淺談中小型橋梁檢修梯選擇問題

曾浩楠　仇勇　齊云鵬

摘要：目前我國對橋梁的監管、檢修主要是通過無人機檢修和人工檢修兩種方式。針對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。本文從多個方面考慮對三種不同結構的橋梁檢修梯進行了簡單的對比分析，最終給出了不同側重條件下的優勢方案，以及確定了在中小型橋梁中角鋼型結構橋梁檢修梯是最優綜合選擇的結論。

關鍵詞： 人工檢修 橋梁檢修梯 角鋼型結構橋梁檢修梯

1引言：

改革開放以來，隨著我國經濟建設的高速發展，我國建成了一大批結構新穎、技術復雜、設計和施工難度大和科技含量高的橋梁。但與公路橋梁建設的空前發展形成鮮明對比的是，橋梁垮塌的事故時有發生。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管和養護技術落后，特別是橋梁維修養護技術仍不適應我國橋梁的需求。現階段，對于中小橋梁來說檢修主要包括上部結構檢修和下部結構檢修兩個方面，上部結構檢修主要是橋面以及護欄的檢修，下部結構檢修主要是支座檢修、橋面板檢修等[1]。上部結構的檢修很容易進行，但對于下部結構則相對較難實現。對于重要橋梁我們可以采用無人機來進行檢修，方便快捷、省時省力而且結果較為精確。但專門的檢修無人機尚未批量化生產，專業設備比較昂貴，在中小橋梁檢測中并不常見。而采用檢修車同樣要花費較大的經濟代價，且不適用于日常檢測，所以常常采用檢修梯的形式來實現從橋面到達橋梁下部進行檢修[2]。

橋梁檢修設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，主要針對具體的防撞護欄設計了三種結構的橋梁檢修梯，并從其中擇選出最優方案。

2 設計方案：

2.1鋼管結構橋梁檢修梯：

本橋梁的橋梁檢修梯主要由鋼管扶手、鋼板梯步、鋼筋護欄構成。由于檢修梯為危險作業設備，考慮到作業人員的安全性，鋼管結構橋梁檢修梯設計以鋼管作為整體受力構件，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欄上，并在鋼管圓弧與防撞護欄相交處添加鋼板鋪于防撞護欄上側平面處，并用化學錨栓固定于防撞護欄上，我們在橋面與鋼管接觸處、防撞護欄內部分采用抱箍與化學錨栓的組合來進行固定，并在抱箍與鋼管間進行焊接，在橋梁防撞護欄高度范圍內以兩個懸空的環抱箍和化學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件。考慮檢修人員的工作安全和舒適我們采用的梯距為40cm。為防止化學錨栓打入墻體內時打到墻體內的鋼筋，因此在結構必要設計時需預留一定數量的孔。并在制造時預制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的鋼管檢修梯與墻體不貼合的問題。

橋梁檢修設備外的保護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入檢修梯，保護圈前立桿直接接入擋墻內，兩立桿間以角鋼為門框，用鋼絲網為門面設置一個簡易門，并配置鎖，以防止非工作人員的進入。保護圈形狀呈長U型，兩保護圈間距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型保護圈兩起弧處以豎桿焊接連接增強保護圈的整體穩定性和可靠性。

2.2鋼筋結構橋梁檢修梯：

本橋梁的橋梁檢修梯主要由主鋼筋、鋼筋梯步、鋼筋護欄構成。鋼筋結構橋梁檢修梯設計以鋼筋作為整體受力構件，用一根鋼筋進行兩次彎起，使構件可以貼合防撞護欄，檢修梯整體懸掛于橋梁防撞護欄上，并在鋼筋圓弧與防撞護欄相交處添加鋼板鋪于防撞護欄上側平面處，并用化學錨栓固定于防撞護欄上。考慮到鋼管上打孔對制作工藝要求較高，我們在橋面與鋼筋接觸處、防撞護欄內部分采用抱箍與化學錨栓的組合來進行固定。梯步采用鋼筋焊接于主鋼筋上作為承力構件。考慮檢修人員的工作安全和舒適我們采用的梯距為40cm.并在每個鋼筋梯下方兩個焊接位置處或者中心處交替化學錨栓交替布置，既可防止其出現側向搖擺，又能增強其承載能力。為防止化學錨栓打入墻體內時打到墻體內的鋼筋，因此在結構必要設計時需預留一定數量的孔，并在制造時預制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的鋼管檢修梯與墻體不貼合的問題，保護圈的設置同鋼管結構橋梁檢修梯。。

2.3角鋼結構橋梁檢修梯：

本橋梁的橋梁檢修梯主要由角鋼、鋼筋梯步、鋼筋護欄構成。角鋼結構橋梁檢修梯設計以角鋼作為整體受力構件，在角鋼上打孔并將其與化學錨栓焊接作為主要的受力構件。梯步采用鋼筋焊接于角鋼另一角肢上作為受力構件，因防撞墻到角鋼尚有5-10cm距離，故在每個受力鋼筋梯下都需要添加化學錨栓。考慮檢修人員的工作安全和舒適我們采用的梯距為40cm.為防止化學錨栓打入墻體內時打到墻體內的鋼筋，因此在結構必要設計時需預留一定數量的孔，并在制造時預制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的角鋼檢修梯與墻體不貼合的問題，保護圈的設置同鋼管結構橋梁檢修梯。

3經濟評價：

假設方案等級分為優、良、中三級依次得分記為3、2、1。

在原材料購買費用上，由于采用的檢修梯結構大多為鋼結構。那可以假設費用與鋼材的費用成正比，由此可以得到三類檢修梯的費用對比。那么原材料價格最高的為鋼管梯，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。

在構件加工費用上，由于三者加工方式不同，加工費用固然不同。在鋼管梯中加工難度較大，因為存在一個鋼管彎曲的問題，并且在加工梯步的時候有難度，所以得分最低為1分。在角鋼梯和鋼筋梯設計中對比不難知道，兩個加工費用都比較少，都是可以批量生產的，因此記兩者的分數為3分。

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

對于安裝而言：鋼管梯在加工后基本上已成為一個整體，在安裝的時候比較重，而且需要加許多抱箍來限制它的橫移，安裝難度也較大。而對于鋼筋而言護欄的工序比較復雜，而且鋼筋需要現場焊接在護欄上，安裝較為復雜，化學錨栓的空也比較多并都是必需的，所以加工費就會較高。對于角鋼梯只需要打化學錨栓孔而且質量很輕，是最易安裝的，費用也最低。所以分別給三者打2分2分3分。

在結構維護中，主要是鋼筋、鋼管的防腐蝕。三者結構都差不過大，噴刷防腐漆價格都相近，所以都給三分。

最終三類檢修梯分別得分：10、11、14

4綜合評價：

通過以上指標對比分析可得出一下結論：

①從方案的費用消耗的角度來看，鋼管結構橋梁檢修梯的造價是最為昂貴的，鋼筋結構橋梁檢修梯次之，而角鋼型結構橋梁檢修梯最為便宜。所以從經濟的角度來講，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，鋼管結構橋梁檢修梯的造型是最具有時尚感的，適用于一些具有文藝氣息以及經濟較為富有的場所，比如游輪、觀景區；鋼筋結構橋梁檢修梯和角鋼型結構橋梁檢修梯都是屬于實用型工具，并不具有多大的美學價值。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，三種結構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 結論：

本文只針對一般中小型梁橋進行分析，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經濟以及適用的檢修梯更為合適，所以推薦角鋼型結構橋梁檢修梯為綜合最優方案。

參考文獻：

[1]陳惟珍.現代橋梁養護與管理[M].北京：人民交通出版杜，2010.

[2]劉自明等.橋梁工程養護與維修手冊[M].北京：人民交通出版社，2004.