桥梁同步顶升技术应用与探讨.docx

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桥梁同步顶升技术应用与探讨

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【摘要】：结合潭耒高速公路提质改造桥梁同步顶升实例,介绍了PLC液压同步顶升技术在桥梁顶升工程中的具体应用及顶升过程中的一些关键问题,说明桥梁同步顶升技术可以应用于既有线路改造。此项技术不单能解决桥梁净空不足的问题，还能消除路面加铺与桥面铺装结构厚度差，从而实现改造加铺后路面与桥面纵断面平顺衔接。在高速公路改造中采用桥梁同步顶升技术可大大节约投资，避免资源浪费，延长桥梁使用寿命，有效缩短施工周期，降低对环境的污染。对同类工程中应用此项技术时有较高的参考价值。【关键词】：同步顶升桥梁顶升顶升原理PLC系统控制重点

一、前言

随着公路运输的高速发展,原来建设的高速公路由于一些原因,已不能满足现在的行车要求,这样就需要对一些高速公路进行改造。其中跨越高速公路的桥梁改造和高速公路线路上的桥梁改造无疑是改造中的一大难点,因路面加铺后由于净空的不足,许多的桥梁都有被超高车辆刮擦的危险,危及桥梁的安全,采用桥梁同步顶升技术则是解决这一难题的较好方法。同时桥梁同步顶升技术也能消除改造中路面加铺与桥面铺装结构厚度差，从而实现路面与桥面纵断面平顺衔接。二、工程概况

湖南省湘潭至耒阳高速公路是国家高速公路网首都放射线中的第四条—京港澳国家高速公路湖南境内的一段，起于长潭高速公路终点马家河互通式立交，止于京港澳高速公路耒阳至宜章段起点，主线全长168.848公里，设计路基宽度28米，设计时速为120km/h，桥涵设计荷载：汽车-超20，挂车-120。1997年7月开建，2000年12月建成通车。

潭耒高速通车以来，由于重载车辆过多，超载现象严重，全线路面损伤严重，包括桥梁、涵洞等都出现了病害状况，已不能满足畅通、安全的通行需要。为更好地发挥京港澳高速公路南北运输主通道优势，2011年11月，湖南省发改委同意潭耒高速在原有道路基础上进行改造。湖南省交通规划勘察设计院完成京港澳国家高速公路（G4）湘潭至耒阳段提质改造工程一阶段施工图勘察设计。采用PLC液压同步顶升系统顶升桥梁63座（主线桥梁61座，互通桥1座，跨线天桥2座）。

三、PLC控制系统及其工作原理

1、同步系统组成

PLC液压同步控制系统由液压系统（油泵、油缸等）、检测传感器、计算机控制系统等几个部分组成。

液压系统由计算机控制，可以全自动完成同步位移，实现力和位移控制、操作闭锁、过程显示、故障报警等多种功能。

2、系统特点

该系统具有以下优点和特点：

具有友好Windows用户界面的计算机控制系统；

整体安全可靠，功能齐全。

软件功能：位移误差的控制；行程控制；负载压力控制；紧急停止功能；误操作自动保护等。

硬件功能：油缸液控单向阀可防止任何形式的系统及管路失压，从而保证负载有效支撑；

所有油缸既可同时操作，也可单独操作；

同步控制点数量可根据需要设置，适用于大体积建筑物或构件的同步位移。

图4-1PLC控制液压同步顶升系统

3、主要技术指标

（1）、一般要求

液压系统工作压力：31.5MPa

尖峰压力：35.0MPa

工作介质：ISOVG46#抗磨液压油

介质清洁度：NAS9级

供电电源电压：380VAG；50HZ；三相四线制

功率：65KW（MAX）

运转率：24小时连续工作制

（2）、顶升装置

顶升缸推力：200T

顶升缸行程：140mm

偏载能力：5°

顶升缸最小高度：395mm

分布：共36个顶升缸，分4组

最大顶升速度：10mm/min

组内顶升缸控制形式：压力闭环控制

压力控制精度≤5%

组与组间控制形式：位置闭环控制

同步精度±5.0mm

（3）、操纵与检测

常用操纵：按钮方式

人机界面：电脑屏幕显示

位移检测：光栅尺

分辨率：0.02mm

压力检测：压力传感器

精度0.5%

压力位移参数自动记录。

4、顶升液压系统工作原理

图4-2是顶升系统的组成示意图。顶升施工的第一步是桥梁的称重，通过调节溢流阀的油压，从低到高缓慢地调节系统的油压，使桥梁抬升。当桥梁与盖梁刚发生分离时，液压缸的推力，就是桥梁在这一点的重量值。称出桥梁的各顶升点的荷重，并把溢流阀的手轮固定，便可转入闭环顶升，依靠位置闭环，桥梁可以高精度地按控制指令被升降或悬停在任何位置。

图4-2顶升系统组成示意图

5、顶升系统控制原理

如图4-2所示，本顶升系统以位移作为主要控制参数。在每个千斤顶旁安装位移传感器作精密位置测量，选定一个千斤顶作为基准，其他千斤顶活塞的位移与基准顶进行比较，确保每个千斤顶活塞的位移与基准顶之间的位移差不超过设定值，一旦测量位置与指令位置存在偏差，便会产生误差信号，该信号使该