浅谈中小型桥梁检修梯选择问题

曾浩楠　仇勇　齐云鹏

摘要：目前我国对桥梁的监管、检修主要是通过无人机检修和人工检修两种方式。针对中小型桥梁检修而言，后者更为普遍，而人工检修离不开桥梁检修梯的帮助。本文从多个方面考虑对三种不同结构的桥梁检修梯进行了简单的对比分析，最终给出了不同侧重条件下的优势方案，以及确定了在中小型桥梁中角钢型结构桥梁检修梯是最优综合选择的结论。

关键词： 人工检修 桥梁检修梯 角钢型结构桥梁检修梯

1引言：

改革开放以来，随着我国经济建设的高速发展，我国建成了一大批结构新颖、技术复杂、设计和施工难度大和科技含量高的桥梁。但与公路桥梁建设的空前发展形成鲜明对比的是，桥梁垮塌的事故时有发生。例如杭州钱江三桥引桥车道部分桥面塌落，哈尔滨阳明滩大桥引桥的断裂等。这些桥梁垮塌事故表明公路桥梁的监管和养护技术落后，特别是桥梁维修养护技术仍不适应我国桥梁的需求。现阶段，对于中小桥梁来说检修主要包括上部结构检修和下部结构检修两个方面，上部结构检修主要是桥面以及护栏的检修，下部结构检修主要是支座检修、桥面板检修等[1]。上部结构的检修很容易进行，但对于下部结构则相对较难实现。对于重要桥梁我们可以采用无人机来进行检修，方便快捷、省时省力而且结果较为精确。但专门的检修无人机尚未批量化生产，专业设备比较昂贵，在中小桥梁检测中并不常见。而采用检修车同样要花费较大的经济代价，且不适用于日常检测，所以常常采用检修梯的形式来实现从桥面到达桥梁下部进行检修[2]。

桥梁检修设备主要由桥梁检修梯和检修架两大部分组成，本文以某一具体中小型桥梁为例，主要针对具体的防撞护栏设计了三种结构的桥梁检修梯，并从其中择选出最优方案。

2 设计方案：

2.1钢管结构桥梁检修梯：

本桥梁的桥梁检修梯主要由钢管扶手、钢板梯步、钢筋护栏构成。由于检修梯为危险作业设备，考虑到作业人员的安全性，钢管结构桥梁检修梯设计以钢管作为整体受力构件，形状上采用圆弧与直管的整体的组合，使检修梯整体挂于桥梁防撞护栏上，并在钢管圆弧与防撞护栏相交处添加钢板铺于防撞护栏上侧平面处，并用化学锚栓固定于防撞护栏上，我们在桥面与钢管接触处、防撞护栏内部分采用抱箍与化学锚栓的组合来进行固定，并在抱箍与钢管间进行焊接，在桥梁防撞护栏高度范围内以两个悬空的环抱箍和化学锚栓的组合来与墙面连接固定。梯步采用具有一定厚度和宽度的钢板焊接于钢管上作为承力构件。考虑检修人员的工作安全和舒适我们采用的梯距为40cm。为防止化学锚栓打入墙体内时打到墙体内的钢筋，因此在结构必要设计时需预留一定数量的孔。并在制造时预制1-3cm的小长方体若干，作为垫块，以解决在安装施工中可能出现的钢管检修梯与墙体不贴合的问题。

桥梁检修设备外的保护圈在桥梁挡墙上伸出一定的高度以保证工作人员可以安全的进入检修梯，保护圈前立杆直接接入挡墙内，两立杆间以角钢为门框，用钢丝网为门面设置一个简易门，并配置锁，以防止非工作人员的进入。保护圈形状呈长U型，两保护圈间距40cm，且使U型两端与梯部交叉焊接与钢管上，以防止焊缝集中，影响钢管承载能力。U型保护圈两起弧处以竖杆焊接连接增强保护圈的整体稳定性和可靠性。

2.2钢筋结构桥梁检修梯：

本桥梁的桥梁检修梯主要由主钢筋、钢筋梯步、钢筋护栏构成。钢筋结构桥梁检修梯设计以钢筋作为整体受力构件，用一根钢筋进行两次弯起，使构件可以贴合防撞护栏，检修梯整体悬挂于桥梁防撞护栏上，并在钢筋圆弧与防撞护栏相交处添加钢板铺于防撞护栏上侧平面处，并用化学锚栓固定于防撞护栏上。考虑到钢管上打孔对制作工艺要求较高，我们在桥面与钢筋接触处、防撞护栏内部分采用抱箍与化学锚栓的组合来进行固定。梯步采用钢筋焊接于主钢筋上作为承力构件。考虑检修人员的工作安全和舒适我们采用的梯距为40cm.并在每个钢筋梯下方两个焊接位置处或者中心处交替化学锚栓交替布置，既可防止其出现侧向摇摆，又能增强其承载能力。为防止化学锚栓打入墙体内时打到墙体内的钢筋，因此在结构必要设计时需预留一定数量的孔，并在制造时预制1-3cm的小长方体若干，作为垫块，以解决在安装施工中可能出现的钢管检修梯与墙体不贴合的问题，保护圈的设置同钢管结构桥梁检修梯。。

2.3角钢结构桥梁检修梯：

本桥梁的桥梁检修梯主要由角钢、钢筋梯步、钢筋护栏构成。角钢结构桥梁检修梯设计以角钢作为整体受力构件，在角钢上打孔并将其与化学锚栓焊接作为主要的受力构件。梯步采用钢筋焊接于角钢另一角肢上作为受力构件，因防撞墙到角钢尚有5-10cm距离，故在每个受力钢筋梯下都需要添加化学锚栓。考虑检修人员的工作安全和舒适我们采用的梯距为40cm.为防止化学锚栓打入墙体内时打到墙体内的钢筋，因此在结构必要设计时需预留一定数量的孔，并在制造时预制1-3cm的小长方体若干，作为垫块，以解决在安装施工中可能出现的角钢检修梯與墙体不贴合的问题，保护圈的设置同钢管结构桥梁检修梯。

3经济评价：

假设方案等级分为优、良、中三级依次得分记为3、2、1。

在原材料购买费用上，由于采用的检修梯结构大多为钢结构。那可以假设费用与钢材的费用成正比，由此可以得到三类检修梯的费用对比。那么原材料价格最高的为钢管梯，最低的是角钢梯。那么三类检修梯得分为：钢管梯2分、钢筋梯1分、角钢梯3分。

在构件加工费用上，由于三者加工方式不同，加工费用固然不同。在钢管梯中加工难度较大，因为存在一个钢管弯曲的问题，并且在加工梯步的时候有难度，所以得分最低为1分。在角钢梯和钢筋梯设计中对比不难知道，两个加工费用都比较少，都是可以批量生产的，因此记两者的分数为3分。

在运输费用上，由于三者的尺寸大小相近，并且重量对于运输车辆而言都是非常小的，但是由于尺寸过大，一般车辆无法运输，可能需要额外的费用。对运输费用分析中我们给三类检修梯都打2分。

对于安装而言：钢管梯在加工后基本上已成为一个整体，在安装的时候比较重，而且需要加许多抱箍来限制它的横移，安装难度也较大。而对于钢筋而言护栏的工序比较复杂，而且钢筋需要现场焊接在护栏上，安装较为复杂，化学锚栓的空也比较多并都是必需的，所以加工费就会较高。对于角钢梯只需要打化学锚栓孔而且质量很轻，是最易安装的，费用也最低。所以分别给三者打2分2分3分。

在结构维护中，主要是钢筋、钢管的防腐蚀。三者结构都差不过大，喷刷防腐漆价格都相近，所以都给三分。

最终三类检修梯分别得分：10、11、14

4综合评价：

通过以上指标对比分析可得出一下结论：

①从方案的费用消耗的角度来看，钢管结构桥梁检修梯的造价是最为昂贵的，钢筋结构桥梁检修梯次之，而角钢型结构桥梁检修梯最为便宜。所以从经济的角度来讲，推荐使用角钢型桥梁检修梯。

②从方案的美观性的角度来看，钢管结构桥梁检修梯的造型是最具有时尚感的，适用于一些具有文艺气息以及经济较为富有的场所，比如游轮、观景区；钢筋结构桥梁检修梯和角钢型结构桥梁检修梯都是属于实用型工具，并不具有多大的美学价值。所以从美观的角度来讲，推荐使用角钢型桥梁检修梯。

③从安全性和耐久性的角度来看，三种结构的桥梁检修梯都完全满足承载能力和正常使用的要求，都是符合使用的条件的。

5 结论：

本文只针对一般中小型梁桥进行分析，以梁桥检修作为终极目的，功能要求比较简单。从检修方来讲选择一个经济以及适用的检修梯更为合适，所以推荐角钢型结构桥梁检修梯为综合最优方案。

参考文献：

[1]陈惟珍.现代桥梁养护与管理[M].北京：人民交通出版杜，2010.

[2]刘自明等.桥梁工程养护与维修手册[M].北京：人民交通出版社，2004.