吳明山 黃永志

摘要：本文對步履式多點(diǎn)連續(xù)頂推施工技術(shù)過程中液壓同步性、安全性、受力及監(jiān)測控為研究分析。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

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程中的應(yīng)用越來廣泛，對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（工控機(jī)+組態(tài)軟件）、若干個(gè)現(xiàn)場控制器、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、壓力信號，可對每個(gè)現(xiàn)場控制器進(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)一臺負(fù)載敏感變量泵，從變量泵輸出的油液經(jīng)過比例多路閥，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)比例閥閥芯的開口大小，調(diào)節(jié)其變量斜盤的角度，從而調(diào)節(jié)輸出流量值與比例閥的開口值相匹配，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

在頂推過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 頂推過程監(jiān)測

位移觀測：位移觀測主要是鋼箱梁的中線偏移和支撐架頂?shù)乃健⒇Q向位移，在頂推過程需及時(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)，并通過油表來反應(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，必須對頂推的鋼箱梁中線進(jìn)行測量，并控制在允許范圍以內(nèi);如出現(xiàn)偏差，則需要立即調(diào)整。

頂推過程中若發(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，此過程需進(jìn)行位移同步控制、橫向調(diào)節(jié)控制。主控臺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，此過程主控臺除了控制集群頂舉千斤頂?shù)慕y(tǒng)一動(dòng)作之外，還要通過安裝在滑道和墊梁之間的位移傳感器檢測頂升的高度，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頂升的高度，此過程?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現(xiàn)場控制器、主控臺設(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)頂推過程中產(chǎn)生偏移現(xiàn)象，可以通過設(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)，必須有固定的信號指揮。信號員、頂推人員要密切配合、指揮得當(dāng)、操作準(zhǔn)確，信號員的哨音手勢應(yīng)宏亮、正確、清楚。主控臺操作員僅服從總指揮的指令，通過統(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)任通知主控臺操作員停止相關(guān)操作。通過設(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 頂推過程中同步性控制措施

試頂時(shí)打開主控臺及泵站電源，啟動(dòng)泵站，用主控臺控制千斤頂同時(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)測結(jié)果與計(jì)算結(jié)果比對進(jìn)行調(diào)整速度，即應(yīng)做好三項(xiàng)重要數(shù)據(jù)的測試工作;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，測量組應(yīng)測量每點(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)。試頂過程中，應(yīng)檢查橋體結(jié)構(gòu)是否平衡穩(wěn)定，有無故障，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)頂推過程中，應(yīng)注意記錄提升過程中的油壓最大、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)支墩對箱梁支護(hù)，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

9 結(jié)束語

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

參考文獻(xiàn)

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