林丁末
（福建省工业设备安装有限公司厦门361004）
摘要：本文结合厦门市仙岳路与成功大道立交改造提升工程，介绍了利用液压装置和距离传感器等组件组成控制系统，对钢箱梁滑移时产生的位置偏移进行系统控制，以满足钢箱梁安全、准确就位的施工纠偏技术在桥梁工程中的应用。
关键词：钢箱梁滑移动态纠偏静态定位纠偏限位报警
中图分类号：TU997文章编号：1002-3607 (2016) 03-0046-03
1概述
在建造大跨径桥梁时，常用到一种用钢板做成的箱形结构梁，由于外型似箱子而得名钢箱梁。钢箱梁滑移是桥梁建造施工中的一种方法，它是在钢箱梁就位的轴向反方向设置临时组装平台，在平台上将梁段组装成整体，然后借助滑动装置，在水平力的作用下，沿桥轴方向滑移，待全部滑移到位后，落梁，更换正式支座，完成桥梁施工。在钢箱梁的滑移过程中常会出现其偏离轴向的现象。以往常用的方法是根据现场位置焊接受力支撑点，再采用人工用千斤顶调整其中线位置进行纠偏，钢箱梁滑移与纠偏见图1。这种纠偏方法步骤繁琐，进度缓慢，且存在人的不安全因素。
为寻找一种既安全又相对便捷的纠偏方法，我们对施工现场进行深入地分析，编制了液压纠偏方案，并通过实验形成了“一种液压牵引滑移自动纠偏装置”的纠偏专利技术，在纠偏和提高工效方面取得了较好的效果，通过在其他项目的应用，又进一步改进了纠偏系统，使之更加简便与实用。
2工程概况与钢箱梁滑移工况分析
2.1工程概况
厦门市仙岳路与成功大道立交桥改造提升工程，其主线桥L8联共3跨，跨径分别为39m、50m、39m，线形成圆曲状，曲率半径3497.854m，主线桥外观见图2。钢箱梁采用等截面
流线型的单箱多室箱体，梁高2.0m．钢梁顶面全宽25m，箱底宽度13.5m，两侧悬臂长度5.75m，全桥分为22段，总重量1420t，材质Q345C。钢箱梁断面见图3。
2.2钢箱梁滑移工况分析
由于桥体成圆曲形状，在钢箱梁滑移时，更容易发生偏离桥梁中心线的现象。另外桥的跨径大支座小，对钢箱梁滑移的重心定位与拉锚器的设置点要求高，因此偏移量的控制成为关键，否则将会增加倾覆事故发生的机率。
另外，政府相关部门要求该立交桥改造提升工程要保证主干道“成功大道”交通畅通。为此要求钢箱梁的滑移要做到：
（1）尽可能使钢箱梁与支撑轨道间摩擦力小和保持怛定，以保证滑移过程平稳。
(2)要确定可靠的滑移速度，既要满足纠偏对时间的要求，又要保证主干道能正常通行。
(3)钢箱梁滑移纠偏应及时、准确，纠偏不能在主干道的上空进行。
(4)钢箱梁滑移装置与纠偏操作应协调一致，减少人为干扰因素。
(5)钢箱梁滑移纠偏装置不应仅有液压调整部件，还应有辅助措施，以增加纠偏的可靠性。
(6)要有完整的安全措施和应急预案。
3滑移自动纠偏装置
3.1制定纠偏措施
针对工程现场实际与要求，采取以下防偏移措施：
(1)选择红外线距离传感器，实时采集钢箱梁滑移时与轴心线的偏差量，并反馈到液压控制器，及时纠正滑移过程中出现的偏差，提高纠偏精度和滑移效率。
(2)在支撑轨道与钢箱梁接触面设置MGE工程塑料合金滑块，轨道面全部铆焊不锈钢板，以克服因钢箱梁重而产生过大的摩擦力，同时也使摩擦系数保持相对恒定。
(3)采用有限元分析法，对桥梁进行滑移工况整体建模计算。
(4)确定适当的滑移速度。选牵引泵站TX-P40共有两个泵，采用一伸一缩工作方式，单个泵流量：Q=20L/min油缸活塞面积：A=4.1×10-2m2。
则滑移速度
v=Q/A =20x10-3／(4.1x10-2)=0.487m/min=29.26m/h
考虑到泵的效率以及同步调节过程中的节流调节，取效率为0 8，则理论计算速度可以达到23.4m/h。
根据计算确定滑移速度控制在20m/h．加速度为1mm／S2的技术要求。
(5)在钢箱梁滑移路线两侧安装定向导轮。
3.2自动纠偏系统
3.2.1纠偏系统设计
钢箱梁滑移纠偏系统由限位保护、偏移监测、滑移动态纠偏和静态定位纠偏等四个单元集合而成。滑移纠偏系统原理见图4。
限位保护单元由分布在钢箱梁滑移路线两侧的定向导轮组成。定向导轮安装在桥墩和临时支撑墩上，主要对钢箱梁滑移时的偏移起限位报警和安全保护作用。
偏移监测单元由装在各桥墩上的红外测距传感器、切换开关、显示器组成。其工作原理为：经红外测距传感器测得的钢箱梁轴心线偏移量传至显示器显示，起到实时监测作用。
滑移动态纠偏单元由红外测距传感器、切换开关、信号放大器、比较放大器、动静转换开关、控制器、牵引液压系统组成。其工作原理为：由切换开关选择钢箱梁前端到达桥墩时的红外测距传感器，将测得的钢箱梁轴心线偏移量，经信号放大后与比较放大器的给定值比较。当有偏差时，比较放大器输出信号经动静转换开关（此时动静转换开关在动档上）给控制器，由控制器控制牵引液压系统去调节各牵引点的牵引速度，实现滑移过程的动态纠偏。
静态定位纠偏单元由红外测距传感器、切换开关、信号放大器、比较放大器、动静转换开关、控制器、纠偏液压系统、三向液压千斤顶等组成。其工作原理为：在钢箱梁滑移到各指定等待检测位置时，由相应位置的红外测距传感器测得钢箱梁中心线偏移量，经信号放大后与比较放大器的给定值比较。当有偏差时，比较放大器输出信号经动静转换开关（此时动静转换开关在静档上)给控制器，由控制器控制纠偏液压系统去调整安装在支撑轨道下面的三向液压千斤顶，实现对钢箱梁轴心方向左右偏移的定位调整。
3.2.2 纠偏系统主要元器件的选择要求
(1)红外测距传感器检测距离应达30m．精度达±3mm。
(2)比较放大器应能实现在给定范围内输出为零，在给定范围外则分别输出正负两种信号。
(3)液压系统控制器选择电液比例控制。
(4)三向千斤顶选择YS-DS-250型，水平方向行程200mm，额定荷载25000kN。
(5)切换开关接触电阻应满足测距精度的要求。
4自动纠偏系统的安装与调试
4.1关键部件安装
4.1.1定向导轮的安装
定向导轮安装在各桥墩和临时支撑墩的两侧，轮边与钢箱梁侧边距30mm．导轮轴垂直于地面，导轮支架用弹簧作为缓冲，可移动范围0～250mm。当导轮被顶偏70mm时，限位开关动作报警；顶偏170mm时，限位开关动作关断牵引滑移系统进行安全保护。
4.1.2红外线距离传感器安装
红外线距离传感器安装在各个要跨越的桥墩侧面，通过控制线引到地面控制室。为使测距精准，不一定选择测量钢箱梁的中心距离，只要能保证红外线距离传感器可靠测量，不受
牵引过程的施工干扰就行。因此可在钢箱梁底部从中心线引出一条平行的辅助线，使之更靠近红外线距离传感器，在此辅助线上安装反光板用于测量相对的中心距离。
4.1.3三向千斤顶的安装
三向千斤顶安装在须跨越的各桥墩上，并分布在钢箱梁两侧的支撑滑轨边，与支撑滑轨在同一直线上。三向千斤顶的顶座与支撑滑轨同宽，但表面不铆焊不锈钢板，以增强摩擦力。安装高度应保证在钢箱梁滑移过程中三向千斤顶顶座不与钢箱梁接触（间距10mm）。
4.1.4纠偏液压管道系统安装
由于本纠偏液压系统是针对定位调整而设，而且桥墩间距较远，所以各桥墩处的纠偏液压系统相对独立统一控制。纠偏系统安装布置见图5。
4.2系统调试
4.2.1限位保护单元调试
由于钢箱梁中心轴线允许有±30mm的误差，所以从限位和安全角度考虑，导轮边到钢箱梁侧边距离也调至30mm。为使导轮有足够的推挡力，导轮支架弹簧力应达到1000kN，且导轮必须滚动灵活，导轮移动到70mm和170mm时各限位开关应可靠动作。
4.2.2偏移监测单元调试
在确定的辅助线位置处用反光板调试红外测距显示数据，与钢卷尺进行比较校对。转动切换开关，各测点应能准确读出数据。
4.2.3滑移动态纠偏单元调试
将动静转换开关置于动态设置位，在辅助线位置调节反光板至显示正确的距离，调整比较放大器输入端的给定比较值，使比较放大器输出为零。起动牵引液压系统，但不带负荷，牵引液压系统左右牵引点的速度应相同。将反光板沿钢箱梁横断面水平左右两方向移动，移动范围在30mm内，比较放大器应有正负两种信号输出，这时牵引液压系统的控制器应能给出正确的控制信号，即反光板向左移时，相当于钢箱梁轴心向左偏移，控制器应发出控制指令，为左侧牵引速度加快，右侧牵引速度降低。反光板向右移时，则相反。转动切换开关，重复上述步骤，使各红外测距点检测与动作达到要求。之后移动反光板，使比较放大器输出为零，即让牵引液压系统左右牵引点的速度相同。
4.2.4静态定位纠偏单元调试
将动静转换开关置于静态设置位，调节反光板及给定比较值，使比较放大器输出为零。起动纠偏液压系统，将反光板沿钢箱梁横断面水平左右两方向移动，移动范围在30mm内，比较放大器应有正负两种信号输出，这时纠偏液压系统的控制器应能给出正确的控制信号，即反光板向左移时，相当于钢箱梁轴心向左偏移，控制器应发出控制指令为桥墩上两侧三向千斤顶同时向上（向上行程20mm）向右行走，行走速度应相同。反光板向右移时，则相反。转动切换开关，重复上述步骤，使各红外测距点检测与动作达到要求。
4.2.5系统统调
在各单元调试结束后，可进行系统模拟运行。将动静转换开关置于动态设置位，这时应保证与静态定位纠偏单元联锁，确保此时静态定位纠偏处于关机状态。将切换开关置于钢箱梁第一个将到达桥墩的红外测距传感器上，此时偏移监测显示为无穷大，让控制器输出为零，起动牵引液压系统，左右牵引点的速度应相同。模拟定向导轮限位开关动作，应能报警和关断牵引系统。在辅助线位置放入反光板，偏移监测应显示实际距离，左右移动反光板控制器应有输出，并正确控制左右牵引点的速度。将动静转换开关置于静态设置位，牵引系统应停止工作，纠偏液压系统应能正常工作。
5试运行
在上述调试结束后，对相关人员进行技术交底，对安全措施落实到位，即可进入滑移工况试运行。
注意事项：
(1)牵引点应在中心线上两侧等距分布。
(2)桥墩上两个三向千斤顶必须保证同步。
（3)刚起动索引或静态纠偏时应先进行点动。
(4)要确保动静纠偏可靠互锁。
(5)各方位上应有人员监视，统一指挥。
6结束语
钢箱梁滑移安装的纠偏技术成功地应用在厦门市仙岳路与成功大道立交改造提升工程的L8联钢箱梁的牵引滑移，其中线偏差控制在3mm，实现了大型结构安装的精确控制，同时也降低以往人工重复作业的安全风险，节约了成本，可为今后类似滑移纠偏工程提供参考。
