李　然

(交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院交通工程檢測(cè)中心　北京　100013)

斜拉橋超寬掛籃施工安全風(fēng)險(xiǎn)分析與控制

李然

(交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院交通工程檢測(cè)中心北京100013)

摘要為研究公路斜拉橋超寬前支點(diǎn)掛籃懸臂澆筑施工的安全風(fēng)險(xiǎn)，以武漢四環(huán)線高速漢江特大橋?yàn)檠芯堪咐?，介紹了斜拉橋主梁采用的超寬前支點(diǎn)掛籃懸臂澆筑施工情況，采用系統(tǒng)安全工程的方法對(duì)施工過(guò)程中可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析。根據(jù)分析結(jié)果，運(yùn)用LEC評(píng)價(jià)法，最終確定施工風(fēng)險(xiǎn)防控的重點(diǎn)是坍塌和高處墜落事故。針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)防控重點(diǎn)，制定了風(fēng)險(xiǎn)控制措施。

關(guān)鍵詞斜拉橋風(fēng)險(xiǎn)分析風(fēng)險(xiǎn)控制前支點(diǎn)掛籃懸臂澆筑施工

斜拉橋具有跨越能力強(qiáng)和造型優(yōu)美等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)，在我國(guó)大跨度的橋梁建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)混凝土斜拉橋主梁的施工一般采用前支點(diǎn)掛籃分段懸臂澆筑施工，該掛籃結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，承載能力大，主要是將斜拉索錨固在掛籃的前端形成一個(gè)前支點(diǎn)，與掛籃的中支點(diǎn)和后支點(diǎn)錨固共同組成了約束系統(tǒng)，見(jiàn)圖1。由于此種掛籃規(guī)模較大，并存在高處作業(yè)、交叉作業(yè)等，導(dǎo)致掛籃懸臂澆筑施工過(guò)程中的施工安全風(fēng)險(xiǎn)較大，屬于斜拉橋施工過(guò)程中的重大風(fēng)險(xiǎn)源。在橋梁工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)研究方面，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了很多深入的研究。

圖1　前支點(diǎn)掛籃基本構(gòu)造

Sexsmith和Reibd[1]對(duì)橋梁工程施工過(guò)程中采用的臨時(shí)設(shè)施進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理研究，分析了在施工過(guò)程中臨時(shí)設(shè)施對(duì)橋梁主體結(jié)構(gòu)的安全性影響。H .G.Melhem和SenakaAturaliya[2]采用專(zhuān)家系統(tǒng)工具CLIPS(C language integrated production system)建立了橋梁施工安全的總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估程序。黃興等[3]在高速公路橋梁施工安全監(jiān)管因素分析的基礎(chǔ)上，建立高速公路橋梁施工安全評(píng)估指標(biāo)體系，分析了基于可拓理論的安全評(píng)估方法，建立了橋梁施工安全評(píng)估模型。陸新鑫等[4]引用管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)領(lǐng)域運(yùn)用相對(duì)成熟的肯特指數(shù)法，結(jié)合橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，建立基于肯特指數(shù)法的橋梁風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，并將該模型運(yùn)用到某橋梁轉(zhuǎn)體施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估案例中。婁峰等[5]構(gòu)建了關(guān)于公路橋梁施工總體安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系，基于蒙特卡洛抽樣技術(shù)，運(yùn)用k-s法對(duì)該評(píng)估指標(biāo)體系總體分布進(jìn)行有效檢驗(yàn)，并對(duì)總體安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)閾值進(jìn)行界定劃分。

國(guó)外對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的研究已經(jīng)比較全面，施工企業(yè)在實(shí)際的工程管理中，能根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)建立項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理的框架和控制預(yù)防體系，對(duì)施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行管控，制定防控措施指導(dǎo)項(xiàng)目施工，基本形成一個(gè)動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)管理。我國(guó)在風(fēng)險(xiǎn)研究的領(lǐng)域起步較晚，與國(guó)外還存在較大差距，單純從斜拉橋建設(shè)施工風(fēng)險(xiǎn)分析與控制的研究上來(lái)看，我國(guó)學(xué)者大多數(shù)的研究主要集中在具體的施工技術(shù)，很少把整個(gè)斜拉橋或斜拉橋的關(guān)鍵部分工程，從定性到定量對(duì)施工期間的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行系統(tǒng)的分析與控制研究。斜拉橋主梁采用前支點(diǎn)掛籃懸臂澆筑施工，因此對(duì)該橋掛籃懸臂澆筑施工安全風(fēng)險(xiǎn)的控制研究顯得非常必要。

1工程概況

武漢四環(huán)線漢江特大橋?yàn)槲蹇缫宦?lián)雙塔雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，全長(zhǎng)714 m，主跨360 m，主橋橋面寬度為43.6 m，引橋?yàn)?×65 m跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋。該橋橋面寬度為國(guó)內(nèi)同類(lèi)橋梁之最，故主梁采用的是超寬前支點(diǎn)掛籃懸臂澆筑施工，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長(zhǎng)6 m，該掛籃由設(shè)置在主梁兩邊腹板上的輔助縱梁、梁底中軸線的牽索縱梁、前后下橫梁、底模平臺(tái)、側(cè)模及錨固和走行系統(tǒng)組成。掛籃承載能力要求為700 t，空掛籃控制重量280 t(包括模板和其他施工荷載)，其中，中支點(diǎn)距已澆梁段前端0.5 m，作用4 000 kN垂直向下的力，后錨點(diǎn)距中支點(diǎn)的距離為6 m，作用1 200 kN垂直向上的力。

2風(fēng)險(xiǎn)分析

風(fēng)險(xiǎn)分析主要是采用系統(tǒng)安全工程的方法對(duì)風(fēng)險(xiǎn)源可能發(fā)生的事故進(jìn)行全面的分析，找出潛在的事故類(lèi)型、可能受傷害人員、致害物、事故原因等，確定主要物的不安全狀態(tài)和人的不安全行為。

(1) 致險(xiǎn)因子分析。致險(xiǎn)因子的分析從作業(yè)人員、機(jī)械設(shè)備、材料、施工工藝、作業(yè)環(huán)境等方面對(duì)可能導(dǎo)致事故的致險(xiǎn)因子進(jìn)行分析。

(2) 受傷人員類(lèi)型、傷害程度分析?？赡苁艿绞鹿蕚Φ娜藛T類(lèi)型分為作業(yè)人員本身、同一作業(yè)場(chǎng)所的其他作業(yè)人員及周?chē)渌藛T；人員傷害程度分為死亡、重傷和輕傷。

(3) 不安全狀態(tài)、不安全行為分析。在《企業(yè)職工傷亡事故分類(lèi)》(GB 6441)[6]，不安全狀態(tài)分為4大類(lèi)，不安全行為分為13大類(lèi)，每一大類(lèi)又進(jìn)行了細(xì)分。

根據(jù)以上風(fēng)險(xiǎn)分析方法，結(jié)合武漢四環(huán)線漢江特大橋現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，對(duì)該橋的超寬前支點(diǎn)掛籃懸臂澆筑施工進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)分析，確定出潛在的事故類(lèi)型包括坍塌、機(jī)械傷害、物體打擊、高處墜落事故，具體風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果見(jiàn)表1。

表1　超寬前支點(diǎn)掛籃懸臂澆筑施工風(fēng)險(xiǎn)分析表

3風(fēng)險(xiǎn)估測(cè)

根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果，運(yùn)用LEC評(píng)價(jià)法對(duì)超寬前支點(diǎn)掛籃懸臂澆筑施工進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)估測(cè)，該方法采用與系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)率相關(guān)的3個(gè)方面指標(biāo)值之積來(lái)評(píng)價(jià)系統(tǒng)中人員傷亡風(fēng)險(xiǎn)大?。篖為發(fā)生事故的可能性大?。籈為人員暴露在這種危險(xiǎn)環(huán)境中的頻繁程度；C為一旦發(fā)生事故會(huì)造成的損失后果。風(fēng)險(xiǎn)分值D=LEC，D值越大說(shuō)明該系統(tǒng)危險(xiǎn)性大，通過(guò)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)分值進(jìn)行分級(jí)，判斷評(píng)價(jià)危險(xiǎn)性的大小[7]。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，得出風(fēng)險(xiǎn)估測(cè)結(jié)果，具體內(nèi)容見(jiàn)表2，最終確定出超寬前支點(diǎn)掛籃懸臂澆筑施工過(guò)程中應(yīng)重點(diǎn)防范的風(fēng)險(xiǎn)是掛籃坍塌和高處墜落事故。

表2　LEC法風(fēng)險(xiǎn)估測(cè)結(jié)果匯總表

4風(fēng)險(xiǎn)控制措施

影響超寬前支點(diǎn)掛籃安全性的主要因素有掛籃施工工藝、掛籃設(shè)計(jì)不佳、掛籃材料不合格及工人技術(shù)水平，其中，掛籃的施工工藝及人員的技術(shù)水平是影響前支點(diǎn)掛籃施工安全的主要因素，風(fēng)險(xiǎn)防控的重點(diǎn)是坍塌和高處墜落事故，針對(duì)需要重點(diǎn)防控的事故，分別從安全技術(shù)措施和現(xiàn)場(chǎng)管理措施方面給出了具體的防控對(duì)策。

4.1　安全技術(shù)措施

(1) 掛籃坍塌事故

①要對(duì)掛籃進(jìn)行專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)，其強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性應(yīng)滿足施工各階段最大荷載組合的要求。

②掛籃拼裝、拆除應(yīng)保持兩端基本同時(shí)對(duì)稱(chēng)進(jìn)行。

③掛籃組拼后，應(yīng)進(jìn)行全面檢查，并做靜載試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)整改。

④精確放出斜拉索錨固點(diǎn)位置，制作定位架控制拉索角度。

⑤使用大噸位液壓千斤頂牽引掛籃行走，并在軌道上敷設(shè)黃油。

⑥掛籃對(duì)稱(chēng)前移，同時(shí)注意掛籃行走的同步性。

⑦在掛籃兩側(cè)設(shè)置橫向千斤頂隨時(shí)糾偏。

⑧制定混凝土澆筑方案，嚴(yán)格澆筑順序，施工中應(yīng)對(duì)稱(chēng)澆筑。

⑨對(duì)節(jié)段混凝土進(jìn)行精確計(jì)算，混凝土澆筑時(shí)做好登記，嚴(yán)格在澆筑到一半時(shí)張拉斜拉索，并用索力動(dòng)測(cè)儀復(fù)核索力。

(2) 高處墜落事故。作業(yè)平臺(tái)臨邊應(yīng)設(shè)置防護(hù)欄桿、安全網(wǎng)等安全設(shè)施。

4.2　現(xiàn)場(chǎng)管控措施

(1) 掛籃坍塌事故

①對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)交底；現(xiàn)場(chǎng)操作人員應(yīng)進(jìn)行崗前操作培訓(xùn)。

②掛籃拼裝前，對(duì)進(jìn)場(chǎng)各構(gòu)件進(jìn)行檢查，與圖紙尺寸、數(shù)量進(jìn)行核對(duì)。

③掛籃應(yīng)進(jìn)行使用前的調(diào)試組拼，調(diào)試組拼后，要仔細(xì)地檢查各部件聯(lián)接是否牢固，各接頭焊縫有沒(méi)有開(kāi)裂，桿件是否會(huì)變形等現(xiàn)象，各聯(lián)接配件是否齊全，尺寸是否按設(shè)計(jì)要求，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)整改。

④檢查掛籃施工所需的已預(yù)埋的錨桿、錨孔等，確保合格。

⑤行走過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行行走程序，行走過(guò)程由有經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)職人員統(tǒng)一指揮。

⑥主塔兩側(cè)對(duì)稱(chēng)施工，其不平衡偏差應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

⑦掛籃調(diào)整時(shí)測(cè)量人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控；在混凝土澆筑過(guò)程中，隨時(shí)監(jiān)測(cè)模板和掛籃的穩(wěn)定狀況。

(2) 高處墜落事故

①施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)設(shè)置明顯的防墜落警告標(biāo)志；

②用于高處作業(yè)的防護(hù)設(shè)施，不得擅自拆除；

③遇有六級(jí)(含六級(jí))以上大風(fēng)時(shí)，不得進(jìn)行高處露天作業(yè)。

5結(jié)語(yǔ)

本文將風(fēng)險(xiǎn)分析與管理的基本知識(shí)與超寬前支點(diǎn)掛籃懸臂澆筑施工技術(shù)相結(jié)合,對(duì)武漢四環(huán)線漢江特大橋施工中的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了分析。在風(fēng)險(xiǎn)分析的基礎(chǔ)上,根據(jù)以往超寬前支點(diǎn)掛籃懸臂澆筑施工的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、事故情況進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)估測(cè),研究得到超寬前支點(diǎn)掛籃懸臂澆筑施工過(guò)程中需要重點(diǎn)防控坍塌和高處墜落事故，并相應(yīng)提出了防控措施建議。通過(guò)對(duì)橋梁工程超寬前支點(diǎn)掛籃懸臂澆筑施工風(fēng)險(xiǎn)全面的分析，提出科學(xué)、可操作性的安全控制措施,將大大降低超寬前支點(diǎn)掛籃懸臂澆筑施工的安全事故發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2015-07-08

DOI10.3963/j.issn.1671-7570.2015.05.010