悬索桥施工安全风险分项及风险控制（全面）
实用标准文案悬索桥施工技术风险悬索桥的 主要结构由锚碇、主塔、主缆、加劲梁(或称钢箱梁)组成,与普通的 桥梁有相似但也有不同的 地方.悬索桥的 施工既包括悬索桥引桥(梁桥)施工部分,如：栈桥搭设施工、桩基开挖施工、承台建造施工、墩身施工、箱梁制作与吊装施工、桥面铺装施工等分部分项的 施工;同时又具有悬索桥特有的 锚碇施工、主塔施工、索鞍吊装、猫道架设与拆除、主缆架设、吊索与索夹安装、钢箱梁吊装等分部分项的 施工. 下面从悬索桥特有的 锚碇施工、主塔施工、索鞍吊装、猫道架设、主缆架设、吊索与索夹安装、钢箱梁吊装等分部分项施工中,对颇为复杂的 悬索桥施工进行安全风险分项,为施工安全管理做好准备.1、先导索过江、猫道架设是上构施工的 开始阶段,两岸牵引系统的 施工分别在高空、水上进行,受气候条件变化、江面封航时间长短、江面风力风向与浪高的 影响,是一项施工风险很高的 作业.悬索桥在完成锚碇、索塔、索鞍等施工后,马上要进入主缆的 架设,在主缆架设前,必须进行先导索过江(海)与猫道搭设等施工流程.在先导索牵引过程中,使用的 船只、卷扬系统、指挥与牵引施工的 作业人员,必须在规范、可靠、可行的 施工方案 要求进行,并且要在海事部门严密的 封航措施配合下,才能得以顺利完成.在索道牵引、猫道架设与拆除作业中,长时间的 高空、水上作业,必须在严谨、可行的 施工方案 与施工前的 安全技术交底的 前提下,方能顺利完成先导索过江(海)及猫道架设与拆除施工.这些作业往往容易发生：车辆伤害、淹溺、物体打击、高处坠落、触电安全事故.主缆架设施工的 风险主要是索股架设中经常出现的 “呼啦圈”、扭转、散丝及索股表面划伤等问题,对索股安装质量和安全造成不利影响.由于主牵引、辅助牵引部分分别在锚面间进行,而锚面的 坡度 较陡,在锚面安装放索支架施工、安装牵引绳索作业、支架支撑地面平整压实问题、高处焊接站立的 稳妥、钢丝绳的 安全可靠性、施工人员的 安全防护用的 佩戴、卷扬机等设施的 安全可靠性、猫道高空作业等诸多因素,是引起主缆施工风险高的 主要因素.猫道由于质量小 、刚度 柔的 特点,容易遭受大 风袭击,造成重大 安全事故.主要风险事故：施工过程中容易发生作业人员落水、高处坠落、物体打击、起重伤害事故.应重点关注：(1)全面调研,与相关部门有效协调,充分考虑两岸牵引系统的 布置方案 ;(2)制定先导索过江施工与牵引系统过江施工专项安全方案 ;(3)制定猫道架设专项安全方案 ;(4)对作业班组做好详实的 安全技术交底,认真检查施工设备、机具的 安全性能、安全状态及施工人员的 个人防护装备.对策：(1)大 跨度 悬索桥猫道的 重力刚度 对于猫道的 稳定取关键作用.在猫道设计时,除满足猫道施工使用外,可在猫道承重主索外增加制动索,增大 猫道竖向及抗扭刚度 ;(2)可将猫道横梁与桥塔门架斜向联系为空间索制振系统,为了 加强减振效果还可在横梁上设置阻力减振滑轮.(3)采用抗风索或猫道制振体系;(4)两幅猫道之间加设适量的 横向通道也可提高猫道的 抗风能力.2、主缆架设是悬索桥最具特色的 部分.悬索桥梁主缆索股牵引依靠牵引系统完成,大 桥主缆架设一般采用门架式单线往复式牵引系统.主牵引卷扬机布置于两岸锚碇后方,放索机构布置于其中一锚后方地面上.牵引系统由主牵引、辅助牵引等两部分组成：主牵引部分为一锚碇锚块、另一锚碇后锚面间牵引,采用两台卷扬机进行牵引;辅助牵引部分为放索支架于一锚后锚面间短距离的 牵引,直接采用布置与锚块的 卷扬机作为动力.由于主牵引、辅助牵引分别在陡峭的 锚面间安装放索支架、在锚面安装牵引绳索,锚面的 支架支撑地面平整压实问题、高处焊接作业的 站立稳妥、钢丝绳的 安全可靠性、施工人员的 安全防护用品的 佩戴、卷扬机与手拉葫芦等设施的 安全可靠性、猫道上的 高空(高处)作业与水上作业均受到天气条件的 影响等诸多方面的 因素,直接影响了 施工作业的 安全,稍有疏忽大 意,将极易发生高处坠落与跌伤、高处坠物(物体打击)、起重伤害、淹溺等事故.主要风险事故：施工过程中容易发生作业人员淹溺、高处坠落、物体打击、起重伤害事故.应重点关注：(1)大 吨位无极调速卷扬机安装与使用;(2)及时了 解气候条件变化状况;(3)与海事等部门有效沟通;对策：(1)在索股牵引过程中,可采用卷扬机始终反拉索股后端或组合式被动放索支架,使索股保持一定的 张力,避免索股松弛,出现“呼啦圈”现象;(2)为了 避免索股扭转,可采取减小 滚筒宽度 、调整拽拉器平衡重位置、在拽拉器与索股锚头间采用刚性连接等措施;(3)加密塔顶、散索鞍支墩位置处的 托滚,在不影响索股横移入鞍的 前提下,尽可能增大 此处索股滚筒所组成的 曲线的 竖向曲率半径,以克服索股牵引过程中的 散丝现象;(4)恰当选择托滚间距,适当加大 托滚直径,将握索器及夹具边角打磨成圆角,并增大 握索器与主缆索股的 接触面积,以降低对索股表面的 损伤.主缆架设施工过程中,除了 要按照猫道架设一般安全防范措施进行外,还需要特别注意以下几点：1.在主缆架设施工牵引行进过程中,须有2人全程跟踪,特别注意临时承重绳在受力后出现下挠故障;2.钢丝束还应注意防扭转、磨损及钢丝鼓丝等.如若出现以上情况,应先对故障进行排除,再进行下步施工;3.在主缆架设施工过程中,必须严格按照施工技术交底来进行,安全交底工作交底到个人;4.临时锚固后应及时将锚跨鼓出的 钢丝用木锤敲顺,绝不能将鼓丝留在锚跨内;5.在索股牵引过程中,使索股始终保持一定的 反拉力,克服索盘转动惯性引起的 “呼啦圈”等不良现象;6.进行主缆架设施工的 队伍必须经过严格培训的 ,经验丰富的 人员,工作中保持信息畅通,严格监控,保障安全.3、钢箱梁吊装施工复杂、作业工序多,施工周期长、使用设备繁多,且作业人员分别在水上、陆地、高空形成空间复杂的 作业状态,施工风险极大 .钢箱梁的 吊装,集中了 水上、陆地、高空等多层面的 立体作业,是悬索桥施工中作业风险极大 、施工情况复杂、作业工序较多、施工周期较长、使用设备繁多施工.由于钢箱梁的 吊装施工一般采用：跨缆机、卷扬机、滑轮组、拖轮、平驳船等设备,施工过程受到施工周期、海面潮汐、天气变化、施工环境等多方面的 影响,非常易发高处(高空)坠落、物体打击、起重伤害、水上淹溺、机械伤害、船只碰撞等特大 或重大 安全事故. 主要风险事故：施工过程中容易发生起重事故、高处坠落、物体打击、淹溺、机械伤害、船只碰撞等特大 或重大 安全事故.应重点关注：(1)密切关注气候环境状况：风速、潮汐水位等;(2)与海事,航道部门制定周密的 通航方案 ;(3)与设计、监控及监理密切合作,及时解决施工过程中发现的 问题;(4)密切注意上下游缆索吊机的 同步性和稳定性;(5)指令明确,统一协调.4、锚碇基坑施工风险锚碇作为悬索桥主缆荷载的 传递与承重的 重要结构,从锚碇的 分部分项施工来看存在了 大 量的 挖掘,钻、铣、凿、锤等施工作业,钢筋制作、钢筋笼运输、钢筋笼吊装作业;模板的 运输、拼装、安装与拆除作业,混凝土浇筑、养护作业,以及锚固系统施工作业.而这些作业环境特点是：作业场所狭窄、作业人员混杂、施工设备繁多、临时用电较多,施工过程稍有不慎,便易发高处坠落、物体打击、起重伤害、触电、坍塌事故.基坑工程施工周期长,常需经历多次降雨、周边堆载、振动、施工失当等许多不利条件,故深基坑工程事故时有发生.在软土、高水位及其他复杂场地条件下开挖基坑,发生事故的 几率更高.对策：在开挖前应制定了 详尽的 施工标准,对坑外堆载、水平支撑堆载、降水设施及监测点的 保护等均作了 严格规定并准备了 可靠的 预案措施.按分层、分步、对称、平衡及限时的 原则进行基坑开挖与支撑的 施工.在每层中分区开挖和分段浇筑支撑,适当减少每步开挖土方的 空间尺寸,并减少每步开挖未支撑前基坑坑壁所暴露的 时间.将每层、每区开挖和支撑的 施工时间限制在控制指标之内.5、桥塔施工风险主塔施工涵盖了 ：基础、承台、系梁、塔座、塔柱、横梁、塔身以及桥梁基础设施施工等分部分项施工.在这些分部分项施工环节里,由于施工方案 与施工安全技术措施的 设计、施工过程的 安全、施工作业环境、施工气候条件以及各种施工作业的 安全措施落实等诸多因素的 存在与影响,施工过程的 疏忽大 意势必易发高处坠落、物体打击、起重伤害、触电等安全事故.(一)基础施工风险.地质条件是决定基础形式的 主要条件,对基础施工风险有直接的 影响.桥塔基础形式主要有桩(柱)基础、沉井、沉箱基础等形式.(1)钻孔灌注桩基础,除深度 很浅的 挖孔桩外,一般深度 较大 ,易出现坍孔、卡钻、扩孔与缩孔、断桩等事故.桩数较少时处理比较麻烦,风险较大 ;(2)对于深水软弱地基上采用沉箱或沉井基础,由于基底以下土层主要为粘性土,固结时间较长,沉降不能较快完成,工后还会有一定沉降量,会产生较大 的 结构内力.沉井基础若采用墩位筑岛施工,下沉速度 较慢,工期较长.自然灾害侵袭的 机会较大 ,而且下沉过程中事故因素较多.如遇土层中含有孤石、井身位置发生偏斜等.若采用浮运沉井,则技术水平要求更高.对策：加强与以上基础形式相对应的 勘探、施工技术和装备的 研发,如深海施工勘探技术;大 型专用起重、钻孔、挖泥设备的 研发;深水海底挖泥与基床整平技术;巨型沉井(箱)锚碇定位技术、基底深水灌浆技术等.(二)承台施工风险.(1)施工过程中大 型船只撞击钢围堰(钢吊箱).对策：增强钢围堰(钢吊箱)自身的 防撞性能;采取相应的 交通管制措施,加强航道监督管理,避免通航船只和施工船只对钢围堰(钢吊箱)的 撞击事故;(2)多雨季节超额荷载导致双壁钢围堰下沉偏歪.对策：在设计双壁钢围堰时应考虑一定的 洪水荷载,并避开洪水期施工,掌握水流流速资料;(3)钢围堰(钢吊箱)封底失败.对策：钢围堰(钢吊箱)封底失败主要是由不合格的 混凝土浇筑所导致的 ,可通过控制封底混凝土的 厚度 和混凝土质量、控制封底导管的 布置得到解决.6、索鞍吊装施工安全风险分析 悬索桥的 索鞍吊装包括主索鞍、散索鞍的 吊装施工,由于悬索桥的 主索鞍、散索鞍等构件属于大 型的 构件,这些构件是悬索桥梁的 主缆支撑、定位构件,其重量较大 ,主、散索鞍的 鞍体重量达几十吨甚至近百吨,构件的 体积较大 ,最大 的 长宽高可达近10米、宽度 与高度 可达45米,起吊的 高度 一般在2040米左右.因此索鞍等大 型构件的 吊装施工易发生起吊伤害(甚至导致机毁人亡的 严重事故)、高处坠落、物体打击、触电身亡等安全生产事故. 7、吊索与索夹安装施工安全风险分析 悬索桥上的 几十甚至上百对的 主缆夹与吊索是将钢箱梁、桥面系等恒载荷及钢箱梁的 活载荷传递给主缆,同时保持主缆的 形状,使钢丝受力较为均匀的 重要结构.在主缆夹与吊索的 安装施工中,使用平板车、驳船将索夹运送到塔底及锚碇处向塔顶逐套安装.在索夹的 吊运、安装时,需要拆除猫道门架,保留固定在散索鞍门架、塔顶门架之间的 天车承重索,需要安装简易的 天车梁.为了 保证悬索桥主缆的 工艺要求,必须保证索夹安装过程的 温度 稳定.因此,吊索与索夹的 安装存在着起重伤害、物体打击、淹溺、触电等施工安全风险. 悬索桥中央扣梁段的 安装施工安全控制要点：中央扣梁段的 安装需重点解决好以下问题,以确保施工安全.1、高空漂浮状态下螺栓群的 定位连接;2、加劲梁吊装引起主缆线形的 变化导致中央扣索夹两端局部应力的 增加.3、在跨中梁段吊装前,应先将中央扣索夹下半部按照设计要求预先用高强螺栓连接好,随加劲梁一同吊装,吊装到位后用增设的 临时吊杆固定在临时索夹上,待加劲梁线形基本形成后,再进行中央扣索夹上半部的 安
