乌兰木伦河3号桥施工安全管理探讨

蓝玉品 张德赞 石明忠

摘要：文章以乌兰木伦河3号桥工程为例，介绍了钢管支架施工中钢拱桥上部结构的安全管理系统。通过使用LCD评价法对项目的风险源进行分析和评价，确定工程相应风险等级，并通过安全技术交底、安全教育培训及带班领导班前喊话提高安全教育效果，制定吊装安全验收和支架安全验收制度，采取有限空间气体监测制度以及其他安全管理制度，实现施工过程零事故。该工程上部结构施工安全管理方法的成功应用可为类似结构拱桥的安全管理提供经验借鉴。

关键词：钢拱桥;上部结构;安全管理;风险识别;验收制度

中图分类号：U445.1文献标识码：ADOI：10.13282/j.cnki.wccst.2021.01.009

文章編号：1673-4874（2021）01-0032-04

0引言

2020-03-02福平铁路天马山大桥施工现场发生事故致2死4伤;2020-06-29苏家梁、焦家畔风电工程发生吊车吊臂折断事故致1死3伤。在钢结构拱桥施工工程中吊装频繁，安全问题不容忽视。桥梁施工的安全管理是施工进度的重要保障，也是桥梁施工的基础[1]。对于市政桥梁施工安全来说，主要包含两个方面的涵义：（1）施工人员的安全;（2）桥梁本身工程的安全[2]。乌兰木伦河3号桥（下文简称“3号桥”）项目上部结构施工采用矩阵式钢管支架作为上部结构的托架，在施工过程中存在人员和钢构件的安全风险。为此，制定一系列安全管理措施保障3号桥施工顺利进行。

1工程概况

乌兰木伦河3号桥是国内首座双飞翼景观特大桥梁，跨径布置为（5+74+200+64+5）m，属于中承式复式钢箱拱桥，桥面变截面宽度为42～65m。桥梁上部主拱结构为飞翼式钢箱拱，向道路中心线外倾斜17°，副拱结构为内倾式钢箱拱，向道路中心线内倾45°。全桥共54个主拱吊装节段，63个副拱吊装节段，49个钢箱梁吊装节段。3号桥项目采用支架法进行桥梁建设，涉及起重吊运的主要工程包括：钢箱梁及拱肋支架吊装、钢箱梁节段吊装、拱肋节段吊装等。焊接涉及钢箱梁和拱肋的内外侧焊接、支架焊接与拼装等，主要使用二氧化碳焊机、乙炔或丙烷气割、等离子焊机等施工用具。

2上部结构施工风险识别

3号桥项目存在大量的上部钢结构吊装施工作业。根据公路工程施工安全技术规范（JTG F90- 2015），单件起吊重量在100kN及以上的起重吊装工程、钢箱梁吊装、跨度≥150m的钢拱肋安装施工等属于危险性较大工程[3]。3号桥项目主梁最重节段起吊重量为2035kN，跨度为338m，本项目拱肋最重节段起吊重量约为1500kN，跨度为192m，属于危险性较大分项工程。同时涉及到大量的有限空间作业、高处作业，使用的气瓶和焊机数量多，给各类气瓶及临时用电的安全管理增加难度和施工风险。因此，3号桥项目使用LCD评价法对上部结构施工过程进行风险分析和评价。

2.1LCD风险评价法

LCD评价法主要由发生事故的可能性L（见表1）、事故产生的后果C（见表2）、风险等级D（见表3）组成[4]，评价公式为L×C=D。D值划分为4个事故风险等级[5]。

2.2LCD风险评价结论

项目存在的较大风险源有：钢管支架搭设（D=25）、钢结构吊装（D=30）、有限空间作业（D=25）等。同时施工现场使用大量乙蚊丙烷气体进行钢管切割，大量的焊机用于支架焊接和钢结构焊接，在支架平台上施工作业的时间较长。因此，通过LCD评价法得出临时用电、气瓶管理和高处作业三个内容的风险等级D=20，为一般风险等级。其风险值与较大风险等级（D=25）相差5个数值，风险性较高。

根据LCD评价法，3号桥项目得到以下结论：增加人员的安全技术交代和安全培训教育形式，丰富教育途径，将当日带班领导班前喊话加入班前教育中，提升班前教育效果。建立安全验收制度，对吊装作业、支架进行安全验收。加强有限空间作业监管，对有限空间作业内的气体进行实时连续监测。加强气瓶管理、临时用电的安全监管。

3安全技术交底和安全培训教育

3号桥项目在指挥中心建立BIM+VR展厅，在安全技术交底及安全培训教育中采用文字加实景展示，多角度、多方法、多模式进行安全技术交底和安全培训教育。施工作业人员或者管理人员通过文字、图形、VR体验、BIM展示（三维模型）多渠道了解3号桥项目状况和人员作业场所的实际情况。让人员有极大的兴趣去进行了解和学习安全施工技术和安全知识，从而提高安全教育效果。

3号桥班前安全教育采用当日领导带班制，先对所有当日施工作业人员进行班前喊话，再由各自现场管理人员对各自管理的班组进行针对性的班前安全教育和个人劳保用品检查。相较于普通的班前教育，增加领导喊话环节，让施工作业人员感受到领导的关注。同时，带班领导监督班前教育的执行情况，避免班前教育未做到人员全覆盖，避免班前教育无效果和流于形式。劳务队负责人、项目领导和管理人员在开始作业前，对当日的施工情况、可能存在的问题或者前一日施工遗留问题进行面对面沟通、交流、解决，极大地提高了问题处置效率。

4安全验收制度

钢管支架和钢箱梁钢箱拱施工存在大量起重吊装工作，最高吊装高度达到72m，最大起重重量达到203t，起吊最高支架节段为34m，吊装的安全形势严峻。最高高度为68m的矩阵式钢管支架作为承托钢箱拱的受力结构，支架平台作为人员操作平台，支架结构的安全性不容忽视。因此，3号桥项目制定安全验收制度，确保吊装安全顺利进行。

4.1起重吊装前安全验收

工程项目所在地区气候多变，昼夜温差大，时常有九级阵风。根据施工作业人员的特点、施工场地和施工机械的特性，将吊装安全验收分为吊装环境安全验收、机械设备安全验收、人员状况安全验收。

4.1.1环境安全验收

工程项目所在的吊装环境对吊装安全影响较大，每次吊装前对吊装所在区域的温度、风速、风向进行检测，对起重机所在的场地稳固性进行验收，确保吊装作业时的环境因素符合方案要求，吊装时的天气不会对吊装作业安全产生威胁。

4.1.2机械设备安全验收

对吊装所使用的汽车吊、履带吊的卷扬机、液压装置、制动装置、防冲顶装置、支腿稳固性等进行检查。核对起重机械的性能是否符合施工方案要求，核对实际起重半径的最大起重重量是否大于起重构件的重量。对吊装的构件、吊耳、吊具进行安全验收，达到施工方案要求，方可进行吊装。

4.1.3人员状况安全验收

针对吊装人员进行吊装前的资格审查，确保人员操作资格满足规范要求。检查是否有指定人员进行吊装指挥，吊装指挥所需的工具是否可以正常使用。对驾驶起重吊装设备的人员进行酒精测试，符合要求方可进行驾驶操作。

4.2支架安全验收制度

3号桥项目支架最高为68m，其本身也作为一个重大风险源进行监管。在钢箱拱或钢箱梁吊装前，对支架进行安全验收，确保支架的安全性符合要求。

4.2.1支架垂直度验收

支架垂直度是支架安全的一个重要指标，需对支架垂直度进行安全验收。项目使用激光测量、靠尺法等多种方法测量，但激光测量法在地面投射的激光点过大、模糊并且出现异常抖动，不能测量数据，而靠尺测量的精度无法达到测量要求，最终选择铅锤线法进行测量。采用钢丝作为铅锤线，增加底部重量，减少横向风对测量数据的影响。测量出垂直度后，与施工方案中数值进行对比，符合要求或误差值在允许范围内即为验收合格，方可进行下一步施工流程。

4.2.2支架平台验收

支架平台是人员上下支架的休息平台，同时也作为施工操作平台，对其安全性要求较高。平台护栏材质采用角钢作为立柱，立柱间隔≤200cm，使用直径≥16mm的螺纹钢作为栏杆，两道栏杆间隔为60cm，栏杆总高度为120cm。由于顶层或次顶层的支架平台作为钢拱结构施工操作平台，人员施工作业时间较长，平台高度较高，因此，顶层和次顶层支架平台采用3道栏杆，栏杆总高度达到150cm。支架平台挡脚板高度≥20cm，挡脚板稳固无缺失。按规定平台上不得堆放杂物。在支架平台验收合格后允许进行下一步施工流程。

4.2.3支架焊接质量验收

在进行下一步施工流程前对支架各处焊接接口进行检查验收，确保支架各处焊口焊接质量符合施工要求，支架各处连接杆安装准确无遗漏，支架的安全性和使用功能达到施工要求。支架焊缝焊脚尺寸满足要求，焊缝饱满无气孔、咬边现象，支架各处焊口无漏焊、缺焊现象。支架各处连接杆安装偏差满足要求。对验收过程中不合格的地点进行标注、拍照，发布在工作群，并督促整改。根据检查问题的数量设置整改时间，整改结束后再根据标记及图片进行复检，并将整改后的图片发布在工作群完成信息闭合，复检合格后方可进行下一步施工流程。

5有限空间作业安全管理

钢箱梁和钢箱拱内部为有限空间，由于结构及施工要求，无法在每个工作面开设通风孔。当钢箱梁内部焊接施工时，焊接所产生的大量烟尘、一氧化碳、二氧化碳无法及时排出作业空间，导致存在作业人员中毒窒息的风险及箱梁爆炸的风险。因此，3号桥项目有限空间安全气体检测的重点是施工过程中的气体监控检测。

在进行施工作业前，由现场管理人员及安全管理人员到现场进行气体检测，填写有限空间作业申请表。管理人员检查施工作业人员的劳保用品是否佩戴齐全，劳保用品性能是否完好。检查合格后方可进入有限空间。

在施工作业过程中由管理人员进行连续性气体检测，采用仪器检查和活体检测双重检测方法实时监控作业场所气体变化，为施工作业人员提供双重保障。拍摄检测图片，填写有限空间作业申请表，保留监测数据，为后续施工做好气体波动分析。根据气体监测的数据变换，采取相应的措施，保证人员的生命安全。检测仪器发出预警时，立即停止作业，人员退出作业场所或增加通风措施。检测仪器发出报警，人员立即佩戴防毒面罩并撤离报警区域，管理人员采取相关应急措施，确保人员在有限空间中的作业环境保持在安全状态下。

在该制度下，3号桥项目成功实现气体实时监控和气体预警。在上部结构施工过程中，成功预警57 次，无报警情况发生。在人员接收到监测仪器的预警时，及时增加抽风机和送风机，保障了施工作业人员的安全，确保施工进度不受影响。

6其他安全管理制度

在上部结构施工过程中，需要进行钢箱梁和拱肋内外侧焊接作业，同时因工期紧张，大量的人员同时进行气割和焊接作业。因此，临时用电、危险气体管理、高处作业在LCD评价法中风险等级D=20，评价结果为一般风险。项目为风险等级D=20的内容制定相应安全管理制度，确保施工安全。

6.1临时用电安全管理

3号桥项目桥面施工作业面较为紧凑，施工中使用大量焊机、打磨机等机器，施工用电需求大，最多时上部结构施工区域同时有18个二级电箱，大约有120 个三级电箱。桥面上有大量的吊装作业，而电箱所用的电缆无法进行架空和埋地。3号桥项目根据现场实际情况，采用了电缆线套PC管明铺于桥面两边的形式。在日常临时用电的巡查中，增设电缆巡查，检查电缆外部套管是否损坏，从而避免出现电缆损坏导致钢结构带电等电气安全事故。

6.2危险气体安全管理

进行钢结构加工和焊接所需的二氧化碳气瓶、氧气、乙炔、丙烷的气瓶数量较多，将使用中的气瓶集中放置在固定点，气管容易缠绕，气管距离过长，气瓶风险增大，不利于施工的进行。因此将气瓶放置在气瓶推车中使用，既方便气瓶的搬运，也有防暴晒措施和倾倒措施，随施工点进行移动，便于进行施工作业。气瓶管理主要采用曰常安全巡查手段，检查气瓶是否放置在推车中，气瓶安全附件是否齐全，确保气瓶安全使用。

6.3高处作业安全管理

在支架搭设和上部結构安装时，人员需在高处进行焊接作业，因此，3号桥项目制定相应的安全管理制度。对高处作业人员进行作业前的酒精测试，作业前检查施工人员的安全带是否安全可靠，增加对高处施工作业巡查，要求管理人员到支架上进行安全作业监督。

7结语

本文以乌兰木伦河3号桥为例，详细阐述了钢管支架施工中钢拱桥上部结构的安全管理系统。通过技术交底和安全培训教育、安全验收制度、有限空间作业安全管理制度、其他安全管理制度四个方面，介绍项目中的重点安全管理内容，为同类型桥梁的施工安全管理提供宝贵经验，并得出以下结论：

（1）根据LCD评价法评估得到钢管支架施工钢拱桥上部结构的各风险的风险等级，为项目明确安全管理的重点。

（2）通过文字、图形、VR体验、BIM展示等多维度、多模式的技术交底和安全培训教育，可明显提高交底及培训质量。

（3）通过起重吊装安全验收、支架安全验收、有限空间气体连续监控排查风险，消除隐患;通过加强危险气体、临时用电、高处作业的安全管理，降低风险，避免安全生产事故的发生。

参考文献

[1]王作恒.桥梁施工现场安全管理探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2019（1）：127.

[2]刘欢欢.市政道路桥梁施工安全管理存在的问题及预防对策[J/OL].中文科技期刊数据库（全文版）工程技术，2018-01-15.

[3]JTGF90-2015，公路工程施工安全技术规范[S].

[4]齐维霞，高静.安全风险辨识及评价中存在的问题探讨[J].科技风，2019（19）：235.

[5]王孟飞，屈英杰，刘振乾.LEC法在建筑施工企业安全评价中的应用[J].安全，2018（8）：31-33.