液壓同步頂升在橋梁支座更換中的實踐
液壓同步頂升技術在橋梁支座更換中的實踐應用,通過高精度同步控制與智能化監測手段,有效解決了傳統頂升方法易導致結構損傷、施工效率低等問題。以下從技術原理、實施要點、工程實踐及優勢等方面進行綜合分析:
一、技術原理與核心設備
PLC同步控制系統
以可編程邏輯控制器(PLC)為核心,通過液壓泵站、分流器、位移傳感器等設備,實現多點位液壓千斤頂的協同動作。系統實時采集各千斤頂的位移數據,動態調整油壓與流量,確保頂升同步誤差≤1mm。例如,山東德州生輝液壓的24點PLC系統在G204南延寧通高速跨線橋工程中成功應用,保障了整聯梁體同步頂升。
液壓與傳感技術
液壓系統:采用薄型超薄型千斤頂(行程2-5cm,承載力100-400噸),配合液控單向閥和隨動頂自鎖裝置,實現安全保壓。監測系統:通過位移傳感器、百分表及三維激光掃描技術,實時監控梁體標高、橫向位移及墩臺沉降,數據精度達0.01mm。
二、施工關鍵步驟
前期準備
病害診斷與方案設計:通過檢測確定需更換支座的位置,結合橋梁結構計算頂升荷載與頂升高度(通常3-5mm)。設備布置:在墩頂或蓋梁設置千斤頂,每墩配置4-16臺,需考慮橫坡調整鋼墊板(如2%楔形鋼板)以均勻受力。臨時支撐:增設鋼支撐或臨時墊塊,確保頂升過程中結構穩定。
頂升與支座更換
試頂升:初始階段進行1mm試頂,持荷20分鐘消除非彈性變形,并通過稱重驗證實際荷載與理論值匹配。分級頂升:按1mm/級逐級頂升至設計高度,同步監測位移與壓力數據,異常時立即停止調整。支座安裝:清除舊支座后,按設計位置安裝新支座,確保中心與墊石重合,四氟板面涂硅脂以降低摩擦系數。
落梁與驗收
同步回落:按頂升分級逐級卸載,同步傳感器監控回落均勻性,避免二次損傷。檢測驗收:通過外觀檢查、位移傳感器復核及橋梁動載試驗,確認支座密貼、無脫空或剪切變形。
三、工程實踐案例
滬寧高速鎮江段橋梁更換
采用1拖32點PLC系統,單跨布設60臺千斤頂,頂升同步誤差≤1mm,全程不封路完成支座更換。
天津城建集團項目
獅子林橋抬升:國內首例整體同步頂升橋梁,頂升1.27米后更換支座,恢復橋梁縱坡。臨港立交調坡:通過頂升實現40cm調坡,同步更換支座并保持結構穩定。
危舊橋改造工程
蘇州市青云跨線橋采用“一橋一策”方案,結合三維激光掃描監測,實現非接觸式同步控制,支座更換后未出現脫空或變形。
四、技術優勢與創新
高精度同步控制
PLC系統通過閉環控制(力位雙控)實現多墩協同頂升,避免傳統單點頂升導致的梁體偏移與開裂。
施工安全性提升
實時監測:位移、壓力數據實時反饋,異常自動報警并停機。臨時支撐優化:鋼支撐與隨動頂組合,防止液壓系統失效引發的安全事故。
效率與經濟性
縮短工期:整聯同步頂升減少交通中斷時間,如杭州城西16座橋梁頂升改造僅耗時2個月。降低成本:減少臨時支架搭設與交通導改費用,綜合造價降低30%以上。
五、技術難點與對策
復雜環境適應性
空間受限:采用超薄型千斤頂(高度≤5cm)適應低凈空條件?绾/跨線施工:水上平臺或檢測車輔助,確保設備布設與操作安全。
溫度與荷載影響
溫度補償:根據環境溫度計算支座預偏位,定制楔形鋼板調整安裝位置。動態荷載控制:施工期間重載車輛限行,避免頂升過程受額外荷載干擾。
六、未來發展趨勢
智能化升級
結合物聯網與AI算法,實現頂升參數自適應調整與故障預測,如沙盤動態模型模擬復雜工況。
新材料應用
研發高耐久性支座材料(如復合橡膠或金屬-橡膠復合結構),延長支座使用壽命至15年以上。
總結
液壓同步頂升技術通過精密控制與智能化監測,已成為橋梁支座更換的主流工藝。其核心在于PLC系統的同步控制、液壓設備的可靠性和監測數據的實時反饋,未來需進一步結合新材料與數字化技術,提升復雜環境下的施工效能。