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既有桥梁整体同步顶升技术
1 主要技术内容
桥梁顶升技术是技术状况较好的低等级公路桥梁进行技术改造的一种首选
方案,可以通过顶升旋转调整超高以及适应新拟合线形的要求,提高其通行能力。 桥
梁顶升法是指在需要顶升的桥梁各墩柱上部设置顶升千斤顶,或者在个、需顶 升
桥梁各墩柱周围设置临时支撑体系,然后在临时支墩顶设置适量的千斤顶,并 通过
千斤顶进行同步施力使桥梁上部结构平稳、缓慢、同步向竖直方向升高的施 工技术方
法。春申湖二标项目共顶升三联箱梁,总长为 181m , 2× 32.5m 一联箱 梁顶升总重约
3300t , 最大顶升高度达 5.07m 。
为保证顶升中桥梁结构的安全及顶升千斤顶的顶升同步性,国内多采用 PLC
控制液压同步顶升系统 ,同时应根据施工场地条件进行顶升支撑系统、纵横向限
位装置设计,并进行顶升过程中的桥梁结构内力分析;调坡顶升分两个阶段完成, 第
一阶段:以终点墩为旋转点,采用 PLC 控制液压同步顶升系统对梁体进行角速 度一
致的调坡顶升,当桥台 ( 该墩设计顶升高度为 5.070 米 )顶升高度达到 5.049
米时,停止调坡顶升。第二阶段:对全桥进行同步顶升 0.021 米,使全桥达到设
计顶升高度。
2 技术指标
(1) PLC 液压系统
PLC 多点同步液压顶升系统,包括电气控制系统和变频调速液压驱动系统,
电器控制系统、变频调速液压驱动系统和操纵台通过工业控制总线连接,变频调 速
液压驱动系统由若干包含数个变频调速液压驱动单元的变频调速液压驱动机 组组
成,变频调速液压驱动单元包括液压泵、电机、换向阀和油缸,液压泵分别 与电机
和换向阀连接, 油缸连接至换向阀, 变频调速液压驱动单元还包括变频 器、 位移
传感器和压力传感器, 变频器连接至电机, 位移传感器和压力传感器分别与油
缸连接。
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图 1 PLC 液压同步顶升控制系统原理
(2) 顶升支撑系统
顶升钢支撑托架体系的主要作用是承担上部结构桥梁的重量,要保证支撑体
系有足够承载力、刚度及稳定性,保证梁体在顶升过程中托架体系本身状态不变, 同
时保证梁体在顶升过程中的受力状态不变。托架体系由钢支撑、专用垫块、联系
杆件等组成。每个墩柱顶升支撑的主体采用直径 Φ 609mm × 壁厚 16mm 钢管 作为
支撑。初始节根据现有桥梁净空高度采用较长钢支撑,顶升段采用 1m 段作 为顶升
节,高度方向不超过 2.5m 设一道水平支撑,上下水平支撑之间设 V 字撑。
图 2 顶升支撑系统
(3) 纵横向限位装置
由于桥梁调坡顶升,梁体的水平投影会变长,同时梁体温度变化也引起梁长的
变化,顶升支撑和千斤顶安装误差,也会在顶升过程中产生水平力,为保证梁 体的
正常姿态和位置,保证顶升系统的安全及梁体的结构安全,需要设置纵横向 限位
装置,纵横向限位主要设置在伸缩缝位置。
在调坡顶升过程中梁体会随着不动轴进行旋转,因此梁体旋转轴处的伸缩缝
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会随着坡度的变化而减小。为控制伸缩缝变化速度,在纵向限位处的锚固块内增
设千斤顶,在梁体顶升过程中千斤顶会随着顶升高度的变化而减压,从而控制梁 体
伸缩缝宽度的变化速度。
图 3 纵向限位装置
在桥台背墙位置通过植筋的方式浇筑两根钢筋砼限位柱,在箱梁端部通过植
筋的方式设置钢筋砼限位块,在横向限位处增加液压千斤顶,并安装压力表。可
在顶升过程中准确的反应桥梁横向偏移压力值,根据压力值可计算出横向力。在
梁体向一侧偏移时,可将液压千斤顶进行加压,防止梁体横向移动。
图 4 横向限位装置
(4) 顶升系统
1) 分配梁
分配梁固定在箱梁底部,位于箱梁与千斤顶之间,分配梁直接承担上部结构
重量,并将力传递给千斤顶,需要考虑偏心受压、局部失稳等。
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图 5 分配梁结构
2) 顶升千斤顶
千斤顶选用带
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