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黃山PLC電腦控制橋梁液壓同步頂升系統(tǒng)在現(xiàn)代橋梁維修加固中的運(yùn)用

　　如今我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，近些年各地基礎(chǔ)建設(shè)如火如荼。現(xiàn)代橋梁運(yùn)行數(shù)年后，受到車流量急劇增加的影響，都暴露出不同程度的問題。現(xiàn)代橋梁的維修加固將成為今后我國橋梁施工行業(yè)最重要的發(fā)展趨勢(shì)之一。而PLC電腦控制液壓同步頂升系統(tǒng)已經(jīng)在現(xiàn)代橋梁維修加固中發(fā)揮了舉足輕重的作用。

  橋梁維護(hù)加固 PLC電腦控制液壓同步頂升系統(tǒng) 更換支座

  1 同步頂升系統(tǒng)簡介

       本套同步頂升系統(tǒng)利用液壓變頻調(diào)速控制、壓力和位移閉環(huán)自動(dòng)控制的方式，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)力均衡控制，對(duì)頂升的橋梁進(jìn)行稱重、同步頂升、同步降落。本系統(tǒng)中的液壓泵站采用閥配流形式的柱塞泵，泵站上安裝有均載閥，可靠的保證千斤頂在頂升和降落時(shí)都處于進(jìn)油調(diào)速控制，緩解了千斤頂升降切換過程中液壓沖擊力對(duì)頂升的同步精度和梁體的結(jié)構(gòu)造成影響，同時(shí)均載閥可以無泄漏的鎖住千斤頂，在意外停電時(shí)仍然能保證千斤頂不會(huì)自由下滑，使千斤頂所承負(fù)載不會(huì)處于失控境地。系統(tǒng)中還安裝有壓力變送器和檢測(cè)裝置位移檢測(cè)裝置，當(dāng)千斤頂移動(dòng)時(shí)，壓力檢測(cè)裝置就可以實(shí)時(shí)精確地測(cè)定千斤頂所承受的負(fù)荷;同時(shí)位移檢測(cè)裝置可測(cè)定千斤頂?shù)膶?shí)時(shí)位移，從而測(cè)得梁體的頂升高度(如圖1)。

  2 同步頂升系統(tǒng)的運(yùn)用

　以武漢市某高速公路匝道橋維修加固工程為例，該橋左幅第一聯(lián)A4#墩出現(xiàn)傾斜，其支座上下板錯(cuò)位已達(dá)41.5cm。根據(jù)設(shè)計(jì)文件要求，采取修建臨時(shí)支墩、反力托換、將A4#墩處單點(diǎn)支撐變?yōu)殡p支撐的處理措施進(jìn)行處理。左右幅孔跨布置均為5×20m+5×20m+5×20m鋼筋混凝土連續(xù)箱梁，橋梁全長306m。A匝道連續(xù)梁橋面寬2×9.2m，左、右幅分開設(shè)置，每幅橋均為單箱單室，梁高1.3m，橋面寬9.2m，箱底寬4.2m。下部結(jié)構(gòu)采用樁柱式墩，肋板式臺(tái)，鉆孔樁基礎(chǔ)。其中A4#墩處自重支反力3400KN。

　3 頂升目的

　作用有二：

(1)墩柱托換，將支反力點(diǎn)變?yōu)樾露罩�支座上，舊墩柱可進(jìn)行拆除。頂升后留有一定的操作空間，便于舊墩柱支座解除。(2)恢復(fù)梁體原有高度。受墩柱傾斜影響，梁體在支座處產(chǎn)生了一定的下降，同時(shí)造成非常不利的正彎矩。由于連續(xù)梁中間支座處梁體所受彎矩為負(fù)彎矩，A4#墩支座處梁體抵抗正彎矩性能弱，已導(dǎo)致梁體底部發(fā)生了輕微的橫向裂縫。恢復(fù)梁體原有高度，消除不利的正彎矩，也是頂升目的之一。

　　3.1 使用同步頂升的意義

　　首先，該項(xiàng)目A4#處于立交匝道橋圓曲線處，大體積梁體受力復(fù)雜，加之梁底橫斷面高程不同，唯有使用液壓同步頂升系統(tǒng)才能保證結(jié)構(gòu)物重心平衡和同步頂升的要求。

　　其次，在采用傳統(tǒng)的頂升工藝時(shí)，往往由于荷載的差異和設(shè)備的局限，無法根本消除油缸不同步對(duì)頂升構(gòu)件造成的附加應(yīng)力從而引起構(gòu)件失效，具有極大的安全隱患。本工程所采用的PLC液壓同步頂升技術(shù)是一種力和位移綜合控制的頂升方法。由液壓千斤頂，精確地按照橋梁的實(shí)際荷重，平穩(wěn)地頂舉橋梁，同時(shí)液壓千斤頂根據(jù)分布位置分組，與相應(yīng)的位移傳感器(光柵尺)組成位置閉環(huán)，以便控制橋梁頂升的位移和姿態(tài)，同步精度為±2.0mm，這樣就可以很好的保證頂升過程的同步性。見上述頂升減少該支座處梁體正彎矩，但頂升行程必須嚴(yán)格控制，不僅要恢復(fù)梁體原有的受力狀態(tài)，更要避免由于超頂或不同步頂升帶來的附加應(yīng)力。因此，高精度、安全可靠的液壓同步頂升系統(tǒng)成為首選。

　　3.2 頂升設(shè)備

　　(1)PLC液壓同步頂升泵站及主控電腦，通過與各個(gè)頂升千斤頂相連，可編程控制器通過輸入指令對(duì)頂升千斤頂輸出油壓達(dá)到頂升作用。同時(shí)，千斤頂?shù)膲毫�傳感器和位移傳感器將�?fù)荷和位移信號(hào)送至可編程控制器，可以及時(shí)調(diào)整達(dá)到同步作用。(2)頂升千斤頂主要為200噸液壓千斤頂，頂身長395mm，液壓缸直徑為160mm，行程為150mm。千斤頂均配有液壓鎖，可防止任何形式的系統(tǒng)及管路失壓問題，從而保證負(fù)載有效支撐。(3)支反力系統(tǒng)。本項(xiàng)目采用4根φ1000×16鋼柱將支反力傳遞到新建承臺(tái)上。鋼柱使用�63作剪刀撐和水平撐增加支架系統(tǒng)穩(wěn)定性。(4)鋼分配梁。避免頂升千斤頂集中受力，對(duì)梁底造成不利影響，在梁底與千斤頂之間設(shè)置鋼分配梁。分配梁采用Q345鋼板焊接成箱型截面，板材厚度為25mm，長度為4米，經(jīng)計(jì)算其受力能夠滿足其施工需求。

　　3.3 頂升步驟

　　(1)設(shè)置頂升基礎(chǔ)。本工程頂升基礎(chǔ)即為承臺(tái)，待承臺(tái)混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度即可。(2)安裝頂升支架。鋼柱采用膨脹螺栓或預(yù)埋件焊接方式與承臺(tái)牢固相連，剪刀撐、水平撐按設(shè)計(jì)要求安裝。(3)安裝梁底分配梁。分配梁安裝在指定的位置，并與梁底緊密相連。(4)安裝千斤頂、油管及泵站。為方便操作，所有千斤頂行程方向朝下，將千斤頂?shù)鬃�固定在分配梁底部上。同時(shí)千斤頂軸心要與鋼柱同心，避免偏心受壓帶來的危害。

　　3.3.1 頂升準(zhǔn)備工作

　　機(jī)械方面：檢驗(yàn)設(shè)備元件和系統(tǒng)的可靠性、檢查液壓油清潔度、檢查力閉環(huán)和位置閉環(huán)的穩(wěn)定性。人員方面：組織領(lǐng)導(dǎo)小組責(zé)任到位、選派受訓(xùn)操作人員。

　　3.3.2 泵站和頂升系統(tǒng)安裝與檢查

　　(1)千斤頂安裝是否垂直牢固;(2)限位支架安裝是否牢固，限位值設(shè)值大小;(3)影響頂升的設(shè)施是否已全部拆除;(4)主體結(jié)構(gòu)上確已去除與頂升無關(guān)的一切荷載;(5)主體結(jié)構(gòu)與其它結(jié)構(gòu)的連接是否已全部去除。(6)頂升。頂升高度15mm，最大頂升速度10mm/min。(7)落頂。待支座轉(zhuǎn)換完成后即可回油落頂。新支座頂抄墊鋼板避免梁體回落。(8)頂升系統(tǒng)和支架的拆除。

　　4 結(jié)語

　　PLC液壓同步頂升系統(tǒng)是大跨度大體積橋墩支座更換工程更安全可靠和更精密的頂升方法