可移动挂篮平台在桥梁维修加固中的应用

中铁十五局济阳迎宾黄河大桥有限公司，山东 济南 251400

1 可移动挂篮平台概述

可移动挂篮平台由桁架平台、行走系统、电气控制系统及安全附属设施组成，如图1所示。其中，桁架平台采用模块化设计制作，每节为4m，能分节段运输、拼装，用螺栓连接，通常底部布置数道纵向钢管增强桁架平台的刚度与整体性，以防止桁架平台变形过大；行走系统包括台车、配重块、槽钢轨道，使台车能够顺桥方向按设定路线前移，同时还能维持桁架平台的平衡性；电气控制系统包括提升机（电葫芦）、配电箱、安全锁，可利用钢丝绳提升桁架平台上下移动，满足不同截面高度的施工要求；安全附属设施包括提升索、保险索、安全绳、缆风绳，在施工条件较为恶劣时，桁架平台上必须带缆风绳、保险索，施工人员必须挂安全绳，以保证作业人员的安全和高空作业的效率。

图1 可移动挂篮平台示意图（单位：mm）

2 可移动挂篮平台的优势

2.1 费用低

目前，我国路桥建管养工程项目主要依赖桥梁检测车与搭设钢管脚手架。桥梁检测车成本高昂，购买单辆车的成本达几百万元，单日租赁费也有几千元，因此不适用于中、长期工程。搭设钢管脚手架用钢量多，搭设幅度大、高度有限，对桥下交通正常通行影响大，同时对地基承载力要求高，需提前进行地基加固处理，又是在高空、水上施工，环境复杂、作业难度大、投入也高。相比之下，可移动挂篮平台结构简单、用钢量少、重量轻，其采购价格一般在10万～15万元，且使用寿命能达15年以上，采购费与使用费均较低。

2.2 适用性强

桥梁检测车机动性好，不用拆卸安装，也不用汽车运输，但它的使用受限于其规格、型号。其臂展有限（最大臂长仅有24m），桥梁宽度较大时，不能全断面作业，且其下降高度有限（最大高度不超过8m），遇到高大桥墩基础或变截面梁体时，往往是够不着。可移动挂篮平台克服了以上设备的不足，其自身重量轻，加上模块化的设计，可以根据施工现场的需求和桥梁的宽度适当增减，适应不同结构和类型的桥梁。并且，可移动挂篮平台不占用机动车道，不需要进行交通管制，在人流量和车流量大的主干道也可以无阻碍施工，能承受5～6个人同时作业，在提升机的作用下可以轻松地下降到几十米以下的桥墩，能发挥其他设备无法达到的作用和效果。

2.3 易操作、易维修

桥梁检测车属于特种作业车辆，作业人员需经考试合格后持证上岗操作，且其体积庞大，内部构造复杂，电气设备多，配件专用性强，经常因为某个微小的电气元件损坏而造成窝工现象。可移动挂篮平台操作人员只需经过简易培训便可熟练操作，其行走系统和升降系统均可无线遥控控制，同时它体积小，构造简单，电气设备（提升机、台车）是通用的、常用的，损坏后容易维修更换，遇到桥面障碍物和墩柱基础时能够轻松地完成跨越。

3 可移动挂篮平台的应用

3.1 工程概况

以济阳黄河公路大桥裂缝修补为例。该桥梁全长1165.56m，主桥5跨、引桥8跨、总计13跨。上部结构为四塔单索面部分斜拉索，主桥梁体为单箱三室变高度箱型截面，箱梁顶宽21m，底宽10～12.2m，主跨（216m）墩顶处梁高8.2m，次边跨（195m）墩顶处梁高7.5m，各跨跨中处及边跨直线段高为4m，其他梁底曲线线型采用二次抛物线。该桥跨越黄河，主要承担较大的交通运输任务，自开通运营后的定期检查中发现，箱梁、桥墩等部位混凝土出现纵向、横向、斜向、竖向裂缝及蜂窝麻面等病害。

该维修工程的主要特点是桥墩和梁体高大，且第四、第五跨均在水上，维修施工作业面均在高空，因此水上作业难度大，高空施工作业的安全风险大，工期不确定。鉴于水中搭设支架的不安全性与桥梁检测车下降高度的局限性，结合施工现场条件，可移动挂篮平台是最佳选择之一。

3.2 可移动挂篮平台安装

可移动挂篮平台到达施工现场后，在技术人员指导下，将台车、配重块、钢丝绳运抵桥面；将桁架平台、提升机、安全锁、配电箱运抵地面相应安装位置。桁架平台在地面拼装，桥上台车及配重系统就位，钢丝绳由桥上放下将桁架平台提升到梁底预定位置。有时为了加宽桁架平台增大作业面，可使用两套桁架平台间隔1.5m，中间用钢管连接，满铺脚手板。桁架平台两侧用钢管连接在桥面上，用钢丝绳拉住，中间通过箱梁底板预留孔穿过钢管固定，以维持桁架平台的稳定性。

3.3 可移动挂篮平台稳定性验算

根据《高处作业吊篮》（GB 19155—2003），上部悬挂机构稳定性条件合格。悬挂机构的稳定性必须≥2，即抗倾覆安全系数等于配重矩与前倾力矩之比，其值不得小于2。计算模型如下：

式中：P为最大配重重量，50×25kg=1250kg；L1为配重中心到支点间的距离，为2m；L2为承重钢丝绳中心至支点间的距离，为1m。

F=（桁架平台+钢丝绳+作业人员+材料、设备）重量总和÷2。其中，桁架平台重量为220kg/节×6节=1320kg；钢丝绳重量为0.3kg/m×4根×60m=72kg；作业人员重量为80kg×6人=480kg；材料、设备重量为100kg。故F=(1320+72+480+100)÷2=986kg。

3.4 可移动挂篮平台行走

桁架平台随着台车的移动而移动，台车可由人力推动或电力驱动。行走前先将桁架平台中间及两侧固定钢管拆除，使桁架平台与梁体分离，然后顺着敷设在地面的槽钢轨道对称地、同步地缓缓向前移动。到达预定位置后，由提升机调整好高度，并用钢管重新固定桁架平台的中间及两侧，由此进行下一节段的维修工作。

3.5 跨越障碍物

桥梁主体结构及附属设施较多，行走过程中遇到障碍物时，会直接影响后续施工进度，因此这个环节应简捷、快速地实现跨越。（1）当可移动挂篮平台遇到墩柱基础时，首先要将桁架平台下放至桥墩承台上。再按节段拆卸桁架平台，人工搬运到墩柱基础背面重新拼装，最后桥面台车到位后重新将桁架平台提升至背面梁底预定位置。（2）当台车悬臂端遇到桥面障碍物时（如灯杆），首先撤离桁架平台上的作业人员；然后在灯杆前后保持1～2m的间距使用备用台车与原台车将安全绳越过灯杆挂在备用台车上，使备用台车承受桁架平台的全部重量；最后将主钢丝绳挂到备用台车挂钩上，通过备用台车和换绳的方式来跨越桥面障碍物。

4 结束语

可移动挂篮平台是一种新型的、特殊的作业平台，也是人们由“只建不管”到“又建又管”思想认识的产物，弥补了桥梁后期维修加固的空缺，不仅保证了工程的施工质量，还确保了作业了人员的人身安全。随着社会经济的不断发展，桥梁通行荷载日益增大，可移动挂篮平台将是今后桥梁维修加固中一个重要的发展方向。