液壓同步提升技術(shù)原理及其在高墩輥模施工中的應(yīng)用

許德明 楊歡園

摘要：在輥模施工中，輥模液壓提升系統(tǒng)是一種橋梁高墩輥模施工裝置，液壓提升裝置固定夾持在四根？準(zhǔn)50的鋼管立柱上，四根鋼管立柱提供給爬升裝置爬升所需的反力，控制系統(tǒng)控制提升裝置的反復(fù)提升動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)與提升裝置相連的輥模主模架的連續(xù)提升，而液壓提升系統(tǒng)使用的核心技術(shù)是同步提升技術(shù)。

Abstract： In the roll mold construction， the roll mold hydraulic lifting system is a bridge high pier roll mold construction device. The hydraulic lifting device is fixedly clamped on four ？準(zhǔn)50 steel pipe columns， which are provided to the climbing device for climbing. Four steel pipe columns provide the reaction force required for the climbing device to climb. The control system controls the repeated lifting actions of the lifting device， so as to achieve continuous lifting of the main mold frame of the roller mold connected to the lifting device， and the core technology used by the hydraulic lifting system is the synchronous lifting technology.

關(guān)鍵詞：液壓;同步提升;高墩;輥模

Key words： hydraulic pressure;synchronous lifting;high pier;roll mold

中圖分類號(hào)：U445.55+9? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）10-0109-02

0? 引言

輥模施工方法采用內(nèi)襯模與模板外框架分離的方案，在滑升過程中，內(nèi)襯模與混凝土表面相對靜止，保證混凝土在外框架提升過程中不受到擾動(dòng)和摩擦、確保了混凝土外觀和內(nèi)在質(zhì)量，同時(shí)保證了混凝土的耐久性，而其核心則是液壓同步提升技術(shù)。液壓同步提升技術(shù)與傳統(tǒng)的提升方法不同，它采用計(jì)算機(jī)控制提升器集群，結(jié)合現(xiàn)代化施工工藝，實(shí)現(xiàn)超大型構(gòu)件的整體同步提升，是一項(xiàng)新型施工技術(shù)。應(yīng)用液壓同步提升技術(shù)在輥模施工工藝的提升過程中，不但可以控制構(gòu)件和設(shè)備的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)和應(yīng)力分布，還可以讓構(gòu)件和設(shè)備在空中滯留和微動(dòng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)倒裝施工和空中拼接，完成人力和現(xiàn)有設(shè)備無法完成的任務(wù)，使大型構(gòu)件和設(shè)備安裝過程既簡便快捷，又安全可靠。

1? 液壓同步提升技術(shù)的發(fā)展概況

1.1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

大型構(gòu)件的液壓同步提升技術(shù)是在國外首先發(fā)展起來的，在國際上有專門從事提升安裝的專業(yè)公司，他們也有多次在工程實(shí)際中應(yīng)用成功的實(shí)例，比如在赫爾辛基9000噸傘形水塔的提升，在日本大阪國際機(jī)場機(jī)庫建設(shè)和跨海棧橋工程施工都使用了液壓同步提升技術(shù)。

與發(fā)達(dá)國家相比，我國這項(xiàng)技術(shù)的水準(zhǔn)完全可以與他們相媲美，采用液壓同步提升可以降低工程的施工成本，并大大提高安全可靠性。高墩輥模施工工藝也屬于大型構(gòu)件的施工工程，所以，液壓同步提升技術(shù)在高墩輥模施工工藝中就有了其應(yīng)用前提。

1.2 發(fā)展方向

實(shí)現(xiàn)同步連續(xù)提升。液壓同步提升的傳統(tǒng)方式是間歇提升，通過對其動(dòng)作機(jī)理的改進(jìn)，同時(shí)在控制系統(tǒng)軟硬件方面也進(jìn)行改進(jìn)，提高液壓同步提升技術(shù)的安全性和工作效率，進(jìn)一步縮短施工周期。

2? 液壓同步提升技術(shù)在高墩輥模中的應(yīng)用原理

液壓同步提升技術(shù)的基礎(chǔ)是液壓提升器，其兩端的楔形錨具有單向自鎖作用，提升時(shí)上錨具夾緊鋼絞線，下錨具松開，主油缸伸出，上錨具頂上去，鋼絞線就被拉上去，重物就被提升上去。按照相反工作，就能實(shí)現(xiàn)重物下降，液壓提升過程的流程如圖1。當(dāng)液壓提升器啟動(dòng)時(shí)，重物就被一步一步向上移動(dòng)，直至到達(dá)需要的位置。液壓提升原理圖如圖1所示。

在提升過程中，除了要保證提升液壓缸的動(dòng)作同步之外，還必須保證各個(gè)提升吊點(diǎn)的位置同步。在提升過程中，主控計(jì)算機(jī)通過現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)反饋的信號(hào)，來確定液壓缸的位置和錨具的狀態(tài)，再?zèng)Q定提升液壓缸的下一步指令。在提升體系中，通常以其中一個(gè)提升吊點(diǎn)作為主吊點(diǎn)，其他提升吊點(diǎn)則以主吊點(diǎn)的位置作為參考進(jìn)行調(diào)節(jié)。主吊點(diǎn)決定整個(gè)提升系統(tǒng)的提升速度，操作人員可通過調(diào)整比例閥的流速來設(shè)定提升速度。

3? 高墩輥模中液壓同步提升技術(shù)的應(yīng)用評述

高墩輥模施工工藝是在傳統(tǒng)的高墩混凝土施工方法如支架法、翻模法、爬模法、滑模法等基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的，尤其是兼具翻模與滑模的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。在高墩輥模的提升系統(tǒng)中，千斤頂是主要構(gòu)件之一，通過對千斤頂集群的整體控制來實(shí)現(xiàn)輥模的同步提升。液壓同步提升技術(shù)應(yīng)用于輥模施工中，具有提升重量和提升高度不受限制、自動(dòng)化程度高、控制模式完備、起重/自重比大、安全可靠性好、適應(yīng)性、通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

4? 液壓同步提升技術(shù)在輥模中的應(yīng)用過程

液壓同步提升系統(tǒng)在整個(gè)輥模施工的過程中起到將模板循環(huán)往上提升的作用。通過在墩柱基礎(chǔ)預(yù)埋四根立柱（無縫鋼管）用來做輥模的定位和支撐，輥模外框吊掛在提升架上，提升架通過提升千斤頂（四個(gè)）與四根立柱連接，提升千斤頂以四根立柱為基礎(chǔ)支點(diǎn)帶動(dòng)輥模外框同步上升，四個(gè)提升千斤頂受控于提升控制電腦，保障輥模外框均勻、垂直的提升，從而保障成型的墩柱的垂直度。在輥模施工中，外框架的提升分三步進(jìn)行：

4.1 第一次外框架提升

在第一次混凝土澆筑完成12h后，進(jìn)行外框架的第一次提升，提升行程為70cm，并使千斤頂提升過程保持水平，確保四個(gè)壓力表壓力值處于規(guī)定范圍之內(nèi)。在輥?；?0cm，也就是一個(gè)提升行程后進(jìn)行調(diào)平，檢查模板與滾動(dòng)圓管之間是否殘留有混凝土渣或水泥漿，如果有，需及時(shí)進(jìn)行清除，以免對提升系統(tǒng)造成損傷。

4.2 第二次外框架提升

第二次混凝土澆筑完成后進(jìn)行外框架的第二次提升，提升高度15cm，并在提升完成后的1h內(nèi)完成鋼筋綁扎，之后立即進(jìn)行第三次混凝土的澆筑。

4.3 第三次外框架提升

提升高度為30cm，并在提升完成后的1h以內(nèi)完成鋼筋綁扎，之后立即進(jìn)行第四次混凝土澆筑。第三次外框架提升完成后，安排專人拆除、清理第一層模板并翻升至操作平臺(tái)上，同時(shí)進(jìn)行墩柱外表面清理、裝飾。

提升的動(dòng)力主要由液壓泵源系統(tǒng)提供。液壓系統(tǒng)是通過液壓泵將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，經(jīng)過各種控制閥和管路的傳遞，再把液體壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，從而控制構(gòu)件的升降。電機(jī)泵通過高壓油管分別與4個(gè)主頂和4個(gè)上、下夾持頂相連，給主頂和上下夾持頂提供液壓動(dòng)力，保證負(fù)荷提升與下降的操作能夠平穩(wěn)的進(jìn)行。同時(shí)提升系統(tǒng)還受到電氣系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制。電磁閥是液壓泵控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由PLC程序進(jìn)行控制，通過控制泵站的油流方向及油壓，從而控制構(gòu)件的升降。其中液壓提升器工作過程詳細(xì)步驟如圖2。

5? 結(jié)論

在輥模施工工藝中采用液壓提升技術(shù)，液壓設(shè)備多采用多點(diǎn)集群作業(yè)，各點(diǎn)的同步控制是液壓提升技術(shù)的關(guān)鍵。在提升過程中必須控制好如下幾點(diǎn)：

5.1 必須嚴(yán)格控制同步精度

由于各受力點(diǎn)處的剛度大小并不完全一樣，剛度大的點(diǎn)位位移變形量較小，剛度小的點(diǎn)位位移變形量則較大，為實(shí)現(xiàn)材料的平穩(wěn)提升，則應(yīng)控制好同步精度。

5.2 保證提升過程的穩(wěn)定

把液壓千斤頂改至鎖下部，使液壓鎖能可靠的鎖住油缸，且支撐桿自由段長度減少，能使整體模版更穩(wěn)定，同時(shí)進(jìn)一步的降低整個(gè)桁架高度，使工作空間更多，保證提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

5.3 保證每臺(tái)千斤頂?shù)莫?dú)立運(yùn)行

液壓泵的工作原理是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能，通過對液壓泵站的研究改進(jìn)，采用一泵帶4頂?shù)呐涮追绞?，并且使每臺(tái)千斤頂運(yùn)動(dòng)是獨(dú)立的，互不相干的。

在輥模施工中采用液壓同步提升技術(shù)，通過對吊點(diǎn)的設(shè)計(jì)、承重系統(tǒng)的配制、提升平臺(tái)、下吊點(diǎn)的構(gòu)造設(shè)計(jì)及同步策略的確定，實(shí)現(xiàn)了提升過程中吊點(diǎn)受載均勻、同速、位移同步的既定目標(biāo)，解決了提升系統(tǒng)連續(xù)性不足及提升系統(tǒng)不穩(wěn)定、安全性不夠的問題。

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