液压顶升设备控制系统利用PLC网络总线PROFIBUS实现主控制器与分控制器的通信,由工控机处理展示各个顶升和顶推缸的信息参数及记录整个顶推过程。其中,主控制器实现对整个系统的集中控制,主要包括:顶升、顶推装置的控制,压力数据、位移数据的采集以及各种故障警报等辅助功能。
一、控制策略。对纵向支撑力变化大的临时墩,根据支墩的垂直支撑力大小来控制本支墩顶推顶升力的大小;对于恒定支撑力的临时墩,根据系统之前记录的数据控制恒定的顶推力;同时,还要对顶推缸的位移(速度)进行控制,以顶推缸的顶推力和位移作为控制参数,采用闭环控制理论,实现力和位移的协同控制。
二、控制方式。根据多点牵引式的循环性与箱梁拼接的阶段性,系统使用半自动模式实现控制(分别为各循环的自动控制及各个阶段的人工控制)。匹配相应的辅助系统实现一些基本调节功能以及需要的纠错功能,系统应对各种突发状况的能力。
桥梁同步顶推分为单点顶推式、多点顶推式两种工作模式。
一、单点顶推时,平顶推力装置的位置集中于桥台上,其他各桥墩上设置相应的滑动导轨。单点顶推装置结构简单、易于实施;但对于大型结构不适宜使用;
二、多点顶推时,在每个桥墩上均设置滑动导轨和液压提升设备,将集中的顶推力分散到各个桥墩上。多点顶推与集中单点顶推相比较,可以避免配置大型,能控制顶推时梁体的偏移;但多点顶推需要多的设备装置,操作时同步性要求较不错。
液压提升设备施工控制措施:
一、顶升过程中,通过油压表和安放在千斤顶处的百分表来控制顶升荷载和顶升速度,达到整个梁体结构的同步顶升。如果液压顶升装置的行程达不到顶升高度的要求,就需要对梁体结构进行分阶段顶升。一次顶升完成后,用垫块临时支撑梁体,放松千斤顶,增加千斤顶下垫板的厚度后进行下一阶段的顶升过程。
二、为了确定在顶升过程中,梁体结构的内力不发生改变,在梁体控制截面安装应力传感器,对控制截面的应力进行跟随观测,确定应力变化控制在0.1MPa以内。
三、为了防止梁体结构在顶升过程中发生扭转和侧移,需要对梁体控制截面的标高和轴线进行监控观测。同一桥台上的横向相邻千斤顶位移差控制在1mm以内,而纵向变形差控制在1mm以内。
四、开工前经反复计算、核对后,提出平面和高程的控制数据,并制成表格随时核对。以避免因时间、人员变动等因素造成误差乃至错误。施工中,要有多名管理人员在现场巡视监督,避免人为盲目施工。
顶升设备顶推法施工的主要关键是顶推工作,核心的问题在于应用有限的顶力将梁顶推就位。根据聚四氟乙烯的材性,摩擦系数与垂直压强成反比,与滑动速度成正比。施工中所用的滑移设备与在转体施工采用聚四氟乙烯转动设备类同。顶推的施工方法多种多样,主要依照顶推的施工方法分类,同时也可由支承系统和顶推的方向来区分顶推的施工方法。
顶推法施工是在沿桥纵轴方向,采用无支架的方法推移就位。因此在水深、桥高以及高架道路等情况下,可避免大量施工脚手架、可不中断现有交通、在小的施工场地下,施工;同时,可以使用简单的设备建造长大桥梁。
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