可移動(dòng)掛籃平臺(tái)在橋梁維修加固中的應(yīng)用

中鐵十五局濟(jì)陽迎賓黃河大橋有限公司，山東 濟(jì)南 251400

1 可移動(dòng)掛籃平臺(tái)概述

可移動(dòng)掛籃平臺(tái)由桁架平臺(tái)、行走系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)及安全附屬設(shè)施組成，如圖1所示。其中，桁架平臺(tái)采用模塊化設(shè)計(jì)制作，每節(jié)為4m，能分節(jié)段運(yùn)輸、拼裝，用螺栓連接，通常底部布置數(shù)道縱向鋼管增強(qiáng)桁架平臺(tái)的剛度與整體性，以防止桁架平臺(tái)變形過大；行走系統(tǒng)包括臺(tái)車、配重塊、槽鋼軌道，使臺(tái)車能夠順橋方向按設(shè)定路線前移，同時(shí)還能維持桁架平臺(tái)的平衡性；電氣控制系統(tǒng)包括提升機(jī)（電葫蘆）、配電箱、安全鎖，可利用鋼絲繩提升桁架平臺(tái)上下移動(dòng)，滿足不同截面高度的施工要求；安全附屬設(shè)施包括提升索、保險(xiǎn)索、安全繩、纜風(fēng)繩，在施工條件較為惡劣時(shí)，桁架平臺(tái)上必須帶纜風(fēng)繩、保險(xiǎn)索，施工人員必須掛安全繩，以保證作業(yè)人員的安全和高空作業(yè)的效率。

圖1 可移動(dòng)掛籃平臺(tái)示意圖（單位：mm）

2 可移動(dòng)掛籃平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)

2.1 費(fèi)用低

目前，我國路橋建管養(yǎng)工程項(xiàng)目主要依賴橋梁檢測(cè)車與搭設(shè)鋼管腳手架。橋梁檢測(cè)車成本高昂，購買單輛車的成本達(dá)幾百萬元，單日租賃費(fèi)也有幾千元，因此不適用于中、長期工程。搭設(shè)鋼管腳手架用鋼量多，搭設(shè)幅度大、高度有限，對(duì)橋下交通正常通行影響大，同時(shí)對(duì)地基承載力要求高，需提前進(jìn)行地基加固處理，又是在高空、水上施工，環(huán)境復(fù)雜、作業(yè)難度大、投入也高。相比之下，可移動(dòng)掛籃平臺(tái)結(jié)構(gòu)簡單、用鋼量少、重量輕，其采購價(jià)格一般在10萬～15萬元，且使用壽命能達(dá)15年以上，采購費(fèi)與使用費(fèi)均較低。

2.2 適用性強(qiáng)

橋梁檢測(cè)車機(jī)動(dòng)性好，不用拆卸安裝，也不用汽車運(yùn)輸，但它的使用受限于其規(guī)格、型號(hào)。其臂展有限（最大臂長僅有24m），橋梁寬度較大時(shí)，不能全斷面作業(yè)，且其下降高度有限（最大高度不超過8m），遇到高大橋墩基礎(chǔ)或變截面梁體時(shí)，往往是夠不著。可移動(dòng)掛籃平臺(tái)克服了以上設(shè)備的不足，其自身重量輕，加上模塊化的設(shè)計(jì)，可以根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的需求和橋梁的寬度適當(dāng)增減，適應(yīng)不同結(jié)構(gòu)和類型的橋梁。并且，可移動(dòng)掛籃平臺(tái)不占用機(jī)動(dòng)車道，不需要進(jìn)行交通管制，在人流量和車流量大的主干道也可以無阻礙施工，能承受5～6個(gè)人同時(shí)作業(yè)，在提升機(jī)的作用下可以輕松地下降到幾十米以下的橋墩，能發(fā)揮其他設(shè)備無法達(dá)到的作用和效果。

2.3 易操作、易維修

橋梁檢測(cè)車屬于特種作業(yè)車輛，作業(yè)人員需經(jīng)考試合格后持證上崗操作，且其體積龐大，內(nèi)部構(gòu)造復(fù)雜，電氣設(shè)備多，配件專用性強(qiáng)，經(jīng)常因?yàn)槟硞€(gè)微小的電氣元件損壞而造成窩工現(xiàn)象。可移動(dòng)掛籃平臺(tái)操作人員只需經(jīng)過簡易培訓(xùn)便可熟練操作，其行走系統(tǒng)和升降系統(tǒng)均可無線遙控控制，同時(shí)它體積小，構(gòu)造簡單，電氣設(shè)備（提升機(jī)、臺(tái)車）是通用的、常用的，損壞后容易維修更換，遇到橋面障礙物和墩柱基礎(chǔ)時(shí)能夠輕松地完成跨越。

3 可移動(dòng)掛籃平臺(tái)的應(yīng)用

3.1 工程概況

以濟(jì)陽黃河公路大橋裂縫修補(bǔ)為例。該橋梁全長1165.56m，主橋5跨、引橋8跨、總計(jì)13跨。上部結(jié)構(gòu)為四塔單索面部分斜拉索，主橋梁體為單箱三室變高度箱型截面，箱梁頂寬21m，底寬10～12.2m，主跨（216m）墩頂處梁高8.2m，次邊跨（195m）墩頂處梁高7.5m，各跨跨中處及邊跨直線段高為4m，其他梁底曲線線型采用二次拋物線。該橋跨越黃河，主要承擔(dān)較大的交通運(yùn)輸任務(wù)，自開通運(yùn)營后的定期檢查中發(fā)現(xiàn)，箱梁、橋墩等部位混凝土出現(xiàn)縱向、橫向、斜向、豎向裂縫及蜂窩麻面等病害。

該維修工程的主要特點(diǎn)是橋墩和梁體高大，且第四、第五跨均在水上，維修施工作業(yè)面均在高空，因此水上作業(yè)難度大，高空施工作業(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn)大，工期不確定。鑒于水中搭設(shè)支架的不安全性與橋梁檢測(cè)車下降高度的局限性，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)條件，可移動(dòng)掛籃平臺(tái)是最佳選擇之一。

3.2 可移動(dòng)掛籃平臺(tái)安裝

可移動(dòng)掛籃平臺(tái)到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)后，在技術(shù)人員指導(dǎo)下，將臺(tái)車、配重塊、鋼絲繩運(yùn)抵橋面；將桁架平臺(tái)、提升機(jī)、安全鎖、配電箱運(yùn)抵地面相應(yīng)安裝位置。桁架平臺(tái)在地面拼裝，橋上臺(tái)車及配重系統(tǒng)就位，鋼絲繩由橋上放下將桁架平臺(tái)提升到梁底預(yù)定位置。有時(shí)為了加寬桁架平臺(tái)增大作業(yè)面，可使用兩套桁架平臺(tái)間隔1.5m，中間用鋼管連接，滿鋪腳手板。桁架平臺(tái)兩側(cè)用鋼管連接在橋面上，用鋼絲繩拉住，中間通過箱梁底板預(yù)留孔穿過鋼管固定，以維持桁架平臺(tái)的穩(wěn)定性。

3.3 可移動(dòng)掛籃平臺(tái)穩(wěn)定性驗(yàn)算

根據(jù)《高處作業(yè)吊籃》（GB 19155—2003），上部懸掛機(jī)構(gòu)穩(wěn)定性條件合格。懸掛機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性必須≥2，即抗傾覆安全系數(shù)等于配重矩與前傾力矩之比，其值不得小于2。計(jì)算模型如下：

式中：P為最大配重重量，50×25kg=1250kg；L1為配重中心到支點(diǎn)間的距離，為2m；L2為承重鋼絲繩中心至支點(diǎn)間的距離，為1m。

F=（桁架平臺(tái)+鋼絲繩+作業(yè)人員+材料、設(shè)備）重量總和÷2。其中，桁架平臺(tái)重量為220kg/節(jié)×6節(jié)=1320kg；鋼絲繩重量為0.3kg/m×4根×60m=72kg；作業(yè)人員重量為80kg×6人=480kg；材料、設(shè)備重量為100kg。故F=(1320+72+480+100)÷2=986kg。

3.4 可移動(dòng)掛籃平臺(tái)行走

桁架平臺(tái)隨著臺(tái)車的移動(dòng)而移動(dòng)，臺(tái)車可由人力推動(dòng)或電力驅(qū)動(dòng)。行走前先將桁架平臺(tái)中間及兩側(cè)固定鋼管拆除，使桁架平臺(tái)與梁體分離，然后順著敷設(shè)在地面的槽鋼軌道對(duì)稱地、同步地緩緩向前移動(dòng)。到達(dá)預(yù)定位置后，由提升機(jī)調(diào)整好高度，并用鋼管重新固定桁架平臺(tái)的中間及兩側(cè)，由此進(jìn)行下一節(jié)段的維修工作。

3.5 跨越障礙物

橋梁主體結(jié)構(gòu)及附屬設(shè)施較多，行走過程中遇到障礙物時(shí)，會(huì)直接影響后續(xù)施工進(jìn)度，因此這個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)簡捷、快速地實(shí)現(xiàn)跨越。（1）當(dāng)可移動(dòng)掛籃平臺(tái)遇到墩柱基礎(chǔ)時(shí)，首先要將桁架平臺(tái)下放至橋墩承臺(tái)上。再按節(jié)段拆卸桁架平臺(tái)，人工搬運(yùn)到墩柱基礎(chǔ)背面重新拼裝，最后橋面臺(tái)車到位后重新將桁架平臺(tái)提升至背面梁底預(yù)定位置。（2）當(dāng)臺(tái)車懸臂端遇到橋面障礙物時(shí)（如燈桿），首先撤離桁架平臺(tái)上的作業(yè)人員；然后在燈桿前后保持1～2m的間距使用備用臺(tái)車與原臺(tái)車將安全繩越過燈桿掛在備用臺(tái)車上，使備用臺(tái)車承受桁架平臺(tái)的全部重量；最后將主鋼絲繩掛到備用臺(tái)車掛鉤上，通過備用臺(tái)車和換繩的方式來跨越橋面障礙物。

4 結(jié)束語

可移動(dòng)掛籃平臺(tái)是一種新型的、特殊的作業(yè)平臺(tái)，也是人們由“只建不管”到“又建又管”思想認(rèn)識(shí)的產(chǎn)物，彌補(bǔ)了橋梁后期維修加固的空缺，不僅保證了工程的施工質(zhì)量，還確保了作業(yè)了人員的人身安全。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，橋梁通行荷載日益增大，可移動(dòng)掛籃平臺(tái)將是今后橋梁維修加固中一個(gè)重要的發(fā)展方向。