一种具有双层防护功能的预应力张拉挡板平台设计

周志红，朱 奇，谭振杰

（湖南工业职业技术学院，湖南 长沙 410208）

1 研究背景

预应力钢筋混凝土梁在国内外桥梁建筑行业占有重要的地位，预应力张拉有助于减轻桥体的重量，增强桥梁的整体承重能力，以延长桥梁的使用寿命，该技术在我国桥梁工程建设中已广泛应用[1～2]。而预应力混凝土梁的制造均在固定区域定点生产，为避免预应力张拉过程中预应力钢筋拉伸失效断裂造成安全事故，作业现场会设置预应力张拉挡板装置，确保施工现场安全作业。

2 预应力张拉挡板平台设置现状

在桥梁工程修建过程中，施工安全生产管理是保障工程建设顺利实施和施工人员人身安全的重要措施，一旦发生施工安全问题就会造成巨大经济损失[3～4]。因此，为了能够更好地保证现场施工安全，在预应力张拉施工作业现场会设置预应力张拉挡板平台装置。目前，许多T 梁预应力张拉预制现场，设置了简易的挡板或无设置，没有明显区分作业区域与非作业区域，无法有效地对施工人员进行防护，不利用现场施工安全生产管理。具体现状如图1 所示。

图1 目前T梁预应力张拉施工现场

图1 中，T 梁预应力张拉预制现场设置了简易支架和挡板组合结构的挡板平台，或仅有简易支架无挡板结构。上述结构均存在以下施工安全隐患。

1）对施工现场周边安全防护等级不够，易出安全事故：在张拉千斤顶工作过程中，因预应力钢筋的质量问题、张拉千斤顶故障以及预应力张拉参数设置不当等因素的影响，在张拉千斤顶约0～50MPa(根据T 梁设计需要而定) 的拉力作用下，可能会造成预应力钢筋拉断飞出现象，造成安全事故。

2）若在千斤顶张拉过程中，造成预应力钢筋拉断飞出，此简易挡板无法阻止断裂飞出的钢筋撞击挡板后变线从挡板两侧翼飞出造成第二次隐性安全事故。

3）预应力张拉作业现场操作环境较差，增加了施工人员的劳动强度。

3 新型预应力张拉挡板平台结构设计

针对目前预应力张拉挡板平台设置现状，应加强施工安全管理，如：现场应设置安全警示标志，无关人员严禁入内；搭设张拉作业平台、张拉千斤顶吊架，且平台应加设防护装置；施工前做好使用技术交底和安全技术交底工作。同时，文中设计出一种新型具备双层防护功能的预应力张拉挡板平台，解决了预应力钢筋拉断飞出造成的安全事故，改善了施工人员的作业环境并在一定程度上降低了劳动强度。具体新型预应力张拉挡板平台结构如图2、图3 所示，其具体结构装配说明如下。

图2 预应力张拉挡板平台三维分解示意图

图3 预应力张拉挡板平台二维剖面图

1）顶棚与机架进行螺纹装配或焊接连接。

2）机架与滚轮行走机构进行螺纹紧固装配，并与顶升油缸进行焊接；机架与第一层防护胶板通过螺栓组件进行紧固，装配于第一层防护钢网框架上，同时张拉千斤顶组件与机架上部横梁滚道匹配。

3）张拉千斤顶通过锚具和限位板与钢筋混凝土结构中预应力钢筋紧固，完成张拉作业任务。

4）张拉千斤顶本体上的进出油管与外接液压泵站系统油路接通，同时逻辑控制单元与外部电脑设备连通。

根据图2、图3 所示，新型预应力张拉挡板平台装置有以下特点。

1）顶棚与机架三面围挡结构，很好区分作业区域与非作业区域，对施工人员进行有效的防护，并改善了日晒雨淋的作业环境，提升施工人员的劳动舒适性。

2）通过滚轮行走机构将预应力张拉挡板平台定位后，再将顶升油缸伸出，顶升整台设备，使滚轮行走机构离地即可，确保张拉工作状态时，预应力张拉挡板平台稳定牢靠，不晃动。

3）机架两侧均设计了百叶窗结构，能有效防止预应力钢筋断裂飞出冲击第一、第二层防护板后，从侧面飞出，起到侧面防护的作用。

4）张拉千斤顶组件装配于机架上部横梁滚道上，能在横梁滚道上牵引移动。同时它也具备手动升降功能，并与外部液压泵站系统、智能张拉系统相连接，完成预应力张拉作业工序。

5）第一层防护胶板通过螺栓组件与第一层防护钢网框架紧固；若发生预应力钢筋断裂飞出冲击，此结构起到缓冲作用，使断裂钢筋部分击穿第一层防护胶板后，使之达到第二层防护板上的冲击力度大为减小，直到停止卡在第一层防护胶板与第二层防护网中，降低造成第二次破坏概率，确保施工安全。

4 结语

新型预应力张拉挡板平台装置充分考虑了施工现场安全，采用了双层防护结构，有效解决了预应力张拉作业时钢筋断裂飞出的安全事故隐患，同时也兼顾到人性化的施工作业环境。目前此新型预应力张拉挡板平台装置实用新型专利已授权(专利号：202020662073.8)，其研究成果可供桥梁工程中预应力张拉施工作业参考使用。