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液压同步顶升在弯梁纠偏及支座更换中的应用技巧

编辑:德州奥威特液压机械有限公司时间:2020-05-07

    近年来,弯梁桥在公路及城市道路中所占比例逐年增大,其在城市高架和互通式立交中的应用更为广泛。弯梁桥在承受竖向弯曲的同时,由于自身曲率的影响,必然产生扭转,扭转作用又将导致弯梁挠曲变形。如果设计和施工中对弯梁这种独特的受力体系认识不足,就易导致弯梁的偏移与扭转病害。液压同步顶升在弯梁纠偏及支座更换中如何应用呢?

    人行天桥液压同步顶升系统。为了避免“虚腿”现象,设计中采用在各支腿上安装压力传感器且各支腿运动只升不降的方法。液压同步顶升控制算法适应性强,与传统的手动液压顶升方式相比,工艺流程连续、控制方便、精度高,对同类工程作业具有较高的参考价值。

    人行天桥存在5.08m的高度限制,导致大件无法通过,车辆有时候被卡在桥下,给大件的运输带来极大的不便。本文综合应用机电液一体化技术,对天桥液压同步顶升系统进行了设计。桥梁重量为45t,要求把桥面同步顶升4.2m,在全行程中,能够在任意位置可靠地停机锁定,桥面四角要平稳同步顶升和回落。控制精度分俯仰和横滚两个方向的设置,俯仰(横滚)控制精度定位在,超过该控制精度开始纠偏。系统组成液压同步顶升控制系统由检测装置、执行机构、控制部分和通信部分组成,其控制原理框图控制系统框图检测装置:为双轴倾角传感器、压力和位移传感器,其检测值是控制系统进行调节控制的依据,其检测精度的高低直接决定了系统的控制精度。采用双轴倾角传感器的好处就是调节的水平精度只与系统本身有关,而不会因为基础的变形而发生改变。压力传感器的作用是为了避免“虚腿”问题,同时可以在系统压力异常时(如发生机械卡死或者结构明显“较劲”时),发出报警信号或者通过控制使系统停止工作,以防止结构破坏或者安全事故的发生。控制部分:是整个系统的核心组成部分,采用PLC结合上位机的形式。考虑到本系统的具体情况,选用S7-300系列中的故障安全型CPU:317F-2DP。执行机构:采用4个带有平衡阀的液压缸,将其对称布置在桥面下的四个位置,由相应的比例方向阀控制,通过控制液压缸的上升速度实现桥面的顶升和调平。通信部分:主要负责PLC与检测部分、PLC与执行部分、PLC与上位机之间的通信工作。

    液压系统设计2.1泵站的布置理论和实践证明,管道特性会对液压系统动静态特性产生很大的影响,如响应滞后、系统振动、压力损失等。经仿真分析,由于液压源与控制阀间存在的长管道的影响,系统有较大压力损失,且随着管道长度的增加,液压源与控制阀口间的压力损失也越大,系统响应时间也越长。因此,在工程实践中尽量缩短管道长度以减轻管道效应。

    液压同步顶升的顶升支点多,经过计算机控制后,相邻顶升点间的位移差可精确控制在结构允许的变形值之内。顶升测点位移与应力经监测系统反馈回计算机,分析处理后可以对桥梁整体姿态进行调整,使纠偏工作按照预定要求完成。该顶升系统在国外预制梁的架设和移位中应用较多,在弯梁顶升纠扭与支座更换中应用尚不常见[2]。本文以某工程实例为背景,在定性分析桥梁病害的基础上,将对液压同步顶升的顶升系统、顶升方案、施工监控以及纠偏效果进行详细介绍和分析。1背景工程及病害概况背景桥梁为三跨的混凝土箱型弯梁桥。桥墩依次编号为1、2、3、4号,固定支座设置在3号墩下,图1中,SX为双向支座,DX为单向支座,GD为固定支座。桥经过一段时间的使用后,出现了一系列问题,具体的病害包含以下3个方面

    梁体偏移。箱梁以1号墩下支座为基点向内侧偏移旋转,在2号墩处位移3.0cm,在3号墩处位移7.4cm,在4号墩处位移10.6cm。

    支座破坏。因上部结构位移较大,箱梁扭转,内侧单向限位支座被拉裂,滑动支座位移过大(四氟板滑出),外侧支座在梁发生位移以后,被不平衡的偏心压力压坏。

    附属设施破坏。此桥与其他联桥梁交界处的护栏与伸缩缝因变形不一致而产生破坏,该破坏主要是由于梁体结构错位导致的。

    修复方案确定及顶升纠偏系统组成单点顶升与同步顶升修复方案比选根据顶升施工时采用的千斤顶的数目可以将顶升分为单点顶升和多点顶升(同步提升)。单点顶升易于控制、顶升量小、顶升控制风险小、同时造价低廉,但单点顶升中顶升力集中对梁体伤害大,顶升线型不易控制,实际采用效果一般。针对梁体偏位的纠偏以及桥梁支座更换时一般都采用多点顶升,整体联梁同步顶升,以利彻底解决所有病害,但施工时应采用较多的措施,保证梁体在自由状态时的稳定与安全,且造价较高。定量分析由于同步顶升在结构中产生的内力较小,因此本次分析不利的单点顶升工况。采用空间建模分析受力情况,通过支座处施加强迫位移来模拟,即分纵向不平衡顶升及横向不平衡顶升两种工况计算,具体过程及结果如下:桥梁纵向不平衡顶升模拟为给予1号、3号墩一个不平衡的5mm的强迫位移,分析得到3号墩强迫位移造成的单元应力较大,应力沿纵向变化。可知,纵向不平衡顶升造成的桥梁拉应力为0.85MPa。桥梁横向不平衡顶升模拟为给予1号、2号、3号墩中间支座5mm强制位移,分析得到2号墩中支座强迫位移造成梁体所受拉应力较大,拉应力为1.31MPa,整体受力。纵向不平衡顶升造成的应力横向不平衡顶升造成的应力综上,当顶升点过少、不同顶升点之间位移偏差过大都会使桥梁结构产生拉应力,造成桥梁二次损坏。

    以上便是小编整理的液压同步顶升在弯梁纠偏及支座更换中应用的相关资料,如有任何需要请随时拨打我公司24小时服务热线,感谢您的阅读。