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摘要：本文从人工挖孔桩孔内作业存在的困难分析，确定了研制一种能用于孔内自升降的重要意义，该装置旨在为施工人员在孔内作业及垂直上下提供便利的作业平台和可靠的安全保障。根据对该装置功能的期望，设计出了该装置的模型。利用Autodesk Inventor软件对模型各受力部件进行了受力分析，结果表明该模型承载能力能够满足施工人员作业需要并有可靠的安全余度。该装置加工成型后，投入施工现场应用，效果良好，安全高效。
关键词：孔内作业；作业平台；自升降；建模；承载了分析
前言
输电线路工程远距离输送电力时经常需要须经过山区，为了便于施工，铁塔基础常采用人工挖孔桩基础，该基础形式需要人工在孔内作业。人工挖孔桩最大深度可达40m、最大直径达到2.5m，绝大部分的桩深在20m以下、桩径在2m左右。挖孔桩在挖孔作业时采用辊轴式提土机或者电动提土机进行提土作业，大直径桩成孔后钢筋笼的绑扎都是在孔内绑扎，作业人员须直接攀爬钢筋笼进行绑扎作业，对钢筋笼初始定位成形产生很大影响，存在安全风险和质量隐患，如图1所示。目前市场上没有专用的人工挖孔桩施工平台，各施工单位一般采用简易提土机吊装人员上下。根据现场实际调研，有必要研制一种作业平台解决人工挖方便孔桩钢筋笼绑扎和混凝土振捣施工作业，同时提高孔内作业人员的安全保障。该装置研制成功后，对于大直径挖孔桩钢筋笼绑扎、混凝土浇筑等方面可以提高作业人员的安全，对桩基施工内在质量工艺将有较大幅度的提升。
图2 挖孔桩自升降平台设计图
2 建立模型受力分析
为保证该挖孔桩自升降平台结构设计满足受力要求，在产品生产试用前利用Autodesk Inventor Professional对该结构装置中除标准件以外的零部件（顶部钢板部件、支撑钢管等）进行力学分析，以便对受力过大，不满足现场实际作业要求的零部件进行改进。
受力分析的模拟工况为：挖孔桩自升降平台荷载两名施工人员进行人工挖孔桩基础挖孔作业，按载重200kg（两个施工人员和所挖土的最大允许重量之和）计算，平台自重72kg（2.5m平台拼装后的重量）进行分析，吊笼总重为2.72kN。如图3所示，在模拟工况下，顶板应力最大处出现在连接钢板处，最大值为65.91Mpa，远小于钢材的设计最大应力235Mpa。
图4(a) 模拟工况下吊钩应力图 图4(b) 模拟工况下吊钩位移图
3 实用测试
如图5所示，将挖孔桩自升降平台系统加工制作后在施工现场作实用测试，测试结构表明：平台各种标准模块进行组合连接顺利；三脚架安装稳定，使用时架体稳定、无明显晃动；动力系统及制动系统运转良好；平台工作良好，便于施工人员站在其上作业。
图5(a) 平台实用实物图 图5(b) 平台实用实物图
4 结论
挖孔桩自升降平台重量轻，平台按照快速组装模块化设计加工，平台各组装件运输方便现场组装快捷，最大直径的平台拼装总重95kg。挖孔桩自升降平台安全系数高，各个组件均具备足够安全裕度，人员上下作业时另外悬挂一套速差进行二道保护。挖孔桩自升降平台操作方便，在桩基钢筋笼绑扎和混凝土施工项目中既能保障作业人员上下安全也有利于质量控制。
参考文献
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论文作者:许克克,杨平,刘峰,李光泽
论文发表刊物:《防护工程》2018年第28期
论文发表时间:2018/12/27
标签：作业论文; 平台论文; 挖孔论文; 钢筋论文; 装置论文; 工况论文; 受力论文; 《防护工程》2018年第28期论文;