朱倩，代峻儒，廖遠(yuǎn)強，胡磊，羅紅，周楷倫（四川省交通建設(shè)集團股份有限公司，成都610047）

1 引言

目前，國內(nèi)企業(yè)橋梁施工采取的安全措施主要為設(shè)置高空防墜網(wǎng)和懸掛安全帶[1-4]，然而中系梁、蓋梁施工中的安全防護仍存在一些難點：（1）在中系梁、蓋梁施工中，梁上的鋼結(jié)構(gòu)即為建筑物的最高點，所有的安全帶的系掛點全在腳下，不符合安全帶“高掛低用”的原則。即使掛上了安全帶，發(fā)生高空墜落時，強烈的沖擊力也會對施工人員造成二次傷害[5]。（2）依托鋼結(jié)構(gòu)搭設(shè)臨時支撐構(gòu)筑鋼絲繩網(wǎng)格線時，高空作業(yè)無有效依靠物體，缺乏安全保障[6]。（3）臨時搭建的安全防護體系，沒有經(jīng)過系統(tǒng)測試，強度和穩(wěn)定性不夠可靠[7]。

本文針對目前存在的問題展開相關(guān)研究，對常用的方法進行比較、分析和改進，結(jié)合具體工程應(yīng)用案例，以工程為對象、工藝為核心，研發(fā)了一種橋梁高空作業(yè)蓋梁預(yù)埋件穩(wěn)固主動防墜系統(tǒng)施工技術(shù)，具有結(jié)構(gòu)強度高、使用方便快捷、安全防護穩(wěn)定性好等優(yōu)點，特別適合橋梁高空作業(yè)蓋梁施工的安全防護。

2 工程概況與技術(shù)原理

2.1 工程概況

G4216線屏山新市至金陽段高速公路XJ14合同段，起止樁號K75+240～K79+932，主線長5.134 km，主體工程由馬鞍山出口段隧道、安寨坪1號大橋、安寨坪2號大橋、西蘇角1號隧道、一個互通組成。主線橋梁共計1 312.5 m/2座，其中大橋1 312.5 m/2座；匝道橋梁共計2 460.08 m/12座，其中大橋2 116.34 m/7座，中橋343.74 m/5座。橋梁主線為雙向四車道，設(shè)計速度80 km/h，汽車荷載等級為公路-I級，主線橋隧比99%。合同總工期48個月，造價約10.57億元。

2.2 技術(shù)原理

本文采用預(yù)埋件穩(wěn)固主動防墜系統(tǒng)，將連接好鋼絲繩的安全立柱與蓋梁鋼筋骨架綁扎在一起，在地面完成主動防墜系統(tǒng)的施工作業(yè)。蓋梁吊裝完成后，通過安全立柱和鋼絲繩懸掛安全繩扣，結(jié)合提前搭建好的高空防墜網(wǎng)，共同建立帶網(wǎng)結(jié)合的安全防護體系。預(yù)埋件穩(wěn)固主動防墜系統(tǒng)是一種錨固裝置，它由預(yù)埋在蓋梁縱向上兩側(cè)位置的安全立柱，水平通繩（鋼絲繩）和高空防墜網(wǎng)組成。這一裝置穩(wěn)定固定在蓋梁結(jié)構(gòu)上，安全立柱中間的水平通繩作為軟梁可以直接扣、掛施工人員身上的安全繩扣。在高空作業(yè)人員不慎跌落，產(chǎn)生高空墜落風(fēng)險時，作業(yè)人員依托安全繩扣被懸吊在水平通繩上，避免施工人員墜落到地面而發(fā)生安全事故，同時高空防墜網(wǎng)的鋪設(shè)能防止高處墜落的物體砸傷施工人員。

3 工藝流程與操作要點

3.1 工藝流程

橋梁高空作業(yè)蓋梁預(yù)埋件穩(wěn)固主動防墜系統(tǒng)施工工藝流程如下：施工準(zhǔn)備→蓋梁骨架成型→防墜系統(tǒng)搭設(shè)→錨栓定位鋼管安裝→蓋梁混凝土澆筑→蓋梁拆模、養(yǎng)護→蓋梁運輸→蓋梁吊裝→防墜系統(tǒng)拆除。

3.2 操作要點

3.2.1 施工準(zhǔn)備

根據(jù)設(shè)計圖紙編制施工組織設(shè)計，落實材料、人員和機具設(shè)備。驗算大噸位吊裝荷載引起樁基和立柱的水平位移及路基穩(wěn)定性，并確定加固方案。設(shè)計和制作大剛度的預(yù)制裝配橋梁蓋梁專用定位架并組裝，確認(rèn)與設(shè)計圖紙核對無誤。

3.2.2 蓋梁骨架成型

1）首先采用鋼結(jié)構(gòu)制作預(yù)制蓋梁臺座，臺座基礎(chǔ)采用混凝土澆筑，基礎(chǔ)沿臺座尺寸擴大1.5 m，在基礎(chǔ)端部鋪設(shè)間距20 cm的鋼筋網(wǎng)，臺座四角預(yù)埋法蘭盤。臺座四周、內(nèi)部采用I40b型鋼支撐，頂部使用8 mm冷軋鋼板平鋪。I40b的工字鋼和8 mm冷軋鋼板巧妙組合，既保證了臺座的強度，又確保了臺座不會因為長時間使用而發(fā)生變形和沉降。

2）在臺座上放出骨架鋼筋的邊線，并用墨線進行劃線標(biāo)記。為確保蓋梁的保護層厚度，采用數(shù)控彎曲機加工和整體定型模架制作鋼筋骨架，采用二氧化碳?xì)怏w保護焊代替?zhèn)鹘y(tǒng)鉛絲綁扎。骨架鋼筋柱頂范圍兩側(cè)50 cm內(nèi)箍筋先不安裝并預(yù)留出位置，待定位鋼管安裝完成后再焊接。

3）鋼筋骨架在胎架上制作完成后，用龍門吊配合專用吊架將鋼筋骨架吊運至制梁臺座上方緩緩下放，當(dāng)骨架底緣靠近底模時，利用人工與龍門吊配合的方式不斷調(diào)整鋼筋骨架位置，使其完全與事先劃好的鋼筋骨架控制線重合。檢查骨架鋼筋是否與所有預(yù)留孔有沖突，檢查無誤后脫鉤。若骨架鋼筋個別有細(xì)微沖突的，當(dāng)場調(diào)整，若沖突部位較多且不能及時調(diào)整的，則吊運至胎架上重新檢查、調(diào)整或重新制作安裝。

3.2.3 防墜系統(tǒng)搭設(shè)

1）在蓋梁骨架縱向上兩側(cè)位置預(yù)埋設(shè)置鋼管立柱，鋼管立柱與蓋梁骨架進行焊接，立柱深入骨架內(nèi)部不少于50 cm。

2）為防止鋼絲繩磨損破壞，在與鋼梁相接的位置應(yīng)設(shè)置軟墊。鋼絲繩拉設(shè)在蓋梁鋼管立柱內(nèi)側(cè)，首先通過拉鉤鎖緊，然后使用鋼絲繩繩扣固定，鋼絲繩要設(shè)置在蓋梁頂面1.5 m以上。

3）鋼絲繩端頭最少要固定4個卡扣，卡扣間距為6倍鋼絲繩直徑，繩頭露出長度約為鋼絲繩的3倍直徑。每條通繩的連續(xù)拉設(shè)長度不得超過100 m，超出100 m時需設(shè)立剛性節(jié)點，以防通繩下垂。

4）系統(tǒng)搭設(shè)完畢后需進行測試，保證鋼絲繩能夠承受大于3 t的瞬間沖量，從而確保高空作業(yè)人員的生命安全。

3.2.4 錨栓定位鋼管安裝

1）安插定位鋼管，在鋼管外側(cè)套入波紋管，并在錐形模板上口與波紋管銜接部位用強力膠進行封閉，確保蓋梁澆筑時漿液不流入管內(nèi)。

2）安裝柱頂四周螺旋筋并補全骨架鋼筋柱頂范圍兩側(cè)50 cm內(nèi)箍筋。

3）模板及錨固預(yù)留鋼管定位法蘭安裝。（1）按工期及蓋梁的規(guī)格加工制作若干套蓋梁鋼模板，立模前應(yīng)對模板進行打磨防銹處理并涂刷脫模劑。（2）每節(jié)模板安裝后，用水準(zhǔn)儀測設(shè)模板頂面標(biāo)高，用卷尺檢查中心及平面尺寸。（3）為避免在澆筑混凝土?xí)r定位鋼管上端產(chǎn)生偏位，采用與預(yù)留孔孔位布置一致的法蘭板穿孔，套在鍍鋅鋼管上，鋼板直接安放在模板上部并調(diào)平、固定。

3.2.5 蓋梁混凝土澆筑

（1）蓋梁澆筑前檢查模板、鋼筋及預(yù)埋件的位置、尺寸和保護層厚度是否準(zhǔn)確，準(zhǔn)確無誤后方準(zhǔn)澆筑混凝土。（2）混凝土由拌和站集中拌和，配合比和混凝土各項技術(shù)指標(biāo)檢查合格。（3）通過泵車運輸由龍門吊轉(zhuǎn)送入模、插入式振搗器振搗的施工方法。（4）混凝土振搗時振動棒不能靠近定位鋼管，避免觸碰上部定位法蘭以免發(fā)生偏位。（5）蓋梁的澆筑由中間向兩邊進行分層澆筑，澆筑時混凝土傾落高度不宜超過2 m，分層厚度在30～40 cm。（6）按照鋼筋網(wǎng)格對蓋梁混凝土進行振搗，振搗按先四周后中心的順序進行，同時保證不發(fā)生漏振。

3.2.6 蓋梁拆模、養(yǎng)護

混凝土澆筑完成并養(yǎng)護2 d后開始拆除定位架及模板。拆除定位架時應(yīng)先將所有擰開卡口螺母擰開，然后緩慢吊除定位架。拆模后立即用活動懸掛式自動噴淋灑水養(yǎng)護。

3.2.7 蓋梁運輸

1）蓋梁端部安裝水平檢查尺，檢查蓋梁起吊或安裝過程體位準(zhǔn)確平衡。

2）預(yù)制蓋梁使用兩臺龍門吊同步起吊將蓋梁移運到運梁車上。正式起吊前應(yīng)先進行試吊，吊環(huán)在龍門吊的扁擔(dān)鉤完畢后，緩慢起吊，先吊重物的10%，觀察鋼絲繩繃緊情況及龍門吊吊架情況，無問題后，再試吊80%，觀察一遍，無問題后，進行100%的吊重。當(dāng)?shù)醺吡旱纂x開臺座2～5 cm，梁底立即墊入木條，停止5～10 min，觀察龍門吊及蓋梁的相關(guān)指標(biāo)性能，若狀況良好且無其他反應(yīng)，則可繼續(xù)起吊；吊高梁底離開臺座50 cm，梁底立即墊入枕木，停止20～30 min，觀察龍門吊及蓋梁的相關(guān)指標(biāo)性能，若再無其他反應(yīng)，則可繼續(xù)起吊并沿出梁區(qū)進行裝車。

3）運梁車采用多軸線液壓平板車運輸蓋梁。運梁車就位后應(yīng)事先在蓋梁兩端0.207L（L為梁長）處墊上2根枕木，當(dāng)落梁至平板車上時應(yīng)注意調(diào)整蓋梁重心線與平板車縱向軸線重合，并用手拉葫蘆穿過吊環(huán)固定于平板車上。

4）先按平板拖車的寬度，距離蓋梁吊點的位置，用重型鋼軌焊制兩個架子，架子的形狀橫斷面與橋臺蓋梁臺背吻合，鋼軌與蓋梁接觸面用養(yǎng)護毯包裹，蓋梁吊上平板車后，用綁帶綁扎3道，使蓋梁同平板車架連成一體。

5）根據(jù)排摸結(jié)果對線路進行反復(fù)比選，確定了縱坡平緩、沒有小半徑的道路行駛，選擇交通流量小的點時間段、參照大件運輸方法進行蓋梁運輸，并做好安全和警示工作。途中通過路政、交警等部門的共同協(xié)作，確保了運輸過程安全。運輸途中，保持勻速行駛，拐彎處盡量慢行。

3.2.8 蓋梁吊裝

1）蓋梁吊裝采用兩臺履帶吊（汽車吊），起吊方式與預(yù)制場裝車方式相同，卸車前根據(jù)蓋梁，在平整地面平行放置兩根20 cm×20 cm的枕木，緩慢將蓋梁水平吊裝到地面枕木。

2）利用水準(zhǔn)儀對鋼支撐、墩頂支撐鋼板進行抄平，結(jié)合蓋梁底斜率、到墩柱距離及之前預(yù)壓結(jié)果算出砂桶標(biāo)高，兩側(cè)砂桶高差≤5 mm。

3）安裝到位后，觀測蓋梁與鋼板是否緊密貼合，測量橫坡達是否到設(shè)計要求（2%）。用全站儀在蓋梁懸臂端投影線外5～10 m引測出蓋梁軸線，對蓋梁軸線偏位進行測量并指導(dǎo)調(diào)整。

3.2.9 防墜系統(tǒng)拆除

1）蓋梁施工結(jié)束后對防墜系統(tǒng)進行拆除，拆除前要進行安全檢查，確保不存在嚴(yán)重安全隱患。對于存在影響主動防墜系統(tǒng)拆除的隱患，應(yīng)及時修整加固，避免拆除作業(yè)時發(fā)生安全事故。

2）主動防墜系統(tǒng)拆除前，要明確施工區(qū)域、組件數(shù)量、拆除步驟、方法和時間，同時要提前設(shè)置警戒區(qū)域和應(yīng)急安全措施。

3）主動防墜系統(tǒng)拆除時，要將防墜網(wǎng)上的垃圾雜物清理干凈，作業(yè)時嚴(yán)禁高空拋物，清理出的雜物應(yīng)裝入特定容器內(nèi)通過垂直運輸設(shè)備傳送至地面。

4）拆除的鋼管、扣件、鋼絲繩等主動防墜系統(tǒng)部件運送到地面后進行分類管理，對合格的部件在維護保養(yǎng)后進行存儲，方便日后繼續(xù)使用。

4 結(jié)論

1）本技術(shù)采用安全立柱預(yù)埋技術(shù)。通過在蓋梁縱向上兩側(cè)位置預(yù)埋設(shè)置鋼管立柱，提升了主動防墜系統(tǒng)的強度，保障了安全防護體系的穩(wěn)定性。

2）本技術(shù)采用主動防墜系統(tǒng)地面預(yù)制技術(shù)。在蓋梁鋼筋骨架拼裝時，提前將連接好鋼絲繩的安全立柱與蓋梁鋼筋骨架綁扎在一起，在地面完成主動防墜系統(tǒng)的施工作業(yè)，避免了高空作業(yè)的風(fēng)險。

3）本技術(shù)采用帶網(wǎng)結(jié)合的安全防護體系。依托橋梁結(jié)構(gòu)安裝防墜網(wǎng)，建立安全帶和防墜網(wǎng)結(jié)合的安全防護體系，一方面可以有效地避免高空作業(yè)的施工人員墜落，另一方面可以防止高空墜物造成的人員損傷，全面提升了施工安全性。