液壓頂升系統(tǒng)工作原理與橋梁頂推施工技術(shù)

　　一、移動(dòng)式液壓頂升系統(tǒng)的工作原理

　　液壓泵站的電動(dòng)機(jī)通過(guò)液壓油泵為整個(gè)液壓頂升系統(tǒng)提供動(dòng)力。當(dāng)手柄位于升降位置時(shí)，液壓控制閥控制液壓頂升單元的雙作用油缸的伸縮，從而帶動(dòng)起重梁及重物一同升降；當(dāng)手柄位于行走位置時(shí)，液壓控制閥控制位于液壓頂升單元底座內(nèi)的液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)向，液壓馬達(dá)通過(guò)鏈條驅(qū)動(dòng)底座上的車輪，從而實(shí)現(xiàn)液壓頂升系統(tǒng)在導(dǎo)軌上來(lái)回行走。

　　液壓頂升系統(tǒng)是液壓知識(shí)與起重知識(shí)相結(jié)合的產(chǎn)物，從而使、方便的移動(dòng)、定位和操控重型負(fù)載及龐大物體成為可能。以L1100液壓頂升系統(tǒng)為例，整個(gè)系統(tǒng)由4個(gè)頂升單元、2個(gè)液壓泵站、導(dǎo)軌、橫梁、吊鉤和無(wú)線控制器組成，其較大提升高度為12米，較大起重能力為1100噸。

　　起重能力：

　　一：每個(gè)單元起重能力為267噸，整個(gè)系統(tǒng)（4個(gè)頂升單元）起重能力為：267*4=1068噸（在7.3米高）

　　二級(jí)：每個(gè)單元起重能力為172噸，整個(gè)系統(tǒng)（4個(gè)頂升單元）起重能力為：172*4=688噸（在10米高）

　　第：每個(gè)單元起重能力為96噸，整個(gè)系統(tǒng)（4個(gè)頂升單元）起重能力為：96*4=384噸（在12米高）

　　操作速度：

　　起重速度：上升/下降0～10米/小時(shí)，連續(xù)可調(diào)

　　行走速度：水平行走0～30米/小時(shí)，連續(xù)可調(diào)

　　一般1臺(tái)液壓泵站控制2個(gè)液壓頂升單元（也有部分產(chǎn)品1臺(tái)液壓泵站控制4個(gè)液壓頂升單元），2臺(tái)液壓泵站從油路上是各自單獨(dú)的，控制上可同時(shí)并有相對(duì)關(guān)系的控制，使其兩側(cè)的4支液壓頂升單元同步升降。液壓系統(tǒng)中對(duì)兩側(cè)液壓頂升單元的液壓缸分別由2個(gè)比例換向閥單獨(dú)進(jìn)行控制，可分別或同時(shí)控制兩側(cè)液壓缸伸縮，使每側(cè)2支液壓缸靠剛性同步控制，兩側(cè)液壓缸由液壓比例流量控制兩側(cè)支腿伸縮同步。為了頂升，在液壓缸無(wú)桿腔出油口設(shè)置液控單向閥，使液壓缸在頂升重物時(shí)保壓。在每側(cè)無(wú)桿腔總油路中設(shè)置平衡閥，使無(wú)桿腔回油時(shí)保持有背壓的作用。液壓系統(tǒng)采用比例流量閥控制，是在2支液壓缸中有1支配有位移傳感器，檢測(cè)兩側(cè)支腿的位移信號(hào)，通過(guò)流量—位移—電反饋的控制方式，經(jīng)比例流量閥開(kāi)啟信號(hào)，形成1個(gè)閉環(huán)控制功能，使兩側(cè)液壓缸活塞桿進(jìn)出給定的位移量，兩側(cè)支腿伸縮同步，控制準(zhǔn)確敏捷。

　　二、橋梁頂推施工技術(shù)

　　頂推法施工是在沿橋縱軸方向，采用無(wú)支架的方法推移就位。因此在水深、橋高以及高架道路等情況下，可避免大量施工腳手架、可不中斷現(xiàn)有交通、在較小的施工場(chǎng)地下，施工；同時(shí)，可以使用簡(jiǎn)單的設(shè)備建造長(zhǎng)大橋梁。

　　預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋采用頂推法施工在世界各國(guó)頗為盛行。它在臺(tái)后開(kāi)辟預(yù)制場(chǎng)地，分節(jié)段預(yù)制梁身并用縱向預(yù)應(yīng)力筋將各節(jié)段連成整體，然后通過(guò)水平液壓千斤頂施力，借助不銹鋼板與聚聚四氟乙烯模壓板組成的滑動(dòng)裝置，將梁逐段向?qū)Π锻七M(jìn)，待全部頂推就位后，落梁并且換正式支座，完成橋梁施工。

　　頂推法施工的主要關(guān)鍵是頂推工作，核心的問(wèn)題在于應(yīng)用有限的頂力將梁頂推就位。根據(jù)聚四氟乙烯的材性，摩擦系數(shù)與垂直壓強(qiáng)成反比，與滑動(dòng)速度成正比。施工中所用的滑移設(shè)備與在轉(zhuǎn)體施工采用聚四氟乙烯轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備類同。頂推的施工方法多種多樣，主要依照頂推的施工方法分類，同時(shí)也可由支承系統(tǒng)和頂推的方向來(lái)區(qū)分頂推的施工方法。

　　頂推的裝置集中在主梁預(yù)制場(chǎng)附近的橋臺(tái)或橋墩上，前方墩各支點(diǎn)上設(shè)置滑動(dòng)支撐。液壓提升裝置又可分為兩種：一種是由水平千斤頂通過(guò)沿箱梁兩側(cè)的牽動(dòng)鋼桿給預(yù)制梁一個(gè)頂推力；另一種是由水平千斤項(xiàng)與豎直千斤頂聯(lián)合使用，頂推預(yù)制梁前進(jìn)。它的施工程序?yàn)轫斄?、推移、落下豎直千斤項(xiàng)和收回水平千斤頂?shù)幕钊麠U。

　　滑道支承在墩上的混凝土臨時(shí)墊塊上，它由光滑的不銹鋼板與組合的聚四氟乙烯滑塊組成滑道，其中的滑塊由氟板與具有加勁鋼板的橡膠塊構(gòu)成，外形尺寸有420*420mm、200*400mm、500*200mm等數(shù)種，厚度也有40、31、21mm等幾種。頂推時(shí)，組合的聚四氟乙烯塊在不銹鋼板上滑動(dòng)，并在前方滑出，通過(guò)在滑道后方不斷喂入滑塊，帶動(dòng)梁身前進(jìn)。頂推時(shí)，升起豎直頂活塞，使臨時(shí)支承卸載，開(kāi)動(dòng)水平千斤項(xiàng)去項(xiàng)推豎直頂，由于豎直頂下面設(shè)有滑道，頂?shù)纳隙搜b有一塊像膠板，即豎直千斤項(xiàng)在前進(jìn)過(guò)程中帶動(dòng)梁體向前移動(dòng)。當(dāng)水平千斤頂達(dá)到較大行程時(shí)，降下豎立頂活塞，使梁體落在臨時(shí)支承上，收回水平頂活塞，帶動(dòng)豎直頂后移，回到原來(lái)位置，如此反復(fù)不斷地將梁頂推到設(shè)計(jì)位置。

　　對(duì)于多點(diǎn)頂推則在每個(gè)墩臺(tái)上設(shè)置一對(duì)小噸位(400~800kN)的水平千斤頂，各集中的頂推力分散到各墩上。由于利用水平千斤頂傳給墩臺(tái)的反力來(lái)平衡梁體滑移時(shí)在橋墩上產(chǎn)生的摩阻力，從而使橋墩在頂推過(guò)程中承受較小的水平力，因此可以在柔性墩上采用多點(diǎn)頂推施工。同時(shí)，多點(diǎn)頂推所需的噸位小，容易獲得，所以我國(guó)在近年來(lái)用頂推法施工的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，較多地采用了多點(diǎn)頂推法。在液壓頂升設(shè)備方面，國(guó)內(nèi)一般較多采用拉桿式頂推方案，每個(gè)墩位上設(shè)置一對(duì)液壓穿心式水平千斤頂，每側(cè)的拉桿使用一根或兩根直徑為25mm高強(qiáng)螺紋鋼筋，它的前端通過(guò)錐形楔塊固定在水平頂活塞桿的頭部，另一端使用的拉錨器、錨錠板等連接器與鋼筋連接，水平千斤頂固定在墩身的臺(tái)座上，同時(shí)在梁位下設(shè)置沿板和沿塊，當(dāng)水平千斤頂施頂時(shí)，帶動(dòng)箱梁在滑道上向前滑動(dòng)。

　　多點(diǎn)頂推施工的關(guān)鍵在于同步，因?yàn)轫斖扑搅κ欠稚⒃诟鳂蚨丈?，一般均需通過(guò)中心控制室控制各千斤項(xiàng)的出力等級(jí)，同時(shí)啟動(dòng)，同步前進(jìn)，同時(shí)停止和同時(shí)換向。為了在意外情況下能及時(shí)改變?nèi)珮虻倪\(yùn)動(dòng)狀態(tài)，各機(jī)組和觀測(cè)點(diǎn)上，需裝置急停按鈕。對(duì)于在柔性墩上的多點(diǎn)頂推，為盡量減小對(duì)橋墩的水平推力，千斤項(xiàng)的出力按照摩擦力的變化幅度分為幾個(gè)等級(jí)通過(guò)計(jì)算確定，施工時(shí)在控制室隨時(shí)調(diào)整頂力的級(jí)數(shù)，控制千斤項(xiàng)的出力大小。由于千斤頂傳力時(shí)間差的影響，將不可避免地引起橋墩沿橋縱向擺動(dòng)，同時(shí)箱梁的懸出部分可能上下振動(dòng)，這些因素對(duì)施工其不利，要盡量減少其影響。

　　對(duì)于多點(diǎn)頂推與集中單點(diǎn)頂推比較，可以免去大規(guī)模的頂推設(shè)備，能控制箱梁的偏離，頂推時(shí)對(duì)橋墩的水平推力可以減到很小，便于結(jié)構(gòu)采用實(shí)心墩。在彎橋采用多點(diǎn)頂推時(shí)，由各墩均勻施加頂力，同樣能順利施工。采用拉桿式頂推系統(tǒng)，免去在每一循環(huán)頂推過(guò)程中用豎向千斤頂將梁頂起使水平千斤頂復(fù)位，簡(jiǎn)化了工藝流程，加快頂推速度。但多點(diǎn)頂推需要較多的設(shè)備，操作要求也比較高。