熊俊杰 （安徽建筑机械有限责任公司，安徽 合肥 230601）

1 引言

改革开放以来，我国大跨径桥梁的建设进入了一个辉煌的时期，在中华大地上建设了一大批结构新颖、技术复杂、科技含量高的大跨径桥梁，并积累了丰富的桥梁设计和施工经验。

但随着桥梁建设数量的不断增加，在后期桥梁运营养护上遇到的问题也越来越多。如安庆长江公路大桥是2004年通车的大跨度斜拉桥，南北四个主索塔柱高达184m。塔顶有航空障碍灯、各种监控及桥梁健康监测系统需要经常维护，每个主塔柱内部有32道钢拉索锚头每月需要定期检查。由于塔柱内腔没有专用升降设备，养护工人需要携带维护工具在塔柱内腔人工攀爬,爬梯100多米进行工作。工作效率低，安全可靠性差。

目前国内大部分桥梁运营过程中的维护还是靠人工攀爬解决问题，也有少部分桥梁采取在塔柱内腔安装住宅民用电梯的方法实现垂直升降。但此方法成本高，民用电梯的维护费用也高，没有大范围推广。

为此考虑研制桥塔内养护专用升降机，它成本低、安全可靠度高。导轨架可倾斜式设置，能适用于倾斜式大桥塔柱的养护，可以在塔柱内腔垂直运输人员及设备，免除人工攀爬，提高工作效率。

2 SC系列养护专用升降机的应用介绍

应业主单位要求，需要在安庆长江公路大桥南、北倾斜式下游塔柱内各安装一台SCQ80型倾斜式塔内养护专用升降机，用于运输物料及人员。在上部直塔柱内腔再安装四台SC50型垂直式养护专用升降机，用于每个塔柱内部32道钢拉索锚头的检查养护。总计需要安装6台设备（图1）。

图1 安庆长江公路大桥实景图

2.1 项目难点

①由于是先通车后安装，养护升降机安装工作中的基础平台、底架、导轨架、附墙装置、吊笼、传动装置等全部部件、材料均须从桥面人孔洞和大桥上横梁人孔洞分批运送至安装作业面，材料、部件运送难度非常大，工人劳动强度高，故安装周期需较长时间。

②因安装运输通道尺寸的限制（如人孔洞大小），安装作业有相当多的大部件必须拆分成最小部件，材料才能运送至作业面。由于安装空间狭小，大量拼装作业需要在狭小空间完成，安装人员安装工作难度大，劳动强度也非常高，需特别注意安全。

③塔腔内部安装属有限空间作业，内部通风条件差，光线不足。另外，无法制作混凝土基础，必须设置钢结构基础。

2.2 整机设计

①吊笼采用内嵌式操控系统，取消驾驶室，减小整机外形尺寸，满足在桥塔内腔狭小空间内的安装与运行。为了保证吊笼在斜向运行过程中始终处于直立状态,乘员没有倾斜的感觉,将设置有导向滚轮的吊笼主槽相对笼底平面倾斜设置,倾斜度与塔柱内腔斜度一致。

②吊笼采用片式拼装结构，分为主槽钢片、电气箱片及顶、底片等，可使吊笼部件通过桥塔人孔、电梯井口等，分片运输至作业面，再拼装成整体，满足狭小空间内的部件运输及安装需要。

③采用650mm×200mm截面导轨架，在满足使用、保证整机稳定性的前提下，减小截面、减轻重量、方便运输及安装。

④采用电缆滑车系统代替原用的电缆臂，满足倾斜式升降机电缆线的收放要求。倾斜的电缆在自重作用下产生挠度,支承在电缆护架上,电缆在移动过程中与护架有相对滑动,产生摩擦。设计中在电缆护架上设置尼龙滚轮支承电缆,在上下移动过程中滚轮与电缆产生纯滚动,不再出现滑动摩擦,延长了电缆的使用寿命。

⑤驱动装置采用13kW单驱动，其有结构紧凑、承载能力强、安全可靠、工作平稳、机械磨损低，能耗低等优点；同时，驱动机构上方增加了防冒顶限位装置，将有效防止自加节增高安装过程中冒顶事故的发生。

⑥电控系统采用变频控制技术，升降机的启、制动过程冲击小，齿轮齿条传动平稳，乘坐舒适。电气箱上可实时显示重量限制器与限位装置的工作状态，并有故障显示功能，方便观测和检修。

⑦SCQ80升降机导轨架为倾斜式布置，导轨架的直线度和倾斜度由底座和附墙支撑保证。导轨架倾斜后,附墙的受力情况要比直立式复杂,除水平力外还承受垂直分力,而且各道附墙的长度不一。因此设计新式附墙结构，附墙结构一端使用膨胀螺栓固定在塔柱混凝土内壁上、一端使用专用抱箍连接导轨架主弦管，并配有调节丝杆,可精确调整导轨架的直线度和倾斜度，能适应混凝土内壁凹凸不平的复杂工况。

⑧利用工字钢制作钢构基础，并在停机面四周用钢板铺设作业平台。基础采用20#工字钢焊接成的钢构桁架结构承受升降机的整体载荷，由底面竖起二根4.5m长20#工字钢站柱，间距650mm，停机面也由二根20#工字钢横担组成，整个钢构桁架基础与大桥内腔四周混凝土内壁连接锚固为一整体，增加稳定性。

⑨SC系列养护专用升降机作为一种塔柱内使用的人货两用运输设备，对安全的要求不言而喻。整机设计配备了渐进式防坠安全器和多种限位行程开关，具有防坠落、防冲底、防冒顶、超载保护等安全装置。

3 使用SC型养护专用升降机对比民用电梯的优势

3.1 经济性

SC型养护专用升降机与正常的建筑施工工地外用的升降机零部件通用化程度高，维护、采购零部件的成本低。并可依靠自身吊笼平台实现加节增高，无需其他起重设备辅助安装，安装相对简单。整机制作、安装成本所需的费用相比民用电梯大为降低，且后期维护保养方便。

3.2 安全性

SC型养护专用升降机既有自动平层功能也有手动操作功能，笼顶设置有逃生出口，并带有应急下降机械装置，在升降机突然停电或发生故障时，吊笼内的人员可以使用应急下降机械装置，将升降机下放至最近的层站；而民用电梯不带有应急自救装置，停电或电梯发生故障时，只能联系并等待外界救援。

3.3 适应性

民用电梯一般用在住宅楼、办公楼、商业楼宇等场所，对桥塔内腔等高盐高湿等场所的适应性差，易发生故障。而SC型齿轮齿条式升降机适应于环境恶劣的场所，此点在建筑施工中早已得到验证。而且SC型齿轮齿条式升降机主要承载结构自成体系，对建筑的依赖低。它在吊笼顶安装有驱动装置，通过齿轮和齿条传动系统，两者相互配合，从而实现升降机的上升和下降；而多数民用电梯部件固定于建筑物上，主要承载由建筑物承受，它的上下运动则是通过钢丝绳和曳引机来实现的，受塔柱内腔的形状与尺寸限制，且难以满足在倾斜式大桥塔柱内安装的需要（见图2）。

图2 在塔柱内腔的应用

4 结语

SC型桥塔内养护专用升降机在桥塔内腔安装及养护检修中的应用是完全可行的。而且在费用、安全、适应性方面均有明显优势。整机经设计、生产、安装交付用户使用后，用户反映产品运行良好，对整机稳定性、可靠性和振动性都感到满意，得到了用户的好评。