黃永志

摘要：論文依托工程實(shí)例，對(duì)官塘大橋主橋鋼箱拱肋中拱段跨徑距離262m，中拱段整體提升總重量為5885t，對(duì)提升過(guò)程中深入研究分析，并對(duì)提升系統(tǒng)、液壓提升裝置及提升纜風(fēng)系統(tǒng)作為重點(diǎn)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：中拱段;提升;液壓;系統(tǒng);千斤頂

1 引言

在我國(guó)公路橋梁系列中，在鋼箱拱肋橋拱肋施工中，常采用高位吊裝安裝拱肋的施工工藝，為了減少高空吊裝作業(yè)存在的風(fēng)險(xiǎn)。鋼箱中拱段采用整體提升就位的方法，促進(jìn)了大跨度鋼拱橋的建設(shè)。因此，在施工方法施工中對(duì)鋼箱拱肋整體提升的系統(tǒng)的研究顯得非常重要，因此對(duì)提升系統(tǒng)的布置、纜風(fēng)系統(tǒng)、液壓同步提及提升過(guò)程跟蹤監(jiān)測(cè)，對(duì)各項(xiàng)實(shí)測(cè)參數(shù)和理論計(jì)算結(jié)果實(shí)時(shí)對(duì)比分析，在確保工程安全可靠的前提下為下一階段的施工做好充分的準(zhǔn)備。

2 概述

柳州市官塘大橋主橋鋼箱拱肋N5-N5’節(jié)段劃分為中拱段，邊拱段N4與N5節(jié)段、N4`與N5`節(jié)段之間設(shè)置長(zhǎng)4.6m合龍段。中拱段跨徑距離262m，其中拱肋、橫撐設(shè)計(jì)總重量為5257.5t;提升裝置總重量約為522.8t;水平約束索及輔助吊裝設(shè)備總重量約為104.8t;中拱段整體提升總重量約為5885t。合龍段長(zhǎng)度4.7m（含0.1m合龍前配切長(zhǎng)度），重量約為47t。中拱段安裝采用低位拼裝+門式支架法整體提升，提升高度約68m;合龍段采用660t浮吊/400t浮吊同時(shí)吊裝合龍上下游單個(gè)主拱肋。

3 中拱段整體提升技術(shù)難點(diǎn)

官塘大橋主橋全長(zhǎng)462m，主拱計(jì)算跨徑為457m，凈跨徑為450m，其中中拱段跨徑距離262m，整體提升重量約5885t。目前，尚未有如此大噸位的整體提升過(guò)程先例，在官塘大橋中拱段整體提升過(guò)程中，其技術(shù)難點(diǎn)主要有以下方面：

1、官塘大橋中拱段提升重量大：中拱段提升重量約5885t，尚未有如此大噸位整體提升先例，在提升過(guò)程中存在諸多不確定性;

2、官塘大橋中拱段跨徑距離長(zhǎng)：中拱段跨徑距離262m，整體提升施工方法難度較大;

3、官塘大橋提升高度高：中拱段提升高度67.270m，施工風(fēng)險(xiǎn)高;

4、官塘大橋主拱肋線性為空間三維變化曲線，主拱肋中拱段受力較為復(fù)雜，其應(yīng)力及位移均不明確;

5、中拱段水平臨時(shí)索對(duì)官塘大橋主拱肋中拱段在施工提升過(guò)程中的影響程度不明確，理論計(jì)算很難精準(zhǔn)的確定水平拉索力大小對(duì)結(jié)構(gòu)的合適程度。

4 提升裝置

提升裝置位于N6（N6’）節(jié)段下方，共四個(gè)。安裝時(shí)確保提升裝置底板標(biāo)高一致，與拱肋接觸處焊縫滿焊。順橋向水平約束索張拉孔單側(cè)9束，共18束（備用水平約束索4束，全橋共計(jì)22束）。單束鋼絞線索16根，選用規(guī)格1×7×15.24強(qiáng)度為1860MPa鋼絞線。水平約束索張拉設(shè)備采用YCW400B400t張拉千斤頂。根據(jù)理論計(jì)算，體系轉(zhuǎn)換的最大單束索力值為149.56t，400t張拉千斤頂張拉能力有足夠儲(chǔ)備。400t/149.56t=2.674。單個(gè)提升裝置豎向提升吊點(diǎn)孔4個(gè)，四個(gè)吊點(diǎn)孔中心點(diǎn)與提升支架頂鋼箱梁吊裝孔中心點(diǎn)Z向（豎向）坐標(biāo)一致。提升裝置每個(gè)錨固端底部需安裝尺寸為0.7m×0.7m×26mm的Q345c鋼板，鋼板周邊與提升裝置接觸部分均滿焊。

5 提升門架系統(tǒng)

提升支架底部1520mm鋼管內(nèi)灌注13.6m高的C30混凝土，在陸地上安置一臺(tái)天臂泵車將混凝土泵送至水中由一艘2000t駁船運(yùn)輸?shù)膬膳_(tái)罐車和天臂泵車內(nèi)，駁船駛向施工地點(diǎn)，再由水中天臂泵車將混凝土泵送至鋼管內(nèi)。橫聯(lián)系共6道由630mm和325mm鋼管組成，活動(dòng)橫聯(lián)系共2道，由630mm鋼管組成。

6 同步液壓整體提升系統(tǒng)

根據(jù)工程的特點(diǎn)采用LSD液壓同步提升系統(tǒng)。本套液壓提升系統(tǒng)包括：?jiǎn)味怂數(shù)奶嵘脚_(tái)上布設(shè)8臺(tái)500t提升千斤頂、2臺(tái)LSD105泵站和2臺(tái)閥體柜;2端共布設(shè)16臺(tái)千斤頂，在東岸布設(shè)1臺(tái)主控臺(tái)（計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)）。

提升千斤頂起重能力有足夠儲(chǔ)備。（16臺(tái)×500t/臺(tái)）/5885t=1.36

提升用鋼絞線索選用規(guī)格1×7×17.8強(qiáng)度為1860MPa鋼絞線，破斷力約35t。每臺(tái)提升千斤頂配置30根。滿足鋼絞線的安全要求。（30根/臺(tái)×16臺(tái)×35t/根）/ 5885t=2.85。

6.1控制系統(tǒng)

①計(jì)算機(jī)同步控制系統(tǒng)的組成和功能。

LSD計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是液壓同步提升技術(shù)的核心，由主控計(jì)算機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)控制器、傳感器、通信單元及相應(yīng)的數(shù)據(jù)線組成。計(jì)算機(jī)同步控制系統(tǒng)具有邏輯控制、位置同步控制和壓力均衡控制功能，能實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的平穩(wěn)提升、下降及遠(yuǎn)程控制。

6.2液壓泵站

LSD液壓同步提升系統(tǒng)的動(dòng)力部件是液壓泵站。泵站采用了變量泵與比例閥組成的液壓系統(tǒng)，輸出的液壓動(dòng)力油通過(guò)比例閥開(kāi)口變化來(lái)實(shí)現(xiàn)流量的實(shí)時(shí)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，同時(shí)液壓系統(tǒng)可根據(jù)千斤頂提升力的變化進(jìn)行自動(dòng)均衡調(diào)節(jié)，從而有效地提高液壓提升的同步性能。

7 提升支架纜風(fēng)系統(tǒng)

為了保證中拱段整體提升時(shí)提升支架的穩(wěn)定性，需要對(duì)提升支架施加反向?qū)ΨQ的拉力還有支架之間的對(duì)拉力，從而抵消掉由于中拱段提升時(shí)，自重作用導(dǎo)致的提升支架內(nèi)傾。纜風(fēng)拉力由6臺(tái)100tYCW100B/YDC1000N型千斤頂提供，每個(gè)張拉端三根φ15.2mm鋼絞線，其中地錨的張拉端共四臺(tái)，東西岸各兩臺(tái)，對(duì)稱布置。支架頂部張拉端共兩臺(tái)，都設(shè)置在東岸柱頂鋼箱梁上，對(duì)稱布置。

8 鋼箱中拱段整體提升過(guò)程偏差分析

中拱段拱肋、提升裝置等結(jié)構(gòu)總重約5885t，考慮焊縫、吊繩等附加結(jié)構(gòu)的重量以及吊裝過(guò)程中的微沖擊作用，實(shí)際計(jì)算分析時(shí)，考慮一定安全儲(chǔ)備，按照提升的重量為6000t考慮。

中拱段整體提升過(guò)程中采用兩種方式判斷中拱段整體提升過(guò)程中提升千斤頂是否同步。一是利用提升千斤頂張拉力差值判斷。中拱段試提升至中拱段線形滿足設(shè)計(jì)要求，讀取千斤頂張拉力并記錄。理論上千斤頂張拉力一致，但實(shí)際存在誤差，計(jì)算各千斤頂張拉力差值，在中拱段整體提升過(guò)程中可通過(guò)讀取千斤頂張拉力計(jì)算出的差值與試提升差值進(jìn)行比對(duì)來(lái)判斷整體提升過(guò)程中千斤頂是否同步并予以適當(dāng)調(diào)整。

二是中拱段整體提升過(guò)程中測(cè)量監(jiān)控組每隔2小時(shí)在千斤頂回油過(guò)程中對(duì)中拱段拱腳處進(jìn)行快速監(jiān)測(cè)，通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷。

9 提升過(guò)程智能監(jiān)控系統(tǒng)

主拱提升監(jiān)測(cè)指揮系統(tǒng)為：風(fēng)力、溫度及支架應(yīng)力應(yīng)變實(shí)時(shí)采集并預(yù)警、報(bào)警，主拱提升位置及偏差數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反饋并以數(shù)值及仿真動(dòng)畫形式直觀動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)，關(guān)鍵部位現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控視頻實(shí)時(shí)傳送，全過(guò)程數(shù)據(jù)備份備查的可視化綜合監(jiān)測(cè)指揮系統(tǒng)。在中拱段整體提升前，施工人員在提升支架頂?shù)撞?、邊拱段支架頂部鋼管安裝應(yīng)力感應(yīng)原件，通過(guò)應(yīng)力感應(yīng)原件實(shí)時(shí)反饋數(shù)據(jù)，對(duì)中拱段整體提升施工過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控。各拱肋支架變形監(jiān)控點(diǎn)、應(yīng)力監(jiān)控點(diǎn)、水平傾角探頭、風(fēng)速風(fēng)向傳感器、傳感器機(jī)箱設(shè)置位置。

10 結(jié)束語(yǔ)

隨著橋梁建設(shè)的飛速發(fā)展的同時(shí)也面臨各種技術(shù)難題，面對(duì)如此高難度的提升，對(duì)中拱段整體提升各項(xiàng)全面力學(xué)分析及整體提升模擬試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)并進(jìn)行正確性進(jìn)行論證，彌補(bǔ)理論計(jì)算偏差，對(duì)吊裝過(guò)程中的中拱段進(jìn)行全方位監(jiān)測(cè)，最終達(dá)到預(yù)想的效果，其首創(chuàng)的一系列整體提升施工方案，不僅填補(bǔ)六大量的技術(shù)空白，也為今后同類橋梁的建設(shè)提供可借鑒的技術(shù)資料，克服具有安全可靠、減少高空作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)、同時(shí)又能保證安裝質(zhì)量及焊接質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)節(jié)約成本又能縮短工期。目前在同類型的橋梁領(lǐng)域中鋼拱橋施工中的得到廣泛應(yīng)用，應(yīng)具有很好的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

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[5]柳州歐維姆機(jī)械股份有限公司《OVM液壓提升解決方案》