钢丝绳-钢管悬吊体系施工平台在旧桥加固中的应用
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摘要：本文结合工程实例就桥梁体外索张拉，通过钢丝绳-钢管悬吊体系施工作业平台的方案，以达到提高安全系数，降低工程造价的目的。
关键词：钢丝绳-钢管悬吊体系施工平台体外索张拉 安全、施工进度及经济
Abstract: in this paper, combined with the engineering example of bridge in vitro cable tension, the wire rope steel tube suspension system of working platform for construction of the project, in order to improve the safety factor, the goal that reduce project cost.
Key words: steel wire rope steel tube suspension system construction platform in cable tension, the construction progress and economic safety
中图分类号： U457+.3 文献标识码： A 文章编号：
0引言
随着国民经济的快速发展，交通量日益增多，与此同时，旧桥设计承载较低及当时施工条件有限，造成道路、桥梁等结构物破坏加剧，使桥梁出现了各种病害，为了防止病害继续发展，必须对旧桥进行维修加固处理。但由于现有旧桥还承担过往车辆交通运输需要，同时现有旧桥由于原设计的局限，普遍存在桥面宽度较小，为了在旧桥进行维修加固时，保持现有交通通行不变，鉴于此 , 我们利用悬吊体系施工平台方案,保证了整个维修过程的安全。
1工程概况
中山港大桥主跨维修加固工程需要进行体外索张拉，张拉端为主跨T构两端牛腿部位，该位置在箱梁外部，正常施工是封闭半幅桥面，在桥面搭设爬梯到箱梁及牛腿部位施工，并且通过桥面传送体外索及其它材料设备。但因中山港大桥桥面仅有两条机动车道，无法占用桥面施工，且主跨5个T构均处于河道上，距离水面约25m，同时桥下河道的通航也比较大，无法用满堂式支架的方案进行施工。项目部结合实际情况和以往施工经验，综合考虑了安全、施工进度及经济各方面的利与弊，最终采用了钢丝绳-钢管悬吊体系施工平台的方案。该施工平台作为轻便材料转运及人员作业的通道。
2 施工平台搭设使用材料：
φ12mm膨胀螺栓、M12螺栓、8mm钢板折角、U型螺栓/索扣、CO型花篮螺栓、12mm钢丝绳（6*19）、钢管（48mm）及扣件、竹板等。
吊架平台搭设通用示意图：
3 施工平台搭设
利用原桥上的横隔板和翼板做为悬吊施工平台受力点，在每个横隔板的两个空位用直径为12mm的钢丝绳垂直吊着直径为48mm的钢管，在钢管上面用竹子满堂平铺做为一个施工平台。
首先在陆地墩的用钢管架搭好爬梯，人员从爬梯上，钢管、竹子由船上往上吊运，从一头开始吊钢管及铺竹子，逐步向前推进，以4-6m为一个搭设节段，纵向伸出两条6m钢管，其中2-3m扣在已经安装好的平台上，然后在这两条钢管上架设横向钢管，横向钢管距离平台1.5m，扣好横向钢管后，纵向铺设两块竹板，施工人员在横向钢管与纵向钢管交点的位置正上方钻孔，设置吊点，安装膨胀螺栓，挂好钢丝绳，即完成一个节段搭设，依次循环即可，搭完一个墩以后，先把周围的防护栏做好，再进行下一墩的施工。通道空间为1.5×2.0m，具体见吊架示意图。
4 施工受力计算：
（1）、 平台布置
根据原材料规格及平台承载时的实际情况进行吊点布设，详见图“吊架平台搭设通用示意图”
（2）、 原材料规格及强度取值
1）M12膨胀螺栓：规格为φ12×80mm，实际抗拔力为1500kg，经验取值为500kg，实测值为经验取值的3倍；
植入12mm螺栓：规格为φ12×100mm，实际抗拔力为2400kg，经验取值为500kg，实测值为经验取值的4.8倍；
2）钢丝绳：规格为φ12mm ，6股，Ra=300-500MPa，取低值为Ra=300MPa，换算系数取0.85，A=72.49mm2破断拉力为N1=3000×0.7249×0.85=1848.5kg，安全系数K=3.5则钢丝绳的安全破断力为N=1848.5/3.5=528kg
3）钢管：规格为φ48mmt=3mm G=3.48kg/m A=4.43cm2I=12.28cm4W=9.82cm3
（3）、最不利吊点的确定及钢丝绳和膨胀螺栓承载能力判定。
1）最不利吊点的确定，竹排支撑在悬吊钢管上面，长度约为1.5m，铺设宽度2m(见吊架平台搭设通用示意图)，以此作为平台和运动物品通道。正常工作条件下每通道施工平台吊点间距1.5m，作业人员大都集中在横向0.5m，纵向约1m范围内，根据荷载分配（杠杆法），平台中间吊点为最不利
2）荷载计算：
人群荷载为4人×每人约60kg=240kg
钢管、竹排、小工具等每跨约50kg
合计每跨荷载约为P=290kg
3）钢丝绳的安全破断力=528kg＞P=300kg安全
M12螺栓经验安全承载能力=500kg＞P=300kg 安全
（4）、钢管承载能力计算（按受弯梁进行计算）
1）荷载布置：吊点横向间距为1.5m时钢管跨中弯矩最大，跨中最大弯矩为200kg-m
2）强度验算： σ=200kg-m/9.82cm3=203.7MPa＜σ容=215MPa 安全
5平台搭设、使用注意事项：
（1）、平台钢管纵桥向采用6m长整管，每条管的搭接长度不小于2m，搭接处采用钢管扣；
（2）、吊架搭设时采用膨胀螺栓作为临时吊点，吊架整体完成后，进行平台加固时，须用M12螺栓植筋替换膨胀螺栓（纵桥向每隔3个吊点替换1个），其余膨胀螺栓的螺母用环氧涂抹，以避免膨胀螺栓受振动而松动滑脱；
（3）、考虑到吊架平台需作为作业通道使用3-4个月的时间，要求平台必须用整块竹排板铺设，用铁丝捆扎系牢；（如采用绑竹子搭平台，则必须在竹子绑好后再铺板，避免局部竹子过细、老化而脆断发生危险；
（4）、在大风雨或停工一段时间后必须对吊架进行全面检查，如发现变形、松动、连接扣松脱等，要及时加固维修后方可使用；
（5）、严禁作业人员聚集在通道小范围内，上下班必须快速通过；
（6）、进行电焊、切割作业时注意保护钢丝绳；
（7）、钢丝绳应避免和物体的尖角棱边直接接触,应在接触处垫以木块或其他衬垫物；
（8）、严禁钢丝绳与电线接触,以免被打坏或发生触电。靠近高温物体时,要采取隔热措施。 （9）、钢丝绳在使用中应避免扭结,一旦扭结,应立即抖直。使用中应尽量减少弯折次数,并尽量避免反向弯折。
（10）、在使用过程中,要经常检查其负荷能力及破损情况;使用后及时保养,正确存放。6 使用过程中钢丝绳的日常安全检查 钢丝绳的检查可分为日常检验、定期检验和特殊检验,日常检验就是自检;定期检验根据装置形式、使用率、环境以及上次检验的结果,可确定采用周检或月检。钢丝绳的检查内容及要求见下表。 具体检验方法如下: （1）、断丝： 在一个捻距统计断丝数,包括外部和内部的断丝。即使在同一根钢丝上有2处断丝,统计时也应按2根断丝数统计。钢丝断裂部分超过本身半径者,应以断丝处理。 ①检验时应注意断丝的位置 ( 如距末端多远 ) 和断丝的集中程度 , 以决定处理方法。 ②注意断丝的部位和形态,即断丝发生在绳股的凸出部位,还是凹谷部位。根据断丝的形态,可以判断出断丝的原因。
（2）、磨损：磨损检验主要是磨损状态和直径的测量。磨损的状态有两种:一种是同心磨损,另一种是偏心磨损。偏心磨损的钢丝绳多数发生在绳索移动量不大、吊具较重、拉力变化较大的场合。偏心磨损将使钢丝绳强度降低。 （3）、腐蚀：腐蚀有外部腐蚀和内部腐蚀两种。内部腐外部腐蚀的检验:目视钢丝绳生锈、点蚀,钢丝松弛状态。蚀不易检验。内部腐蚀不易检验。如果是直径较细的钢丝绳(≤20mm),可以用手把钢丝绳弄弯进行检验;如果直径较大,可用钢丝绳插接纤子进行内部检验,检验后要把钢丝绳恢复原状,注意不要损伤绳芯,并加涂油脂。7 结语
施工实践表明，采用了钢丝绳-钢管悬吊体系施工平台的方案是可行的，它不紧节省材料、加快施工进度、确保施工安全，同时避免因过往车辆对施工的影响，减少对当地老百姓出行的影响。通过本项目的施工，具有施工方便、进度快同时满足设计要求等特点，解决了桥梁加固受施工条件限制等难题，确保了业主良好经济效益和社会效益。