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摘要：本文针对现有的大型桥梁施工中常用的同步液压整体垂直提升架进行专项的电气控制系统检测方法研究，依据现有的相关规范标准提出检测项目及相应检测方法，制定检测方案及试验操作手册并进行了相应的工程实践，通过各种检测仪器设备和检测方法多方面，多角度论证整体提升架的电气安全性能及控制系统的可靠性，为大型桥梁施工整体提升架电气控制系统检测积累了一定的经验。
关键字：桥梁施工；整体提升架；电气控制系统检测。
近年来，桥梁建设技术的不断进步，桥梁建设得到了迅速发展。大型桥梁大多采用大跨度、大截面、大重量的钢结构或钢结构混凝土混合结构的箱型梁、拱肋等拼装而成。为了应对大跨径桥梁在跨海、跨河通常遇到的交通拥挤，场地限制及为保证航道通航等问题，桥梁的箱梁、拱肋等通常在桥址附近的预拼场架设支架进行预拼制作，并在制作好后整体滑移至大型驳船，浮运至桥梁架设位置采用同步液压整体提升和拼装，拱肋整体吊装提升施工可以有效地节约施工工期和成本，提高安装精度，有效确保安装工程质量[1]。
一、检测对象分析
桥梁的拱肋整体吊装提升施工通常需在桥梁架设两端设置专用提升架，用于提升箱梁、拱肋等完成桥梁的拼装。由于箱梁、拱肋等重量大、跨度长，对提升架的要求非常高，提升架必须足够稳定，要求提供足够大的提升力，提升动作协调，精确。钢箱拱肋整体提升装置一般采用计算机控制液压同步提升技术，它采用柔性钢绞线承重、提升油缸及液压泵集群、计算机控制、液压同步等技术，对电气及控制系统要求高，运行电力系统稳定可靠。
而且目前对此类非标大型桥梁整体提升装置并没有专门的检测标准以及规范，所以大多数桥梁提升架在施工单位安装完成后进行简单的调试便投入使用，本文研究通过引入专业权威的第三方检测后机构进行专项的电气控制系统的检测研究和分析，制定制定检测方案及试验操作手册并进行了相应的工程实践，可以在一度程度上提前发现并整改大跨径钢箱拱肋整体提升装置电气控制系统的安全隐患，确保整体提升及拱肋安装施工的顺利进行。
二、检测方案
本文研究的检测方案应用于工程实践的项目，采用计算机控制液压同步提升技术，它采用柔性钢绞线承重、提升油缸集群、计算机控制、液压同步提升新原理，结合现代化施工工艺，将成千上万吨的构件在地面拼装后，整体提升到预定位置安装就位，实现大吨位、大跨度、大面积的超大型构件超高空整体同步提升。而钢箱拱肋提升时，拱肋两侧各布置一副提升支架，每副提升支架上布置8台350t提升油缸，每台油缸配置钢绞线；每副支架后端设置8台200t的抗拔油缸支架，每台配置钢绞线。一次性张拉到位（100t）；拱肋另配置8台350t和2台200t水平张拉油缸，每台350t油缸均配置钢绞线，每台200t油缸均配置钢绞线。要求控制系统可靠稳定运行。
依据该工程使用的的设计说明书、设计图纸及相关技术资料。制定液压系统安全技术性能的电气系统及控制系统方面的检测，检测的主要项目及说明如下表。
表1. 电气系统及控制系统检测项目及说明.png)
各项目检测内容及方法如下：
1.油缸
检测内容：检测计算机控制系统对油缸及锚具的控制正确性。系统对每个油缸的伸、缩动作控制应正确；对锚具的松、紧动作应正确。
检测方法：利用计算机控制系统的手动控制功能分别对各个油缸、锚具发送控制命令，现场核实油缸和锚具的动作是否正确。
2.液压泵
检测内容：检测计算机控制系统对液压泵控制正确性。系统应能正确控制各个液压泵的启停；应能正确控制比例阀的开度，及电磁阀的开关。
检测方法：利用计算机控制系统的手动控制功能分别对各个液压泵发送控制命令，现场核液压泵、比例阀和电磁阀的动作是否正确。
3.油缸行程传感器
检测内容：检测传感器工作是否正确工作，与计算机的通讯是否正常。油缸行程传感器应能正确反映油缸的实际行程位置信息；计算机控制系统应能正确读取传感器信息。
检测方法：改变油缸行程位置，使用计算机控制系统监测油缸行程位置信息，核实监测的数据是否和实际值一致。
4.锚具传感器
检测内容：检测传感器工作是否正确工作，与计算机的通讯是否正常。锚具传感器应能正确反映锚具的实际状态；计算机控制系统应能正确读取传感器信息。
检测方法：改变锚具状态，使用计算机控制系统监测锚具状态，核实监测信息是否和实际锚具状态一致。
5.压力传感器
检测内容：检测传感器工作是否正确工作，与计算机的通讯是否正常。压力传感器应能正确反映油缸的实际压力；计算机控制系统应能正确读取传感器信息。
检测方法：改变油缸压力，使用计算机控制系统监测油缸压力，核实监测压力值是否和实际压力一致。
6.距离传感器
检测内容：检测传感器工作是否正确工作，与计算机的通讯是否正常。距离传感器应能正确反映所测物体的实际距离；计算机控制系统应能正确读取传感器信息。
检测方法：使用传感器对一物体进行测距，并和手持式激光测距仪的测量数据进行比对是否一致，使用计算机控制系统监测距离信息，核实监测值和实际值是否一致。
7.馈电线路绝缘电阻测试
检测目的：在施工安装过程中，由于电线电缆外绝缘层与线槽等金属部件的锋利部位的摩擦，同样会造成其绝缘特性的显著下降。电线的绝缘特性存在隐患，将会直接导致线路短路、人员触电、发生火灾等诸多用电事故，因此电线电缆的绝缘特性是建筑电气工程质量的重要检测内容。
检测部位：随机抽取设备内的进线主线路及配管或穿管（线槽）线路等各类配电线路，在成束敷设的电气线路及插座的馈电线路进行检测。
检测方法：利用绝缘电阻测试仪，现场进行实测。
8.等电位联结导通性测试
检测目的：用电设备内的金属结构与设备的地线是相通的，而设备的地线由于与大地可靠接触，使得整个设备处于“地电位”，或者叫“零电位”状态下，因此用电设备的外壳等金属构配件在和这一“大网”可靠相连后，就可以使设备在发生漏电时有可靠的泄流通路，在发生雷电时设备中所有与地网相连的各金属构配件之间的电位相同，避免不同金属部件之间产生电位差，这样做的目的就是降低人身触电的危险，起到保护作用，因此这个网的各个环节的等电位联结导通性好坏直接影响着人身及用电设备的安全。另外，安全可靠的接地网还可以为设备内部的某些灵敏设备提供准确的零电位、消除静电干扰等，使得其能正常的工作。该项检测目的是检查各种需要做接地的设备、配件等是否与地网相连。
检测部位：设备金属外壳与地线之间、设备金属支架与外壳之间。
检测方法：利用电气综合测试仪，现场实测。
9.剩余电流动作保护装置测试
检测目的：剩余电流动作保护装置俗称漏电保护开关，其作用就是在发生漏电时，瞬时切断故障回路，从而对人身及用电设备起到保护作用，本项目安装的设备属于施工工地的电气机械设备及安装在户外的电气装置，是必须安装剩余电流保护装置的设备和场所[2]；另外，当设备中的带电导线对地产生故障电流且故障电流又不是很大时，如果没有漏电保护开关的保护，则故障电流会长期存在，从而在故障点处产生高温造成火灾，由此可见漏电保护开关的保护特性正常与否，对人身用电安全及设备配电系统的可靠运行都至关重要[3]，因此对其进行动作特性的检查很有必要。
检测部位：随机选取配电箱内与设备内的各种剩余电流动作保护装置进行检测。
检测方法：利用电气综合测试仪，现场实测。
10.插座接线正确性检测
检测目的：插座是最经常用到的电气装置，插座安装良好与否，很直接影响到人身及设备的安全。检查内容为插座的接线顺序是否正、插座的地线是否串联连接、接线是否发生接线松动等状况，尤其是插座的保护地线对于人身用电安全起到非常重要的保护作用，若地线串联连接，其中一条接地线从插座中松动脱出后，并不会影响用电设备的使用，但一旦用电设备发生漏电时，串联连接的后面的插座就相当于没有保护地线，因此会对设备及人身造成安全隐患。
检测部位：随机选取设备内或电箱内的任意插座进行检测。
检测方法：利用电气综合测试仪，现场实测。
11.接地电阻测试
检测目的：在上述第2项中已讲到了接地的重要性，但此地网性能的好坏，既要地网各环节可靠相连，同时还需要地网与大地可靠接处，地网与大地接触的效果如何，就需要通过接地电阻检测后得知。
检测部位：设备外壳，设备支架，设备内接地线等。
检测方法：利用接地电阻测试仪，现场实测。
12.供电电压偏差
检测目的：系统的实际电压与系统的额定电压之差称之为电压偏差，电压偏高或偏低，都会影响用电设备和电网的正常运行[4]。例如对于异步电动机：当电压为负偏差时，负荷电流将增大，起动转矩、最大转矩和最大负荷能力均显著减小，严重时甚至不能起动或堵转；当电压为正偏差时，转矩增加，严重时可能导致联轴器剪断，或损坏设备。对于同步电动机：电压偏差虽然不引起转速变动，但其起动转矩与端电压平方成正比，最大转矩直接与端电压成正比变化，导致用电设备的运行指标和额定寿命发生变化。因此通过检测此项目可验证设备供电电压允许偏差是否在规定的范围内。
检测部位：设备总电源配电箱处。
检测方法：利用电能质量分析仪于设备总电源配电箱进线处进行连续监测，监测时间为设备正常运行时间的区间内。
三、检测工程实践及检测结果
1.控制系统检测结果
中拱整体提升架控制系统采用计算机控制液压同步提升系统，该系统由钢绞线及提升油缸集群（承重部件）、液压泵站（驱动部件）、传感检测及计算机控制（控制部件）和远程监视系统等几个部分组成。如图1所示。
图1 控制系统组成.png)
整体提升计算机控制系统检测内容包括：油缸、液压泵、油缸行程传感器、锚具传感器、压力传感器、距离传感器。各项目的检测结果如表2所示 。
表2.控制系统检测结果.png)
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2.电气系统检测结果
电气系统检测项目包括：馈电线路绝缘电阻测试、等电位联结导通性测试、剩余电流动作保护装置测试、插座接线正确性检测、接地电阻测试、供电电压偏差。各项目检测结果如下表3所示。
表3.电气系统检测结果.png)
3.检测结果分析
通过对被检提升架电气系统的检测，结合现场实际，总结如下几点：
（1）提升架中用到的多个插座内无接地线，对于接在这些插座上的用电设备存在较大的安全隐患，建议立即进行整改，如图2所示。
图2. 提升架插座内无接地线，为临时接用插座.png)
（2）部分供配电箱内及用电设备的电气接线凌乱，接线方式不当，电箱进出线口无防护，不利于电气系统长期可靠运行及日常维修保养，建议对其进行整改，如图3所示.
图3.左：电箱进出线口无防护，右：电箱内电气接线较乱.png)
（3）对于提升架中所有正常不带电的可接触金属外壳或部件，均应确保可靠接地，尤其注意那些通过与架体接触的方式进行接地的部件，应确保其与架体可靠接触，建议经常检查各金属部件的接地完整性与可靠性，同时还应经常检测架体等重要接地装置的接地电阻是否满足要求。如图4所示：
图4. 设备金属外壳或部件，均应确保可靠接地.png)
四、结果分析及检测应用研究
针对具体工程项目，本文制定的大跨径钢箱拱肋整体提升装置电气控制系统的检测方案并进行了工程实践。按照既定的检测技术方案和检测试验手册进行了具体项目的检测，并在检测过程中积极探讨和分析相应系统及项目的检测对象，较好的发现了大跨径钢箱拱肋整体提升装置电气控制系统在安装调试后进行实际施工作业前的安全隐患，并提出整改措施。本文的研究为大跨径钢箱拱肋整体提升装置电气控制系统等非标大型桥梁整体提升装置进行第三方检测进行了检测技术方案的研究和工程实践。
参考文献：
[1].大跨径钢箱拱肋整体提升关键技术研究. 米孝生，胡智敏，陈伟. 《公路交通科技》，2015，32（07）：92-97；
[2].剩余电流动作保护装置安装和运行.GB13955-2005.中华人民共和国国家标准，2005，P5，4.5；
[3].设置漏电开关的重要性.张永刚.《科技向导》，2012，01：30；
[4].电能质量 供电电压偏差.GB/T12325-2008. 中华人民共和国国家标准，2008，P5：5.1；
论文作者:谢晓松,江伟欢,毛志泉
论文发表刊物:《基层建设》2016年25期
论文发表时间:2017/2/20
标签：设备论文; 电气论文; 系统论文; 油缸论文; 控制系统论文; 传感器论文; 计算机控制论文; 《基层建设》2016年25期论文;