山區雙柱式高墩升降平臺的設計與應用

謝彬，陳國梁天津市交通運輸工程建設服務中心；武漢二航路橋特種工程有限責任公司

山區雙柱式高墩升降平臺的設計與應用

謝彬1，陳國梁2
1天津市交通運輸工程建設服務中心；2武漢二航路橋特種工程有限責任公司

山區橋梁受地形影響，其墩柱多為雙柱式柔性高墩。由于設計缺陷、施工質量控制不嚴及運營管理不善等因素，山區高墩出現病害的現象時有發生，部分高墩矜待加固補強。然而受山區地形條件限制，市場上尚未有能附著于橋墩上下移動的大功率專用平臺供工程人員使用。本文闡述了一套山區雙柱式高墩加固平臺的設計方案，并結合工程案例詳述了此平臺的應用過程，以期為類似工程參考借鑒。

橋梁工程；山區高墩；升降平臺；設計；應用

引言

隨著我國“西部大開發”戰略的不斷完善與實施，山區高速公路橋梁的建設規模越來越大，受山區地形限制，橋梁墩柱多采用雙柱式柔性高墩。由于設計缺陷、施工質量控制不嚴及運營管理不善等因素，部分高墩在運營期間存在剛度不足的情況，針對此類缺陷，一般采取增大截面法進行加固補強。然而受山區環境所限，自墩底搭設支架的方法很難實施，同時，市場上尚未有能附著于橋墩上下移動的高動力專用平臺供工程人員使用。鑒于此，本文結合某工程實例，闡述了一套山區雙柱式高墩加固升降平臺的設計方案，并結合工程案例詳述了此平臺的應用過程，以期為類似工程參考借鑒。

1 工程概況

某山區高速公路橋梁建于山腰上，上部結構為11*40m預應力混凝土連續T梁，下部結構為雙柱式柔性高墩，墩柱最高達68m。

因山體滑坡，大橋多根橋墩與樁基存在傾斜偏位的情況，針對此病害，處治方案為：樁基采用抬樁加固的方式進行處治；墩柱則采用增大截面法進行加固補強。病害橋墩（最高達28m）地處山坡之上，周邊地勢陡峻，大型機械設備難以到達，自地面搭鋼管支架方案難以實施。

2 升降平臺的設計

受地形條件限制，同時，市場上尚未有能附著于橋墩上下移動的高動力專用平臺供工程人員使用。本文依托工程實例，有針對性的設計了一套高墩加固施工升降平臺。

（1）升降平臺總體構造

升降平臺主要由騎墻架、三角吊架、4臺卷揚機、滑車、鋼絲繩等組成。

（2）拼裝流程

三角吊架拼裝→鋼管連接→騎墻架安裝→卷揚機、鋼絲繩安裝→吊架起吊→拼裝橫向通道→荷載預壓試驗→載人作業。

①三角吊架拼裝

每臺施工平臺需要6片三角吊架，墩柱左右兩側（橫橋向）各三片，總長13.29m；接頭采用活頭螺栓將三角吊架以每三片（每片長443cm）為1個單位（13.29m）進行拼裝。

②拓寬鋼管連接

三角吊架拼裝完成后，采用腳手架扣件將,48*3.5mm鋼管按規范中間距要求，搭接在三角吊架上。

③騎墻架、卷揚機、鋼絲繩安裝

每個平臺共計6個吊點，平臺四個端頭的每個吊點配置2根鋼絲繩1、2，一個騎墻架（[14a槽鋼焊接而成），每個騎墻架上掛設2個定滑輪A、B；其中鋼絲繩1繞過定滑輪A后，繩頭兩端均與三角吊架連接；鋼絲繩2為卷揚機鋼絲繩，其繞過定滑輪B后，與三角吊架連接。

卷揚機每個擺放位置所處地面開挖1個基坑（尺寸如圖所示）并澆筑混凝土（頂層布置少量鋼筋網片）、預埋豎向鋼筋（C25mm），鋼筋外露長度30cm，卷揚機底座通過預埋鋼筋與地面固定；地滑輪同樣通過開挖基坑，預埋鋼筋（C28mm）的方式與地面固定。

④吊架起吊

卷揚機安裝牢固、鋼絲繩連接完畢后，同時點動4臺卷揚機，將吊架提升至脫離地面后停止，調整墩柱兩側吊架高程至同一水平面。

⑤橫向通道拼裝

施工人員從地面登上吊架（吊架稍脫離地面，吊架頂面高出地面約0.6m），沿著墩柱按鋼搭設規范搭設橫向通道、護欄及竹跳板。

⑥平臺升降控制系統

平臺升降控制系統設置操作箱，采用按鈕控制，具有4個吊點同時點動升降、單個吊點微調的功能。

（3）設計驗算

采用Midas Civil建模計算，荷載考慮結構自重及施工荷載，施工荷載包括10名人員（80kg/人），其他荷載為1160kg（施工材料、設備）。考慮人群與施工荷載作用于平臺跨中6m范圍內（按均布荷載考慮）的最不利情況。

驗算結果表明，施工平臺及騎墻架的力學性能滿足規范及使用要求。A15.5mm鋼絲繩破斷拉力為145KN，考慮14倍安全系數，則單根鋼絲繩最大容許拉力為10.36KN。施工平臺單個吊點最大拉力值為6.2KN≤10.36KN，滿足要求。

3 升降平臺的應用要點

（1）平臺上升、下降

在橋面護欄上安裝騎墻架，在兩個吊點處分別懸掛定滑輪A、B，地面卷揚機鋼絲繩1繞過地滑輪及A定滑輪，與地面拼裝完畢的平臺采用卡環連接、起吊或下降至需要高度后，通過繩卡收端頭4個吊點的鋼絲繩2，確保繃直拉緊后，松開卷揚機鋼絲繩1，開始作業。

（2）作業人員上下平臺方法

在施工平臺一側安裝配有升降系統的建筑掛籃，掛籃長6m，寬0.85m，施工作業人員一律乘坐建筑掛籃上下平臺，建筑掛籃與施工平臺一側搭設臨時活動走廊；建筑掛籃通過型鋼卡吊固定，通過自帶提升系統升降。

（3）施工平臺防晃動措施

因本升降平臺為柔性結構，為確保外荷載（大風、動荷載等）作用下，平臺穩固可靠，可在平臺合適位置設置頂托作為約束桿件，平臺移動需要移動前，施工人員松開約束，平臺停穩作業時，擰緊頂托，確保穩固后，即可施工。

4 結語

隨著我國交通事業的不斷發展，后期山區高速公路橋梁高墩的維養工作量將越來越大，克服地形條件限制，有針對性地研制安全、經濟、環保、人性化的施工裝備并在行業內推廣，是當下研究人員科研工作的重點內容之一。本文借助工程實例，研制了一套山區高墩升降平臺設備并投入使用，取得了良好的社會與經濟效果。

[1]公路橋梁加固設計規范.JTG/T J22-2008.

[2]公路橋涵設計通用規范.JTG/D60-2015.

[3]鋼結構設計規范.GB50017-2014.

[4]鋼結構工程施工質量驗收規范.GB50205-2012.

[5]鋼絲繩國家標準.GB8918-2006.