多點頂推法頂推液壓系統(tǒng)

1、關于多點頂推架梁法中的頂推液壓系統(tǒng)介紹 廣深公路中堂大橋，主跨為32.54×4532.5m等截面預應力筋混凝土連續(xù)箱梁（后張法），全長245.9m。箱梁為單室，中心處梁高308.25cm，頂板寬1100cm（橋面寬12m），底板寬480cm，腹板呈傾斜式，接頂板處中距570cm，全梁的梁端及中間均設置橫梁，其余每15m設橫隔板。 主橋墩臺基礎為4根直徑120cm鉆孔灌注樁，嵌入基巖50cm以上，墩身采用直徑180cm鋼筋混凝土雙柱式結(jié)構。 本橋架設時，應用了SSY法，即多點頂推法架梁。該法特點是：頂推（拖拉）梁體時的水平反力分散作用在各個橋墩上，頂推（拖拉）作業(yè)可以進行集中控制。由于

2、頂推時不設臨時墩，故箱梁前端連接30m長的裝配式鋼桁架作為導梁。 預制箱梁在頂推時按推進抬梁落梁推進等程序循環(huán)進行。圖1所示為一個循環(huán)的情況。圖1 頂推程序示意圖1垂直千斤頂；2拖頭；3滑道；4拉桿；5水平千斤頂可以看出，實現(xiàn)此種程序循環(huán)，是由水平千斤頂通過滑移裝置完成推進箱梁動作，垂直千斤頂完成抬梁和落梁動作。即水平千斤頂和垂直千斤頂是交替動作的。一、多點推架梁的液壓系統(tǒng)及其控制水平千斤頂及垂直千斤頂均為液壓傳動，由電氣控制。該橋需頂推的箱梁全長225m，每延米重16.8t，總重約3770t。因此共布置了10臺水平千斤頂、24臺垂直千斤頂（油壓為 圖2 （俯視）320kg/cm2，出力250

3、t）。有5墩設水平千斤頂，每墩2臺；有6墩設垂直千斤頂，每墩4臺。圖2所示為在一個橋墩上布置有兩種千斤頂?shù)那闆r。 水平千斤頂?shù)囊簤合到y(tǒng) 水平千斤頂?shù)囊簤合到y(tǒng)如圖3所示。水平千斤頂為西安筑路機械廠出品，型號為TL1-60。當油壓為320kg/cm2時，出力60t。高壓油泵亦為該廠出品，為軸向柱塞式定量泵，每分鐘流量4公斤。系統(tǒng)中設一個4kg/cm2單向閥，可使液壓系統(tǒng)成一封閉系統(tǒng)，空氣不易竄入系統(tǒng)中。換向電磁代的電磁鐵1DC和2DC為MFJ1-4.5，額定吸力4.5kg，工作電壓220V。 垂直千斤頂?shù)囊簤合到y(tǒng) 垂直千斤頂?shù)囊簤合到y(tǒng)如圖4所示。500t雙作用式千斤頂為廣州重型機器廠出品，現(xiàn)減壓使

4、用。油壓320kg/cm2時，出力為228t。該千斤頂要求回程（下降）時油壓為50kg/cm2，因此在系統(tǒng)中設置了YF-L10H1S溢流閥，使千斤頂回程時系統(tǒng)油壓降為50kg/cm2。其余和上節(jié)相同，茲不贅述。由于抬梁時要求千斤頂升程很小，約1cm左右，因此采用1泵帶4頂?shù)男问健?垂直千斤頂?shù)碾姎饪刂撇糠?垂直千斤頂完成抬梁及落梁動作。在施工工藝中不要求全橋同步，要求分墩進行，故而沒有集中控制的問題。其電氣控制原理見圖5，也是控制高壓油泵及電磁閥換向電磁鐵1DC及2DC的動作。所示的原理圖可完成千斤頂?shù)倪B續(xù)升或降，也可完成點動形式。結(jié)合圖4便可使之一目了然。圖3 圖4 水平千斤頂?shù)碾姎饪刂撇糠?/p>

5、 水平千斤頂完成推梁動作。施工工藝要求全橋同步，即同時出力或同時停止，因此就設置了水平千斤頂?shù)募锌刂疲瑸榇嗽O置了一個集中控制的電氣箱，其原理在圖6、7及8中分別示出。 結(jié)合圖3便可看出，圖6為控制油泵電動機的原理部分。由于我們使用的電源為100kW的發(fā)電機，當多臺油泵啟動時，感應電動機的啟動電流太大，當全橋頂推時總功率為30kW，集中啟動的啟動功率遠遠大于100kW（約為額定值的37倍），故采用分臺啟動形式。這樣可使全部電機同時工作時的啟動方式大大簡化。圖7及8為控制水平千斤頂?shù)倪M和退的電氣控制部分原理圖，它控制的是各油泵液壓系統(tǒng)中的2DC及1DC，圖中的K1及K1'為一個元件，我們

6、用的是轉(zhuǎn)換開關（即IIK型），開關有三位，空檔、接通1DC1或接通2DC2。主要有該三部分原理圖組成的電氣箱，完成了各高壓油泵的啟停以及集中或分別使水平千斤頂?shù)那斑M或復位動作。 圖5 圖6 圖7 圖8 水平千斤頂及垂直千斤頂?shù)氖褂檬侵饾u增加的，每一周期箱梁預制15m，隨著箱梁的不斷增長，千斤頂?shù)氖褂脭?shù)量逐漸增加，在最后的幾個周期預制中，才使用全部的10臺水平千斤頂及24臺垂直千斤頂。 為了各墩同集中控制室的聯(lián)系，我們安裝了對講傳聲系統(tǒng)。實踐證明，上列的液壓傳動系統(tǒng)和控制方式，是使用可靠的。 幾點體會 下面就頂推架梁法液壓傳動的幾個問題談幾點體會，以供參考。 1.液壓系統(tǒng)的分級調(diào)壓問題。分級調(diào)壓

7、的問題是出于對箱梁移時靜摩阻力和動摩阻力的不同的考慮而提出來的。過去總認為液壓系統(tǒng)應設有兩種或三種油壓：當克服靜摩阻力時使用較大的油壓；而當箱梁滑行后使用較小的油壓。其辦法是通過讓液壓系統(tǒng)分別去接通已調(diào)定的不同的溢流閥來改變。這樣一來，液壓系統(tǒng)及其控制都稍變得復雜上些。我們的實踐證明：液壓系統(tǒng)的油壓大小并不取決于其本身，而是取決于千斤頂所受到的外界阻力。即是說，液壓系統(tǒng)在工作時，它的油壓不是由油泵銘牌上的數(shù)量決定的，而是由油液離開泵后流回油箱的流動過程中所遇的總阻力決定的。如果千斤頂沒有阻力（負載），油泵的壓力只決定于管道阻力；如果油泵出來的油液立即進入大氣或油箱，油泵的壓力便為零；如果千斤頂

8、的阻力（負載）R增大，油泵的壓力也增大。以圖3來說，當千斤頂空載時，油泵的壓力即由單向閥決定，系統(tǒng)的油壓為4kg/cm2；千斤頂有負載時，油泵的壓力即系統(tǒng)的油壓將由千斤頂?shù)淖枇λ鶝Q定。而圖3中的YF-L10H4-S溢流閥，如果調(diào)定在320kg/cm2時予以溢流，使之保持在320kg/cm2，并不是溢流閥調(diào)至某值便一定在某個油壓下工作。工作時的油壓是由千斤頂負載決定的。即液壓系統(tǒng)的油壓是會隨外界阻力而自行變換的，所以分級調(diào)壓是不必要的。 2.水平千斤頂?shù)耐絾栴}。頂推工藝要求左右水平千斤頂應以同樣的速度推梁前進，否則梁體滑移時將會偏斜。人們首先考慮的當然是左右水平千斤頂對梁體的施力大小應相等，這

9、是對的。當梁體左右對稱極好，并且阻力左右也相等，當然左右水平千斤頂施力也應相等。其次考慮的是左右前進的速度也應相等。這樣才能使梁體平穩(wěn)并直線地行進。但梁體很難保證每一截面左右一定對稱極好，并且左右的阻力也一定相等。聯(lián)系到上面所說的系統(tǒng)的油壓是由外界阻力決定的，可以想到左右千斤頂必定是在不同的油壓情況下工作的了，那么這時左右千斤頂?shù)乃俣葧絾?？為了便于說明，現(xiàn)在假定先只不一個墩的一對千斤頂在工作，由于我們設置的是一泵帶一頂，這就很好地解決了速度同步的問題了。因為我們使用的油泵是定量的容積式泵，從理論上講，不管油泵輸出的油液遇到多少阻力（即系統(tǒng)的油壓不管是多大），其流量是不變的。因此左右千斤頂是

10、一定能同步的。這個結(jié)論當然也可推斷到二墩四頂、三墩六頂、四墩八頂或五墩十頂?shù)那闆r了。所以我們這樣的一泵帶一頂?shù)姆绞捷^好地實現(xiàn)了左右同步問題。實踐也證明，我們在推梁中，箱梁的中線基本上是不偏移的（嚴格地說應是稍有些左右偏移但始終可以保持在一定的范圍內(nèi)）。施工工藝要求嚴密監(jiān)視中線的偏移，如超過2cm便要糾偏（加側(cè)向?qū)颍?，而我們在頂推過程中，糾偏的次數(shù)是極少的。在三十次頂推（一節(jié)15m箱梁）中只遇上一或二次。這可以認為是很多客觀因素引起的綜合結(jié)果，因為就液壓機械來說，油泵有流量誤差，千斤頂有內(nèi)泄漏的問題（每個千斤頂不同，而且活塞處于不同的位置也可能不同），還有系統(tǒng)內(nèi)其它器件的泄漏等等，這與我們上面

11、的結(jié)論是不矛盾的。 3.垂直千斤頂?shù)耐絾栴}。我們的垂直千斤頂是由一泵帶四頂方式工作，按理應設同步閥，因為同步閥（或稱分流閥）可使數(shù)個千斤頂在承受不同負載（阻力）時仍能獲得預定比例的或相等的流量供給，從而實現(xiàn)同步。但由于考慮到一個同步閥只有兩個出口。為了簡化系統(tǒng)的結(jié)構起見，就沒有裝同步閥。我們考慮到箱梁的左右重量對稱較好，這樣做估計問題不大。實踐證明，估計是正確的，垂直千斤頂基本是同步上升和下降的，在抬梁和落梁中沒有發(fā)生過什么問題。 二、60t傳力付的設計 中堂大橋多點頂推法的水平拖力的總體布置（順橋向）見圖9。圖中示出的為一組水平拖力裝置，全橋共10組，一個墩上設置兩組。圖9 水平拖力部分的

12、總體布置（圖中X處為傳力付設置位置）由圖9可以看到，需要設計傳遞60t拉力的傳力付，以把水平千斤頂?shù)睦νㄟ^拉桿傳至橋梁頂推裝置上的拖頭，再由拖頭作用到（通過橡膠板的摩阻力作用）梁體上,使梁體前進。此時,拖頭下的四氟乙烯板和不銹鋼1Cr18Ni9Ti滑道成滑動摩擦付,使拖頭在滑道上移動。使用之水平千斤頂?shù)拇┬目字睆綖?8mm，接合處是前方的螺紋部分（M110×2）， 圖10整機長約1200mm。按總體要求，拉桿的全長為2660mm，如圖10所示。拉桿材質(zhì)為50CrV，需作調(diào)質(zhì)處理。經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，屈服點 115kg/mm2、 130kg/mm2。我們設計的傳力付采用環(huán)槽偶合付，設計的傳力付分別于圖11。圖11 傳力付（分別為左、中、右三付） 其中，圖11的中傳力付用千斤頂返程把力傳至拖頭使拖頭復位。返程復位力較小（僅克服拖頭自重引起的摩阻），但為使結(jié)構零件簡化，其中的對半夾塊（和拉桿環(huán)槽偶合，俗稱哈夫夾）可互換通用，故設計同右邊的形式。三處所用的錐度對半套筒哈夫夾為同一尺寸，如圖12所示，可以互換使用，其材料原為50CrV,后改為40Cr,熱處理為調(diào)質(zhì)。圖12 哈夫夾相關工藝預應力曲線連續(xù)梁頂推施工與設計.doc用頂推法架設預應力混凝土梁.doc我國首