整體式升降平臺在高大墩身外觀處理中的應用

馬俊堯MA Jun-yao

（中鐵十四局集團第五工程有限公司，濟寧 272000）

0 引言

隨著國家對建筑施工領域的重視，新的技術規程及相關規定陸續出臺或更新，其中對于墩身外觀質量的要求也越來越嚴格，墩身的外觀是否符合要求不但影響墩身外觀，也直接影響整個工程的施工質量，因此在墩身施工完畢后及時對墩身外觀表面進行處理及修復是非常重要的。對于很多橋梁墩身外觀處理，傳統方法多為吊機安裝作業平臺來進行，但對于高大墩身或周邊環境較為復雜時，大型機械無法進入，使得墩身外觀處理變得較為困難。并且由于吊機站位問題，很多墩身表面不能全部處理到位，存在較大的盲區和死角。在銀川至昆明公路（G85）施工中，通過采用整體式升降平臺很好解決了上述所出現的問題，通過設置在梁頂的卷揚機靈活控制平臺的升降，不但可以對墩身進行全方位處理，而且避免了大型機械設備作業帶來的安全風險，由于該設備造價低廉，可使用多套設備對多個墩身同時進行作業，不但提高了作業進度，也大大降低了施工成本。通過現場實際使用，該整體式升降平臺在高大墩身外觀處理中取得很好的效果。

1 工程概況

項目銀川至昆明公路太陽山開發區至彭陽段LJ10標段，起止樁號為K171+500-K189+100，全長17.6km，其中王洼互通段落為K184+300-K185+600。項目全長236公里，該高速公路為雙向四車道，設計時速為100km/h。

2 整體升降平臺主要組成

2.1 懸吊平臺

懸吊平臺由高、低欄桿和提升機安裝架四個部分，用螺栓或銷軸組合而成。懸吊平臺由基本節拼接而成，（長×寬×高，6 m×0.76m×1.21m）。兩端設有提升機安裝架與高、低欄板連接。提升機和安全鎖均裝在安裝架上。平臺的底架四周設置擋板，以防止平臺內物品掉落。見圖1平臺整體圖。

圖1 平臺整體圖

2.2 提升機

提升機主要由制動機、減速機、限速裝置和輸繩機組成。其中提升機為升降平臺提供上下移動的動力。

2.3 安全鎖

安全鎖是升降平臺的安全保護裝置，當鋼絲繩斷裂或平臺傾斜致使鋼絲繩傾斜角度超過限定范圍時，安全鎖會立即啟動鎖住鋼絲繩，以保證施工作業人員的人身安全。本機采用擺臂防傾斜式安全鎖。如圖2、圖3、圖4所示。

圖2 安全鎖

圖3 鎖繩狀態

圖4 工作狀態

2.4 懸掛系統

平臺懸吊于橋面下放φ16鋼絲繩上，橋面鋼絲繩由四根組成一個環形，分別為1#鋼絲繩橋面水平段，2#、3#鋼絲繩翼板斜向段，4#鋼絲繩梁底水平段，4根鋼絲繩通過卸扣卡環相連接，（卡環為S-DW3.25-5/8（巨力牌）額定荷載3.25t），升降平臺鋼絲與2#、3#橋面φ16鋼絲繩連接，組成懸吊系統（如圖5所示）。

圖5 升降平臺整體圖

3 施工平臺安裝

3.1 平臺安裝流程

設備進場報驗→施工準備→組裝籃體→安裝安全鎖→安裝提升機→安裝控制箱→電源通電測試→鋼絲繩插入安全鎖提升→鋼絲繩繩端固定→沖擊測試→升降試驗→試運行→移交使用。

3.2 橋面懸掛鋼絲繩安裝

鋼絲懸掛于已施工橋面上鋼絲繩采用6*31WS+FC抗拉強度1670MPaφ16，破斷荷載141kN，鋼絲繩均采用廠家壓頭，現場采用卸扣進行連接，其中1#鋼絲繩為橋面水平段，2#鋼絲繩為翼板斜線段，4#鋼絲繩為梁底水平段。橋面懸吊系統連接首先將1#、2#、鋼絲繩通過卸扣串聯起來，2#鋼絲繩與已澆筑混凝土C墻預埋螺栓相連，形成限位。第二步將4#、2#鋼絲繩通過卸扣進行連接，形成環狀，橋面懸吊系統組成。

3.3 懸吊平臺組拼

①選擇平整的地坪做安裝面，將平臺底板墊平離地20cm左右，然后將平臺各組件安裝順序相繼組裝到位。平臺各節點要著重注意其連接順序、螺栓數量及外形尺寸，螺栓連接處必須使用扭矩扳手進行復擰以保證螺栓無松動。組裝后保證整個平臺框架平直。

②提升機安裝在側籃兩端，安裝時注意使安全鎖支架朝向平臺外側。

③成后均勻緊固全部連接螺栓。

3.4 安全鎖及提升機的安裝

在安全鎖安裝時要使其對準平臺內側，提升機要安裝在升降平臺范圍內以便進行操作，在安裝前先把提升機放在平臺內，然后采用銷軸對其進行固定，然后用螺栓將提升機與平臺連接為一個整體。將鋼絲繩從梁頂位置下方至平臺處，人工將鋼絲繩穿過提升機后將整個鋼絲繩系統形成一個循環。安全鎖及鋼絲繩必須每個月安排專人進行檢查，尤其是安全鎖標定不得超過半年，鋼絲繩外形尺寸形變檢測要采用專業設備進行。

3.5 提升機、安全鎖鋼絲繩安裝

鋼絲繩分為工作鋼絲繩、安全鋼絲繩，二者為獨立設置，嚴禁串聯使用。

3.5.1 穿工作鋼絲繩

位于懸掛機構前梁端頭內側位置的二根鋼絲繩是工作鋼絲繩，穿入提升機內。

①將鋼絲繩穿過安全鎖裝置，然后進入提升機滑輪裝置，確保鋼絲繩均位于滑輪槽道內并且無彎折和扭曲。

②接通電源開打提升開關，使鋼絲繩有序緩慢的纏繞在提升機傳動盤上，注意鋼絲繩應順序纏繞，不得上下纏繞在一起。

③將穿出的鋼絲繩通過提升機支架下端的引導滑輪將鋼絲繩引放到懸吊平臺外側。

④當鋼絲繩穿過左右兩側提升機后慢慢拉緊，拉緊后立即停止，然后采用聯控裝置將提升機緩慢上升一段距離，使得平臺處于懸吊狀態。此時對平臺的水平狀態、鋼絲繩受力狀態、安全鎖及各組件的工作狀態進行詳細檢查，確認滿足要求后方可進行下一步操作。

3.5.2 穿安全鋼絲繩

安裝時將鋼絲繩上端頭穿過橋面懸吊鋼絲繩雞心環內，穿過對折長度大于2m，并用2個U行卡環將鋼絲繩卡緊，外側的二根鋼絲繩是安全鋼絲繩，穿入安全鎖內。穿繩時，將鋼絲繩穿入端插入安全鎖上方的進繩口中，用手推進，自由通過安全鎖后，從安全鎖下方的出繩口將鋼絲繩拉出，值至將鋼絲繩拉緊。

注意：必須先將工作鋼絲繩和安全鋼絲繩理順后才能分別插入提升機和安全鎖，以免鋼絲繩產生扭曲。（圖6）

圖6 安全繩固定示意圖

4 升降平臺安全受力計算

4.1 荷載參數（表1）

4.2 荷載計算

升降平臺受風面積：F=6×1.21×0.1=0.726m2

升降平臺的風荷載標準值：Qwk=ωk×F=0.692×0.726=0.50kN

升降平臺底部最大面積：A=6×0.76=4.56m2

表1荷載參數表

施工活荷載標準值：Qk=qk'×A=1×4.56=4.56kN

升降平臺動力鋼絲繩豎向荷載標準值：

升降平臺動力鋼絲繩水平荷載標準值：

動力鋼絲繩所受拉力的施工核算值：

4.3 鋼絲繩校核（表2）

表2鋼絲繩受力參數表

①平臺懸吊鋼絲繩校核。

升降平臺對A的拉力為P，可以近似看做鋼絲繩對升降平臺的拉力F=P。則鋼絲繩的安全系數為：

K=P破/P

式中：P破——鋼絲繩最小破斷拉力，通過查升降平臺說明書得，P破=53kN；

P——鋼絲繩對升降平臺的拉力，考慮安全最不利情況。

鋼絲繩安全系數取9倍[K]=53kN/5.29kN=10>9

②橋面懸掛鋼絲繩校核。（表3）

表3提升機參數表

受力簡圖如圖7。

圖7 受力簡圖

由前分析可知升降平臺單根鋼絲繩：

1）2 #翼板斜段鋼絲繩受力計算：

鋼絲繩計算角度α=133.1-90=43.1°

2）4 #水平段鋼絲繩受力計算：

鋼絲繩計算角度α=90-43.1=46.9°

3）1 #橋面鋼絲繩受力計算：

由前計算可知升降平臺及施工荷載合計為：

Q總D=5.29×2=10.58kN<141/9=15kN

5 安全保證措施

①施工所用電源必須嚴格按照相關規定進行接地，接地材料必須符合有關規定。

②當施工人員站在平臺內進行作業時，必須將安全帶所連接的安全繩固定在梁面上。

③施工平臺額定荷載為300kg，施工人員荷載不得超過此允許值。作業時應避免荷載集中，多人同時作業時盡量分散進行作業。

④當作業平臺在使用過程中出現傾斜時應立即停止使用，采用提升機進行調整，兩側高差不得超過10cm。

⑤升降平臺在使用時不得采用制動器或者剎車，以防止出現沖擊荷載引起事故。

⑥提升機應定期進行保養，尤其是在冬季作業時提升機所用潤滑油必須要采用低溫型。每隔半年需將提升機拆開檢查其滑輪及其他易損件是否滿足繼續使用的條件。

⑦當其他電動工具如手磨鋸、電鎬等與升降平臺共用一個配電箱時，電動工具功率要控制在3kW以內，并將其進行接地連接保護。

⑧升級平臺不使用時，需將電源設備及動力安全裝置進行包裹，防止雨水進入。

6 結束語

通過使用整體式升降平臺對高大墩身進行外觀處理，使得墩身外觀質量得到明顯改善。不但解決了高大墩身高空作業風險大的難題，保證了施工的安全性，而且提高了外觀處理的質量。由于該方法作業靈活，受外部條件影響較小，不但降低了施工措施費用，而且避免了大型機械作業所產生的安全隱患。該升降平臺作業靈活，造價低廉且安拆簡便，可采用多套同時進行作業，也加快了墩身外觀質量處理的進度。此方法為后續類似施工提供了借鑒和參考。