非落地防墜落裝置在橋梁施工中的應(yīng)用

摘要 近年來(lái)，我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)發(fā)展迅猛，立體跨線橋梁施工與日俱增，跨線施工給橋下人員、車輛、環(huán)境帶來(lái)安全隱患，同時(shí)在應(yīng)用傳統(tǒng)措施解決隱患時(shí)，會(huì)大幅增加工程成本，不符合低碳環(huán)保的理念，基于上述考慮從降低成本、消除安全隱患出發(fā)，通過平贊高速公路項(xiàng)目金良河大橋跨越城市主干道上部結(jié)構(gòu)施工，探索出“非落地防裝墜落裝置”，并通過工程實(shí)踐，能夠很好地解決安全環(huán)保等問題，對(duì)今后類似工程特別是跨線橋梁上部結(jié)構(gòu)施工有一定借鑒作用。

關(guān)鍵詞 防墜落;裝配式;簡(jiǎn)易;橋梁濕接縫施工

中圖分類號(hào) U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2022）05-0154-03

0 前言

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，或者通過交通導(dǎo)行方式來(lái)解決跨線橋下安全及環(huán)保等問題。通過平贊高速公路項(xiàng)目金良河大橋跨線施工來(lái)探索解決跨線時(shí)存在的環(huán)保、安全、成本等問題，并在類似工程中借鑒應(yīng)用。

平贊高速公路項(xiàng)目是太行山高速公路中的一部分，起于平山市，終于贊皇縣。其中05標(biāo)段位于河北省石家莊市井陘縣城附近，工程包括橋梁、隧道、路基等工程。

金良河大橋是該項(xiàng)目建設(shè)長(zhǎng)度最長(zhǎng)的橋梁，橋梁設(shè)計(jì)為：（4*30+4*30+4*30+4*30+4*30+4*30）m預(yù)應(yīng)力箱梁，橋長(zhǎng)727.00 m，共24跨，其中第14跨是跨越現(xiàn)有通往井陘縣城的市政主干道，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。

1 主要施工技術(shù)

1.1 傳統(tǒng)施工技術(shù)

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、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)損失及賠償責(zé)任。傳統(tǒng)的施工技術(shù)是通過搭設(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)后，再用彩鋼板進(jìn)行罩棚，最終形成防護(hù)罩。如圖1所示。

橋下搭設(shè)防墜落裝置，施工成本大，支撐桿需要基礎(chǔ)或者防撞墩保護(hù)，施工繁瑣，行車道路施工難度大，拆卸后利用價(jià)值低。

1.2 非落地式防墜落裝置施工技術(shù)

1.2.1 裝置工作原理

該裝置在不封閉交通的情況下，保持車輛通行，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。

原理：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。

1.2.2 裝置制作

（1） 需要的材料：

1）橡膠輪胎配套軸承2套。

2）熟鐵管材或方鋼（可根據(jù)橋梁寬度選擇方鋼長(zhǎng)度）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。

3）1.2 m*2.4 m竹膠板或者彩鋼板，數(shù)量根據(jù)橋梁寬度確定。

4）螺旋鉚釘若干。

5）長(zhǎng)10 cmM14 高強(qiáng)螺栓12支（根據(jù)方鋼的規(guī)格不同可適當(dāng)調(diào)整螺栓長(zhǎng)度）。

6）硬性防護(hù)鋼絲網(wǎng)片。

（2）平移小車制作方法：

1）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，大于上下橫梁間的距離，保證前后輪在橫梁兩側(cè)。

2）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） 橫梁、吊桿制作：

1）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)位置進(jìn)行打孔，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 。

2）吊桿采用熟鐵管材或者方鋼制作，吊桿長(zhǎng)度根據(jù)梁高以及所需要留存梁底與平臺(tái)板間的空間所確定。吊桿兩側(cè)進(jìn)行打孔，孔徑視高強(qiáng)螺栓直徑確定。

（4）下部橫梁及平臺(tái)板制作及上部橫梁制作安裝：

1）下部橫梁與上部橫梁尺寸、間距均相等。下部橫梁分為3組（如若穩(wěn)固可增加組數(shù)），將吊桿垂直夾在橫梁間，并通過預(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。

2）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)后再進(jìn)行與小車焊接穩(wěn)固。

（5）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)行微調(diào)位置，完成后，開始對(duì)上部橫梁與小車進(jìn)行焊接。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。

（6）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。

（7） 制作要點(diǎn)：

1）橫梁和吊桿打孔位置盡量不要靠近兩端，距兩端至少15 cm。

2）吊桿上部端頭焊接吊環(huán)。

3）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。

4）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。

5）下部平臺(tái)周圍可制作10 cm高的擋土板，以防止雜物被風(fēng)吹出平臺(tái)掉落下方。

6）附圖說(shuō)明。為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面結(jié)合圖2對(duì)本裝置做進(jìn)一步的說(shuō)明。

1.輪胎;2.軸承;3.高強(qiáng)螺栓;4.擋土板;5.竹膠板或彩鋼;

6.上部部橫梁;7.下部橫梁;8.吊桿;9.斜支撐。上部橫梁與小車間采用焊接穩(wěn)固，也可采用U型卡交叉鎖定。

（8）具體實(shí)施方式。用法實(shí)例：金良河大橋第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。施工人員施工到那個(gè)位置，將裝置推到該位置，將四輪制動(dòng)（防止溜車），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)裝置的可實(shí)用性。實(shí)施方式如圖3所示。

2 技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益分析

在實(shí)踐中通過金良河大橋?qū)嶋H案例進(jìn)行效益對(duì)比。

落地式防護(hù)裝置需要的原材料有：支撐柱、水平橫梁、分配梁、竹膠板。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)38 000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)施下來(lái)共計(jì)花費(fèi)6 800元（人、材、機(jī)）。

與落地式防護(hù)裝置相比非落地防護(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)省措施費(fèi)，安裝相對(duì)簡(jiǎn)單快捷。

非落地式防墜落裝置經(jīng)濟(jì)效益非?？捎^，為項(xiàng)目的二次經(jīng)營(yíng)、科技雙優(yōu)化創(chuàng)造了新的措施構(gòu)思。

3 實(shí)施效果

基礎(chǔ)設(shè)施跨線橋梁濕接縫施工或非跨線橋但對(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。其原理：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。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，使用性強(qiáng)，有利施工進(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。

該施工技術(shù)已獲國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授權(quán)1項(xiàng) “一種跨線橋濕接縫、橫隔板施工防止雜物防墜落裝置”實(shí)用新型專利[1]。

4 適用范圍及應(yīng)用前景

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)，有利工期的控制。隨著我國(guó)“十四五”規(guī)劃的開啟，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)必將大力發(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。

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)共同思考的問題。所有企業(yè)提倡對(duì)質(zhì)量、環(huán)境、安全要有具體的措施，同時(shí)給企業(yè)帶來(lái)效益。文中提到的非落地式防護(hù)裝置恰是在這樣背景下通過工程實(shí)踐創(chuàng)新和總結(jié)而出的。非落地式防護(hù)裝置將成為未來(lái)橋梁上部橋面系統(tǒng)施工的防護(hù)裝置的主流，前景廣闊。

5 結(jié)語(yǔ)

與傳統(tǒng)技術(shù)相比，該技術(shù)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、車輛安全問題，同時(shí)也解決了環(huán)境污染等問題。相比傳統(tǒng)技術(shù)更能節(jié)省原材料，操作簡(jiǎn)單、施工簡(jiǎn)易快速，充分體現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)性，也為企業(yè)二次創(chuàng)效提供了新的思路和方法。

在橋梁上部結(jié)構(gòu)施工過程中，該文從先進(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)安全等方面著手研究，總結(jié)出上部橋梁施工防墜落施工的安全措施、方法，為施工上部橋梁濕接縫、橫隔板等安全問題提供了有效解決措施并為順利完成施工提供了必要條件。

參考文獻(xiàn)

[1] 李克棟， 王玉松， 焦凱軒. 一種橋梁濕接縫、橫隔板施工防止雜物墜落裝置：202020376453.5[P].2020-07-24.