东阳水豆桥顶升方案.docx

东阳市水豆桥顶升方案目录第一章 概述31.1 工程概况31.2 改造内容41.3本工程的施工特点和难点4第二章 顶升方案确定42.1 中间桥墩处反力体系构建方案必选42.2 桥台处顶升方案比选52.3 方案确定6第三章 总体施工方案73.1 反力基础73.2 顶升控制系统73.3 千斤顶选用73.4 千斤顶布置83.5 千斤顶分组83.6 顶升行程监测83.7 支撑体系93.8 临时支撑93.9 限位103.10 切割103.11 墩柱、台帽接高103.12 支撑体系和液压系统拆除10第四章 关键工序施工114.1顶升托架体系114.2限位施工114.5控制系统134.6液压系统134.7钢支撑144.8切割164.9顶升准备174.10称重204.11 试顶升214.12正式顶升214.13墩柱、台帽接高234.14 支撑体系和液压系统拆除26第五章 PLC液压同步顶升系统265.1 同步顶升系统组成265.2 系统特点265.3 主要技术指标275.4 液压控制系统285.5 顶升系统控制原理295.6 电控系统29第六章 监测方案316.1 监测目的316.2 监测部位及监测内容316.3 监测准备326.4 监测方案实施326.5 监测组织安排32第七章 应急预案327.1电脑控制系统故障337.2 液压设备故障337.3梁体监测值超限事故337.4恶劣气候34第八章 总体施工布署及进度安排348.1施工组织机构设置348.2主要施工设备358.3劳力安排368.4施工用电368.5工期安排368.6工期保证措施：36第九章 安全、文明施工保证措施379.1 安全措施379.2文明施工保证措施38第一章 概述1.1 工程概况水豆桥位于嵊义线锦坊公路k1+350处，东阳市江北街道棣坊村旁，横跨东阳江。上部结构：简支预应力空心板梁，桥梁跨径为820m，桥宽9.5m（0.5m防撞墙+7.5m+0.5m防撞墙）。下部结构：柱式桥墩、U型桥台。基础结构：扩大基础。图1-1 水豆桥桥型布置图桥梁全景照片由于施工过程中的测量误差，使得桥面标高低于设计标高，考虑工期及成本的问题，决定采用整体顶升的方法改变桥面标高。顶升高度为1.3m。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2560吨。1.2 改造内容整体顶升130cm；1.3本工程的施工特点和难点1、桥面连续铺装已经施工完成，对顶升同步要求较高；2、顶升荷载较大，对反力体系的构建提出了很高的要求；3、顶升高度较高，需要多次循环顶升才能实现，对反力体系的稳定性提出了更好的要求；4、顶升高度较大，纤维结构要有足够的强度即刚度。第二章 顶升方案确定2.1 中间桥墩处反力体系构建方案必选1）利用承台做反力基础，直接顶升梁体优点：工程量较小，成本较低；缺点：临时钢支撑高度较大，且顶升高度较大，对顶升反力体系的稳定性提出了很高的要求；钢支撑量大，一次投入的设备太多；千斤顶台数较大，同步性不易实现；承台顶面低于正常水位，施工期间围挡费用较高。2）做下抱柱，直接顶升盖梁、断柱顶升优点：千斤顶数量较少，同步性容易实现。缺点：由于顶升高度较大，在循环顶升过程中，盖梁内力频繁变换，容易对盖梁造成一定程度的损伤；横、纵向限位安装困难。3）做上、下抱柱实施顶升优点：千斤顶数量较少，同步性容易实现；为纵、横向限位的安装争取了空间。缺点：工程量较大；成本较高。该桥原墩柱高度较大，顶升高度较大，顶升荷载较大，必须保证顶升过程中的安全，决定采用方案3），做上、下抱柱实施顶升。4）利用承台做反力基础，浇注上抱柱实施顶升优点：千斤顶数量少，同步性容易实现；钢支撑用量较小；限位安装空间较大，质量容易保证。缺点：承台顶面低于该季节长水位，施工期间围挡费用较高。综合考虑安全、成本、工期等因素，决定采用方案4）构筑顶升体系，考虑到施工期间的围挡费用太高，且难度较大，用混凝土接高承台至该季节最高水位以上（如图2-1所示）。采用该方案，也避免了顶升过程中设备浸水的隐患。图2-1 桥墩承台接高示意图2.2 桥台处顶升方案比选1）在台身上安装钢牛腿，直接顶升梁体优点：钢支撑用量较小，成本较低；缺点：千斤顶数量太多，同步性难以实现；台身本身高度角高，且顶升高度较大，对支撑体系的稳定性要求较高；台身为C20片石混凝土，植筋的质量不能得到有效的保证，存在安全隐患。2）利用承台作为反力基础、在梁底安装分配量实施顶升优点：千斤顶数量少，同步性容易实现；缺点：钢支撑用量较多，成本较高；施工过程中围堰的费用较高；临时支撑高度较大，对其稳定性提出了更高的要求。综合考虑安全、成本、工期等因素，决定采用方案2）构筑顶升体系，考虑到施工期间的围挡费用太高，且难度较大，用混凝土接高承台至该季节最高水位以上（如图2-2所示）。采用该方案，也避免了顶升过程中设备浸水的隐患。图2-2 桥台承台接高示意图2.3 方案确定桥台处采用牛腿做反力基础、利用钢支撑构筑顶升支撑结构。如图2-3所示。中间桥墩处：采用承台做反力基础、浇注上抱柱构筑顶升体系实施顶升。如图2-4所示图2-3 桥台处顶升体系示意图图2-3 桥墩处顶升体系示意图第三章 总体施工方案3.1 反力基础综合考虑承台面积，千斤顶布置位置等条件，桥台桥墩处均将承台作为顶升反力基础。为了降低施工过程围堰工程的过高的费用，均采用混凝土将承台接高至该季节最高水位线以上，同时避免了顶升过程中设备浸水的隐患。3.2 顶升控制系统采用PLC液压同步顶升控制系统，该系统已在上海音乐厅整体顶升与平移工程，湖州市岂风大桥顶升工程、天津狮子林桥顶升工程、天津北安桥顶升工程、莘奉金高速公路（A4高速）颛兴路跨线钢桥顶升、上海（A5一期）吴淞江大桥顶升、苏州胥口桥梁顶升工程等多项顶升工程中成功运用；3.3 千斤顶选用采用200吨和100吨的千斤顶，200吨的顶身长度395mm，底座直径375mm，顶帽258mm，行程为140mm（如图3-1）；100吨的顶身长度350mm，行程为140mm。千斤顶均配有液压锁，可防止任何形式的系统及管路失压，从而保证负载的有效支撑；顶升用千斤顶图31千斤顶图3.4 千斤顶布置0、8号桥台：每个桥台处安装4台100吨千斤顶；12号桥墩：每个桥墩处安装4台200吨千斤顶。整个顶升工程共配置8台100墩液压千斤顶，28台200墩液压千斤顶。3.5 千斤顶分组每个桥台（或桥墩）处的千斤顶均以桥中线为界分为2组，每组千斤顶设置一个监控点，每个监控点设一台监测光栅尺。整个顶升工程的36台千斤顶共分为18组，共设置18个监控点，共配置18台传感器。每个桥台（或桥墩）处的两组千斤顶配置一台变频泵站，共配置9台泵站。图3-2为千斤顶分组示意图。图3-2 千斤顶分组示意图3.6 顶升行程监测采用精度为0.01mm的光栅尺；3.7 支撑体系 支撑体系由60912钢管等组成，托架体系通过植筋或分配梁固定于承台基础上。顶升专用垫块同样采用60912mm钢管制作，垫块高度与千斤顶的行程相适应。各节钢支撑间通过法兰接高。3.8 临时支撑 利用墩柱切缝处的平台设置临时支撑。柱子直径120cm，采用500钢管加工而成的钢垫块做桥墩处的临时支撑，如图3-3所示。图3-3 临时支撑安装示意图顶升过程中，每顶升一个行程（100mm）加垫一个专用钢垫块，如此往复循环，直到到达顶升高度。临时垫块采用同顶升钢支撑同样的钢管制作而成，垫块梁端均焊接有法兰，垫块间通过螺栓连接。3.9 限位为避免顶升过程中桥梁产生横、纵向偏移，设置限位装置。限位装置包括纵向限位装置和横向限位装置。所有的限位装置在顶升前全部安装到位。3.10 切割顶升前需对所有墩柱进行切割，切割面的位置一定要符合设计要求，以便顶升到位后墩柱接高的顺利进行。切割采用新型无震动直线切割设备。3.11 墩柱、台帽接高墩柱及台帽均采用现浇的方式接高。顶升到位后，千斤顶及随动全部锁死，以承担上部荷载。1）台帽接高在台帽上植筋，以保证新旧混凝土的连接；接高部分混凝土配筋完全参照原设计配筋。2）墩柱接高首先将割缝上下部分混凝土凿除，使得两个端头主筋各外露15cm；柱子接高段箍筋加密，其间距同原设计中的箍筋加密区的间距（10cm）；所有主筋连接均采用挤压套筒连接。墩柱及台帽接高期间上部荷载由千斤顶，一定要保证顶升支撑体系的稳定性。3.12 支撑体系和液压系统拆除待接高部分混凝土达到强度要求后，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。第四章 关键工序施工4.1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60912mm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锚栓锚固在承台接高混凝土顶面。浇注承台接高混凝土时，一定要保证混凝土表面的平整度，以保证钢支撑安装的垂直度。4.2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。1）中间桥墩处：采用格构限位。浇注承台接高凝土时，在四个角上预埋钢板，在钢板上焊接角钢，角钢与上部抱柱梁四个角相抵，各个角钢间用槽钢拉结构成格构柱，以起到限位的作用。如图4-1所示。图4-1 桥墩处格构限位安装示意图该种形式的限位已经在启风大桥顶升工程、天津狮子林桥顶升工程、南浦大桥主引桥顶升工程等重大工程中应用，效果很好，能够保证结构纵横向位移在规范要求的范围以内。1）桥台处a、横桥向：各个钢支撑之间采用槽钢做剪刀撑，增加横桥向刚度，保证其横桥向稳定；b、顺桥向：在桥台上植筋、锚固钢板、焊接槽钢与钢支撑拉结，以保证其顺桥向刚度及稳定性。如图4-2所示。图4-2 桥台处钢支撑安装示意图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，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。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。为了便于顶升过程中临时垫块的加设，所有千斤顶均采用倒装的方式安装。桥台处，千斤顶底座与型钢分配量焊接；桥墩处，千斤顶底座与抱柱梁底部的预埋钢板焊接。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4-3 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4-4）。图4-4 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4-5）。图4-5 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。桥台处整个钢支撑体系通过槽钢作为水平连系杆及剪刀撑连成一个格构柱（见图4-6），形成水平稳定体系，确保施工安全。图4-6 钢支撑间加设缀条示意图图4-7 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4-8 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，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，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4-9。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;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。 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4-9 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)竖向主筋所有竖向主筋均采用挤压套筒机械接头，已满足规范中的100%接头率的条件，示意图如下。图4-10 机械接头示意图挤压套筒接头的现场照片2)箍筋接高段箍筋加密，箍筋间距采用原设计中墩柱箍筋加密区箍筋间距。3)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。4)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 台帽接高台帽采用现浇的办法接高。顶升到位后，首先在原台帽上植筋，保证新浇混凝土与原台帽的连接。接高部分配筋同原设计配筋。 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；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。控制主机用户界面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：380VAG； 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5-2 顶升系统组成示意图图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。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 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36台千斤顶，共分为18组，每个桥台处安置两台光栅尺，中间桥墩处每组每组配置一台光栅尺，共布置18台位移传感器。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 总体施工布署及进度安排8.1施工组织机构设置组织机构设置图见图8-1顶升班图8-1 施工组织机构设置图8.2主要施工设备表8-1 主要施工设备表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液压泵站变频泵站套93200吨千斤顶行程100mm台284100吨千斤顶行程100mm台85拉线式位移传感器SPRS-5套186静力切割设备HILTI LP-32/TS32套17植筋工具套28钢筋探测仪台29百分表机械式1210水准仪S2111经纬仪FOF-J2-1台112水平仪DSZ318.3劳力安排施工高峰期计划安排劳力40人，其中钢筋工10人，木工10人，混凝土工10人，电焊工3人，其它工种17人。必要时各作业班组进行调配。8.4施工用电高峰期需要80