基于斜拉橋主塔液壓自爬模施工安全防護(hù)技術(shù)分析

杜皇飛

關(guān)鍵詞：斜拉橋;主塔液壓自爬模;施工;安全防護(hù)技術(shù)

斜拉橋主塔液壓自爬模施工原理是，將液壓油缸固定在爬架上，助力導(dǎo)軌提升，導(dǎo)軌提升到位后與上部爬架懸掛件相連接，爬架與模板體系則通過(guò)頂升液壓油缸沿著導(dǎo)軌進(jìn)行爬升。液壓爬模爬升具有較強(qiáng)的安全性和平穩(wěn)性，可有效提高施工效率，大大減輕施工人員的工作量[1]。標(biāo)準(zhǔn)化液壓爬模體系具有剛度較大、自重輕以及安裝、脫模便捷的特點(diǎn)，在橋梁工程施工中有著廣泛應(yīng)用。

工程簡(jiǎn)介

南莊大道東延（南莊大道接霧崗路南延）工程西起于禪西大道西側(cè)中石化加油站處，順接現(xiàn)在南莊大道，南莊大道東延（南莊大道接霧崗路南延）工程施工（SG-02）主線樁號(hào)為K2+100～K3+890，長(zhǎng)約1.79 km（（同時(shí)包含1+378.594～K2+100范圍內(nèi)的綠化、路燈、交通工程，人行道等工程）。線路標(biāo)準(zhǔn)段路基橫斷面寬40m，南莊側(cè)橋梁引道段及引橋段標(biāo)準(zhǔn)橫斷面寬均為59m，石灣側(cè)引橋段及引道段標(biāo)準(zhǔn)橫斷面寬均為54m。項(xiàng)目路基段均為軟土路基，設(shè)計(jì)采用CFG樁或淺層換填進(jìn)行軟基處理，路面為瀝青混凝土路面。

項(xiàng)目包含特大橋1座，橋長(zhǎng)1004.5m，主橋?yàn)閱嗡p索面混合梁斜拉橋，跨徑布置為65+75+268m，橋?qū)?6.5m，主梁為混合式箱型梁，中跨主梁為鋼箱梁、邊跨主梁為預(yù)應(yīng)力砼箱梁（塔梁固結(jié)），鋼混段設(shè)在主跨距離主塔15m處;主塔為寶瓶形橋塔，總高151m，橋面以上高約133.5m，塔柱截面形式為單室箱型截面，主塔斜拉索錨固區(qū)采用鋼錨箱錨固形式;斜拉索采用高強(qiáng)鍍鋅平行鋼絲成品索，全橋共布置40對(duì)（80根）斜拉索，中跨標(biāo)準(zhǔn)索距為12m，邊跨為6m，拉索水平傾角27°～76°，最大索長(zhǎng)278m。西岸引橋長(zhǎng)210m ，為7×30m預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁;東岸引橋長(zhǎng)387m，跨徑布置為（27+2×26.5m）預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁+46.5m鋼砼鋼箱梁+（26+2×27+6×30m）預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁。

二、技術(shù)重難點(diǎn)

（一）施工重點(diǎn)

1、主塔起步段采用支架立模施工工藝進(jìn)行施工，其它節(jié)段采用液壓自爬模系統(tǒng)進(jìn)行施工;下橫梁與相應(yīng)塔柱節(jié)段同步分層澆筑;中、上橫梁與相應(yīng)塔柱節(jié)段同步分層澆筑完成。

塔柱起步段（3.8m高）含2.0m厚實(shí)心段，施工時(shí)塔柱起步段混凝土開(kāi)裂的風(fēng)險(xiǎn)大，按照大體積混凝土施工工藝措施進(jìn)行控制（內(nèi)部設(shè)置冷卻水管通水冷卻）。

2、塔柱模板采用木梁膠合板模板體系（采用WISA板、木工字梁與雙槽鋼背楞等組成，圓弧塔柱節(jié)段及圓弧倒角部分采用大塊定型鋼模結(jié)構(gòu)。

3、為避免塔柱因施工荷載和自重產(chǎn)生過(guò)大的橫向水平位移，施工中塔柱時(shí)在主塔間設(shè)置主動(dòng)橫撐（水平臨時(shí)支撐，對(duì)支撐施加頂推力）。

4、在主塔左右幅塔柱的外側(cè)分別設(shè)置一臺(tái)TC8039型和TC7035型塔吊，作為施工時(shí)材料、模板及小型機(jī)具的起重吊裝設(shè)備。

5、主塔施工時(shí)共布置三臺(tái)SC200/200型電梯以供人員上下通行（在中塔柱布置2臺(tái)SC200/200型斜爬電梯、上塔柱布置一臺(tái)SC200/200型直爬電梯）。

6、鋼錨箱由有資質(zhì)的專業(yè)廠家異地加工，塔柱施工時(shí)先施工相應(yīng)的鋼錨箱支撐牛腿，通過(guò)塔吊吊裝、液壓調(diào)位系統(tǒng)定位。

（二）施工難點(diǎn)

1、主塔下橫梁為塔梁固結(jié)體，下橫梁與相應(yīng)塔柱節(jié)段同步施工，因下橫梁有縱坡、及梁底邊坡，調(diào)平支架制作種類多;下橫梁長(zhǎng)14.2m，寬38.5m，支架搭設(shè)工作量大。

2、中上橫梁采用高空托架施工，且主塔內(nèi)側(cè)爬架遇橫梁部分需多次拆除及安裝，高空作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)大;

3、鋼錨箱位于上塔柱內(nèi)箱，吊裝后需設(shè)置定位、限位系統(tǒng)，安裝精度控制要求難度較大，且首節(jié)鋼錨箱重29.4t，考慮塔吊的吊裝能力，需通過(guò)分段加工、吊裝。

三、斜拉橋主塔液壓自爬模施工中重大風(fēng)險(xiǎn)的辨識(shí)和分析

根據(jù)該工程的具體地形地貌的特點(diǎn)及技術(shù)特點(diǎn)，對(duì)該項(xiàng)目主塔液壓自爬模施工重大風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行有效識(shí)別與分析，分析結(jié)果如下[3]：（1）高處墜落。風(fēng)險(xiǎn)隱患主要包括施工作業(yè)平臺(tái)沒(méi)有滿鋪或者遭受破損;未對(duì)平臺(tái)轉(zhuǎn)角位置設(shè)置防護(hù)措施或者防護(hù)措施設(shè)置的不規(guī)范;平臺(tái)內(nèi)預(yù)留孔口未進(jìn)行封閉處理或者受到破壞;平臺(tái)間沒(méi)有設(shè)置人員上下安全爬梯或者設(shè)置得不符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn);平臺(tái)四周臨邊未設(shè)置防護(hù)欄或者設(shè)置的不規(guī)范;施工人員在作業(yè)中沒(méi)有按照規(guī)定系安全帶以及穿戴防滑鞋。（2）起重傷害。大多施工人員存在無(wú)證上崗的情況，這些人員均沒(méi)有接受正規(guī)的崗前培訓(xùn)，并未建立良好的安全防范意識(shí)，以致在施工過(guò)程中出現(xiàn)了違規(guī)操作行為。再加上對(duì)起重設(shè)備的維修與保障工作不到位，導(dǎo)致設(shè)備的附著性強(qiáng)度不夠。此外，在吊裝區(qū)域內(nèi)并未設(shè)置警戒，開(kāi)展吊裝作業(yè)時(shí)，相關(guān)操作人員并未將“十不吊”準(zhǔn)則落實(shí)，再加上惡劣環(huán)境的影響，都有可能埋下安全隱患。（3）物體打擊。這類風(fēng)險(xiǎn)隱患主要包括以下幾個(gè)方面：垂直交叉區(qū)域未設(shè)置規(guī)范的安全通道防護(hù)棚;平臺(tái)未滿鋪或者有孔洞;施工人員隨意拋物;施工材料未按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行堆放;未能及時(shí)清理廢棄材料;作業(yè)平臺(tái)未安裝擋腳板;通行區(qū)域未設(shè)置警戒區(qū)域。（4）模板坍塌。這類風(fēng)險(xiǎn)隱患主要包括以下幾個(gè)方面：爬模模板未與主塔鋼筋進(jìn)行臨時(shí)固結(jié);爬模系統(tǒng)連接件安裝不牢固;爬模預(yù)埋件安裝不規(guī)范，在施工過(guò)程中致使拉桿的強(qiáng)度大大降低;爬升中出現(xiàn)違規(guī)操作;未能定期對(duì)爬升系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和 保養(yǎng)，導(dǎo)致爬模液壓設(shè)備帶故障作業(yè);爬模主要承重件出現(xiàn)了嚴(yán)重磨損，使其強(qiáng)度大大降低。（5）觸電傷害。這類隱患主要包括：電力維修無(wú)人員監(jiān)護(hù);未遵循用電標(biāo)準(zhǔn);違章使用燈具;漏電保護(hù)器的安裝步驟不規(guī)范;漏電保護(hù)器發(fā)生故障而失靈;施工現(xiàn)場(chǎng)的電線發(fā)生破損;電箱進(jìn)水漏電;接地接零時(shí)未按照規(guī)范操作。

四、斜拉橋主塔液壓自爬模施工安全防護(hù)措施

（一）積極引入BIM技術(shù)，提升項(xiàng)目工效

科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，根據(jù)項(xiàng)目的特點(diǎn)，積極引進(jìn)并開(kāi)展了BIM技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用工作，建立了項(xiàng)目BIM信息化模型。在模型建立的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)初步設(shè)計(jì)圖紙中存在的有關(guān)設(shè)計(jì)問(wèn)題，通過(guò)碰撞檢查，及時(shí)向設(shè)計(jì)方進(jìn)行反饋調(diào)整，提高項(xiàng)目圖紙會(huì)審的工效。

（二）風(fēng)水電專業(yè)圖紙會(huì)審及深化設(shè)計(jì)

Revit可以對(duì)協(xié)同設(shè)計(jì)建立的BIM模型進(jìn)行碰撞檢查操作，其軟件自帶的碰撞檢查功能可以根據(jù)自動(dòng)生成的沖突報(bào)告，通過(guò)“顯示”功能準(zhǔn)確地查找到碰撞點(diǎn)。根據(jù)模型建立過(guò)程中出現(xiàn)的相關(guān)碰撞，向設(shè)計(jì)單位提出相關(guān)問(wèn)題，并根據(jù)模型針對(duì)性地提出優(yōu)化建議。

（三）鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)圖紙深化設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)共計(jì)約1萬(wàn)余噸，鋼結(jié)構(gòu)數(shù)量巨大，設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)圖紙僅做了相關(guān)的要求，未明確具體的加工尺寸、結(jié)構(gòu)形式等相關(guān)信息。為了確保加工的精確性，利用Tekla軟件進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計(jì)工作，通過(guò)使用三維設(shè)計(jì)軟件，準(zhǔn)確繪制了三維空間模型，并轉(zhuǎn)化成精確的加工圖紙和安裝圖紙，提供了所需的一切精確數(shù)據(jù)。對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，經(jīng)原設(shè)計(jì)單位核查后進(jìn)行加工，極大程度地解決了加工和安裝的問(wèn)題[4]。

（四）基于BIM技術(shù)工程量計(jì)算

建筑工程和傳統(tǒng)的道路橋梁工程有所差別，所有的配筋都是以101圖集的形式進(jìn)行標(biāo)注，無(wú)具體的配筋形式，需根據(jù)集中標(biāo)注、原位標(biāo)注的信息進(jìn)行鋼筋的翻樣計(jì)算。通過(guò)鋼筋的BIM模型對(duì)工程量進(jìn)行精確的統(tǒng)計(jì)復(fù)核工作。同時(shí)利用建立的模型可以生成下料單，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行下料，復(fù)核施工作業(yè)隊(duì)伍的工程量。

（五）積極開(kāi)展方案比選，優(yōu)化施工方案

為了保障施工方案的科學(xué)性及合理性，方案比選可以從以下幾個(gè)方面入手[5]：（1）樁基施工方案比選： 鉆孔樁成孔可采用旋挖鉆、沖擊鉆施工工藝。項(xiàng)目對(duì)成本、施工質(zhì)量等方面進(jìn)行討論，最終確定主墩基樁采用旋挖鉆孔灌注樁的施工工藝，引橋基樁采用沖擊鉆施工工藝;（2）承臺(tái)施工方案比選：承臺(tái)施工可采用木模板、塑料模板和磚胎膜。本項(xiàng)目對(duì)三種模板的優(yōu)缺點(diǎn)，施工工期、成本、安全性及施工質(zhì)量方面進(jìn)行對(duì)比分析，最終確定采用鋼模板進(jìn)行承臺(tái)施工;（3）現(xiàn)澆梁施工方案比選：現(xiàn)澆梁可采用搭設(shè)滿堂支架的方式施工，可采用鋼管支架施工。根據(jù)初步設(shè)計(jì)圖紙統(tǒng)計(jì)，項(xiàng)目對(duì)兩種支架材料特性、成本、工期、安全性等方面進(jìn)行論證，最終確定鋼管支架方案進(jìn)行現(xiàn)澆梁施工;（4）橋墩施工方案比選：橋墩施工模板可采用木模板、鋼模板?？紤]施工工期、成本、施工安全及施工質(zhì)量，項(xiàng)目經(jīng)論證分析，確定采用鋼模板;

（六）技術(shù)信息化

項(xiàng)目試驗(yàn)室積極配合公司開(kāi)展試驗(yàn)培訓(xùn)視頻的錄制工作，并生成二維碼在全公司推廣，將技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)密切結(jié)合，提高員工技能水平的同時(shí)也帶動(dòng)了員工的積極性。

（七）建立實(shí)體模型，提升項(xiàng)目管控水平

本項(xiàng)目高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為了使項(xiàng)目管理人員能夠更清楚、直觀地了解項(xiàng)目的工程特點(diǎn)，制作了沙盤模型。同時(shí)為了規(guī)范砌體結(jié)構(gòu)施工，項(xiàng)目建立了標(biāo)準(zhǔn)件樣品展示區(qū)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)樣品引領(lǐng)的方式，以提高現(xiàn)場(chǎng)的施工質(zhì)量。

（八）機(jī)制砂的研發(fā)與使用

自項(xiàng)目開(kāi)工以來(lái)，先后經(jīng)歷了“瘋狂的砂子”和“瘋狂的石頭”，嚴(yán)重影響項(xiàng)目的施工進(jìn)度和總體經(jīng)營(yíng)成本。為合理確定并有效控制工程成本，確保工程質(zhì)量，滿足品質(zhì)工程要求，在相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)研究下，成立機(jī)制砂推廣應(yīng)用小組，項(xiàng)目積極響應(yīng)并展開(kāi)對(duì)機(jī)制砂配合比的研發(fā)，成功得到監(jiān)理和業(yè)主的認(rèn)可，并推廣應(yīng)用于生產(chǎn)中，保證了生產(chǎn)的持續(xù)進(jìn)行的同時(shí)節(jié)約了項(xiàng)目成本。經(jīng)實(shí)踐證明，機(jī)制砂的應(yīng)用在節(jié)約混凝土拌制成本方面發(fā)揮著十分重要的作用[6]。五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，斜拉橋主塔液壓自爬模施工具有較強(qiáng)的復(fù)雜性和技術(shù)性，大大增加了施工中安全管理的難度。因此，各相關(guān)單位應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際施工需求，不斷的探索和總結(jié)，從而制定并完善一系列的安全管理措施，同時(shí)進(jìn)一步地完善安防技術(shù)，從而獲得更加理想的安全防護(hù)效果。此外，安全生產(chǎn)工作重在落實(shí)，這就要求施工現(xiàn)場(chǎng)的管理人員嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，加強(qiáng)重視安全管理措施的全面落實(shí)，力求從根源上消除一切安全隱患，確保斜拉橋主塔液壓自爬模施工安全、有序、高效地開(kāi)展。

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