甬江铁路斜拉桥索塔施工安全控制技术(共11页).doc

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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： 成品混凝土外观质量好，浇筑完的混凝土表面平整。 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。 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。 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。 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。 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 起步段模板安装后浇筑混凝土，施工人员在平台绑扎钢筋；模板拆除并后移，安装爬升导轨，爬架爬升；模板爬升到位后安装吊平台，绑扎钢筋后合模；浇筑混凝土并养护；拆模后模板后移，提升导轨，爬架爬升；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 导轨提升后埋件系统是否拆除；导轨提升到位后是否与附墙挂座连接牢固；架体爬升一个行程后是否拨掉承重销； 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；爬升到位后要是否插入承重销；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：爬升完毕上下换向盒是否调到爬升导轨位置；是否关闭所有阀门及电气设备；承重三角架附墙撑是否就位；爬模架体各构件连接是否牢固；爬模架体各个平台及护栏是否连接成整体；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。 图3索塔上塔柱施工 （2）操作平台荷载控制 索塔液压自爬模的所有荷载全部依靠四个方向的爬锥承受，每层平台的允许荷载见表1。 液压自爬模各平台允许荷载表表1 平台号 合模状态 （kg/m） 爬升状态 （kg/m） 总荷载 (t) 1# 300 10 2 2# 50 10 0.35 3# 50 10 0.35 4# 50 10 0.35 5# 100 100 0.7 6# 100 10 0.7 荷载说明：1#平台只允许站人、堆放材料及机具及绑扎钢筋用；2#及3#平台允许站人、堆放材料；4#平台允许站人、堆放材料及机具；5#平台允许站人、堆放材料及机具，为液压控制平台；6#平台只允许站人拆埋件及修补混凝土面用。所有堆放物应尽量由多根梁均匀承载，不可集中在跨中集中堆放。 （3）高空作业管理 索塔施工均属高处作业，必须严格按照现行建设工程施工安全技术操作规程操作，各类安全防护措施必须及时有效，使用前必须经过检验。安排专人检查模板吊钩、斜支撑及平台连接处螺栓是否松动，发现隐患及时排除。 （4）防止物体打击措施 传递物料、工具严禁抛掷，防止坠落伤人。操作平台上的工具必须放在指定的工具箱或储物柜内，平台上的混凝土碎块必须及时清理。 （5）特种设备管理 塔吊及施工电梯等特种设备，正式投入使用前必须按照中华人民共和国特种设备安全法做好特种设备的安装、检查验收和取证工作，操作人员必须依法取得特种设备操作证书方可上岗。 （6）台风期应对措施 关注台风预警，根据施工进度控制爬架是否爬升。爬架未爬升时，爬架定位在已经浇筑段混凝土上，拉紧模板四角拉杆；爬架爬升后，混凝土未浇筑时，及时安装内外模板拉杆，并拉紧四角拉杆。 已浇筑塔柱的模板拉杆不可拆除；爬架上的小形机具物件必须放到专用的储物箱内，并加盖上锁；爬架平台上不得有杂物，绳索必须拴紧或解除，不得在空中飘荡；整体检查完毕后，切断爬架总电源。 5 结语 经过17个月的施工，甬江主桥南北两岸索塔液压爬模顺利完成了全部66次的爬升作业，历经“菲特”等多个超强台风影响，未发生一起安全事故。索塔施工的安全防护措施取得了良好的效果，为类似工程提供了实例借鉴。 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