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广深高速跨海大桥2400吨“世界梁王”智能控制同步顶升和同步平移项目

广深沿江高速公路是广东省“十一五”规划重点建设项目,也是国家公路干线网的组成部分, 在深圳宝安机场地域的跨海段部分采用了跨径为60m 的单箱双室截面巨型混凝土箱梁,该箱梁长60米,高3.5米,顶板宽19.65米,底板宽10.35米,该箱梁平均梁重达2400吨,在同类型桥梁中居世界之首,有着“世界梁王”的称号。对于跨海段部分工程而言,是否能将跨径为60m平均梁重为达2400吨的混凝土箱梁,顺利地顶升和平移到指定位置,是影响工程的重点问题。

世界梁王:70米长,2400吨双室梁

巨型混凝土箱梁同步顶移工况技术难题

跨海段部分采用梁场集中制梁,经过顶升、平移至栈桥、浮吊吊运至海上安装的工艺实现桥梁建设。巨型箱梁的重量、宽度、以及单箱双室截面形成的肋梁部分都对箱梁的顶升,平移提出了前所未有的技术难题:

  • 采用预应力张拉的巨型混凝土箱梁,在顶升的时候,需要设置多个顶升点,多个顶升点的顶升位移误差会造成混凝土的变形、开裂问题,对梁体造成损伤。尤其是巨大的梁体宽度和中间肋板的重量因素,很容易在箱梁底板中间造成损伤。
  • 多个顶升点形成的移梁台车在平移过程中,由于轨道的高低不平,会对顶升点形成额外的外力施加,该外力会直接导致梁体裂纹的产生。
2400吨的双室梁在长距离同步平移中

巨型混凝土箱梁同步顶移工程解决方案

针对广深沿江高速跨海段箱梁顶升和平移的工况,曾经为东海大桥、杭州湾跨海大桥、胶州湾跨海大桥和上海长江大桥等工程的混凝土巨型箱梁提供重载顶升和平移工程解决方案的赫曼技术团队,经过和建造方中铁大桥局技术团队的多次技术交流,最终设计了一套型号为SL-P-WP-6-4800-800的电脑控制重载高精度同步顶升和恒压控制功能为核心的顶升移梁设备解决方案,该方案具有以下典型特征并最终完美地实现了“世界梁王”的多点同步顶升、长距离平移技术难题:

  • 采用电脑控制高精度同步顶升技术及恒压控制技术,一台具有世界领先水平的多点电脑同步控制器,控制6台PLC程序的超高压同步泵站和6台单台顶升力为800吨的单作用机械锁紧油缸实现同步精度为1mm的多点同步顶升。
  • 设备位于箱梁中间肋板处的两个大吨位顶升油缸在电脑控制下,具备长时间的恒压伺服控制,无论在箱梁顶升工况下还是在平移工况下。平移工况下即使轨道发生不平整度现象,该顶升点处的每个顶升油缸均能全程恒定提供预先设定的320吨恒定力(该数值可根据需要设定),以平衡掉该顶升点处的肋板混凝土重量,确保箱梁中间腹板处始终处于“平衡托住”的状态。
  • 该方案中的电脑控制同步顶升器能同时控制多点高精度同步顶升,箱梁平移工况下的同步平移,顶升和平移状态下的恒压控制和恒定力提供。全过程保护箱梁安全运输。
  • 根据箱梁的常态使用工况和施工现场相对杂乱的工况,赫曼的技术团队对核心顶升移梁设备进行了防水、防沙、防撞击等多种防护设计,确保核心顶升移梁设备在项目实施工况条件下无故障使用,并提供全过程的技术支持服务。
采用智能电脑程序控制的自动同步顶升系统和“悬浮拖力”装置
70米长世界梁王在出梁栈桥码头

2400吨“世界梁王”智能控制同步顶升和同步平移设备技术类型归属表

同步类型
SL1型
SL2型
SL3型
SL4型
SL5型
SL6型
归属系列
LP系列
LPV系列
SP系列
S系列
VP系列
MP系列
VMP系列
SV系列
系统特点
程序控制
高频阀通断
闭环同步
程序控制
伺服控制
闭环同步
程序控制
伺服控制
闭环同步
机械强制同步
开环同步
等容积同步
开环同步
等容积同步
开环同步
无线控制
等容积同步
开环同步
无线控制
连通分流
经济型系统
同步系统
操作方式
工业型电脑
触摸屏设置
按钮操作
工业型电脑
触摸屏设置
按钮操作
工业型电脑
触摸屏设置
按钮操作
工业型电脑
触摸屏设置
按钮操作
数字显示仪
触摸屏设置
按钮操作
数字显示仪
无线遥控器
数字显示仪
无线遥控器
手动阀操作
按钮操作
同步精度
类别
高精度
超高精度
超高精度
高精度
高精度
高精度
高精度
位移同步
最高精度

0.5-1mm

0.1-1mm
0.01mm
0.1mm
1%-5%FS
3%-10%FS
3%-10%FS
凭经验
位移定位
最高精度

0.5-1mm

0.1-1mm
0.01mm
0.1mm
1%-5%FS
3%-10%FS
3%-10%FS
凭经验
力同步
控制精度
1MPa
0.1MPa
0.05MPa
同步速度
常规速度
常规速度
高速度
常规速度
慢速度
常规速度
慢速度
常规速度
常规速度
常规速度
常规速度
30mm/min
30mm/min
300mm/min
30mm/min
3mm/min
30mm/min
3mm/min
30mm/min
30mm/min
30mm/min
30mm/min
控制策略
闭环控制策略
传感器反馈型
闭环控制策略
传感器反馈型
闭环控制策略
传感器反馈型
开环控制策略
机械强制同步
开环控制策略
独立油路同步
开环控制策略
独立油路同步
开环控制策略
独立油路同步
开环控制策略
油路连通分流
传感器策略

传感器参与显
示和控制过程

传感器参与显
示和控制过程
传感器参与显
示和控制过程
传感器参与显
示,不参与控制
传感器参与显
示,不参与控制
同步精度
实现策略
电磁换向阀
高频率通断
程序管理控制
比例伺服阀
程序智能管理
伺服电机
程序智能管理
伺服电机
机械强制同步
独立高压油路
高精度制造
独立高压油路
高精度制造
独立高压油路
高精度制造
凭经验
工作压力
70MPa
31.5MPa
70MPa
0.01MPa
21-70MPa
70MPa
21-70MPa
70MPa
适用油缸
双作用油缸
双作用油缸
双作用油缸
单作用油缸
双作用油缸
单作用油缸
双作用油缸
单作用油缸
双作用油缸
单作用油缸
双作用油缸
单作用油缸
适用的
重物大小
大中型荷载
最小几百吨
最大几万吨
大中型荷载
最小几百吨
最大几万吨
中小型荷载
最小几吨
最大几百吨
中小型荷载
最小几吨
最大几十吨
大中型荷载
最小几百吨
最大几万吨
大中型荷载
最小几百吨
最大几万吨
大中型荷载
最小几百吨
最大几万吨
大中型荷载
最小几百吨
最大几千吨

一揽子工程解决方案提供者

做为高精度同步顶升技术的引领者,赫曼拥有一个具有多年从事重载同步顶升与移运工程并具有丰富经验的技术团队,团队成员特长涵盖方案设计,产品设计,现场操作服务多领域。因此,赫曼不但提供高品质的同步顶升设备,同时提供“一揽子”工程解决方案:前期的技术方案设计与研讨服务,中期的设备制造服务,后期的现场专业人员服务。自项目的技术要求确认后,赫曼一直服务到项目实施的全过程,提供项目实施过程 中的所有服务。

2400吨的双室梁在长距离同步平移中
采用智能电脑程序控制的自动同步顶升系统和“悬浮拖力”装置
采用智能电脑程序控制的自动同步顶升系统和“悬浮拖力”装置
6台600吨大长行程吨位油缸用于出梁栈桥,将2400吨梁托举高将近1米

2400吨“世界梁王”智能控制同步顶升和同步平移设备关联产品