淺談架橋機(jī)的安全使用與在用安全評(píng)估

程俊，翁賢賢，姚小永，程飛，馬良平

（1.紹興市特種設(shè)備檢測(cè)院；2.紹興市特種設(shè)備智能檢測(cè)與評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 紹興 312071）

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速增長(zhǎng)以及企業(yè)改革發(fā)展的不斷深入，高速公路、鐵路、架橋場(chǎng)合以及市政工程上越來(lái)越多的見(jiàn)到架橋機(jī)的身影。當(dāng)前，我國(guó)架橋機(jī)生產(chǎn)單位已有一定規(guī)模，但是制造、設(shè)計(jì)及維修能力和體系的完備性參差不齊，隨著多年努力，我國(guó)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的大量架橋機(jī)廣泛應(yīng)用于公路、鐵路、高架橋場(chǎng)地，架橋機(jī)的生產(chǎn)，在設(shè)計(jì)師的不懈努力下，技術(shù)、品質(zhì)已經(jīng)得到了市場(chǎng)的認(rèn)可，但是國(guó)外架橋技術(shù)畢竟發(fā)展較早，技術(shù)上具有一定領(lǐng)先性，差距已久存在。國(guó)內(nèi)制造的架橋機(jī)質(zhì)量缺陷以及偶爾會(huì)發(fā)生橋梁機(jī)事故等情況，潛在隱患依然不可忽視。以減少架橋機(jī)事故發(fā)生，保護(hù)人身財(cái)產(chǎn)安全為導(dǎo)向是使用架橋機(jī)的前提和目標(biāo)，必須盡量提升安全保護(hù)與防護(hù)，保障人身財(cái)產(chǎn)安全。特別是架橋機(jī)經(jīng)常是需要多次轉(zhuǎn)場(chǎng)使用，重復(fù)的安裝、拆卸及運(yùn)輸過(guò)程，對(duì)架橋機(jī)的質(zhì)量和使用安全性增加了考驗(yàn)。此外，架橋機(jī)幾乎工作在室外工地，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和條件比較惡劣，長(zhǎng)期日曬雨淋，對(duì)其金屬結(jié)構(gòu)的性能以及防腐防銹也有較高要求。

1 架橋機(jī)使用過(guò)程中的安全評(píng)估

由于架橋機(jī)的使用特性，從降低危險(xiǎn)和安全使用的角度出發(fā)，《架橋機(jī)安全規(guī)程》GB26469-2011由原國(guó)家質(zhì)檢總局于2011年發(fā)布，此規(guī)程把“架橋機(jī)使用狀態(tài)的安全評(píng)估”確定為強(qiáng)制條款，那就意味著，在使用過(guò)程中，架梁片數(shù)達(dá)一定量、安拆轉(zhuǎn)場(chǎng)四次以上或出廠五年以上的架橋機(jī)，均需開(kāi)展在用安全評(píng)估。

在用架橋機(jī)的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估一般包括兩個(gè)方面，一方面是評(píng)估其使用狀態(tài)，包括可能影響架橋機(jī)安全使用的所有機(jī)械和電氣部件以及液壓系統(tǒng)，評(píng)價(jià)其可靠性和有效性，對(duì)使用中損傷部位或銹蝕磨損嚴(yán)重的部位，評(píng)價(jià)其缺陷的嚴(yán)重性；另一方面是評(píng)估技術(shù)資料、使用相關(guān)數(shù)據(jù)資料以及設(shè)備檔案，結(jié)合架橋機(jī)的日常使用和維修保養(yǎng)記錄可以用來(lái)正向評(píng)估其使用壽命相關(guān)信息。首先考察使用登記的有效性、架橋機(jī)安全技術(shù)檔案完整性、架橋機(jī)安全管理制度制定和落實(shí)情況以及特種設(shè)備安全管理機(jī)構(gòu)的設(shè)置情況，安全管理員和操作人員的落實(shí)情況；除此以外，還應(yīng)主要包括系統(tǒng)維護(hù)保養(yǎng)、使用過(guò)程中的各種相關(guān)記錄以及故障處理記錄，通過(guò)對(duì)記錄的分析，追溯評(píng)估安全性，也可以很好地完成事故溯源工作。評(píng)估時(shí)，一般按照式（1）來(lái)計(jì)算架橋機(jī)總體安全狀況的得分：

其中，υi（i=1，...，n）是第i個(gè)危險(xiǎn)情節(jié)的風(fēng)險(xiǎn)類別取值，n為參與本次評(píng)估的所有風(fēng)險(xiǎn)情節(jié)總數(shù)，D為架橋機(jī)整機(jī)安全狀況得分。再根據(jù)得分將架橋機(jī)的安全狀況分成四級(jí)（見(jiàn)表1），針對(duì)不同級(jí)別，采取不同的風(fēng)險(xiǎn)降維和修理措施。

表1 在用架橋機(jī)整機(jī)安全狀況等級(jí)

2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中危險(xiǎn)源的識(shí)別探討

分析各種架橋機(jī)發(fā)生事故的原因，得出架橋機(jī)事故的發(fā)生主要是由于其制造、拼裝階段造成的安全隱患導(dǎo)致的，在此基礎(chǔ)上，突出重點(diǎn)，著重關(guān)注承載結(jié)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、無(wú)損檢測(cè)、高強(qiáng)螺栓及性能試驗(yàn)等六個(gè)方面。

2．1 承載結(jié)構(gòu)

架橋機(jī)的承載結(jié)構(gòu)是架橋機(jī)的主體結(jié)構(gòu)，架橋機(jī)其它的所有相關(guān)系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)都靠承載結(jié)構(gòu)來(lái)支撐和安裝，待架橋梁片也靠其支撐。由支腿、主梁、導(dǎo)梁等結(jié)構(gòu)構(gòu)成承載結(jié)構(gòu)。架橋機(jī)的承載結(jié)構(gòu)靠軌道支撐，架橋機(jī)的軌道支點(diǎn)應(yīng)特別注意，需用硬雜木，不可用軟松木，軌道接縫不得懸空，需要用硬雜木支墊起來(lái)或者直接焊死。由于架橋機(jī)幾乎都是在露天作業(yè)，銹蝕、潮濕積水以及罩殼破損等屢見(jiàn)不鮮，主梁板、導(dǎo)梁及支腿的厚度會(huì)降低，強(qiáng)度會(huì)減少，相應(yīng)承載能力一并下降。另外，連接螺栓的松動(dòng)、銹蝕、銹死、斷裂、替換后規(guī)格不符等現(xiàn)象也在主梁、導(dǎo)梁上層出不窮。小車軌道的直線性差、縫隙較大，以及同時(shí)還存在軌道接頭處的高低錯(cuò)差、運(yùn)行時(shí)啃軌、拼接軌道等現(xiàn)象。我們?cè)u(píng)價(jià)主梁承載能力時(shí)，經(jīng)常采用應(yīng)變測(cè)試。另外還可以通過(guò)仿真，利用架橋機(jī)主梁損傷前后的撓度影響線差值曲線及差值曲率曲線識(shí)別出架橋機(jī)主梁的損傷和損傷程度以及損傷位置，一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于兩跨連續(xù)梁式架橋機(jī)，當(dāng)移動(dòng)荷載在梁的跨度內(nèi)移動(dòng)時(shí)，無(wú)論梁是否損壞，每個(gè)截面的撓度率曲線都與移動(dòng)荷載的位置成線性關(guān)系；對(duì)于兩跨連續(xù)梁橋機(jī)，主梁的撓度率曲線為折線形。當(dāng)撓度率曲線的識(shí)別點(diǎn)位于第一跨度時(shí)，撓度率曲線根據(jù)從后支點(diǎn)、識(shí)別點(diǎn)、中間支點(diǎn)到前支點(diǎn)的移動(dòng)方向呈現(xiàn)3條折線；另外，當(dāng)?shù)踹\(yùn)的載荷移動(dòng)時(shí)，如果主梁結(jié)構(gòu)無(wú)損傷，則各支點(diǎn)區(qū)間段內(nèi)擾度曲線曲率相同，如果主梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損傷，則損傷處擾度曲線曲率發(fā)生較大變化，從而可以判定主梁是否有損傷以及損傷出現(xiàn)的位置。

2．2 液壓系統(tǒng)

架橋機(jī)上的液壓系統(tǒng)的使用一般集中在三個(gè)方面，一是通過(guò)液壓油缸控制液壓支腿升降，二是利用橫移油缸實(shí)現(xiàn)扁擔(dān)梁的移動(dòng)控制，三是對(duì)于除了工作制動(dòng)器外，設(shè)置有液壓式安全制動(dòng)器的時(shí)候。著重檢查換向閥、管路以及液壓推桿等部位的漏油現(xiàn)象，是否影響使用安全性；另外還需檢查架橋機(jī)是否有違規(guī)使用液壓支腿來(lái)支撐受力，而沒(méi)有使用定位橫向插銷。

2．3 電氣系統(tǒng)

一般通過(guò)檢查架橋機(jī)的接地保護(hù)、零位保護(hù)、失磁保護(hù)電路、短路保護(hù)、過(guò)流保護(hù)等正常運(yùn)行，接觸器正反向失磁保護(hù)及相序保護(hù)功能是否正常，測(cè)量絕緣電阻是否符合要求；檢查所有安全保護(hù)裝置是否能夠可靠動(dòng)作并有效；檢查起升、運(yùn)行等各種限位是否可靠有效；檢查風(fēng)速儀是否安裝配備；檢查外露的皮帶、鏈條的外罩殼以及所有機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)罩殼等是否齊全，室外的電器IP防護(hù)是否符合、是否有可靠的防水防潮措施，以及措施是否切實(shí)有效。

2．4 無(wú)損檢測(cè)

對(duì)于架橋機(jī)主要開(kāi)展超聲波檢測(cè)。一是對(duì)架橋機(jī)機(jī)臂的前、后位吊點(diǎn)以及1#柱前后各1.5m處的部分主焊縫，以及吊具的四個(gè)吊梁和主焊縫進(jìn)行超聲波探傷，結(jié)果需符合JB/T 10559-2018標(biāo)準(zhǔn)里的Ⅱ級(jí)；二是對(duì)整個(gè)架橋機(jī)的主要受力銷軸進(jìn)行超聲波探傷，結(jié)果要求符合JB 4730.3-2005標(biāo)準(zhǔn)里的Ⅰ級(jí)。另外磁粉檢測(cè)也能很好的用于在用架橋機(jī)的主梁缺陷檢測(cè)，方法簡(jiǎn)單，操作容易，可以檢出最小寬度約0.1μm，檢測(cè)速度也快，應(yīng)用也比較多。除了主焊縫外，主要受力結(jié)構(gòu)件的危險(xiǎn)斷面位置，如跨中，1/4跨度處，以及主端梁銜接處也需要開(kāi)展無(wú)損檢測(cè)，核查鋼結(jié)構(gòu)缺陷；對(duì)于受到撞擊、變形等造成的損傷部位，應(yīng)力分布已經(jīng)改變，也許開(kāi)展相應(yīng)無(wú)損檢測(cè)，確保安全性。

2．5 高強(qiáng)螺栓

由于摩擦型高強(qiáng)度螺栓具有整體性好、安裝過(guò)程中的焊接變形對(duì)拼裝影響小、施工簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，架橋機(jī)主梁上下對(duì)接后的主梁腹板區(qū)采用摩擦型高強(qiáng)螺栓連接。對(duì)架橋機(jī)使用高強(qiáng)度螺栓時(shí)，需確保每只螺栓自由進(jìn)入無(wú)阻塞，不可通過(guò)錘擊方式將高強(qiáng)螺栓傳進(jìn)相應(yīng)連接孔，大六角頭螺栓前后各設(shè)墊片配合，第一墊片通過(guò)圓弧倒角面與螺栓底面配合，第二墊片通過(guò)圓弧倒角面與螺母配合。

現(xiàn)場(chǎng)檢查高強(qiáng)螺栓時(shí)，主要是檢查高強(qiáng)螺栓的形態(tài)、是否缺失、有否漏擰以及擰力是否達(dá)標(biāo)等方面。一是用小錘敲擊法對(duì)高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行全面檢查，防止泄漏；二是最終扭矩應(yīng)根據(jù)節(jié)點(diǎn)數(shù)隨機(jī)檢查10%，但不應(yīng)當(dāng)小于10個(gè)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)應(yīng)按螺栓數(shù)量的10%隨機(jī)檢查；三是檢查時(shí)，在螺尾端頭和螺母相對(duì)位置劃線，將螺母退回60度左右，用扭矩扳手測(cè)定擰回至原來(lái)位置的扭矩值，扭矩值與施工扭矩值的偏差在10%以內(nèi)為合格；四是如發(fā)現(xiàn)有一些不符合規(guī)范規(guī)定的，應(yīng)再進(jìn)行擴(kuò)大10%檢查，如仍有不合格者，則整個(gè)被測(cè)節(jié)點(diǎn)的高強(qiáng)度螺栓應(yīng)重新擰緊來(lái)系統(tǒng)性檢查確認(rèn)。大六角高強(qiáng)螺栓不得重復(fù)使用，拆裝后需更換，其它高強(qiáng)螺栓也不建議重復(fù)使用，如考慮浪費(fèi)，可選擇降級(jí)使用以提升使用安全性。

2．6 性能試驗(yàn)

在用架橋機(jī)一般進(jìn)行空載試驗(yàn)和過(guò)孔試驗(yàn)?？蛰d試驗(yàn)一般驗(yàn)證各機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)是否可以正常、制動(dòng)是否可靠，驗(yàn)證操縱裝置和系統(tǒng)、電氣控制管理系統(tǒng)是否能夠工作正常，驗(yàn)證架橋機(jī)運(yùn)行的各機(jī)構(gòu)沿軌道全長(zhǎng)運(yùn)行環(huán)境是否有啃軌現(xiàn)象，驗(yàn)證架橋機(jī)的各種安全和防護(hù)裝置工作是否可靠有效。而過(guò)孔試驗(yàn)又分為過(guò)孔走行試驗(yàn)、導(dǎo)梁跨中靜撓度試驗(yàn)以及懸臂撓度試驗(yàn)，架橋機(jī)在每次重新架設(shè)后，均需進(jìn)行過(guò)孔三個(gè)試驗(yàn)，試驗(yàn)方法可參照起重機(jī)械定期檢驗(yàn)規(guī)則（TSG Q7015-2016）中的相關(guān)內(nèi)容。值得注意的是，需試驗(yàn)三次來(lái)驗(yàn)證過(guò)孔能力和相關(guān)參數(shù)是否符合要求；試驗(yàn)時(shí)需做好自身安全防護(hù)，天氣應(yīng)適宜試驗(yàn)，過(guò)孔時(shí)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)風(fēng)力不得超過(guò)六級(jí)，風(fēng)力超標(biāo)停止試驗(yàn)時(shí)，對(duì)架橋機(jī)應(yīng)做好防風(fēng)抗滑的防護(hù)措施，硬雜木等輔助器材應(yīng)充足有效，注意查看后支腿輪行走時(shí)是否與軌道有效接觸，確認(rèn)后支腿與輔助支腿同步行走，軌道上遺落物及時(shí)清除，試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)異聲異響及時(shí)停止檢查。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)在用架橋機(jī)常見(jiàn)安全隱患的分析，從承載結(jié)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、無(wú)損檢測(cè)、高強(qiáng)螺栓以及性能試驗(yàn)等六個(gè)方面探討了在用架橋機(jī)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的主要危險(xiǎn)源。闡述了重要危險(xiǎn)源的檢查方法和要求，通過(guò)安全評(píng)估，為在用架橋機(jī)繼續(xù)使用的可行性、可靠性提供有力支撐。