同步液压爬模施工技术研究

  • 来源:珠江水运
  • 关键字:液压爬模,模板系统,同步
  • 发布时间:2019-11-05 20:02

  摘 要:液压爬模系统作为一种施工设备,在公路桥梁建设中运用已非常频繁和成熟,其工艺已得到广泛的应用。文章以重庆江津笋溪河大桥主塔液压爬模施工为例,通过液压爬升装置与爬升系统的研究和改进,将以往单独进行爬升的墩柱各个面的爬架系统,变为全部爬升系统协调整体爬升,从而提升了施工效率,降低了施工成本,也进一步提升了施工安全新能。

  关键词:液压爬模 模板系统 同步

  1.工程背景

  在桥梁建设中,高墩桥梁是普遍存在的。现今的高墩施工模板大多采用爬模工艺,随着工程建设和社会的发展,一方面,以人为本的理念逐步深入,施工的安全越来越受到重视,特别是超高墩柱的修建,对具有安全可靠的模板体系和施工设备要求更高;另一方面,随着社会的发展,效率成为社会发展的必然需求,工程建设也从劳动密集型向机械化方向转变,且劳务陈本越来越高,以更少的人做更多的事成为发展的方向。本文研究内容旨在开发出一种安全可靠、高效快速、无需大量操作人员的模板系统。

  同步液压爬模系统是基于液压爬模原有的基础上进行改进,实现如下目标:(1)利用一台操控系统进行整套模板系统的提升,操作便捷;(2)通过控制系统自动调节,模板爬升过程中,每个独立的模板单元同步提升;(3)操作人员大量降低;(4)安全性能得到进一步提升。

  2.总体方案研究

  爬模主要由模板、爬架和爬升装置三个部分组成,是一种桥梁高墩施工的有效工具,在桥梁施工中较为常见。

  采用同步液压爬升技术,需要解决如下关键问题:

  (1)实现不同墩柱面的模板同步爬升。常用的液压爬模只能实现单个面的模板系统提升,研究内容拟实现不同面的模板系统同时爬升。

  (2)爬升液压顶升系统自动调节。对于实现同步提升的关键在于爬升系统的相对同步性,需要解决液压顶升系统的同步,需实现多台液压顶升装置的自动调节功能。

  (3)减少操作人员,提升施工效率。利用同一台操控设备,同时连接多个爬升装置,实现控制集成一体化,只需要1人便完成整个爬模系统的爬升指令操作,并辅以2~3人进行其他必要辅助工作,便能快速高效完成爬升作业;同时不同作业面的模板系统同步提升,极大减少爬升时间,提高工作效率。

  (4)降低安全风险。利用同步调节系统、位移传感装置等有效监测手段,模板系统爬升过程中,安全可控性进一步得以提升。

  3.同步液压爬模施工技术

  3.1工艺原理

  液压自动爬模的顶升运动通过液压油缸对导轨和爬架交替顶升来实现,每个液压油缸对应一榀爬架机位。同步液压爬模系统,是指在原有的普通爬模系统上进行改进与升级,将不同墩柱侧面的爬模系统,由原来的独立系统,变为整体联动系统,利用管路系统将不同机位的顶升油缸链接成整体,通过操作控制系统和电控系统,实现同时顶升或油缸回缩,并通过顶升油缸上的位移传感装置的实时监测数据,反馈给操控系统并通过超声波传感器、溢流阀、换向阀及控制系统实现自动适时调节,实现各个机位的同步顶升。

  3.2模板爬升系统

  3.2.1液压泵和油缸

  采用PCTS液压爬模自动控制系统。液压控制系统由一台泵站同时控制YD16T-420型千斤顶10(或更多)台千斤顶,每台千斤顶由两根高压胶管连接,每台千斤顶各由一个电磁换向进行控制,换向阀的开启及换向通过电控柜上的选择按钮来实现,泵站启动后,液压油从电磁溢流阀直接流回油箱,当需某台或某几台千斤顶工作时,可选择对应的千斤顶开关。通过选择自动或手动按钮,实现选择千斤顶自动或手动伸缩活塞的过程。

  在爬模过程中,千斤顶主要通过超声波传感器、溢流阀、换向阀及控制系统可以实现千斤顶同步,其同步误差可以控制在10mm以内,同时根据施工要求,可以选择整体提升、局部提升或单榀微调。爬升速度250~280mm/min。

  (1)液压动力站。动力站由泵组、油箱系统、阀组、超声波传感器、压力传感器、触摸屏和PLC电器操作控制几个模块部分组成。控制阀采用管路集成块集成为一个阀组或阀站,能够提高系统的可靠性,此外也方便操作及后续维护。

  (2)管路設置。各液压油缸之间的管路均采用高压管、快换接头进行连接,各液压缸与主油路、主油路与动力站之间均采用开闭式的快换接头,其作用能够使拆卸隔离、安装组合的工作更为简便,各液压缸油路上安装液压锁,以便于控制压力油的通断。

  (3)液压油缸。每一榀爬架的每个机位均设置一个液压缸,液压油缸上设置位移传感器,位移传感器与控制系统无线链接,爬架顶升过程中,传感器数据实时传输至控制系统,通过超声波传感器、溢流阀、换向阀及控制系统实现油缸顶升位移同步。

  (4)操控系统。各电控操作系统均集中于控制柜上的触摸屏控制面板上,根据需要工作的千斤顶进行选择操控,可单动也可联动,还可设定爬升高度参数,当爬升到设定高度时自动停止动作。

  (5)电控系统。采用常规工地施工动力电源。可通过控制柜上的操作按钮实现液压泵的运作、以及实现液压油缸的伸缩从而带动爬架运作。控制面板上设有液压泵运转信号灯,可指示液压泵运转情况,设有千斤顶位移显示器,可显示各千斤顶的运行情况;控制箱设有应急按钮,当系统出现故障时可通过此按钮切断控制电源从而停止系统运行。

  仪表自控系统:设有相序闭锁电路。爬模工作电源为工地施工电源,为防止相序错接液压泵反转设有相序闭锁电路,当出现错接现象时,控制电源则无法接通,液压系统不能工作。

  其它保护电路:液压泵电机设有过载及短路保护。所有控制电路、继电器、液压电磁阀均设置断电闭锁电路,当发生故障时系统及液压油缸均处于闭锁状态,防止意外发生。

  3.2.2上、下爬箱

  爬架与导轨之间设置爬箱,改变爬箱的棘爪方向,实现提升爬架或导轨的功能转换。

  3.2.3爬模操作平台

  液压爬模爬架上设主平台、悬吊平台、操作平台,操作平台根据模板高度进行设定,一般1.8m~2m左右一层。爬架骨架、平台支承型钢根据各自需求进行设计,平台可采用花纹钢板铺设。

  4.应用实例

  以笋溪河大桥为主跨660m钢桁加劲梁悬索桥为工程实例。其索塔由塔柱、横梁组成的门式框架结构。塔柱为普通钢筋砼结构,塔柱高度为190.65m,塔柱截面横桥向尺寸为5.6m,顺桥向尺寸由塔柱底的9.5m按照1/155的坡率线性变化到塔顶的7.0m,塔柱共设3道横梁。主塔塔柱采用同步液压爬模施工工艺,单次爬升高度6m(如图1所示)。

  主塔塔柱历时9个月完成,爬架系统爬升速度平均为25cm/min,含爬升行走、爬箱操作、轨道提升等,单次爬模爬升时间均能控制在1~1.5h之内,是常规的液压爬模爬升施工效率的3~4倍。

  5.结束语

  以笋溪河大桥为工程背景,对同步液压爬模系统技术进行了研究与应用,节省了工期,质量、安全可控,实现了预期目标:(1)利用一台操控系统进行整套模板系统的提升;(2)通过控制系统自动调节,模板爬升过程中,每个独立的模板单元同步提升;(3)操作人员大量降低,成本得以降低;(4)安全性能得到进一步提升。

  参考文献:

  [1]黑继东,李霞.液压爬模在桥梁高墩施工中的应用[J].公路交通科技(应用技术版),2018(10): 268-269+272.

  [2]刘云强.墩身液压自爬模施工工艺[J].交通世界,2018(21):114-115+137.

  刘小飞

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