液压同步提升技术原理及其在高墩辊模施工中的应用

2020-05-12许德明杨欢园

价值工程 2020年10期

许德明杨欢园

摘要：在辊模施工中，辊模液压提升系统是一种桥梁高墩辊模施工装置，液压提升装置固定夹持在四根？准50的钢管立柱上，四根钢管立柱提供给爬升装置爬升所需的反力，控制系统控制提升装置的反复提升动作，从而实现与提升装置相连的辊模主模架的连续提升，而液压提升系统使用的核心技术是同步提升技术。

Abstract： In the roll mold construction， the roll mold hydraulic lifting system is a bridge high pier roll mold construction device. The hydraulic lifting device is fixedly clamped on four ？准50 steel pipe columns， which are provided to the climbing device for climbing. Four steel pipe columns provide the reaction force required for the climbing device to climb. The control system controls the repeated lifting actions of the lifting device， so as to achieve continuous lifting of the main mold frame of the roller mold connected to the lifting device， and the core technology used by the hydraulic lifting system is the synchronous lifting technology.

关键词：液压;同步提升;高墩;辊模

Key words： hydraulic pressure;synchronous lifting;high pier;roll mold

中图分类号：U445.55+9 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2020）10-0109-02

0 引言

辊模施工方法采用内衬模与模板外框架分离的方案，在滑升过程中，内衬模与混凝土表面相对静止，保证混凝土在外框架提升过程中不受到扰动和摩擦、确保了混凝土外观和内在质量，同时保证了混凝土的耐久性，而其核心则是液压同步提升技术。液压同步提升技术与传统的提升方法不同，它采用计算机控制提升器集群，结合现代化施工工艺，实现超大型构件的整体同步提升，是一项新型施工技术。应用液压同步提升技术在辊模施工工艺的提升过程中，不但可以控制构件和设备的运动姿态和应力分布，還可以让构件和设备在空中滞留和微动调节，实现倒装施工和空中拼接，完成人力和现有设备无法完成的任务，使大型构件和设备安装过程既简便快捷，又安全可靠。

1 液压同步提升技术的发展概况

1.1 国内外发展现状

大型构件的液压同步提升技术是在国外首先发展起来的，在国际上有专门从事提升安装的专业公司，他们也有多次在工程实际中应用成功的实例，比如在赫尔辛基9000吨伞形水塔的提升，在日本大阪国际机场机库建设和跨海栈桥工程施工都使用了液压同步提升技术。

与发达国家相比，我国这项技术的水准完全可以与他们相媲美，采用液压同步提升可以降低工程的施工成本，并大大提高安全可靠性。高墩辊模施工工艺也属于大型构件的施工工程，所以，液压同步提升技术在高墩辊模施工工艺中就有了其应用前提。

1.2 发展方向

实现同步连续提升。液压同步提升的传统方式是间歇提升，通过对其动作机理的改进，同时在控制系统软硬件方面也进行改进，提高液压同步提升技术的安全性和工作效率，进一步缩短施工周期。

2 液压同步提升技术在高墩辊模中的应用原理

液压同步提升技术的基础是液压提升器，其两端的楔形锚具有单向自锁作用，提升时上锚具夹紧钢绞线，下锚具松开，主油缸伸出，上锚具顶上去，钢绞线就被拉上去，重物就被提升上去。按照相反工作，就能实现重物下降，液压提升过程的流程如图1。当液压提升器启动时，重物就被一步一步向上移动，直至到达需要的位置。液压提升原理图如图1所示。

在提升过程中，除了要保证提升液压缸的动作同步之外，还必须保证各个提升吊点的位置同步。在提升过程中，主控计算机通过现场网络控制系统实时反馈的信号，来确定液压缸的位置和锚具的状态，再决定提升液压缸的下一步指令。在提升体系中，通常以其中一个提升吊点作为主吊点，其他提升吊点则以主吊点的位置作为参考进行调节。主吊点决定整个提升系统的提升速度，操作人员可通过调整比例阀的流速来设定提升速度。

3 高墩辊模中液压同步提升技术的应用评述

高墩辊模施工工艺是在传统的高墩混凝土施工方法如支架法、翻模法、爬模法、滑模法等基础之上发展起来的，尤其是兼具翻模与滑模的技术优点。在高墩辊模的提升系统中，千斤顶是主要构件之一，通过对千斤顶集群的整体控制来实现辊模的同步提升。液压同步提升技术应用于辊模施工中，具有提升重量和提升高度不受限制、自动化程度高、控制模式完备、起重/自重比大、安全可靠性好、适应性、通用性强等优点。

4 液压同步提升技术在辊模中的应用过程

液压同步提升系统在整个辊模施工的过程中起到将模板循环往上提升的作用。通过在墩柱基础预埋四根立柱（无缝钢管）用来做辊模的定位和支撑，辊模外框吊挂在提升架上，提升架通过提升千斤顶（四个）与四根立柱连接，提升千斤顶以四根立柱为基础支点带动辊模外框同步上升，四个提升千斤顶受控于提升控制电脑，保障辊模外框均匀、垂直的提升，从而保障成型的墩柱的垂直度。在辊模施工中，外框架的提升分三步进行：

4.1 第一次外框架提升

在第一次混凝土浇筑完成12h后，进行外框架的第一次提升，提升行程为70cm，并使千斤顶提升过程保持水平，确保四个压力表压力值处于规定范围之内。在辊模滑升70cm，也就是一个提升行程后进行调平，检查模板与滚动圆管之间是否残留有混凝土渣或水泥浆，如果有，需及时进行清除，以免对提升系统造成损伤。

4.2 第二次外框架提升

第二次混凝土浇筑完成后进行外框架的第二次提升，提升高度15cm，并在提升完成后的1h内完成钢筋绑扎，之后立即进行第三次混凝土的浇筑。

4.3 第三次外框架提升

提升高度为30cm，并在提升完成后的1h以内完成钢筋绑扎，之后立即进行第四次混凝土浇筑。第三次外框架提升完成后，安排专人拆除、清理第一层模板并翻升至操作平台上，同时进行墩柱外表面清理、装饰。

提升的动力主要由液压泵源系统提供。液压系统是通过液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，经过各种控制阀和管路的传递，再把液体压力能转换为机械能，从而控制构件的升降。电机泵通过高压油管分别与4个主顶和4个上、下夹持顶相连，给主顶和上下夹持顶提供液压动力，保证负荷提升与下降的操作能够平稳的进行。同时提升系统还受到电气系统的实时控制。电磁阀是液压泵控制系统的执行机构，由PLC程序进行控制，通过控制泵站的油流方向及油压，从而控制构件的升降。其中液压提升器工作过程详细步骤如图2。

5 结论

在辊模施工工艺中采用液压提升技术，液压设备多采用多点集群作业，各点的同步控制是液压提升技术的关键。在提升过程中必须控制好如下几点：

5.1 必须严格控制同步精度

由于各受力点处的刚度大小并不完全一样，刚度大的点位位移变形量较小，刚度小的点位位移变形量则较大，为实现材料的平稳提升，则应控制好同步精度。

5.2 保证提升过程的稳定

把液压千斤顶改至锁下部，使液压锁能可靠的锁住油缸，且支撑杆自由段长度减少，能使整体模版更稳定，同时进一步的降低整个桁架高度，使工作空间更多，保证提升系统的稳定性。

5.3 保证每台千斤顶的独立运行

液压泵的工作原理是将机械能转换成液压能，通过对液压泵站的研究改进，采用一泵带4顶的配套方式，并且使每台千斤顶运动是独立的，互不相干的。

在辊模施工中采用液压同步提升技术，通过对吊点的设计、承重系统的配制、提升平台、下吊点的构造设计及同步策略的确定，实现了提升过程中吊点受载均匀、同速、位移同步的既定目标，解决了提升系统连续性不足及提升系统不稳定、安全性不够的问题。

参考文献：

[1]陆宁.大跨度钢结构网架整体液压提升技术及安全措施[J].建筑施工，2011，33（3）：194-209.

[2]陳健，徐鸣谦.大型构件液压同步提升技术的特点与应用[J].机床与液压，1999（6）：3-4.