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在顶升工程中采用了基于力与位移双闭环控制上的PLC液压同步顶升控制技术。在确定液压千斤顶使用数量时需考虑桥梁的实际荷重,在保证桥梁顶平稳准确顶起的同时实现桥梁同步升降时的附加力的最小化。为了确保顶升过程中的结构安全,应当确保顶升的同步性,结合具体情况合理地对液压千斤顶、位移传感器位置环进行布置与分组,实现对顶升全程位移与姿态的实时监控,保证同步精度保持±2mm。应选择200t的液压千斤顶,其顶身长度、液压缸直径以及行程分别为375mm、160mm、140mm,在顶升高度达到液压千斤顶高度时需更换千斤顶。托架体系由Ф500×16钢管等构成的分配梁支撑体系与连接系共同组成。在每个柱与桥台都需设置一个监控点,全桥共有五个监控点,且每个监控点都设置了一台0.001mm精度的位移传感器。预制支座垫石的尺寸为(500×500×400)mm。
二、桥梁顶升工程施工工艺及关键技术
天桥顶升的施工流程包括封闭交通、隔离施工区域、搭建脚手架、开挖与浇筑支撑面,在施工结束后须及时恢复交通。顶升体系安装前需在桥墩位置挖出原有的承台,并做找平台,借助原有承台为顶升提供反力基础。
(一)顶升体系的安装
1、需在1号与3号墩柱位置安装相应的分配梁。在结合原图钢筋位置与探测仪探测情况的基础上于梁底钻孔植入Ф20的钢筋,分配梁与植入钢筋的焊接长度需≥16cm。根据相关受力计算结果,分配梁使用板材厚25mm、长4m的Q345钢板焊接为箱型截面。2、安装钢支撑。需保持钢支撑基础和原墩身之间有5cm的空隙,保证钢支撑垂直度偏差不超过1%以避免顶升时倾斜失稳。使用螺栓连接钢管支撑与临时垫块、临时垫块之间、钢管支撑和承台之间的栓接。根据现场具体情况合理选择钢垫块、专用工具式钢垫块这两种临时支撑体系。3、安装千斤顶。在桥台、桥墩位置分别安装4台100T和4台200T的2.4倍安全储备系数的千斤顶。桥台位置中的千斤顶可直接安装于原有盖梁上,2号桥墩的千斤顶可直接安装于箱梁底部,1号与3号桥墩的千斤顶需安装于分配梁上,采用倒装的方法来保证顶升的稳定性、同步性以及施工的便利性。
(二)顶升的准备工作
1、系统的可靠性检验。首先,需对组件的可靠性进行测试,须选用一些高标准的组件于顶升施工前用70%-90%的顶力进行5小时的保压,并再次对密封的严密性做好检查;其次,需检验系统的可靠性,对液压系统进行24小时的31.5MPa满荷载试验与0-31.5MPa的循环试验;最后,要检验液压油的清洁度,使其达到NAS9等级。2、成立起顶升现场的指导小组并对所有施工人员做好严格的培训。3、对顶升系统做好安装调试。4、划分好顶升控制区域,并布置好液压系统。保证全桥布置五个控制点,并使位移传感器的同步精度控制为2mm。5、统一规划与布置2台泵站。6、对千斤顶的安装垂直性与牢固性、桥台与梁体之间是否存在分离、无关负载是否清除等系统结构部分做好检查。7、做好液压系统、控制系统、监测系统的检查与调试。
(三)顶升及顶升后的工艺与技术
在试顶升成功并且确保各项准备工作无误后便可按部就班地进行正式顶升,同时认真做好对相关数据的收集与记录。各个职能小组需实时观察顶升情况与结构的变形情况,并对数据偏差做好及时的调整。在顶升过程当中须严格进行无关人员擅自入场。在顶升到位后在原有桥台垫石上安装预制好的支座垫石,新垫石和原垫石间用水泥粘合剂连接后将支座安装于新垫石上。支座更换好后便可保持同步地进行落梁,而后进行墩台接高混凝土的施工。在桥台位置的接高混凝土中设置两层Ф12的钢筋网并使其同预制垫块钢筋进行焊接。1号与3号桥墩位置的钢筋可根据原钢筋做出接高,2号桥墩需对原有墩柱进行高140cm、宽15cm的傍宽处理。在混凝土浇筑接受并保证其符合设计强度后,便可按照液压系统管路与附件、千斤顶、由上至下拆除支撑体系的流程进行液压系统、支撑体系的拆除,在拆除后还需对场地做好清理。
三、总结
顶升技术最初被使用在铁路桥梁的架设、落梁以及位移等环节当中,随着科技水平的不断提升,其在屋面顶升当中也开始受到了广泛的应用。作为一项比较前瞻的施工技术,桥梁顶升技术的难度大,应当在桥梁结构分析、顶升设备使用以及施工管理等多个方面的配合下来完成技术施工,从而使工程施工当中的跨线桥净空不足等问题得到有效的解决,实现更好的经济、环境以及社会效益。
作者:宗小强 单位:江苏路翔交通工程有限公司