李向宏　李寶健

摘要：貓道是大跨徑懸索橋主纜系統(tǒng)乃至上部結構施工必備的臨時結構，是施工人員在其上完成主纜架設、索夾和吊索安裝、鋼箱梁吊裝、主纜纏絲及防護涂裝等施工任務的重要操作平臺。由于貓道懸處于高空，系統(tǒng)組成構配件多，結構復雜，且使用周期長，架設與拆除過程受環(huán)境影響大、施工難度大、危險性程度高，為保證貓道架設與拆除施工過程的安全，合理的施工工藝及有效的安全控制管理措施是關鍵。結合南京長江第四大橋和武漢鸚鵡洲大橋貓道架設與拆除施工安全控制的成功應用為背景，重點介紹貓道架設與拆除的施工工藝流程、施工過程中存在的安全風險及其控制技術和管理措施，對同類工程具有一定的借鑒意義。

關鍵詞：懸索橋；貓道；架設與拆除；安全

中圖分類號：TB 文獻標識碼：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2018.07.092

1工程概況

南京長江第四大橋由跨江大橋和兩岸接線工程兩部分構成，其中跨江大橋為主跨1418m、南北邊跨481.8m、576.2m的雙塔三跨連續(xù)鋼箱梁懸索橋，施工貓道結構采用三跨連續(xù)無抗風纜無制振索體系，其跨徑組成為476.72m+1421.11m+571.19m，橫橋向與主纜軸線呈對稱布置，在上、下游對應于主纜各設一幅，貓道面層位于主纜空纜中心線下方1.5m，寬4m，主要由貓道索、貓道面層、橫向通道、貓道門架、錨固體系、變位剛架及下壓裝置、塔錨轉鞍和附屬設施等組成，每條貓道承重結構由8根φ54mm的承重索、2根φ32mm扶手索和2根φp54mm門架承重索組成，單根貓道索分中跨和南、北邊跨三段，分段索節(jié)位于塔頂中跨側（距塔頂約4.5m處），貓道承重索和門架承重索通過貓道門架形成空間整體結構共同受力。

武漢鸚鵡洲長江大橋主橋設計為三塔四跨簡支體系鋼-混結合梁懸索橋結構，橋跨布置為200+2×850+200m，三塔不等高，兩主跨主纜跨度為850.0m，矢跨比為1/9，上下游橫向兩根主纜的中心間距36.0m，貓道索距離主纜中心1.5m，貓道面寬4.0m。每條貓道設6根Φ8（6×36WS+IWR，1960MPa）鋼芯鍍鋅鋼絲繩貓道承重索，采用四跨連續(xù)式布置，在邊塔頂、中塔頂設置支撐轉索鞍，在邊、中塔塔頂兩側附近設置變位剛架，并在塔頂主跨側設置下拉裝置，使貓道線型與主纜線型保持一致，并滿足主纜緊纜與纏絲的設備空間需要。

從以上兩座典型懸索橋貓道施工來看，貓道由貓道承重索、扶手索、貓道門架支承索、貓道面層、貓道門架、塔頂轉索鞍及變位系統(tǒng)、下拉裝置、橫向天橋及錨固體系等組成。因此，貓道架設和拆除的施工工藝其安全措施是否妥當，將直接影響上部構造施工各個主要分項工序的質量和進度以及懸索橋主纜施工人員安全和機械材料運輸?shù)陌踩?/p>

2貓道架設與拆除施工工藝

2.1貓道架設施工工藝流程

貓道架設施工基本上都在高空和水上進行，還將考慮惡劣天氣下，貓道的抗風和抵御不良氣候的能力。以南京長江第四大橋和武漢鸚鵡洲長江大橋為例，貓道主跨徑大，受沿海氣候條件和長江高溫、大風等惡劣天氣影響頻繁，施工前除需要進行詳細的貓道設計（包括貓道結構受力及抗風穩(wěn)定性分析）外，還需要有合理、可靠、安全的施工工藝作為保障。為保證南京長江第四大橋貓道結構本質安全，考慮了各種工況下貓道結構受力情況，計算結果為貓道索安全系數(shù)均大于3.0，滿足規(guī)范要求；同時委托西南交通大學風工程中心進行貓道風洞試驗，進行貓道抗風穩(wěn)定性非線性計算分析，結果顯示貓道結構具有足夠的抗風穩(wěn)定性。另外，對貓道架設施工方案進行專家論證，保證了南京長江第四大橋貓道架設施工工藝合理、可行。

懸索橋貓道架設施工總體上可分為貓道牽引系統(tǒng)和貓道系統(tǒng)架設兩個部分，具體的貓道架設施工流程為：（1）先導索架設；（2）中間索過渡；（3）牽引索架設，形成單線往復式牽引系統(tǒng)；（4）利用單線往復式牽引系統(tǒng)進行托架承重索安裝；（5）托架及定位索安裝；（6）貓道索安裝；（7）托架及托架定位索拆除；（8）貓道扶手索架設；（9）貓道索測量調整；（10）變位剛架及下壓裝置安裝；（11）貓道面網(wǎng)及橫向通道安裝；（12）貓道門架及滾輪安裝；（13）貓道系統(tǒng)調整及附屬設施安裝。

2.2貓道拆除施工工藝流程

南京長江第四大橋和武漢鸚鵡洲大橋貓道拆除施工是在主纜纏絲、涂裝及纜上附屬結構基本安裝完畢后進行，拆除施工的工作內容包括：貓道索（貓道承重索、扶手索和門架承重索）、變位剛架、下壓裝置、貓道面層（含面網(wǎng)、側網(wǎng)、型鋼橫梁）、改吊繩及貓道索錨固系統(tǒng)等構件。貓道拆除順序按貓道架設的逆向順序進行，即按貓道面層和改吊繩、變位剛架、貓道索（含錨固裝置）的順序拆除。

單側貓道的貓道索按先貓道承重索，再扶手索，最后門架承重索的順序依次拆除；同時，貓道索拆除分為主纜內側和主纜外側兩部分進行，內、外兩側貓道索均由內向外順序進行拆除。貓道索主纜內側貓道索下放至主纜內側鋼橋面上拆除，主纜外側貓道索下放至吊索外橋面檢修道上拆除。

3貓道架設與拆除施工安全風險分析

貓道構配件種類繁多、數(shù)量大，架設與拆除施工工序繁雜，受環(huán)境影響大，施工安全風險程度高。對貓道架設與拆除施工過程存在的風險，主要可歸納為以下幾方面。

（1）高處墜落風險。貓道懸處于高空，架設與拆除施工都屬于高處作業(yè)，施工人員和貓道構配件多，立足空間有限，若個人及臨邊、洞口防護措施不到位，易發(fā)生人員或設備設施高空墜落風險。

（2）機械傷害風險。在貓道的架設與拆除過程中，如卷揚機、滑輪組、鋼絲繩及吊索具、手拉葫蘆等機械設備、設施投入量大，種類繁雜，且使用頻繁，存在由于人的不安全行為和物的不安全狀態(tài)（變形、脫焊或開裂等）原因，易產生機械設備設施傷人事故。

（3）物體打擊風險。貓道構配件、施工工具、小型機具等未固定牢固時，易墜落傷及通航船舶和作業(yè)人員；同時，貓道橫跨當?shù)氐氖凸芾群脱亟缆?，雜物墜落易對管路及行人造成風險。

（4）其他風險。貓道處于高空并跨越江面，架設與拆除施工受環(huán)境風險影響大；施工人員若不熟悉施工流程，盲目、野蠻施工易造成貓道傾覆的風險；貓道架設與拆除過程難免要進行焊接或切割作業(yè)，存在觸電和消防風險；因通信不暢或指揮不當而引起鋼絲繩受力過大或者線形錯誤影響通航的風險等。

4貓道架設與拆除施工安全控制

4.1貓道架設施工安全風險控制

貓道架設施工安全風險控制過程主要包括施工準備、先導索過江、貓道索架設以及貓道面網(wǎng)、側網(wǎng)、橫向通道和門架安裝架設等重要工序階段。

4.1.1施工準備階段安全控制措施

貓道架設施工前，施工準備工作包括塔頂及錨碇門架改造、施工平臺（包括下拉平臺）安裝、牽引系統(tǒng)部件安裝等。

塔頂及錨碇門架改造、塔頂中、邊跨側下拉平臺及上橫梁通道安裝過程中，安全控制要點包括：（1）反復驗算分析門架改造后的結構受力可靠性，并嚴格檢查門架改造后的焊接質量；（2）對塔頂中、邊跨側下拉施工平臺進行設計和結構受力驗算分析，保證結構安全，并做好安全冗余措施工作，即在每個下拉平臺的兩側利用鋼絲繩一端將懸挑的貝雷架前端連接，另一端與塔頂門架連接固定；（3）高處作業(yè)的通道、作業(yè)平臺要設置可靠的防護欄、防滑條等，臨時作業(yè)平臺和走道欄桿處設置踢腳板，并及時掛置安全網(wǎng)；（4）高處作業(yè)人員個人防護措施要到位。

牽引系統(tǒng)部件安裝包括塔頂及錨碇導輪組、卷揚機、連接構件等。對導輪組的位置確定、焊接固定要嚴格檢查控制，并確保各部件安裝質量；對連接構件及卷揚機的選型、布設要嚴密計算分析和確定，確保機械技術性能指標、焊接固定質量符合要求。

4.1.2貓道索架設安全控制要點

先導索過江是貓道架設施工作業(yè)的關鍵起點，先導索過江涉及到水上、高處作業(yè)，對通航影響較大，必須事先與海事部門取得聯(lián)系，充分做好溝通和協(xié)定事宜，確保導索過江時的封航工作順利、及時。

貓道索架設過程幾乎全部在高空進行，立足空間小，水上作業(yè)頻繁，機械設備使用頻率高，受環(huán)境影響大，因而對施工人員綜合素質及機械設備設施性能要求高。在施工過程中，除要嚴格按貓道索架設順序流程實施外，還要從以下幾方面做好貓道索架設的安全控制工作。

（1）貓道索架設施工前，應對牽引機械設備和吊具等認真檢查其安全可靠性，特別是卷揚機的剎車制動系統(tǒng)、滾筒受力部位和轉向滑輪組。架設過程中，應對卷揚機、鋼絲繩、滑輪、卡環(huán)、預埋件、吊具多頻次進行例行檢查，發(fā)現(xiàn)有變形、裂縫、焊縫脫落或開裂現(xiàn)象時，應及時進行更換或補救處理。

（2）貓道索架設牽引、反拉卷揚機要勻速收、放鋼絲繩，杜絕對拉現(xiàn)象，并控制貓道索架設時的施工垂度符合通航要求，避免影響通航安全。

（3）托架承重索在牽引過程中，由于自重較大會發(fā)生下垂，可利用吊環(huán)法對被牽引的鋼絲繩牽引垂度進行控制，保證地面和江面的安全。

（4）由于貓道承重索較重（12.6kg/m），若直接由牽引索牽引架設來保證通航凈高要求，其牽引很大，為減少牽引力并保證通航要求，貓道承重索需采用托架法進行架設，最大程度的將貓道及門架承重索支撐于托架上。

（5）一般當貓道索牽引至100m左右，控制牽引及放索速度為18m/min左右，并保持勻速牽引，使貓道索大部分重量支承于托架上，減少牽引索的牽引力。

（6）承重索的索夾安裝應按規(guī)范規(guī)定設置安全夾，且接頭不宜在同一斷面，應錯開一定距離，并指定專人定期檢查錨固系統(tǒng)及各連接受力部件，發(fā)現(xiàn)問題要及時處理。

（7）特種作業(yè)人員必須持證上崗，上崗前經(jīng)安全培訓教育和技術交底，同時應選擇具有較強的責任心及具有重型構件起重經(jīng)驗的起重人員進行指揮，并配置足夠數(shù)量的對講機進行信息溝通，且設置有專用指揮頻道。

4.1.3貓道面網(wǎng)、側網(wǎng)及橫向通道、門架等安裝架設的安全控制

貓道面網(wǎng)、側網(wǎng)及橫向通道、門架等組件安裝架設過程的安全控制要點除部分與貓道索架設安全控制要點相同外，還要注意控制以下幾點。

（1）貓道面網(wǎng)安裝前，在地面將組成貓道面層的各種材料，如防滑木條、粗面層網(wǎng)等按設計位置進行綁扎，形成貓道面層基本單元（長2.Im）。并在變位剛架處先鋪裝此部位貓道面層，作為貓道面層下放工作平臺。

（2）用墊塊和螺栓將貓道面網(wǎng)與型鋼吊掛在貓道承重索上，螺栓不宜過緊，以確保面層能在承重索上自由滑動。同時為防止貓道面層基本單元間發(fā)生下滑擠壓情況，應將塔頂卷揚機鋼絲繩依次連結在面層網(wǎng)及型鋼上，保證貓道面層下放安全。

（3）由于塔頂兩則坡度較陡，為防止面網(wǎng)下滑速度過快，應將貓道面層兩端分別與牽引索連接，由牽引索控制貓道面層下滑速度。

（4）橫向通道與面層連接后，要隨面層一起下滑，為減少橫向通道與貓道承重索的摩擦力，減小貓道承重索的磨損，橫向通道與貓道承重索之間應采用滾輪相連接。

（5）各組件下放前，應仔細檢查有無工具或者其他雜物遺留在上面，待確認后再進行下放操作。

（6）作業(yè)人員必須戴好個人安全防護設施，作業(yè)面的垂直地面應設置安全警示牌及安全護欄或派專人監(jiān)控，通航區(qū)域有船舶經(jīng)過時應暫停組件下放，防止高空墜物傷人。

（7）注意搜集天氣預報資料，在大風（六級以上）、大霧、大雨等不良天氣條件下，人、機一律停止作業(yè)，超過許可風力時，要對設備設施進行臨時加固處理。

4.2貓道拆除施工安全風險控制

南京長江第四大橋和武漢鸚鵡洲大橋貓道拆除施工安全控制過程基本一致，按其拆除工藝流程主要分為貓道面層和改吊繩拆除安全控制、貓道索拆除安全控制兩階段。

4.2.1貓道面層和改吊繩拆除安全控制要點

貓道面層和改吊繩的拆除按貓道門架處型鋼橫梁、貓道面網(wǎng)和側網(wǎng)、其余部位型鋼橫梁、改吊繩的順序進行，安全控制要點主要有以下幾方面。

（1）貓道拆除前，除要有專項方案外，還要制定詳細的作業(yè)指導書，并認真對參與施工的人員逐級進行安全技術交底。

（2）在貓道面層拆除作業(yè)前，對貓道進行徹底清理，包括用電設備及電纜線、主纜涂裝防灑落的細目側網(wǎng)及面網(wǎng)、油漆設備、除濕系統(tǒng)工具等，以防觸電、墜物傷人和動火作業(yè)時發(fā)生火災事故。同時，檢查貓道是否傾斜，及時調整貓道改吊繩，保證貓道拆除卸荷時貓道平衡，控制貓道傾斜程度，杜絕貓道傾覆現(xiàn)象。

（3）拆除過程中，在貓道投影橋面板上10m及地面上15m范圍以內設置警戒區(qū)，并實行領導帶班制度，在全線范圍內嚴格按“定點、定崗、定責”原則落實現(xiàn)場安全管理。

（4）在箱梁缺口位置頂面、貓道下方靠塔側位置設置支撐梁，以用于后續(xù)構配件拆除時，防止貓道在此位置傾斜。同時，在邊跨貓道改吊繩從上至下拆除時，要有專人觀察貓道索在引橋箱梁翼緣缺口處是否會擱置引起貓道外傾。

（5）在拆除貓道面網(wǎng)、側網(wǎng)、型鋼橫梁及改吊繩時，施工人員必須配掛加長可移動安全帶于主纜檢修道扶手繩上。在使用手拉葫蘆作業(yè)時，不準野蠻施工，生拉硬拽。同時，作業(yè)人員要隨身攜帶工具包，以便將不能重新擰上的螺栓、螺母、鐵絲頭及其他零星構配件取下隨身攜帶，嚴禁從貓道上向下拋擲物件，以防墜物傷人。

（6）貓道面網(wǎng)及其橫梁拆除時，部分因變形或銹蝕而難以拆除，難免要動火割除，對此要制定防護方案或措施，以保護作業(yè)人員人身安全、防止高空墜物和不損傷已成品。

（7）由于貓道改吊繩歷經(jīng)鋼箱梁吊裝及主纜纏絲、涂裝時的移位等，改吊繩固定繩夾可能發(fā)生松動，因此在貓道面層拆除前，應將貓道全部改吊繩進行檢查、固定。

（8）貓道改吊繩應隨貓道面網(wǎng)拆除時逐個拆除，這樣可減輕貓道改吊繩拆除時荷載和防止大風時貓道擺動過大等不利影響因素，保證貓道拆除安全。

（9）惡劣不良天氣下的安全要求同前述。

4.2.2貓道索拆除安全控制要點

（1）貓道索拆除時的提升力應計算準確（要考慮風力），卷揚機及滑車組、卡環(huán)、千斤頂要滿足此受力安全，并提前認真檢查簽認。拆除過程中，要多頻次對卷揚機剎車系統(tǒng)、滑車組、錨固系統(tǒng)等進行檢查維護，保證設備的正常運轉。

（2）拆除作業(yè)須按拆除施工方案規(guī)定的工藝方法和順序進行拆除，同時作業(yè)區(qū)域要設置圍欄、掛設警示標志牌，按“定點、定崗、定責”原則落實現(xiàn)場監(jiān)控。

（3）千斤繩與貓道索間卡環(huán)按規(guī)范要求設置安裝，以不少于7個U型卡進行連接。承重索是逐根拆除的，松開壓板時，要將后拆除的承重索在轉索鞍處臨時鎖定。

（4）在中跨和南邊跨放索過程中，牽引力不得大于80kN。

（5）對南京長江第四大橋貓道跨石油管道和沿江道路的特殊情況，在引橋橋面上挑出鋼梁，使貓道索下放后落在鋼橫梁上，同時在輸油管道和沿江道路正上方設置二次防護鋼架，以防止碰撞、摩擦損壞油管或傷人事故發(fā)生。

（6）起重操作等特種作業(yè)人員及通信要求同前述，此處不再贅述。

5結語

貓道系統(tǒng)作為懸索橋主纜索股牽引、索股調整、主纜緊固、索夾和吊索安裝、鋼箱梁吊裝、主纜纏絲防護以及纜系附屬結構的施工平臺，貫穿于上部結構安裝工程的始終。盡管貓道系統(tǒng)結構復雜，架設與拆除施工受作業(yè)環(huán)境和天氣條件影響大、風險程度高，但通過合理的施工工藝和有效的安全控制技術措施，可完全實現(xiàn)安全無事故目標。在南京長江第四大橋和武漢鸚鵡洲長江大橋工程建設過程中，建設、施工、監(jiān)理單位各司其職、各盡所能，從方案編制審查到規(guī)范化作業(yè)，嚴格控制安全技術及管理措施的落實，確保了貓道架設與拆除過程安全可控、無事故。