液壓提升設備在瀾滄江特大橋二次轉體施工中的應用

李懷東

（上海同新機電控制技術有限公司，上海 200949）

橋梁工程項目遍布各地，橫跨大江湖海及公路鐵路，轉體法在橋梁施工中被廣泛應用，目前比較慣用的方式有平轉和豎轉，隨著技術的發(fā)展，近兩年來平轉推出了墩中轉體法，本人參與比較有代表的平轉有武漢姑嫂樹路跨鐵路平轉（常規(guī)根部轉體），云南龍川江橋轉體（墩中轉體）；豎轉推出了垂直提升水平滑移式轉體及二次轉體就位式。前者有代表性的施工有港珠澳大橋九州航道橋主塔施工，后者的二次轉體在目前國內唯一的橋施工為瀾滄江特大橋施工。無論平轉或豎轉，目前基本都采用液壓設備及技術，下面以瀾滄江特大橋工程為例，對液壓設備在該工程中的應用過程進行闡述。

1 工程概況

大瑞鐵路瀾滄江特大橋受地理條件的限制，采用其他形式施工均有相當難度。該拱橋跨度342m、拱高82m、拱寬12～35m。分兩半跨在大理和保山側的山坡上拼裝，單側拱肋自重2500t，每側分2次豎轉到合攏狀態(tài)。大理側拱肋第1次豎轉利用BS－LS扣索對拱肋上部分進行豎轉，豎轉至姿態(tài)軸線與半拱軸線重合。BS－LS扣索配置4臺350t穿心式連續(xù)牽引油缸，4臺油缸共受力1006.8t，其中受力最大的油缸為251.7t；大理側拱肋第2次豎轉利用BS－LS、DL－KS1和DL－KS2扣索對半拱肋進行豎轉至設計位置。BS－LS、DL－KS1和DL－KS2扣索各配置4臺350t穿心式連續(xù)牽引油缸，其中BS－LS扣索4臺油缸共受力 655.2t，受力最大的油缸為 163.8t，DLKS1扣索4臺油缸共受力722.8t，其中受力最大的油缸為 180.7t，DL － KS2 扣索 4臺油缸共受力1090.4t，其中受力最大的油缸為272.6t；

保山側拱肋第1次豎轉利用DL－LS扣索對拱肋上部分進行豎轉，豎轉至姿態(tài)軸線與半拱軸線重合。DL－LS扣索配置4臺350t穿心式連續(xù)牽引油缸，4臺油缸共受力728.4t，其中受力最大的油缸為182.1t；保山側拱肋第2次豎轉利用DL－LS、BS－KS1和BS－KS2扣索對半拱肋進行豎轉至設計位置。DLLS、BS－KS1和BS－KS2扣索各配置4臺350t穿心式連續(xù)牽引油缸，其中DL－LS扣索4臺油缸共受力613.2t，受力最大的油缸為 153.3t，BS－ KS1扣索 4臺油缸共受力966.8t，其中受力最大的油缸為241.7t，BS－KS2扣索4臺油缸共受力1012.4t，其中受力最大的油缸為 253.1t，詳見圖 1。

圖1 施工項目示意圖

2 液壓提升設備在工程二次轉體施工中的應用

本工程合計使用了24臺350t穿心循環(huán)牽引油缸，其中每臺油缸額定載荷時使用左右捻交錯布置鋼絞31根，直徑為15.24mm，抗拉強度為1860N/mm，破斷拉力為260.7kN，伸長率在1%時的最小載荷221.5kN，重量為1.1kg/m。符合國際標準ASTM A416－87a，，該油缸額定工作壓力25MPa，工作行程250mm。累計使用液壓泵站8臺，額定流量2★40L，該泵站采用比例閥調節(jié)流量模式，帶有遠程控制及本地操作模式，可多臺同步遠程控制，滿足該項目的使用要求。

2.1 設備安裝與調試

根據(jù)本工程豎轉技術方案,首先在安裝完成的支架體系上安裝轉體扣索DL-KS1，DL-KS2，BS-KS1，BS-KS2，拉索DL-LS，DL-KS豎轉油缸，完成后安裝鋼絞線，之后安裝泵站。根據(jù)現(xiàn)場施工的速度要求，每臺泵站驅動2臺350t油缸，速度可達4m/h。最后進行控制系統(tǒng)布置。

行程傳感器：在每個油缸上安裝1個行程傳感器測量油缸行程；

錨具傳感器：在每個油缸的上下錨具油缸上各安裝1個錨具傳感器監(jiān)測錨具的狀態(tài)；

壓力傳感器：在每個吊點的油缸大腔側上安裝1只壓力傳感器，來測量油缸的載荷；

將各種傳感器同各自的通訊模塊相連接，再連入計算機控制系統(tǒng)。

2.2 作業(yè)過程與安全控制

轉體前，首先對每根拉索和扣索鋼絞線長度進行調整，要求每根鋼絞線的初始張力在1t左右。之后對現(xiàn)場的設備進行檢查，并確保設備性能完好，空載動作調試檢查完成后，才能進入正式的轉體狀態(tài) 。

以大理側第1次轉體施工過程為例，闡述液壓設備的作業(yè)過程，其他轉體過程的設備控制與本次過程相同。當所有安裝工作就緒，監(jiān)控人員對整個系統(tǒng)進行檢查，做好系統(tǒng)調試。在完成結構焊接，轉體結構與胎架連接部位的約束解除之后，開始正式加載工作。

從表1看出，在初始轉體到起扳25°之前的過程中，由于重心分布靠后，只需用寶山側拉索。拉索最大長度581m，最小長度為543m，這個階段的轉體過程中，按照設計被轉體拱的結構變形的控制要求，結合現(xiàn)場情況，按照最不利的工況計算，相鄰兩根索的鋼絞線長度超差必須控制在5cm之內。由上文所述，寶山側拉索由4臺350t心循環(huán)牽引油缸及2臺40L雙泵雙比例閥回來泵站組成，本工程使用液壓泵站為雙泵雙比例閥4路截止閥回路系統(tǒng)，該系統(tǒng)中單臺油缸可以獨立控制速度或獨立動作，所有油缸使用的傳感器的測量精度為mm級，結合比例閥的特性曲線，該套設備同步控制范圍在±1mm之內，滿足現(xiàn)場的同步要求。

當轉體到27.5°時，考慮安全因素，開始采用前拉后拽的方式轉體，確保平穩(wěn)轉過零界點。此時需要用到大理側扣索2，由前文所述，扣索2設備硬件及控制系統(tǒng)組成與大理側拉索相同。此階段轉體設備的控制難點在于拉索油缸和扣索油缸之間的同步控制，過程中我們主要以力控制為主，通過建模即細化每米之內拉索和扣索對應的力值，寫入主控制器內，拉索和扣索的拉力油壓信號接入主控制器內，按照提升或者下放實測壓力值與理論值波動范圍為±1MPa的原則控制動作輸出，從而實現(xiàn)同步轉體過程。每次轉體到位前1m左右將設備切換為手動模式，調低轉體速度到1m/h，每轉動1個行程測量就位距離，剩余25mm時每50mm測量1次，確保精準就位。

表1 瀾滄江特大橋豎轉工程理論載荷表（大理側）

3 控制重點

（1）同步位移控制：拱肋豎轉過程的位移要保持同步，保證拱肋的空間姿態(tài)，避免拱肋兩側因位移不同步而引起的扭力變化，保證豎轉軸心和軸套的同心度，使整個豎轉過程平穩(wěn)，保障整個豎轉施工順利進行。

（2）同步壓力控制：在豎轉過程中，隨著拱肋角度的變化，及時調整各側拉鎖和扣索的拉力，嚴格按照施工方案中的壓力進行調整操作，及時比對校核壓力的數(shù)值以及與行程位移的對應關系是否一致。

（3）設備安全保障：保證設備在豎轉過程中可靠運行，提供持續(xù)的豎轉動力和高精度的操作控制，以及在突發(fā)停電、壓力超限、位移偏差等各種突發(fā)情況下的報警保護功能，確保整個豎轉工程的安全施工，達到預期的使用效果。

4 結語

綜上所述，液壓設備在瀾滄江特大橋二次轉體施工中的應用，解決了復雜地理環(huán)境中橋路施工的難題，提升了整個系統(tǒng)結構的安全性，通過對索力和同步性的控制，確保了施工的精準度。液壓提升設備新工藝在實踐中的應用，具有積極的價值，能取得理想的社會效益和經(jīng)濟效益，該科技成果具有重要的推廣價值。

[1] 陳金州, 劉興宇. 大瑞鐵路瀾滄江特大橋鋼拱“二次轉體”合龍 [J]. 世界橋梁 , 2016, 44(6):96-96.

[2] 劉濤. 瀾滄江特大橋高強螺栓施擰施工技術[J]. 中國科技縱橫,2011(13):215-215.

[3] 莫天玲 , 孫毅峰 , 周庠天 ,等 . 液壓提升在連續(xù)板梁同步轉體提升中的應用 [J]. 施工技術 , 2004, 33(7):67-69.

[4] 張愛花. 瀾滄江特大橋提籃拱豎轉施工方案比選[J]. 橋梁建設, 2010,2010(3):79-82.

[5] 田仲初 , 劉雪鋒 , 顏東煌 ,等 . 優(yōu)化計算在拱橋液壓同步提升轉體施工控制中的應用[J]. 中國公路學報,2008, 21(2):74-78.