桥梁同步顶升技术是在保证桥梁结构(尤其是超静定结构)整体性和使用功能的前提下,采用刚性立柱支撑梁体、传感器提供反馈、计算机控制液压系统同步及液压千斤顶集群实现顶升。该项技术可以控制梁体在顶升过程中的姿态,实现多点同步、同比例和反坡顶升,也可以实现梁体在空中长期滞留以及梁体姿态的微调。
桥梁同步顶升一般采用力和位移双控的闭环控制,通过压力传感器对梁体称重后,由千斤顶集群顶升桥梁。此外,多组千斤顶与临近的位移传感器(光栅尺)形成位移闭环,控制桥梁顶升过程中各顶升点位移以及梁体的整体姿态,确保顶升时盖梁和梁体的结构安全。桥梁同步顶升技术的核心是液压同步顶升系统,它由液压系统(高压泵站、千斤顶集群和传感器)和计算机控制系统(人机交互界面和编程控制器)组成。
在高速公路改扩建施工中,重建既有桥梁,显然很不划算,但若只是进行整体加高,更换橡胶支座以及进行桥梁的顶升调坡等,那么,采用整体顶升技术完全绰绰有余。整体顶升技术能有效帮助缩短工期,节省资金,而且还能降低工程成本和对环境的不利影响,真的是做到了社会经济效益双丰收。目前采用PLC液压整体同步顶升技术进行桥梁顶升改造是比较理想的一个方法,而桥梁顶升对液压同步系统的要求,主要有以下几个:
(1)位置同步控制桥梁顶升过程中,为了防止梁体扭曲、应力集中和开裂,各顶升点在负载不均的情况下必须保持位置同步。(2)顶升力控制桥梁结构形式各异,且质量分布不均,分散布置在其下的液压缸的承载力也不尽相同,液压系统应满足各液压缸压力自动调整,以适应上部负载。称重阶段通过对顶升力的合理控制来完成桥梁试顶升,同时使桥梁的内应力最小。
(3)监控系统压力的监控有助于顶升力的控制,位移的监控能够保证顶升过程中各位置同步,应力监控能够避免内应力集中而使梁体结构受损。桥梁顶升过程中,梁体结构的内应力是由各顶升点的压力和位移共同作用的结果,因此,在没有应力监控时,可通过对压力和位移的实时监控来判断梁体结构的内应力是否超过允许值。