尹崠惟

(中鐵十八局集團(tuán)北京工程有限公司,北京 100162)

掛籃主桁架推進(jìn)系統(tǒng)是掛籃施工中的重要部分。傳統(tǒng)的連續(xù)梁掛籃施工設(shè)備沒有對掛籃推進(jìn)采用專用設(shè)施，且缺失限位裝置，這也是在施工中造成卡機(jī)和主桁架扭曲的重要原因，往往會(huì)發(fā)生掛籃傾倒、脫落等安全事故。研制一種橋梁懸臂澆筑掛籃的行走裝置，不僅對施工設(shè)備性能進(jìn)行改進(jìn)，而且能提高施工現(xiàn)場的工作效率，降低施工成本[1]，是非常符合現(xiàn)場需要的。

現(xiàn)澆連續(xù)梁所用掛籃見圖1所示。

圖1 雙向懸臂梁掛籃現(xiàn)場圖

1 傳統(tǒng)橋梁掛籃推進(jìn)存在的問題

1.1 投入人力機(jī)械多

過去橋梁掛籃推進(jìn)是依靠人力拉拽倒鏈反向牽引的方式來完成，需要配備10組人員和10臺(tái)牽引力在10 t以上的倒鏈，這既需要10組人員之間相互配合、聽從指揮、統(tǒng)一號(hào)令，也需要人工和設(shè)備的協(xié)調(diào)配合才能完成[2]。

1.2 掛籃成本提高

由于倒鏈牽引的反向作用力大，為保證掛籃主桁架的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，勢必對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行加大、加厚、加固，以保證其結(jié)構(gòu)不會(huì)因受力而受到影響，這樣會(huì)提高掛籃成本，同時(shí)橋體負(fù)重增大，這些都會(huì)影響到施工質(zhì)量和施工成本[3]。

1.3 無法確保掛籃穩(wěn)定性

人工牽引掛籃主桁架向前推進(jìn)中各組的工作效率不一樣，人員個(gè)體情況不同，無法確保主桁架推進(jìn)的同步性和掛籃的穩(wěn)定性，不確定因素影響較大。由于主桁架推進(jìn)的同步性和掛籃的穩(wěn)定性不能較好保證，隨時(shí)都可能出現(xiàn)卡機(jī)、主桁架扭曲變形的情況，主桁架結(jié)構(gòu)一旦變形就會(huì)影響掛籃的穩(wěn)定和整個(gè)掛籃的位移，問題嚴(yán)重時(shí)就會(huì)造成掛籃報(bào)廢[4]。

為了解決上述問題，借助于推進(jìn)穩(wěn)定、均勻、安全、平穩(wěn)的油缸千斤頂，研發(fā)出掛籃主桁架推進(jìn)裝置，對掛籃推進(jìn)限位，助力掛籃主桁架順利施工。

2 新型掛籃行走裝置工作原理

因主橋橋體結(jié)構(gòu)是4箱，利用箱體的側(cè)壁承載力強(qiáng)、可設(shè)置預(yù)埋拉力筋的有利條件，將10個(gè)掛籃主桁架對稱分設(shè)在8個(gè)箱體的側(cè)面箱體上。為保證掛籃推進(jìn)時(shí)這10個(gè)主桁架同步對稱向兩邊推進(jìn)，需要采用新型掛籃行走裝置。

掛籃新型行走裝置(見圖2)的主要設(shè)備包括：油壓控制系統(tǒng)、油缸千斤頂、滑動(dòng)鉸座、銷軸、后反力座、行走軌(見圖3)。其工作原理是，通過采用油壓控制系統(tǒng)控制油壓并給油缸千斤頂提供動(dòng)力，使油缸千斤頂以后反力座為支撐推動(dòng)掛籃主桁架，從而推動(dòng)掛籃主桁架向前行進(jìn)，行進(jìn)到限位點(diǎn)后用預(yù)埋拉筋(精軋螺紋鋼)錨固掛籃主桁架，使其穩(wěn)定。此時(shí)油壓控制系統(tǒng)自動(dòng)回油，人工將千斤頂和后反力座前移到下一推進(jìn)點(diǎn)并固定，再重復(fù)上述操作，使掛籃主桁架繼續(xù)向前推進(jìn)，如此反復(fù)循環(huán)操作，直至掛籃主桁架前移到位[6]。

圖2 行走裝置現(xiàn)場圖

圖3 橋梁懸臂澆筑掛籃行走裝置

3 新型掛籃行走裝置的工作過程

3.1 設(shè)備安裝

定制的油缸千斤頂(見圖4)依照設(shè)計(jì)加工好后，將泵站系統(tǒng)通過液壓油管連接千斤頂，如試壓滿足要求，再把行走軌道以及后反力座和滑動(dòng)鉸座通過銷軸組裝好，檢查安裝無誤后再進(jìn)行工作。

圖4 油缸結(jié)構(gòu)(單位：mm)

3.2 推動(dòng)掛籃桁架主梁行走

保證掛籃主桁架及掛籃側(cè)模板和已成梁段之間沒有任何障礙和鏈接，滑軌和滑軌連接之間平順正常，軌道的各個(gè)角度方向保持相同。等到已成梁段張拉結(jié)束之后放開斜吊桿，取出內(nèi)外滑梁后吊桿，將滑梁后半部放在掛籃內(nèi)外側(cè)模桁架下的滾筒之上。

松開壓緊器取掉限位銷，將后上限位器脫離桁架主梁，然后用支撐軸替換支撐墊梁。增設(shè)后反力座，利用油缸千斤頂推動(dòng)滑動(dòng)鉸座帶動(dòng)主桁架，使懸吊式掛籃的主桁架逐漸向前滑動(dòng)。向前推進(jìn)時(shí)應(yīng)確保橋兩端的吊籃主桁架同步對稱地行進(jìn)，控制行進(jìn)速度以避免慣性沖擊，并在滑軌表面涂上潤滑脂以利于吊籃主桁架滑動(dòng)。每次活動(dòng)后都要調(diào)整主桁架的前移距離，調(diào)整方法如下：用直尺測量后反力座正面位置到滑動(dòng)后反力座正面所在位置的距離，如果有誤差可以使用油壓控制系統(tǒng)單獨(dú)調(diào)整未充分向前移動(dòng)的主桁架。

推動(dòng)主桁架以及內(nèi)部和外部滑動(dòng)梁的油缸千斤頂向前移動(dòng)，主桁架就位后立即安裝后限位器。在推進(jìn)過程中必須始終確保后節(jié)點(diǎn)具有保險(xiǎn)錨點(diǎn)，掛籃主桁架推進(jìn)到位后應(yīng)立即調(diào)整并固定。

3.3 推進(jìn)掛籃側(cè)模和掛籃底模

首先把支承軸全部更換為支撐墊梁后將預(yù)應(yīng)力筋的連接螺母擰緊固定，之后為了定位要及時(shí)把限位銷插在限位器的連接螺栓上面的限位孔中。對于拆除下限位器和后下吊桿，先要穿上后上吊桿并緊固螺栓，需要利用10 t倒鏈把掛籃底模、側(cè)模固定掛籃外?；荷?。對下限裝置拆卸前要求灌注混凝土梁，與掛籃下橫梁通過倒鏈進(jìn)行有效連接。

3.4 定位吊籃底、側(cè)模，前移內(nèi)模

首先把底板吊起,對外側(cè)斜吊桿和后吊桿進(jìn)行施工。將掛籃模板調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)高度后進(jìn)行固定施工。底模標(biāo)高用斜吊桿進(jìn)行精調(diào)，直至到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高并予以及時(shí)固定。綁好底板和腹板鋼筋，對鋼棒、鋼絞線進(jìn)行安裝。吊桿連接主梁和上橫梁，將內(nèi)模落在內(nèi)滑梁上，并確保就位。內(nèi)斜桿安裝好后，調(diào)整模具標(biāo)高，然后綁緊鋼筋，對預(yù)應(yīng)力鋼絞線及管道進(jìn)行架設(shè)。對掛籃模板的標(biāo)準(zhǔn)高度進(jìn)行測量，每一項(xiàng)數(shù)據(jù)檢查準(zhǔn)確之后可以進(jìn)行這一區(qū)域混凝土的澆筑。砼要進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，經(jīng)過7 d后用回彈儀檢測砼強(qiáng)度，待砼強(qiáng)度達(dá)到100%后方可進(jìn)行張拉、壓漿和封錨工作。完成上述工作后方可進(jìn)行掛籃的前移工作，下一梁段施工可重復(fù)以上工序步驟。

4 安全性測算及施工注意事項(xiàng)

為確保施工安全，模架每根支柱的下端設(shè)有負(fù)z向限制，不會(huì)因荷載、風(fēng)載以及生產(chǎn)制造和安裝時(shí)產(chǎn)生的誤差而導(dǎo)致模架整體傾覆。掛籃桁架始終要有固定的裝置保證在灌注混凝土或者掛籃推進(jìn)的過程中架體穩(wěn)定，在推進(jìn)的過程中要確保走行保險(xiǎn)錨梁與主桁架滑軌、后錨梁與預(yù)埋精軋螺紋鋼的安全連接，以及后吊輪承吊在主桁架滑軌上，滑軌則是利用預(yù)埋精軋螺紋鋼固定在橋體之上(具體結(jié)構(gòu)見圖5)。

4.1 掛籃抗傾覆安全系數(shù)測算

假如按照規(guī)范說明和固定掛籃來操作，發(fā)生傾覆的幾率很小。掛籃傾覆的可能主要是向前傾覆，就是在推進(jìn)過程中發(fā)生搖擺前傾的情況；如果沒有施工人員進(jìn)行違規(guī)操作，那么掛籃傾覆的發(fā)生多是由于后吊輪軸或銷破裂折斷。

圖5 掛籃桁架和滑軌示意圖

測算掛籃抗傾覆安全系數(shù)：掛籃重量114 t，底模沖擊系數(shù)1.1，后吊輪能承受吊力極限值為94 kN，后吊輪12只銷軸每支銷軸平均承受力為7.8 kN，偏載為9.4 kN(偏載系數(shù)1.2)。銷軸的極限彎矩為9.4 kN×0.039 m=0.366 6 kN·m；許用應(yīng)力410 MPa；?45 mm，變截面模量8.941 6×10-6m3，采用材料為40Cr。σ=0.366 6×10-3kN·m/8.941 6×10-6m3=41 MPa<[σ]=410 MPa，符合規(guī)范。即安全系數(shù)是10，能夠確保安全。

4.2 安全注意事項(xiàng)

因掛籃主桁架推進(jìn)行走作業(yè)屬于高空作業(yè)，因此要注意以下安全事項(xiàng)：

(1)遇到惡劣天氣，要做好防風(fēng)、防雨、設(shè)備固定等準(zhǔn)備工作，對用電安全逐一進(jìn)行檢查，停止高空作業(yè)，待氣象條件達(dá)到施工作業(yè)規(guī)定時(shí)方可施工。

(2)高空作業(yè)應(yīng)有可靠的安全防護(hù)設(shè)施，在入口處設(shè)置安全警示牌，作業(yè)人員必須按規(guī)定佩戴防護(hù)用品。高空作業(yè)時(shí)，嚴(yán)禁將幾根安全帶掛在同一個(gè)物體上或幾個(gè)人使用一根安全繩。臨邊作業(yè)要設(shè)置防護(hù)圍欄并完全閉合。

(3)起重設(shè)備要有專人指揮起重吊裝工作，要堅(jiān)持十不吊原則，嚴(yán)禁非專業(yè)人員操作。

(4)對掛籃各部位及行走裝置設(shè)備進(jìn)行逐一檢查和記錄，對專用設(shè)備要定期檢查和定期維護(hù)保養(yǎng)，特別是軸銷等關(guān)鍵性設(shè)備或零部件，一定要加大巡查力度，不能有絲毫疏忽，該更換的設(shè)備或零部件一定要及時(shí)更換，及時(shí)排除隱患，不得帶病作業(yè)，以免發(fā)生重大安全事故。

5 結(jié)束語

該裝置利用油缸千斤頂推進(jìn)掛籃主桁架，只需一名操作手控制油壓控制系統(tǒng)，每個(gè)桁架僅需2名工人進(jìn)行配合，以往完成一次推進(jìn)工作需要近百人的配合、需耗時(shí)10 h，現(xiàn)在采用了掛籃主桁架推進(jìn)行走裝置僅需20名工人配合、2 h就能將掛籃主桁架前移到位。此掛籃主桁架推進(jìn)行走裝置利用油缸千斤頂作業(yè)省時(shí)省力，不僅安全穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)掛籃主桁架的推進(jìn)，又大大節(jié)省了人工和時(shí)間，從而節(jié)省了勞動(dòng)力成本，既提高了工作效率，又為企業(yè)增加了效益。