鐵路橋墩吊籃吊架安裝施工工法與經濟分析

張文東 張宏博 王祥國 李廣柱 宋 楠

(中建鐵路投資建設集團有限公司路橋公司，山東 青島 266000)

0 引言

隨著我國高速鐵路建設高速地發展，根據高鐵維修段對高鐵橋墩設施現狀的全面排查，發現有的橋墩橫橋向安裝半圍式吊籃，且墩頂未安裝圍欄，工作人員在這種情況下無法對支座等橋梁設備進行正常的檢查養護，且存在著較大的人身安全隱患[1]。《高速鐵路橋梁結構及技術指標》規定墩頂距離地面高度6.0 m及以上或者水中墩、道路范圍內橋墩應設置沿橋墩周長閉合的吊籃；當墩頂橫橋向最外緣距離梁底側面水平距離不小于60 cm時，在墩頂外側設置圍欄，與橋墩側面的吊籃沿橋墩周長形成閉合。鐵總運[2014]127號文要求完善高速鐵路橋梁檢查設施，便于橋梁工作人員對橋梁設備檢查養護，保障高鐵運營及檢查養護人員的安全[2]。本文基于實際工程研究鐵路圓端形實體橋墩吊籃施工，提出吊籃吊架安裝施工工法。與傳統的吊籃安裝技術相比較，吊籃安裝施工技術大大地提高了施工速度、安全度、美觀性；在人材機方面，通過經濟效益分析大大地節約了項目大批資源。因此，本文提出的吊籃吊架安裝施工工法切實可行，可為類似工程施工提供有力的借鑒。

1 吊籃吊架安裝施工技術工法原理

依據設計圖紙及橋墩現場實際情況，吊籃施工確定購買原材進行加工熱浸鋅處理，欄桿鋼筋連接，為避免二次鍍鋅處理采用鋁管液壓連接。吊籃安裝在墩頂采用處用2組基本節吊架平臺拼裝組成，同時對前后、左右通過中間區域吊架支撐體系進行橫向拉結，保障結構整體剛度、穩定性及吊架平衡，有效避免懸挑結構產生傾覆，無需在頂面采取預埋或其他措施。為高空作業面的施工提供一個可靠、移動方便的吊架操作平臺。

2 吊籃吊架安裝施工工法特點

吊籃吊架安裝施工工法與傳統的吊籃安裝技術相比較，此施工工藝具有以下特點：

1)通過吊架安裝平臺施工，利用吊車進行組裝和移動。此工法搭建速度快，安裝質量好；施工安全可靠性高，成型效果好；環境適應性強，可重復使用。

2)材料全部采用金屬，可周轉使用，最終廢棄后可繼續回收，節約了資源，保護了環境。

3)欄桿鋼筋采用鋁管壓接，連接順直，浸鋅質量有保證，安裝完成后線性美觀。

4)明顯地縮短施工工期，節約項目資金投入。

3 施工工藝流程

3.1 施工準備

3.1.1原材試驗

原材料進場后，試驗室對現場原材料隨機取樣，按照規范要求進行試驗，試驗檢測指標主要包括：原材料尺寸、厚度、垂直度、力學性能等。

3.1.2下料切割

原材料通過精準測量，并用記號筆標注。將角鋼按照圖紙尺寸下料，切割前應在角鋼上準確放樣出切割位置，并劃線做出標識；角鋼采用磁輪切割機進行切割，切割角鋼時兩端需要用墊塊墊起，為防止切口出現斜切口，將其固定于切割機平臺等高，保證切口處的垂直水平。角鋼機械切割的允許偏差：零件的長度和寬度允許偏差為±3 mm；邊緣缺棱允許偏差為1 mm；端部垂直度允許偏差為2 mm。

3.2 支架制作

將切割好的原材料按照分類碼放在一起，原材料底部用木方墊起，避免材料污染銹蝕；加工好的原材料運至拼裝焊接區，按生產計劃、生產順序堆放，避免一樣原材料堆放過多或者原材料緊缺，而耽誤生產進度。焊接主要采用380 V直流焊接、CO2氣體保護焊。焊縫長度不小于70 mm，焊縫厚度不小于6 mm。

原材料拼接完成后，焊縫處個別存在高低不平、氣泡渣等缺陷問題，在保證焊縫厚度的情況下，將焊縫打磨平整美觀；制作完成后，根據TB/T 1527—2011鐵路鋼橋保護層及涂裝供貨技術條件標準，對鋼構件進行防腐處理，所有外露鋼件均采用特制紅丹酚醛(醇酸)防銹底漆+灰鋁粉石墨或灰云鐵醇酸面漆防護；對每種半成品進行標記，條理性地存放，以備驗收和使用。

3.3 吊架平臺安裝

結合施工經驗，根據墩帽兩側外形及作業空間需求，用鋼材加工吊架平臺，并在外圍用角鋼進行圍欄。吊裝時輕吊輕放，人工配合定位，放置在預先計算好的位置上，防止兩端不平衡造成吊架傾覆，工裝吊架平臺通過橫撐方鋼做支點進行安裝。

3.4 吊籃安裝

3.4.1吊籃安裝前檢查

吊籃安裝前，檢查吊籃墩身預埋件(U型套筒+L型套筒)埋設位置，確定預埋件位置安裝準確后，進行吊籃鋼構件安裝。對漏埋、錯埋的墩身預埋件進行重新植筋埋設[3]。

3.4.2吊籃吊運

使用平板車將鋼構件及步板按組合運輸至橋墩下，用吊車將施工人員及支架、步板吊運至作業面。支架搬運過程中要輕放，嚴禁拖拉，防止涂裝表面受損，涂層破損，影響防腐效果；如在運輸過程中因摩擦出現掉漆，待支架完成安裝后，進行二次補噴處理。

3.4.3吊籃支架安裝

支架安裝時，保證支架角鋼密貼墩身，支架與墩身縫隙、步板與步板間縫隙均用干硬性水泥砂漿填塞，確保無松動現象；支架安裝完成后，進行扶手圓鋼安裝，順直的鋼筋連接欄桿；采用鋁管壓接形式連接，避免焊接影響浸鋅質量。

3.4.4步板安裝

吊籃C30鋼筋混凝土步板在預制構件廠集中預制，經監理驗收合格后出廠。步板上車時，底部支墊方木，上下層之間用方木支墊。混凝土步板采用汽車吊吊送至支架操作平臺上，然后人工安裝，安裝完成后檢查其位置。現場吊籃吊架、支架安裝施工圖分別如圖1，圖2所示。

4 工藝流程控制質量關鍵點

吊籃吊架安裝施工工法在施工過程中關鍵施工工序常常存在一些通病，如吊裝平臺垂直度、水平度存有偏差、吊裝平臺不牢固、吊籃預埋件位置不精確、吊籃鋼構件不牢固及垂直度存有偏差、吊籃布板不牢固及平整度存有偏差等通病性的質量問題。針對以上通病性的質量問題，并結合工程施工中實際情況提出以下5條施工過程質量關鍵控制點[4，5]：

1)檢查吊裝平臺垂直度、水平度是否合格；

2)檢查吊裝平臺牢固性是否合格；

3)檢查吊籃預埋件位置是否合格；

4)檢查吊籃預埋鋼構件牢固性、垂直度是否合格；

5)檢查吊籃布板牢固性、平整度是否合格。吊籃吊架安裝施工工法施工質量關鍵控制點如圖3所示。

5 吊籃吊架安裝施工加強控制質量措施[6]

5.1 材料控制要點

按照設計圖紙制作定型模具，確定結構尺寸偏差滿足規范要求；除預埋套筒采用35號鋼，其他鋼材均采用Q235；墩內預埋套件進行多合元金共滲+鋅鉻涂層+封閉層處理。

5.2 預埋件控制要點

螺栓與套筒連接長度不小于3 cm，預埋U型、L型螺栓要與墩身表面保持垂直，確保U型、L型螺栓預埋間距滿足吊籃安裝連接要求，確保U型、L型螺栓絲口完整，U型螺栓絲頭外露長度要不少于60 mm。

5.3 角鋼架控制要點

角鋼支架安裝完成后，進行角鋼支架矯正，要與橋墩(臺)橫向、豎向垂直。安裝墊片，采用雙螺母與角鋼支架連接，連接要緊貼墩身混凝土面，確保不松動。

5.4 焊接控制要點

對于主要構件焊接，焊縫最小腳焊尺寸及最小長度應滿足《鐵路橋梁鋼結構設計規范》的要求[7]。

5.5 支架安裝控制要點

圓弧段支架沿著頂帽圓弧徑向布置，支架螺栓處非同心圓引起傾斜角度采用橡膠墊板調整；吊籃的橋墩四周支架間無步板處，采用直徑6 mm的鋼筋焊接成間距10 cm的網格，并與支架焊接成一體。

6 工程應用與經濟效益分析

6.1 工程應用

新建濰坊至萊西鐵路工程四標段二分部起止里程DK57+132.6～DK72+571.3，路線全長15.439 km。其中跨海青鐵路特大橋從299號墩至383號橋臺，橋梁長度為2 856.48 m，跨218省道特大橋從0號橋臺至257橋臺，橋梁長度8 477.05 m，機走線現河大橋橋梁長度167.96 m，橋墩臺共計348座。

本工程橋墩臺根據現場施工實際情況運用吊籃吊架安裝施工技術，吊籃安裝操作平臺可以快速拆卸及循環利用，此施工工法靈活高效，降低成本投入；同時可以保證連接質量，降低焊接垃圾的產生，大幅度地提高了焊接效率，節約成本。極大地提高了生產效率，確保了施工質量，在行業內起到引領和示范作用，實現了完美的履約，收到業主下發的綠牌一張。

6.2 經濟效益分析

通過對鐵路橋墩吊籃施工工藝有效改良，吊籃吊架安裝施工方法與傳統的汽車升降機施工方法相比，不僅大大地節約了施工工期，也創造了可觀的經濟效益。以新建濰坊至萊西鐵路工程橋墩臺吊籃施工為例進行對比分析，吊籃吊架安裝費用明細、吊籃升降車安裝費用明細分別如表1,表2所示。

表1 吊籃升降車安裝費用明細

表2 吊籃吊架安裝費用明細

吊籃吊架安裝技術與吊籃升降車安裝技術通過人工、材料、機械設備方面的費用對比分析可知，吊籃吊架安裝技術與吊籃升降車安裝技術節省20多萬元，創造了可觀的經濟效益。

7 結論

1)在多個鐵路項目施工經驗的基礎上，對比吊籃升降車安裝施工方法，深入研究鐵路圓端形實體橋墩吊籃安裝施工的方法，總結出了吊籃吊架安裝施工工法的原理，并明確了其施工特點。結合此工法于濰萊鐵路工程中的運用，明確了吊籃吊架安裝施工工法的工藝流程；分析工藝流程施工過程，針對施工過程中關鍵工序存在質量通病問題，提出了工藝流程控制質量關鍵點。

2)結合實際工程吊籃施工，全面對比分析吊籃安裝施工方法與傳統的汽車升降機施工方法，吊籃吊架安裝技術比傳統的吊籃安裝技術節省20多萬元，效益性高又節能環保，此施工工法成功實施運用受到投資方及業內好評，具有較高推廣意義價值。

注：項目：中建三局科技示范工程