斜拉桥主塔液压自爬模施工安全防护技术探讨

斜拉桥主塔液压自爬模施工安全防护技术探讨

赵君易磊

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摘要：随着现代桥梁工程技术的不断进步，斜拉桥作为其中一种重要的桥梁结构形式，在大型交通基础设施建设中扮演着关键角色。本文针对斜拉桥主塔施工中采用的液压自爬模技术，深入探讨了其安全防护措施与关键技术点。因此，研究液压自爬模施工安全防护技术具有重要的现实意义。

关键词：斜拉桥；主塔；液压自爬模

斜拉桥作为现代桥梁工程的重要类型，以其独特的结构形式和卓越的承载能力在交通建设中发挥着重要作用。主塔作为斜拉桥的关键受力构件，其施工的安全与稳定直接关系到整个桥梁工程的质量和寿命。液压自爬模施工技术作为主塔施工的重要方法，因其自动化程度高、施工效率高、对环境影响小等优点而备受青睐。然而，在实际施工过程中，由于施工环境的复杂性、施工过程的特殊性以及施工人员的不规范操作等因素，液压自爬模施工的安全风险不容忽视。因此，本文旨在探讨斜拉桥主塔液压自爬模施工的安全防护技术，以期为类似工程提供借鉴和参考。

一、工程简介

该扩建工程自xx道与xxx路交汇点始，全长约2.2公里。项目旨在优化区域交通布局，增强道路通行能力，并强化地区间的互联互通。

项目线路设计涵盖K1+500至K3+700段，总长2.2公里。此外，项目还包含沿线绿化、照明、交通标识以及人行设施的综合规划。在路基横断面设计上，标准段宽度为45米，适应日益增长的交通需求。特定桥梁引道段和引桥段，横断面宽度将分别调整至60米和55米，确保桥梁与道路的顺畅衔接。

本项目选用高性能沥青混凝土作为路面材料，旨在提供卓越的行车体验与耐久性。针对项目区域的软土路基，采用深层换填、注浆加固等综合技术，确保路基的稳固与承载能力。

项目涉及一座总长1200米的特大桥，主桥采用双塔双索面混合梁斜拉桥设计，跨径布局为80+100+300米。桥宽40米，满足双向六车道通行需求。主梁采用混合式箱型梁设计，中跨为钢箱梁，边跨为预应力混凝土箱梁（塔梁固结）。钢混段设置于主跨距主塔20米处，以优化结构受力。

桥塔设计独具匠心，采用莲花形设计，总高度160米，其中桥面以上高度约140米。塔柱截面为双室箱型，斜拉索锚固区亦采用钢锚箱锚固形式。斜拉索选用高强度镀锌平行钢丝成品索，全桥共布置44对（88根）斜拉索。中跨标准索距13米，边跨7米。引桥部分则采用预应力混凝土小箱梁和钢砼组合梁结构，跨径布置因地制宜，充分考虑地形与交通需求。

本工程的实施将提升当地交通网络的通行效率，推动区域经济蓬勃发展。同时，项目将秉持环保与可持续发展的理念，确保施工过程对环境影响最小化。

二、技术重难点

（一）施工重点

主塔下横梁作为塔梁固结的重要部分，需与塔柱的相应节段同步施工。鉴于下横梁存在的纵坡和梁底边坡特征，我们将制作多达八种类型的调平支架以适应不同的支撑需求。同时，下横梁的长度扩展至15.0m，宽度增至40.0m，这必然导致支架搭设工作的增加。

在进行中上横梁的施工时，我们选择采用高空托架作为支撑结构。然而，由于主塔内侧的爬架在横梁部分需频繁进行拆装作业，这无疑加大了高空作业的安全隐患。因此，针对高空作业的复杂性和风险性，我们将制定更为严格且详尽的安全操作规程，并配备相应的防护措施。

钢锚箱安装于上塔柱的内箱中，吊装后必须配备精密的定位与限位系统以满足严格的安装精度要求。鉴于施工难度的提升，特别是首节钢锚箱的重量已增加至32.0t，这对塔吊的吊装能力提出了更高标准。为确保吊装过程的安全可靠，我们将采取分段加工与吊装相结合的策略，确保每段钢锚箱的重量均在塔吊的承载范围内。

（二）施工难点

在主塔结构的建设进程中，下横梁扮演着至关重要的角色，它必须与塔柱的各个相连节段保持同步，进行精准无误的施工。鉴于下横梁设计的特性，它具备了纵向倾斜和梁底边缘的不规则形状，这导致支撑装置的调整工作呈现出的多样性，预估将需准备多达八种独特类型的支架。由于结构尺寸较大，其长度达到50.0m，宽度更是有40.0m，这无疑增加了支架搭建的作业负荷和工程复杂性。

在中上横梁的施工过程中，我们特别实施了高效且安全的高空作业托架技术。然而，在这个快速发展的进程中，主塔内侧的爬架频繁进行横梁部位的拆装作业，提升了高空作业的潜在风险。鉴于高空作业的潜在严重危险，我们将细致制定严格的安全操作手册，并强化安全设备与防护策略，以最大程度保障施工期间人员的生命安全。

在上塔柱内部的钢锚箱中，安置有一个精密装置，即定位和限位系统，其关键在于在吊装作业完毕后，需要准确无误地安装，以确保完全符合严苛的安装精度规格。鉴于当前的技术复杂性，我们深刻意识到施工所面临的艰巨性。塔吊面临着前所未有的吊装能力提升要求。为了最大化效率并确保安全，我们计划实施分段精细加工和精确吊装措施，严格控制每部分构件的重量，使之始终保持在塔吊的额定承载能力之内，以此保证吊装工作的平稳进行

[1]。

三、斜拉桥主塔液压自爬模施工中重大风险的辨识和分析

在高空作业中，坠落事故的主要隐患源于多种因素，首先，工作平台的不完整性或破损，如缺少全面铺设或维护，转角处防护设备设计不合理或未能配备，开放的孔洞未及时封堵并提供充足的安全保障。其次，非标准化的安全攀爬设施和周围防护栏的不合规安装也是重大风险。再者，施工人员时常忽视佩戴必要的防护装备，如安全带和防滑鞋，这些都严重加剧了潜在的危险。

表1 高空作业坠落事故隐患与预防措施

起重伤害事故的主要隐患源于多重危险因素，许多施工人员由于未获得专业资格证书，且往往缺乏系统和深入的安全培训，削弱了他们对安全操作的理解和掌握[2]。由于安全意识的匮乏，时常未能严谨地执行操作流程规定。由于起重设备维护管理的疏忽或不当，例如维修响应不及时，或者设备随时间老化导致性能下降，特别是承载能力的明显减弱，这无疑构成了严重的安全隐患。在吊装作业区域，由于安全防护设备的不足和操作人员对"十不吊"准则的未能严格遵守，加之遇上不利的天气条件等外部因素，这些叠加因素提升了潜在事故的发生概率。

表2 起重伤害事故隐患与预防措施

物体打击风险呈现出多元且深层次的特性，它涵盖了非标准化安全通道防护棚设计中的结构问题，如可能存在的缺陷和开放空间挑战，包括施工人员的疏忽行为，如误抛物体的隐患，建筑材料的随意堆放导致的混乱局面，缺乏明确的规定和管理，施工现场遗留的杂物未及时清理，构成潜在危险，作业平台防护设施如挡脚板的缺失，防护设备的不完善，通行区域标识不清，使得警示信号难以辨识，更为显著的是，安全管理上的漏洞不容忽视。

表3 物体打击风险隐患与预防措施

模板系统由于其构造复杂性，存在着多种可能导致崩溃的风险要素。首先，爬模模板与主体结构钢筋的连接强度若未能达到标准，尤其在连接点处理不当的情况下，会降低整体稳定性。其次，爬模体系中的各个组件，如连接件的安装精度、预埋件的安置和合规性问题，任何一个小失误都可能削弱整体支撑力。再者，施工过程中的违规操作，如未遵循规定提升模板，或者对设备维护管理的疏忽，都是不容忽视的风险来源。最后，液压系统的故障，尤其是主承重部件的磨损严重，无疑加重了系统崩溃的可能性。因此，全面且严格的管理和维护至关重要[3]。

触电风险的形成源于多方面，首先，在电力设施维修过程中，如果监管不到位或者安全规章制度执行不严，易引发隐患。其次，灯具的选择、安装不当，如漏电保护器安装错误或功能失效，电线长期磨损老化，配电箱因潮湿导致的绝缘问题，以及接地和接零操作的不规范性，均构成严重的安全隐患。

四、斜拉桥主塔液压自爬模施工安全防护措施

（一）利用BIM技术提升项目管理效率

鉴于项目具备的高度复杂性和创新特性，我们有策略地引进并应用了先进的BIM技术，从而成功地搭建出一套高效的信息化项目模型。在模型构建阶段，碰撞检测机制发挥了关键作用，它能迅速识别并指出设计图纸中的潜在问题，从而提高了图纸审核的效率与精确度[4]。

（二）BIM模型推动图纸审查与深化设计的进展

通过Revit软件的高效碰撞检测工具，我们可以精确地识别设计中的每一个冲突区域，并据此生成详细的反馈，从而向设计团队提出具有针对性的改进方案。这不仅提升了设计标准，同时也有助于保障施工流程的顺畅执行。

（三）钢结构深化设计

在项目中面对繁复的钢结构，我们特地运用了高效能的Tekla软件进行了详尽而深入的结构设计。借助先进的三维建模技术，我们精细地构建了钢结构的立体结构图，进而成功转化为了精确无误的加工和安装蓝图，从而为相关工作提供了极高的精度和明确的实施依据。

（四）BIM技术在工程造价中的应用探索

在建筑工程中，精确详尽的配筋标注对于施工的顺利进行至关重要。通过运用BIM技术模型，我们实现了对工程量的精细计量与双重核查，进而生成了精准的下料清单，极大地推动了施工现场的高效管理[5]。

（五）改良和比较施工设计计划

为了切实保证施工计划的科学合理，我们在桩基工程、承台构建、连续浇筑的梁体以及关键的桥墩建设等各个关键步骤，进行了严谨而深入的多种方案对比和分析。经过详尽的比较与评估，我们最终确定了一个完全契合项目需求的施工方案，该方案在众多备选中脱颖而出。

（六）技术与培训的信息化

在公司大力支持下，项目实验室积极响应，创新性地实施了录制试验教学视频并生成二维码的推广策略，这一举措提高了员工的技术熟练度和工作热情。

（七）项目管理借助实体模型优化

针对项目中高空作业的特殊性和结构的复杂性，我们精心设计并构建了详细的三维沙盘模型，同时设立标准部件样品展示区域，通过视觉化方式清晰地传达每个施工步骤和规范，从而有效地提升了工程的质量和执行效率。

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，进一步地完善安防技术，获得更加理想的安全防护效果。

参考文献：

[1] 张贻能,陈林.高速公路斜拉桥主塔维修加固施工新技术[J].人民交通, 2024(003):000.

[2] 高翔,窦昕玥,袁新顺.斜拉桥主塔表面防腐涂装施工关键技术研究[J].建材世界, 2023, 44(3):138-141.

[3] 刘玉恒,孙涛,施明宇.矮塔斜拉桥主塔施工关键技术研究[J].安徽建筑, 2023, 30(3):71-72.

[4] 王来福.浅谈转体斜拉桥主塔柱以及液压爬升模板工程施工安全技术措施[J].居舍, 2021(10):66-67.

[5] 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.