液压顶推

液压顶推（精选4篇）

液压顶推 篇1

1 主变卸车方式及概况

大型电力变压器通常装在低重心的运输车上通过公路或铁路运抵目的地, 从车上卸下变压器时必须具有支撑和止动措施, 然后才能将变压器吊运或滑到指定的位置上。各电站主变卸车方案, 根据自身施工现场地理条件、设计要求、经济安全等综合考虑, 一般分为两大类卸车方式:1) 用起重机吊卸变压器 (室外采用大型汽车吊或履带吊直接吊卸, 室内则利用厂房桥机直接吊装卸车, 沿着提前所铺设的钢轨直接平移至安装位置) ;2) 非吊运卸车 (针对户外升压站主变, 常用的卸车方式有:a.主变安装高程与运输车车身平台齐高, 即主变安装基础与提前预留或开挖的运输车道路高程存在高差, 运输车直接运抵主变安装位置平移就位;b.采用自制工装架卸车:运输车开进工装架内, 采用卷扬机与滑轮组的配合吊卸, 并采用卷扬机牵引, 沿所铺钢轨垫滚杠或安装钢轮平移就位;c.采用液压泵站、液压千斤顶、液压推杆、钢轨, 联合辅助吊卸、平移就位主变) 。亭子口电站机组主变主要技术参数:主变压器本体充氮运输重量197吨;外形尺寸:9.3m (长) ×3.137m (宽) ×4.062m (高) , 该电站主变压器采用液压设备卸车。

2 主变卸车方案简述

2.1 主变卸车、就位过程

1) 主变压器经汽车运抵上副厂房主变基础上游侧后, 解除绑扎, 以主变基础中心线为准进行制动, 调节液压平板车高度至最低高度。2) 在液压平板车与基础之间搭设过渡平移平台, 其高度与液压平板车等高。平台最底层铺设枕木, 中间为“#”型枕木或钢支墩, 最上层为承重箱型梁和P50轻轨。注意平台的搭设不得影响主变平移后液压板车的离开。3) 用四台100t千斤顶逐端顶升设备, 同时用枕木保险, 设备升高200mm, 主变底部的合适位置插入2组高度为152mm的平行组合P50钢轨, 装上铁鞋滑板, 主变落放在钢轨滑板上。4) 装好液压推进装置, 将设备缓慢、平稳的顶推到枕木平台上, 主变横向中心与平台对正后停止推位, 用千斤顶逐端顶升设备, 拆除液压板车上连接的钢轨和液压推进装置。此时液压平板车可驶离开去。5) 在四个顶点位置搭好千斤顶放置平台, 用千斤顶逐端顶起主变压器, 根据实际高度先抽去P50轻轨, 再顶起, 抽钢结构箱型梁墩, 垫枕木, 落下, 再顶起, 抽枕木、落下, 如此循环直到降低主变压器。6) 主变压器抽去最后一层枕木时, 在主变压器纵向方向穿插钢轨进行推移, 主变横向中心与基础中心对正后停止推位, 最后顶升主变压器抽出钢轨将主变降至基础上。7) 根据主变安装方式不同, 进行精确就位 (或安装底座、轮座等) , 直至满足安装要求。

3 液压顶推系统分析计算

3.1 液压千斤顶的选型

根据变压器实际重量选择使用4台100吨超高压同步千斤顶可满足变压器卸车的需要, 同步千斤顶优点为:主要用于大型设备的同步上升与下降等, 所顶重物体积较大, 同步千斤顶克服了单个千斤顶起顶重物宜发生倾斜的缺点。

3.2 推移摩擦力计算

式中:P———推移摩擦力;

K———启动系数: (1.3~1.6) , 本处取1.3;

K1———组合干涉系数: (1~1.1) , 本处取1.1;

K2———地面局部干涉系数: (1~1.2) , 本处取1.1;

μ———滑动摩擦系数:0.05;

G———主动推移重量:1.97吨。

则:P=KK1K2μG=1.3×1.1×1.1×0.05×197=15.494吨。

3.3 在轨重物推移机选型

在轨重物推移机 (简称推移机) 是由夹紧钳和推移油缸 (推进杆) 两部分组成, 配以相应的超高压电动油泵站及辅助装置进行推移作业, 为了使被推移主变压器能平稳运行, 拟定同时采用两套推移机。

夹紧钳选型:

型号:TYJ30-60;额定推力:294KN;推移距离:600mm/每次;工作压力:58.5/62.4mpa;推进杆选型:选用液压缸套直径为120mm, 杆径为60mm, 总长为1145mm, 行程为800mm的液压缸, 工作压力为20Mpa时顶推力为20吨。

∵推移摩擦力:P=15.494吨;

针对夹紧钳无杆腔压力计算公式:P=F÷ (A×100) =40Mpa;

和推移油缸有杆腔压力计算公式:P=F÷!#AD-Ad"×100$=30Mpa

∴当一台超高压电动油泵站油压力达到40Mpa时, 两台夹紧钳产生夹紧力;另一台超高压电动油泵站油压力达到30Mpa时, 推进杆可让主变压器产生移动。

3.4 超高压油泵站选型

根据主变压器的卸车方式, 液压千斤顶的顶起、夹轨钳的夹紧力、推进杆的推力, 整个卸车过程只使用2台超高压电动油泵站均能满足各环节使用要求。当主变在顶起过程中:两台油泵站分别负责各控制主变左右两端的2个100吨液压千斤顶;当主变在平移过程中:一台油泵站承担2个夹紧钳的工作, 另一台油泵站负责承担2个推进杆的工作。

结合以上卸车方式及计算参数, 超高压电动油泵站选型:型号:63-4;功率:5.5KW;工作压力:63Mpa;流量:4L/min。

3.5 轨道选型及箱梁设计

拟定选用P50轻轨进行主变平移使用, 主变放在4个铁鞋滑板上, 滑鞋直接与轨道接触摩擦。推移作业时在滑靴和钢轨的接触面涂润滑脂, 达到降低摩擦系数作用, 但要避免润滑脂沾在钳口铁和轨道接触面上, 防止摩擦系数降低, 削弱夹紧力。

P50轨道参数:Ix=2037cm4;W2=251.3cm3;W3=57.1cm3;hk=152mm;Bk=132mm

1) 轨道校核:

∵轨道横截面弯曲应力:

轨道颈部的局部承压应力:

轨道底板弯曲应力:

∴经计算各截面均小于允许容许力, P50轻轨能承受主变的压应力, 能够满足使用要求。

2) 承重箱梁设计:P50轨道底板全长与承重箱梁接触, 承重箱梁下方垫有间隔1米的枕木或钢支墩, 拟定采用5根32b工字钢并列焊接, 箱梁上下翼板均贴有钢板, 现对其δ=14mm各参数核算: (单位mm)

箱型梁惯性矩:Ix=2×Ix1+5×Ix2=108113cm4;

P50轻轨惯性矩:Ix=2037cm4;

P50轻轨与箱型梁组合形心坐标:yc=ASx=200.33mm;

P50轻轨与箱型梁组合惯性矩:I总x=I1x+I2x=144159cm4;

∵W2

P50轻轨与箱型梁组合正应力强度:

P50轻轨与箱型梁组合剪应力计算: =8.044Mpa≤σ!=65Mpa"

∴由于正应力和剪应力强度条件均满足, 则P50轻轨与36b箱形梁组合供主变压器平移使用安全。

4 方案实施效果照片

5 结束语

本文分析了液压顶推主变卸车方式, 针对液压设备及相应辅助结构, 通过科学、合理的计算, 正确选型工器具, 确保了施工安全、提高了安装效率、降低了施工成本。实践证明, 该工艺先进可行, 且项目为其他类似工程安装积累了经验, 具有一定的借鉴价值, 值得推广应用。

参考文献

[1]程嘉佩等合编.材料力学.北京:高等教育出版社, 1989.

[2]江正荣著作.建筑施工计算手册.中国建筑工业出版社, 第2版, 2007.

[3]周显德等起草.起重机设计规范.中华人民共和国机械工业部, 城乡建设环境部发布;UDC621.87 (083.75) GB3811—83.

[4]张质文等主编.起重机设计手册.北京:中国铁道出版社, 1997ISBN7—113—02571—4;中国版本图书馆CIP数据核字 (97) 第08360号.

[5]电力工业标准汇编.水电卷编辑委员会著.金属结构设计.北京:水利电力出版社, 1994.

液压顶推 篇2

1.1 S450K20塔机标准节的结构特性

S450K20塔机是沈阳建机仿造法国波坦BPR-GT491所设计的塔机,超重力矩450tm,在我国得到大量应用。北京机施公司于1983年购置过1台BPR-GT491塔机,该塔机为R87圆钢标准节,重4.6t。沈阳建机仿造设计的S450K20塔机,将R86圆钢标准节改成了现今的S450K20塔机方钢标准节,其重量增加为6.8t,整体强度得到提升,同时也出现了一些不利因素,其中一些不利因素与塔机拆装有关,造成业内一大难题,经常出现严重延误工期和经济损失,具体原因如下。

1)主弦杆连接销位置过于隐蔽,不能直接敲打,需要垫支杆。

2)副杆过密,拆除主弦销时,没有完整抡锤位置,只能斜向小距离抡锤。

3)主弦杆上端连接处的插头为实心结构上的销孔,孔长度达130mm,给销轴拆装造成困难。

4)主弦杆为空心方钢结构,内部无法涂防锈漆,脱落锈积累在连接销周围,更加剧了销轴连接副腐蚀。

1.2 设计制作的起因

北京机施于2011年7月在宣化钢厂内拆除1台S450K20塔机,由于塔机在厂区使用时间长达两年,过度浮尘和主弦杆内脱落腐蚀残渣堆积于销轴连接副,毁坏了销轴连接副保护油层,加之厂区酸性空气使得销轴和销轴孔出现严重腐蚀;固有的拆除抡锤空间缺陷,造成该塔机60主弦销无法拆除,我部经过高强度人工、气焊烘烤、拆散标准节卸力、对边主弦杆临时支顶35t千斤顶等方法,历经两个星期时间仅拆除3个标准节,此后的标准节主弦销再也无法拆除。

该塔机处于厂区高炉上方,地面拆除空间不足,使得拆除时需要停炉、断铁路等,超期的塔机拆除工作,打乱了钢厂生产,损失严重。使用大吨位的500t汽车起重机直接拆塔的方案也不可能,因为场地复杂仅供120t汽车起重机在铁路旁勉强支车。

经过对现场和塔机标准节结构的研究,决定制作一种大吨位顶推力的特殊工具来拆除主弦销,经过4个昼夜测绘、设计和加工,制作完成了该工具。

2 工具简介

本工具用于S450K20(原K50/50)塔机60主弦销的拆装,主体结构为Q345BZ钩状结构,采用超高压液压缸,最大油压63MPa,最大输出力为75t,最大行程150mm,结构同时适用于上、下两层主弦销顶推,工具总重量250kg。使用时通过塔机主钩和顶升小吊臂上的倒链挂于该工具上的吊耳来吊运,工具支架固定在标准节平副杆上,再将工具主结构放于工具支架上、放上油缸后进行使用。在钢厂酸性空气及粉尘腐蚀过的最严酷主弦销上实践,除个别销轴外,大多腐蚀销都可在50MPa以下时推出,如图1所示。(另一种轻便型,最大单件重量45kg,但仅限于无塔机顶升内节时使用,本文不做详述。)

3 设计制作过程

3.1 标准节的特征认知

该塔机标准节为散装式大截面标准节,单件数量大,连接副多,尤其是每节高达16个60、48个50销轴,使得标准节表面突起众多,尤其是标准节主弦杆接口周围的几何形状更为复杂,对本顶推工具的摆放位置提出了难题。为此我们将该标准节进行了完整测绘,并制作了工程图和模拟图,以便进行电脑模拟实验。

3.2 液压缸的选定

1)所需输出力的估算锤击峰值力计算需要测定锤击接触时间、锤击峰值速度等,因一时来不及测定,故我们暂用了估算法。根据此前35t千斤顶配合18磅锤击、外加烘烤情况下,偶尔能打动主弦销轴的情况,估定所需推力为70~80t。

2)液压缸内、外径估算从测绘的标准节图纸中可知,下层主弦销轴线与副杆之间距离仅80mm。如图2所示。这将限定液压缸外径不得超过160mm,其内径限定在约160mm-壁厚(15mm)×2-工具间距(5mm)=125mm,即液压缸大腔截面积为(62.5mm)2=12 271.8mm2。

3)液压缸油压估算油压=75t/12 271.8mm2=61.116MPa。

4)液压缸长度、行程的估算要顶出主弦销,所需行程最少为225mm。预估计油缸体长度将达到225mm×1.666=375mm。为控制工具主结构长度和重量,考虑采用小于375mm液压缸,可进行两次顶推实现主弦销完全顶出。

5)所需液压缸主要参数输出力为70~80t、外径小于160mm、油压约为61MPa、行程大于115mm、缸体外长小于190mm、液压缸外形要平整简单,这些参数对液压缸提出了苛刻的要求,属于超高压、小尺寸液压缸,在市场上是难以找寻的,故需要特殊定制液压缸。在我公司初次制作时,由于工期紧急,不能等待定做液压缸的时间,故经过全国范围内询货,仅找到一款符合要求的手动液压缸,其重要参数为:输出力为75t、外径157mm、最大油压强63MPa、行程150mm、缸体外长250mm、液压缸外形为纯圆柱体表面,符合本工具所需。

3.2 主钩结构设计

1)外形总体形式的确定由于标准节内存在爬升节,使得无法采用双边支撑结构。故只能采用单边的钩型结构,将出现支撑结构偏心受压,这无疑将加大工具构件重量。主弦销和副杆销之间夹距仅为181mm,主弦杆接口处突起几何形状复杂,障碍物多,为达到该工具在上下层主弦销均能使用,经计算,主钩结构贴塔身侧垂直高度定为100mm。此外,在塔机外部的主钩结构钩头处还需要设计为变截面后的双钩头,才能躲开被顶推主弦销及主弦销外套。主钩结构尾部设计成分离焊接的钩头,供支顶液压缸。由于主钩结构贴塔身侧垂直高度定位100mm,其垂直方向二次径距过小,故决定在主钩外侧设置成垂直高度较高的钢板。

2)主钩结构详图设计(1)主钩钩身为偏心受拉构件,构身内侧受拉力大于外侧拉力,根据实际空间要求和计算得到的抗弯模量,并推导出内外侧钢板尺寸、上下钢板尺寸;(2)主钩前钩头为受弯构件,经过实际空间要求和计算,确定了前钩头的钢板厚度及钩头尺寸;(3)尾钩的受力情况与前构类似,但不存在前钩中心需要为主弦销留空间的情况,故为降低主钩结构重量,尾钩采用了较轻的结构;(4)主钩结构重量大,人力无法搬运,需要吊索搬运,为方便操作,用电脑模拟软件测试了主钩结构重心后,加设了平衡吊点;(5)主钩结构效果图见图3,主钩结构总装配图见图4;(6)主钩设计采用了auto CAD制作工程图、solidworks机械测试软件建模后对重量、截面特性、有限元应力及变形量等进行分析。最大应力集中点周围应力为200MPa,大部分应在200MPa以下,均小于Q345BZ钢材的许用应力210MPa。

3.3 液压缸支架的设计

由于液压缸为纯圆柱外形,自身难以固定,另外在顶推上、下层主弦销时,液压缸的轴心高度不同,为适应该情况,设计了一款能够通过下部插杆调节支架高度、稳固液压缸的支架。支架总装图见图5。

3.4 推杆的设计

由于主弦销时在隐蔽的空间内,需要在液压缸顶杆和主弦销之间设置一顶杆,顶杆采用40Cr材料经调制处理,因推杆要进入主弦销孔内,其直径需略小于主弦销直径,定为56mm。

3.5 顶推工具的制作。

采用数控气割机床下料,CO2保护焊进行焊接。主钩结构的形位公差需严格控制,尤其是前钩形位公差,如果偏差过大,将造成前钩与塔机主弦杆单侧受压而破坏塔机主弦杆或造成前钩侧滑使主钩脱落造成事故。

4 应用效果及可改进项目

首次使用在我公司宣钢厂区的S450K20塔机,上文已介绍,该塔机主弦销的工况已经为最残酷的工况,在工具使用中,除了个别主弦销需要配合锤击外,大部分主弦销均轻松顶出,大部分销轴的顶出力在40~60t之间。此后该工具被借用到北京广宇公司的S560K25塔机上使用顺利将主弦销顶出,被中建正和借用并测绘仿造。

起初设计时担心手动液压缸会降低效率,事实证明主弦销顶出所需总动能并不大,手动液压缸比较轻便,比较适合本工具。采用独立电动液压泵显然是不合理的,即使采用塔机顶升机构泵站,其泵站液压压强也很难满足63MPa的要求(塔机顶升泵站最高压强一般在40MPa,多为30MPa)。

因我公司本工具是应对宣钢极残酷工况而设计的,设计推力高达75t、设计时间仓促,使得该工具重量较大,建议今后其他单位制作中,可适当降低工具的设计推力、优化结构重量,并将主钩结构尾钩设计成与前构相同的结构以便节省使用时的掉头工序。

摘要：介绍了S450K20(K50/50)塔式起重机标准节主弦销拆装困难的行业现状,分析了其原因,针对该问题设计主弦销顶推工具,该工具主钩结构克服标准节接口处外形复杂等困难,达到可以顶推所有主弦销的目的,介绍了设计过程、使用效果和可改进点,给出了该工具的主要参数和结构外形。

关键词：塔式起重机,S450K20,K50/50,主弦销,顶推工具,液压顶推

参考文献

[1]刘鸿文.材料力学[M].北京:高等教育出版社,2004.

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[4]GB13752-1992塔式起重机设计规范[S].

[5]刘佩横.塔式起重机使用手册[M].北京:机械工业出版,2002.

[6]范俊祥,陆念力.塔式起重机[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.

[7]顾迪民.工程起重机[M].北京:中国建筑工业出版社,1988.

液压顶推 篇3

液压顶车机是窑车运转系统中必不可少的设备, 其大致上分为步进式和直推式, 步进式液压顶车机按型式又分为单缸液压传动式和双缸液压传动式。它是利用液压为动力, 驱动顶推机构作往复运动实现将窑车从摆渡车上拉下并顶入窑内 (或直接将窑车从摆渡车上顶入窑内) 的窑车运转设备。通过改变其安装位置和推头结构, 可实现窑车的步进式或直推式运动, 满足不同烧结砖瓦生产工艺的要求。

2 应用现状

目前砖瓦生产企业大多使用的液压顶车机有两种:一种为步进式, 分3~4次将窑车从摆渡车上拉下将其顶入窑内;一种为直推式, 一次性将窑车从摆渡车顶入窑内。

3 安装位置

3.1 安装在摆渡车之前或摆渡车之上

这种步进式液压顶车机 (见图1) 无论单缸液压传动式或双缸液压传动式, 其油缸行程大多在1.6 m左右, 一般情况下将窑车从摆渡车上运送到窑门内大约要往复3~4次, 顶推速度约为4 cm/s, 若顶推速度大于4 cm/s, 在窑车行走过程中频繁启动和停止则容易发生窑车摇晃, 产生掉坯现象。

3.2 安装在摆渡车后面

这种直推式液压顶车机 (如图) 油缸行程大多在4 m左右, 一般情况下将窑车从摆渡车上运送到窑门内只需1次, 顶推速度一般为4 cm/s, 中间无需停顿, 一次性将窑车顶入窑内, 节约运行时间。

4 应用

砖瓦生产线在实际选用液压顶车机时, 究竟选用单缸液压传动式液压顶车机或双缸液压传动式液压顶车机, 还是选用步进式液压顶车机或直推式液压顶车机, 应根据现场设备的摆布和生产工艺的要求来定。

5 常见故障及排除方法

运行中, 液压顶车机易出现的故障及排除方法见表1。

液压顶推 篇4

桥梁施工采用移动模架造桥机, 其核心技术是液压顶落、横向开合和纵向过孔, 是施工技术的难点, 也是安全生产的关键。由中铁十二局集团施工的武汉天兴洲公铁两用长江大桥 (正桥II标段) , 其中68孔40.6 m简支箱梁在铁路客运专线建设中首次采用了下行式移动模架法制梁。为了优质、安全、按期完成施工任务, 施工中进行关键技术攻关, 并取得了成功经验。

1 模架介绍

自行式移动模架是一种可自行脱模、过孔安装的专用桥梁施工设备, 在受到水上、滩涂区软弱地基、跨线立交及高墩等不利条件制约时也能在桥位组织逐孔箱梁施工。它就象一座“移动的箱梁预制工厂”, 沿桥逐孔预制箱梁直至完成整座桥梁。

1.1 模架组成

下行式移动模架主要由主梁、前后鼻梁、横梁、支撑托架、推进小车和液压系统、悬挂、板系统及平台走道组成。

工作原理:混凝土浇筑前及浇筑过程, 模架受力通过主梁由锚入墩身预留孔的支撑托架承担, 其纵、横、竖3方向的调整由托架上的工作小车及液压油缸完成, 使之达到混凝土浇筑状态;混凝土浇筑完成支撑托架进行过孔时, 模架通过支承在已施工好的桥面上与墩顶的前悬挂、中悬挂及后推进悬挂吊起模架结构完成受力体系转换, 借助液压及走行系统实现支撑托架的纵移及安装, 最后启动液压系统横向打开、纵移过孔。

1.1.1 主梁

模架两侧各设一榀主梁, 它是整个系统主要的承力结构, 主梁为钢箱梁, 内设置斜撑及隔板, 以确保主梁局部承载能力及刚度要求。主梁在厂家分段加工运至现场, 用高强螺栓联结成为整体, 在主梁两侧腹板下方设有墩旁托架过孔时所需的导向轨道及过孔时所需的推进反力轨道。

1.1.2 鼻梁

鼻梁分前鼻梁和后鼻梁, 分别与主梁前后两端联结, 为钢桁结构, 顶部是移动模架后推进抱管, 在模架纵向过孔时起导向及纵向平衡作用。鼻梁与主梁下端铰接, 上端用拉杆连接, 可竖向转动, 以适应桥梁的坡度变化。

1.1.3 横梁

横梁设在2根主梁之间, 为型钢梁桁架结构。横梁间的连接为可分合形式, 在梁的中轴线位置一分为二, 采用高强精轧螺纹钢筋联接, 两端分别与主梁采用高强螺栓联结。每根横梁上设置多个调节螺旋顶, 与底模相连接, 便于底模标高及预拱度的调整。

1.1.4 支撑托架

支撑托架是由1根水平钢梁及2根钢斜撑组成的三角形结构, 俗称牛腿。其下支点直接锚入墩身预留孔内, 上下支点通过精轧螺纹钢筋的连接固定在墩身上, 将浇筑混凝土时及移动模架过孔时产生的荷载传递给桥墩。水平钢梁顶部设有供推进小车横移的轨道。托架与墩身之间加垫40 mm厚氯丁橡胶, 以保护墩身混凝土不受损坏。

1.1.5 推进小车与液压系统

推进小车是模架整个系统的核心装置。小车上装有竖向、横向、纵向3个方向可作用的油压千斤顶, 是模架顶升、横移打开和纵向过孔的动力装置。在推进小车和托架之间设置了滑板, 推进小车可在支撑托架上作横向移动。小车下部与托架用螺栓联结, 上部安装有挂轮, 用于悬挂小车和托架沿主梁和鼻梁的导向轨道向前过孔。

1.1.6 悬挂

悬挂在支撑托架前移过孔时吊挂整个模架系统。包括有后推进悬挂、中悬挂、前悬挂, 支撑在墩顶或已施工的梁顶面, 后推进悬挂设在后鼻梁前端, 当托架转运时对鼻梁起支撑作用且当托架转运到下一跨之后, 模架向前推进由推进吊架来完成。

1.1.7 液压系统

移动模架液压系统由前后主千斤顶系统、纵向和横向推进油缸、底模纵向调整系统、牛腿安装系统、挠度调整系统、牛腿推进系统组成。包括液压油缸、液压泵。液压系统结构详见图1和图2。

1.2 模架结构设计参数

1.2.1 结构参数

适用桥梁最小平曲线半径:1 000 m;最大挠度:L/400;最大纵坡:±3%;混凝土浇筑期间主梁外缘宽度:11.32 m;推进阶段, 最大主梁外缘宽度:18.42 m;牛腿支架外缘宽度:18.80 m;上层结构、平台外缘宽度:15.29 m;混凝土浇铸阶段MSS外轮廓高度 (桥墩顶部中心线至牛腿支架基面距离) :8.404 mm;结构自重:528 t。

1.2.2 风力参数

浇注砼时风速限制在22 m/s (10级) ;设备纵移时风速限制在12 m/s (6级) ;当风速超过30 m/s时, 设备需采取安全措施。

2 模架工艺原理

整个模架系统设计于桥梁中心线分为两部分, 分别支撑于安装在墩身两侧的支撑托架上。支撑托架支撑在墩身预留孔内, 通过精扎螺纹钢预拉力使两侧托架连为一体以抵抗梁体及整个模架系统在各种工况下的支点弯矩。外模系统、主梁、横梁连为一体, 系统与梁体自重由主梁承担, 外模断面开口及底模预拱度设置通过分别支撑在主梁和横梁上的丝杆和机械螺旋顶来调节。大于2倍跨径的滑动轨道及先进的液压系统, 可以整个系统在两孔梁间移动, 移动前系统于桥梁中心线横向分开, 使系统能顺利通过墩身。悬挂系统在模架落模后及支撑托架纵移过孔时承受系统自重, 实现结构一次受力体系转换, 支撑托架前移一跨安装就位后, 落主梁与支撑托架上, 解除悬挂, 实现结构二次体系转换。混凝土浇筑前及浇筑过程, 模架受力通过主梁由锚入墩身预留孔的支撑托架承担, 其纵、横、竖三方向的调整由托架上的工作小车及液压油缸完成, 使之达到混凝土浇筑状态。

混凝土浇筑完成支撑托架进行过孔时, 模架通过支承在已施工好的桥面上与墩顶的前悬挂、中悬挂及后推进悬挂吊起模架结构完成受力体系转换, 借助液压及走行系统实现支撑托架的纵移及安装, 最后启动液压系统横向打开、纵移过孔。模架工艺示意见图3。

3 下行式移动模架施工操作流程

施工工艺流程见图4。

3.1 脱模

箱梁浇筑完成, 施加第一阶段预应力后, 对模架各部件进行检查, 然后降低主千斤顶, 使外模与箱梁脱离。

3.2 安装支点悬挂

安装前悬挂、中悬挂以及后推进悬挂, 吊挂模架, 完成移动模架承力体系转换, 此时支撑托架和推进小车均不受力。

3.3 支撑托架纵移过孔

首先安装推进小车挂轮, 连接竖向悬吊油缸升起支撑托架, 启动横向油缸向外横移托架出墩身预留孔, 接着落下推进小车直至其挂轮与主梁导向轨接触, 再将竖向悬吊油缸与主梁分离, 最后通过电动绞车纵向牵引至下一个墩位安装位置, 连接竖向悬吊油缸, 打开挂轮使挂轮与轨道分离, 调节就位油缸直到托架达到正确位置。向墩方向横移托架将托架重新调整就位, 安装托架高强螺纹筋, 放松就位调整油缸, 安装就位。

3.4 模架纵移过孔

将主梁由悬挂再次落在推进小车上, 解除前、中悬挂, 松开横梁处的连接螺栓, 利用托架及后吊上横向油缸将模架横向打开。然后启动纵向推进油缸, 纵向推进移动模架过孔至下一浇筑孔位, 合拢就位后进行调试。

3.5 模架调试

模架纵移到位, 横向合拢后重新调试模架系统标高、纵横向位置、预拱度至混凝土浇筑状态, 进行下一循环施工。

4 模架施工工艺要点

4.1 主梁落架脱模时间

为缩短每片梁的施工周期, 同时考虑移动模架法桥位制梁, 梁体张拉时由于外模未脱开, 外模对箱梁有约束产生应力损失, 随着预应力束的张拉, 箱梁逐步向上起拱, 模架钢结构弹性回缩, 由于箱梁起拱与模架钢结构回弹变形不同步, 箱梁受力为预应力与模架支承反力的叠加, 为防止箱梁因应力过大受损, 防止箱梁顶板开裂。张拉须分两阶段进行即在一阶段张拉完毕, 预应力足以抵抗梁体自重的情况下, 模架下落脱模, 落模完毕即可张拉剩余预应力束。

4.2 支撑托架纵移过孔前的检查

悬挂梁的安装、竖向悬吊油缸的连接、挂轮的安装与定位、轨道的清理与润滑等项目的质量合格与否直接影响到整个系统的结构安全和人员操作安全。

4.3 托架自行时的全过程监控

为防止托架在纵向行走过程中偏离轨道, 需专人跟踪观察, 并及时做出调整。

4.4 支撑托架安装时检查

墩身两侧托架通过精轧螺纹钢连接以抵抗水平力, 是模架系统的关键承力部位, 为保证其连接质量张拉时分两阶段进行 (第一阶段张拉到设计张拉力的50%, 第二阶段张拉到设计张拉力) , 张拉顺序自下而上、对称张拉以确保每根精轧螺纹钢预受力均匀一致, 支撑托架与墩身接触面密贴无缝。如果同侧两个托架的标高差与设计标高差偏差太大就会导致主梁在纵移时引起单个托架受力过大, 与托架接触处主梁局部应力过大导致其挠曲变形。同时4个托架的平整度也决定了模架能否顺利合拢。支撑托架安装检查质量标准见表1和表2。

4.5 模架过孔时检查

为保证模架过孔过程中的安全性, 模架在过孔时应作全面检测、检查确保施工顺利安全, 检查项目及方法见表3。

4.6 模架线形控制

通过参考文献[2]的技术成果并结合现场实际情况, 为了掌握模架变形规律, 合理的设置模架预拱度, 模架拼装完成后, 使用前模拟箱梁浇注顺序分级对模架进行原位静载试验, 通过计算机对观测的变形数据进行分析, 确定首跨预拱度设置值, 待首跨箱梁混凝土浇注完毕观测模架的实际变形, 再次分析数据重新调整预拱度。

模架每次过孔完毕按照箱梁设计位置对模架标高、纵横轴线位置进行调试以满足箱梁线形、标高控制要求。

5 结 语

武汉天兴洲公铁两用长江大桥68孔40.6 m简支箱梁共采用了两套下行式移动模架施工, 施工周期平均在12～15 d, 箱梁外形尺寸、外观质量及线形控制、预拱度完全满足设计和规范要求, 施工周期短, 施工质量稳定, 综合效益高;移动模架施工中建立了安全保障机制, 精确掌握了模架液压顶落、横向开合和纵向过孔等关键技术和安全操作参数, 严格按程序作业, 用数据控制, 使模架施工安全、有序, 为同类工程采用移动模架法预制箱梁提供了技术指导和成功经验。

参考文献

[1]刘家峰, 叶娟.我国铁路客运专线桥梁移动模架施工方法[J].中国铁道科学, 2009 (1) :58-64.