某高速跨橋工程總體液壓頂升方案為:采用抱柱梁(與橋梁的柱成為一體)作為橋梁液壓頂升的反力系統,采用鋼結構液壓頂升托架對橋梁上部整體進(jìn)行托換(使鋼結構與上部結構成為一體),利用液壓千斤頂(由PLC液壓同步控制)對橋梁進(jìn)行整體液壓頂升,液壓頂升過(guò)程中利用鋼支撐作為臨時(shí)支撐,待橋梁液壓頂升到位后,對原有柱接高。
1、液壓頂升反力系統
(1)橋墩部分采用抱柱梁系作液壓頂升千斤頂反力系統。抱柱梁就是依附在柱四周的梁系,液壓頂升時(shí),液壓頂升千斤頂把力傳遞給抱柱梁,抱柱梁再把力傳遞給柱,柱傳遞給基礎,抱柱梁與柱之間通過(guò)新舊混凝土的摩擦傳遞剪力。
采用抱柱梁的優(yōu)點(diǎn):①抱柱梁的位置靈活,可以直接設在液壓頂升千斤頂的底部,對于支撐體系的穩定要求較??;②可以減少支撐體系的投入以及不用拆除基礎上面的水溝、護坡等高速公路附屬物。
(2)橋臺部分采用人工挖孔樁的方式把混凝土樁放置在護坡內的承臺上,在樁頂上做混凝土帽梁。其優(yōu)點(diǎn)是不用對現有的護坡進(jìn)行開(kāi)挖,總體工程量較少,且對現有路基和護坡破壞較小。
2、液壓頂升千斤頂選用及安裝
千斤頂選用:采用200t千斤頂,頂身長(cháng)度395mm,底座直徑475mm,頂帽直徑258mm,行程140mm。實(shí)際應用時(shí)千斤頂頂帽套直徑為600mm的鋼頂帽,頂帽與千斤頂合計高500mm。千斤頂均配有液壓鎖,可防止任何形式的系統及管路失壓,從而負載的支撐。該千斤頂在多項橋梁和房屋液壓頂升中 使用。
千斤頂安裝:為便于液壓頂升操作,所有千斤頂均按向下方向安裝,即千斤頂底座固定在連續梁下方的分配梁上。千斤頂安裝時(shí)應千斤頂的軸線(xiàn)垂直,以免因千斤頂安裝傾斜在液壓頂升過(guò)程中產(chǎn)生水平分力。在每個(gè)加力點(diǎn)位置,千斤頂或墊塊與連續梁及承臺的接觸面面積經(jīng)過(guò)計算確定,以不超出原結構物混凝土強度范圍,結構不受損壞為原則。
3、橋梁液壓頂升部位及液壓頂升托架
該分離立交橋上部結構為連續梁,跨間梁為預制空心板梁,而各跨間的空心板梁通過(guò)暗帽梁現澆連接。所以在液壓頂升橋梁上部結構時(shí),液壓頂升的應力接觸部位應在暗帽梁位置或空心板梁的肋部位。由于選用的液壓頂升千斤頂直徑較大,在液壓頂升時(shí)應采用鋼結構托架進(jìn)行力的轉換,以在液壓頂升時(shí)千斤頂對上部連續梁結構不造成破壞。采用由鋼板焊接而成的縱、橫向分配梁組成液壓頂升托架體系,托架體系的上部通過(guò)植筋的方法與上部結構連接,托架體系的上、下分配梁之間通過(guò)螺栓連接,具有較好的整體性與穩定性。
4、液壓頂升千斤頂布置
通過(guò)荷載計算,液壓頂升時(shí)上部結構總重為11000kN,每個(gè)柱的液壓頂升重量約為920kN,考慮到 儲備及液壓頂升千斤頂的對稱(chēng)布置,每個(gè)柱兩邊對稱(chēng)布置2臺千斤頂,每排柱對稱(chēng)布置4臺200t千斤頂??紤]受力點(diǎn)位置及液壓頂升分配梁情況,每個(gè)橋臺布置4臺200t千斤頂。整座橋共布置28臺千斤頂,可以提供56000kN的頂力。
5、液壓頂升控制系統
在采用傳統的液壓頂升工藝時(shí),往往由于荷載的差異和設備的局限,無(wú)法根本油缸不同步對液壓頂升構件造成的附加應力從而引起構件失效,具有的 隱患。本工程采用PLC液壓同步液壓頂升技術(shù),從根本上解決了這一長(cháng)期困擾移位工程界的技術(shù)難題,填補了我國在該的一項空白,且已達到 水平。
PLC控制液壓同步液壓頂升是一種力和位移綜合控制的液壓頂升方法,這種力和位移綜合控制方法,建立在力和位移雙閉環(huán)的控制基礎上。由液壓千斤頂 地按照橋梁的實(shí)際荷重,平穩地頂舉橋梁,使液壓頂升過(guò)程中橋梁受到的附加應力下降至 低,同時(shí)液壓千斤頂根據分布位置分組,與相應的位移傳感器(光柵尺)組成位置閉環(huán),以控制橋梁液壓頂升的位移和姿態(tài)。采用該技術(shù)的同步精度為±1.0mm,可以很好地液壓頂升過(guò)程的同步性,液壓頂升時(shí)上部結構的 。
液壓頂升行程監測采用精度為0.01mm的光柵尺;每液壓頂升100mm作為一個(gè)液壓頂升行程。
6、液壓頂升支撐墊塊
液壓頂升支撐體系一般采用混凝土或鋼結構工具式墊塊。本工程采用φ500mmX12mm鋼墊塊作為液壓頂升過(guò)程液壓千斤頂、臨時(shí)支撐等的支撐墊塊。鋼墊塊高度與千斤頂的行程相適應;鋼墊塊的高度分別為100mm、200mm,以滿(mǎn)足不同液壓頂升高度的要求。為避免液壓頂升過(guò)程中支撐失穩,鋼墊塊間通過(guò)法蘭連接。
液壓頂升100mm時(shí)采用1塊100mm的鋼墊塊,當墊塊高度到達200mm時(shí), 換200mm的鋼墊塊,以此類(lèi)推,直至達到液壓頂升高度600mm為止。支撐結構之間連結牢固,千斤頂與臨時(shí)支撐鋼墊塊間采用拉接,千斤頂支撐與反力系統間采用栓接。通過(guò)以上措施支撐結構有良好的整體性,從而防止因連續梁液壓頂升可能發(fā)生的滑移造成支撐體系的失穩破壞。
7、液壓頂升限位
為避免液壓頂升過(guò)程中橋梁產(chǎn)生橫、縱向偏移,設立鋼結構限位裝置。限位支架應有足夠的強度,并應在限位方向有足夠的剛度。
由于液壓頂升時(shí)有較好的同步性(千斤頂同步誤差在2mm),相鄰千斤頂間距為1460mm,若產(chǎn)生2mm的誤差,產(chǎn)生的水平力約為1/750,所以在正常頂升中產(chǎn)生的水平力很小,考慮到實(shí)際產(chǎn)生意外等因素,限位的水平力按1/20的上部結構重量考慮。
橋臺處的限位:橋臺橫向利用原有的耳墻,并在耳墻設置鋼結構,鋼結構的高度需橋梁頂升600mm。利用現有橋臺的臺背與上部結構的臺縫位置安裝限位裝置作為橋臺處的縱向限位。
橋墩處的限位:利用頂升托架的下部分配梁,在下部分配梁靠近柱側內設置鋼擋,并安裝限位裝置以此來(lái)做橫向限位。在頂升托架與橫向限位裝置安裝完畢后,在下部分配梁上安裝縱向限位裝置,縱向限位裝置通過(guò)螺栓與下分配梁連接。限位裝置在頂升過(guò)程中與頂升托架一起在柱上滑動(dòng)。每個(gè)墩柱均設置縱、橫向限位裝置。
實(shí)踐證明:結構限位能夠水平偏移量在允許的范圍內,并能頂升的 ,具有重要的作用。
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