整体式升降平台在高大墩身外观处理中的应用

马俊尧MA Jun-yao

（中铁十四局集团第五工程有限公司，济宁 272000）

0 引言

随着国家对建筑施工领域的重视，新的技术规程及相关规定陆续出台或更新，其中对于墩身外观质量的要求也越来越严格，墩身的外观是否符合要求不但影响墩身外观，也直接影响整个工程的施工质量，因此在墩身施工完毕后及时对墩身外观表面进行处理及修复是非常重要的。对于很多桥梁墩身外观处理，传统方法多为吊机安装作业平台来进行，但对于高大墩身或周边环境较为复杂时，大型机械无法进入，使得墩身外观处理变得较为困难。并且由于吊机站位问题，很多墩身表面不能全部处理到位，存在较大的盲区和死角。在银川至昆明公路（G85）施工中，通过采用整体式升降平台很好解决了上述所出现的问题，通过设置在梁顶的卷扬机灵活控制平台的升降，不但可以对墩身进行全方位处理，而且避免了大型机械设备作业带来的安全风险，由于该设备造价低廉，可使用多套设备对多个墩身同时进行作业，不但提高了作业进度，也大大降低了施工成本。通过现场实际使用，该整体式升降平台在高大墩身外观处理中取得很好的效果。

1 工程概况

项目银川至昆明公路太阳山开发区至彭阳段LJ10标段，起止桩号为K171+500-K189+100，全长17.6km，其中王洼互通段落为K184+300-K185+600。项目全长236公里，该高速公路为双向四车道，设计时速为100km/h。

2 整体升降平台主要组成

2.1 悬吊平台

悬吊平台由高、低栏杆和提升机安装架四个部分，用螺栓或销轴组合而成。悬吊平台由基本节拼接而成，（长×宽×高，6 m×0.76m×1.21m）。两端设有提升机安装架与高、低栏板连接。提升机和安全锁均装在安装架上。平台的底架四周设置挡板，以防止平台内物品掉落。见图1平台整体图。

图1 平台整体图

2.2 提升机

提升机主要由制动机、减速机、限速装置和输绳机组成。其中提升机为升降平台提供上下移动的动力。

2.3 安全锁

安全锁是升降平台的安全保护装置，当钢丝绳断裂或平台倾斜致使钢丝绳倾斜角度超过限定范围时，安全锁会立即启动锁住钢丝绳，以保证施工作业人员的人身安全。本机采用摆臂防倾斜式安全锁。如图2、图3、图4所示。

图2 安全锁

图3 锁绳状态

图4 工作状态

2.4 悬挂系统

平台悬吊于桥面下放φ16钢丝绳上，桥面钢丝绳由四根组成一个环形，分别为1#钢丝绳桥面水平段，2#、3#钢丝绳翼板斜向段，4#钢丝绳梁底水平段，4根钢丝绳通过卸扣卡环相连接，（卡环为S-DW3.25-5/8（巨力牌）额定荷载3.25t），升降平台钢丝与2#、3#桥面φ16钢丝绳连接，组成悬吊系统（如图5所示）。

图5 升降平台整体图

3 施工平台安装

3.1 平台安装流程

设备进场报验→施工准备→组装篮体→安装安全锁→安装提升机→安装控制箱→电源通电测试→钢丝绳插入安全锁提升→钢丝绳绳端固定→冲击测试→升降试验→试运行→移交使用。

3.2 桥面悬挂钢丝绳安装

钢丝悬挂于已施工桥面上钢丝绳采用6*31WS+FC抗拉强度1670MPaφ16，破断荷载141kN，钢丝绳均采用厂家压头，现场采用卸扣进行连接，其中1#钢丝绳为桥面水平段，2#钢丝绳为翼板斜线段，4#钢丝绳为梁底水平段。桥面悬吊系统连接首先将1#、2#、钢丝绳通过卸扣串联起来，2#钢丝绳与已浇筑混凝土C墙预埋螺栓相连，形成限位。第二步将4#、2#钢丝绳通过卸扣进行连接，形成环状，桥面悬吊系统组成。

3.3 悬吊平台组拼

①选择平整的地坪做安装面，将平台底板垫平离地20cm左右，然后将平台各组件安装顺序相继组装到位。平台各节点要着重注意其连接顺序、螺栓数量及外形尺寸，螺栓连接处必须使用扭矩扳手进行复拧以保证螺栓无松动。组装后保证整个平台框架平直。

②提升机安装在侧篮两端，安装时注意使安全锁支架朝向平台外侧。

③成后均匀紧固全部连接螺栓。

3.4 安全锁及提升机的安装

在安全锁安装时要使其对准平台内侧，提升机要安装在升降平台范围内以便进行操作，在安装前先把提升机放在平台内，然后采用销轴对其进行固定，然后用螺栓将提升机与平台连接为一个整体。将钢丝绳从梁顶位置下方至平台处，人工将钢丝绳穿过提升机后将整个钢丝绳系统形成一个循环。安全锁及钢丝绳必须每个月安排专人进行检查，尤其是安全锁标定不得超过半年，钢丝绳外形尺寸形变检测要采用专业设备进行。

3.5 提升机、安全锁钢丝绳安装

钢丝绳分为工作钢丝绳、安全钢丝绳，二者为独立设置，严禁串联使用。

3.5.1 穿工作钢丝绳

位于悬挂机构前梁端头内侧位置的二根钢丝绳是工作钢丝绳，穿入提升机内。

①将钢丝绳穿过安全锁装置，然后进入提升机滑轮装置，确保钢丝绳均位于滑轮槽道内并且无弯折和扭曲。

②接通电源开打提升开关，使钢丝绳有序缓慢的缠绕在提升机传动盘上，注意钢丝绳应顺序缠绕，不得上下缠绕在一起。

③将穿出的钢丝绳通过提升机支架下端的引导滑轮将钢丝绳引放到悬吊平台外侧。

④当钢丝绳穿过左右两侧提升机后慢慢拉紧，拉紧后立即停止，然后采用联控装置将提升机缓慢上升一段距离，使得平台处于悬吊状态。此时对平台的水平状态、钢丝绳受力状态、安全锁及各组件的工作状态进行详细检查，确认满足要求后方可进行下一步操作。

3.5.2 穿安全钢丝绳

安装时将钢丝绳上端头穿过桥面悬吊钢丝绳鸡心环内，穿过对折长度大于2m，并用2个U行卡环将钢丝绳卡紧，外侧的二根钢丝绳是安全钢丝绳，穿入安全锁内。穿绳时，将钢丝绳穿入端插入安全锁上方的进绳口中，用手推进，自由通过安全锁后，从安全锁下方的出绳口将钢丝绳拉出，值至将钢丝绳拉紧。

注意：必须先将工作钢丝绳和安全钢丝绳理顺后才能分别插入提升机和安全锁，以免钢丝绳产生扭曲。（图6）

图6 安全绳固定示意图

4 升降平台安全受力计算

4.1 荷载参数（表1）

4.2 荷载计算

升降平台受风面积：F=6×1.21×0.1=0.726m2

升降平台的风荷载标准值：Qwk=ωk×F=0.692×0.726=0.50kN

升降平台底部最大面积：A=6×0.76=4.56m2

表1荷载参数表

施工活荷载标准值：Qk=qk'×A=1×4.56=4.56kN

升降平台动力钢丝绳竖向荷载标准值：

升降平台动力钢丝绳水平荷载标准值：

动力钢丝绳所受拉力的施工核算值：

4.3 钢丝绳校核（表2）

表2钢丝绳受力参数表

①平台悬吊钢丝绳校核。

升降平台对A的拉力为P，可以近似看做钢丝绳对升降平台的拉力F=P。则钢丝绳的安全系数为：

K=P破/P

式中：P破——钢丝绳最小破断拉力，通过查升降平台说明书得，P破=53kN；

P——钢丝绳对升降平台的拉力，考虑安全最不利情况。

钢丝绳安全系数取9倍[K]=53kN/5.29kN=10>9

②桥面悬挂钢丝绳校核。（表3）

表3提升机参数表

受力简图如图7。

图7 受力简图

由前分析可知升降平台单根钢丝绳：

1）2 #翼板斜段钢丝绳受力计算：

钢丝绳计算角度α=133.1-90=43.1°

2）4 #水平段钢丝绳受力计算：

钢丝绳计算角度α=90-43.1=46.9°

3）1 #桥面钢丝绳受力计算：

由前计算可知升降平台及施工荷载合计为：

Q总D=5.29×2=10.58kN<141/9=15kN

5 安全保证措施

①施工所用电源必须严格按照相关规定进行接地，接地材料必须符合有关规定。

②当施工人员站在平台内进行作业时，必须将安全带所连接的安全绳固定在梁面上。

③施工平台额定荷载为300kg，施工人员荷载不得超过此允许值。作业时应避免荷载集中，多人同时作业时尽量分散进行作业。

④当作业平台在使用过程中出现倾斜时应立即停止使用，采用提升机进行调整，两侧高差不得超过10cm。

⑤升降平台在使用时不得采用制动器或者刹车，以防止出现冲击荷载引起事故。

⑥提升机应定期进行保养，尤其是在冬季作业时提升机所用润滑油必须要采用低温型。每隔半年需将提升机拆开检查其滑轮及其他易损件是否满足继续使用的条件。

⑦当其他电动工具如手磨锯、电镐等与升降平台共用一个配电箱时，电动工具功率要控制在3kW以内，并将其进行接地连接保护。

⑧升级平台不使用时，需将电源设备及动力安全装置进行包裹，防止雨水进入。

6 结束语

通过使用整体式升降平台对高大墩身进行外观处理，使得墩身外观质量得到明显改善。不但解决了高大墩身高空作业风险大的难题，保证了施工的安全性，而且提高了外观处理的质量。由于该方法作业灵活，受外部条件影响较小，不但降低了施工措施费用，而且避免了大型机械作业所产生的安全隐患。该升降平台作业灵活，造价低廉且安拆简便，可采用多套同时进行作业，也加快了墩身外观质量处理的进度。此方法为后续类似施工提供了借鉴和参考。