非落地防坠落装置在跨线桥施工中的应用

郝彦会

（河北高速公路集团有限公司荣乌分公司，河北 保定 071000）

0 引言

目前我国大多数桥梁采用简支变连续式桥梁，桥梁在架设完成后，再对湿接缝、横隔板、湿接头（中横梁）进行施工，最终完成简支变连续。然而在施工过程中焊接、支模、浇筑混凝土均是在桥面上进行，导致地面掉落焊渣、混凝土等杂物，严重影响下部地面的活动、通行并对环境造成污染。基于此种情况施工单位对跨线桥施工时，按传统施工方法会搭设临时落地式防护架，搭设费用高，利用率低，影响交通通行，或者通过交通导行方式来解决跨线桥下安全及环保等问题。与传统技术相比，非落地防坠落装置较好地解决了跨线桥梁上部结构横隔板、湿接缝施工时产生坠落物以及桥梁下部结构行人、车辆安全问题，同时也解决了环境污染等问题。并且能够更节省原材料，操作简单、施工简易快速，经济效益较好。

1 工程概况

某桥梁工程位于河北省境内，桥梁设计为4×30+4×30+4×30+4×30+4×30+4×30m预应力箱梁，桥长727.00m，共24跨，其中第14跨是跨越现有通往县城的市政主干道，车流量大，由于周边地形影响无法修筑便道，给施工造成一定的困扰。搭设落地式防护支架经济成本较高，临时封闭交通，阻碍车辆通行，给城市居民出行造成不便。因此，需要寻找一种经济成本低，而且便于施工的防坠落装置。

2 方案比选

2.1 传统支架通道

跨线桥梁湿接缝、横隔板施工或非跨线桥但对桥梁下部地貌、房屋、车辆、人员有保护要求的湿接缝、横隔板施工时，常采用封闭交通或者搭设防坠落设施，封闭交通往往阻碍群众出行，导致交通堵塞、车流量大，引起交通事故，给施工方造成经济损失。传统的施工技术是通过搭设防护支架形成通道对跨线桥梁下部行车道进行安全防护。利用钢管作为立柱，上部铺设型钢作为梁式结构，再用彩钢板进行罩棚，最终形成防护罩。桥下搭设防坠落装置，支撑杆需要基础或者防撞墩保护，施工繁琐，成本高，拆卸后利用价值低。

2.2 非落地式防坠落装置

非落地式防坠落装置在不封闭交通的情况下，可保持车辆通行，并且施工成本较低。安装操作简单、不需要特殊材料，节约原材料，对安全、环境保护等有较好的效益。该装置采用上部移动小车在桥梁上前后行走，带动下部挂篮平台，平台可以将上部施工掉落杂物进行收集，防止杂物下落至地面发生事故。

2.3 方案确定

通过对以上传统支架通道和非落地式防坠落装置的比较可知，非落地式防坠落装置在该项目施工过程中的优势明显，因此，决定采用非落地式防坠落装置解决立体跨线桥施工过程中给桥下人员、车辆带来的安全隐患。

3 跨线桥梁施工中非落地防坠落装置施工工艺

3.1 装置制作

3.1.1 材料准备

非落地式防坠落装置需要橡胶轮胎配套轴承2套，若干1.2m×2.4m竹胶板或者彩钢板、长10cm M14高强螺栓12支、硬性防护钢丝网片、螺旋铆钉若干、熟铁管材或方钢，其中方钢作为上下横梁时视所承载的重量适当选用加厚材料。非落地防坠落装置构造如图1所示。

图1 非落地防坠落装置构造

3.1.2 平移小车制作

将轴承与橡胶轮胎连接，小车的前后轴距间采用熟铁管材或者方钢进行焊接，前后轮间距视搭设平台宽度而定，大于上下横梁间距，保证前后轮在横梁两侧。将熟铁管材或者方钢与轴承连接，采用焊接或者U形卡连接，形成稳固的移动小车，可采用斜撑加固小车，保持不变形。

3.1.3 横梁、吊杆制作

将12根相同长度的横梁分为上部横梁6根，下部横梁6根，分别在两侧适当位置打孔，孔径视高强螺栓直径确定，将横梁分为6组，组与组间距根据铺设竹胶板或者彩钢长度适当确定，每组中两个横梁间距为能安放一根熟铁管材或方钢宽度的距离。吊杆采用熟铁管材或者方钢制作，吊杆长度根据梁高以及需要留存梁底与平台板间的空间确定。吊杆两侧进行打孔，孔径视高强螺栓直径确定。

3.1.4 下部、上部横梁制作

下部横梁与上部横梁尺寸、间距均相等。下部横梁分为3组，将吊杆垂直夹在横梁间，并通过预留孔道采用高强螺栓对吊杆和下部横梁进行稳固，稳固下部横梁和吊杆后，再将竹胶板或者彩钢用铆钉固定在横梁上。上部横梁尺寸、间距与下部横梁尺寸相同，垂直于小车置于小车上方，完成吊装平台后再与小车焊接稳固。

横梁和吊杆打孔位置尽量不要靠近两端，距两端至少15cm，吊杆上部端头焊接吊环，可在吊杆与上下横梁上焊接斜拉杆，以保证平台的稳固，在吊杆与上部横梁连接后，再将上部横梁焊接在小车上，以保证吊杆能准确与上部横梁连接，下部平台周围可制作10cm高的挡土板，以防止杂物被风吹出平台掉落下方。

3.2 平台起吊与上部横梁安装

采用电动葫芦或者人工牵引将平台起吊桥梁下缘，再利用预留好的孔道用高强螺栓固定吊杆和上部横梁。上部6孔均加固完成后进行位置微调，完成后，开始对上部横梁与小车进行焊接。上部横梁与小车间焊接稳固，也可采用U形卡交叉锁定。垂直焊接后采用斜撑加固，形成三角稳固效果，使小车和横梁不变形。

3.3 两侧防护网安装

整体安装完成后，可在吊杆上部做防护网，以保证上部施工人员施工时的安全。

4 防坠落装置的应用

该桥梁工程第14跨施工时，按上述方法制作了防坠落装置，在桥梁上拼装完成后，工作人员可在桥上对湿接缝、横隔板进行焊接，下部结构不需要搭设防护通道。所产生的杂物均掉落在平台上。再通过小车前后移动带动下部平台移动，能够有效地收集上部焊渣、浇筑混凝土等杂物。施工人员施工到哪个位置，将装置推到该位置，将四轮制动，待该处施工完毕后继续向前移动、制动、施工，直至该跨施工完毕。焊接完成后，将带有牵引绳的湿接缝模板侧立沿着湿接缝下放入平台上，再将其提起，完成底模模板安装，在立模和浇筑混凝土时均由该装置在下部承接杂物，防止坠物伤人、伤车等事故的发生。实施过程中简单方便、不影响下部车辆及人员的通行，焊渣及混凝土碎渣均被装置收集，不会造成环境的污染，充分体现装置的实用性。安装后的防坠落装置应用示意如图2所示。

图2 防坠落装置应用示意

5 效益分析

5.1 经济效益

在实践中对该桥梁工程实际案例效益进行对比。采用落地式防护装置和本文的非落地式防坠落装置的主要原材料和成本如表1所示。

表1 不同防护装置主要原材料和成本

由表1可知，落地式防护装置需要的原材料主要有：支撑柱、水平横梁、分配梁、竹胶板等。由于落地式防护架是全断面整孔架设，所以各种材料需求量大，造价高，不需要专业队伍实施，采用落地式防护装置经测算包干价38000元（人、材、机）；非落地式防坠落装置所用材料：移动小车、竹胶板、横梁、吊杆。非落地式防坠落装置所用的材料用量小，造价低，不需要专业队伍实施，采用非落地式防护装置实施共计花费6800元（人、材、机）。

由此可见，与落地式防护装置相比，本文所采用的非落地防护装置经济效益非常可观。材料费、人工、机械费用共计相差4倍之多，同时非落地防坠落装置相对利用率高，大大节省了措施费，安装相对简单快捷。

5.2 实施效果

对桥梁下部地貌、植被、农作物、房屋、车辆、人员有保护要求的湿接缝、横隔板施工，此装置起到防止坠落、增加安全性、环保性功能，且不阻碍交通、成本低、操作简单的作用和功能。该装置采用上部移动小车在桥梁上前后行走，带动下部挂篮平台，平台可以将上部施工掉落杂物进行收集，防止杂物下落至地面发生事故。并且制作、安装、使用简便，操作性强，人性化程度高，成本较低，无特殊原材料，实用性强，有利于施工进度，有利于疏导交通，防止环境污染、增强工地安全、适合推广使用。

6 适用范围及应用前景

6.1 适用范围

因装配式桥梁在预制场内整体现浇预制，整体质量好，在下部结构施工的同时预制上部结构，有利于工期的控制。由于我国基础设施建设的大力发展，装配式桥梁必定占主导地位。而装配式施工往往涉及横隔板施工、湿接缝施工。尤其是跨线桥梁下部有人员、车辆、农作物、植物等，上部施工会影响下部通行，非落地防护装置能够完美地解决上述问题，同时相比落地式防护装置有较好的经济性和社会性。

6.2 应用前景

随着我国基础设施建设逐步加快，工程施工工期在逐步缩短，在保证质量、安全、环保的同时，提高工程经济性是所有企业共同思考的问题。本文提到的非落地式防护装置是通过工程实践总结和创新而来的，非落地式防护装置将广泛应用于未来桥梁上部桥面系统施工的防护装置中，前景广阔。

7 结语

在桥梁上部结构施工过程中，需要从先进的管理技术、原材料、设备、新工艺、作业环境、施工生产安全等方面着手，总结出上部桥梁施工防坠落施工的安全措施，为上部桥梁湿接缝、横隔板等施工安全问题提供有效解决措施，而本文的非落地式防坠落装置有效解决了此问题，应用范围广、应用前景广阔，经济效益和社会效益明显。