一種方便檢修的鋼箱梁檢修孔構(gòu)造

程京偉 安 邦

(北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司,北京 100082)

橋梁是國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活中重要的基礎(chǔ)設(shè)施，在我國交通建設(shè)中發(fā)揮著巨大的作用,在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，橋梁建設(shè)技術(shù)的進(jìn)步和鋼鐵行業(yè)的發(fā)展,為我國鋼結(jié)構(gòu)橋梁結(jié)構(gòu)的發(fā)展提供物質(zhì)和技術(shù)基礎(chǔ),同時由于鋼結(jié)構(gòu)橋梁自身結(jié)構(gòu)優(yōu)勢,已在我國取得廣泛應(yīng)用。隨著我國近二十多年鋼橋數(shù)量的增加，其檢修維護(hù)的工作量越來越大[1]，大量工程實(shí)踐表明，鋼箱梁的檢修孔通常設(shè)置在箱室底面和側(cè)面，使得養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)人員和工人不方便到達(dá)、觀察和維修，造成檢修效率低、安全風(fēng)險(xiǎn)大和養(yǎng)護(hù)成本高等問題。為了解決上述問題，本文提出一種利用橋面檢修空間(如隔離帶或人行步道)設(shè)置的檢修孔構(gòu)造，可以設(shè)置在橋梁人行道或隔離帶上，該檢修孔構(gòu)造可以有效地解決城市鋼梁檢修作業(yè)中存在的檢修維護(hù)占用橋下行駛車道、增加爬升設(shè)施、檢修效率低、安全風(fēng)險(xiǎn)大等問題。

1 檢修孔的優(yōu)化思路

1.1 現(xiàn)有技術(shù)

對于目前我國建設(shè)的鋼橋，中小型的鋼梁占絕大多數(shù)，該類型的橋梁一般采用鋼箱梁的結(jié)構(gòu)形式，梁高較小，主梁截面小，不能像特大橋一樣專門設(shè)置檢修通道。由于檢修孔基本位于鋼箱梁底面和側(cè)面，在橋梁服役過程中，主要會造成以下幾方面的不便：1)鋼梁內(nèi)部檢修時需搭設(shè)支架或通過升降機(jī)等臨時爬升措施，檢修人員才能進(jìn)入；2)搭設(shè)支架或使用升降機(jī)占用橋下車道，影響橋下交通；3)檢修人員或機(jī)具設(shè)備進(jìn)入橋梁內(nèi)部困難，工序繁瑣復(fù)雜，橋下作業(yè)檢修存在安全隱患。

1.2 優(yōu)化思路

橋梁設(shè)計(jì)時需充分吸收運(yùn)營養(yǎng)護(hù)管理中的經(jīng)驗(yàn)，將后期養(yǎng)護(hù)維修操作的可能性、經(jīng)濟(jì)性、安全性等納入設(shè)計(jì)范圍，在建設(shè)時將結(jié)構(gòu)巡檢通、易損件的更換條件、結(jié)構(gòu)安全永久觀測點(diǎn)等檢修條件一并建成，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)主要部件的可到達(dá)、可檢修、可更換，為結(jié)構(gòu)運(yùn)營管養(yǎng)提供全面、有力的保證[2，3]。

基于上述“可到達(dá)、易檢查、省成本”理念，將后期管養(yǎng)維護(hù)的條件考慮到橋梁原始設(shè)計(jì)中去。利用橋面上的檢修空間(隔離帶或人行道)設(shè)置檢修孔是非常有必要的，這樣可以方便養(yǎng)護(hù)維修人員到達(dá)，無需借助復(fù)雜提升設(shè)備即可出入箱室內(nèi)部。為了實(shí)現(xiàn)利用橋面檢修空間(如隔離帶或人行步道)設(shè)置檢修孔構(gòu)造，需要解決實(shí)際存在的技術(shù)問題。

1)檢修孔的水密性能。鋼橋結(jié)構(gòu)的失效很大一部分是由水介質(zhì)腐蝕造成的，橋梁工程作為百年大計(jì)的永久工程，必須考慮水對其腐蝕造成的影響。檢修孔設(shè)置在橋面之上，雖然方便了檢修人員的進(jìn)入，但更容易受到外界水的侵?jǐn)_。如何解決檢修孔水密性，確保其壽命長久已成為檢修孔設(shè)計(jì)和建造過程中考慮的重要因素。2)檢修孔設(shè)置在橋面上的美觀性。在改善鋼橋檢修孔功能的同時，不能讓其檢修孔的井蓋成為路面上的“補(bǔ)丁”，需要將檢修井蓋作為橋梁景觀乃至城市景觀的一部分，做到井蓋的設(shè)計(jì)同橋梁的整體景觀協(xié)調(diào)統(tǒng)一。3)檢修井蓋的防盜性能。橋梁是城市交通命脈，檢修孔僅供檢修人員進(jìn)行橋梁檢查和維修進(jìn)出，其他人不得隨意進(jìn)入。檢修孔的井蓋除了能夠方便開啟外，還需要具有防止其他人員進(jìn)行偷盜和進(jìn)入檢修孔的功能。4)檢修孔易開啟、易使用性能。作為經(jīng)常使用的構(gòu)件，檢修孔需要具有優(yōu)良的易開啟、易使用性能。

2 檢修孔的構(gòu)造設(shè)計(jì)

2.1 構(gòu)造設(shè)計(jì)

本文論述的檢修孔是在保證檢修孔的基本功能的基礎(chǔ)上，結(jié)合橋梁人行步道或隔離帶的具體構(gòu)造特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，本鋼箱橋檢修孔具有防水、防盜、美觀、容易檢修等功能效果。具體采用的技術(shù)方案如下：

1)多項(xiàng)防水措施，提升檢修孔水密性的保證率。雙層檢修井口設(shè)計(jì)如圖1所示，包括外側(cè)矩形井口裝置、內(nèi)側(cè)圓形井口裝置，雙層井口均設(shè)置可更換的止水密封裝置，防止灰塵及液體的侵入，大大提升檢修孔水密性的保證率。

外側(cè)檢修口裝置：在鋼箱梁頂面焊接外側(cè)矩形井口裝置，外側(cè)矩形檢修井蓋支承于外側(cè)井口的側(cè)壁之上，井口與井蓋之間設(shè)有第一層防水橡膠墊，井口與井蓋端部凹槽之間設(shè)有可更換式止水套件，其中止水套件由擠壓式橡膠帶及可填充更換的嵌縫止水液體橡膠類基材組成，在伸縮、振動及溫度變化下保持檢修孔良好的氣密性和防水性。

內(nèi)側(cè)檢修口裝置：在鋼箱梁頂面開孔，并設(shè)置內(nèi)側(cè)井口對開孔進(jìn)行加勁，避免孔洞附近產(chǎn)生應(yīng)力集中效應(yīng)，內(nèi)側(cè)圓形檢修井蓋支承于內(nèi)側(cè)井口的側(cè)壁之上，井口與井蓋之間設(shè)有第二層防水橡膠墊，內(nèi)側(cè)井口凸出結(jié)構(gòu)頂面，在內(nèi)外側(cè)井口間涂刷防水層，提升檢修孔的耐久性能。內(nèi)側(cè)井口的凸出，可以有效防止部分冷凝水或局部滲水進(jìn)入箱梁內(nèi)側(cè)，井口周邊涂刷防水層，保護(hù)井壁免受水介質(zhì)的腐蝕。

2)隱形檢修井蓋的設(shè)計(jì)，美觀大方。外側(cè)井口與井蓋端部之間設(shè)有不銹鋼裝飾條，外側(cè)矩形檢修井蓋頂面凹槽鋪砌裝飾鋪裝。為了避免設(shè)置檢修孔破壞道路鋪裝的完整性，檢修井蓋頂面設(shè)計(jì)成凹槽狀，槽內(nèi)可以鋪砌與道路同樣材質(zhì)的鋪裝，達(dá)到與路面融為一體的效果。對于井口的裝飾條，采用目前主流的不銹鋼材質(zhì)，對整體道路環(huán)境有較好的融合及裝飾作用。井蓋頂面鋪裝示意如圖2所示，具體設(shè)計(jì)中可根據(jù)道路鋪裝的整體外觀調(diào)整其鋪裝的樣式。

3)內(nèi)外側(cè)井蓋防盜措施，提升井蓋防盜能力。橋梁是城市交通命脈，檢修井蓋是進(jìn)入橋梁內(nèi)部的必要裝置，為了確保橋梁安全運(yùn)營，防范檢修孔非正常開啟，內(nèi)外側(cè)井蓋均需具有防盜功能，最大程度減輕其丟失和破壞帶來的損失。井蓋構(gòu)造有別于常規(guī)做法，檢修孔內(nèi)外側(cè)井蓋均設(shè)置了防盜裝置，外側(cè)矩形檢修井蓋上設(shè)置防盜蓋板套件(見圖3)，蓋板上設(shè)置防盜螺栓；內(nèi)側(cè)圓形檢修井蓋通過防盜螺栓固定在內(nèi)側(cè)圓形井口之上。本構(gòu)造均采用防盜螺栓，可以有效避免用普通管鉗拆卸的可能，從而達(dá)到最佳的防盜效果。

4)開閉檢修孔便利，方便檢修人員進(jìn)出。檢修孔蓋是通過防盜螺栓與井口連接，在檢修的情況下，可以使用專用扳手進(jìn)行螺栓拆卸，孔蓋開啟及關(guān)閉滿足重復(fù)使用不破壞的要求。外側(cè)矩形檢修井蓋上設(shè)置第一井蓋拉手，通過打開防盜蓋板套件，割開井蓋外圍的止水密封膠，利用拉手打開外側(cè)井蓋。內(nèi)側(cè)圓形檢修井蓋上設(shè)置第二井蓋拉手，通過拆卸防盜螺栓，利用拉手可打開內(nèi)側(cè)井蓋。

本文中以一種新型鋼箱梁橋面檢修孔構(gòu)造為示例，其立剖面構(gòu)造布置如圖4所示。

2.2 使用流程

檢修孔構(gòu)造對于進(jìn)出箱梁內(nèi)部的檢修工作具有良好的可實(shí)施性，孔蓋開啟及關(guān)閉采用的設(shè)備均為簡單工具，且可以單人操作，無安全風(fēng)險(xiǎn)，技術(shù)易于掌握，可大幅降低橋梁箱室內(nèi)部的巡檢難度，節(jié)省養(yǎng)護(hù)成本。1)參照CJJ 99—2017城市橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范及JTG H11—2004公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范制定養(yǎng)護(hù)方案,主梁構(gòu)造檢查周期為每年不少于1次，并根據(jù)橋梁的實(shí)際運(yùn)行狀況和周邊環(huán)境等適當(dāng)增加檢測次數(shù)[4,5]。2)采用專用扳手拆卸井蓋的螺栓，利用小型井蓋的提升工具將井蓋移開，放置井蓋位置注意鋪墊軟質(zhì)墊板，防止路面鋪裝損壞。3)保證內(nèi)外側(cè)檢修門密閉、檢修孔的涂裝完好及檢修口與護(hù)圈間無積水，如存在積水應(yīng)立即采取抽水。注意檢查維修機(jī)具不得造成檢修孔的扭曲、變形及開焊等破壞現(xiàn)象。4)檢查維修完畢后，更換的防水橡膠條和密封墊，保證橡膠墊與井口密貼平整后，重新封蓋檢修門。在井蓋與井壁的凹槽內(nèi)添加界面劑，將橡膠止水帶固定在凹槽內(nèi)，最后加入遇水膨脹止水膠或雙組分聚硫密封膠。

2.3 工程優(yōu)點(diǎn)

本文提出的檢修孔構(gòu)造解決了一些技術(shù)問題，具有以下的工程優(yōu)點(diǎn)：1)通過本檢修孔的構(gòu)造應(yīng)用于鋼箱梁橋面檢修孔，滿足橋梁日常檢修需求，保障結(jié)構(gòu)運(yùn)營安全；2)通過本檢修孔的構(gòu)造，無需采用大型爬升設(shè)備，減少施工設(shè)備的投入，簡化了檢修難度，保證了檢修人員的安全；3)通過本檢修孔的構(gòu)造，無需占用橋下行駛車道進(jìn)行檢修，減少進(jìn)入鋼箱的技術(shù)難度，有效提高檢修作業(yè)的效率；4)結(jié)構(gòu)內(nèi)的一些細(xì)部構(gòu)造措施保證了檢修孔的防水效果、降低了開閉難度，也滿足了橋面的平整要求，提升了橋面外觀品質(zhì)。

3 結(jié)語

本文提出的檢修孔構(gòu)造，可實(shí)現(xiàn)方便進(jìn)入鋼梁內(nèi)部的檢修作業(yè)的要求，僅需采用常規(guī)開啟工具，對檢修孔進(jìn)行開閉，可大大的降低施工技術(shù)難度，有效提高檢修作業(yè)的效率，降低養(yǎng)護(hù)成本。實(shí)踐證明，只有不斷的改善養(yǎng)護(hù)條件，優(yōu)化養(yǎng)護(hù)維修的構(gòu)造措施，才能不斷提高橋梁運(yùn)營期間的使用安全、耐久性能，確保橋梁建設(shè)發(fā)揮出應(yīng)有的社會經(jīng)濟(jì)效益。