施工安全

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缆索吊施工中承式钢拱桥的安全控制

袁宴平

（中交路桥华东工程有限公司，上海市浦东新区龙东大道3000号，201300）

摘要：以龙琅高速车田江大桥为原型，对内陆山区缆索吊施工中承式钢拱桥的过程进行分析，缆索吊施工设计多种特种设备、特种作业人员，全程在处于高空作业，存在较高的安全风险，通过对缆索吊的安装及使用介绍，采取相应的安全技术措施，保障施工安全，可为类似的桥梁施工安全管理提供经验。

关键词：车田江大桥，缆索吊，安全

 1.工程概况

作者简介：袁宴平（1995-），男，工学学士，助理工程师，从事施工安全管理工作。

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车田江大桥位于娄底市新化县温塘镇车田江村，桥址区跨越车田江水库中部，两侧桥台分别落于水库东西两侧山坡。桥址区附近仅有乡村小道相连，交通不便，施工条件较差。车田江大桥主桥采用主跨280m（计算跨径）中承式钢箱拱。大桥桥跨组合为：2x30m预制T梁+292.5m（主桥交界墩间距）钢主梁+30m预应力砼现浇梁，大桥全长391.0m。车田江大桥主桥拱肋为箱形结构提篮拱。主梁构造为纵横梁组合桥面。根据车田江大桥的结构设计特点及所处的地理环境，主桥上构安装施工采用斜拉扣挂式无支架缆索吊装方案，采取吊塔、扣塔合二为一的方案予以实施，缆索吊四个地锚采用承台和桩基相结合的桩台组合式锚碇。缆索吊索跨分布由龙塘岸至琅塘岸依次为：100m＋400m＋100m，如图1。主桥施工依次安装拱肋、吊杆、钢梁、桥面板。

作者简介：袁宴平（1995-），男，工学学士，助理工程师，从事施工安全管理工作。

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图1 缆索吊施工总体布置图

2.缆索吊安装施工安全

2.1基础施工

作者简介：袁宴平（1995-），男，工学学士，助理工程师，从事施工安全管理工作。

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本项目受限于自然条件及工期影响，前期主线路基未修通，大型机械无法进入桥位，故锚碇基础、塔架基础、塔吊基础桩基均采用人工挖孔进行施工。动工前必须清除或移栽施工范围内植被，设置排水沟，并布置出渣道路。弃土地点离孔口5m以外，通行车辆应与孔口保持5m以上距离防止因侧压造成孔壁坍塌。为防止桩孔周围土石滚入孔内造成安全事故，也为了防止地表水流入桩孔，在挖孔前修筑井圈。井制圈形状为外方内圆，宽50cm，高30cm，采用C30混凝土浇筑。在作方形孔圈时预留防护栏立杆孔，孔口操作业人员站立位置必须硬化，并装设身前安全短栏杆，栏杆高度1.2m，护壁随挖随护，每开挖1m浇注一次，遇不良地质段降低护壁高度。出渣设备选用专用出渣机架，使用前对机架的各构件及配重进行验算，确保设备能够安全使用。施工时为防止吊运过程中吊桶内土石渣洒出伤人，孔内采用临时木板支撑或者钢筋网片支撑措施，装渣时不得装满吊桶，一般装2/3桶为宜。对于卷扬机等出渣机具要经常进行检查，防止钢丝绳在吊运过程中断裂或发生开关失灵等情况，并由专人进行管理。每日开工前井下有无危害气体和不安全因素，坚持井下作业排风抽水先行，施工过程中不断向孔内输送新鲜空气。孔内采光采用36V安全电压照明，渗水或潮湿情况下照明电压不大于24V。人工挖孔桩遇坚硬岩层采用浅眼微差爆破，爆破员、爆破安全员等必须受过爆破技术专门训练，熟悉爆破器材的性能、操作方法和安全规程，持证上岗。每个爆破点都要有专人负责放炮指挥和组织安全警戒工作。挖孔桩爆破井口防护具体做法用一层钢筋网和厚板盖住井口，钢筋网下用四根钢管支撑，形成 300mm 左右的泄气槽。厚板上覆盖 2～3 层砂袋，确保必要的覆盖质量。防护的周边要超出井的外边缘 300~500mm，有利于爆炸后形成的高压气体的泄放，又要能有效阻挡飞石。桩孔爆破在达到覆盖要求情况下，井深超过8m时，警戒范围为50m，井深在5m至8m范围内，警戒距离为80m，井深不足5m时，警戒距离要达到100m。桩基成孔或暂停施工时锁口使用间距不大于20cm的钢筋网片覆盖并上锁，防止发生坠落事故。

作者简介：袁宴平（1995-），男，工学学士，助理工程师，从事施工安全管理工作。

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挖孔桩孔口布置示意图

挖孔桩爆破井口覆盖示意图

2.2缆索吊系统安装

作者简介：袁宴平（1995-），男，工学学士，助理工程师，从事施工安全管理工作。

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缆索吊装系统在车田江水库龙塘、琅塘岸各设置一个门式塔，塔架由钢管及型钢拼装而成。每个塔架横桥向宽度28.02m，顺桥向宽度6.02m；龙塘塔架总高度92.3m，琅塘岸塔架总高度88.1m。每个扣塔设置9对扣索，9对背索，扣索、背索均采用1860Mpa钢绞线。塔架立柱采用Φ1020×10钢管，纵桥向均为双排立柱，双排Φ1020×10钢管之间采用Φ630×8钢管连接，主面斜杆为Φ630×8钢管，塔顶横联为Φ630×8钢管，其它联接系杆件横杆均为Φ630×8钢管，斜杆均为Φ630×8钢管。

作者简介：袁宴平（1995-），男，工学学士，助理工程师，从事施工安全管理工作。

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缆索吊索塔构造图

作者简介：袁宴平（1995-），男，工学学士，助理工程师，从事施工安全管理工作。

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根据施工现场场地条件及周边环境，选用 2 台 QTZ160F 塔式起重机进行缆索吊的装拆。塔身尺寸 1.7×1.7m，塔身自由高度 53m，额定起重力矩 160t.m，最大起重量 10t，最大起升高度 203m，最大臂长 65m，塔吊采用固定式基础。塔吊先安装到不大于38.5m自由高度，待缆索吊塔架安装高度足够时，再安装附墙后进行顶升，附墙与塔架铰接，塔吊附墙锚固点与塔架采用焊接连接，因此需严格检测焊接质量。

塔架采用地面分段焊接，再采用设置在扣塔处的塔吊进行组拼安装，扣塔基础节钢管内采用混凝土填充，提高稳定性。扣塔标准节段采用法兰拼装，塔架每拼装14.5m(2节）检查竖直度并及时调整。塔架吊装组拼前在组拼节安装一圈钢结构栏杆，既做为安拆时人员操作平台，又作为定期检查通道，塔架内部设置上下通道，现场上下楼梯通道采用标准钢结构梯道，并采用防滑面板，在扣塔顶设置牢固的作业平台，平台周边设置标准栏杆、挂设防护网、安装踢脚板，并设置警示标志。

缆索系统、扣索、背索及缆风索安装时设置警示标志和警戒区，禁止人员靠近及站在钢绞线下方，钢丝绳、钢绞线安装到位后在固定端做好标记，当钢绞线上标记出现错位时则表示钢丝绳、钢绞线出现滑动，需排查原因，问题隐患解决后方可继续使用缆索吊机。

两岸塔高度极大，两岸塔顶标高为603.645m，为了确保施工过程中安全防雷，必须设置避雷设施。按照Ⅱ级结构物避雷要求设置。吊塔防雷装置由接闪器、引下线和接地装置等三部分组成，采用Φ22圆钢制作接闪器，其长度为1.5m，每塔的外侧两根立柱上分别设置一根，用Φ16圆钢外套PVC防护管作为引下线，接至地面与相应的接地装置相连接，接地装置采用型钢L100×100×10埋入地下设置，入土深度不小于1.5m。

吊装系统布置完成，检查验收完毕，在吊装拱肋前必须进行试吊，完成空载试验、静载试验、动载试验。

作者简介：袁宴平（1995-），男，工学学士，助理工程师，从事施工安全管理工作。

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3、拱桥钢结构施工

3.1吊装施工

作者简介：袁宴平（1995-），男，工学学士，助理工程师，从事施工安全管理工作。

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吊装时塔架、锚索、锚碇和机电部位、索鞍滑轮组、上下塔架之间的连接座及其他连接的重要部位，均要派专人值班看守。加载过程中，认真检查、记录，发现情况应及时报告给现场技术负责人。

缆索吊采用两组独立的起吊系统。拱肋采用单侧起吊，左右两幅及两岸对称安装。拱肋节段吊装到设计位置时，先采用临时匹配件进行临时连接，安装扣索并初次张拉，缆索吊卸荷。然后安装临时横撑或永久横撑，二次张拉扣索。拱肋安装过程中因吊点、扣索存在，永久检修通道不能直接安装，需设置临时上下通道和护栏，通道采用防滑面板，每节拱肋安装后通道和防护同步跟进，拱肋焊接需要预热，在横撑位置设置配电箱及气瓶存放点，以满足临时用电和气瓶使用安全要求。拱肋内壁焊接属于有限空间作业，需执行有限空间作业相关要求，严格落实“先通风、再检测、后作业”，作业过程中持续保持机械通风，避免有害气体浓度超标。

由于桥梁为中承式提篮拱桥，且施工水域为内陆封闭水域无大型船舶，故采用水中浮箱将钢梁转体。钢梁吊装龙门吊将拼装好的梁段运送至缆索吊下方；缆索吊横向起吊梁段，并运输至两横撑之间，将梁段下放至浮箱，浮箱上预设卷扬机拖拽配合缆索吊将梁段放置在浮箱上；浮箱在水中旋转90°后，运输至梁段安装位置；缆索吊起吊梁段，浮箱离开吊装区域正下方，缆索吊再将梁端提升至安装位置。浮箱两侧采用浮球警示灯串联做为水面航道警示，施工期间安排船只在两侧警戒，避免游船进入吊装区域。

作者简介：袁宴平（1995-），男，工学学士，助理工程师，从事施工安全管理工作。

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3.2安全操作平台

作者简介：袁宴平（1995-），男，工学学士，助理工程师，从事施工安全管理工作。

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现场钢梁空中对接后，为方便现场焊接以及后期涂装，在钢梁对接接头处设置脚手架焊接平台。平台材料为标准脚手架钢管（D48×3.5），平台上满铺钢板网，再铺设防火石棉网，平台四周设置防护网保证施工安全。

作者简介：袁宴平（1995-），男，工学学士，助理工程师，从事施工安全管理工作。

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拱肋空中接头对接缝操作平台示意图

作者简介：袁宴平（1995-），男，工学学士，助理工程师，从事施工安全管理工作。

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桥梁钢横梁焊缝施工、高强螺栓施工，采用可移动轻便的梯笼作为操作平台，梯笼采用φ16圆钢制作，如下图所示：

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钢横梁操作平台示意图                    操作梯笼示意图

3.3缆索吊机操作安全控制措施

作者简介：袁宴平（1995-），男，工学学士，助理工程师，从事施工安全管理工作。

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⑴缆索起重作业小组人员必须相对固定，不得随意更换，小组成员包括指挥员、信号员、观察员、操作员等，做到分工明确，各司其责。

⑵缆索起重作业指挥信号必须简洁明确，协调统一，机上除配备信号灯、信号旗外，还应配备无线电对讲机，并经演习，模拟作业情况，熟练后方可实施起重作业。

⑶作业前先检查各观察点，确认无异常情况后，空载运转检查并注意操作台指示灯及各仪表是否指在正确位置。

⑷重物下及吊重物走行路线下，不准有人停留，不准人员搭乘。

⑸一般情况下，尽量不进行斜吊，必须斜吊时，斜吊夹角不大于15度。

⑹起升作业时，吊钩上滑轮组与下滑轮组的间距，不得小于2米，或按此要求装设起升限位装置。

⑺带荷载走行时，小车距离塔架中线距离，不得小于20米，空车不受此限。

⑻遇有大雾或大雨雪天气，信号不明时，不准起吊，风力大于六级时，不准起吊。

⑼各观察点的值班人员应经常检查各部运转情况，出现异常情况应立即通知司机，信号员及指挥员停止运转、进行检查。

⑽作业后注意事项

①将小车开到指定地点，并将吊钩挂在锚固物上。

②将全部主要开关复“零”，依次断开各部开关，整理好工具，锁闭门窗，切断总开关。

③按起重机械要求，做好吊机的例行保养、调整、润滑工作。

④做好司机交接班记录。

作者简介：袁宴平（1995-），男，工学学士，助理工程师，从事施工安全管理工作。

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3.4.缆索吊定期检查

作者简介：袁宴平（1995-），男，工学学士，助理工程师，从事施工安全管理工作。

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缆索吊机定期检查，检查项目及频次如下：

①每周至少检查一次主锚碇位移情况，雨天应每天观察一次。

②两塔架中心线纵横位移量，每半月检查一次。

③承重索跨中最大垂度及各承重索的垂度差，每月观察一次。

④承重索拉出量及夹头螺栓，每周检查一次。

⑤主缆、风缆的松紧度及钢丝绳夹头，每半月检查一次，大风后，应立即检查。

⑥扣索、锚索、承重索、缆风等锚固点及连接点，每周检查一次。

⑦塔架各接头螺栓，每半月检查一次。

⑧各类滑轮组、吊钩、小车走行机构、绳轮、导向轮每周检查一次。

⑨转向点滑轮组、吊钩、小车走行机构、绳轮、导向轮、卷扬机、索鞍等，每周检查一次。

作者简介：袁宴平（1995-），男，工学学士，助理工程师，从事施工安全管理工作。

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4.结语

作者简介：袁宴平（1995-），男，工学学士，助理工程师，从事施工安全管理工作。

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在施工过程中，将涉及的特种设备有缆索吊机、龙门吊、塔吊的制造、安装与拆卸必须是具有相应资质的单位来完成，并实施特种设备的检查验收程序。检验完毕后及时办理检验合格手续。施工人员涉及特种设备安拆人员、爆破、起重设备操作和指挥、电工、电焊工、高处作业等特种作业人员必须持有相应特种作业人员操作证。施工过程中每次吊装需申请吊装作业许可，对控制点安全作业条件进行确认。施工作业平台每次搭设均需进行检查验收，确保施工安全。

作者简介：袁宴平（1995-），男，工学学士，助理工程师，从事施工安全管理工作。

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参考文献

[1] 公路工程施工安全技术规范:JTG F90-2015[S]. 2015.

[2] 公路桥涵施工技术规范:JTG/T 3650—2020[S]. 2020.

[3]梁月利,刘熀明,何震华,等. 深基坑人工挖孔桩施工技术[J]. 施工技术,2020,49(21):73-74,87.

[4]王德明,张杰,刘夏. 钢箱提篮拱桥缆塔扣塔一体化设计研究[J]. 施工技术(中英文),2022,51(12):55-58,67.

作者简介

袁宴平（1995-），男，工学学士，助理工程师，从事施工安全管理工作。

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