大吨位预应力混凝土箱梁提升上桥施工技术研究

4.3.2　控制系统
　　采用PLC程序集成控制，整机遥控+局部线控操作。
　　安全控制系统包括起吊卷筒紧急制动器、高度及速度编码器、限位开关、红外测距仪、载荷测量装置、急停按钮以及程序保护等。
　　4.4　关键技术研究
　　4.4.1　轨道支撑型式
　　提梁机是空载或轻载（限200t）纵移、重载定点吊梁的主要工作模式，其轨道支撑以此为设计依据。定点吊梁工况载荷大，设计了辅助支撑油缸，吊梁时与车轮共同承载。
　　4.4.2　驱动方式设计
　　整机运行、起吊、横移等部位采用了变频器—变频电机驱动。
　　4.4.3　起吊方式设计
　　通过PLC程序自动监测和调整两侧起吊卷筒的不同步差值外，在吊具设计中还考虑了结构和自由度的合理设计，使得梁体在起吊或是置放时其吊点或支点能够进行微量调整，降低工作过程中对梁体的影响。双机联动吊梁时采取 “三点平衡式”起吊体系，形成受力合理、自动均衡。
　　4.4.4　组装方案研究
　　见本文第6节。
　　5　提梁站轨道梁结构设计与施工
　　5.1　轨道梁总体布置
　　提梁机走行通道即轨道梁设置在现浇箱梁梁体的两侧(中心距56m)，全长112m。上部结构采用钢筋混凝土倒T形连续梁，下部采用钻孔桩基础。
　　5.2　轨道梁结构设计
　　5.2.1　基本数据选择
　　(1) 梁混凝土等级C40， 混凝土弹性模量：
　　E＝3.3×104MPa；
　　(2) 桩和承台混凝土等级C25，混凝土弹性模量：
　　E＝2.8×104MPa；
　　(3) 地基土平均液限Ll=0.96；桩侧土平均地基比例系数m = 1000；桩侧土平均磨擦角ψ=33°。
　　(4) 提梁站轨道梁结构形状及尺寸见图3。
　　5.2.2　设计荷载
　　(1) 预制箱形梁重14300kN；
　　(2) 提梁机自重（单台）5500 kN；
　　(3)轻载按单台2000 kN计。
　　5.2.3　轨道梁施工
　　轨道梁施工顺序：钻孔桩→承台→安装支座→倒T梁。
　6　提梁设备组装方案研究与实施
　　6.1　设备组装方案选择
　　6.1.1　“高位拼装”方案
　　总体思路是搭设满堂支架在高位进行主梁拼装。此方案避免了主梁、支腿等部件的整体吊装和整体对位，但是相邻杆件高位拼装的精度调整困难，组装速度慢，高空作业危险程度高，施工周期长。
　　6.1.2　“低位拼装、高位吊装”方案
　　总体思路是在桥面(低位)拼装主梁、大型吊机整体吊装。即在主梁、支腿、走行台车分别组装完毕后，将支腿自地面吊装就位并和走行机构对接；将主梁吊到高位，与支腿对接；将吊梁小车起吊到主梁上，完成整机主结构的拼装。
　　6.1.3　方案确定
　　通过对两种方案的安全性和经济性比较，确定了采用“低位拼装、高位吊装”方案。
　　6.2　设备拼装场地布置（图4）
　　6.3　设备总成拼装
　　(1) 在走行线侧方搭设两个与梁等高的支架，在支架上搭设拼装平台；
　　(2) 在拼装平台和现浇箱梁顶面上拼装主梁；
　　(3) 主梁拼装的同时，在地面上拼装两个刚性支腿；
　　(4) 主梁拼装的同时，在桥面上同时拼装两个柔性支腿；
　　(5) 两个走行台车的拼装在轨道梁上进行；
　　(6) 吊梁桁车、滑轮组等部件拼装工作在地面上进行。
　　6.4　设备吊装步骤
　　(1) 将刚性腿吊装到走行梁上对位安装；
　　(2) 将柔性支腿自桥面吊装到地面，并与走行梁对位安装；
　　(3) 在刚性、柔性支腿完全吊装好后，起吊主梁与两只腿安装连接；
　　(4) 主结构吊装完成后，将拼装好的桁车吊装到主梁上；
　　(5) 组装平台、电气及液压系统等部件。
　　6.5　主要吊装机械（表3）
　　6.6　设备载荷试验
　　6.6.1　工作测试
　　6.6.1.1　载荷条件
　　(1) 额定载荷：1500t，等效换算为14710kN。单台起重量：14710/2=7355 kN；
　　(2) 动载荷：110%额定载荷，即14710 kN×110% = 16181 kN 。

6.6.1.2 测试程序
　　(1) 空载进行起吊、横移、运行动作，观察是否正常；
　　(2) 起吊额定/动载荷至吊高50～100mm，进行制动及保持试验；
　　(3) 起吊额定/动载荷到高位,直到限位开关停止起吊动作；
　　(4) 向左移动吊梁桁车到极限位置（最大偏离中心点20m）；
　　(5) 向右移动吊梁桁车到极限位置（最大偏离中心点20m）；
　　(6) 落下额定载荷/动载荷。
　　6.6.2　挠度测试
　　6.6.2.1 基本条件
　　(1) 双机空载位于停止位置，吊梁桁车位于主梁中位；
　　(2) 额定载荷/动载荷同工作测试。
　　6.6.2.2　测试程序
　　(1) 在主梁两个端点和中点设置测点，空载状态测量主梁3个测点的水平度，计算出空载挠度；
　　(2) 额定载荷下起吊箱梁到上极限位，横移到主梁中位，测量主梁各测点的水平度；
　　(3) 额定载荷下横移箱梁到左极限位，测量主梁各测点的水平度；
　　(4) 额定载荷下横移箱梁到右极限位，测量主梁各测点的水平度；
　　(5) 卸下箱梁，复测主梁各测点的水平度；
　　(6) 施加110%动载荷，重复上述步骤。
　　7　大吨位整体箱梁提升上桥施工工艺
　　7.1　工艺流程图（图5）
　　7.2　施工工艺要点
　　(1) 提梁准备：空机运行各项动作并检查有无异常；两台HM800提梁机行至提梁位置，支撑辅助液压油缸到轨道上；确认TE1600轮胎式运梁机运行到装梁位置；
　　(2) 连接吊具；
　　(3) 起吊、横移：桁车和运行监护人员密切观察吊梁横移和起吊卷筒情况，确认各部是否正常；
　　(4) 落梁就位：横移到运梁车上方时，听从指挥人员命令落梁；
　　(5) 解除吊具：确认箱梁已准确落放到运梁车装梁位后解除吊具；
　　(6)移位待梁：提梁机空载移位，以便新的待提梁片进入。
　　8　结　语
　　经杭州湾项目的使用证明，采用两台HM800型轮轨式提梁机跨三片梁将大型箱梁提升上桥的方案安全可行。自2005年7月24日设备正式投入使用，截至2006年11月16日安全、顺利提升全部404片箱梁，并且成功的完成了架桥机和运梁机组装和解体。该技术方案的顺利实施，满足了杭州湾跨海大桥大吨位箱梁提升上桥的要求，为实施1430t/50m整体预制箱梁“梁上运架”这一世界领先施工工艺创造了有利条件。