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浅述异形吊篮在工程中的应用

日期：2016-12-22 10:03:20　来源：本站原创　浏览数：
　

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    在桥梁构筑物施工作业时，异形吊篮施工的是一种常用的施工方式，具有施工速度快、施工干扰小等优点，特别是对于一些平面形状呈异形状态的桥梁构筑物而言，常规形态的吊篮在升降过程当中可能出现相互干扰的问题，无法满足工程施工的具体要求。因而就需要采用异形吊篮的方式来解决变截面构筑物作业平台方面的问题。本文结合虎门大桥维修工程的具体情况，对异形吊篮在工程中的应用及其关键问题展开分析与探讨。
    1· 工程概况
    莞佛高速虎门大桥辅航道桥东接虎门大桥中引桥及主航道桥，西接西引桥及西岸引桥，基本呈东西走向。虎门辅航道桥全长570 m，上部结构纵向为三跨(150 m+270 m+150 m)预应力混凝土单箱单室形截面的连续刚构体系。横桥向为双幅，桥宽为(0.5m+14.25 m+0.25 m)+1.0 m+(0.5 m+14.25 m+0.25 m)，全桥宽31 m。箱梁墩台部位梁高14.8 m，跨中部位梁高5 m，梁高按二次抛物线变化，腹板厚度为跨中0.4 m，墩顶0.8 m。箱梁底部宽度为7 m，翼板宽度为4 m。大桥在使用一定年限后进行维护修复处理，但桥梁结构复杂，截面不断变化，此问题亟待解决。
    2 ·工作平台施工方案综合比选
    结合本工程项目施工的具体特点与要求，提出以下三种施工方案，并就相关施工方案的应用优缺点进行综合对比，旨在于优选最佳的工作平台施工方案：
    A 方案：采用普通吊篮升降作业平台完成施工。本施工方案下操作简单，技术成熟，在大桥中部架设一台八字形吊篮，悬挂架设在中间防撞墙之间，依靠在防撞墙之间圆孔，设置钢丝绳穿入设置在吊篮中部的2 台LTD1000 提升机可上下运动，满足大桥中部施工需求。在大桥中部防撞墙之间设置3 组工字钢悬挂。但吊篮的自由升降和移动会受到不良影响，且由于本工程结构呈异形形状，故而导致构筑物与吊篮篮体之间的距离呈现出了一定的渐变趋势，难以满足施工要求。
    B 方案：采用钢管架倒挂作业平台完成施工。本施工方案下虽然技术可行性较大，但由于使用钢管架倒挂直接架设的方式，故而导致材料用量相当严重，且施工期间材料难以垂直运输，工期较长。同时，考虑到本工程项目施工地址位于河流之上，受到风荷载作用力的影响，在挂设过程中容易导致结构施工期间难以确保架体的稳定性，同时，由于本工程构筑物外形变化，故而钢管立杆也存在比较大的难度。
    C 方案：采用异形组合吊篮作业平台完成施工。本施工方案下可以结合构筑物具体的外形尺寸，施工平台必须适应结构变截面的变化，采用适合复杂环境变化施工的移动组合吊篮。如图1，在桥梁桥面两侧及中部设计悬挂机构置，桥下两侧、中部、底部分别通过悬挂机构设置吊篮，通过上部悬挂机构的移动及吊篮通过导向滑轮上下的往复式运动，使组合吊篮沿结构整体移动，能够覆盖到结构的每一处表面，满足工作要求。本方案除了具有操作简单，技术可行性高的优势外，还完全满足施工工期的要求，造价低廉，兼顾良好的经济效益。
    在施工现场，进行移动式异形组合吊篮作业平台的试安装，依照异形吊篮本身限载重量的2 倍进行试运行。只有等到试运行符合相关标准之后，才能将整个移动式异形组合吊篮的作业平台真正的投入到施工工程之中。在此桥梁施工的过程中，依据设计图纸的相关要求，要对移动式异形组合吊篮的平面尺寸进行合理化设计，确定吊篮篮体的分割尺度与组合形状，以及相应的组合连接方式。之后要根据本工程的实际导轨与导向滑轮部件的实际情况对其进行设计，从而更好的保证异形组合吊篮能够在固定好的导轨上做自由往复运动。综合以上研究，在本工程维修施工过程当中，选择C 方案，也就是基于异形组合吊篮平台的技术完成施工作业。

    3· 异形吊篮施工要点
    3.1 施工思路
    本桥梁结构的外形较为复杂，施工空间小，使用传统的吊篮无法满足工程的实际要求。综合考虑后决定采用异形吊篮施工的方式完成桥梁的维修加固施工作业，本着“安全可靠、方便实用、工效合理”的原则，本工程采用了如下施工吊篮：
    (1)在桥面两侧的辅道上架设2 组悬吊机构群组，每组悬吊机构群组底部设置4 台行走小车，可使悬吊机构沿桥面铺设的轨道沿桥纵向移动。考虑到道路车辆交通问题，悬吊机构群组沿桥纵向总长4 米，占道路宽度2.1 米。
    (2)悬吊机构群组使用6 组吊钩固定2 根工字钢轨道。在两根工字钢轨道上设置行走小车，行走小车在轨道上可以纵向运动，从而使桁架吊篮可以在轨道范围内纵向移动，该装置的作用主要是使得悬吊机构群组和吊篮可以顺利移动。
    (3)吊篮底部采用33.25 米桁架结构，大大增加了吊篮的稳定性。该桁架进行箱梁底部工作区域施工。吊篮设置6 台LTD800提升机，依靠提升机可作桁架吊篮升降运动，满足现场施工要求。
    (4)在大桥两端各架设桁架方箱，内设爬梯。进行箱梁腹板底部工作区域施工。在方箱底部设置吊篮可满足箱梁腹板底部施工要求。
    (5)在吊篮一端设置一台单人吊篮，可升降移动，满足箱梁边侧施工要求，单人吊篮用于箱梁外侧立面区域涂装施工。单人吊篮可停放于桁架吊篮上。单人吊篮与方箱上的卷扬机连接，施工工人从桁架吊篮上进入单人吊篮进行施工。单人吊篮不使用时停靠在桁架吊篮之上。
    (6)在大桥中部架设一台八字形吊篮，悬挂架设在中间防撞墙之间，依靠在防撞墙之间圆孔，设置钢丝绳穿入设置在吊篮中部的2 台LTD1000 提升机可上下运动，满足大桥中部施工需求。在大桥中部防撞墙之间设置3 组工字钢悬挂，悬吊中部吊篮(中部吊篮使用2 组悬挂，另1 组悬挂为移位时预设悬挂)。在悬挂两端与防撞墙设有固定点，加强悬挂的稳定性。中部吊篮在移位时依靠预设悬挂进行移位：1.将中部吊篮用安全锁锁住，抽出安全锁锁住的一侧提升机钢丝绳；2.将预设悬挂的一根钢神绳穿入提升机，使提升机受力运行；3.将锁住的安全锁复原并抽出安全锁钢丝绳，穿入预设悬挂的钢丝绳；4.将另一侧提升机安全锁重复1-3 步骤，整个中部吊篮便可整体移位。
    3.2 关键部件制作
    (1)采用动滑轮提高提升机提升能力的技术
    由于使用了33 m 长的空间桁架吊篮，吊篮自身重量较大，一般提升机无法使用，多台提升机联合使用容易出现不同步，局部超载的情况，采用动滑轮原理可以很好解决这一难题，动滑轮成倍提高了提升机的提升能力，同时保证动滑轮两侧钢丝绳受力均匀。由于桥底施工，吊篮竖向调节不多，动滑轮降低了提升速度对施工工期几乎没有影响。
    (2)八字吊篮技术
    由于两副箱梁间，空间非常大，最大高度为14 米，截面纵向变化，不可能在长吊篮上搭设登高平台，因为重心的改变容易造成长吊篮侧翻意外。因此开发了八字形的吊篮，施工人员从桁架吊篮进入八字吊篮内，八字形的吊篮吊点位于吊篮的中部，两侧容易不平衡，吊篮做成“八”字型可以降低吊篮的重心，使得吊篮不容易失去平衡，同时在吊篮两端设置靠壁轮，当吊篮进入箱梁之间的空间后，靠壁轮紧靠箱梁侧板，使得吊篮安全稳定，施工人员可以安全进行其他作业。
    3.3 技术要点
    在移动式异形组合吊篮平台施工方案中，应当遵循的施工流程为：前期准备→吊篮方案设计→制作部件→安装悬挂机构及非标支架→安装钢丝绳及限位装置→吊篮安装→静载试验→吊篮试运行→吊篮拆除。期间需要重视的技术要点还包括：
    安放桥面的悬挂机构，应通过铺设钢轨、增设行走小车及灵活拆卸吊臂来解决作为吊篮吊点在桥面顺利移动的难题；使用超长桁架吊篮解决因桥过宽，普通吊篮中部易断，无法起吊的难题；在方箱与桁架吊篮之间，架设一个单人吊篮，单人吊篮可上升下降，可在方箱侧面吊篮与桁架吊篮无法覆盖的部位进行施工，解决了局部覆盖不到的难题。
    4 ·应用效果
    异形组合吊篮施工方便，大大节省了桥梁的施工工期，增加了施工安全性。看似简单的组合吊篮却是“五脏俱全”，桁架吊篮、L 型方箱、中部八字形吊篮、铺轨行走悬挂机构及小型单人吊篮等部件一应俱全，可横向移动，上升下降。整个吊篮组合解决了其他方案如搭设脚手架施工工期长、成本大、安全隐患多等难题。同时在吊篮设计时利用滑动轮，将单台提升机的提升能力有效提高，从而更好地实现成倍提高负载力的目的，使桁架吊篮能够实现提升。在桥梁的施工作业中，通过应用移动式异形组合吊篮技术，最终使得桥梁施工作业得到了圆满的完成，保证了施工期间的安全性与可靠性。
    5· 结束语
    综上所述，文章以桥梁工程为例，对异形吊篮在工程中的具体问题进行的分析与研究，通过对移动式异形组合吊篮作业平台施工技术的应用，使得桥梁施工任务得到了圆满的完成，确保了施工期间的安全性与可靠性。在引入移动式异形组合吊篮之后，节约了大量的周转材料以及劳动力支出，同时也解决了在普通吊篮施工技术作用于异形构筑物施工平面中存在的吊篮升降受阻问题。此工程的成功应用说明：在桥梁工程建设中根据构筑物平面和立面形状，需要合理选用组装式吊篮，利用导轨在吊篮自重的作用下通过导向滑轮沿导轨升降，能够有效地解决平面和立面复杂的超高构筑物在施工时的技术难题，以上值得引起各方关注与重视。