无支架钢结构桥梁防护棚安装及拆除施工技术
（中国水利水电第四工程局有限公司，青海 西宁 810000）
摘 要：防护棚的安装已经成为桥梁安全防护的重要施工安全保障，是桥梁建设当中的重要环节，基于此开展无支架钢结构桥梁防护棚安装及拆除施工技术研究。分别从自降结构安装、缆风系统安装、坝顶卷扬机安装、平衡台车临时张紧装置安装和双桅杆吊的布置与安装，提出具体安装步骤，并针对无支架钢结构桥梁防护棚，在拆除过程中对尾索与场外线、公路和对电站施工区域产生的干扰，提出相应的解决措施，以期为桥梁建设安全和质量提升提供创新思路。
关键词：无支架；钢结构；桥梁；防护棚；安装；拆除；中图分类号：U442 文献标识码：A引言防护棚结构通常采用工字钢组合方式，将其横梁和纵梁与钢管柱进行相互连接，从而组成一个临时的支架结构。当前，由于防护棚在实际应用中具有净空小、稳定性高、承载能力强等优势，被广泛应用于建设领域[1] 。但这种结构在实际安装过程中由于需要大量的钢材料作为支架，并且在完成防护后，拆除后的钢结构无法进行二次利用[2] ，导致防护棚的成本较高，在经济效益和社会效益上均不具有较好的应用优势。基于此本文引入无支架钢结构的桥梁防护棚，并开展对其安装和拆除的施工技术研究[3] 。为确保实验的客观性，以向家坝水电站水利工程建设项目为例，该项目规模大、安全风险高并且拆除结构受力复杂。除此之外施工交叉相互干扰，资源投入多，实现统一指挥、协调配合难度较大。
1 无支架钢结构桥梁防护棚安装
1.1 自降结构安装
在对无支架钢结构桥梁防护棚进行安装时，首先应当明确防护棚的自降结构，结合向家坝水电站水利工程建设项目，该防护棚塔架自降系统主要由张拉梁、3 组 120t8 门滑轮组、2 台 10t 张拉卷扬机、2台 10t 同步卷扬机及Ф28mm 钢丝绳组成。
1.2 缆风系统安装
防护棚塔架拆除过程中，需要安装的缆风绳主要由塔顶和塔头缆风绳组成，缆风在缆机自降过程中最大受力为 3.3t。选择 4 台卷扬机、4 个 10t 单门滑轮和 4 根钢丝绳组成缆风系统，以便在塔架自降过程中调整防护棚塔架及塔顶的垂直度。无支架钢结构桥梁防护棚各构件应力如表 1 所示。
表 1 无支架钢结构桥梁防护棚各构件应力
序号 防护棚部位 最大组合拉应力/MPa 允许应力/MPa1 张拉梁 105.6 3002 双桅杆 30.5 2003 支架立柱 30.5 2004 纵梁 20.5 150防护棚的受力计算公式为：
式中：Ft 表示总应力；G 表示钢梁配重；k 表示张拉梁与钢轨间的滚动摩擦系数；μ2 表示滚轮与滚动轴之间的摩擦因数；r 表示滚轴半径；r1 表示滚轮的外圆半径；ξ表示阻力系数，取 1.2。
1.3 坝顶卷扬机安装
在缆机自降过程中主索与坝顶接触，为防止防护棚主塔在自降过程中向平衡台车侧偏斜量较大，且偏斜后通过平衡台车临时张紧机构无法调整。在泄洪 6#坝段利用蝴蝶夹具，安装一台 25t 卷扬机和一组50t4 门滑轮组，以便于在主塔架偏斜后进行张紧调整。
1.4 平衡台车临时张紧装置安装
平衡台车临时张紧装置主要由大蝴蝶卡、滑轮组及张紧卷扬机组成。定滑轮一端利用 2 根钢丝绳进行固定，钢丝绳穿过平衡台车轨道上的孔，与后轨基础垂直面上的销轴连接，大蝴蝶卡安装在距离后拉索索头约 10m 位置，动滑轮与大蝴蝶卡通过销轴和连接板连接。
1.5 双桅杆吊的布置与安装
双桅杆作为缆机主塔架安装的重要设备，在最大幅度起吊额定载重量时桅杆的变幅及桅杆对支座基础的载荷最大[4] 。同时，由于向家坝水电站缆机自身结构复杂，缆机拆除作业施工范围广。
2 无支架钢结构桥梁防护棚拆除
根据缆机拆除轴线与向家坝电站各主要施工区域影响因素分析，将缆机拆除对其他施工区域的影响分为 3 个干扰区域，即对尾索与场外线的影响、对尾索下降及回收对公路的影响和对电站施工区域的影响。无支架钢结构桥梁防护棚示意图 如图 1 所示。
图 1 无支架钢结构桥梁防护棚示意图
下面针对上述影响问题，对无支架钢结构桥梁防护棚拆除进行设计。
2.1 防护棚拆除对尾索与场外线干扰的解决方案针对防护棚拆除对尾索与场外线干扰，可在供料线边设置支架，支架立柱上设置有斜撑与供料线立柱连接加固，不影响场外线的正常运行[5] 。同时对供料线顶棚进行加固，保证场外线的安全运行。尾索防护支架的安装及拆除提前做好准备，选在场外线停机检修时进行，将干扰降到最小。
2.2 防护棚拆除对尾索下降及回收对公路干扰的解决方案因主索对坝顶干扰较大，现采用先拆除主索后拆除尾索的施工顺序，尾索从下放到拆除时间持续较长，为最大程度地降低对道路的影响，采用在马延坡道路上方设置支柱将尾索支起、在道路边上刻槽将尾索暂时嵌入地面等方式缓解断路的影响。
2.3 防护棚拆除对电站施工区域干扰分析及防干扰措施针对防护棚拆除对电站施工区域干扰，明确防护棚缆机拆除与右岸坝后电站施工区域的干涉主要因为右岸坝后电站压力钢管安装需要采用 2#缆机进行吊装，要求右岸坝后电站压力钢管安装单位给予让面，同时优化拆除施工方案，尽可能地缩短拆除时间，将干扰降至最低。
3 结束语
通过本文研究得出的无支架钢结构桥梁防护棚安装和拆除施工操作，在实际应用中能够实现地锚布置位置最优，满足一锚多用，且地锚设计安全系数不低于 5 倍；拆除过程中降低施工干扰、提高施工效率；拆除的绳索要求无施工损伤；研究的施工工艺操作性强，保证拆除安全和质量，研究成果优势明显，可在类似工程中推广应用。
参考文献
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建材世界，2021，42(1)：66-70.
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