液压顶升机械施工技术原理和连续梁桥顶升施工关键技术

(一)、液压同步顶推顶升施工技术原理

液压同步顶推顶升施工技术系统主要由各类传感器、线路以及电机等元件构成。该系统的原理为，电磁转向阀直接控制液压缸，对推出与缩回的实际方向进行准确操控。在实际压力超过32MPa时，电磁阀自动向控制转变，液压缸具备承受来源于转向阀侧压力的能力。液压顶升系统中，液压缸主要由左侧部分和右侧部分构成，这两个部分均可受一个电磁转向阀的控制。液压缸中产生的顶力和推力由其内部配置的传感器进行控制与检测，借助传感器的高灵敏度，实现位移与顶推力的同步控制和实施。

(二)、连续梁桥顶升施工中的关键技术研究

在桥梁顶升施工中，钢牛腿、钢抱箍、限位装置、钢支撑都是重要的受力结构，遵循先试验再应用的原则。为了好地调坡，适应旧桥纵断面线形平顺，减小结构在顶升过程中产生的次应力，需要在10#墩、43#墩处解联，即在墩顶连续处先顶升梁体，取出支座，再通过切割砼和凿除砼结合的方式将墩顶连续段断开。

1、顶升施工技术原理

(1)液压提升装置。通过PLC控制液压同步顶升系统实现顶升。PLC控制液压同步系统由液压系统(千斤顶、油管、油泵、油缸等)、传感器等信号传输系统、计算机控制系统三部分组成。液压系统由计算机控制，可以全自动完成同步移位，实现力和位移控制、操作闭锁、过程呈现、故障警报等多种功能。每一个千斤顶都带有可以自动和手动锁死的阀，每一个油泵既可以单独操作，也可以由电脑主控系统统一操作，既，又灵活。

(2)顶升原理。垫石加高顶升时，在每个钢牛腿上安置1个千斤顶，临时钢支撑系统设置在盖梁顶面，通过在主控计算机里输入每个墩的顶升高度，控制系统就会自动划分顶升阶段，实现同步顶升和比例顶升，从而实现梁体的抬升。截柱顶升时，在每个钢抱箍的顺桥向安装两个千斤顶，横向安装临时钢支撑，即每个墩共安装4个千斤顶和8个临时支撑点，安装好千斤顶等顶升系统后，顶升过程由计算机系统自动控制。在21#墩和40#墩，千斤顶安装在临时钢管支架上，待顶升完成，并完成边墩立柱盖梁的接高或重建后，再拆除千斤顶和临时钢管支架及液压顶升设备辅助设施。

2、钢牛腿的设计与试验

在垫石加高顶升方式中，钢牛腿是重要的受力结构。钢牛腿的制作方法：在盖梁侧面植筋，固定预埋钢板，将双拼32#I字钢焊接在预埋钢板上，并在双拼32#I字钢顶面焊接一块20mm的钢板，将两片I字钢连成一个整体。在正式安装之前对钢牛腿的安装工艺和受力性能进行仿真分析计算，并在现场进行力学试验。而且，在施工现场，每一个钢牛腿安装完成后，进行力学试验。

3、钢抱箍设计与试验

在截柱顶升方式中，先将立柱的下半部分加粗，然后安装钢抱箍。上抱箍和下抱箍配对。每一个钢抱箍的两瓣通过高强螺栓连接成一个整体。通过结构受力计算分析知，原北江大桥引桥顶升施工过程中，每一个钢抱箍承受的压力约2000kN，因此对钢抱箍进行优化设计、受力工况计算分析、现场力学试验。通过计算分析和现场力学试验，优化设计，保证钢抱箍结构简单、受力明确，可靠，施工方便。在每一个钢抱箍安装完成后，进行加载试验，以检验钢抱箍是否受力。

4、限位措施

(1)纵向限位措施。引桥顶升过程中，由于梁体存在纵坡，并且纵坡在发生变化，上部梁体会发生纵桥向位移，为了限制这一位移，需在伸缩缝处和解联处设置纵向限位装置。纵向限位装置可通过在桥面伸缩缝处和解联处植筋，固定预埋钢板，焊接32#双拼I字钢和限位轴承来实现。

(2)横向限位措施。横向限位措施表现为三种形式：①利用原旧桥中间的两条防撞护栏，安装限位架。限位架巧妙地利用了自身结构，既撑又拉，其上通过焊接固定的轴承还可以沿竖向轨道滚动，以适应梁体升高的需要。对限位架进行计算分析，保证其能抵抗顶升过程中横坡、不平衡顶升高度、台风侵袭等不利因素的影响。②在边墩处，由于梁端在横向缺乏约束，极易发生横向偏位，因此需要在盖梁上植筋，制作强制限位墩，钢筋混凝土结构，从而起到横向限位的作用。③在截柱顶升时，由于立柱被截断，顶升施工其危险。因此在每一个钢抱箍的面板上预留4个直径为112mm的限位孔，将4条直径为102mm，壁厚10mm的无缝钢管分别插入每对钢抱箍的4对限位孔，从而在顶升时起到纵向和横向的限位作用。

5、临时钢支撑设计

在垫石加高顶升和截柱顶升方式中，临时钢支撑是不可少的。顶升过程中，每次顶升高度为5mm，每顶升5mm，需要用临时钢支撑跟进。千斤顶每次换行程前，亦要将临时钢支撑固紧，使临时钢支撑顶住被顶升的梁体。临时钢支撑有2种形式：(1)1mm~20mm厚钢板。(2)由20mm厚的钢板作顶板和底板，由外径为245mm，壁厚为16mm的无缝钢管焊接组合而成的半封闭形式的钢支撑。临时钢支撑的结构尺寸根据钢牛腿和钢抱箍的结构尺寸确定。对临时钢支撑需要进行局部承压、抗剪、稳定性验算。

6、解联设计

对于顶升过程中因弦差较大引起顶升后线形不够平顺的墩位，会产生较大的次应力。为了防止这些部位的梁体因次应力而产生裂缝，宜先行解联。解联的方法为：(1)测量定位，标示出墩顶梁体需凿除的宽度。(2)在盖梁侧面安装钢牛腿和千斤顶。(3)将梁微微顶起3mm~5mm，取出支座，并在盖梁上垫好临时钢支撑，落梁。(4)沿测量放样线，将梁体切割开来，并将切割出来的砼块凿除掉。此时，梁体即分为两联。顶升施工完成后，应按照设计要求恢复解联处的墩顶连续段。