摘要：随着国家大型高墩梁板式桥梁的快速发展建设，大桥的维修作业也开始经常化，相应的专业维修设备设施也不断出现，但根据不同的工程特点和节约成本考虑，就要有针对性的进行设计，本文从满足安全生产需要的同时，以降低维修成本为目的对维修平台进行设计和应用，为同类型桥梁维修作业提供参考。
　　关键词：维修施工安全管理施工工艺
　　中图分类号：TU714文献标识码： A
　　
　　近几年，我国大型跨海、跨江等大型桥梁发展建设迅速，为国家的经济带、经济区建设疏通了道路，为国家的经济发展提供了有力保障。同时，由于设计、施工、通车环境等的影响，桥梁的病害也开始大量出现，为确保桥梁使用安全和耐久性需要，桥梁的维修和保养作业施工需求不断加大，为满足作业要求的各类维修作业机械设备也不断更新，但针对特定桥梁和成本控制，仍然需要对不同的工程特点进行专门设计和建筑不同的维修作业设备设施，本文将以大榭二桥为依据，设计制造一个即简便、经济又安全的作业操作平台，用于对大桥进行维修保养。
　　1.工程概况简介
　　浙江大榭二桥位于大榭一桥以北约1.6km处黄峙江水域，经炮台岗接北仑集装箱货运第二通道，桥梁结构为高墩小箱梁式城市主干道桥梁，路线全长约5500米，其中主桥长808米，主桥为双塔单索面斜拉桥，桥面现为双向四车道，远期为双向六车道，设计交通量3.4万pcu/日。本次维修作业区为2037m（K2+913.00～K4+950.46m）段，结构为上下行分离式断面，采用装配式预应力砼箱型梁结构，基本跨径35m，体系为先简支后连续体系，5跨一联本，共有预制小箱梁496榀。小箱梁梁高2.0m，预制外边梁顶板宽2.85m，预制中梁顶板宽2.4m，小箱梁顶板厚20cm，底板厚18cm，腹板跨中厚18cm，支点厚32cm，斜腹板斜率1：4。单幅桥梁及箱梁标准横断面如下：
　　
　　
　　图一桥梁横断面图
　　
　　
　　图二 桥梁边跨、中跨横断面图
　　2．小箱梁维修作业分析
　　2.1 裂缝情况
　　大桥经地方交通工程试验检测中心检测过，发现较多数量的箱梁腹板及个别底板有裂缝现象，腹板裂缝主要分布在小箱梁腹板偏下位置，大多在梁长L/4-L/2范围，沿预应力钢束布束方向对应表面发生，底板裂缝基本沿箱梁长度方向，分布于底板一侧或两侧，沿底板管道方向间断分布。经对全桥箱梁观察检查发现有358榀箱梁腹板或底板出现裂缝。根据裂缝的现状及分布规律，经过现场检测、计算复核、荷载试验及专家论证，认为裂缝性质基本属于非结构性裂缝，不影响结构安全。但为保证桥梁耐久性，对裂缝宽度在0.1mm以下的，对裂缝进行表面封闭处理，对裂缝宽度超过0.1mm的，对裂缝进行压力注浆处理，并在运营阶段进行跟踪观测。按上述比例和数量分析，估计全桥箱梁小于0.1mm的裂缝长度约为1500m，大于0.1mm的裂缝长度约为2000m，修补工程量比较大。
　　2.2 作业环境
　　目前，大桥附属工程（包括桥面灯杆、桥梁两幅间防眩板）已全部安装完成，并已通车运行。另外桥梁下方正进行绿化施工，桥梁下方堆满烂泥，桥梁右幅下方仅剩约6米宽施工便道可以通行，左幅桥梁下方已无法让车辆通行。
　　大桥修复需要在不影响通车情况下进行施工作业，常规检修车由于作业平台小，施工车辆需要占据通车到并且作业平台小，不适合长期和大面积的修复作业，需要根据工程特点对维修作业平台进行设计。
　　3. 操作平台设计
　　3.1 操作平台初步设计
　　根据现场实际情况，项目部经过多次讨论，建议采用特制钢管桁架作为操作平台悬吊在箱梁底部对箱梁底腹板缝进行修补。先在梁底采用吊车配合人工组拼好桁架施工平台，平台主钢管采用80×60×4mm方钢管，共六根，水平向间距为1.35m，竖向间距为1m，钢管长边竖向放置；钢管间横向竖向连接采用50×50×4mm方钢管，连接钢管间间距為1.5m，采用焊接的方式连接；在连接钢管间设置斜向φ33.5×3.25mm钢管加强。桁架顶面设置间距50cm的L40角钢满铺钢板网片供操作人员行走、操作。操作平台结构如下图二，。
　　
　　
　　图三施工平台结构示意图
　　
　　
　　图四平台断面、立面示意图
　　
　　
　　图五平台俯视图
　　
　　3.2 平台桁架刚度及荷载变形安全验算
　　3.2.1荷载
　　表一单个桁架主要材料用量表
　　
　　
　　
　　3.2.2跨径计算
　　跨径L设为30m，4.5KN的集中荷载作用在跨中位置，施工荷载在跨中产生的挠度为0.009m，自重在跨中位置产生的挠
　　度为0.048m，总挠度为0.057m，L/400=0.075m，变形满足要求。
　　
　　
　　图六 变形示意图
　　3.2.3钢丝绳验算
　　（1）受力模型
　　
　　（2）钢丝绳选型
　　由上图可知索力F=1.2×G/2=27KN（不平衡系数按1.2计）
　　根据《五金手册》，6×19直径16mm麻芯钢丝绳安全载重力为38KN，可满足要求。
　　3.2.4 [32对扣槽钢验算
　　（1）受力模型
　　
　　（2）[32对扣槽钢验算
　　由上图可知，最大剪力Q=F=27KN，最大弯矩M=FL=27KN×0.6m=16.2KN.m
　　[32槽钢截面积A=48.7cm2,，截面抵抗矩W=475cm3
　　对扣[32槽钢截面积A=97.4mm,，截面抵抗矩W=950cm3
　　则σ=M/W=16.2KN.m/950cm3=13.6MPa＜[σ]=170MPa
　　τ=Q/A=27KN/48.7cm2=5.6MPa＜[σ]=85MPa
　　可知[32对扣槽钢满足要求。
　　3.2.5 配重计算
　　配重安装第一层H型钢上，与H型钢进行固定以满足行车时稳定的要求。
　　（1）受力模型
　　
　　（2）配重计算
　　由上图可知，最小配重Pmin=60F/172=9.4KN
　　安全配重P=4Pmin=90KN×4=37.6KN（考虑一侧钢丝绳松脱后所有重量由另一侧承担）
　　3t卷扬机自重为1.2t，型钢平台重量约0.8t，最终实际选择配重为2t。
　　3.3平台施工移动提升装置设计
　　用10t平板车上安装卷扬机及配重装置作为施工平台的提升机构，桁架顶部设置钢管顶托，待提升至相应位置时支撑在梁底，并利用顶托钢管连成施工平台两侧的安全护栏。施工平台使用4根φ32精轧螺纹钢通过自制的4个钢吊架固定在混凝土护栏顶面，在固定好操作平台后，左右幅均放置人行供工人上下，操作工人在桁架跨中位置设置一道挂钩挂在两幅桥中间的护栏上、桁架两端的钢丝绳则扣在护栏钢管柱上作为加强。提升装置如下图七。
　　
　　平板车第一层铺设H40型钢作为配重及提升装置的承重台，两根H40型钢之间采用[32槽钢连接，第二层横向铺设两根H40型钢中间夹一根对扣[40槽钢作为卷扬机的支撑平台，一二层及卷扬机之间采用螺栓连接成整体。对扣40槽钢中间插一根对扣32槽钢并在外伸端部设置滑轮作为卷扬机钢丝绳的支撑，两个对扣槽钢之间采用销子固定相对位置，提升操作时，在护栏顶部设置型钢马凳支撑在悬臂槽钢下方，以减少悬臂长度。根据计算，单车配重为2t。
　　
　　
　　图八提升装置细部示意图
　　
　　
　　图九操作平台固定钩示意图
　　自制精轧螺纹钢吊架主体采用两块1.2cm厚钢板，两块钢板之间通过槽钢焊接连成整体，整个吊架厚度为10cm，可以确保水平通过砼护栏顶面与钢管柱之间的空隙，水平通过之后竖直放置。单片钢板形状如上左图所示，其中与护栏接触的三个面及侧立面表面均覆盖1.2cm厚钢板，以保护砼护栏表面不受损伤并加强吊架的整体受力性能，精轧螺纹钢支撑面则采用2cm厚钢板。
　　4. 维修施工工艺流程及现场应用
　　4.1 维修工艺流程
　　操作平台工作、行走施工流程图如下所示：
　　
　　
　　
　　图十施工工艺流程图
　　4.2平台桁架过跨步骤
　　平台过跨采用吊车辅助吊装，将吊车停放在原有桥梁检修施工便道上，在桥下将平台起吊过跨，与此同时桥上作业车脱开后前移至下一跨施工点，等候平台过跨完成。平台过跨作业分6步：本跨施工完成卷扬机下放平台、吊车配合卷扬机旋转平台缓慢下降、吊车旋转平台至合适起吊位置、起吊平台至下一跨、吊车旋转平台至卷扬机可提升位置、吊机配合卷扬机提升平台就位，如下图十。
　　
　　图十
　　一 平台过跨示意图
　　4.3施工总体安排及实际作业图
　　根据裂缝分布及修补情况，投入两套设备从桥梁两端向中心方向推进，裂缝修补工期初步安排约3个月，设备及人员配备如下表所示：
　　表二人员配备数量表
　　
　　
　　
　　表三主要机械设备配置表
　　
　　
　　 4.4 维修实际作业图
　　 平台设计完成后，投入具体使用，经过现场应用检验，是有效的。具体作业图如下：
　　
　　
　　图十二现场维修作业图
　　结语
　　通过现场使用，设计的操作平台和所采取的施工工艺是有效的，并且极好的解决了不封路、安全稳定和操作方便的问题，并大大提高了工作效率，节约了成本。