同步液壓爬模施工技術(shù)研究

劉小飛

摘 要：液壓爬模系統(tǒng)作為一種施工設(shè)備，在公路橋梁建設(shè)中運(yùn)用已非常頻繁和成熟，其工藝已得到廣泛的應(yīng)用。文章以重慶江津筍溪河大橋主塔液壓爬模施工為例，通過液壓爬升裝置與爬升系統(tǒng)的研究和改進(jìn)，將以往單獨(dú)進(jìn)行爬升的墩柱各個(gè)面的爬架系統(tǒng)，變?yōu)槿颗郎到y(tǒng)協(xié)調(diào)整體爬升，從而提升了施工效率，降低了施工成本，也進(jìn)一步提升了施工安全新能。

關(guān)鍵詞：液壓爬模 模板系統(tǒng) 同步

1.工程背景

在橋梁建設(shè)中，高墩橋梁是普遍存在的?，F(xiàn)今的高墩施工模板大多采用爬模工藝，隨著工程建設(shè)和社會的發(fā)展，一方面，以人為本的理念逐步深入，施工的安全越來越受到重視，特別是超高墩柱的修建，對具有安全可靠的模板體系和施工設(shè)備要求更高；另一方面，隨著社會的發(fā)展，效率成為社會發(fā)展的必然需求，工程建設(shè)也從勞動密集型向機(jī)械化方向轉(zhuǎn)變，且勞務(wù)陳本越來越高，以更少的人做更多的事成為發(fā)展的方向。本文研究內(nèi)容旨在開發(fā)出一種安全可靠、高效快速、無需大量操作人員的模板系統(tǒng)。

同步液壓爬模系統(tǒng)是基于液壓爬模原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)如下目標(biāo)：（1）利用一臺操控系統(tǒng)進(jìn)行整套模板系統(tǒng)的提升，操作便捷；（2）通過控制系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)，模板爬升過程中，每個(gè)獨(dú)立的模板單元同步提升；（3）操作人員大量降低；（4）安全性能得到進(jìn)一步提升。

2.總體方案研究

爬模主要由模板、爬架和爬升裝置三個(gè)部分組成，是一種橋梁高墩施工的有效工具，在橋梁施工中較為常見。

采用同步液壓爬升技術(shù)，需要解決如下關(guān)鍵問題：

（1）實(shí)現(xiàn)不同墩柱面的模板同步爬升。常用的液壓爬模只能實(shí)現(xiàn)單個(gè)面的模板系統(tǒng)提升，研究內(nèi)容擬實(shí)現(xiàn)不同面的模板系統(tǒng)同時(shí)爬升。

（2）爬升液壓頂升系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)。對于實(shí)現(xiàn)同步提升的關(guān)鍵在于爬升系統(tǒng)的相對同步性，需要解決液壓頂升系統(tǒng)的同步，需實(shí)現(xiàn)多臺液壓頂升裝置的自動調(diào)節(jié)功能。

（3）減少操作人員，提升施工效率。利用同一臺操控設(shè)備，同時(shí)連接多個(gè)爬升裝置，實(shí)現(xiàn)控制集成一體化，只需要1人便完成整個(gè)爬模系統(tǒng)的爬升指令操作，并輔以2～3人進(jìn)行其他必要輔助工作，便能快速高效完成爬升作業(yè)；同時(shí)不同作業(yè)面的模板系統(tǒng)同步提升，極大減少爬升時(shí)間，提高工作效率。

（4）降低安全風(fēng)險(xiǎn)。利用同步調(diào)節(jié)系統(tǒng)、位移傳感裝置等有效監(jiān)測手段，模板系統(tǒng)爬升過程中，安全可控性進(jìn)一步得以提升。

3.同步液壓爬模施工技術(shù)

3.1工藝原理

液壓自動爬模的頂升運(yùn)動通過液壓油缸對導(dǎo)軌和爬架交替頂升來實(shí)現(xiàn)，每個(gè)液壓油缸對應(yīng)一榀爬架機(jī)位。同步液壓爬模系統(tǒng)，是指在原有的普通爬模系統(tǒng)上進(jìn)行改進(jìn)與升級，將不同墩柱側(cè)面的爬模系統(tǒng)，由原來的獨(dú)立系統(tǒng)，變?yōu)檎w聯(lián)動系統(tǒng)，利用管路系統(tǒng)將不同機(jī)位的頂升油缸鏈接成整體，通過操作控制系統(tǒng)和電控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)同時(shí)頂升或油缸回縮，并通過頂升油缸上的位移傳感裝置的實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)，反饋給操控系統(tǒng)并通過超聲波傳感器、溢流閥、換向閥及控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動適時(shí)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)機(jī)位的同步頂升。

3.2模板爬升系統(tǒng)

3.2.1液壓泵和油缸

采用PCTS液壓爬模自動控制系統(tǒng)。液壓控制系統(tǒng)由一臺泵站同時(shí)控制YD16T-420型千斤頂10（或更多）臺千斤頂，每臺千斤頂由兩根高壓膠管連接，每臺千斤頂各由一個(gè)電磁換向進(jìn)行控制，換向閥的開啟及換向通過電控柜上的選擇按鈕來實(shí)現(xiàn)，泵站啟動后，液壓油從電磁溢流閥直接流回油箱，當(dāng)需某臺或某幾臺千斤頂工作時(shí)，可選擇對應(yīng)的千斤頂開關(guān)。通過選擇自動或手動按鈕，實(shí)現(xiàn)選擇千斤頂自動或手動伸縮活塞的過程。

在爬模過程中，千斤頂主要通過超聲波傳感器、溢流閥、換向閥及控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)千斤頂同步，其同步誤差可以控制在10mm以內(nèi)，同時(shí)根據(jù)施工要求，可以選擇整體提升、局部提升或單榀微調(diào)。爬升速度250～280mm/min。

（1）液壓動力站。動力站由泵組、油箱系統(tǒng)、閥組、超聲波傳感器、壓力傳感器、觸摸屏和PLC電器操作控制幾個(gè)模塊部分組成。控制閥采用管路集成塊集成為一個(gè)閥組或閥站，能夠提高系統(tǒng)的可靠性，此外也方便操作及后續(xù)維護(hù)。

（2）管路設(shè)置。各液壓油缸之間的管路均采用高壓管、快換接頭進(jìn)行連接，各液壓缸與主油路、主油路與動力站之間均采用開閉式的快換接頭，其作用能夠使拆卸隔離、安裝組合的工作更為簡便，各液壓缸油路上安裝液壓鎖，以便于控制壓力油的通斷。

（3）液壓油缸。每一榀爬架的每個(gè)機(jī)位均設(shè)置一個(gè)液壓缸，液壓油缸上設(shè)置位移傳感器，位移傳感器與控制系統(tǒng)無線鏈接，爬架頂升過程中，傳感器數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至控制系統(tǒng)，通過超聲波傳感器、溢流閥、換向閥及控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)油缸頂升位移同步。

（4）操控系統(tǒng)。各電控操作系統(tǒng)均集中于控制柜上的觸摸屏控制面板上，根據(jù)需要工作的千斤頂進(jìn)行選擇操控，可單動也可聯(lián)動，還可設(shè)定爬升高度參數(shù)，當(dāng)爬升到設(shè)定高度時(shí)自動停止動作。

（5）電控系統(tǒng)。采用常規(guī)工地施工動力電源?？赏ㄟ^控制柜上的操作按鈕實(shí)現(xiàn)液壓泵的運(yùn)作、以及實(shí)現(xiàn)液壓油缸的伸縮從而帶動爬架運(yùn)作。控制面板上設(shè)有液壓泵運(yùn)轉(zhuǎn)信號燈，可指示液壓泵運(yùn)轉(zhuǎn)情況，設(shè)有千斤頂位移顯示器，可顯示各千斤頂?shù)倪\(yùn)行情況；控制箱設(shè)有應(yīng)急按鈕，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)可通過此按鈕切斷控制電源從而停止系統(tǒng)運(yùn)行。

儀表自控系統(tǒng)：設(shè)有相序閉鎖電路。爬模工作電源為工地施工電源，為防止相序錯(cuò)接液壓泵反轉(zhuǎn)設(shè)有相序閉鎖電路，當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)接現(xiàn)象時(shí)，控制電源則無法接通，液壓系統(tǒng)不能工作。

其它保護(hù)電路：液壓泵電機(jī)設(shè)有過載及短路保護(hù)。所有控制電路、繼電器、液壓電磁閥均設(shè)置斷電閉鎖電路，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)系統(tǒng)及液壓油缸均處于閉鎖狀態(tài)，防止意外發(fā)生。

3.2.2上、下爬箱

爬架與導(dǎo)軌之間設(shè)置爬箱，改變爬箱的棘爪方向，實(shí)現(xiàn)提升爬架或?qū)к壍墓δ苻D(zhuǎn)換。

3.2.3爬模操作平臺

液壓爬模爬架上設(shè)主平臺、懸吊平臺、操作平臺，操作平臺根據(jù)模板高度進(jìn)行設(shè)定，一般1.8m～2m左右一層。爬架骨架、平臺支承型鋼根據(jù)各自需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，平臺可采用花紋鋼板鋪設(shè)。

4.應(yīng)用實(shí)例

以筍溪河大橋?yàn)橹骺?60m鋼桁加勁梁懸索橋?yàn)楣こ虒?shí)例。其索塔由塔柱、橫梁組成的門式框架結(jié)構(gòu)。塔柱為普通鋼筋砼結(jié)構(gòu)，塔柱高度為190.65m，塔柱截面橫橋向尺寸為5.6m，順橋向尺寸由塔柱底的9.5m按照1/155的坡率線性變化到塔頂?shù)?.0m，塔柱共設(shè)3道橫梁。主塔塔柱采用同步液壓爬模施工工藝，單次爬升高度6m（如圖1所示）。

主塔塔柱歷時(shí)9個(gè)月完成，爬架系統(tǒng)爬升速度平均為25cm/min，含爬升行走、爬箱操作、軌道提升等，單次爬模爬升時(shí)間均能控制在1～1.5h之內(nèi)，是常規(guī)的液壓爬模爬升施工效率的3～4倍。

5.結(jié)束語

以筍溪河大橋?yàn)楣こ瘫尘埃瑢ν揭簤号滥Ｏ到y(tǒng)技術(shù)進(jìn)行了研究與應(yīng)用，節(jié)省了工期，質(zhì)量、安全可控，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)：（1）利用一臺操控系統(tǒng)進(jìn)行整套模板系統(tǒng)的提升；（2）通過控制系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)，模板爬升過程中，每個(gè)獨(dú)立的模板單元同步提升；（3）操作人員大量降低，成本得以降低；（4）安全性能得到進(jìn)一步提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]黑繼東，李霞.液壓爬模在橋梁高墩施工中的應(yīng)用[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2018（10）： 268-269+272.

[2]劉云強(qiáng).墩身液壓自爬模施工工藝[J].交通世界，2018（21）：114-115+137.