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1、精选优质文档-倾情为你奉上武汉绕城公路K94+718.5分离式立体交叉桥整体顶升施工组织设计上海天演建筑物移位工程有限公司同济大学建筑物移位技术研究中心二九年八月专心-专注-专业目录第一章 概述1.1 工程概况武汉绕城公路K94+718.5分离式立体交叉桥为下承式系杆拱桥，跨径组合为8.8m+35m+8.8m，桥面宽5.2m，桥面面积273.5m2，梁体连续。整体桥型如下图：桥梁结构图 由于桥下净空高度不够，梁底经常受到重型车辆的刮擦，梁底混凝土局部损坏，严重处已造成钢筋外露，有三个系杆固结块被刮掉，造成系杆承载情况发生较大变化，这些严重影响了行车安全及该系杆拱桥的使用寿命。考虑到改造成本及工
2、期的问题，决定采用整体顶升的办法实施改造，顶升高度为40cm。梁底混凝土损伤及系杆固结块缺失图片缺失系杆固结块位置根据业主提供的该桥的施工图，计算上部结构的总的荷载约为6000KN，两端桥台处每个支座处的荷载为200KN，中间桥墩处每个支座处的荷载为1300KN。1.2 改造内容1、整体顶升40cm；2、更换固结块缺失的3根系杆。1.3本工程的施工特点和难点1、系杆拱桥、桥面连续，受力复杂，对顶升同步要求较高；2、跨径不同，荷载分布不均匀，整体顶升对设备的要求较高；3、系杆更换操作平台较高，风险较大第二章 顶升方案确定2.1 系杆更换从现场考察的情况看，缺失固结块的系杆已经卸载，先更换系杆可以
3、使纵梁、拱肋受力更加均匀，更加接近最初设计状态。在需要更换系杆的部位所对应的桥下路面上构筑顶升反力基础，安装顶升千斤顶，主动加压卸载，更换系杆，落梁。2.2 顶升方案0、3号桥台处，在原桥台部位植筋浇注钢筋混凝土平台，作为顶升反力基础。考虑到台身均是片石混凝土结构，强度较低，新浇注钢筋混凝土结构一直向下延伸到下面承台顶面。1、2号桥墩处，由于原承台面积较大，利用原承台作为顶升反力基础，在原承台上安装临时钢支撑。为了保证临时钢支撑安装垂直度，在原承台顶面植筋浇注临时混凝土平台。为了保证任何形式的千斤顶突然失压，在每台千斤顶旁边安装一台随动设备。为了保证顶升到位后垫石接高的施工顺利进行，暂定顶升高
4、度为45cm，垫石接高混凝土达到强度后落梁。第三章 总体施工方案3.1 编制依据（1）建筑物位移纠倾增层改造技术规范（CECS225:2007）；（2）公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）；（3）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）；（4）公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007）；（5）钢结构设计规范（GB50017-2003）；（6）钢筋机械连接通用技术规程（JGJ 107-2003）；（7）该桥原设计图纸；（8）现场考察情况；（9）上海音乐厅顶升平移工程、济南燕山立交顶升工程、湖州市岂风大桥顶升、天津海河狮子林桥、天津海河北安桥、莘
5、奉金高速公路（A4高速）颛兴路跨线钢桥顶升、上海（A5一期）吴淞江大桥顶升工程等数十座桥梁的顶升经验。3.2 编制原则（1）遵照国家现行的技术规范和标准；（2）充分发挥我公司专业优势，做到依靠科技，精心组织，合理安排，做到施工方案最优化，确保顶升过程中结构的稳定和安全； （3）合理优化施工方案，尽量缩短工期；（4）坚持科学态度，积极创新；采用新工艺、新方法，确保工程安全，减少工程实施对交通和环境的影响。在编制过程中，通过方案比选，推出能比较实际解决当前桥梁顶升的总体方案，并侧重工程的可实施性。3.3整体顶升该桥为三跨连续梁，经计算共布置24台千斤顶，其中，桥台处各布置4台100吨顶升千斤顶，中
6、间桥墩处各布置8台200吨顶升千斤顶。 每台千斤顶旁边布置一台随动设备，共布置24台。根据该桥结构形式，为确保桥梁上部结构安全，设置控制点8个，并投入4套同步顶升设备。3.4施工进度计划及工期保证措施3.4.1人员组织施工高峰期计划安排劳力30人，其中电焊工2人，架子工3人，顶升操作工15人，泵站操作组5人，其它工种5人，必要时各作业班组进行调配3.4.2交通组织跟换系杆期间，桥下高速单幅两车道全部封闭；顶升期间，双向各封闭一个车道。3.4.3用电计划 高峰期计划用电50kw，自备发电机发电，为确保工程顺利进行，现场配备两台50kw发电机，其中一台为备用。3.4.4施工组织机构设置（如下图）高
7、级顾问组项目经理：张运军副经理：蓝志谦总工程师：张志军束学智技术负责班国峰施工负责杨吾松机械动力郝振杰工程材料张红榜顶推班兰义波机械班张广德混凝土班张社强切割班朱国旺液压班高波测量班王国强杂工班 3.4.5工期保证措施为确保工期，施工中拟采取如下措施：整个工程同步进行施工，合理安排工期，改善工序衔接关系，保证总工期。认真做好生产作业计划，及时调整机械及人员的力量，加强动态管理，把施工任务落实到班组。根据工程特点，合理地组织工程必须的施工人员及施工机械，满足工程施工需要，并做好人力、材料、设备、机械的后勤保证工作。每天检查工程进展情况，并对照计划及调整，做到落实。为了保证进度，节假日合理安排，使
8、工作有连续性。3.4.6主要工程设备序号设备名称型号规格单位数量1PLC控制系统操作台Enerpac套12液压泵站SDT-SPID 16套43200吨千斤顶行程100mm台164100吨千斤顶行程100mm台85随动装置行程140mm台246发电机50kw台17光栅尺SPRS-5套88静力切割设备HILTI LP-32/TS32套19植筋工具套210钢筋探测仪台211百分表机械式1212水准仪S2113经纬仪FOF-J2-1台114水平仪DSZ31天数工程项目102030405060708090桥台及连接墩基础处理顶升准备顶升作业墩柱加高施工收尾工作3.4.7施工进度计划 见详细施工进度安排第
9、四章 关键工序施工4.1更换吊杆4.1.1吊杆准备吊杆采用同设计采用的规格：直径D=32mm的精轧螺纹钢，YGM锚头，精轧螺纹钢设计强度，长度同原设计长度：3#杆长6.320m，4#杆长7.201m。4.1.2反力基础卸载顶升点靠近梁底锚头防护罩靠桥面中心线一侧。搭设临时反力基础前采用铅垂的方法精确防线，以免偏载。采用方木在下穿高速公路路面上搭设临时承台作为更换吊杆的临时反力基础。如图4-1图4-1 临时反力基础 用方木搭设反力基础时要注意其平整度，有必要的话采用薄钢板调整，以保证钢支撑的垂直度。在临时反力基础顶部放置一块厚钢板，使整个基础受力更加均匀。4.1.3临时支撑 采用精加工50012
10、mm钢管作为临时支撑。钢管上下两端焊接厚为20mm的法兰，便于两节之间的连接。4.1.5顶升卸载 反力基础反力基础、钢支撑搭设完毕以后便可以实施主动加压卸载。顶升时通过控制泵站油压控制顶升力的大小，在梁底安装百分表、在桥面上采用精密水准仪严密观测顶升卸载过程中桥面标高的变化量，保证梁体不会发生局部破坏、桥面不开裂。4.1.6原吊杆拆除原吊杆拆除及新吊杆安装操作平台较高，采用脚手架搭设作业平台。脚手架搭设的质量直接关系到工作人员的安全，所以必须完全按照工作脚手架搭设的要求进行施工。脚手架从路面开始搭设，上部与拱肋拉结，以保证其整体稳定性。采用人工凿除的方法凿除更换吊杆拱肋上锚孔混凝土，保证不对拱
11、肋结构造成破坏，且人工凿除容易避免凿除混凝土碎屑溅落到车道上。为保证凿除混凝土碎屑溅落到行车道上，在脚手架上相应位置设置保护网。脚手架搭设如图4-2所示图4-2 脚手架搭设示意图 由于脚手架内侧车道照常通行，为保证施工期间作业人员的安全，一定要做好交通组织工作，且脚手架内侧施工红线处放置明显的交通指示牌，以防行驶车辆对脚手架的刮擦。锚孔混凝土凿除以后，将需要更换的锚杆由下往上抽出，在此过程中要控制好速度及吊杆的垂直度，以免对不锈钢套管造成损伤。4.1.7吊杆安装新吊杆从拱肋上段锚孔向下插入，安装前拧好上部螺母。按设计要求拧紧下部梁底锚固螺母后，逐渐卸载，使荷载转移到吊杆上来。卸载后用细石混凝土
12、浇筑拱肋上方锚孔。安装新吊杆过程中要保证吊杆的垂直度及下落速度，以免对不锈钢套管造成损伤。4.2顶升托架体系托架体系由支撑杆、临时垫块以及连系杆等组成。每个墩柱顶升支撑的主体采用精加工50012mm钢管作为支撑杆。钢管上下两端焊接厚为20mm的法兰，侧面焊有连接用构件。每根钢管支撑下部通过植入M20锚栓与临时反力承台连接。该桥中间墩柱高度较大（6.32m），钢支撑的垂直度较为关键。为了保证钢支撑安装的垂直度，安装钢支撑前在原承台上浇注临时承载平台。图4-3 临时承台示意图为了保证新旧混凝土更好的粘结，采取以下两个措施：1、在原承台上植筋（如图4-4）；2、对新旧混凝土接触面进行凿毛。图4-4
13、原承台植筋示意图植筋施工工艺流程施工放线钢筋处理注胶植筋检测清孔钻孔钻孔4.3 钢筋混凝土牛腿浇注按千斤顶布置的位置，在两侧桥台立面上浇注钢筋混凝土作为该处的顶升反力基础。钢筋混凝土牛腿示意图如下：0#桥台牛腿示意图0#桥台牛腿示意图图4-5 牛腿安装示意图4.4限位施工由于千斤顶安装的垂直误差及顶升过程中其它不利因素的影响，在顶升过程中可能会出现微小的水平位移，为避免出现此类情况，需设置平面限位装置，限制纵横向可能发生的位移。该工程中，顶升前台背接高，待新接高部分混凝土达到强度后，在梁端及新接高台背上植入锚栓安装钢牛腿，做纵向限位；在中间柱端侧面植入锚栓，锚固刚牛腿，焊接型钢，做横向限位。每
14、侧安装两套限位装置。示意图如下：横向钢牛腿-型钢限位 纵向钢牛腿牛腿限位图4-6 限位安装示意图4.5控制系统在采用传统的顶升工艺时，往往由于荷载的差异和设备的局限，无法根本消除油缸不同步对顶升构件造成的附加应力从而引起构件失效，具有极大的安全隐患。我公司采用的PLC液压同步顶升技术，从根本上解决了这一长期困扰移位工程界的技术难题，填补了我国在该领域的一项空白，且已达到国际先进水平。PLC控制液压同步顶升是一种力和位移综合控制的顶升方法，这种力和位移综合控制方法，建立在力和位移双闭环的控制基础上。由液压千斤顶，精确地按照桥梁的实际荷重，平稳地顶举桥梁，使顶升过程中桥梁受到的附加应力下降至最低，
15、同时液压千斤顶根据分布位置分组，与相应的位移传感器（光栅尺）组成位置闭环，以便控制桥梁顶升的位移和姿态，同步精度为2.0mm，这样就可以很好的保证顶升过程的同步性，确保顶升时梁体结构安全。PLC控制系统性能及先进性详见第五章介绍。4.6液压系统4.6.1 千斤顶布置千斤顶位置应考虑顶升到位后墩柱及台帽连接时模板安装所需的施工空间，同时考虑顶升时千斤顶的受力状况，避免承台发生剪切破坏。根据液压控制系统的性能，为便于顶升精度的控制，把每个墩柱或每个桥台处的千斤顶分为一组，每组配备一把光栅尺，光栅尺安装在墩柱位置,以便更好的监测顶升姿态。根据力及位移信号，由主控室的PLC控制整个顶升过程。顶升液压缸
16、由泵站控制，通过安装在墩柱两侧的光栅尺监测顶升姿态。根据力及位移信号，由主控室的PLC控制整个顶升过程。该工程中千斤顶的布置如下图所示：图4-7 千斤顶布置示意图4.6.2 千斤顶安装千斤顶安装时应保证千斤顶的轴线垂直。以免因千斤顶安装倾斜在顶升过程中产生水平分力。如果梁底混凝土面不平整或有一定的倾斜度，先用砂浆找平，再安装千斤顶。千斤顶安装示意图如下：图4-6 千斤顶安装示意图千斤顶的上下均设置钢垫板以分散集中力，保证结构不受损坏。4.7钢支撑4.7.1专用垫块顶升专用临时钢垫块用在千斤顶与临时支撑之间。临时钢垫块与顶升托架体系的钢管相对应，也采用50012mm钢管，两端焊接厚为20mm的法
17、兰。每个临时支撑顶部均配置一对楔块和薄厚不一的钢板，以满足不同顶升高度的要求。为避免顶升过程中支撑失稳，钢垫块间通过法兰连接（如图4-7）。 图4-7 类似工程的支撑体系钢垫块共有、四种类型，为适应千斤顶的顶升行程，钢垫块的高度分别为100mm、200mm（见图4-8）。图4-8 垫块示意图临时垫块间均用螺栓进行连接。保证支撑结构有良好的整体性。4.7.2钢支撑安装每根钢管支撑下部通过植入M20锚栓与原承台连接。考虑到顶升到位后柱子的接高施工问题，钢支撑安装时钢支撑与柱子间要留出足够的空间，以免给后面的施工造成麻烦。整个钢支撑体系通过角钢作为水平连系杆及剪刀撑连成一个格构柱（见图4-9），形成
18、水平稳定体系，确保施工安全。图4-9 钢支撑间加设缀条示意图图4-11 钢支撑加固照片4.8切割采用新型无震动直线切割设备对固结墩柱进行切割。图4-10 切割图片4.9顶升准备4.9.1顶升系统可靠性检验a、 元件的可靠性检验：元件的质量是系统质量的基础，为确保元件可靠，本系统选用的元件均为Enerpac的优质产品或国际品牌产品。在正式实施顶升前，将以70-90%的顶升力在现场保压5小时，再次确认密封的可靠性。b、 系统的可靠性：液压系统在运抵现场前进行31.5MPa满荷载试验24小时，进行031.5MPa循环试验，使系统无故障无泄漏。c、 液压油的清洁度：液压油的清洁度是系统可靠的保证，本系
19、统的设计和装配工艺，除严格按照污染控制的设计准则和工艺要求进行外，连接软管在进行严格冲洗，封口后移至现场，现场安装完毕进行空载运行，以排除现场装配过程中，可能意外混入的污垢。系统的清洁度应达到NAS9级。d、 力闭环的稳定性：所谓力闭环就是当系统设定好一定的力后，力的误差在5%内，当力超过此范围后，系统自动调整到设定值的范围；力闭环是本系统的基础，力闭环的调试利用死点加压，逐台进行。e、 位置闭环的稳定性：所谓位置闭环就是当系统给光栅尺设定顶升高度后，当顶升高度超过此高度系统自动降至此高度，当顶升高度低于此高度系统自动升至此高度，保证系统顶升的安全性与同步性。4.9.2成立顶升工程现场领导组现
20、场指挥组设总指挥1名，全面负责现场指挥作业。指挥组下设4个职能小组：分别是监测组、控制组、液压组和作业组，负责相关的工作，各职能小组设组长一名，与总指挥、副总指挥共同组成现场指挥组各职能小组的功能分别是：a、监测组：负责监测桥梁的整个运动轨迹、整体姿态等，定期将监测结果汇总后报现场总指挥，当出现异常情况或监测结果超出报警值时，则应及时向总指挥汇报，并提出建议。b、控制组：根据总指挥的命令对液压系统发出启动、顶升或停止等操作指令。对于启动、顶升或停止指令，只听从总指挥的指令，当出现异常情况需紧急停止时，应在得到信息的第一时间对系统发出停止指令，而不管这一信息是否自总指挥发出。c、液压组：负责整个
21、液压系统的安装与形成，维护与保养，检查与维修等。根据总指挥的要求调整液压元件的设置。d、作业组：负责顶升期间的劳力配置，在顶升的整个过程中提供劳务作业。其工作内容包括施工准备时的场地清理、顶升时的垫铁安装等。各职能小组受总指挥统一指挥，向总指挥汇报工作，总指挥汇总领导组其它成员的意见后做出决策，并由总指挥向各职能小组发出指令，进入下一道工序工作；4.9.3人员培训所有参与顶升的施工人员都进行工作的严格分工，在进入现场前进行充分的培训；4.9.4顶升控制区域划分及液压系统布置控制点的划分原则为顶升过程安全可靠，特别着重同步性和桥体的姿态控制。控制区域设置光栅尺控制位移的同步性，根据桥梁的结构，位
22、移同步精度控制在2mm。位移传感器与中央控制器相连形成位移的闭环控制从而实现顶升过程中位移的精确控制。光栅尺尺体固定于立柱侧面上端梁体上，读数头固定于立柱上端面。光栅尺量程为1200mm。4.9.5泵站安装顶升泵站4台，尽量使千斤顶油管长度经济合理。4.9.6顶升系统结构部分检查a、千斤顶安装是否垂直牢固；b、顶升支架安装是否牢固；c、限位结构安装是否牢固，限位值设值大小是否符合要求；d、影响顶升的设施是否已全部拆除;e、主体结构与其它结构的连接是否已全部去除。4.9.7 顶升系统调试调试的主要内容包括：a、液压系统检查 油缸安装牢固正确； 泵站与油缸之间的油管连接必须正确、可靠； 油箱液面，
23、应达到规定高度； 备用2桶液压油，加油必须经过滤油机； 液压系统运行是否正常，油路有无堵塞或泄漏； 液压油是否需要通过空载运行过滤清洁；b、控制系统检查 系统安装就位并已调试完毕； 各路电源，其接线、容量和安全性都应符合规定： 控制装置接线、安装必须正确无误； 应保证数据通讯线路正确无误； PLC控制系统运行是否正常，液压系统对控制指令反应是否灵敏； 各传感器系统，保证信号正确传输； 系统能否升降自如； 光栅尺的工作情况； 各种阀的工作状况是否正常，是否需要更换；c、 监测系统检查 百分表安装牢固、正确，没有遗漏； 信号传输无误；d、初值的设定与读取 系统初始加载由液压工程师会同土建工程师共同
24、确定并报总指挥，最终由系统操作员输入PLC； 读取控制系统力传感器和位移传感器初值或将其归零；4.9.8 交验点的确定在每个交接墩处的桥面上取3个监测点，两点在桥面两侧，一点在中线上，分别用于监测顶升过程中桥梁的标高及中线位置变化，并作为顶升结束后的交验点。顶升前应测得标高点初始值，以便顶升完成后进行复核。4.10称重4.10.1 保压试验a、油缸、油管、泵站操纵台、监测仪等安装完毕检查无误；b、按计算荷载的7090加压，进行油缸的保压试验5小时；c、检查整个系统的工作情况，油路情况；4.10.2 称重a、为保证顶升过程的同步进行，在顶升前应测定每个顶升点处的实际荷载b、称重时依据计算顶升荷载
25、，采用逐级加载的方式进行，在一定的顶升高度内（110mm），通过反复调整各组的油压，可以设定一组顶升油压值，使每个顶点的顶升压力与其上部荷载基本平衡。c、为观察顶升处是否脱离，需用百分表测定其行程。d、将每点的实测值与理论计算值比较，计算其差异量，由液压工程师和结构工程师共同分析原因，最终由领导组确定该点实测值能否作为顶升时的基准值。如差异较大，将作相应调整。4.11 试顶升为了观察和考核整个顶升施工系统的工作状态以及对称重结果的校核，在正式顶升之前，应进行试顶升，试顶升高度10mm。试顶升结束后，提供整体姿态、结构位移等情况，为正式顶升提供依据4.12正式顶升试顶升后，观察若无问题，便进行正
26、式顶升，千斤顶最大行程为140mm，每一顶升标准行程为100mm，最大顶升速度10mm/min。4.12.1 顶升总流程 ：见图4-10。4.12.2 正式顶升，须按下列程序进行，并作好记录：操作：按预设荷载进行加载和顶升；观察：各个观察点应及时反映测量情况。测量：各个测量点应认真做好测量工作，及时反映测量数据；校核：数据报送至现场领导组，比较实测数据与理论数据的差异；分析：若有数据偏差，有关各方应认真分析并及时进行调整。决策：认可当前工作状态，并决策下一步操作。4.12.3 顶升注意事项a、每次顶升的高度应稍高于垫块厚度，能满足垫块安装的要求即可，不宜超出垫块厚度较多，以避免负载下降的风险;
27、b、顶升关系到主体结构的安全，各方要密切配合；c、顶升过程中，应加强巡视工作，应指定专人观察整个系统的工作情况。若有异常，直接通知指挥控制中心；d、结构顶升空间内不得有障碍物；e、顶升过程中，未经许可非作业人员不得擅自进入施工现场。4.12.4 顶升过程控制整个顶升过程应保持光栅尺的位置同步误差小于2mm，一旦位置误差大于2 mm或任何一缸的压力误差大于5%，控制系统立即关闭液控单向阀，以确保梁体安全。每一轮顶升完成后，对计算机显示的各油缸的位移和千斤顶的压力情况，随时整理分析，如有异常，及时处理。主梁顶升并固定完成后，测量各标高观测点的标高值，计算各观测点的抬升高度，作为工程竣工验收资料。
28、固定临时支撑柱加高加固是是全过程支墩保护 顶升准备设定一次行程同步顶升同步顶升系统配套测试监测系统配套测试安装临时支撑油缸缩缸油缸下加垫块重复顶升、缩缸等过程否否全过程实时监测拆除临时支撑是否到达行程是否到达预定施工所需的高度图4-10 施工总流程图4.13墩柱、台帽接高顶升施工完成后,即可进行墩柱及台帽接高工作。4.13.1 墩柱接高本着在满足受力和规范要求的前提下尽量考虑施工方便的原则，中间墩柱的接高方案设计如下：(1)钢筋施工根据设计图纸,立柱加高部分采用与原立柱同规格等数量的竖向主筋和箍筋。A、露筋:凿除原墩柱顶端的混凝土，使其竖向主筋全部外露；B、接筋:接高部分主筋弯成形，与原外露主
29、筋焊接，搭接长度满足规范技术要求；(2)模板施工模板施工要规范，保证接高部分与原墩柱部分外形一致，改造以后不影响墩柱的美观。模板的高度要精确无误，保证梁底标高的调整真正符合设计要求，保证梁体整体形态不变，避免产生过大的附加应力。(3)混凝土浇筑连接立柱的混凝土采用微膨胀混凝土,在砼浇筑过程中应缓慢放料,并浇捣密实。保证新浇注混凝土顶面的平整度。（5）拆模与砼的养护待混凝土强度达到设计要求的80%后方可脱模。新浇筑砼终凝后即可开始养护，养护时间至少延续7天，脱膜后采用塑料薄膜包裹。4.13.2 台帽接高为保证施工质量与工期，台帽部位采用垫石接高。图4-11 垫石接高台帽垫石在现场制作。为保证新浇
30、混凝土与原台帽混凝土更好的粘结，顶升到位后放置垫石以前，清理台帽混凝土上的杂物，并用水冲洗，保证原混凝土面的清洁。按设计间隔一定的距离放置一块垫石，用钢筋将垫石外露钢筋连接在起来，支模浇注混凝土。4.14 支撑体系和液压系统拆除立柱连接工作完成达到强度后,即可进行液压系统和支撑体系的拆除。l)拆除液压系统的管路及其它附件,拆卸千斤顶并移走；2)按从上到下的次序拆除整个支撑体系，严格按照安全操作规程施工；3)清理现场。第五章 PLC液压同步顶升系统为保证顶升中桥梁结构的安全，就要严格要求顶升千斤顶的顶升同步性。本工程拟采用PLC控制液压同步顶升系统,该系统已在上海音乐厅整体顶升与平移工程，天津狮
31、子林桥顶升工程、天津北安桥顶升工程、上海吴淞江桥顶升工程等多项抬升工程中成功运用。5.1 同步顶升系统组成PLC控制液压同步系统由液压系统（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移位，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。5.2 系统特点该系统具有以下优点和特点：1）具有友好Windows用户界面的计算机控制系统；控制主机用户界面整个操纵控制都通过操纵台实现，操作台全部采用计算机控制，通过工业总线，施工过程中的位移、载荷等信息，被实时直观地显示在 控制室的彩色大屏幕上，使人一目了然，施工中的各种信息被实时记录在计算
32、机中，长期保存。由于实现了实时监控，工程的安全性和可靠性得到保证，施工的条件也大大改善。5-1 PLC系统操作界面2）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，从而保证负载有效的支撑；3）所有油缸既可同时操作，也可单独操作；4）同步控制点数量可根据需要设置，适用于大体积桥梁或构件的同步移位。5.3 主要技术指标1）一般要求 液压系统工作压力： 31.5 MPa 尖峰压力： 35.0 MPa 工作介质： ISOVG46#抗磨液压油 介质清洁度： NAS9级 供电电源电压：380
33、VAG； 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：200 T 顶升缸行程：140 mm 偏载能力：5 顶升缸最小高度：395 mm 最大顶升速度：10 mm/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 2.0 mm3）操纵与检测常用操纵： 按钮方式人机界面： 触模屏位移检测： 光栅尺 分辨率： 0.01 mm压力检测： 压力传感器 精度0.5%压力位移参数自动记录。5.4 液压控制系统图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，通过调节减压阀的出口油压
34、Pout，缓慢地分别调节每一个液压缸的推力，使桥梁抬升，当桥梁与原立柱刚发生分离时，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，并把减压阀的手轮全部固定在PD=Pout-Pco的位置，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5-2 顶升系统组成示意图5.5 顶升系统控制原理如图5-3为顶升系统控制原理。比例阀、压力传感器和电子放大器组成压力闭环，根据每个顶升缸承载的不同，调定减压阀的压力，将几个千斤顶组成一个顶升组，托举起梁体，但是如果仅有力平衡，则桥梁的举升位置是不稳定的，为了稳定位置，在每组安装光栅尺作精密位置测量，进行位置
35、反馈，组成位置闭环，一旦测量位置与指令位置存在偏差，便会产生误差信号，该信号经放大后叠加到指令信号上，使该组总的举升力增加或减小，于是各油缸的位置发生变化，直至位置误差消除为止。由于组间顶升系统的位置信号由同一个数字积分器给出，因此可保持顶升组同步顶升，只要改变数字积分器的时间常数，便可方便地改变顶升或回落的速度。5.6 电控系统如图5-4为整个电控系统的组态图。图5-3 顶升系统控制原理图梁 底核心控制装置是西门子S7-200系列的CPUS7-224，触摸屏可以显示各个顶升油缸的受力参数，并可连接打印机，记录顶升过程数据。系统安装了UPS电源，即使意外断电，也可确保数据和工程的安全。图6-4
36、 电器原理图5-4 电控原理第六章 监测方案本方案的监测指顶升过程中为保证桥梁的整体姿态所进行的监测，包括结构的平动、转动和倾斜。监测贯穿于顶升全过程中。6.1 监测目的桥梁顶升过程是一个动态过程，随着梁的提升，梁的纵向偏差、立柱倾斜率、板梁间隙等会发生较大变化，梁的支承点的相对变化对梁受力状态将会发生变化。为此要设置一整套监测系统，并要设定必要的预警值和极限值，以便将姿态数据反馈给施工加载过程。6.2 监测部位及监测内容（1）承台沉降观测：设置承台沉降观测体系来反应承台沉降状况,及时做出相应的措施。 （2）梁底面标高测量：梁底标高的标高测量是桥梁顶升过程中最为重要的检测，是控制顶升标高与各组
37、千斤顶间同步性的主要手段。梁底标高检测通过在相应位置安置光栅尺（精度为0.01mm），其将数据反应到PLC控制系统，以便实时监测、及时调整各组千斤顶的顶升速度。（3）桥面标高观测：桥面高程观测点用来推算每个桥墩的实际顶升高度。设置桥面标高观测点可以精确的知道每个桥墩的实际顶升高度，使顶升到位后桥面标高得到有效控制，作为顶升工程验收的一个手段。（4）梁横向位移观测：实施顶升前，在顶升梁体范围外架设经纬仪，在桥面上设置横向位移观测点，顶升过程中随时观测梁体的横向位移情况，并设定预警值5mm，如果梁体横向位移接近预警值赶紧通知顶升操作人员停止顶升，分析问题，提出解决方案，正常后方可开始顶升。（6）梁
38、纵向位移观测：该顶升工程中通过在梁端安置钢牛腿与新接高台帽相抵做纵向限位。限位牛腿与新接高台帽间有较小空隙（3mm），顶升过程中通过观测空隙宽度的变化来检测梁体纵移的情况。 （5）支撑体系的观测通过观测,能及时掌握支撑体系的受力和变形情况及时采取措施控制支撑体系的变形量,使施工在安全可控的环境下进行。6.3 监测准备主要是布置测点。桥梁顶升过程中通过梁底标高观测来控制顶升高度与各组千斤顶间的同步性，主要监测设备为光栅尺或拉线式位移传感器，精度均为0.01mm。其监测点布置主要以千斤顶分组情况为依据，每组千斤顶布置一台监测仪器。该顶升工程中共用到12台千斤顶，共分为6组，每个桥台处安置两台光栅尺
39、，中间桥墩处每组每组配置一台光栅尺，工布置八台光栅尺。千斤顶分组及位移传感器布置示意图6.4 监测方案实施1）施工前监测主要是对各监测点取得各项监测参数的初值。如观测点坐标情况、标高等。 2）整体顶升监测包括顶升、支撑、落梁等过程的监测。监测内容主要包括位移监测、桥梁的整体姿态监测等。 6.5 监测组织安排监测计划应与顶升的施工计划相协调，并可在实施过程中改进，其监测结果，应及时反馈给现场总指挥。监测时按以下原则安排：预先制定的监测计划；关键的施工环节进行必要的监测;特殊工况发生时，补充监测；监测结果出现异常时，补充监测；第七章 应急预案在桥梁的顶升施工中，首先应制定安全可靠、技术可行的施工方
40、案，确保桥梁的结构安全及施工的顺利进行，避免异常情况的发生。但桥梁同步顶升技术含量高，有一定的风险，顶升过程中有一定的不确定性。因此针对顶升过程中的关键环节，假定某种意外情况的发生并制定相应的应对措施，方能在紧急情况下有的放矢，及时正确的处理问题。现根据本项目的施工特点及以往的施工经验，由项目部牵头成立应急预案小组，由总工程师、结构工程师、电脑专家、液压系统专家、机械专家及经验丰富的技术人员等组成。具体应急措施如下：7.1电脑控制系统故障7.1.1电脑控制系统因意外撞击而造成系统故障（死机、重启或者程序无反映等等）：首先将系统设定为一旦没有电脑信号，整个系统处于保压状态，并且发出警报，千斤顶锁
41、死；其次，设置专门的空间安放电脑；再次，电脑操作室只允许技术人员或者相关人员进入，并为电脑资料作备份。7.1.2在操作界面上面设定专门的应急操作按钮。可以在紧急情况下启动该程序，使整个工程进入事先设定的闭锁状态，经过故障处理后，由总指挥决定是否继续作业。7.1.3断电事故处理：为主控电脑配置专用的UPS，提供不间断电源；在开机前，UPS至少保证具有稳定运行半个小时的主控室用电量。由专业电工处理电线电路方面的问题。7.1.4系统故障：立即由专业工程师对系统进行检查，尽快排除故障，现场应有足够的备品、备件；7.2 液压设备故障7.2.1泵站由于断电等原因不能正常提供动力：千斤顶具有自锁功能，可以自
42、动关闭液控单向阀，千斤顶的顶升力保持不变。7.2.2千斤顶不能正常提供压力：事先多预备千斤顶和垫块，可先用垫块支撑，然后由液压工程师维修或者更换千斤顶。7.2.3千斤顶压力异常：部署专人看管液压系统压力部分，发现问题，立即报告主控室，由主控室操作人员决定是否关闭截止阀，如果问题严重，应停止整个系统，解决具体事宜后，再行开机调试。7.3梁体监测值超限事故7.3.1梁体两侧顶升速度不一致：立即停止顶升，组织人员分析原因。使梁体一侧（较高处）千斤顶保持压力不动，另一侧缓慢加压，使其上升；当梁体处于平衡位置时，停止“纠偏”，根据分析原因，两边同时加压，压力适当调整。7.3.2梁体出现结构变形或者细微裂缝：立即暂停或者停止施工，组织有关人员对出现的异常情况进行评价分析，查找原因，根据评价结论采取相应的处理措施，同时加强监测；7.4恶劣气候遭遇大风、暴雨或者雷电：立即停止施工。由应急小组制定临时加固措施，将千斤顶锁死，在梁底部与承台底部用钢丝拉结，保证其不会产生水平位移。第八章 质量管理体系和保证措施8.1质量承诺我方郑重承诺，我们将有效地组织实施施工质量保证体系，认真贯彻我公司ISO9001质量手册和质量体系程序文件，确保工程质量为合格率达100%，优良率达95%。8.2质量管理体系工程质量管理网络项目经理：张运军项目总工：张志军质检工程师桥梁工程