PLC液压同步顶升调整桥梁坡度施工的技术应用

2021-02-18罗李盛

智能城市 2021年23期

关键词：形梁隔板限位

罗李盛

（广东冠粤路桥有限公司，广东广州 511450）

1 工程背景

项目路段位于平曲线范围内，需要调整超高横坡度，调整左线部分段落横坡，纵坡保持不变，右线纵横坡度不进行调整，大桥左幅第1～4孔在调整范围内。

2 桥梁概况

桥梁桥跨结构共四联12孔，第一联1～3孔和第四联10～12孔为两联3×40 m先简支后连续40 m T梁；第二联4～6孔和第三联7～9孔为两联3×40 m先简支后固结40 m T梁，墩梁固结位置为4#墩、5#墩、7#墩、8#墩。桥梁左幅第1～4孔需要进行横坡调整，第4孔第4#墩为墩梁固结，采用加铺整体化层进行调整；第1～3孔采用顶升技术进行调整，减少加铺整体化层结构自重。第1～3孔横坡由-2%调整为-0.85%～0.5%渐变边坡，桥跨结构内侧标高保持不变，外侧进行顶升抬高。

3 施工技术

3.1 PLC液压同步顶升控制系统工作原理

PLC液压同步顶升中，由液压千斤顶根据桥梁受到的实际荷载平稳地顶升桥跨结构，最大限度地降低桥梁整体顶升过程中受到的附加内力。液压千斤顶的顶点与位移传感器组成同步顶升控制系统，能够较好地保证桥梁顶升过程中的刚性位移，同步顶升精确度可以达到±2.0 mm。顶升控制系统主要由液压千斤顶、传感器以及计算机控制系统组成。

3.2 桥跨结构整体稳定性控制

桥跨结构在顶升过程中整体发生转动，为了使桥跨结构刚性移动，避免扭转产生裂缝，提高桥跨结构的抗弯刚度，在桥跨结构T形梁直接增生型钢横隔板。原桥跨结构T形梁有5道混凝土横隔板，在原横隔板之间设置型钢横隔板，横隔板的数量由5道增加至9道。型钢横隔板由16a工字钢组成，呈X形，在桥跨结构T形梁腹板位置安装钢板。

型钢横隔板布置如图1所示。

图1 型钢横隔板布置

3.3 顶点的布置和限位设置

（1）液压千斤顶选用。

左幅第1～3孔设计荷载总重为2 990 t，桥跨结构每片T形梁布置2台液压千斤顶，千斤顶总数为30台，选取推力200 t、外径240 mm、高220 mm、工作行程150 mm的千斤顶。液压千斤顶具备自动锁定功能，顶部呈球面弧形，可以顶推坡度为15%的斜坡桥梁。

（2）液压千斤顶的布置。

0#桥台和3#桥墩的台帽或盖梁顶面与T形梁底的空间相对较小，液压千斤顶无法直接布置在T形梁底部。将0#桥台和3#桥墩位置的液压千斤顶布置在靠近支座的混凝土横隔板位置；1#桥墩和2#桥墩位置的液压千斤顶沿顺桥向布置在支座两侧。确保千斤顶底部承载面平整，顶部搁置200 mm×200 mm×20 mm钢板，确保T形梁底受力均匀。

顶点布置如图2所示。

图2 顶点布置

（3）限位装置的设置。

左幅第1～3孔桥跨结构纵坡为-1.046%，桥跨结构纵坡较大，在自重荷载作用下会形成眼顺桥向的水平分力，桥跨结构被液压千斤顶顶起后形成悬浮状态，桥跨结构会沿其轴线向3#桥墩移动。应在3#桥墩梁端位置设置纵向限位装置在一端设置四氟板，为消除横向位移的影响，在台帽和盖梁上挡板位置安装横向限位装置。

纵横向限位装置如图3所示。

图3 纵横向限位装置

3.4 同步顶升施工

（1）顶升量。

根据坡度调整的数值大小以及支座垫石上加设的楔形钢板和预制垫石厚度确定顶升量，0#桥台和3#桥墩位置沿横桥向各T形梁顶升量分别为：132、99、66、33、11 mm，在此基础上增加2 mm，便于支座安装和落梁；1#桥墩和2#桥墩的T形梁顶升量分别为136.0、103.5、71.0、38.5、6.0 mm，增加量为2 mm。

T形梁顶升量如表1所示。

表1 T形梁顶升量单位：mm

（2）试顶升。

在正式顶升前进行试顶升，试顶升后持荷5～10 min，持荷期间记录各液压千斤顶的实际顶推力和顶升量，液压千斤顶的顶推力超出其允许值范围及时更换[1]。

（3）正式顶升。

采用PLC液压系统同步顶升桥跨结构，桥跨结构整体刚性竖向位移，再进行整体刚性转动，T形梁的强制位移差不超过2 mm，避免桥跨结构发生扭转产生裂缝。桥跨结构顶升分级进行，根据顶升量共分18级，第1级为试顶升，其余各级结束后持荷5 min进行各项数据的校核。正式顶升结束后，利用液压千斤顶自锁，在盖梁或台帽上增设临时钢顶板支撑，确保桥跨结构的安全性，及时进行加设楔形钢板和预制垫石以及落梁工作。

（4）顶升速度控制。

液压千斤顶顶升速度可采用两种方案控制。

方案一：桥跨结构顶升过程中整体刚性移动，所有液压千斤顶同时加载顶升，可以通过PLC液压同步顶升系统进行控制，液压千斤顶的顶升速度按照线性比例进行设置，顶升过程中最大顶升速度不得超过1 mm/min。

顶升量与顶升速度如表2～表5所示。