一、液压同步提升技术的形成
同济大学从80年代中期开始进行计算机电液控制技术的工程应用研究,较早用在液压电梯的控制中。采用MCS-48系列单片计算机、DYBQ一G25型电液比例调速阀,进行电梯的信号逻辑控制和调速控制。围绕电梯加、减速段舒适性问题和门区平层问题,进行了电液比例控制系统调速特性的研究,并针对电梯控制接触器的电磁干扰,解决了计算机控制系统的抗干扰问题,都取得了良好效果。可以说,这是液压同步提升技术的雏形(单点液压顶升)。对这些基本问题的研究和解决,为以后同步液压顶升技术的形成奠定了技术基础。
液压同步提升技术是在1990年被正式应用于上海石洞口二电厂2*60MW发电机组钢内筒烟囱顶升工程中。钢内筒烟囱高240m,直径6.5m,总重600t,采用倒装法逐段向上顶升施工。三个液压爬升器在三根刚性立柱中间,依靠油缸的同步伸缩和上下插销的协调插拔向上爬升,将纲烟囱同步托起。在此工程中,进行了爬升器负载平稳转换研究;采用MCS一51系列单片机进行数字PID同步调节,解决了三点支承的同步控制问题,使顶升过程的同步精度达到±1mm,满足工程要求。这是该项技术在重大工程应用方面迈出的关键一步。
二、连续梁桥顶升总体方案
某大桥是高速公路主干线上的跨江大桥,其跨径组合为:
28*20m(I字梁)+(40m+7*50m+40m)(连续箱梁)+16*20m(I字梁)+4*15m(I字梁)=1370m,半幅桥宽12.098m。由于原北江大桥所跨越的航道由原Ⅳ级航道升级为Ⅲ级航道,原桥通航净空不满足要求,主桥需要拆除重建,部分引桥顶升利用。考虑全桥纵坡调整的影响,引桥0#~21#墩(3联21孔共420m)和40#~53#墩(2联13孔共240m)需要顶升利用,为了适应全桥纵坡变化及与两侧新建桥实现平顺拼接,引桥从0#~21#墩顶高0.153m~1.494m;40#~53#墩顶高0.251m~1.432m。
在旧桥引桥顶升利用工程中,0#~10#墩,52#~53#墩顶升高度较小,采用安装钢牛腿直接顶升I字梁,然后加高垫石的方式来实现桥面的抬高。
11#~20#墩和41#~51#墩顶升高度较大,采用截断立柱,安装钢抱箍顶升立柱的顶升方式来抬高桥面,液压提升设备将桥推到设计高度再接长立柱。21#墩和40#墩为边墩,以临时钢管桩支架为支撑体系,直接顶升I字梁的顶升方式来实现桥面的抬高。顶升到设计高度后,拆除原21#、40#墩立柱盖梁,重建立柱盖梁。
1、垫石加高顶升
引桥0#桥台~10#墩顶升高度为0.153m~0.323m,52#墩~53#桥台顶升高度为0.293m~0.221m。顶升方法为先在盖梁侧面安装钢牛腿,预制支座垫石并制作钢支撑,安装同步液压顶升装置,在顶升前的各项检查完成后,即可进行桥梁试顶升和正式顶升,顶升分两步进行,即同步顶升+比例顶升。顶升到位后,将原垫石表面凿毛处理,铺一层厚度为20mm的环氧树脂砂浆,通过此砂浆将预制垫石与原垫石粘结在在一起,等强后,安装支座落梁。
2、截柱顶升
引桥11#墩~20#墩顶升高度为0.363m~1.494m,41#墩~51#桥台顶升高度为1.354m~0.373m。顶升施工方法为:从承台至离盖梁底2.2m处立柱加粗——安装钢抱箍、安装顶升系统——立柱凿除与切割——试顶升、同步顶升+比例顶升——临时钢支撑跟进临时支撑固定牢固——千斤顶卸载至20%顶升力——立柱接长施工——等强——千斤顶全部卸载,拆除顶升系统——拆除临时钢支撑和钢抱箍——立柱二节加粗。