陸恒昌

摘要：鋼結(jié)構(gòu)橋梁由于自重較輕、施工迅速、材質(zhì)均勻、造型多樣美觀，非常適合大跨距、市區(qū)內(nèi)興建及災橋快速復建，故在土木工程領(lǐng)域占有重要地位，但鋼箱梁施工中潛藏許多危害因子。文章以貴港—河池高速公路河中主橋施工為例，探討鋼箱梁施工中使用的機具、設(shè)備、原物料及操作程序等方面存在的危害源，并提出預防對策，供施工單位參考。

關(guān)鍵詞：鋼箱梁;危險源;危險預防

0 引言

一座鋼結(jié)構(gòu)橋梁制作完成，其工序相當繁雜。從進場預涂、落樣切割、冷作加工、組合電焊、預安裝、人工噴砂除銹到涂裝噴漆等，都需要使用大量機械裁剪、高溫氣體切割、危險性機械吊運、有機溶劑噴涂等，若在此制造過程中某個環(huán)節(jié)有所疏忽，將對施工人員造成極大的危害。

由于鋼結(jié)構(gòu)的橋梁擁有一般預力混凝土橋梁無法比擬的優(yōu)點，如鋼橋自重較輕、施工迅速、材質(zhì)均勻、連接容易、造型多樣美觀等，因此非常適合大跨距、市區(qū)及災橋興建與復建。雖然近年鋼結(jié)構(gòu)橋梁在工地吊裝施工已有改進工法，但鋼構(gòu)工廠在鋼橋施工安全防護及從業(yè)人員危害認知上，卻毫無進展。故本研究對箱梁鋼橋施工中作業(yè)人員可能遭受的危害進行分析，并提出相應的預防建議。1 工程案例

貴港—河池高速公路河中主橋設(shè)計為六線車道，總寬為30.2 m。為考慮防汛水流，設(shè)計為主跨度90 m，次跨度37.7 m，總長127.7 m兩跨連續(xù)鋼箱梁橋。主要上部結(jié)構(gòu)由7條鋼箱梁（GA～GG梁寬均為2.94 m，每條箱梁重約為500 t）與6條橋面板所組成，每條鋼箱梁及橋面板又分為12節(jié)，共計84節(jié)鋼箱梁及72片橋面板。箱梁設(shè)計深度定為1.6 ～3.6 m，且上下翼板皆為二次拋物線形變深度鋼箱梁，采用上翼板焊接、腹板及下翼板螺栓現(xiàn)場拼合方式。

2 危險源分析

本研究利用工作安全分析方法，統(tǒng)計了1950—2018年間，廣西地區(qū)鋼箱梁施工中造成的傷害案例。通過整理，分析出鋼箱梁施工危害主要有20種類型，分別為割擦傷、撞傷、物體飛落、灼傷、連電、墜落、肌肉骨骼傷害、跌倒、異物入眼、夾卷傷、火災、金屬熏煙、強光、物體倒塌、熱疾病、與有機溶劑的接觸、爆炸、下背痛、硅粉塵危害及噪音等，其中割擦傷（17.4%）、撞傷（15.5%）、物體飛落（9.2%）、灼傷（7.5%）、連電（7.3%）、墜落（6.6%）等六類施工危害占比63.5%之多，是箱梁施工發(fā)生危險的主要因素，作業(yè)人員及施工單位雇主不可不慎。

3 危險源預防方案

目前施工單位對于施工中對作業(yè)人員造成的危害，最直接的防護方法，就是向施工人員提供個人防護具，如電焊時使用面罩、皮手套、護圍、絕緣鞋等，油漆及噴砂作業(yè)時，則提供呼吸防護具等。若作業(yè)人員能依規(guī)定戴用，在一定程度上也能阻隔危害暴露濃度與強度[1]。但此防護措施只能治標不能治本，根本無法減少危害持續(xù)發(fā)生。這些防護具一旦失效，將使作業(yè)人員直接暴露于危害之中。施工危害風險即由危害事件發(fā)生可能性與嚴重度二項指標組合而成，所以如何消除危害發(fā)生的可能性及減輕危害發(fā)生的嚴重度，是本研究的關(guān)鍵。因此本文運用“取代策略”，即以較安全的設(shè)計、施工、機具及物質(zhì)來消除危害發(fā)生的可能性或降低嚴重度。

3.1 設(shè)計取代

（1）鋼箱梁并非鋼構(gòu)橋梁型式的唯一選項，箱梁基本構(gòu)件是由上下翼鋼板、左右腹鋼板及中間隔鋼板所組合而成。此型式鋼構(gòu)橋梁將箱梁內(nèi)部組合成局限空間，對于在箱梁內(nèi)部電焊作業(yè)人員將產(chǎn)生高溫環(huán)境、高濃度金屬熏煙等危害;噴砂作業(yè)時產(chǎn)生高濃度硅粉塵危害;噴漆作業(yè)時產(chǎn)生高濃度有機溶劑危害。在不影響橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計情況下，若鋼構(gòu)橋梁能以不封閉型式進行設(shè)計，即于制造時保持自然通風，可減輕上述危害發(fā)生的嚴重度，減少作業(yè)人員的危險。本工程考慮到此問題，通過與設(shè)計單位對接方案，提出了以工型鋼板梁或U 型箱梁等設(shè)計取代原封閉箱梁的方案，取得了較好的效果。

（2）油漆涂裝亦非鋼構(gòu)橋梁防蝕唯一方法，本工程考慮到施工季節(jié)，提出在設(shè)計上可以選擇熱浸鍍鋅、鋅鋁熔射覆膜等方法取代油漆涂裝，可以免除作業(yè)人員與有機溶劑接觸的危害，并消除了有機溶劑儲存時的火災風險。采用此方案后，施工中的危害大大減少。

3.2 施工取代

施工取代，即改變制造流程或組合順序來取代現(xiàn)有施工，從而使危害完全消失或減輕[2]。本項目在施工中，提出了以下幾種施工取代方案：

（1）組合電焊時強光、金屬熏煙及熱疾病危害的防止：在進行上下翼鋼板與縱向加勁鋼板組合電焊時，在單片小組立時即以潛弧焊接電焊完成，由于潛弧焊接法的焊道被焊藥所掩蓋，不會產(chǎn)生強光及大量金屬熏煙，且潛弧焊接為自動焊接法，作業(yè)人員可避免操作半自動焊接法所產(chǎn)生強光、金屬熏煙及高溫帶來的危害。

（2）組合電焊時墜落危害的防止：單個箱梁高度往往超過2 m甚至達到5～6 m，若依組合順序先隔鋼板與下翼鋼板，再腹鋼板、再上翼鋼板，往往使作業(yè)人員連續(xù)處于高處作業(yè)中。若將組合順序調(diào)整為高度最高腹鋼板平躺組立架上，再組合上下翼鋼板、隔鋼板、另一片腹鋼板，使高度減為下翼鋼板2～3 m高度甚至2 m以下，可避免作業(yè)人員位于高處中作業(yè)或減少墜落傷害。

（3）預安裝時墜落危害的防止：預安裝即于廠內(nèi)模擬工地現(xiàn)場的安裝，但要考慮高程差是否過大。進行預安裝作業(yè)時，以相對高程拼裝，并考慮結(jié)構(gòu)物特性而改變拼裝方式，采取分段式、橫向式或逆向式等預安裝方式[3]。

（4）植焊剪力釘時墜落危害的防止：調(diào)整植焊剪力釘施工時機，將其變更在預安裝箱梁卸裝后，進行預安裝作業(yè)時，人員不因箱梁上植有剪力釘而跌倒，甚至墜落。

3.3 機具取代

（1）使用磁力吸盤取代傳統(tǒng)吊具：進行鋼板搬運時使用磁力吸盤，完全消除使用傳統(tǒng)吊具時人員需至拖板車上鉤掛鋼板而產(chǎn)生墜落的危害。

（2）使用脫鉤器取代人工解鉤：進行箱梁、鋼架、墩座或其他對象吊掛作業(yè)時，使用手控或遙控脫鉤器進行脫鉤，完全消除使用傳統(tǒng)吊具時人員需爬至吊舉物上解鉤的墜落危害。

（3）使用架空式天車取代門型吊車：門型吊車移動時，若人員站立位置不注意，往往遭門型吊車行走部撞傷，若以架空式天車取代，則完全消除撞傷危害。

（4）以全自動機具取代半自動機具、人工操作機具：以全自動潛弧焊機取代半自動CO2電焊機;以全自動噴砂機取代人工噴砂;以NC鉆床取代手鉆床。如此可減少作業(yè)人員因操作機械而受傷以及直接接觸有害物質(zhì)的機會。

（5）使用氣動工具取代人力工具：使用氣動鑿錘進行焊渣去除，避免長時間使用人力除渣，從而導致肌肉骨骼的傷害。另使用氣動工具取代電力工具，消除連電危害。

（6）使用電動工具取代人力工具：使用鏈條式電動吊車取代手拉吊車，避免長期使用人力操作手拉吊車而導致肌肉骨骼的傷害。

（7）使用動力搬運機具取代人力搬運：使用液壓升降臺取代人力抬舉、提攜作業(yè)。使用自動進料與輸送帶取代人力搬運，消除使用人力搬運而導致的肌肉骨骼傷害[4]。

3.4 物質(zhì)取代

（1）在進行鋼材切割作業(yè)時，盡可能以爆炸范圍小的可燃性氣體取代爆炸范圍大者，考慮爆炸范圍時乙烯可取代乙炔。

（2）以較安全材料取代不安全材料：用耐磨雙絕緣電纜取代一般電線當作電源延長線。另使用較安全電線插座取代一般電線插座，消除大部分連電事故。

（3）使用可滾渣包藥焊材（德國Drahtzun Stein 無縫包藥潛弧焊線-Topcore 735B-1D）進行全滲透焊接，因其滲透能力強且能將熔焊中廢渣滾至焊道外，省去開槽及背鏟作業(yè)，使作業(yè)人員免受開槽及背鏟作業(yè)時，所產(chǎn)生的弧光、高熱及噪音的危害。

4 結(jié)語

可以預見的是，鋼箱梁橋?qū)⒊蔀閲鴥?nèi)設(shè)計新建橋梁主流，且為災橋快速復建的不二選擇，因此對于鋼箱梁施工危險預防的探討是極其必要的。本研究運用工作安全分析法，進行危害因子辨識與作業(yè)風險評估，提出多項取代與減弱防災策略，并且得到以下結(jié)論：

（1）經(jīng)工作安全分析方法，辨識出鋼箱梁施工危害有20種類型，尤以割擦傷、撞傷、物體飛落、灼傷、連電、墜落等六種類型最為嚴重。故此六種在鋼箱梁施工中，是發(fā)生危險的主要因素。

（2）建議從事鋼箱梁制造施工單位，可參考本研究取代策略，對于施工人員實施危害告知，對于危害潛在因子應利用取代方法消除災害發(fā)生的可能性及減輕其嚴重度。

參考文獻：

[1]李 力，周克元，吳 冉.基于 AHP 法的高速公路施工項目危險源辨識及評價分析研究[J].湖南交通科技，2015（4）：65-67，142.

[2]晁 宇，洪 偉，王延東，等.舟山連島工程橋梁鋼箱梁防腐蝕施工的質(zhì)量控制[J].現(xiàn)代涂料與涂裝，2010（7）：46-48.

[3]金文生.橋梁施工過程中危險源識別技術(shù)及評價研究[D].天津： 河北工業(yè)大學，2012.

[4]劉小蕊，李 強，單長海.現(xiàn)場施工重大危險源的辨識與分析研究[J].科技資訊，2011（13）：101-102.