基于斜拉橋主塔液壓自爬模施工安全防護技術分析

杜皇飛

關鍵詞：斜拉橋;主塔液壓自爬模;施工;安全防護技術

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，助力導軌提升，導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頂升液壓油缸沿著導軌進行爬升。液壓爬模爬升具有較強的安全性和平穩性，可有效提高施工效率，大大減輕施工人員的工作量[1]。標準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，在橋梁工程施工中有著廣泛應用。

工程簡介

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中石化加油站處，順接現在南莊大道，南莊大道東延（南莊大道接霧崗路南延）工程施工（SG-02）主線樁號為K2+100～K3+890，長約1.79 km（（同時包含1+378.594～K2+100范圍內的綠化、路燈、交通工程，人行道等工程）。線路標準段路基橫斷面寬40m，南莊側橋梁引道段及引橋段標準橫斷面寬均為59m，石灣側引橋段及引道段標準橫斷面寬均為54m。項目路基段均為軟土路基，設計采用CFG樁或淺層換填進行軟基處理，路面為瀝青混凝土路面。

項目包含特大橋1座，橋長1004.5m，主橋為單塔雙索面混合梁斜拉橋，跨徑布置為65+75+268m，橋寬36.5m，主梁為混合式箱型梁，中跨主梁為鋼箱梁、邊跨主梁為預應力砼箱梁（塔梁固結），鋼混段設在主跨距離主塔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，主塔斜拉索錨固區采用鋼錨箱錨固形式;斜拉索采用高強鍍鋅平行鋼絲成品索，全橋共布置40對（80根）斜拉索，中跨標準索距為12m，邊跨為6m，拉索水平傾角27°～76°，最大索長278m。西岸引橋長210m ，為7×30m預應力混凝土小箱梁;東岸引橋長387m，跨徑布置為（27+2×26.5m）預應力混凝土小箱梁+46.5m鋼砼鋼箱梁+（26+2×27+6×30m）預應力混凝土小箱梁。

二、技術重難點

（一）施工重點

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

塔柱起步段（3.8m高）含2.0m厚實心段，施工時塔柱起步段混凝土開裂的風險大，按照大體積混凝土施工工藝措施進行控制（內部設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，圓弧塔柱節段及圓弧倒角部分采用大塊定型鋼模結構。

3、為避免塔柱因施工荷載和自重產生過大的橫向水平位移，施工中塔柱時在主塔間設置主動橫撐（水平臨時支撐，對支撐施加頂推力）。

4、在主塔左右幅塔柱的外側分別設置一臺TC8039型和TC7035型塔吊，作為施工時材料、模板及小型機具的起重吊裝設備。

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

6、鋼錨箱由有資質的專業廠家異地加工，塔柱施工時先施工相應的鋼錨箱支撐牛腿，通過塔吊吊裝、液壓調位系統定位。

（二）施工難點

1、主塔下橫梁為塔梁固結體，下橫梁與相應塔柱節段同步施工，因下橫梁有縱坡、及梁底邊坡，調平支架制作種類多;下橫梁長14.2m，寬38.5m，支架搭設工作量大。

2、中上橫梁采用高空托架施工，且主塔內側爬架遇橫梁部分需多次拆除及安裝，高空作業安全風險大;

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

三、斜拉橋主塔液壓自爬模施工中重大風險的辨識和分析

根據該工程的具體地形地貌的特點及技術特點，對該項目主塔液壓自爬模施工重大風險因素進行有效識別與分析，分析結果如下[3]：（1）高處墜落。風險隱患主要包括施工作業平臺沒有滿鋪或者遭受破損;未對平臺轉角位置設置防護措施或者防護措施設置的不規范;平臺內預留孔口未進行封閉處理或者受到破壞;平臺間沒有設置人員上下安全爬梯或者設置得不符合規范標準;平臺四周臨邊未設置防護欄或者設置的不規范;施工人員在作業中沒有按照規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證上崗的情況，這些人員均沒有接受正規的崗前培訓，并未建立良好的安全防范意識，以致在施工過程中出現了違規操作行為。再加上對起重設備的維修與保障工作不到位，導致設備的附著性強度不夠。此外，在吊裝區域內并未設置警戒，開展吊裝作業時，相關操作人員并未將“十不吊”準則落實，再加上惡劣環境的影響，都有可能埋下安全隱患。（3）物體打擊。這類風險隱患主要包括以下幾個方面：垂直交叉區域未設置規范的安全通道防護棚;平臺未滿鋪或者有孔洞;施工人員隨意拋物;施工材料未按照標準規范進行堆放;未能及時清理廢棄材料;作業平臺未安裝擋腳板;通行區域未設置警戒區域。（4）模板坍塌。這類風險隱患主要包括以下幾個方面：爬模模板未與主塔鋼筋進行臨時固結;爬模系統連接件安裝不牢固;爬模預埋件安裝不規范，在施工過程中致使拉桿的強度大大降低;爬升中出現違規操作;未能定期對爬升系統進行維護和 保養，導致爬模液壓設備帶故障作業;爬模主要承重件出現了嚴重磨損，使其強度大大降低。（5）觸電傷害。這類隱患主要包括：電力維修無人員監護;未遵循用電標準;違章使用燈具;漏電保護器的安裝步驟不規范;漏電保護器發生故障而失靈;施工現場的電線發生破損;電箱進水漏電;接地接零時未按照規范操作。

四、斜拉橋主塔液壓自爬模施工安全防護措施

（一）積極引入BIM技術，提升項目工效

科學技術是第一生產力，根據項目的特點，積極引進并開展了BIM技術的相關應用工作，建立了項目BIM信息化模型。在模型建立的過程中發現初步設計圖紙中存在的有關設計問題，通過碰撞檢查，及時向設計方進行反饋調整，提高項目圖紙會審的工效。

（二）風水電專業圖紙會審及深化設計

Revit可以對協同設計建立的BIM模型進行碰撞檢查操作，其軟件自帶的碰撞檢查功能可以根據自動生成的沖突報告，通過“顯示”功能準確地查找到碰撞點。根據模型建立過程中出現的相關碰撞，向設計單位提出相關問題，并根據模型針對性地提出優化建議。

（三）鋼結構專業圖紙深化設計

本項目鋼結構共計約1萬余噸，鋼結構數量巨大，設計單位的設計圖紙僅做了相關的要求，未明確具體的加工尺寸、結構形式等相關信息。為了確保加工的精確性，利用Tekla軟件進行鋼結構的深化設計工作，通過使用三維設計軟件，準確繪制了三維空間模型，并轉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據。對相關設計節點進行設計，經原設計單位核查后進行加工，極大程度地解決了加工和安裝的問題[4]。

（四）基于BIM技術工程量計算

建筑工程和傳統的道路橋梁工程有所差別，所有的配筋都是以101圖集的形式進行標注，無具體的配筋形式，需根據集中標注、原位標注的信息進行鋼筋的翻樣計算。通過鋼筋的BIM模型對工程量進行精確的統計復核工作。同時利用建立的模型可以生成下料單，指導現場進行下料，復核施工作業隊伍的工程量。

（五）積極開展方案比選，優化施工方案

為了保障施工方案的科學性及合理性，方案比選可以從以下幾個方面入手[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。項目對成本、施工質量等方面進行討論，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）承臺施工方案比選：承臺施工可采用木模板、塑料模板和磚胎膜。本項目對三種模板的優缺點，施工工期、成本、安全性及施工質量方面進行對比分析，最終確定采用鋼模板進行承臺施工;（3）現澆梁施工方案比選：現澆梁可采用搭設滿堂支架的方式施工，可采用鋼管支架施工。根據初步設計圖紙統計，項目對兩種支架材料特性、成本、工期、安全性等方面進行論證，最終確定鋼管支架方案進行現澆梁施工;（4）橋墩施工方案比選：橋墩施工模板可采用木模板、鋼模板。考慮施工工期、成本、施工安全及施工質量，項目經論證分析，確定采用鋼模板;

（六）技術信息化

項目試驗室積極配合公司開展試驗培訓視頻的錄制工作，并生成二維碼在全公司推廣，將技術與網絡密切結合，提高員工技能水平的同時也帶動了員工的積極性。

（七）建立實體模型，提升項目管控水平

本項目高空作業風險高，結構復雜，為了使項目管理人員能夠更清楚、直觀地了解項目的工程特點，制作了沙盤模型。同時為了規范砌體結構施工，項目建立了標準件樣品展示區，通過標準樣品引領的方式，以提高現場的施工質量。

（八）機制砂的研發與使用

自項目開工以來，先后經歷了“瘋狂的砂子”和“瘋狂的石頭”，嚴重影響項目的施工進度和總體經營成本。為合理確定并有效控制工程成本，確保工程質量，滿足品質工程要求，在相關領導研究下，成立機制砂推廣應用小組，項目積極響應并展開對機制砂配合比的研發，成功得到監理和業主的認可，并推廣應用于生產中，保證了生產的持續進行的同時節約了項目成本。經實踐證明，機制砂的應用在節約混凝土拌制成本方面發揮著十分重要的作用[6]。五、結束語

綜上所述，斜拉橋主塔液壓自爬模施工具有較強的復雜性和技術性，大大增加了施工中安全管理的難度。因此，各相關單位應當結合實際施工需求，不斷的探索和總結，從而制定并完善一系列的安全管理措施，同時進一步地完善安防技術，從而獲得更加理想的安全防護效果。此外，安全生產工作重在落實，這就要求施工現場的管理人員嚴格按照相關標準和規范，加強重視安全管理措施的全面落實，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、高效地開展。

參考文獻：

[1]劉晨， 梁茵. 淺談斜拉橋主塔液壓自爬模施工安全防護技術[J]. 中國科技縱橫， 2020（5）：2-3.

[2]潘寶利. 海上鉆石型索塔液壓爬模施工安全風險管控要點探究[J]. 城市道橋與防洪， 2020（11）：5-6.

[3]朱書敏. 洛溪大橋拓寬工程主塔液壓爬模施工技術研究[J]. 智能建筑與工程機械， 2020， 2（7）：2-3.

[4]馮小雨， 歐陽衛鋒. 高塔柱路橋液壓爬模施工測量控制技術探究[J]. 華東公路， 2021（4）：3-4.

[5]甘增偉， 陳富華， 龔加有. 山區橋梁高墩液壓自爬模施工技術研究[J]. 交通世界， 2021（30）：3-4.

[6]高捷. 空心薄壁高墩液壓自爬模施工技術在公路橋梁中的應用[J]. 工程建設與設計， 2020（11）：3-4.