可移動掛籃平臺在橋梁維修加固中的應用

中鐵十五局濟陽迎賓黃河大橋有限公司，山東 濟南 251400

1 可移動掛籃平臺概述

可移動掛籃平臺由桁架平臺、行走系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)及安全附屬設施組成，如圖1所示。其中，桁架平臺采用模塊化設計制作，每節(jié)為4m，能分節(jié)段運輸、拼裝，用螺栓連接，通常底部布置數(shù)道縱向鋼管增強桁架平臺的剛度與整體性，以防止桁架平臺變形過大；行走系統(tǒng)包括臺車、配重塊、槽鋼軌道，使臺車能夠順橋方向按設定路線前移，同時還能維持桁架平臺的平衡性；電氣控制系統(tǒng)包括提升機（電葫蘆）、配電箱、安全鎖，可利用鋼絲繩提升桁架平臺上下移動，滿足不同截面高度的施工要求；安全附屬設施包括提升索、保險索、安全繩、纜風繩，在施工條件較為惡劣時，桁架平臺上必須帶纜風繩、保險索，施工人員必須掛安全繩，以保證作業(yè)人員的安全和高空作業(yè)的效率。

圖1 可移動掛籃平臺示意圖（單位：mm）

2 可移動掛籃平臺的優(yōu)勢

2.1 費用低

目前，我國路橋建管養(yǎng)工程項目主要依賴橋梁檢測車與搭設鋼管腳手架。橋梁檢測車成本高昂，購買單輛車的成本達幾百萬元，單日租賃費也有幾千元，因此不適用于中、長期工程。搭設鋼管腳手架用鋼量多，搭設幅度大、高度有限，對橋下交通正常通行影響大，同時對地基承載力要求高，需提前進行地基加固處理，又是在高空、水上施工，環(huán)境復雜、作業(yè)難度大、投入也高。相比之下，可移動掛籃平臺結構簡單、用鋼量少、重量輕，其采購價格一般在10萬～15萬元，且使用壽命能達15年以上，采購費與使用費均較低。

2.2 適用性強

橋梁檢測車機動性好，不用拆卸安裝，也不用汽車運輸，但它的使用受限于其規(guī)格、型號。其臂展有限（最大臂長僅有24m），橋梁寬度較大時，不能全斷面作業(yè)，且其下降高度有限（最大高度不超過8m），遇到高大橋墩基礎或變截面梁體時，往往是夠不著。可移動掛籃平臺克服了以上設備的不足，其自身重量輕，加上模塊化的設計，可以根據(jù)施工現(xiàn)場的需求和橋梁的寬度適當增減，適應不同結構和類型的橋梁。并且，可移動掛籃平臺不占用機動車道，不需要進行交通管制，在人流量和車流量大的主干道也可以無阻礙施工，能承受5～6個人同時作業(yè)，在提升機的作用下可以輕松地下降到幾十米以下的橋墩，能發(fā)揮其他設備無法達到的作用和效果。

2.3 易操作、易維修

橋梁檢測車屬于特種作業(yè)車輛，作業(yè)人員需經(jīng)考試合格后持證上崗操作，且其體積龐大，內部構造復雜，電氣設備多，配件專用性強，經(jīng)常因為某個微小的電氣元件損壞而造成窩工現(xiàn)象。可移動掛籃平臺操作人員只需經(jīng)過簡易培訓便可熟練操作，其行走系統(tǒng)和升降系統(tǒng)均可無線遙控控制，同時它體積小，構造簡單，電氣設備（提升機、臺車）是通用的、常用的，損壞后容易維修更換，遇到橋面障礙物和墩柱基礎時能夠輕松地完成跨越。

3 可移動掛籃平臺的應用

3.1 工程概況

以濟陽黃河公路大橋裂縫修補為例。該橋梁全長1165.56m，主橋5跨、引橋8跨、總計13跨。上部結構為四塔單索面部分斜拉索，主橋梁體為單箱三室變高度箱型截面，箱梁頂寬21m，底寬10～12.2m，主跨（216m）墩頂處梁高8.2m，次邊跨（195m）墩頂處梁高7.5m，各跨跨中處及邊跨直線段高為4m，其他梁底曲線線型采用二次拋物線。該橋跨越黃河，主要承擔較大的交通運輸任務，自開通運營后的定期檢查中發(fā)現(xiàn)，箱梁、橋墩等部位混凝土出現(xiàn)縱向、橫向、斜向、豎向裂縫及蜂窩麻面等病害。

該維修工程的主要特點是橋墩和梁體高大，且第四、第五跨均在水上，維修施工作業(yè)面均在高空，因此水上作業(yè)難度大，高空施工作業(yè)的安全風險大，工期不確定。鑒于水中搭設支架的不安全性與橋梁檢測車下降高度的局限性，結合施工現(xiàn)場條件，可移動掛籃平臺是最佳選擇之一。

3.2 可移動掛籃平臺安裝

可移動掛籃平臺到達施工現(xiàn)場后，在技術人員指導下，將臺車、配重塊、鋼絲繩運抵橋面；將桁架平臺、提升機、安全鎖、配電箱運抵地面相應安裝位置。桁架平臺在地面拼裝，橋上臺車及配重系統(tǒng)就位，鋼絲繩由橋上放下將桁架平臺提升到梁底預定位置。有時為了加寬桁架平臺增大作業(yè)面，可使用兩套桁架平臺間隔1.5m，中間用鋼管連接，滿鋪腳手板。桁架平臺兩側用鋼管連接在橋面上，用鋼絲繩拉住，中間通過箱梁底板預留孔穿過鋼管固定，以維持桁架平臺的穩(wěn)定性。

3.3 可移動掛籃平臺穩(wěn)定性驗算

根據(jù)《高處作業(yè)吊籃》（GB 19155—2003），上部懸掛機構穩(wěn)定性條件合格。懸掛機構的穩(wěn)定性必須≥2，即抗傾覆安全系數(shù)等于配重矩與前傾力矩之比，其值不得小于2。計算模型如下：

式中：P為最大配重重量，50×25kg=1250kg；L1為配重中心到支點間的距離，為2m；L2為承重鋼絲繩中心至支點間的距離，為1m。

F=（桁架平臺+鋼絲繩+作業(yè)人員+材料、設備）重量總和÷2。其中，桁架平臺重量為220kg/節(jié)×6節(jié)=1320kg；鋼絲繩重量為0.3kg/m×4根×60m=72kg；作業(yè)人員重量為80kg×6人=480kg；材料、設備重量為100kg。故F=(1320+72+480+100)÷2=986kg。

3.4 可移動掛籃平臺行走

桁架平臺隨著臺車的移動而移動，臺車可由人力推動或電力驅動。行走前先將桁架平臺中間及兩側固定鋼管拆除，使桁架平臺與梁體分離，然后順著敷設在地面的槽鋼軌道對稱地、同步地緩緩向前移動。到達預定位置后，由提升機調整好高度，并用鋼管重新固定桁架平臺的中間及兩側，由此進行下一節(jié)段的維修工作。

3.5 跨越障礙物

橋梁主體結構及附屬設施較多，行走過程中遇到障礙物時，會直接影響后續(xù)施工進度，因此這個環(huán)節(jié)應簡捷、快速地實現(xiàn)跨越。（1）當可移動掛籃平臺遇到墩柱基礎時，首先要將桁架平臺下放至橋墩承臺上。再按節(jié)段拆卸桁架平臺，人工搬運到墩柱基礎背面重新拼裝，最后橋面臺車到位后重新將桁架平臺提升至背面梁底預定位置。（2）當臺車懸臂端遇到橋面障礙物時（如燈桿），首先撤離桁架平臺上的作業(yè)人員；然后在燈桿前后保持1～2m的間距使用備用臺車與原臺車將安全繩越過燈桿掛在備用臺車上，使備用臺車承受桁架平臺的全部重量；最后將主鋼絲繩掛到備用臺車掛鉤上，通過備用臺車和換繩的方式來跨越橋面障礙物。

4 結束語

可移動掛籃平臺是一種新型的、特殊的作業(yè)平臺，也是人們由“只建不管”到“又建又管”思想認識的產(chǎn)物，彌補了橋梁后期維修加固的空缺，不僅保證了工程的施工質量，還確保了作業(yè)了人員的人身安全。隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，橋梁通行荷載日益增大，可移動掛籃平臺將是今后橋梁維修加固中一個重要的發(fā)展方向。