一種步履式多點連續頂推工藝的鋼箱梁頂推和糾偏方法與流程

本發明涉及一種步履式多點連續頂推工藝的鋼箱梁頂推和糾偏方法，屬于橋梁工程技術領域。

背景技術：

頂推滑移施工是一種橋梁、屋架、鋼結構等具有一定躊度的工程制作方式，如中國發明申請“步履式多點頂推施工方法”(申請號201210042810.4)，公開了如下內容：步履式多點頂推方案利用“頂”、“推”的兩個步驟交替進行，先通過支撐頂升油缸將整體鋼箱梁托起，再通過頂推油缸向前托送，然后將鋼箱梁置于臨時墩結構上。頂推油缸縮缸到底，繼續實現下一個循環，通過往復頂推步驟的循環，最終將鋼箱梁送到預定的位置，鋼箱梁在預置拼裝平臺上逐段焊接，用多點多臺頂推裝置中的千斤頂同步頂推。頂推裝置順橋向分別布置在各個臨時墩頂部，鋼箱梁設計成多段接合，按實際長度進行現場搭接，保證頂推過程中鋼導梁不因自重下墜，鋼箱梁或在工廠生產，運輸至施工現場，全部節段均從小里程側平臺拼裝，頂推，逐步頂推到位。

上述申請解決了橋梁、立交等工程施工中的主梁安全移動、快速就位的問題，采用集有頂升、平移、橫向調整于一體的步履式頂推設備，實現鋼箱梁的順橋向、橫橋向、上下豎向的移動或調整，但是在實際操作中，由于采用步履式頂推設備多點同步動作、鋼箱梁的連續頂推，會發生頂推設備不同步、鋼箱梁發生傾斜或出現橫向偏移超差的問題，阻礙頂推施工的高效、順利進行。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種步履式多點連續頂推工藝的鋼箱梁頂推和糾偏方法，解決現有技術中頂推設備不同步、鋼箱梁發生傾斜或出現橫向偏移超差的問題。

實現本發明目的所采用的技術方案為，一種步履式多點連續頂推工藝的鋼箱梁頂推和糾偏方法，包括設備安裝、豎向頂升控制、同步頂推控制和中軸線糾偏控制，具體內容為：

設備安裝：在各主墩兩側安裝臨時墩，在兩側的各臨時墩上均安裝步履式頂推設備，步履式頂推設備沿順橋向布置，在步履式頂推設備與鋼箱梁梁底之間鋪設鋼墊梁，在鋼箱梁與鋼墊梁之間安裝頂升位移傳感器，在主墩旁安裝液壓控制系統和電控系統；

豎向頂升控制：在鋼箱梁頂升和回落過程中，各步履式頂推設備的頂升千斤頂活塞統一動作，通過頂升位移傳感器檢測鋼箱梁的頂升高度，以其中一側的步履式頂推設備為基準，通過調整隨側步履式頂推設備的頂升高度，將兩側位移差控制在設定范圍內；

同步頂推控制：在鋼箱梁平移過程中，對于同一主墩，以其中一側的步履式頂推設備為主動點，其頂推千斤頂以一定速度伸缸，隨側步履式頂推設備為隨動點，隨動點與主動點的頂推千斤頂比較，通過調整隨動點的頂推千斤頂的頂推位移，將兩側位移量差控制在設定值以內；對于不同主墩，以其中一個主墩一側的步履式頂推設備為主動點，其他主墩同側的步履式頂推設備為隨動點，隨動點與主動點的頂推千斤頂比較，通過調整隨動點的頂推千斤頂的頂推位移，將同側各步履式頂推設備位移量差控制在設定值以內；

中軸線糾偏控制：在各主墩或臨時墩上安裝光電開關，在鋼箱梁的底板上將其中軸線用等寬度的帶顏色標識線示出，通過色差的檢測，從而實現對箱梁中軸線的檢測，在鋼箱梁平移過程中，若某個光電開關檢測不到中軸線，則向電控系統發出信號，通過電控系統趨動對應的步履式頂推設備的糾偏千斤頂動作，直到光電開關檢測到中軸線后停止動作，從而實現中軸線糾偏。

步履式頂推設備的各個頂升千斤頂的液壓控制回路上均安裝壓力傳感器，將壓力傳感器檢測到的頂升壓力值轉換為各受力點的支反力值，通過電控系統設定每個受力點的最高壓力以及同一主墩對應的各受力點之間的最大壓差，在豎向頂升控制過程中，若出現受力點的支反力值達到設定的最高壓力或同一主墩對應的各受力點之間的最大壓差大于設定最大壓差時，液壓控制系統和電控系統控制所有步履式頂推設備自動停機，并報警示意。

步履式頂推設備的各個頂升千斤頂和頂推千斤頂的液壓控制回路上均安裝壓力傳感器，將壓力傳感器檢測到的頂升壓力值轉換為各受力點的支反力值，根據支反力值設定頂推千斤頂的液壓控制回路的頂推油缸壓力，液壓控制系統和電控系統控制頂推油缸在設定的壓力下提供頂推力，通過電控系統設定每臺頂推油缸的最高壓力以及同一主墩對應的各頂推油缸之間的最大壓差，在鋼箱梁平移過程中，若出現頂推油缸的載荷達到設定的最高壓力或同一主墩對應的各臺頂推油缸的最大壓差大于設定值時，液壓控制系統和電控系統控制所有步履式頂推設備自動停機，并報警示意。

設定頂推千斤頂的液壓控制回路的頂推油缸壓力的具體內容為，根據支反力值計算步履式頂推設備與鋼箱梁之間的摩擦力，并將計算的摩擦力與頂推千斤頂液壓控制回路上安裝的油壓表的示值相驗證，根據摩擦力的大小調節各個頂推千斤頂的推力，使得油壓表的示值與計算的摩擦力相吻合，油壓表示值與計算的摩擦力相吻合時頂推千斤頂的油缸壓力即為設定的頂推油缸壓力。

鋼墊梁上安裝有傾角傳感器，設定每個傾角傳感器在順橋向與橫橋向的最大傾斜角度，在鋼箱梁頂推過程中，若出現傾角傳感器在順橋向和/或橫橋向的傾斜角度超出設定值，液壓控制系統和電控系統控制所有步履式頂推設備自動停機，并報警示意。

在鋼箱梁平移過程中，通過電控系統計算各個頂推千斤頂移動的總位移，將最大總位移量減去最小總位移量得出累計誤差，若累計誤差超出設定值則單獨調節總位移最小的頂推千斤頂以糾正誤差。

通過加筋板加固鋼箱梁兩側的中腹板，頂推過程中以鋼箱梁的兩側中腹板為主要受力部位。

在臨時墩墩頂布置分配梁，步履式頂推設備布置在分配梁上。

以同一主墩兩側臨時墩上的所有步履式頂推設備為分頂推單元，每個分頂推單元布置1臺液壓泵站和1套PLC分控制系統，各PLC分控制系統通過PLC集成主控制系統控制，PLC分控制系統和PLC集成主控制系統形成電控系統。

最后一次鋼箱梁頂推過程中，采用小行程點動頂推方法。

由上述技術方案可知，本發明在鋼箱梁頂升和回落過程中，主控臺除了控制集群頂升千斤頂的統一動作之外，還要通過位移傳感器檢測頂升的高度，保證每個主墩兩側頂升千斤頂的同步，以其中一側為基準，兩側位移差控制在設定范圍內，若跟隨側頂升高度較大，則減小該側比例閥的流量，反之，則增大該側比例閥的流量，通過豎向頂升控制可將同步精度控制在4mm之內。在鋼箱梁平移過程中，主控臺除了控制集群頂推千斤頂的統一動作之外，還可實現保證所有頂推千斤頂每行程的同步，對于同一主墩，以其中一側為主動點，其余為隨動點并與主動點比較，每各主動點與隨動點的位移量差控制在設定值以內，若哪臺頂伸缸較快，則減小相應的比例閥的流量，反之，則增大相應比例閥的流量，同墩兩側同步精度可控制在1mm之內；對于不同主墩，則以靠近始發端的主墩其中一側為主動點，其他主墩同側的頂推千斤頂與之比較，若哪臺頂伸缸較快，則減小相應的比例閥的流量，反之，則增大相應比例閥的流量，各墩之間的同步精度可控制在5mm之內，從而實現所有水平頂推頂的同步。

在鋼箱梁平移過程中，本發明通過在每個橋墩上安裝1～2個光電開關，在鋼箱梁的底板上將其中軸線用等寬度的帶顏色標識線(一般采用具有一定寬度的黑色標識線)示出，通過色差的檢測，從而實現對鋼箱梁中軸線的檢測，若哪個光電開關檢測不到中軸線，則判斷實際中軸線與設計中軸線出現偏差，光電開關發出一個信號趨動相應的糾偏千斤頂動作直到光電開關檢測到中軸線后停止動作，從而實現橫向糾偏，通過帶顏色標識線具化鋼箱梁的中軸線，將光電開關的色差檢測轉變為鋼箱梁中軸線的檢測，檢測成本低并且操作簡單，施工完成后去除該標識線即可，不會對鋼箱梁產生任何影響。

本發明的步履式頂推設備的兩個頂升千斤頂、一個頂推千斤頂和一個雙作用糾偏千斤頂的各液壓控制回路上均安裝壓力傳感器，頂升千斤頂對應的壓力傳感器用于監控受力點的荷載，正常情況下每個受力點的最高壓力及同一橋墩上各受力點之間的最大壓差應在計算范圍內，當出現壓力過高或壓差過大情況時則說明系統故障，此時系統會自動停機，并報警示意，通過壓力傳感器的設置保護頂推設備。

考慮到頂推過程中鋼箱梁的受力狀態與成橋時受力狀態完全不同，本發明的整個頂推過程的監控以支反力控制為主，標高控制為輔的原則進行，通過壓力傳感器檢測的支反力，根據該支點反力計算摩擦力并與頂推千斤頂液壓控制回路上安裝的油壓表相驗證，各墩頂推力的大小是根據摩阻力的大小進行調節，并通過油壓表來反應，通過實時檢測頂升支撐油缸的支反力，保證頂推油缸頂推力的實時精確性，完成推進一個行程之后，所有頂推油缸縮回至下一個行程的起點，隨后可以進行下一個行程的頂推，直到將鋼箱梁全部頂推到位，最后一次鋼箱梁頂推過程中，采用小行程點動頂推方法，以便糾偏及縱移到位。

本發明在整個頂推過程中貫穿進行平衡度的檢測及控制，通過在墊梁上安裝用于檢測鋼箱梁在順橋向和橫橋向的傾斜角度的傾角傳感器，若哪個傾角傳感器在順橋向和/或橫橋向方向的傾斜角度超出設定值，系統即停機報警，通過設定每個傾角傳感器在順橋向和橫橋向的最大傾斜角度，即可控制鋼箱梁的平衡度。

本發明在鋼箱梁平移過程中貫穿進行累積誤差的計算和控制，計算每個受力點水平頂推千斤頂移動的總位移，并用最大位移量減去最小位移量得出累計誤差，若累計誤差超出要求時則單獨調節某一側油缸動作以糾正誤差。

本發明通過加筋板加固鋼箱梁兩側的中腹板，頂推過程中以鋼箱梁的兩側中腹板為主要受力部位，以降低頂、底板的應力效應，確保鋼箱梁結構不受破壞；在臨時墩墩頂布置分配梁，步履式頂推設備布置在分配梁上，分配梁為步履式頂推設備的安裝及頂推施工提供平臺；步履式頂推設備與鋼箱梁梁底之間設鋼墊梁，以分散鋼箱梁梁底支反力。

與現有技術相比，本發明采用多點步履式頂推技術，多臺步履式頂推設備集中控制，同步進行施工加快了施工速度，確保了施工安全；在鋼箱梁頂升和回落過程中進行豎向頂升控制，在鋼箱梁平移過程中進行同步頂推控制和中軸線糾偏控制，在整個頂推過程中貫穿平衡度控制和累積誤差控制，采用壓力傳感器、位移傳感器和光電開關色差檢測實時監控檢測鋼箱梁頂推壓力和頂推過程中中軸線的偏差距離，保證施工順利進行。

附圖說明

圖1為本發明提供的鋼箱梁頂推和糾偏方法中臨時墩的布置圖。

圖2為本發明提供的鋼箱梁頂推和糾偏方法中臨時墩頂立面布置圖。

其中，1-臨時墩，2-中腹板，3-主墩，4-加筋板，5-鋼箱梁，6-分配梁，7-鋼墊梁，8-步履式頂推設備，9-頂升千斤頂，10-糾偏千斤頂，11-鋼墊塊，12-硬質橡膠塊。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細具體說明，本發明的內容不局限于以下實施例。

本發明提供的步履式多點連續頂推工藝的鋼箱梁頂推和糾偏方法，在鋼箱梁頂升和回落過程中進行豎向頂升控制，在鋼箱梁平移過程中進行同步頂推控制和中軸線糾偏控制，在整個頂推過程中貫穿平衡度控制和累積誤差控制，采用壓力傳感器、位移傳感器和光電開關色差檢測實時監控檢測鋼箱梁頂推壓力和頂推過程中中軸線的偏差距離，具體內容如下：

參見圖1和圖2，在各主墩3兩側安裝臨時墩1，在臨時墩墩頂布置分配梁6，在兩側的各臨時墩上均安裝步履式頂推設備8，步履式頂推設備沿順橋向布置、布置在分配梁6上，在分配梁6上、步履式頂推設備的兩側布置鋼墊塊11，鋼墊塊11上鋪裝硬質橡膠塊12，在步履式頂推設備8與鋼箱梁5梁底之間鋪設鋼墊梁7，在鋼箱梁與鋼墊梁之間安裝頂升位移傳感器；通過加筋板4加固鋼箱梁5兩側的中腹板2，頂推過程中步履式頂推設備的頂升千斤頂9作用于中腹板2處，以鋼箱梁5的兩側中腹板2為主要受力部位；步履式頂推設備的2個頂升千斤頂、1個頂推千斤頂和1個雙作用糾偏千斤頂10的各液壓控制回路上均安裝壓力傳感器，頂升千斤頂對應的壓力傳感器用于監控受力點(頂升千斤頂)的支反力；

以同一主墩兩側臨時墩上的所有步履式頂推設備為分頂推單元，每個分頂推單元布置1臺液壓泵站和1套PLC分控制系統，各PLC分控制系統通過PLC集成主控制系統控制，PLC分控制系統和PLC集成主控制系統形成電控系統，液壓控制系統和電控系統布置在主墩旁；

豎向頂升控制：

在鋼箱梁頂升和回落過程中，各步履式頂推設備的頂升千斤頂活塞統一動作，通過頂升位移傳感器檢測鋼箱梁的頂升高度，以其中一側的步履式頂推設備為基準，通過調整隨側步履式頂推設備的頂升高度，將兩側位移差控制在設定范圍內，可將同步精度控制在4mm之內；

由于每個受力點(豎向頂升千斤頂)均配置1個壓力傳感器用于監控每個受力點的荷載，壓力傳感器檢測到的頂升壓力值轉換為各受力點的支反力值，通過電控系統設定每個受力點的最高壓力以及同一主墩對應的各受力點之間的最大壓差，在豎向頂升控制過程中，若出現受力點的支反力值達到設定的最高壓力或同一主墩對應的各受力點之間的最大壓差大于設定最大壓差時，液壓控制系統和電控系統控制所有步履式頂推設備自動停機，并報警示意；

同步頂推控制：

在鋼箱梁平移過程中，對于同一主墩，以其中一側的步履式頂推設備為主動點，其頂推千斤頂以一定速度伸缸，隨側步履式頂推設備為隨動點，隨動點與主動點的頂推千斤頂比較，通過調整隨動點的頂推千斤頂的頂推位移，將兩側位移量差控制在設定值以內，同墩兩側同步精度可控制在1mm之內；對于不同主墩，以其中一個主墩一側的步履式頂推設備為主動點，其他主墩同側的步履式頂推設備為隨動點，隨動點與主動點的頂推千斤頂比較，通過調整隨動點的頂推千斤頂的頂推位移，將同側各步履式頂推設備位移量差控制在設定值以內，各墩之間的同步精度可控制在5mm之內；

由于每臺步履式頂推設備的頂推千斤頂配置一個用于監視載荷變化壓力傳感器，通過電控系統可設定每臺頂推千斤頂的最高壓力及以及同一主墩對應的各頂推油缸之間的最大壓差，根據支反力值計算步履式頂推設備與鋼箱梁之間的摩擦力，并將摩擦力與頂推千斤頂液壓控制回路上安裝的油壓表的示值相驗證，根據摩擦力的大小調節各個頂推千斤頂的推力，確保頂推千斤頂的推力與摩擦力相符，計算機通過監測每臺頂推千斤頂的載荷變化情況，準確地協調整個系統的載荷分配，在鋼箱梁平移過程中，若出現頂推油缸的載荷達到設定的最高壓力或同一主墩對應的各臺頂推油缸的最大壓差大于設定值時，液壓控制系統和電控系統控制所有步履式頂推設備自動停機，并報警示意；

中軸線糾偏控制：

在各主墩或臨時墩上安裝光電開關，在鋼箱梁的底板上將其中軸線用等寬度的帶顏色標識線示出，通過色差的檢測，從而實現對箱梁中軸線的檢測，在鋼箱梁平移過程中，若某個光電開關檢測不到中軸線，則向電控系統發出信號，通過電控系統趨動對應的步履式頂推設備的糾偏千斤頂動作，直到光電開關檢測到中軸線后停止動作，從而實現中軸線糾偏；

平衡度控制：

鋼墊梁上安裝有傾角傳感器，設定每個傾角傳感器順橋向與橫橋向的最大傾斜角度，在鋼箱梁頂推過程中，若出現傾角傳感器在順橋向和/或橫橋向的傾斜角度超出設定值，液壓控制系統和電控系統控制所有步履式頂推設備自動停機，并報警示意；

累計誤差控制：

在鋼箱梁平移過程中，通過電控系統計算各個頂推千斤頂移動的總位移，將最大總位移量減去最小總位移量得出累計誤差，若累計誤差超出設定值則單獨調節總位移最小的頂推千斤頂以糾正誤差，最后一次鋼箱梁頂推過程中，采用小行程點動頂推方法。