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液压提升设备

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液压提升器

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液压提升的主体设备和连续梁桥顶升施工关键技

发布人:鼎恒液压机械   发布时间:2021-09-22

 
  <一>、液压同步提升的提升设备
  液压同步提升是利用液压传动系统将重物提升就位的方法。液压传动系统主要包括:液压泵站、穿心式液压提升器(以下简称提升器)和钢绞线。其中,液压泵站是动力设备,提升器是执行设备,钢绞线是柔性索具。
  1、提升器
  提升器是液压提升的关键设备,它由上锚具(包括紧锚弹簧、夹片、锚环和上锚缸)、下锚具(包括紧锚弹簧、夹片、锚环和下锚缸)、地锚和主液压缸四大部分组成。其工作过程为:提升重物上升时,上锚具夹紧钢绞线,然后主液压缸伸缸,带动上锚具和钢绞线向上运动,重物随之上升。主液压缸伸缸到位后,下锚具夹紧钢绞线,主液压缸缩缸,将上锚具上的负载转移到下锚具上,松开上锚具继续缩主缸,直至主液压缸缩缸到位,紧上锚,至此将重物提升了一个液压缸行程的高度,提升器连续不断重复以上步骤就可将重物提升到位。逆向重复上升时的步骤,便可实现重物的下降作业。
  提升器可以因地制宜,根据提升重物的重量和面积不同,提升器内的钢绞线可以有一根到几十根不等,提升器的提升重量也从十几吨到上千吨不等,提升位置可以有单点到几十个提升点不等。这样,一方面设备的利用率高;另一方面液压设备的扩展组合能力使液压提升不受重物的重量、高度、跨度和面积的限制。
  提升器上、下锚具具有逆向运动自锁性,上、下锚具能够可靠锁紧钢绞线,确保提升过程。同时,构件可在提升过程中的任意位置能长期可靠锁定,可达数月之久。
  提升设备体积小、重量轻、承载能力大,适宜于在狭小空间或室内进行大吨位构件提升。
  提升设备自动化程度高,操作方便灵活,能够自行连续(不间断)工作。液压同步提升施工技术采用行程及位移传感监测和计算机控制,通过数据反馈和控制指令传递,可全自动实现同步动作、负载均衡、姿态矫正、应力控制、操作闭锁、过程呈现和故障警报等多种功能。
  2、液压泵站
  一台提升器包括主液压缸、上锚缸和下锚缸三个油缸,主液压缸用来提升重物,国内额定压力一般是25MPa;上、下锚缸用来夹紧和松开钢绞线,额定压力一般是8MPa。液压泵站的流量根据泵站配置设备的数量和提升速度来确定,一般一台泵站可配置数台提升器,提升速度在3~20m/h之间。
  <二>、连续梁桥顶升施工中的关键技术研究
  在桥梁顶升施工中,钢牛腿、钢抱箍、限位装置、钢支撑都是重要的受力结构,遵循先试验再应用的原则。为了好地调坡,适应旧桥纵断面线形平顺,减小结构在顶升过程中产生的次应力,需要在10#墩、43#墩处解联,即在墩顶连续处先顶升梁体,取出支座,再通过切割砼和凿除砼结合的方式将墩顶连续段断开。
  1、顶升施工技术原理
  (1)液压提升装置。通过PLC控制液压同步顶升系统实现顶升。PLC控制液压同步系统由液压系统(千斤顶、油管、油泵、油缸等)、传感器等信号传输系统、计算机控制系统三部分组成。液压系统由计算机控制,可以全自动完成同步移位,实现力和位移控制、操作闭锁、过程呈现、故障警报等多种功能。每一个千斤顶都带有可以自动和手动锁死的阀,每一个油泵既可以单独操作,也可以由电脑主控系统统一操作,既,又灵活。
  (2)顶升原理。垫石加高顶升时,在每个钢牛腿上安置1个千斤顶,临时钢支撑系统设置在盖梁顶面,通过在主控计算机里输入每个墩的顶升高度,控制系统就会自动划分顶升阶段,实现同步顶升和比例顶升,从而实现梁体的抬升。截柱顶升时,在每个钢抱箍的顺桥向安装两个千斤顶,横向安装临时钢支撑,即每个墩共安装4个千斤顶和8个临时支撑点,安装好千斤顶等顶升系统后,顶升过程由计算机系统自动控制。在21#墩和40#墩,千斤顶安装在临时钢管支架上,待顶升完成,并完成边墩立柱盖梁的接高或重建后,再拆除千斤顶和临时钢管支架及液压顶升设备辅助设施。
  2、钢牛腿的设计与试验
  在垫石加高顶升方式中,钢牛腿是重要的受力结构。钢牛腿的制作方法:在盖梁侧面植筋,固定预埋钢板,将双拼32#I字钢焊接在预埋钢板上,并在双拼32#I字钢顶面焊接一块20mm的钢板,将两片I字钢连成一个整体。在正式安装之前对钢牛腿的安装工艺和受力性能进行仿真分析计算,并在现场进行力学试验。而且,在施工现场,每一个钢牛腿安装完成后,进行力学试验。
  3、钢抱箍设计与试验
  在截柱顶升方式中,先将立柱的下半部分加粗,然后安装钢抱箍。上抱箍和下抱箍配对。每一个钢抱箍的两瓣通过高强螺栓连接成一个整体。通过结构受力计算分析知,原北江大桥引桥顶升施工过程中,每一个钢抱箍承受的压力约2000kN,因此对钢抱箍进行优化设计、受力工况计算分析、现场力学试验。通过计算分析和现场力学试验,优化设计,保证钢抱箍结构简单、受力明确,可靠,施工方便。在每一个钢抱箍安装完成后,进行加载试验,以检验钢抱箍是否受力。
  4、限位措施
  (1)纵向限位措施。引桥顶升过程中,由于梁体存在纵坡,并且纵坡在发生变化,上部梁体会发生纵桥向位移,为了限制这一位移,需在伸缩缝处和解联处设置纵向限位装置。纵向限位装置可通过在桥面伸缩缝处和解联处植筋,固定预埋钢板,焊接32#双拼I字钢和限位轴承来实现。
  (2)横向限位措施。横向限位措施表现为三种形式:①利用原旧桥中间的两条防撞护栏,安装限位架。限位架巧妙地利用了自身结构,既撑又拉,其上通过焊接固定的轴承还可以沿竖向轨道滚动,以适应梁体升高的需要。对限位架进行计算分析,保证其能抵抗顶升过程中横坡、不平衡顶升高度、台风侵袭等不利因素的影响。②在边墩处,由于梁端在横向缺乏约束,极易发生横向偏位,因此需要在盖梁上植筋,制作强制限位墩,钢筋混凝土结构,从而起到横向限位的作用。③在截柱顶升时,由于立柱被截断,顶升施工其危险。因此在每一个钢抱箍的面板上预留4个直径为112mm的限位孔,将4条直径为102mm,壁厚10mm的无缝钢管分别插入每对钢抱箍的4对限位孔,从而在顶升时起到纵向和横向的限位作用。
  5、临时钢支撑设计
  在垫石加高顶升和截柱顶升方式中,临时钢支撑是不可少的。顶升过程中,每次顶升高度为5mm,每顶升5mm,需要用临时钢支撑跟进。千斤顶每次换行程前,亦要将临时钢支撑固紧,使临时钢支撑顶住被顶升的梁体。临时钢支撑有2种形式:(1)1mm~20mm厚钢板。(2)由20mm厚的钢板作顶板和底板,由外径为245mm,壁厚为16mm的无缝钢管焊接组合而成的半封闭形式的钢支撑。临时钢支撑的结构尺寸根据钢牛腿和钢抱箍的结构尺寸确定。对临时钢支撑需要进行局部承压、抗剪、稳定性验算。
  6、解联设计
  对于顶升过程中因弦差较大引起顶升后线形不够平顺的墩位,会产生较大的次应力。为了防止这些部位的梁体因次应力而产生裂缝,宜先行解联。解联的方法为:(1)测量定位,标示出墩顶梁体需凿除的宽度。(2)在盖梁侧面安装钢牛腿和千斤顶。(3)将梁微微顶起3mm~5mm,取出支座,并在盖梁上垫好临时钢支撑,落梁。(4)沿测量放样线,将梁体切割开来,并将切割出来的砼块凿除掉。此时,梁体即分为两联。顶升施工完成后,应按照设计要求恢复解联处的墩顶连续段。

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