PLC液壓同步頂升調(diào)整橋梁坡度施工的技術(shù)應(yīng)用

羅李盛

（廣東冠粵路橋有限公司，廣東廣州 511450）

1 工程背景

項目路段位于平曲線范圍內(nèi)，需要調(diào)整超高橫坡度，調(diào)整左線部分段落橫坡，縱坡保持不變，右線縱橫坡度不進行調(diào)整，大橋左幅第1～4孔在調(diào)整范圍內(nèi)。

2 橋梁概況

橋梁橋跨結(jié)構(gòu)共四聯(lián)12孔，第一聯(lián)1～3孔和第四聯(lián)10～12孔為兩聯(lián)3×40 m先簡支后連續(xù)40 m T梁；第二聯(lián)4～6孔和第三聯(lián)7～9孔為兩聯(lián)3×40 m先簡支后固結(jié)40 m T梁，墩梁固結(jié)位置為4#墩、5#墩、7#墩、8#墩。橋梁左幅第1～4孔需要進行橫坡調(diào)整，第4孔第4#墩為墩梁固結(jié)，采用加鋪整體化層進行調(diào)整；第1～3孔采用頂升技術(shù)進行調(diào)整，減少加鋪整體化層結(jié)構(gòu)自重。第1～3孔橫坡由-2%調(diào)整為-0.85%～0.5%漸變邊坡，橋跨結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)標高保持不變，外側(cè)進行頂升抬高。

3 施工技術(shù)

3.1 PLC液壓同步頂升控制系統(tǒng)工作原理

PLC液壓同步頂升中，由液壓千斤頂根據(jù)橋梁受到的實際荷載平穩(wěn)地頂升橋跨結(jié)構(gòu)，最大限度地降低橋梁整體頂升過程中受到的附加內(nèi)力。液壓千斤頂?shù)捻旤c與位移傳感器組成同步頂升控制系統(tǒng)，能夠較好地保證橋梁頂升過程中的剛性位移，同步頂升精確度可以達到±2.0 mm。頂升控制系統(tǒng)主要由液壓千斤頂、傳感器以及計算機控制系統(tǒng)組成。

3.2 橋跨結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性控制

橋跨結(jié)構(gòu)在頂升過程中整體發(fā)生轉(zhuǎn)動，為了使橋跨結(jié)構(gòu)剛性移動，避免扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生裂縫，提高橋跨結(jié)構(gòu)的抗彎剛度，在橋跨結(jié)構(gòu)T形梁直接增生型鋼橫隔板。原橋跨結(jié)構(gòu)T形梁有5道混凝土橫隔板，在原橫隔板之間設(shè)置型鋼橫隔板，橫隔板的數(shù)量由5道增加至9道。型鋼橫隔板由16a工字鋼組成，呈X形，在橋跨結(jié)構(gòu)T形梁腹板位置安裝鋼板。

型鋼橫隔板布置如圖1所示。

圖1 型鋼橫隔板布置

3.3 頂點的布置和限位設(shè)置

（1）液壓千斤頂選用。

左幅第1～3孔設(shè)計荷載總重為2 990 t，橋跨結(jié)構(gòu)每片T形梁布置2臺液壓千斤頂，千斤頂總數(shù)為30臺，選取推力200 t、外徑240 mm、高220 mm、工作行程150 mm的千斤頂。液壓千斤頂具備自動鎖定功能，頂部呈球面弧形，可以頂推坡度為15%的斜坡橋梁。

（2）液壓千斤頂?shù)牟贾谩?/p>

0#橋臺和3#橋墩的臺帽或蓋梁頂面與T形梁底的空間相對較小，液壓千斤頂無法直接布置在T形梁底部。將0#橋臺和3#橋墩位置的液壓千斤頂布置在靠近支座的混凝土橫隔板位置；1#橋墩和2#橋墩位置的液壓千斤頂沿順橋向布置在支座兩側(cè)。確保千斤頂?shù)撞砍休d面平整，頂部擱置200 mm×200 mm×20 mm鋼板，確保T形梁底受力均勻。

頂點布置如圖2所示。

圖2 頂點布置

（3）限位裝置的設(shè)置。

左幅第1～3孔橋跨結(jié)構(gòu)縱坡為-1.046%，橋跨結(jié)構(gòu)縱坡較大，在自重荷載作用下會形成眼順橋向的水平分力，橋跨結(jié)構(gòu)被液壓千斤頂頂起后形成懸浮狀態(tài)，橋跨結(jié)構(gòu)會沿其軸線向3#橋墩移動。應(yīng)在3#橋墩梁端位置設(shè)置縱向限位裝置在一端設(shè)置四氟板，為消除橫向位移的影響，在臺帽和蓋梁上擋板位置安裝橫向限位裝置。

縱橫向限位裝置如圖3所示。

圖3 縱橫向限位裝置

3.4 同步頂升施工

（1）頂升量。

根據(jù)坡度調(diào)整的數(shù)值大小以及支座墊石上加設(shè)的楔形鋼板和預(yù)制墊石厚度確定頂升量，0#橋臺和3#橋墩位置沿橫橋向各T形梁頂升量分別為：132、99、66、33、11 mm，在此基礎(chǔ)上增加2 mm，便于支座安裝和落梁；1#橋墩和2#橋墩的T形梁頂升量分別為136.0、103.5、71.0、38.5、6.0 mm，增加量為2 mm。

T形梁頂升量如表1所示。

表1 T形梁頂升量 單位：mm

（2）試頂升。

在正式頂升前進行試頂升，試頂升后持荷5～10 min，持荷期間記錄各液壓千斤頂?shù)膶嶋H頂推力和頂升量，液壓千斤頂?shù)捻斖屏Τ銎湓试S值范圍及時更換[1]。

（3）正式頂升。

采用PLC液壓系統(tǒng)同步頂升橋跨結(jié)構(gòu)，橋跨結(jié)構(gòu)整體剛性豎向位移，再進行整體剛性轉(zhuǎn)動，T形梁的強制位移差不超過2 mm，避免橋跨結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生裂縫。橋跨結(jié)構(gòu)頂升分級進行，根據(jù)頂升量共分18級，第1級為試頂升，其余各級結(jié)束后持荷5 min進行各項數(shù)據(jù)的校核。正式頂升結(jié)束后，利用液壓千斤頂自鎖，在蓋梁或臺帽上增設(shè)臨時鋼頂板支撐，確保橋跨結(jié)構(gòu)的安全性，及時進行加設(shè)楔形鋼板和預(yù)制墊石以及落梁工作。

（4）頂升速度控制。

液壓千斤頂頂升速度可采用兩種方案控制。

方案一：橋跨結(jié)構(gòu)頂升過程中整體剛性移動，所有液壓千斤頂同時加載頂升，可以通過PLC液壓同步頂升系統(tǒng)進行控制，液壓千斤頂?shù)捻斏俣劝凑站€性比例進行設(shè)置，頂升過程中最大頂升速度不得超過1 mm/min。

頂升量與頂升速度如表2～表5所示。

表2 0#臺和3#墩分級頂升量 單位：mm

表3 1#墩和2#墩分級頂升量 單位：mm

表4 0#臺和3#墩分級頂升速度 單位：mm

表5 1#墩和2#墩分級頂升速度 單位：

方案二：頂升過程以恒定的速度（1 mm/min）進行頂升，某組頂點頂升量達到設(shè)計值時，鎖定液壓千斤頂，持荷5 min，其余千斤頂繼續(xù)頂升，直至頂升完畢為止。

具體數(shù)據(jù)如表6、表7所示。

表6 分級頂升量 單位：mm

表7 千斤頂鎖定級別

對兩種方案進行對比分析，方案一頂升整體效果較好，但頂升速度控制十分困難。方案二的頂升效果比方案一稍差，但也能夠較好地控制裂縫，且頂升速度控制方便可靠，選擇方案二作為本次頂升速度控制的首選方案。

4 結(jié)語

PLC液壓同步頂升技術(shù)在本次實例中應(yīng)用得非常成功，這一項技術(shù)也越發(fā)成熟、安全、可靠。橋跨結(jié)構(gòu)在整體頂升過程中，應(yīng)確保整體剛性位移或轉(zhuǎn)動，不發(fā)生扭轉(zhuǎn)，不產(chǎn)生裂縫，受力狀態(tài)保持穩(wěn)定。