液壓同步提升技術原理及其在高墩輥模施工中的應用

許德明 楊歡園

摘要：在輥模施工中，輥模液壓提升系統是一種橋梁高墩輥模施工裝置，液壓提升裝置固定夾持在四根？準50的鋼管立柱上，四根鋼管立柱提供給爬升裝置爬升所需的反力，控制系統控制提升裝置的反復提升動作，從而實現與提升裝置相連的輥模主模架的連續提升，而液壓提升系統使用的核心技術是同步提升技術。

Abstract： In the roll mold construction， the roll mold hydraulic lifting system is a bridge high pier roll mold construction device. The hydraulic lifting device is fixedly clamped on four ？準50 steel pipe columns， which are provided to the climbing device for climbing. Four steel pipe columns provide the reaction force required for the climbing device to climb. The control system controls the repeated lifting actions of the lifting device， so as to achieve continuous lifting of the main mold frame of the roller mold connected to the lifting device， and the core technology used by the hydraulic lifting system is the synchronous lifting technology.

關鍵詞：液壓;同步提升;高墩;輥模

Key words： hydraulic pressure;synchronous lifting;high pier;roll mold

中圖分類號：U445.55+9? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）10-0109-02

0? 引言

輥模施工方法采用內襯模與模板外框架分離的方案，在滑升過程中，內襯模與混凝土表面相對靜止，保證混凝土在外框架提升過程中不受到擾動和摩擦、確保了混凝土外觀和內在質量，同時保證了混凝土的耐久性，而其核心則是液壓同步提升技術。液壓同步提升技術與傳統的提升方法不同，它采用計算機控制提升器集群，結合現代化施工工藝，實現超大型構件的整體同步提升，是一項新型施工技術。應用液壓同步提升技術在輥模施工工藝的提升過程中，不但可以控制構件和設備的運動姿態和應力分布，還可以讓構件和設備在空中滯留和微動調節，實現倒裝施工和空中拼接，完成人力和現有設備無法完成的任務，使大型構件和設備安裝過程既簡便快捷，又安全可靠。

1? 液壓同步提升技術的發展概況

1.1 國內外發展現狀

大型構件的液壓同步提升技術是在國外首先發展起來的，在國際上有專門從事提升安裝的專業公司，他們也有多次在工程實際中應用成功的實例，比如在赫爾辛基9000噸傘形水塔的提升，在日本大阪國際機場機庫建設和跨海棧橋工程施工都使用了液壓同步提升技術。

與發達國家相比，我國這項技術的水準完全可以與他們相媲美，采用液壓同步提升可以降低工程的施工成本，并大大提高安全可靠性。高墩輥模施工工藝也屬于大型構件的施工工程，所以，液壓同步提升技術在高墩輥模施工工藝中就有了其應用前提。

1.2 發展方向

實現同步連續提升。液壓同步提升的傳統方式是間歇提升，通過對其動作機理的改進，同時在控制系統軟硬件方面也進行改進，提高液壓同步提升技術的安全性和工作效率，進一步縮短施工周期。

2? 液壓同步提升技術在高墩輥模中的應用原理

液壓同步提升技術的基礎是液壓提升器，其兩端的楔形錨具有單向自鎖作用，提升時上錨具夾緊鋼絞線，下錨具松開，主油缸伸出，上錨具頂上去，鋼絞線就被拉上去，重物就被提升上去。按照相反工作，就能實現重物下降，液壓提升過程的流程如圖1。當液壓提升器啟動時，重物就被一步一步向上移動，直至到達需要的位置。液壓提升原理圖如圖1所示。

在提升過程中，除了要保證提升液壓缸的動作同步之外，還必須保證各個提升吊點的位置同步。在提升過程中，主控計算機通過現場網絡控制系統實時反饋的信號，來確定液壓缸的位置和錨具的狀態，再決定提升液壓缸的下一步指令。在提升體系中，通常以其中一個提升吊點作為主吊點，其他提升吊點則以主吊點的位置作為參考進行調節。主吊點決定整個提升系統的提升速度，操作人員可通過調整比例閥的流速來設定提升速度。

3? 高墩輥模中液壓同步提升技術的應用評述

高墩輥模施工工藝是在傳統的高墩混凝土施工方法如支架法、翻模法、爬模法、滑模法等基礎之上發展起來的，尤其是兼具翻模與滑模的技術優點。在高墩輥模的提升系統中，千斤頂是主要構件之一，通過對千斤頂集群的整體控制來實現輥模的同步提升。液壓同步提升技術應用于輥模施工中，具有提升重量和提升高度不受限制、自動化程度高、控制模式完備、起重/自重比大、安全可靠性好、適應性、通用性強等優點。

4? 液壓同步提升技術在輥模中的應用過程

液壓同步提升系統在整個輥模施工的過程中起到將模板循環往上提升的作用。通過在墩柱基礎預埋四根立柱（無縫鋼管）用來做輥模的定位和支撐，輥模外框吊掛在提升架上，提升架通過提升千斤頂（四個）與四根立柱連接，提升千斤頂以四根立柱為基礎支點帶動輥模外框同步上升，四個提升千斤頂受控于提升控制電腦，保障輥模外框均勻、垂直的提升，從而保障成型的墩柱的垂直度。在輥模施工中，外框架的提升分三步進行：

4.1 第一次外框架提升

在第一次混凝土澆筑完成12h后，進行外框架的第一次提升，提升行程為70cm，并使千斤頂提升過程保持水平，確保四個壓力表壓力值處于規定范圍之內。在輥模滑升70cm，也就是一個提升行程后進行調平，檢查模板與滾動圓管之間是否殘留有混凝土渣或水泥漿，如果有，需及時進行清除，以免對提升系統造成損傷。

4.2 第二次外框架提升

第二次混凝土澆筑完成后進行外框架的第二次提升，提升高度15cm，并在提升完成后的1h內完成鋼筋綁扎，之后立即進行第三次混凝土的澆筑。

4.3 第三次外框架提升

提升高度為30cm，并在提升完成后的1h以內完成鋼筋綁扎，之后立即進行第四次混凝土澆筑。第三次外框架提升完成后，安排專人拆除、清理第一層模板并翻升至操作平臺上，同時進行墩柱外表面清理、裝飾。

提升的動力主要由液壓泵源系統提供。液壓系統是通過液壓泵將原動機的機械能轉換為液體的壓力能，經過各種控制閥和管路的傳遞，再把液體壓力能轉換為機械能，從而控制構件的升降。電機泵通過高壓油管分別與4個主頂和4個上、下夾持頂相連，給主頂和上下夾持頂提供液壓動力，保證負荷提升與下降的操作能夠平穩的進行。同時提升系統還受到電氣系統的實時控制。電磁閥是液壓泵控制系統的執行機構，由PLC程序進行控制，通過控制泵站的油流方向及油壓，從而控制構件的升降。其中液壓提升器工作過程詳細步驟如圖2。

5? 結論

在輥模施工工藝中采用液壓提升技術，液壓設備多采用多點集群作業，各點的同步控制是液壓提升技術的關鍵。在提升過程中必須控制好如下幾點：

5.1 必須嚴格控制同步精度

由于各受力點處的剛度大小并不完全一樣，剛度大的點位位移變形量較小，剛度小的點位位移變形量則較大，為實現材料的平穩提升，則應控制好同步精度。

5.2 保證提升過程的穩定

把液壓千斤頂改至鎖下部，使液壓鎖能可靠的鎖住油缸，且支撐桿自由段長度減少，能使整體模版更穩定，同時進一步的降低整個桁架高度，使工作空間更多，保證提升系統的穩定性。

5.3 保證每臺千斤頂的獨立運行

液壓泵的工作原理是將機械能轉換成液壓能，通過對液壓泵站的研究改進，采用一泵帶4頂的配套方式，并且使每臺千斤頂運動是獨立的，互不相干的。

在輥模施工中采用液壓同步提升技術，通過對吊點的設計、承重系統的配制、提升平臺、下吊點的構造設計及同步策略的確定，實現了提升過程中吊點受載均勻、同速、位移同步的既定目標，解決了提升系統連續性不足及提升系統不穩定、安全性不夠的問題。

參考文獻：

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