非落地防墜落裝置在跨線橋施工中的應(yīng)用

郝彥會(huì)

（河北高速公路集團(tuán)有限公司榮烏分公司，河北 保定 071000）

0 引言

目前我國(guó)大多數(shù)橋梁采用簡(jiǎn)支變連續(xù)式橋梁，橋梁在架設(shè)完成后，再對(duì)濕接縫、橫隔板、濕接頭（中橫梁）進(jìn)行施工，最終完成簡(jiǎn)支變連續(xù)。然而在施工過(guò)程中焊接、支模、澆筑混凝土均是在橋面上進(jìn)行，導(dǎo)致地面掉落焊渣、混凝土等雜物，嚴(yán)重影響下部地面的活動(dòng)、通行并對(duì)環(huán)境造成污染?；诖朔N情況施工單位對(duì)跨線橋施工時(shí)，按傳統(tǒng)施工方法會(huì)搭設(shè)臨時(shí)落地式防護(hù)架，搭設(shè)費(fèi)用高，利用率低，影響交通通行，或者通過(guò)交通導(dǎo)行方式來(lái)解決跨線橋下安全及環(huán)保等問(wèn)題。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，非落地防墜落裝置較好地解決了跨線橋梁上部結(jié)構(gòu)橫隔板、濕接縫施工時(shí)產(chǎn)生墜落物以及橋梁下部結(jié)構(gòu)行人、車輛安全問(wèn)題，同時(shí)也解決了環(huán)境污染等問(wèn)題。并且能夠更節(jié)省原材料，操作簡(jiǎn)單、施工簡(jiǎn)易快速，經(jīng)濟(jì)效益較好。

1 工程概況

某橋梁工程位于河北省境內(nèi)，橋梁設(shè)計(jì)為4×30+4×30+4×30+4×30+4×30+4×30m預(yù)應(yīng)力箱梁，橋長(zhǎng)727.00m，共24跨，其中第14跨是跨越現(xiàn)有通往縣城的市政主干道，車流量大，由于周邊地形影響無(wú)法修筑便道，給施工造成一定的困擾。搭設(shè)落地式防護(hù)支架經(jīng)濟(jì)成本較高，臨時(shí)封閉交通，阻礙車輛通行，給城市居民出行造成不便。因此，需要尋找一種經(jīng)濟(jì)成本低，而且便于施工的防墜落裝置。

2 方案比選

2.1 傳統(tǒng)支架通道

跨線橋梁濕接縫、橫隔板施工或非跨線橋但對(duì)橋梁下部地貌、房屋、車輛、人員有保護(hù)要求的濕接縫、橫隔板施工時(shí)，常采用封閉交通或者搭設(shè)防墜落設(shè)施，封閉交通往往阻礙群眾出行，導(dǎo)致交通堵塞、車流量大，引起交通事故，給施工方造成經(jīng)濟(jì)損失。傳統(tǒng)的施工技術(shù)是通過(guò)搭設(shè)防護(hù)支架形成通道對(duì)跨線橋梁下部行車道進(jìn)行安全防護(hù)。利用鋼管作為立柱，上部鋪設(shè)型鋼作為梁式結(jié)構(gòu)，再用彩鋼板進(jìn)行罩棚，最終形成防護(hù)罩。橋下搭設(shè)防墜落裝置，支撐桿需要基礎(chǔ)或者防撞墩保護(hù)，施工繁瑣，成本高，拆卸后利用價(jià)值低。

2.2 非落地式防墜落裝置

非落地式防墜落裝置在不封閉交通的情況下，可保持車輛通行，并且施工成本較低。安裝操作簡(jiǎn)單、不需要特殊材料，節(jié)約原材料，對(duì)安全、環(huán)境保護(hù)等有較好的效益。該裝置采用上部移動(dòng)小車在橋梁上前后行走，帶動(dòng)下部掛籃平臺(tái)，平臺(tái)可以將上部施工掉落雜物進(jìn)行收集，防止雜物下落至地面發(fā)生事故。

2.3 方案確定

通過(guò)對(duì)以上傳統(tǒng)支架通道和非落地式防墜落裝置的比較可知，非落地式防墜落裝置在該項(xiàng)目施工過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)明顯，因此，決定采用非落地式防墜落裝置解決立體跨線橋施工過(guò)程中給橋下人員、車輛帶來(lái)的安全隱患。

3 跨線橋梁施工中非落地防墜落裝置施工工藝

3.1 裝置制作

3.1.1 材料準(zhǔn)備

非落地式防墜落裝置需要橡膠輪胎配套軸承2套，若干1.2m×2.4m竹膠板或者彩鋼板、長(zhǎng)10cm M14高強(qiáng)螺栓12支、硬性防護(hù)鋼絲網(wǎng)片、螺旋鉚釘若干、熟鐵管材或方鋼，其中方鋼作為上下橫梁時(shí)視所承載的重量適當(dāng)選用加厚材料。非落地防墜落裝置構(gòu)造如圖1所示。

圖1 非落地防墜落裝置構(gòu)造

3.1.2 平移小車制作

將軸承與橡膠輪胎連接，小車的前后軸距間采用熟鐵管材或者方鋼進(jìn)行焊接，前后輪間距視搭設(shè)平臺(tái)寬度而定，大于上下橫梁間距，保證前后輪在橫梁兩側(cè)。將熟鐵管材或者方鋼與軸承連接，采用焊接或者U形卡連接，形成穩(wěn)固的移動(dòng)小車，可采用斜撐加固小車，保持不變形。

3.1.3 橫梁、吊桿制作

將12根相同長(zhǎng)度的橫梁分為上部橫梁6根，下部橫梁6根，分別在兩側(cè)適當(dāng)位置打孔，孔徑視高強(qiáng)螺栓直徑確定，將橫梁分為6組，組與組間距根據(jù)鋪設(shè)竹膠板或者彩鋼長(zhǎng)度適當(dāng)確定，每組中兩個(gè)橫梁間距為能安放一根熟鐵管材或方鋼寬度的距離。吊桿采用熟鐵管材或者方鋼制作，吊桿長(zhǎng)度根據(jù)梁高以及需要留存梁底與平臺(tái)板間的空間確定。吊桿兩側(cè)進(jìn)行打孔，孔徑視高強(qiáng)螺栓直徑確定。

3.1.4 下部、上部橫梁制作

下部橫梁與上部橫梁尺寸、間距均相等。下部橫梁分為3組，將吊桿垂直夾在橫梁間，并通過(guò)預(yù)留孔道采用高強(qiáng)螺栓對(duì)吊桿和下部橫梁進(jìn)行穩(wěn)固，穩(wěn)固下部橫梁和吊桿后，再將竹膠板或者彩鋼用鉚釘固定在橫梁上。上部橫梁尺寸、間距與下部橫梁尺寸相同，垂直于小車置于小車上方，完成吊裝平臺(tái)后再與小車焊接穩(wěn)固。

橫梁和吊桿打孔位置盡量不要靠近兩端，距兩端至少15cm，吊桿上部端頭焊接吊環(huán)，可在吊桿與上下橫梁上焊接斜拉桿，以保證平臺(tái)的穩(wěn)固，在吊桿與上部橫梁連接后，再將上部橫梁焊接在小車上，以保證吊桿能準(zhǔn)確與上部橫梁連接，下部平臺(tái)周圍可制作10cm高的擋土板，以防止雜物被風(fēng)吹出平臺(tái)掉落下方。

3.2 平臺(tái)起吊與上部橫梁安裝

采用電動(dòng)葫蘆或者人工牽引將平臺(tái)起吊橋梁下緣，再利用預(yù)留好的孔道用高強(qiáng)螺栓固定吊桿和上部橫梁。上部6孔均加固完成后進(jìn)行位置微調(diào)，完成后，開(kāi)始對(duì)上部橫梁與小車進(jìn)行焊接。上部橫梁與小車間焊接穩(wěn)固，也可采用U形卡交叉鎖定。垂直焊接后采用斜撐加固，形成三角穩(wěn)固效果，使小車和橫梁不變形。

3.3 兩側(cè)防護(hù)網(wǎng)安裝

整體安裝完成后，可在吊桿上部做防護(hù)網(wǎng)，以保證上部施工人員施工時(shí)的安全。

4 防墜落裝置的應(yīng)用

該橋梁工程第14跨施工時(shí)，按上述方法制作了防墜落裝置，在橋梁上拼裝完成后，工作人員可在橋上對(duì)濕接縫、橫隔板進(jìn)行焊接，下部結(jié)構(gòu)不需要搭設(shè)防護(hù)通道。所產(chǎn)生的雜物均掉落在平臺(tái)上。再通過(guò)小車前后移動(dòng)帶動(dòng)下部平臺(tái)移動(dòng)，能夠有效地收集上部焊渣、澆筑混凝土等雜物。施工人員施工到哪個(gè)位置，將裝置推到該位置，將四輪制動(dòng)，待該處施工完畢后繼續(xù)向前移動(dòng)、制動(dòng)、施工，直至該跨施工完畢。焊接完成后，將帶有牽引繩的濕接縫模板側(cè)立沿著濕接縫下放入平臺(tái)上，再將其提起，完成底模模板安裝，在立模和澆筑混凝土?xí)r均由該裝置在下部承接雜物，防止墜物傷人、傷車等事故的發(fā)生。實(shí)施過(guò)程中簡(jiǎn)單方便、不影響下部車輛及人員的通行，焊渣及混凝土碎渣均被裝置收集，不會(huì)造成環(huán)境的污染，充分體現(xiàn)裝置的實(shí)用性。安裝后的防墜落裝置應(yīng)用示意如圖2所示。

圖2 防墜落裝置應(yīng)用示意

5 效益分析

5.1 經(jīng)濟(jì)效益

在實(shí)踐中對(duì)該橋梁工程實(shí)際案例效益進(jìn)行對(duì)比。采用落地式防護(hù)裝置和本文的非落地式防墜落裝置的主要原材料和成本如表1所示。

表1 不同防護(hù)裝置主要原材料和成本

由表1可知，落地式防護(hù)裝置需要的原材料主要有：支撐柱、水平橫梁、分配梁、竹膠板等。由于落地式防護(hù)架是全斷面整孔架設(shè)，所以各種材料需求量大，造價(jià)高，不需要專業(yè)隊(duì)伍實(shí)施，采用落地式防護(hù)裝置經(jīng)測(cè)算包干價(jià)38000元（人、材、機(jī)）；非落地式防墜落裝置所用材料：移動(dòng)小車、竹膠板、橫梁、吊桿。非落地式防墜落裝置所用的材料用量小，造價(jià)低，不需要專業(yè)隊(duì)伍實(shí)施，采用非落地式防護(hù)裝置實(shí)施共計(jì)花費(fèi)6800元（人、材、機(jī)）。

由此可見(jiàn)，與落地式防護(hù)裝置相比，本文所采用的非落地防護(hù)裝置經(jīng)濟(jì)效益非?？捎^。材料費(fèi)、人工、機(jī)械費(fèi)用共計(jì)相差4倍之多，同時(shí)非落地防墜落裝置相對(duì)利用率高，大大節(jié)省了措施費(fèi)，安裝相對(duì)簡(jiǎn)單快捷。

5.2 實(shí)施效果

對(duì)橋梁下部地貌、植被、農(nóng)作物、房屋、車輛、人員有保護(hù)要求的濕接縫、橫隔板施工，此裝置起到防止墜落、增加安全性、環(huán)保性功能，且不阻礙交通、成本低、操作簡(jiǎn)單的作用和功能。該裝置采用上部移動(dòng)小車在橋梁上前后行走，帶動(dòng)下部掛籃平臺(tái)，平臺(tái)可以將上部施工掉落雜物進(jìn)行收集，防止雜物下落至地面發(fā)生事故。并且制作、安裝、使用簡(jiǎn)便，操作性強(qiáng)，人性化程度高，成本較低，無(wú)特殊原材料，實(shí)用性強(qiáng)，有利于施工進(jìn)度，有利于疏導(dǎo)交通，防止環(huán)境污染、增強(qiáng)工地安全、適合推廣使用。

6 適用范圍及應(yīng)用前景

6.1 適用范圍

因裝配式橋梁在預(yù)制場(chǎng)內(nèi)整體現(xiàn)澆預(yù)制，整體質(zhì)量好，在下部結(jié)構(gòu)施工的同時(shí)預(yù)制上部結(jié)構(gòu)，有利于工期的控制。由于我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的大力發(fā)展，裝配式橋梁必定占主導(dǎo)地位。而裝配式施工往往涉及橫隔板施工、濕接縫施工。尤其是跨線橋梁下部有人員、車輛、農(nóng)作物、植物等，上部施工會(huì)影響下部通行，非落地防護(hù)裝置能夠完美地解決上述問(wèn)題，同時(shí)相比落地式防護(hù)裝置有較好的經(jīng)濟(jì)性和社會(huì)性。

6.2 應(yīng)用前景

隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)逐步加快，工程施工工期在逐步縮短，在保證質(zhì)量、安全、環(huán)保的同時(shí)，提高工程經(jīng)濟(jì)性是所有企業(yè)共同思考的問(wèn)題。本文提到的非落地式防護(hù)裝置是通過(guò)工程實(shí)踐總結(jié)和創(chuàng)新而來(lái)的，非落地式防護(hù)裝置將廣泛應(yīng)用于未來(lái)橋梁上部橋面系統(tǒng)施工的防護(hù)裝置中，前景廣闊。

7 結(jié)語(yǔ)

在橋梁上部結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，需要從先進(jìn)的管理技術(shù)、原材料、設(shè)備、新工藝、作業(yè)環(huán)境、施工生產(chǎn)安全等方面著手，總結(jié)出上部橋梁施工防墜落施工的安全措施，為上部橋梁濕接縫、橫隔板等施工安全問(wèn)題提供有效解決措施，而本文的非落地式防墜落裝置有效解決了此問(wèn)題，應(yīng)用范圍廣、應(yīng)用前景廣闊，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益明顯。