橋梁頂升安裝技術應用探究

鄭玉寶

摘 要：隨著我國城市化建設的不斷發展，公路橋梁的建設不斷增多。頂推頂升施工技術由于具有施工簡易、噪聲較低、建設平穩、施工質量有保證的優點，因而被廣泛應用于各種橋梁建設中。下面本文對同步頂推頂升安裝技術進行闡述。

關鍵詞：橋梁；鋼箱橋；同步頂推頂升；安裝技術

1 引言

公路橋梁在城市發展中占據著不可忽視的地位，而其中橋梁建設是城市發展生命的運輸線。頂升技術作為我國橋梁建設的主要方法，廣泛應用于各種橋梁建設中，特別是鋼箱梁的建設。本文通過多點同步頂推頂升技術在橋梁施工中的應用，為大型橋梁的鋼箱結構梁安裝提供可貴的參考。

2 橋梁頂升技術概述

2.1 橋梁頂升技術的原理

橋梁頂升技術是指通過千斤頂及其他輔助設備，在不改變原橋梁形態的前提下，將橋梁安全地頂起升高至所需高度的一種新型的橋梁糾偏技術。頂升技術的原理十分簡單，但技術要求高，每一個環節都很關鍵。首先，根據實際情況，通過軟件和實際承重確定頂升量；其次，依據結構各部分承受的荷載大小確定頂升點，布置千斤頂；最后，控制好頂升速度，使其均勻、協調地升起。重點就在于保持上部結構在不變形的情況下安全頂升至所需高度。從已查閱到的文獻資料看，傳統的頂升方法大多以手動操作、人工現場監測、總指揮協調的方式進行，其勞動強度大，且存在安全隱患。以人工為主的操作存在較大的不確定性，因此，迫切希望出現以電腦自動化為主導的新型橋梁頂升技術。

2.2 橋梁頂升技術的類型

橋梁頂升技術按頂升的方式的不同，可分為分段頂升和整體頂升兩種。分段頂升主要針對簡支梁橋，或者橋型不一致，需要不同頂升高度的結構，此法可以降低頂升難度，有利于快速、穩定地完成工程；而整體頂升法主要針對連續梁橋，或頂升高度較大，跨度較長的結構，此法對頂升的技術、設備及工人素質要求較高，不利于快速化施工。因此頂升技術未來的發展方向應朝著機械化、自動化、快速化方向發展。按反力作用位置不同又可分為直接頂升和斷墩頂升兩種。直接頂升主要以承臺、自然地面或者蓋梁等作為反力基礎，直接進行頂升的一種方法；斷墩頂升則針對無直接反力基礎的結構而言的，如連續剛構橋，此法需截斷橋墩，再頂升結構，最后澆筑橋墩。在實際的工程實踐中，斷墩頂升法用得較少，因打斷橋墩，會對結構造成損傷，且頂升過程受力復雜，故一般較少采用。

3 液壓同步頂推頂升技術

液壓同步頂推技術原理基本與液壓同步頂升技術相同，液壓同步頂升技術早期主要應用在水力發電行業水輪機轉輪和葉輪的安裝中，由于其具有靜平衡頂升、結構變形小及承載力大等眾多優點，所以被廣泛應用于其他大型設備的安裝中。同步頂推技術起源于同步頂升技術，是同步頂升技術在實際應用中的拓延。在大型橋梁鋼箱結構梁的安裝中，由于跨內吊裝、原位分段拼裝等傳統施工方法很難適應實際施工的需求，所以長期以來都沒有形成較好的處理辦法。為了滿足這些需要，液壓同步頂推頂升技術應運而生，液壓同步頂推頂升技術在鋼箱梁安裝中具有較好的適應性和通用性，是近年來發展較快的一種橋梁施工技術，它具有控制系統模塊化、通用化等諸多優點，可滿足不同的施工需要。多點聯控及多點同步液壓頂推是同步頂推頂升系統的核心，由于實現系統聯合控制的方式具有一定的難度，所以一直以來都倍受許多學者和研究機構的關注。

4 同步頂推頂升系統的構建

4.1 同步頂推頂升控制系統的構建

4.1.1 同步頂推頂升系統的原理

橋梁同步頂推分為單點頂推式、多點頂推式兩種工作模式。

（1）單點頂推時，平頂推力裝置的位置集中于橋臺上，其他各橋墩上設置一定的滑動導軌。單點頂推裝置結構簡單、易于實施；但對于大型結構不適宜使用。

（2）多點頂推時，在每個橋墩上均設置滑動導軌和頂推裝置，將集中的頂推力分散到各個橋墩上。多點頂推與集中單點頂推相比較，可以避免配置大型頂推設備，能有效地控制頂推時梁體的偏移；但多點頂推需要較多的設備裝置，操作時同步性要求較高。

4.1.2 PLC控制系統

控制系統主控制器采用S7-300，分控制器由S7-200系列的CPU 57-224構成，利用PLC網絡總線PROFIBUS實現主控制器與分控制器的通信，由工控機處理顯示各個頂升和頂推缸的信息參數及記錄整個頂推過程。其中，主控制器實現對整個系統的集中控制，主要包括：頂升、頂推裝置的控制，壓力數據、位移數據的采集以及各種故障報警等輔助功能。

4.2 同步頂推頂升液壓系統的構建

4.2.1 頂推液壓系統的構建

同步頂推液壓系統由電機、單向閥、頂推缸、壓力傳感器與位移傳感器及控制器等元件組成。系統工作原理：液壓站輸出壓力油驅動缸，電磁換向閥控制液壓缸推出、縮回的方向；液壓缸分成左右側兩組，兩組均由一個電磁控制閥來控制；臨時墩單側的缸配有壓力傳感器，用于檢測控制指令并控制液壓缸的頂推力；頂推力通過比例減壓閥來實現力的同步控制，單側位移由一個位移傳感器在保證力同步的同時保證位移同步。

4.2.2 頂升液壓系統的構建

同步頂升液壓系統主要由超高壓電動泵站、螺母自鎖缸、液控單向閥、壓力傳感器、位移傳感器和控制器等元件組成。系統工作原理：電動泵站輸出高壓油驅動液壓缸，電磁換向閥控制液壓缸上升、下降的方向；液壓缸分成左右側兩組，每組由一個電磁閥控制；臨時墩單側的缸配有壓力傳感器，并且由位移傳感器檢測單側位移；檢測數據經控制器運算比較后，發出控制指令通過電磁控制閥來實現對單個墩上的兩側缸的頂升力和位移的控制。

5 橋梁施工中同步頂推頂升技術的實現

（1）啟動第一個臨時墩上的頂推設備，在第一個臨時墩上用縱向支撐缸將導梁同步頂升到預定高度；頂推缸在要求的壓力下提供頂推力，并且控制臨時墩上兩側頂推缸同步頂推。完成推進一個行程之后，所有頂推缸回至下一個行程起點，隨后進行下一個行程的頂推；

（2）隨著鋼箱梁的焊接拼裝，重復上述頂推步驟直到將導梁頂推到索塔附近，利用全站儀檢測導梁的變形量。待導梁完全架在索塔的頂推裝置上以后，通過調整臨時墩以及索塔上的支撐缸將鋼箱梁調節到預定高度。然后重復頂推鋼箱梁，同時要保證臨時墩和索塔的頂推缸具有一致的設定壓力值；

（3）重復上述頂推頂升步驟，鋼箱結構梁將全部頂推到指定位置。

6 結語

橋梁頂升技術具有不影響交通，施工快捷，省錢，效果顯著，經濟性良好等優點，使其受到越來越多的關注。因此，不斷研究開發了同步頂推頂升技術，拓展了大型鋼箱梁橋安裝技術的領域、功能和優勢的進一步發展，為類似領域的橋梁施工和大型構建的平移和建設提供了良好的參照。

參考文獻：

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