基于斜拉桥主塔液压自爬模施工安全防护技术分析

杜皇飞

关键词：斜拉桥;主塔液压自爬模;施工;安全防护技术

斜拉桥主塔液压自爬模施工原理是，将液压油缸固定在爬架上，助力导轨提升，导轨提升到位后与上部爬架悬挂件相连接，爬架与模板体系则通过顶升液压油缸沿着导轨进行爬升。液压爬模爬升具有较强的安全性和平稳性，可有效提高施工效率，大大减轻施工人员的工作量[1]。标准化液压爬模体系具有刚度较大、自重轻以及安装、脱模便捷的特点，在桥梁工程施工中有着广泛应用。

工程简介

南庄大道东延（南庄大道接雾岗路南延）工程西起于禅西大道西侧中石化加油站处，顺接现在南庄大道，南庄大道东延（南庄大道接雾岗路南延）工程施工（SG-02）主线桩号为K2+100～K3+890，长约1.79 km（（同时包含1+378.594～K2+100范围内的绿化、路灯、交通工程，人行道等工程）。线路标准段路基横断面宽40m，南庄侧桥梁引道段及引桥段标准横断面宽均为59m，石湾侧引桥段及引道段标准横断面宽均为54m。项目路基段均为软土路基，设计采用CFG桩或浅层换填进行软基处理，路面为沥青混凝土路面。

项目包含特大桥1座，桥长1004.5m，主桥为单塔双索面混合梁斜拉桥，跨径布置为65+75+268m，桥宽36.5m，主梁为混合式箱型梁，中跨主梁为钢箱梁、边跨主梁为预应力砼箱梁（塔梁固结），钢混段设在主跨距离主塔15m处;主塔为宝瓶形桥塔，总高151m，桥面以上高约133.5m，塔柱截面形式为单室箱型截面，主塔斜拉索锚固区采用钢锚箱锚固形式;斜拉索采用高强镀锌平行钢丝成品索，全桥共布置40对（80根）斜拉索，中跨标准索距为12m，边跨为6m，拉索水平倾角27°～76°，最大索长278m。西岸引桥长210m ，为7×30m预应力混凝土小箱梁;东岸引桥长387m，跨径布置为（27+2×26.5m）预应力混凝土小箱梁+46.5m钢砼钢箱梁+（26+2×27+6×30m）预应力混凝土小箱梁。

二、技术重难点

（一）施工重点

1、主塔起步段采用支架立模施工工艺进行施工，其它节段采用液压自爬模系统进行施工;下横梁与相应塔柱节段同步分层浇筑;中、上横梁与相应塔柱节段同步分层浇筑完成。

塔柱起步段（3.8m高）含2.0m厚实心段，施工时塔柱起步段混凝土开裂的风险大，按照大体积混凝土施工工艺措施进行控制（内部设置冷却水管通水冷却）。

2、塔柱模板采用木梁胶合板模板体系（采用WISA板、木工字梁与双槽钢背楞等组成，圆弧塔柱节段及圆弧倒角部分采用大块定型钢模结构。

3、为避免塔柱因施工荷载和自重产生过大的横向水平位移，施工中塔柱时在主塔间设置主动横撑（水平临时支撑，对支撑施加顶推力）。

4、在主塔左右幅塔柱的外侧分别设置一台TC8039型和TC7035型塔吊，作为施工时材料、模板及小型机具的起重吊装设备。

5、主塔施工时共布置三台SC200/200型电梯以供人员上下通行（在中塔柱布置2台SC200/200型斜爬电梯、上塔柱布置一台SC200/200型直爬电梯）。

6、钢锚箱由有资质的专业厂家异地加工，塔柱施工时先施工相应的钢锚箱支撑牛腿，通过塔吊吊装、液压调位系统定位。

（二）施工难点

1、主塔下横梁为塔梁固结体，下横梁与相应塔柱节段同步施工，因下横梁有纵坡、及梁底边坡，调平支架制作种类多;下横梁长14.2m，宽38.5m，支架搭设工作量大。

2、中上横梁采用高空托架施工，且主塔内侧爬架遇横梁部分需多次拆除及安装，高空作业安全风险大;

3、钢锚箱位于上塔柱内箱，吊装后需设置定位、限位系统，安装精度控制要求难度较大，且首节钢锚箱重29.4t，考虑塔吊的吊装能力，需通过分段加工、吊装。

三、斜拉桥主塔液压自爬模施工中重大风险的辨识和分析

根据该工程的具体地形地貌的特点及技术特点，对该项目主塔液压自爬模施工重大风险因素进行有效识别与分析，分析结果如下[3]：（1）高处坠落。风险隐患主要包括施工作业平台没有满铺或者遭受破损;未对平台转角位置设置防护措施或者防护措施设置的不规范;平台内预留孔口未进行封闭处理或者受到破坏;平台间没有设置人员上下安全爬梯或者设置得不符合规范标准;平台四周临边未设置防护栏或者设置的不规范;施工人员在作业中没有按照规定系安全带以及穿戴防滑鞋。（2）起重伤害。大多施工人员存在无证上岗的情况，这些人员均没有接受正规的岗前培训，并未建立良好的安全防范意识，以致在施工过程中出现了违规操作行为。再加上对起重设备的维修与保障工作不到位，導致设备的附着性强度不够。此外，在吊装区域内并未设置警戒，开展吊装作业时，相关操作人员并未将“十不吊”准则落实，再加上恶劣环境的影响，都有可能埋下安全隐患。（3）物体打击。这类风险隐患主要包括以下几个方面：垂直交叉区域未设置规范的安全通道防护棚;平台未满铺或者有孔洞;施工人员随意抛物;施工材料未按照标准规范进行堆放;未能及时清理废弃材料;作业平台未安装挡脚板;通行区域未设置警戒区域。（4）模板坍塌。这类风险隐患主要包括以下几个方面：爬模模板未与主塔钢筋进行临时固结;爬模系统连接件安装不牢固;爬模预埋件安装不规范，在施工过程中致使拉杆的强度大大降低;爬升中出现违规操作;未能定期对爬升系统进行维护和 保养，导致爬模液压设备带故障作业;爬模主要承重件出现了严重磨损，使其强度大大降低。（5）触电伤害。这类隐患主要包括：电力维修无人员监护;未遵循用电标准;违章使用灯具;漏电保护器的安装步骤不规范;漏电保护器发生故障而失灵;施工现场的电线发生破损;电箱进水漏电;接地接零时未按照规范操作。

四、斜拉桥主塔液压自爬模施工安全防护措施

（一）积极引入BIM技术，提升项目工效

科学技术是第一生产力，根据项目的特点，积极引进并开展了BIM技术的相关应用工作，建立了项目BIM信息化模型。在模型建立的过程中发现初步设计图纸中存在的有关设计问题，通过碰撞检查，及时向设计方进行反馈调整，提高项目图纸会审的工效。

（二）风水电专业图纸会审及深化设计

Revit可以对协同设计建立的BIM模型进行碰撞检查操作，其软件自带的碰撞检查功能可以根据自动生成的冲突报告，通过“显示”功能准确地查找到碰撞点。根据模型建立过程中出现的相关碰撞，向设计单位提出相关问题，并根据模型针对性地提出优化建议。

（三）钢结构专业图纸深化设计

本项目钢结构共计约1万余吨，钢结构数量巨大，设计单位的设计图纸仅做了相关的要求，未明确具体的加工尺寸、结构形式等相关信息。为了确保加工的精确性，利用Tekla软件进行钢结构的深化设计工作，通过使用三维设计软件，准确绘制了三维空间模型，并转化成精确的加工图纸和安装图纸，提供了所需的一切精確数据。对相关设计节点进行设计，经原设计单位核查后进行加工，极大程度地解决了加工和安装的问题[4]。

（四）基于BIM技术工程量计算

建筑工程和传统的道路桥梁工程有所差别，所有的配筋都是以101图集的形式进行标注，无具体的配筋形式，需根据集中标注、原位标注的信息进行钢筋的翻样计算。通过钢筋的BIM模型对工程量进行精确的统计复核工作。同时利用建立的模型可以生成下料单，指导现场进行下料，复核施工作业队伍的工程量。

（五）积极开展方案比选，优化施工方案

为了保障施工方案的科学性及合理性，方案比选可以从以下几个方面入手[5]：（1）桩基施工方案比选： 钻孔桩成孔可采用旋挖钻、冲击钻施工工艺。项目对成本、施工质量等方面进行讨论，最终确定主墩基桩采用旋挖钻孔灌注桩的施工工艺，引桥基桩采用冲击钻施工工艺;（2）承台施工方案比选：承台施工可采用木模板、塑料模板和砖胎膜。本项目对三种模板的优缺点，施工工期、成本、安全性及施工质量方面进行对比分析，最终确定采用钢模板进行承台施工;（3）现浇梁施工方案比选：现浇梁可采用搭设满堂支架的方式施工，可采用钢管支架施工。根据初步设计图纸统计，项目对两种支架材料特性、成本、工期、安全性等方面进行论证，最终确定钢管支架方案进行现浇梁施工;（4）桥墩施工方案比选：桥墩施工模板可采用木模板、钢模板。考虑施工工期、成本、施工安全及施工质量，项目经论证分析，确定采用钢模板;

（六）技术信息化

项目试验室积极配合公司开展试验培训视频的录制工作，并生成二维码在全公司推广，将技术与网络密切结合，提高员工技能水平的同时也带动了员工的积极性。

（七）建立实体模型，提升项目管控水平

本项目高空作业风险高，结构复杂，为了使项目管理人员能够更清楚、直观地了解项目的工程特点，制作了沙盘模型。同时为了规范砌体结构施工，项目建立了标准件样品展示区，通过标准样品引领的方式，以提高现场的施工质量。

（八）机制砂的研发与使用

自项目开工以来，先后经历了“疯狂的砂子”和“疯狂的石头”，严重影响项目的施工进度和总体经营成本。为合理确定并有效控制工程成本，确保工程质量，满足品质工程要求，在相关领导研究下，成立机制砂推广应用小组，项目积极响应并展开对机制砂配合比的研发，成功得到监理和业主的认可，并推广应用于生产中，保证了生产的持续进行的同时节约了项目成本。经实践证明，机制砂的应用在节约混凝土拌制成本方面发挥着十分重要的作用[6]。五、结束语

综上所述，斜拉桥主塔液压自爬模施工具有较强的复杂性和技术性，大大增加了施工中安全管理的难度。因此，各相关单位应当结合实际施工需求，不断的探索和总结，从而制定并完善一系列的安全管理措施，同时进一步地完善安防技术，从而获得更加理想的安全防护效果。此外，安全生产工作重在落实，这就要求施工现场的管理人员严格按照相关标准和规范，加强重视安全管理措施的全面落实，力求从根源上消除一切安全隐患，确保斜拉桥主塔液压自爬模施工安全、有序、高效地开展。

参考文献：

[1]刘晨， 梁茵. 浅谈斜拉桥主塔液压自爬模施工安全防护技术[J]. 中国科技纵横， 2020（5）：2-3.

[2]潘宝利. 海上钻石型索塔液压爬模施工安全风险管控要点探究[J]. 城市道桥与防洪， 2020（11）：5-6.

[3]朱书敏. 洛溪大桥拓宽工程主塔液压爬模施工技术研究[J]. 智能建筑与工程机械， 2020， 2（7）：2-3.

[4]冯小雨， 欧阳卫锋. 高塔柱路桥液压爬模施工测量控制技术探究[J]. 华东公路， 2021（4）：3-4.

[5]甘增伟， 陈富华， 龚加有. 山区桥梁高墩液压自爬模施工技术研究[J]. 交通世界， 2021（30）：3-4.

[6]高捷. 空心薄壁高墩液压自爬模施工技术在公路桥梁中的应用[J]. 工程建设与设计， 2020（11）：3-4.