1個(gè)主控臺(tái)(工控機(jī)+組態(tài)軟件)、若干個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制器、若干傳感器、若干數(shù)據(jù)線及控制線組成。主控計(jì)算機(jī)根據(jù)各種傳感器采集到的位移信號(hào)、壓力信號(hào),可對(duì)每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制,顯示千斤頂頂?shù)挠蛪杭拔灰?顯示每個(gè)墩兩側(cè)頂升的距離;顯示箱梁是否發(fā)生橫向移位??蛇h(yuǎn)程起動(dòng)、停止泵站,遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)泵站的流量、壓力以及控制泵站完成各種動(dòng)作。在聯(lián)機(jī)狀態(tài)下,所有的操作均由主控計(jì)算機(jī)完成,現(xiàn)場(chǎng)控制器只進(jìn)行急停操作。系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)保存功能和故障報(bào)警功能,在達(dá)到預(yù)先設(shè)定的行程或負(fù)載限制時(shí)自動(dòng)停機(jī)。

        3.2液壓泵站

        步履式頂推配套液壓泵站采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)一臺(tái)負(fù)載敏感變量泵,從變量泵輸出的油液經(jīng)過(guò)比例多路閥,由比例閥控制進(jìn)入各個(gè)回路的油液的通斷及流量大小以調(diào)節(jié)系統(tǒng)同步。負(fù)載敏感變量泵根據(jù)比例閥閥芯的開(kāi)口大小,調(diào)節(jié)其變量斜盤(pán)的角度,從而調(diào)節(jié)輸出流量值與比例閥的開(kāi)口值相匹配,從而達(dá)到節(jié)能的目的。

        在頂推過(guò)程中鋼箱梁的受力狀態(tài)與成橋時(shí)受力狀態(tài)完全不同,整個(gè)頂推過(guò)程的監(jiān)控應(yīng)以支反力控制為主,標(biāo)高控制為輔的原則進(jìn)行。因此每輪頂推前依據(jù)監(jiān)控指令,明確該輪頂推鋼加勁梁所經(jīng)墩臺(tái)的豎曲線變化范圍(即標(biāo)高變化值)及主梁許用支反力(即墩臺(tái)的許用壓應(yīng)力)變化范圍,以確定該輪頂推的頂舉千斤頂?shù)恼{(diào)整范圍。

        4 頂推過(guò)程監(jiān)測(cè)

        位移觀測(cè):位移觀測(cè)主要是鋼箱梁的中線偏移和支撐架頂?shù)乃?、豎向位移,在頂推過(guò)程需及時(shí)調(diào)整。施加頂推力:各支撐架頂推力的大小是根據(jù)摩阻力的大小調(diào)節(jié),并通過(guò)油表來(lái)反應(yīng),選用精度較高的油表。千斤頂、油表使用之前進(jìn)行標(biāo)定。頂推系統(tǒng)使用前應(yīng)按照操作流程進(jìn)行調(diào)試與試驗(yàn)。每次頂推,必須對(duì)頂推的鋼箱梁中線進(jìn)行測(cè)量,并控制在允許范圍以?xún)?nèi);如出現(xiàn)偏差,則需要立即調(diào)整。

        頂推過(guò)程中若發(fā)現(xiàn)頂推力驟升,應(yīng)及時(shí)停止并檢查原因。頂推時(shí),應(yīng)派專(zhuān)人檢查導(dǎo)梁及鋼箱梁,如果導(dǎo)梁構(gòu)件有變形、導(dǎo)梁與鋼箱梁連接處有變形或鋼箱梁局部變形等情況發(fā)生時(shí),應(yīng)立即停止頂推,進(jìn)行分析處理。注意頂推過(guò)程中頂升力、平移力、下降力的變化。頂推到最后梁段時(shí)要特別注意梁段是否到達(dá)設(shè)計(jì)位置。最后一次頂推時(shí)應(yīng)采用小行程點(diǎn)動(dòng),以便糾偏及縱移到位。

        5 步履頂推設(shè)備縱向水平的同步性

        當(dāng)頂升頂活將頂推滑箱和主梁頂起后,頂推千斤頂伸缸將主梁頂推前移,此過(guò)程需進(jìn)行位移同步控制、橫向調(diào)節(jié)控制。主控臺(tái)除了控制所有橋墩上頂推千斤頂?shù)慕y(tǒng)一動(dòng)作之外,還必須保證所有頂推千斤頂每行程的同步。

        頂推控制策略是以位移控制為主。同一橋墩上水平頂推同步控制:以L1#臨時(shí)墩上左邊的1#千斤頂為主動(dòng)點(diǎn)及比較基準(zhǔn)(伸缸速度一定),L1#臨時(shí)墩右邊的2#千斤頂為隨動(dòng)點(diǎn)并與1#頂比較。2#頂?shù)男谐?gt;1#頂時(shí)(位移量差設(shè)定值為2mm),則減小該頂?shù)谋壤y的流量。反之,則增大相應(yīng)比例閥的流量。同墩兩側(cè)頂推同步要求≤5㎜。

        不同橋墩上水平頂推同步控制:以L1#臨時(shí)墩上的1#頂為主動(dòng)點(diǎn)及比較基準(zhǔn),其余橋墩的千斤頂與之比較。各墩千斤頂頂位移量差超過(guò)設(shè)定值(3mm)時(shí)則減小或增大相應(yīng)的比例閥的流量。各墩頂推同步要求≤5㎜。

        頂推設(shè)備調(diào)試時(shí)可先行按同步精度要求(墩間同步在5mm之內(nèi),同墩兩側(cè)同步在4mm之內(nèi))調(diào)整比例閥流量,以確保頂推施工中同步控制。

        6 步履頂推設(shè)備豎向千斤頂?shù)耐叫?/p>

        豎向頂舉頂活塞伸出時(shí)頂推滑箱和梁頂起,此過(guò)程主控臺(tái)除了控制集群頂舉千斤頂?shù)慕y(tǒng)一動(dòng)作之外,還要通過(guò)安裝在滑道和墊梁之間的位移傳感器檢測(cè)頂升的高度,保證各頂舉頂?shù)耐健?/p>

        頂舉控制策略是以位移控制為主,壓力控制為輔的同步控制。豎向頂舉頂將主梁頂離墊梁、回縮時(shí)將主梁下降回落到墊梁時(shí)保持同步。每套頂推裝置安裝4套位移傳感器,同一墩臺(tái)以一側(cè)為基準(zhǔn),位移傳感器安裝在滑道和墊梁之間以檢測(cè)頂升的高度,此過(guò)程?同步精度控制在4mm之內(nèi)。

        每套頂推裝置上安裝壓力變送器,計(jì)算機(jī)可監(jiān)測(cè)各受力點(diǎn)的載荷變化情況,準(zhǔn)確地協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的載荷分配。每個(gè)受力點(diǎn)的最高壓力、同一橋墩上各受力點(diǎn)之間的最大壓差可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)控制器、主控臺(tái)設(shè)定。當(dāng)載荷達(dá)到設(shè)定值時(shí),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)停機(jī),并報(bào)警示意。

        7 步履頂推設(shè)備頂推過(guò)程中的糾偏

        由于存在荷載分布不均和摩擦力大小不一的客觀性,當(dāng)頂推過(guò)程中產(chǎn)生偏移現(xiàn)象,可以通過(guò)設(shè)置在滑箱側(cè)面的糾偏千斤頂實(shí)行糾偏,采取主動(dòng)限位的方式是最直接有效的方法。頂推時(shí),必須有固定的信號(hào)指揮。信號(hào)員、頂推人員要密切配合、指揮得當(dāng)、操作準(zhǔn)確,信號(hào)員的哨音手勢(shì)應(yīng)宏亮、正確、清楚。主控臺(tái)操作員僅服從總指揮的指令,通過(guò)統(tǒng)一的通訊頻道,指揮各個(gè)頂推設(shè)備監(jiān)護(hù)人員,但在現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)緊急狀況下,設(shè)備監(jiān)護(hù)人員有權(quán)利和責(zé)任通知主控臺(tái)操作員停止相關(guān)操作。通過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)化,在墊塊的側(cè)面設(shè)置限位裝置,利用箱梁的正壓力,有效地對(duì)滑塊進(jìn)行限位。當(dāng)軸線偏移較大時(shí)(大于5cm),采用步履頂推的糾偏裝置進(jìn)行糾偏。

        8 頂推過(guò)程中同步性控制措施

        試頂時(shí)打開(kāi)主控臺(tái)及泵站電源,啟動(dòng)泵站,用主控臺(tái)控制千斤頂同時(shí)施力試頂達(dá)到同步控制。試頂時(shí),記錄試頂時(shí)間和速度,根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果與計(jì)算結(jié)果比對(duì)進(jìn)行調(diào)整速度,即應(yīng)做好三項(xiàng)重要數(shù)據(jù)的測(cè)試工作;第一、每分鐘前進(jìn)速度,應(yīng)將頂推速度控制在設(shè)計(jì)要求內(nèi);第二、控制采取點(diǎn)動(dòng)方式操作,測(cè)量組應(yīng)測(cè)量每點(diǎn)動(dòng)一次前進(jìn)距離的數(shù)據(jù),以供頂推初步到位后,進(jìn)行精確定位提供操作依據(jù)。試頂過(guò)程中,應(yīng)檢查橋體結(jié)構(gòu)是否平衡穩(wěn)定,有無(wú)故障,關(guān)鍵受力部位是否產(chǎn)生裂紋。如有異常情況,則應(yīng)停止試頂,查明原因并采取相應(yīng)措施整改后方可繼續(xù)試頂。第三、記錄梁體啟動(dòng)時(shí)頂力的大小,從而了解每次頂推所需要的最小的頂力。頂推自動(dòng)運(yùn)行模式啟動(dòng)后,進(jìn)行主梁的自動(dòng)連續(xù)頂推。自動(dòng)頂推過(guò)程中,應(yīng)注意記錄提升過(guò)程中的油壓最大、最小值。

        頂推就位頂推中線的控制采用橫向糾偏裝置來(lái)進(jìn)行左右調(diào)整。頂推里程的控制采用點(diǎn)動(dòng)的方式,并配合全站儀進(jìn)行控制。就位后允許其中線偏差不大于2cm.頂推就位后采用臨時(shí)支墩對(duì)箱梁支護(hù),保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

        9 結(jié)束語(yǔ)

        本文依托工程實(shí)例對(duì)大跨度鋼箱梁頂推施工過(guò)程中以及對(duì)每個(gè)施工階段的注意事項(xiàng)作了深入分析。同時(shí)對(duì)多點(diǎn)連續(xù)步履頂推同步控制作為重點(diǎn)來(lái)研究,實(shí)踐證明了我們?cè)诟鱾€(gè)階段的控制是行之有效的,對(duì)同類(lèi)鋼箱梁頂推施工具有一定的參考意義。

        參考文獻(xiàn)

        [1]黃慶玲,邱學(xué)良,曹衛(wèi)軍.橋梁施工專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)手冊(cè).人民交通出版社,2005.

        [2]中華人民共和國(guó)交通部標(biāo)準(zhǔn).公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTJ00l-97),北京:人民交通出版社

        [3]中華人民共和國(guó)交通部標(biāo)準(zhǔn).公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTJ021-89),北京:人民交通出版社

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