馬俊堯MA Jun-yao

（中鐵十四局集團(tuán)第五工程有限公司，濟(jì)寧 272000）

0 引言

隨著國(guó)家對(duì)建筑施工領(lǐng)域的重視，新的技術(shù)規(guī)程及相關(guān)規(guī)定陸續(xù)出臺(tái)或更新，其中對(duì)于墩身外觀質(zhì)量的要求也越來(lái)越嚴(yán)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(gè)工程的施工質(zhì)量，因此在墩身施工完畢后及時(shí)對(duì)墩身外觀表面進(jìn)行處理及修復(fù)是非常重要的。對(duì)于很多橋梁墩身外觀處理，傳統(tǒng)方法多為吊機(jī)安裝作業(yè)平臺(tái)來(lái)進(jìn)行，但對(duì)于高大墩身或周邊環(huán)境較為復(fù)雜時(shí)，大型機(jī)械無(wú)法進(jìn)入，使得墩身外觀處理變得較為困難。并且由于吊機(jī)站位問(wèn)題，很多墩身表面不能全部處理到位，存在較大的盲區(qū)和死角。在銀川至昆明公路（G85）施工中，通過(guò)采用整體式升降平臺(tái)很好解決了上述所出現(xiàn)的問(wèn)題，通過(guò)設(shè)置在梁頂?shù)木頁(yè)P(yáng)機(jī)靈活控制平臺(tái)的升降，不但可以對(duì)墩身進(jìn)行全方位處理，而且避免了大型機(jī)械設(shè)備作業(yè)帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)，由于該設(shè)備造價(jià)低廉，可使用多套設(shè)備對(duì)多個(gè)墩身同時(shí)進(jìn)行作業(yè)，不但提高了作業(yè)進(jìn)度，也大大降低了施工成本。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用，該整體式升降平臺(tái)在高大墩身外觀處理中取得很好的效果。

1 工程概況

項(xiàng)目銀川至昆明公路太陽(yáng)山開(kāi)發(fā)區(qū)至彭陽(yáng)段LJ10標(biāo)段，起止樁號(hào)為K171+500-K189+100，全長(zhǎng)17.6km，其中王洼互通段落為K184+300-K185+600。項(xiàng)目全長(zhǎng)236公里，該高速公路為雙向四車道，設(shè)計(jì)時(shí)速為100km/h。

2 整體升降平臺(tái)主要組成

2.1 懸吊平臺(tái)

懸吊平臺(tái)由高、低欄桿和提升機(jī)安裝架四個(gè)部分，用螺栓或銷軸組合而成。懸吊平臺(tái)由基本節(jié)拼接而成，（長(zhǎng)×寬×高，6 m×0.76m×1.21m）。兩端設(shè)有提升機(jī)安裝架與高、低欄板連接。提升機(jī)和安全鎖均裝在安裝架上。平臺(tái)的底架四周設(shè)置擋板，以防止平臺(tái)內(nèi)物品掉落。見(jiàn)圖1平臺(tái)整體圖。

圖1 平臺(tái)整體圖

2.2 提升機(jī)

提升機(jī)主要由制動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、限速裝置和輸繩機(jī)組成。其中提升機(jī)為升降平臺(tái)提供上下移動(dòng)的動(dòng)力。

2.3 安全鎖

安全鎖是升降平臺(tái)的安全保護(hù)裝置，當(dāng)鋼絲繩斷裂或平臺(tái)傾斜致使鋼絲繩傾斜角度超過(guò)限定范圍時(shí)，安全鎖會(huì)立即啟動(dòng)鎖住鋼絲繩，以保證施工作業(yè)人員的人身安全。本機(jī)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(tài)

圖4 工作狀態(tài)

2.4 懸掛系統(tǒng)

平臺(tái)懸吊于橋面下放φ16鋼絲繩上，橋面鋼絲繩由四根組成一個(gè)環(huán)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(guò)卸扣卡環(huán)相連接，（卡環(huán)為S-DW3.25-5/8（巨力牌）額定荷載3.25t），升降平臺(tái)鋼絲與2#、3#橋面φ16鋼絲繩連接，組成懸吊系統(tǒng)（如圖5所示）。

圖5 升降平臺(tái)整體圖

3 施工平臺(tái)安裝

3.1 平臺(tái)安裝流程

設(shè)備進(jìn)場(chǎng)報(bào)驗(yàn)→施工準(zhǔn)備→組裝籃體→安裝安全鎖→安裝提升機(jī)→安裝控制箱→電源通電測(cè)試→鋼絲繩插入安全鎖提升→鋼絲繩繩端固定→沖擊測(cè)試→升降試驗(yàn)→試運(yùn)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(qiáng)度1670MPaφ16，破斷荷載141kN，鋼絲繩均采用廠家壓頭，現(xiàn)場(chǎng)采用卸扣進(jìn)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(tǒng)連接首先將1#、2#、鋼絲繩通過(guò)卸扣串聯(lián)起來(lái)，2#鋼絲繩與已澆筑混凝土C墻預(yù)埋螺栓相連，形成限位。第二步將4#、2#鋼絲繩通過(guò)卸扣進(jìn)行連接，形成環(huán)狀，橋面懸吊系統(tǒng)組成。

3.3 懸吊平臺(tái)組拼

①選擇平整的地坪做安裝面，將平臺(tái)底板墊平離地20cm左右，然后將平臺(tái)各組件安裝順序相繼組裝到位。平臺(tái)各節(jié)點(diǎn)要著重注意其連接順序、螺栓數(shù)量及外形尺寸，螺栓連接處必須使用扭矩扳手進(jìn)行復(fù)擰以保證螺栓無(wú)松動(dòng)。組裝后保證整個(gè)平臺(tái)框架平直。

②提升機(jī)安裝在側(cè)籃兩端，安裝時(shí)注意使安全鎖支架朝向平臺(tái)外側(cè)。

③成后均勻緊固全部連接螺栓。

3.4 安全鎖及提升機(jī)的安裝

在安全鎖安裝時(shí)要使其對(duì)準(zhǔn)平臺(tái)內(nèi)側(cè)，提升機(jī)要安裝在升降平臺(tái)范圍內(nèi)以便進(jìn)行操作，在安裝前先把提升機(jī)放在平臺(tái)內(nèi)，然后采用銷軸對(duì)其進(jìn)行固定，然后用螺栓將提升機(jī)與平臺(tái)連接為一個(gè)整體。將鋼絲繩從梁頂位置下方至平臺(tái)處，人工將鋼絲繩穿過(guò)提升機(jī)后將整個(gè)鋼絲繩系統(tǒng)形成一個(gè)循環(huán)。安全鎖及鋼絲繩必須每個(gè)月安排專人進(jìn)行檢查，尤其是安全鎖標(biāo)定不得超過(guò)半年，鋼絲繩外形尺寸形變檢測(cè)要采用專業(yè)設(shè)備進(jìn)行。

3.5 提升機(jī)、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(dú)立設(shè)置，嚴(yán)禁串聯(lián)使用。

3.5.1 穿工作鋼絲繩

位于懸掛機(jī)構(gòu)前梁端頭內(nèi)側(cè)位置的二根鋼絲繩是工作鋼絲繩，穿入提升機(jī)內(nèi)。

①將鋼絲繩穿過(guò)安全鎖裝置，然后進(jìn)入提升機(jī)滑輪裝置，確保鋼絲繩均位于滑輪槽道內(nèi)并且無(wú)彎折和扭曲。

②接通電源開(kāi)打提升開(kāi)關(guān)，使鋼絲繩有序緩慢的纏繞在提升機(jī)傳動(dòng)盤上，注意鋼絲繩應(yīng)順序纏繞，不得上下纏繞在一起。

③將穿出的鋼絲繩通過(guò)提升機(jī)支架下端的引導(dǎo)滑輪將鋼絲繩引放到懸吊平臺(tái)外側(cè)。

④當(dāng)鋼絲繩穿過(guò)左右兩側(cè)提升機(jī)后慢慢拉緊，拉緊后立即停止，然后采用聯(lián)控裝置將提升機(jī)緩慢上升一段距離，使得平臺(tái)處于懸吊狀態(tài)。此時(shí)對(duì)平臺(tái)的水平狀態(tài)、鋼絲繩受力狀態(tài)、安全鎖及各組件的工作狀態(tài)進(jìn)行詳細(xì)檢查，確認(rèn)滿足要求后方可進(jìn)行下一步操作。

3.5.2 穿安全鋼絲繩

安裝時(shí)將鋼絲繩上端頭穿過(guò)橋面懸吊鋼絲繩雞心環(huán)內(nèi)，穿過(guò)對(duì)折長(zhǎng)度大于2m，并用2個(gè)U行卡環(huán)將鋼絲繩卡緊，外側(cè)的二根鋼絲繩是安全鋼絲繩，穿入安全鎖內(nèi)。穿繩時(shí)，將鋼絲繩穿入端插入安全鎖上方的進(jìn)繩口中，用手推進(jìn)，自由通過(guò)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(jī)和安全鎖，以免鋼絲繩產(chǎn)生扭曲。（圖6）

圖6 安全繩固定示意圖

4 升降平臺(tái)安全受力計(jì)算

4.1 荷載參數(shù)（表1）

4.2 荷載計(jì)算

升降平臺(tái)受風(fēng)面積：F=6×1.21×0.1=0.726m2

升降平臺(tái)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Qwk=ωk×F=0.692×0.726=0.50kN

升降平臺(tái)底部最大面積：A=6×0.76=4.56m2

表1荷載參數(shù)表

施工活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Qk=qk'×A=1×4.56=4.56kN

升降平臺(tái)動(dòng)力鋼絲繩豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值：

升降平臺(tái)動(dòng)力鋼絲繩水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值：

動(dòng)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(shù)表

①平臺(tái)懸吊鋼絲繩校核。

升降平臺(tái)對(duì)A的拉力為P，可以近似看做鋼絲繩對(duì)升降平臺(tái)的拉力F=P。則鋼絲繩的安全系數(shù)為：

K=P破/P

式中：P破——鋼絲繩最小破斷拉力，通過(guò)查升降平臺(tái)說(shuō)明書得，P破=53kN；

P——鋼絲繩對(duì)升降平臺(tái)的拉力，考慮安全最不利情況。

鋼絲繩安全系數(shù)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(jī)參數(shù)表

受力簡(jiǎn)圖如圖7。

圖7 受力簡(jiǎn)圖

由前分析可知升降平臺(tái)單根鋼絲繩：

1）2 #翼板斜段鋼絲繩受力計(jì)算：

鋼絲繩計(jì)算角度α=133.1-90=43.1°

2）4 #水平段鋼絲繩受力計(jì)算：

鋼絲繩計(jì)算角度α=90-43.1=46.9°

3）1 #橋面鋼絲繩受力計(jì)算：

由前計(jì)算可知升降平臺(tái)及施工荷載合計(jì)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(yán)格按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行接地，接地材料必須符合有關(guān)規(guī)定。

②當(dāng)施工人員站在平臺(tái)內(nèi)進(jìn)行作業(yè)時(shí)，必須將安全帶所連接的安全繩固定在梁面上。

③施工平臺(tái)額定荷載為300kg，施工人員荷載不得超過(guò)此允許值。作業(yè)時(shí)應(yīng)避免荷載集中，多人同時(shí)作業(yè)時(shí)盡量分散進(jìn)行作業(yè)。

④當(dāng)作業(yè)平臺(tái)在使用過(guò)程中出現(xiàn)傾斜時(shí)應(yīng)立即停止使用，采用提升機(jī)進(jìn)行調(diào)整，兩側(cè)高差不得超過(guò)10cm。

⑤升降平臺(tái)在使用時(shí)不得采用制動(dòng)器或者剎車，以防止出現(xiàn)沖擊荷載引起事故。

⑥提升機(jī)應(yīng)定期進(jìn)行保養(yǎng)，尤其是在冬季作業(yè)時(shí)提升機(jī)所用潤(rùn)滑油必須要采用低溫型。每隔半年需將提升機(jī)拆開(kāi)檢查其滑輪及其他易損件是否滿足繼續(xù)使用的條件。

⑦當(dāng)其他電動(dòng)工具如手磨鋸、電鎬等與升降平臺(tái)共用一個(gè)配電箱時(shí)，電動(dòng)工具功率要控制在3kW以內(nèi)，并將其進(jìn)行接地連接保護(hù)。

⑧升級(jí)平臺(tái)不使用時(shí)，需將電源設(shè)備及動(dòng)力安全裝置進(jìn)行包裹，防止雨水進(jìn)入。

6 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)使用整體式升降平臺(tái)對(duì)高大墩身進(jìn)行外觀處理，使得墩身外觀質(zhì)量得到明顯改善。不但解決了高大墩身高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)大的難題，保證了施工的安全性，而且提高了外觀處理的質(zhì)量。由于該方法作業(yè)靈活，受外部條件影響較小，不但降低了施工措施費(fèi)用，而且避免了大型機(jī)械作業(yè)所產(chǎn)生的安全隱患。該升降平臺(tái)作業(yè)靈活，造價(jià)低廉且安拆簡(jiǎn)便，可采用多套同時(shí)進(jìn)行作業(yè)，也加快了墩身外觀質(zhì)量處理的進(jìn)度。此方法為后續(xù)類似施工提供了借鑒和參考。