一、工程概況
某高速ZT11標段內矩形薄壁高墩尺寸6m×2.4m,每排2根墩柱,墩間凈距為6.25米,墩高范圍在33米到47米之間;高墩施工中在同排的兩個墩身之間搭設裝配式鋼梯用于人員上下通行,鋼梯結構平面尺寸為4m×2.1m,鋼梯為批量加工生產、現場組裝搭設。
二、高處作業上下通道應用現狀
升降機一般適用于房建工程。升降機價格較高,施工單位多采用租賃的方式,而且短期租賃價格昂貴,適合施工周期較長的房建工程長期租賃,同時升降機除了作為人員上下通道外還可以運送部分建筑材料。高速公路工程施工工期緊,施工材料很少采用人工上下運送,上下通道主要用于作業人員上下通行,因此采用短期租賃升降機的方式投入較大,且功能浪費。
腳手架通道適用于房建、公路、鐵路等各類工程中,腳手架搭設的技術經驗較為成熟,但是腳手架搭設與拆除所耗用的時間較長,人員投入量大;腳手架通道步板需用大量木板,價格相對較高,且回收利用率低:架體外側需要滿掛安全網,大大增加了架體的阻風面積,降低了結構的抗傾覆穩定性,常需要采取多種加固方式,若加固不到位,則安全隱患較大。
三、鋼梯結構形式設計
鋼梯架體為輕鋼結構,強度高、質量輕、安拆便捷;外部不需要掛安全網,架體阻風的面積小,抗傾覆的穩定性高;架體各功能構件采用焊接連接,結構自身強度及穩定性均較高。鋼梯結構由底層支架及若干標準節段加長組成,標準節段共由7部分組成,分別為底層支架、單體焊接結構、連接桿件、標準梯子、水平過跳、多用門、翻板支撐,各部分結構功能如下:
1、底層支架
考慮結構豎向受力特點,底層支架外側豎向通長連接桿采用4根80×80×5mm方鋼管與地基連接,內側豎向通長連接桿采用4根50×50×3mm方鋼管與地基連接,其余部位采用50×40×3mm方鋼管,結構焊縫滿焊。
支架底部焊接地腳板,通過M16地腳螺栓與基礎預埋鋼板牢固連接,豎向方鋼管與地腳板之間設置4向三角形加強鋼板;方管頂部設置方管連接套筒,套筒由方管、連接鋼板、三角加強鋼板焊接組成,連接鋼板上開鋼楔片槽口。
2、單體焊接結構
單體焊接結構為本結構基本組成單元,每一標準節段由2節單體焊接結構通過中間連接桿件連接而成;主要起著構成結構主體的作用,在其上掛設標準梯子、水平過跳后人員即可上下自由通行,到達施工作業處。
結構外側豎向通長連接桿采用2根80×80×5mm方鋼管,內側豎向連接桿采用50×50×3mm方鋼管;過道鋪設鋼筋網片,桿件焊接處均設置三角加強鋼板,下連接點由連接鋼板及三角加強鋼板組成,并且連接鋼板上開鋼楔片槽口,上連接點采用方管連接套筒,套筒形式與底層支架形式相同。單體焊接結構上設4塊節點板,每塊節點板上開4個螺栓孔,用M24螺栓通過連接桿件將2節單體焊接結構組合成標準節段。上連接點下方各設耳板一塊,與鐵鎖鏈、預埋錨固件、翻板等構成多功能翻板支撐結構。每節單體焊接結構上設2個多用門。
3、連接桿件
連接桿件起著將2節單體焊接結構連接成一個標準節段的作用,每個標準節段含有2組連接桿件,每組連接桿件由2根100×50×20×3mmC型鋼、4根50×50×4mm角鋼、1塊節點鋼板通過螺栓牢固連接。
4、標準梯子
標準梯子每節高2m,寬0.63m,梯子上設一對鋼板掛鉤與單體焊接結構相應位置掛鉤牢固掛接,腳踏板采用30×30×3mm角鋼焊接成58×20cm矩形框架結構,上焊設鋼筋網片構成,踏步間距20cm;梯子兩側均設置扶手,扶手采用DN10、DN20鋼管制作。
5、水平過跳
在同一平面內兩休息平臺之間設置水平過跳結構,作業人員可以通過水平過跳在兩個高墩間同一高度操作平面內安全轉移,水平過跳兩端各焊設一對鋼板掛鉤與單體焊接結構相應位置掛鉤牢固掛接;兩側均設置扶手欄桿,采用DN10、DN20鋼管制作。
6、多用門
多用門設置于單體焊接結構外側,其功能有以下2種:(1)可以做爬梯使用,需要時人員可以將多用門向外側打開,作為爬梯爬升至高墩模板操作平臺上進行作業;(2)人員需要在翻板支撐上進行作業時,可以將多用門向內側打開放平。
7、翻板支撐
翻板支撐設置于鋼梯結構與墩體之間,兩側均設置,每8m一道,主要起到增加結構穩定性的作用,也可兼做操作平臺使用;該結構主要由預埋圓臺螺母、翻板、鐵鎖鏈、耳板等構件組成,圓臺螺母在墩體預制時預埋于規定位置,翻板由方鋼管焊接成框架,在其上焊設鋼筋網。
四、總結
高速公路工程施工工期較緊張,裝配式鋼梯的投入,使得矩形高墩施工的安全性和工作效率均得以提高。由于裝配式鋼梯處于初步應用階段,會有很多設計上的不足之處,在后續的施工實踐中會不斷發現問題,并作相應改進,使其不斷改進、優化。在公路橋梁矩形高墩施工中,裝配式鋼梯較腳手架通道及升降機更具有優勢,其發展前景較為廣闊。