甬江铁路斜拉桥索塔施工安全控制技术

任世朋 白友武 朱元元

摘要：索塔施工均为高处作业、交叉作业、安全风险大；液压爬模安装、爬升、浇筑、拆除施工容易发生安全事故，以甬江铁路斜拉桥索塔施工为例，阐述液压自爬模施工索塔安全防护措施及控制要点，为同类索塔施工提供实例参考。

关键词：斜拉桥索塔；液压自爬模；安全控制；

中图分类号： C35 文献标识码： A

1 工程概况

自1993年引进液压自爬模系统后，在国内已有20余多年施工经验，成功运用于国内一些重大工程建设当中，例如：苏通大桥、杭州湾大桥、泰州长江大桥等[1-5]。

宁波铁路枢纽新建北环线工程的甬江主桥为钢箱混合梁斜拉桥，全长909.1m主跨468m，钻石型塔高177.91m。索塔由上塔柱、上横梁、中塔柱、下横梁、下塔柱组成。下塔柱为单箱单室结构，中塔柱两肢为单箱单室结构，上塔柱斜拉索锚固区为单箱双室钢锚箱－混凝土组合结构，见图1。

甬江南北两岸塔柱均采用北京卓良ZPM-100型自动爬模系统，单塔设33个施工节段，每节施工高度在4.8-6m，混凝土浇筑强度32m3/h。本研究以索塔施工过程中的危险源进行分析，并提出安全防护措施与管理对策。

图1索塔构造图

2液压爬模简介

2.1液压自爬模特点

液压自爬模具有结构合理，经济实用，标准化程度高等特点。具体来讲采用液压自爬模架体和钢木模板体系有6个方面优点：

①成品混凝土外观质量好，浇筑完的混凝土表面平整。

②采用钢木模板体系，有利于混凝土面的养护，在浇筑混凝土时模板吸收混凝土 中的水分，在后期混凝土凝固的过程中释放出水分，这样对整个混凝土施工非常有利。

③钢木模板体系采用维萨板作为面板，其后是工字形木梁，使用槽钢背楞连接成整体，模板刚度大、质量轻。

④爬模动力来源是本身自带的液压顶升系统，架体整体提升，可以保留放在架体平台上的常用工具，可以节省大量的人力物力，提高安全施工质量和施工效率。

⑤爬模架体受力效果很好，采用双埋件，单个架体的安全储备为4倍荷载，保证了高空施工的安全性。

⑥架体把索塔围成一圈，形成封闭的六层平台，保证高空作业安全性，每侧平台之间设置人行爬梯，见图2。

图2液压爬模构造图

2.2爬模结构体系

液压自爬模主要分为模板系统、预埋件部分、支架系统和液压系统四部分。模板系统采用强度高质量轻的工字木梁和多层胶合板组成；预埋件部分主要由埋件板、高强螺杆、受力螺栓和爬锥组成；支架系统主要由承重三脚架、后移装置、中平台、吊平台、导轨、附墙装置和主背楞组成；液压系统主要由液压泵站控制台、液压油缸、同步阀、胶管、液压阀和配电装置。

2.3爬升流程

①起步段模板安装后浇筑混凝土，施工人员在平台绑扎钢筋；②模板拆除并后移，安装爬升导轨，爬架爬升；③模板爬升到位后安装吊平台，绑扎钢筋后合模；④浇筑混凝土并养护；⑤拆模后模板后移，提升导轨，爬架爬升；⑥进入标准爬升阶段，绑扎钢筋后浇筑混凝土。

第一步 第二步 第三步

第四步 第五步 第六步

图3液压自爬模安装及爬升示意图

3液压自爬模危险源辨识

液压爬模巧妙的将支架系统和液压系统组合为一体，便于操作人员施工，安全性能比以往爬模有所提高。但爬模结构体系复杂，各工序危险源不尽相同，施工生产安全风险依然存在。

液压爬模施工涉及到高空作业、起重作业、交叉作业、特种设备作业等形式，安全风险高[6]。针对索塔施工危险源辨识，总结如下。

3.1支架坍塌

液压爬模属于典型的半自动化大型设备，涉及到爬模组拼、导轨及架体爬升、混凝土浇筑、爬模拆除等工序，如果操作不当或埋件部分存在隐患，均有可能造成支架坍塌等严重安全事故[7]。

3.2高处坠落

液压爬模施工均为高处作业，尤其是中塔柱和上塔柱施工高度均在30m以上属特级高处作业，如果安全防护措施不到位，一旦发生坠落事故，后果不堪想象。

3.3物体打击

索塔施工作业面狭窄，液压爬模施工外，还涉及到钢锚箱吊装、混凝土主梁施工等，立体交叉作业形式全面呈现。施工构配件容易发生掉落，对下方人员造成物体打击伤害。

4液压爬模的安全控制

从上述危险源辨识中得知，液压爬模是索塔施工过程安全控制的重中之重。下面将从准备过程、爬升过程、使用过程这三个阶段，依次分析其安全控制的要求及重点.

4.1准备过程的安全控制

液压爬模的施工准备过程需重点抓好以下三个方面：

（1）安全专项方案的和安全专项交底

施工前编制具有针对性、可操作性的安全专项方案，对存在的危险源进行辨识，制定切实可行的安全防护措施。

施工前由安质部和工程部对管理人员和施工人员进行培训，组织安全专项方案和安全专项技术交底，使作业人员熟知操作技能的应急处置措施。

（2）爬模安装与拆除

安装及拆卸外挂架、外模板的操作人员必须挂好安全带。工作前应先检查使用的工具是否牢固，扳手等工具必须用绳练挂在身上，以免掉落伤人。

拆模起吊前，应检查连接螺栓是否拆净，在确认无遗漏，并在模板与墙体完全脱离后，方准起吊。拆下的杆配件应以安全的方式运出和吊下，严禁向下抛掷。在拆除过程中，应作好配合、协调动作，禁止单人进行拆除较重杆件等危险性的作业。

模板吊装时要在下面标出工作区，用彩条旗加以围拦，暂停人员过往。

（3）使用前的验收

爬模安装完毕后，施工单位组织监理、爬模公司等单位人员对爬模安装进行检查验收，经验收合格后方可投入使用。验收合格后任何人不得擅自拆改，需局部拆改时，应经设计负责人同意，由架子工操作。

4.2液压爬模爬升的安全控制

爬升过程的安全控制分为爬升前检查、爬升过程控制和爬升到位后验收项目。

（1）爬升前检查项目

爬架爬升前砼强度是否大于15MPa，埋件位置与设计位置是否一致，受力螺栓及挂座是否安装牢固。爬模操作人员及通讯设备是否已到位，电控系统及液压系统是否正常。

架体爬升过程中是否清除所有障碍物，清除爬模上不必要的荷载及非操作人员撤离；后移拉杆及齿轮插销是否固定牢固，爬升导轨前上下换向盒是否调整到爬升导轨位置。

（2）爬升过程控制项目

①导轨提升后埋件系统是否拆除；②导轨提升到位后是否与附墙挂座连接牢固；③架体爬升一个行程后是否拨掉承重销；④

油缸不同步、架体遇到障碍等阻碍爬升状况应及时排除隐患；⑤爬升到位后要是否插入承重销；⑥防坠钢丝绳是否可靠有效。

（3）爬升结束验收

爬升结束后，需组织验收，验收重点包括：①爬升完毕上下换向盒是否调到爬升导轨位置；②是否关闭所有阀门及电气设备；③承重三角架附墙撑是否就位；④爬模架体各构件连接是否牢固；⑤爬模架体各个平台及护栏是否连接成整体；⑥各个平台的防护网及防坠网是否安装。

4.3施工过程的安全控制

控制要点主要包括作业平台防护、操作平台荷载控制、高空作业管理、防止物体打击措施等六个方面，分别阐述如下。

（1）作业平台防护

作业平台竖杆之间距离不超过2m，1#及4#平台护栏高度不小于1.3m，其它平台全封闭防护。

每层平台外侧设置0.25m高度挡脚板，然后安装直径4mm网眼间距50mm的防护栅栏；四面平台连接处安装柔性防坠安全网；爬模内侧和索塔间隙处安装带有合页的钢板封闭；1#和4#主平台的木板上铺设防火布。