冀风卿JIFeng-qing
（中铁十七局集团第二工程有限公司，西安710043）
（The2ndEngineeringCo.，Ltd.ofChinaRailway17BureauGroupCorporation，Xi'an710043，China）
摘要：西安灞河2#桥为双索面拱形钢构单斜塔斜拉桥，索塔采用整体竖转技术。施工中受力体系平衡的控制是在动态过程中实现的，通过多点监控和适时调整，保证了受力体系的平衡和各部最佳受力状态。
Abstract:Xi'anBahe2#bridgeisthedoublecableplanesarchsteelsingleleaningtowercable-stayedbridge,cabletowerusestheoverallverticaltransfertechnology.Inconstruction,thecontrolofstresssystembalanceisachievedinadynamicprocess,multi-pointmonitoringandtimelyadjustmentensurestresssystembalanceandoptimumstresssituationofministries.
关键词：钢索塔；竖转；体系平衡；同步控制
Keywords:steelcabletower；verticaltransfer；systembalance；synchronizationcontrol
中图分类号：U445.4文献标识码：A文章编号：1006-4311（2014）14-0105-02
1工程概况
西安灞河2#桥为双索面拱形钢构单斜塔斜拉桥，索塔为半椭圆形箱形四腹板钢索塔，垂直高度墩顶以上78m，斜高80.752m，塔身沿纵桥向倾斜15°，钢索塔总重1621t。由于钢索塔的特殊造型和倾斜的安装角度，使得钢索塔的安装就位难度很大，本工程采用整体竖转技术进行钢索塔的安装，竖转部分重1500t。先将索塔在水平支架上拼装焊接完毕，在索塔根部设置钢铰链作为回转轴，通过安装在起重塔塔顶的6台350t液压穿心千斤顶上的钢绞线同步提升到安装角度，完成钢索塔的竖转安装。
构成钢索塔竖转受力体系包括：提升千斤顶、平衡千斤顶、起重索、平衡后背索、后背锚、起重塔、钢索塔等。在索塔竖转平衡受力体系中，提升千斤顶和后背千斤由同一台计算机控制。在钢索塔竖转过程中，6台提升千斤顶和4台平衡千斤顶均采用同步控制技术，确保体系在竖转过程中受力平衡。
2施工技术难点
①千斤顶同步控制是保证竖转过程各顶均衡受力的基础，是多点提升控制中的难点。
②竖转千斤顶受力平衡控制是确保系统各部分受力安全及平稳竖转的重点和难点。
③钢索塔竖转过程中受力体系平衡的控制是动态过程中实现的，通过多点监控和适时调整，保证受力体系的平衡和各部最佳受力状态，是竖转控制中的难点。
3钢索塔竖转过程系统受力平衡和同步的控制
3.1提升千斤顶液压及控制系统
3.1.1提升千斤顶配置
提升千斤顶由6台液压穿心千斤顶组成，单350t提升油缸，布置6个提升吊点；每个提升吊点布置1台350t提升油缸。竖转0°～45°由6台千斤顶共同工作，竖转45°～75°时吊点1、吊点2、吊点5、吊点6工作，吊点3、吊点4备用。钢索塔竖转的最大载荷出现在提升开始的时候，初始最大载荷为1040t，每个吊点最大受力195.3t，油缸安全系数为1.79。
钢索塔竖转过程采用四组后背索，每组背索采用一台350t千斤顶，24根Φ15.24mm预应力钢绞线，后背索钢绞线安全系数为1.91。
3.1.2液压泵站的配置
起重塔上布置2台80L/min流量的液压泵站，采用间歇式的作业方式，提升速度可达8m/h。后背索布置2台40L/min流量的液压泵站。
3.1.3实时网络控制系统的配置
在地面控制室布置1台计算机控制柜。通过信号电缆与各有刚传感器及泵站控制柜连成控制网络。在每个吊点处安装1只长距离传感器测量结构各点的高度，在每台提升油缸上安装油缸位置传感器测量油缸行程，在每个吊点安装1只压力传感器测量各吊点的负载压力。
3.2竖转系统提升油缸的动作同步控制针对主塔结构，在竖转时，控制系统必须有效、有序地控制提升油缸的动作。在竖转系统中，我们通过实时控制网络实时收集各个吊点提升油缸的状态信息（锚具和主油缸），然后中央控制单元根据一定的控制逻辑顺序控制电磁换向阀，从而控制提升油缸的锚具和主油缸动作。
3.2.1压力跟踪控制方式实现每个吊点提升油缸提升力一致在每一个提升压力系统布置一个压力传感器，通过压力传感器，中央控制单元可以实时采集各个提升油缸的载荷，从而可以知道各个提升油缸的载荷分配，压力跟踪控制方式实现每个吊点提升油缸提升力一致。
控制系统实现载荷均衡的控制方框图见图1。可以看出，整个竖转提升载荷的合理分配是通过调节液压系统的比例阀，控制提升油缸速度来实现的。由于液压系统调节线性度较好，载荷均衡调节对结构本体带来的附加载荷极小。
3.2.2绝对位移跟踪控制方式实现各吊点位置同步每个提升吊点布置一台长距离传感器，实时测量各吊点绝对高度，测量精度为1mm。设定吊点1为主令吊点，吊点2、吊点5、吊点6与吊点1采用绝对位移跟踪控制方式，中央控制柜可以根据各点绝对位移进行实时调整，保证各点位置同步，从而控制提升构件的空中姿态，保证拱肋结构安全。绝对位移跟踪控制方框图见图2，位置同步的控制方框图见图3。
3.3钢索塔竖转过程中受力体系平衡控制由后背千斤顶、后背索、起重塔、竖转千斤顶、起重索、钢索塔共同构成索塔竖转受力体系。钢索塔竖转过程中，随着钢索塔竖转角度的变化起重索承受的索力逐渐变小，作为起升平衡力的后背索索力也同时降低，由于起重塔根部为半圆铰支座，可满足起重塔在一定角度范围内的自由摆动。因此在后背索长度变化不大的情况下通过起重塔摆动，调整后背索的弹性伸长量来达到后背索索力变化的调整。
随着钢索塔竖转搬起，受力系统的内力在平衡状态下连续变化，起重塔由竖转前的垂直状态逐渐变化为向后背索方向的倾斜状态。在钢索塔竖转角度的一定变化范围内，起升索索力变化带动后背索索力变化。当后背千斤顶不做伸缸放绳调整时，将通过起重塔向后背索侧偏斜，减小后背索弹性伸长量来降低后背索索力，以实现受力体系的平衡。由于起重塔偏斜引起的水平分力将传递到半圆铰支座上，因此，起重塔的水平偏斜量必须控制在适当范围。我们通过采用ANSYS计算分析，将起重塔顶的最大偏斜量设定在75mm范围内，实际竖转过程中将偏斜范围控制在50mm范围内。在竖转过程中，通过在起重塔横桥向中心线上设置两台经纬仪，对塔顶纵梁上设置的刻度尺进行跟踪观测，当起重塔顶纵向偏斜接近50mm时，停止竖转，进行后背索索长调整，使起重塔重新回到垂直状态或向起重索侧偏斜50mm作为起重塔的预调量。在竖转过程中，作为监测的补充手段，沿桥的纵轴线分别在起重塔两侧设置光电经纬仪，观测起重塔在竖转过程中横桥向偏斜和索塔在竖转过程中横桥向偏斜。以监测竖转过程中各部分平衡受力状态下的变位是否在结构分析设定值的范围内。
钢索塔竖转受力体系竖转过程体系的平衡是通过系统计算机检测、控制实现的，同时，作为独立于计算机控制系统之外的经纬仪监测，又是对计算机控制系统动作结果的检验和补充。从而确保竖转过程受力体系的平衡、准确和安全。
4结论
钢索塔竖转受力体系平衡及同步控制技术在本工程中的成功运用，为大型结构的多点吊装工况下平衡受力控制提供了成熟的经验技术。在本工程中的成功运用，更是达到了有效降低施工成本、控制工期和提高工程施工的安全可靠性的作用。
参考文献：
[1]张强：整体竖转技术在斜拉索桥倾斜索塔施工中的运用[J].建筑技术，2008，10.
[2]张强.整体竖转技术在斜拉索桥倾斜索塔施工中的应用[J].建筑技术,2008(10).
[3]李艳明,肖飞.丫髻沙大桥主桥竖转施工控制技术[J].铁道标准设计，2001(06).