淺談中小型橋梁檢修梯選擇問題

曾浩楠　仇勇　齊云鵬

摘要：目前我國對(duì)橋梁的監(jiān)管、檢修主要是通過無人機(jī)檢修和人工檢修兩種方式。針對(duì)中小型橋梁檢修而言，后者更為普遍，而人工檢修離不開橋梁檢修梯的幫助。本文從多個(gè)方面考慮對(duì)三種不同結(jié)構(gòu)的橋梁檢修梯進(jìn)行了簡單的對(duì)比分析，最終給出了不同側(cè)重條件下的優(yōu)勢(shì)方案，以及確定了在中小型橋梁中角鋼型結(jié)構(gòu)橋梁檢修梯是最優(yōu)綜合選擇的結(jié)論。

關(guān)鍵詞： 人工檢修 橋梁檢修梯 角鋼型結(jié)構(gòu)橋梁檢修梯

1引言：

改革開放以來，隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，我國建成了一大批結(jié)構(gòu)新穎、技術(shù)復(fù)雜、設(shè)計(jì)和施工難度大和科技含量高的橋梁。但與公路橋梁建設(shè)的空前發(fā)展形成鮮明對(duì)比的是，橋梁垮塌的事故時(shí)有發(fā)生。例如杭州錢江三橋引橋車道部分橋面塌落，哈爾濱陽明灘大橋引橋的斷裂等。這些橋梁垮塌事故表明公路橋梁的監(jiān)管和養(yǎng)護(hù)技術(shù)落后，特別是橋梁維修養(yǎng)護(hù)技術(shù)仍不適應(yīng)我國橋梁的需求?，F(xiàn)階段，對(duì)于中小橋梁來說檢修主要包括上部結(jié)構(gòu)檢修和下部結(jié)構(gòu)檢修兩個(gè)方面，上部結(jié)構(gòu)檢修主要是橋面以及護(hù)欄的檢修，下部結(jié)構(gòu)檢修主要是支座檢修、橋面板檢修等[1]。上部結(jié)構(gòu)的檢修很容易進(jìn)行，但對(duì)于下部結(jié)構(gòu)則相對(duì)較難實(shí)現(xiàn)。對(duì)于重要橋梁我們可以采用無人機(jī)來進(jìn)行檢修，方便快捷、省時(shí)省力而且結(jié)果較為精確。但專門的檢修無人機(jī)尚未批量化生產(chǎn)，專業(yè)設(shè)備比較昂貴，在中小橋梁檢測(cè)中并不常見。而采用檢修車同樣要花費(fèi)較大的經(jīng)濟(jì)代價(jià)，且不適用于日常檢測(cè)，所以常常采用檢修梯的形式來實(shí)現(xiàn)從橋面到達(dá)橋梁下部進(jìn)行檢修[2]。

橋梁檢修設(shè)備主要由橋梁檢修梯和檢修架兩大部分組成，本文以某一具體中小型橋梁為例，主要針對(duì)具體的防撞護(hù)欄設(shè)計(jì)了三種結(jié)構(gòu)的橋梁檢修梯，并從其中擇選出最優(yōu)方案。

2 設(shè)計(jì)方案：

2.1鋼管結(jié)構(gòu)橋梁檢修梯：

本橋梁的橋梁檢修梯主要由鋼管扶手、鋼板梯步、鋼筋護(hù)欄構(gòu)成。由于檢修梯為危險(xiǎn)作業(yè)設(shè)備，考慮到作業(yè)人員的安全性，鋼管結(jié)構(gòu)橋梁檢修梯設(shè)計(jì)以鋼管作為整體受力構(gòu)件，形狀上采用圓弧與直管的整體的組合，使檢修梯整體掛于橋梁防撞護(hù)欄上，并在鋼管圓弧與防撞護(hù)欄相交處添加鋼板鋪于防撞護(hù)欄上側(cè)平面處，并用化學(xué)錨栓固定于防撞護(hù)欄上，我們?cè)跇蛎媾c鋼管接觸處、防撞護(hù)欄內(nèi)部分采用抱箍與化學(xué)錨栓的組合來進(jìn)行固定，并在抱箍與鋼管間進(jìn)行焊接，在橋梁防撞護(hù)欄高度范圍內(nèi)以兩個(gè)懸空的環(huán)抱箍和化學(xué)錨栓的組合來與墻面連接固定。梯步采用具有一定厚度和寬度的鋼板焊接于鋼管上作為承力構(gòu)件?？紤]檢修人員的工作安全和舒適我們采用的梯距為40cm。為防止化學(xué)錨栓打入墻體內(nèi)時(shí)打到墻體內(nèi)的鋼筋，因此在結(jié)構(gòu)必要設(shè)計(jì)時(shí)需預(yù)留一定數(shù)量的孔。并在制造時(shí)預(yù)制1-3cm的小長方體若干，作為墊塊，以解決在安裝施工中可能出現(xiàn)的鋼管檢修梯與墻體不貼合的問題。

橋梁檢修設(shè)備外的保護(hù)圈在橋梁擋墻上伸出一定的高度以保證工作人員可以安全的進(jìn)入檢修梯，保護(hù)圈前立桿直接接入擋墻內(nèi)，兩立桿間以角鋼為門框，用鋼絲網(wǎng)為門面設(shè)置一個(gè)簡易門，并配置鎖，以防止非工作人員的進(jìn)入。保護(hù)圈形狀呈長U型，兩保護(hù)圈間距40cm，且使U型兩端與梯部交叉焊接與鋼管上，以防止焊縫集中，影響鋼管承載能力。U型保護(hù)圈兩起弧處以豎桿焊接連接增強(qiáng)保護(hù)圈的整體穩(wěn)定性和可靠性。

2.2鋼筋結(jié)構(gòu)橋梁檢修梯：

本橋梁的橋梁檢修梯主要由主鋼筋、鋼筋梯步、鋼筋護(hù)欄構(gòu)成。鋼筋結(jié)構(gòu)橋梁檢修梯設(shè)計(jì)以鋼筋作為整體受力構(gòu)件，用一根鋼筋進(jìn)行兩次彎起，使構(gòu)件可以貼合防撞護(hù)欄，檢修梯整體懸掛于橋梁防撞護(hù)欄上，并在鋼筋圓弧與防撞護(hù)欄相交處添加鋼板鋪于防撞護(hù)欄上側(cè)平面處，并用化學(xué)錨栓固定于防撞護(hù)欄上?？紤]到鋼管上打孔對(duì)制作工藝要求較高，我們?cè)跇蛎媾c鋼筋接觸處、防撞護(hù)欄內(nèi)部分采用抱箍與化學(xué)錨栓的組合來進(jìn)行固定。梯步采用鋼筋焊接于主鋼筋上作為承力構(gòu)件?？紤]檢修人員的工作安全和舒適我們采用的梯距為40cm.并在每個(gè)鋼筋梯下方兩個(gè)焊接位置處或者中心處交替化學(xué)錨栓交替布置，既可防止其出現(xiàn)側(cè)向搖擺，又能增強(qiáng)其承載能力。為防止化學(xué)錨栓打入墻體內(nèi)時(shí)打到墻體內(nèi)的鋼筋，因此在結(jié)構(gòu)必要設(shè)計(jì)時(shí)需預(yù)留一定數(shù)量的孔，并在制造時(shí)預(yù)制1-3cm的小長方體若干，作為墊塊，以解決在安裝施工中可能出現(xiàn)的鋼管檢修梯與墻體不貼合的問題，保護(hù)圈的設(shè)置同鋼管結(jié)構(gòu)橋梁檢修梯。。

2.3角鋼結(jié)構(gòu)橋梁檢修梯：

本橋梁的橋梁檢修梯主要由角鋼、鋼筋梯步、鋼筋護(hù)欄構(gòu)成。角鋼結(jié)構(gòu)橋梁檢修梯設(shè)計(jì)以角鋼作為整體受力構(gòu)件，在角鋼上打孔并將其與化學(xué)錨栓焊接作為主要的受力構(gòu)件。梯步采用鋼筋焊接于角鋼另一角肢上作為受力構(gòu)件，因防撞墻到角鋼尚有5-10cm距離，故在每個(gè)受力鋼筋梯下都需要添加化學(xué)錨栓。考慮檢修人員的工作安全和舒適我們采用的梯距為40cm.為防止化學(xué)錨栓打入墻體內(nèi)時(shí)打到墻體內(nèi)的鋼筋，因此在結(jié)構(gòu)必要設(shè)計(jì)時(shí)需預(yù)留一定數(shù)量的孔，并在制造時(shí)預(yù)制1-3cm的小長方體若干，作為墊塊，以解決在安裝施工中可能出現(xiàn)的角鋼檢修梯與墻體不貼合的問題，保護(hù)圈的設(shè)置同鋼管結(jié)構(gòu)橋梁檢修梯。

3經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)：

假設(shè)方案等級(jí)分為優(yōu)、良、中三級(jí)依次得分記為3、2、1。

在原材料購買費(fèi)用上，由于采用的檢修梯結(jié)構(gòu)大多為鋼結(jié)構(gòu)。那可以假設(shè)費(fèi)用與鋼材的費(fèi)用成正比，由此可以得到三類檢修梯的費(fèi)用對(duì)比。那么原材料價(jià)格最高的為鋼管梯，最低的是角鋼梯。那么三類檢修梯得分為：鋼管梯2分、鋼筋梯1分、角鋼梯3分。

在構(gòu)件加工費(fèi)用上，由于三者加工方式不同，加工費(fèi)用固然不同。在鋼管梯中加工難度較大，因?yàn)榇嬖谝粋€(gè)鋼管彎曲的問題，并且在加工梯步的時(shí)候有難度，所以得分最低為1分。在角鋼梯和鋼筋梯設(shè)計(jì)中對(duì)比不難知道，兩個(gè)加工費(fèi)用都比較少，都是可以批量生產(chǎn)的，因此記兩者的分?jǐn)?shù)為3分。

在運(yùn)輸費(fèi)用上，由于三者的尺寸大小相近，并且重量對(duì)于運(yùn)輸車輛而言都是非常小的，但是由于尺寸過大，一般車輛無法運(yùn)輸，可能需要額外的費(fèi)用。對(duì)運(yùn)輸費(fèi)用分析中我們給三類檢修梯都打2分。

對(duì)于安裝而言：鋼管梯在加工后基本上已成為一個(gè)整體，在安裝的時(shí)候比較重，而且需要加許多抱箍來限制它的橫移，安裝難度也較大。而對(duì)于鋼筋而言護(hù)欄的工序比較復(fù)雜，而且鋼筋需要現(xiàn)場(chǎng)焊接在護(hù)欄上，安裝較為復(fù)雜，化學(xué)錨栓的空也比較多并都是必需的，所以加工費(fèi)就會(huì)較高。對(duì)于角鋼梯只需要打化學(xué)錨栓孔而且質(zhì)量很輕，是最易安裝的，費(fèi)用也最低。所以分別給三者打2分2分3分。

在結(jié)構(gòu)維護(hù)中，主要是鋼筋、鋼管的防腐蝕。三者結(jié)構(gòu)都差不過大，噴刷防腐漆價(jià)格都相近，所以都給三分。

最終三類檢修梯分別得分：10、11、14

4綜合評(píng)價(jià)：

通過以上指標(biāo)對(duì)比分析可得出一下結(jié)論：

①從方案的費(fèi)用消耗的角度來看，鋼管結(jié)構(gòu)橋梁檢修梯的造價(jià)是最為昂貴的，鋼筋結(jié)構(gòu)橋梁檢修梯次之，而角鋼型結(jié)構(gòu)橋梁檢修梯最為便宜。所以從經(jīng)濟(jì)的角度來講，推薦使用角鋼型橋梁檢修梯。

②從方案的美觀性的角度來看，鋼管結(jié)構(gòu)橋梁檢修梯的造型是最具有時(shí)尚感的，適用于一些具有文藝氣息以及經(jīng)濟(jì)較為富有的場(chǎng)所，比如游輪、觀景區(qū)；鋼筋結(jié)構(gòu)橋梁檢修梯和角鋼型結(jié)構(gòu)橋梁檢修梯都是屬于實(shí)用型工具，并不具有多大的美學(xué)價(jià)值。所以從美觀的角度來講，推薦使用角鋼型橋梁檢修梯。

③從安全性和耐久性的角度來看，三種結(jié)構(gòu)的橋梁檢修梯都完全滿足承載能力和正常使用的要求，都是符合使用的條件的。

5 結(jié)論：

本文只針對(duì)一般中小型梁橋進(jìn)行分析，以梁橋檢修作為終極目的，功能要求比較簡單。從檢修方來講選擇一個(gè)經(jīng)濟(jì)以及適用的檢修梯更為合適，所以推薦角鋼型結(jié)構(gòu)橋梁檢修梯為綜合最優(yōu)方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳惟珍.現(xiàn)代橋梁養(yǎng)護(hù)與管理[M].北京：人民交通出版杜，2010.

[2]劉自明等.橋梁工程養(yǎng)護(hù)與維修手冊(cè)[M].北京：人民交通出版社，2004.