2020年頂升及更換支座專項施工方案

頂升及更換支座專項施工方案

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棲霞大橋消險改造工程

引橋梁體整幅頂升及支座更換

專項施工方案

編制人：______________

審核人：______________

批準人：______________

南京潤華市政建設有限公司

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棲霞大橋消險改造工程項目經理部

05月編制

目錄

第一章、編制依據(jù)及說明..................................錯誤!未定義書簽。

第一節(jié)、編制依據(jù).........錯誤!未定義書簽。

第二節(jié)、編制原則..........................1

第二章、工程概況..........................................................2

第一節(jié)、工程概況.........................................................2

第二節(jié)、施工及作業(yè)要求....................2

第三章、施工計劃..........................4

第一節(jié)、工期計劃..........................4

第二節(jié)、施工隊伍安排及勞動力計劃.........4

第三節(jié)、機械計劃..........................4

第五節(jié)、粘貼鋼板.......1錯誤!未定義書簽。

第六節(jié)、碳纖維補強.......................16

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第五節(jié)、粘貼鋼板........1錯誤!未定義書簽。

第八節(jié)、橋面鋪裝.........................25

第九節(jié)、拱肋及吊桿修復...................29

第十節(jié)、防撞護欄修復及檢修道欄桿重設…..…30

第十一節(jié)、排水改造及更換伸縮縫裝置......32

第十二節(jié)、防拋網(wǎng)及標志牌設置............34

第十三節(jié)、橋下圍墻及附屬工程............35

第四章、關鍵施工技術、工藝及工程項目實施的重點、難點和解決方案.....37

第五章、施工進度計劃和各階段進度的保證措施.........................64

第一節(jié)、施工進度計劃....................64

第二節(jié)、各階段進度保證措施..............67

第六章、質量保證措施...............................................75

第一節(jié)、質量保證體系....................75

第二節(jié)、確保工程質量的措施..............78

第七章、安全文明施工及環(huán)境保護措施.................................81

第一節(jié)、安全目標、保證體系及措施.......81

第二節(jié)、環(huán)境保護及文明施工保證措施.....93

第八章、冬雨季施工、已有設施、管線的加固、保護等特殊情況下的施工措施

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.....................................................................................................................................106

第一節(jié)、冬雨季施工措施................106

第二節(jié)、公用管線和鄰近建筑物保護措施..…110

第九章、項目管理班子的人員配備、素質及管理經驗....................114

第一節(jié)、施工組織機構及管理職責........114

第二節(jié)、項目管理機構人員配備及管理經驗.116

第十章、勞動力、機械設備和材料投入計劃............................117

第十一章、施工現(xiàn)場平面布置和臨時設施、臨時道路布置................126

附表一、擬投入本標段的主要施工設備表..............................130

附表二、擬配備本標段的試驗和檢測儀器設備表........................131

附表三、勞動力計劃表..............................................132

附表四、計劃開、竣工日期和施工進度網(wǎng)絡圖..........................133

附表五、施工總平面圖..............................................134

附表六、臨時占地計劃表............................................135

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第一章編制依據(jù)及原則

第一節(jié)依據(jù)編制

1、《公路橋梁橡膠支座更換技術規(guī)程》(DB32/T2173-)

2、《公路工程質量檢驗評定標準》(JTGF80/1-)

3、《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》(JTGH11-)

4、《公路工程技術標準》(JTGB60-)

5、《公路橋梁加固施工技術規(guī)范》(JTG/J23-)

6、《公路橋涵施工技術規(guī)范》(JTJ041-)

7、《公路橋梁盆式橡膠支座》(JT/T391-)

8、設計圖紙；

9、現(xiàn)場情況。

第二節(jié)編制原則

采用新工藝、新方法，確保工程安全，減少工程實施對交通和環(huán)境的影響。

在編制過程中，經過方案比選，推出能比較實際解決當前橋梁頂升的總體方案，

并側重工程的可實施性。

1、遵照國家現(xiàn)行的技術規(guī)范和標準；

2、充分發(fā)揮我公司專業(yè)優(yōu)勢，做到依靠科技，精心組織，合理安排，做到

方案最優(yōu)化，確保頂升過程中結構的穩(wěn)定和安全；

3、合理優(yōu)化施工方案，盡量縮短工期；

4、堅持科學態(tài)度，積極創(chuàng)新;

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第二章工程概況

第一節(jié)工程概況

棲霞大橋位于緯一路棲霞大道上，為跨越鐵路的高架橋，起點位于邁化路東

側，跨過鐵合金廠、二七油庫、地方鐵路三條鐵路專用線、燕堯路、新十里長溝，

與柳塘立交相接，全橋長843.54m,全橋由西引橋、主橋、東引橋三部分組成。

橋梁全寬西引橋為26m,主橋為34m,東引橋由于位于柳塘立交的變速車道上,

全寬由26m過渡到46.4唳

西引橋共計12跨，跨徑組合為(24.54+10X25+25.49)m,采用裝配式預應

力先張法空心板梁簡支結構；東引橋共計11跨，跨徑組合為(25.134+4X

24.644+30+4X25+24.54)m,采用裝配式預應力先張法空心板梁及預應力簡支

T形梁結構。引橋下部結構基礎采用61.0m鉆孔灌注樁，柱式墩，1?11#、16#、

17#墩為雙柱墩，18?25#為三柱式墩，蓋梁為預應力碎倒T梁。

第二節(jié)施工及作業(yè)要求

引橋球冠支座由于變形較大，根據(jù)設計要求：引橋橡膠支座按原設計型號進

行全部更換，其中D250X56mm球冠支座2548塊，250X360X60mm板式支座48

塊。

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根據(jù)本工程實際情況，引橋支座更換在不中斷正常交通情況下，采用整幅單

墩同步頂升的施工工藝來實施。頂升及更換支座的施工期間，需對過往車輛進行

限載，大于30t的車輛禁止通行，且全橋過往車輛限速60Km/h,

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第三節(jié)施工總平面及立面圖

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西引橋：第1孔T2孔立面圖

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西引橋：第HL-12孔平面圖

東引橋：第1孔-26孔平面圖

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第三章施工計劃

第一節(jié)工期計劃

1、總體工期計劃為：60天。

2、具體工期安排：

序項目

號511223344556

名稱05050505050

1施工準備—

2平臺搭設

3頂升更換

4平臺拆除

4現(xiàn)場清理—

第二節(jié)施工隊伍安排及勞動力計劃

序號施工隊名稱人數(shù)任務劃分情況

負責施工組織、指揮、協(xié)調等全面工作

1技術員2的管理

2頂升組20更換橋梁支座

3雜工4輔助工作

4支架搭設6頂升作業(yè)平臺搭、拆

合計32

第三節(jié)機械設備計劃

第四章頂升更換支座施工方法

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數(shù)量

序號設備名稱型號-一單位備注

（臺）

1PLC控制同步頂推系統(tǒng)24點套1

2泵站24點臺1

3千斤頂50T臺220部分備用

4位移監(jiān)控設備個20部分備用

5發(fā)電機臺2

6臨時支撐鋼板墊片T1

7運輸車輛輛2

第一節(jié)施工總流程

具體施工總流程圖如下圖所示:

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第二節(jié)施工總體設計

一、頂升方式的選擇

采用整幅單墩同步頂升。

二、頂升支撐點布置

1、支撐結構

頂升時保證梁體混凝土不受破壞，增大千斤頂對梁底和橋（墩）臺混凝土的

接觸面積，使混凝土局部受壓強度小于混凝土強度值，強度值安全系數(shù)超過1.5o

在梁底與千斤頂接觸面墊①200*10m鋼板，增大千斤頂對梁底混凝土的頂壓面積,

使梁底混凝土局部受壓強度小于混凝土強度設計值（根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預

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應力混凝土橋涵設計規(guī)范》(JTGD62-)取值，本橋梁板混凝土標號按C40計

算，混凝土軸心抗壓強度設計值幾=26.8獷的2)。

2)千斤頂布置按單墩上部結構計算以綜合工況最不利的東側引橋最寬處第

26跨空心板梁，橋寬46.4m,跨徑24.96m,橫橋向布置44片板梁為例。

①板梁自重：

V中=13.5m3X42片=567m3

V邊=15.11^X2片=30.2m3

Gl=(567+30.2)X2.6T/m3=1553T(已包含鋼筋自重)

②橋面系自重：G2=46.4mX24.96mX0.2X2.6T/m3=602T(已包含鋼筋自

重)

③防撞護欄自重：G3=0.35m7mX24.96mX3道X2.6T/m3=68T(已包含鋼筋

自重)

最寬處第26跨單墩頂升總重：G=(G1+G2+G3)X0.5=1111.5T

單墩布置(44X2+2=90)個50噸千斤頂，其安全系數(shù)=(90X50)+1111.5弋

4,故在上部交通滿足行駛速度不超過50Km/h及限載小于30t的條件下，能夠

滿足頂升安全要求。

3)混凝土局部受壓驗算

施工中在千斤頂與板梁之間墊①200mm,厚度為10mm鋼板，受壓面積為

31400mm2

根據(jù)荷載分布分析：按90個頂升點計算，梁體局部承受荷載最大值約為

1111.5T4-90

=12.35T(123.5KN)

局部受壓強度:

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123.5X103N4-31400mm2=3.93N/mm2,且3.93獷皿2<九=26.SN/mm?。完全滿

足抗壓要求。

②橋墩（臺）蓋梁等結構受壓狀況同板梁。

4）千斤頂設備

本橋頂升千斤頂選用型號為50型千斤頂,高度為48mm,活塞最大行程15mm,

置于支座附近。

，i7-1行程1有效］液壓油I修KAI.噸內1

面職Ift■■

Ton(W|(mm)1A{rnm)lD(mm)徑即m阿

（0^1(cm^|Rmm)

CPS043100060011070S7143SB13146

CPSO4490IS7Q81064863131%3-5.2

CPSOS32O0406003_207061425371131______?______57

5）千斤頂布置

經過最寬處第26跨單墩頂升驗算，頂升安全儲備系數(shù)不低于1.5倍（驗算

系數(shù)為4.0倍），滿足頂升要求，故T梁及板梁千斤頂布置如下圖所示。

T梁梁體

千斤頂千斤頂

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第三節(jié)施工準備

1、施工前期準備

1）熟悉圖紙、施工方案、施工操作規(guī)程和施工現(xiàn)場。

2）做好詳細的人員及設備組織，根據(jù)工程內容，做好下料單。

3）組織所有施工機械及機具設備進場，購置所需材料。

4）施工前召開技術交底會議并做好會議記錄，參加人員為參與頂升的所有

人。做好技術交底。

5）做好相關交通告示及組織工作

6）搭設腳手架作業(yè)平臺（具體詳見第六章內容）。

2、頂升準備

頂升前在橋面上布置若干標高和中線觀測點，精確測量各點的標高值及橋

梁偏移情況，并好記錄，確定各點的精確頂升高度。并作好如下準備工作映

1）頂升系統(tǒng)可靠性檢驗；

原件的可靠性檢驗：在正式實施頂升前，將以70%-90%的頂升力在現(xiàn)場飽壓

5小時，再次確認密封的可靠性。

液壓油的清潔度：液壓油的清潔度是系統(tǒng)可靠的保證，本系統(tǒng)的設計和裝配

工藝，除嚴格按照污染控制的設計準則和工藝要求進行外，連接軟管在工廠進行

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嚴格沖洗，封口后移至現(xiàn)場，現(xiàn)場安裝完畢后進行10次空載運行，以排除現(xiàn)場

裝配過程中可能意外混入的污垢。

2)成立頂升指揮系統(tǒng)；

現(xiàn)場指揮組設總指揮1名，全面負責現(xiàn)場指揮作業(yè)，指揮組下設4個職能小

組：分別是檢測組、控制組、液壓組和作業(yè)組，負責相關的工作各職能小組設組

長一名，與總指揮、副總指揮共同組成現(xiàn)場指揮組。

第四節(jié)頂升流程

頂升時，當梁體因局部應力的突然增大，造成應力集中現(xiàn)象。當應力釋放時，

則會在梁體薄弱環(huán)節(jié)造成對梁體的破壞，結合這一特點，應對總的頂升量分割成

幾級小的頂升高度來完成。

1、頂升前準備工作

(1)頂升前系統(tǒng)不同人員排異檢查

①頂升系統(tǒng)安裝完成后應保證兩人以上的排異檢查，且應保證兩人的排異

檢查的時間、工況等的隔離性，以保證頂升過程中的同步頂升系統(tǒng)能真實反映頂

升過程中的的情況。

②排異檢查的專業(yè)技術人員檢查完畢后應各自出據(jù)檢查報告給總指揮。

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(2)人員工作細致分工

①頂升前應對參加同步頂升的管理人員和操作人員進行明確的分工，并進

行書面分工崗位的書面技術交底。

②書面交底內容應包括組織機構、分工崗位、崗位職責、緊急頻道處理信號、

信息渠道常見術語、及施工禁止項等。

③嚴禁未經崗位培訓或剛培訓不久的人員上崗操作，本次同步頂升工作均

為多年崗位人員。

(3)信息反饋及傳遞渠道檢查

①本次同步頂升的信息的傳遞工具為手持對講機。

②頂升前應統(tǒng)一為施工當?shù)匚唇沟念l道作為信息傳遞渠道。應檢查每部

對講機的有效溝通性及清晰性。

③頂升前應再次明確頻道的禁止語、緊急語、急令等關鍵語言。

(4)進場工人安全教育及安全防護措施

①頂升前應保證對每個參加頂升人員的現(xiàn)場安全教育，強調安全的必要性、

嚴格性、全員性、責任性。

②應根據(jù)公司規(guī)定簽定安全責任制，落實到個人頭上，不能流于形式。

③頂升期間嚴禁飲酒，酗酒，統(tǒng)一作息時間，以保證人員隊伍精神的穩(wěn)定性。

(5)其它準備工作

①頂升前應對梁體進行詳細的檢查，作好記錄。

②頂升過程中應對頂升量和梁體縱橫向高差進行監(jiān)測。

2、千斤頂分組及安裝空間

由于橋面寬度較大，為了保證頂升的同步性，以中央隔離墩為界寬度方向分

為四個同步控制點，單墩布置兩臺泵站。

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在千斤頂放置前，清理接觸面或加墊薄鋼板使其平整；連接管線、安裝傳感

器等位移控制系統(tǒng)、安裝防側傾裝置等系統(tǒng)。

當梁底高度空間不足以安裝千斤頂時，對蓋梁頂面保護層混凝土進行局部鑿

除，開鑿面用環(huán)氧樹脂砂漿找平。

為了保護梁體混凝土不發(fā)生掉角等局部破壞，在千斤頂與梁體之間安放一

塊200X200X10mm的鋼板。

3、頂升設備安裝調試

調試的主要內容包括：液壓系統(tǒng)檢查；控制系統(tǒng)檢查；監(jiān)測系統(tǒng)檢查；初值

的設定與讀取。

A.液壓系統(tǒng)檢查

千斤頂安裝牢固正確；

。油泵與千斤頂之間的油管連接必須正確、可靠；

油箱液面，應達到規(guī)定高度；

。備用2桶液壓油，加油必須經過濾油網(wǎng)；

液壓系統(tǒng)運行是否正常，油路有無堵塞或泄漏；

B.控制系統(tǒng)檢查

系統(tǒng)安裝就位并已調試完畢；

各路電源，其接線、容量和安全性都符合規(guī)定；

控制裝置接線、安裝必須正確無誤；

應保證數(shù)據(jù)通訊線路正確無誤；

?各監(jiān)控點信號正確傳輸

?各種閥門的工作狀況是否正常，是否需要更換。

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C.監(jiān)測系統(tǒng)檢查

位移監(jiān)測設備安裝牢固、正確，沒有遺漏；

信號傳輸無誤。

D.初值的設定與讀取

?系統(tǒng)初始加載由液壓工程師報告到總指揮最終由系統(tǒng)操作員錄入。

讀取控制系統(tǒng)初值并歸零。

4、試頂升

在各項安裝完成后，由專業(yè)人員對安裝好的系統(tǒng)進行線路復查并進行試頂。

試頂時，在專業(yè)人員統(tǒng)一指揮下將所有千斤頂慢慢加壓至5Mpa,試頂升頂升高

度lmmo千斤頂受力時停止，觀察千斤頂活塞活動情況及管線運行情況。如一切

正常，將千斤頂卸載回初始狀態(tài)，準備正式頂升。新采購或久置的油壓千斤頂，

因油缸內存有較多空氣，開始使用時，活塞桿可能出現(xiàn)微小的突跳現(xiàn)象，可將油

壓千斤頂空載往復運動2-3次，以排除腔內的空氣。長期閑置的千斤頂，由于密

封件長期不工作而造成密封件的硬化，從而影響油壓千斤頂?shù)氖褂脡勖?。如有?/p>

常情況出現(xiàn)，則立即檢查管線，排除故障后再次試頂，直至調試設備一切正常時

止。

(1)試頂升主要目的為消除全套同步頂升系統(tǒng)可能出現(xiàn)的問題，如油路接頭

漏油、油泵壓力不夠等，同時消除頂升過程中可能出現(xiàn)的非彈性變形。

(2)試頂升完成后檢查確認頂升的同步性。

(3)試頂升1mm后飽壓不小于10分鐘，對結構混凝土進行檢查，有無裂縫等

情況。

(4)將以上檢查結果匯總上報給頂升總指揮，做為下一步工作的決策依據(jù)。

5、監(jiān)控系統(tǒng)布置

同步頂升前，使用拉線式傳感器在單墩蓋梁兩端的支座處各設1個監(jiān)控點

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（4點同步）并對監(jiān)控點高程及平面坐標的原始數(shù)據(jù)進行測量記錄，以便及時掌握

高程變化情況。為了確保頂升的同步性，豎向每墩臺的頂升高度偏差控制在土

1mm,以避免上部結構因受力不均勻和頂升不同步造成的豎向變形超出現(xiàn)狀橋梁

撓度。

類似橋梁監(jiān)測傳感器實例

具體步驟：

①布置傳感器:將傳感器固定于蓋梁側面（不影響千斤頂及支座移動的位置）。

②線路連接并調試，調試好后正式啟動系統(tǒng)。

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③數(shù)據(jù)采集：系統(tǒng)正式啟動后，采集此時傳感㈱的初始數(shù)據(jù)，設置為零點。

梁體頂升后，傳感器所采集的數(shù)據(jù)即為實際頂升高度，采集系統(tǒng)所顯示數(shù)據(jù)

以皿為單位，精確度為0.1mm。同步頂升主要以頂升量進行控制。

6、正式頂升

試頂升后，觀察若無問題，則能夠進行正式頂升，頂升速度不得太快。正式

頂升以1mm為單位進行，每頂升1mm,檢查支座是否脫空，支座全部脫空后正式

頂升結束，進入飽壓狀態(tài)。正式頂升時，在專業(yè)人員統(tǒng)一指揮下所有千斤頂慢慢

加壓，每次頂升高度控制在5mm以內，每次整體頂升不得超過10mm,由于本次需

更換球冠型支座頂升高度約為10-20的,頂升到位后利用臨時鋼支撐墊實，千斤

頂回油進行2次頂升。

頂升千斤頂，出頂距離為出頂高度的80%,關閉截止閥，在墩臺與梁底之間

墊支鋼支撐,千斤頂收頂,在千斤頂下面墊鋼支撐,繼續(xù)頂升至出頂高度的80%,

周而復始，循環(huán)至頂升高度。

整個頂升過程由PLC同步頂升系統(tǒng)控制，監(jiān)測點同步誤差控制在±1mm,依

據(jù)電腦采集的數(shù)據(jù)，利用油泵的液壓油輸出量進行調節(jié)，做到頂升速度、高度的

控制。頂升速度不大于3mm/3mino同時填寫好施工記錄；整體頂起梁體至離開

原支座時立即停止，關閉鎖止閥。頂升應由慢到快進行，隨時檢查梁體升高的均

勻性，并調整。

頂升注意事項

①每次頂升的速度要勻速緩慢，降低啟動加速度；

②頂升關系到主體結構的安全，各方要密切配合；在施工過程中，要密切觀

察結構的變形情況；

③整體頂升過程中，認真做好記錄工作；

④如泵體的油量不足時，需先向泵中加入工作油才能工作；

⑤估計起重量，切忌超載使用，如發(fā)現(xiàn)起重量大于預估起重量，應立即停止

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頂升；

⑥確定起重物的重心，準確選擇千斤頂著力點；

⑦千斤頂將梁同步頂升后，應及時用鋼板將梁支撐牢，禁止將千斤頂作為支

撐物使用，以免產生傾倒危險；

⑧使用時先將手動泵的快速接頭與頂對接，然后選好位置，將油泵上的放油

螺釘旋緊，即可工作。將放油螺釘旋松，油缸卸荷；

⑨在有載荷時，切忌將快速接頭卸下，以免發(fā)生事故及損壞機件；

⑩應保證梁底在永久鋼支撐頂面的平行、平整，使其和支座上、下表面全部

密貼，不得出現(xiàn)偏壓、脫空和不均勻支承受力現(xiàn)象；

?梁與鋼支撐接觸的底面要保持水平和平整；

?頂升工具采用油壓千斤頂，采用同批生產的標準件，并在施工前對千斤頂

進行標定。千斤頂?shù)膫€數(shù)和型號根據(jù)采用的頂升措施和上部結構的重量選取，同

時要充分考慮在頂升中出現(xiàn)的傳力不均現(xiàn)象，保證千斤頂?shù)捻斊饑嵨徊恍∮?.5

倍的安全儲備系數(shù)并滿足施工要求；

?頂升過程中，應加強巡視工作，應指定專人觀察整體個系統(tǒng)的工作情況。

若有異常，直接通知指揮控制中心；

領升過程中，未經許可不得擅自進入施工現(xiàn)場。

7、取出支座、安裝新支座

在頂升系統(tǒng)保持恒定壓力及臨時支撐的穩(wěn)定性滿足要求后，將原支座沿梁順

橋向縱向取出，清理支座放置位置及周圍雜物。

板式支座在更換前，先檢查新制板式支座與圖紙規(guī)定是否相符。在支座就

位后，檢查支座的平面安放位置和相關的技術指標，并加以調整。

8、落梁

支座更換、支座脫空處理施工完畢，檢查無誤，千斤頂同步落梁，整個落梁

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過程仍由同步控制系統(tǒng)控制，豎向監(jiān)測點線性同步誤差控制在±1mm內。落梁速

度與頂升速度一致。

9、測量數(shù)據(jù)、拆除頂升設備清理現(xiàn)場

落梁后復測蓋梁與梁底的距離；測量支座安裝高度。達到設計要求后，拆

除支撐用的鋼板、臨時鋼支撐、千斤頂和位移傳感器等，對漏撒在蓋梁頂部及側

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第五章PLC液壓同步頂升控制系統(tǒng)

本工程頂升及控制采用技術先進的PLC計算機液壓同步頂升系統(tǒng)。

第一節(jié)計算機液壓同步控制系統(tǒng)概述

計算機液壓同步控制系統(tǒng)就是利用計算機技術，經過計算機工控軟件來控

制液壓泵站及其配置的液壓元件，經過計算機指令來控制液壓千斤頂，然后經過

位移及力傳感器把液壓千斤壓力變化及頂升的距離反饋至計算機屏幕上，便于

操作人員了解有關情況和及時調整。

這種控制系統(tǒng)經過計算機指令來控制液壓千斤頂，系統(tǒng)經過力的平衡自動調

整各臺千斤頂?shù)膲毫?，這樣在頂升過程中保持各頂升力的平衡性，各頂升點所需

的頂力值與實際提供值能夠相符。同時這種控制系統(tǒng)經過位移指令來控制液壓

千斤頂行程，這樣保證了各臺液壓千斤頂平移的同步性，是一種力和位移綜合控

制的頂升方法，這種力和位移綜合控制方法，建立在力和位移雙閉環(huán)的控制基礎

±o

第二節(jié)系統(tǒng)的組成

同步控制系統(tǒng)均由液壓系統(tǒng)（油泵、液壓千斤頂、平衡保護閥、比例閥、進

出油管等）、計算機控制系統(tǒng)（計算機、計算機軟件、操作臺、電控箱等）、檢測

傳感器（位移傳感器、力傳感器）等幾個部分組成。

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控制原理圖

第三節(jié)控制系統(tǒng)特點

分散布置：大型建筑物一般體積龐大，要對其進行頂升，執(zhí)行機構必須滿足

分散布置的特點，使大型液壓缸能夠分散布置在建筑物下任意指定的頂升支點。

集中操作：分散布置在大范圍內的液壓缸執(zhí)行機構，不能要求操作人員去現(xiàn)

場對每個液壓缸進行直接控制，那樣將需要大量的人員，且需考慮安全問題。操

作人員應能在中央控制室內對液壓缸進行遙控操作，且能檢測現(xiàn)場各液壓缸的

工作參數(shù)。

同步（比例同步）升降、對頂升工程，由于建筑物質量分布不均，分散布置

在建筑物下的頂升液壓缸受力也不相同，該系統(tǒng)應能保證各頂升液壓缸出力不

均的情況下同步升降，避免在升降過程中建筑物因變形過大出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。不單

是頂升時達到高精度同步，在帶載下降時同樣可保證高精度同步；對于一些橋梁

的的頂升、調坡，該系統(tǒng)滿足比例同步，即在任意時刻各組位移線性成比例。

Windows操作界面：具有友好Windows用戶界面的計算機控制系統(tǒng),操作簡

單。

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圖Windows操作界面

實時監(jiān)控：由于操作人員要在中央控制室內對各液壓缸進行遙操作，因此，

在中央控制室內，操作人員不但能夠實時監(jiān)控各液壓缸的壓力、位移大小，而且

還能夠檢測壓力、位移的變化趨勢、歷史紀錄等；對于泵站各閥件的工作狀態(tài)也

能夠實時監(jiān)控，便于故障的排除。

智能管理：大型建筑物頂升、平移工程裝備通用性強，能夠在不改變硬件系

統(tǒng)的基礎上滿足液壓缸的任意分組布置，分組同步，以及液壓缸和位移傳感器的

任意關聯(lián)；同時，該系統(tǒng)既能滿足液壓缸的同步動作，也能滿足液壓缸的單獨動

作；操作人員在中央控制室只需與電腦進行簡單的人機交互便可完成所有操作。

硬件功能：油缸平衡保護閥可防止任何形式的系統(tǒng)及管路失壓，從而保證負

載有效支撐；頂升油缸內置式位移、壓力傳感器、均載閥，保證了頂升系統(tǒng)在惡

劣工作環(huán)境下的高度可靠性。

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曲捽室人機互交

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第四節(jié)具體技術指標

液壓系統(tǒng)：工作壓力63MPa；單臺泵站15KW；單臺泵站可帶2個同步控制

點

最大頂升速度：10mm/min

控制精度：壓力控制精度5%；同步控制精度為正負0.1mm

控制功能：

指令位移控制，到位自動停止；誤操作自動保護；同步頂升壓力、位移參數(shù)

自動記錄、打??；頂升、平移全過程動態(tài)測控。

第五節(jié)動力系統(tǒng)總體結構

對于建筑物頂升、平移，執(zhí)行機構分散布置在大范圍內，動力系統(tǒng)的設計必

須滿足這種執(zhí)行機構多，布置分散的特點，因此采用“工控機+可編程控制器”

即“IPC+PLC”組成的分布式控制系統(tǒng)DCS(DistributedControlSystem),

實現(xiàn)執(zhí)行機構的分散控制，信息集中管理，集中操作，達到最優(yōu)化控制的目的。

該電控系統(tǒng)縱向分為兩級，操作管理級和過程控制級。操作管理級集中在中

央控制室，主要由工控機、32路I/O卡、4端口高速RS-422/485卡和3軸正交

編碼卡組成。各板卡和工控機之間經過ISA總線通訊，能夠根據(jù)需要進行功能的

再擴展。操作管理級主要完成遷移過程的各種系統(tǒng)參數(shù)設置、操作命令發(fā)送、位

移采集、實時監(jiān)控、人機交互和智能管理等。

過程控制級分散布置在各個泵站上，由四組PLC組成。水平方向上各PLC之

間是相互獨立的，在完成數(shù)據(jù)上傳和操作管理級指令的同時，各PLC之間也可進

行數(shù)據(jù)交換。過程控制級PLC主要用來完成實時性強的控制任務，電液比例減壓

閥和壓力傳感器組成的快速閉環(huán)調壓回路就是在這一層實現(xiàn)的。

為了保證液壓缸同步，該系統(tǒng)還安裝了位置閉環(huán)。位移傳感器測得位移，經

過3軸正交編碼卡上傳給工控機，工控機對位移進行比較決策后，下傳結果給各

PLC,由PLC對各液壓缸進行實時同步控制。位移的測量、比較決策之因此在上

層操作管理級完成，是因為位移傳感器和液壓缸之間的分組關聯(lián)是任意的，根據(jù)

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工程實際布置情況時刻在變，位移傳感器并不固定屬于某PLC的某一缸，這種設

計方案的通用性強。

第六節(jié)液壓系統(tǒng)

大型建筑物體積龐大、超大重量且分布不均，對其進行頂升、平移采用液壓

執(zhí)行機構，這是因為液壓執(zhí)行機構的功率重量比大，經過管道便可進行能量分配

和傳遞，易于實現(xiàn)直線運動。單個泵站的液壓系統(tǒng)裝置如下：

①定量泵；②溢流閥；③卸荷閥；④蓄能器；⑤調速閥；⑥減壓閥；⑦三位

四通換向閥；⑧二位三通換向閥；⑨電液比例減壓閥；⑩高壓軟管；?平衡保護

閥、壓力傳感器組合。

液壓泵站控制箱

液壓閥位移傳

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第七節(jié)頂升控制系統(tǒng)

無論頂升還是平移，整個操作控制均是在中央控制室內完成，因此，操作人

員應能在中央控制室監(jiān)控到結構物遷移過程的各種參數(shù)，并對控制過程實時調

整，達到動態(tài)優(yōu)化的目的。為了完成上述目的，主控電腦上安裝了監(jiān)控軟件。在

Windows操作系統(tǒng)下采用三維力控組態(tài)軟件編制了監(jiān)控軟件，該監(jiān)控軟件的結

構如圖3所示。監(jiān)控軟件主要由任務管理模塊和界面管理模塊兩大部分組成。

任務管理模塊的實時性強，包括硬件管理、通訊、實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)處理，硬

件管理模塊主要對各種硬件在使用前進行自測試，保證硬件正常工作；通訊模塊

實時性最強，主控電腦和PLC之間串口通訊在這里完成；實時監(jiān)控模塊主要是對

各缸壓力和位移進行動態(tài)決策優(yōu)化控制，實時顯示，同時也能以動態(tài)曲線的形式

進行觀察，便于監(jiān)視壓力和位移變化的全過程；數(shù)據(jù)處理模塊能夠存儲系統(tǒng)的初

始化參數(shù)和實時數(shù)據(jù)庫，同時也能打印數(shù)據(jù)報表。

監(jiān)控系統(tǒng)的界面主要完成人機交互的功能。參數(shù)設置界面提供了系統(tǒng)運行

前控制參數(shù)的設置，包括泵站選擇、位移傳感器分組、液壓缸和位移傳感器關聯(lián)、

以及同步精度等，這些參數(shù)設置均可保存在工程中，下次使用時如果沒有變化，

這些參數(shù)不必再設置。稱重、頂升、平移界面主要用來顯示壓力和位移，以數(shù)據(jù)

的形式顯示，如果想觀察壓力和位移的實時變化趨勢，只需切換到動態(tài)曲線界面

即可。單缸調試界面在任何過程中均可調用，進行人機交互，調整所選液壓缸壓

力的升降。

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頂升控制界面

任務管理模

■Ph

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數(shù)

一

硬

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