现浇砼预应力拱桥安全施工案例分析

宁波市市政设施景观建设有限公司 李剑虹、俞凌峰

 

目前在市政建设的发展变迁中，已由过去的地面转向地下或地上，由从前的功能性转向艺术性。对市政工程施工单位质量及安全的管理能力提出了更高的要求。

本文针对本单位一市政项目的“拱桥承重支架”施工进行过程分析，对经验及不足进行总结回顾，在今后类似工程的实施中提供借鉴意义。

一、工程概况

1、桥梁规模

小浃江路3号桥为三跨上承式预应力混凝土肋拱桥，桥区域规划河道宽60m，桥梁跨径为三跨20.4+36+20.4米，总长76.8米，桥梁与河道斜交10°，桥梁宽42米。

桥梁两端各设两级8＋8米长搭板，桥下两侧布置人行通道，通道净宽5米。桥梁建筑面积：3226平方米，搭板面积：1024平方米。

全桥横向布置有10片拱梁，拱梁上部采用翼缘板钢结，拱肋间采用横撑连接；桥梁下部结构设置拱座式桥墩，基础采用Φ1.2m钻孔灌注桩，桥台为重力式桥台，基础采用Φ0.8m钻孔灌注桩。

 

2、安全防护难点

本工程拱桥结构采用就地支架法现浇施工。关键是要解决地基沉降和支架变形两大问题。为确保板梁施工安全，应先进行地基处理，并且必须保证支架具有足够的刚度、强度和确保均匀沉降。为此，梁体砼浇筑前，应对支架进行预压试验，以检测在荷载作用下的地基实际沉降量、支架变形量以及支架的整体稳定性，以便对后续模板支架的施工工艺进行改正和完善。

根据地面环境状况和梁板断面形式，支架采用落地式满堂支架：拟采用碗扣式钢管满堂支架法施工。桥梁投影面下为地基进行加固处理，支架搭设高度3~6m。

二、组织机构

1、组织机构图

由于拱桥的承重支模架体系的施工是本工程中最关键、施工难度最大的一道工序。为保证支撑架施工各工序的安全，我项目部根据本工程实际情况，成立一个安全施工管理小组，负责现场安全施工管理工作。

组长：对本工程全面负责，协调工程进度；全过程控制工程质量，主动同建设单位、设计单位、监理单位进行沟通，及时进行信息反馈，确保工程的顺利进行。

副组长：参与制定施工组织设计和质量计划、各项施工方案及质量安全的保证控制措施，负责编制总体进度计划，并组织实施。

技术部：具体落实施工全过程中的技术、质量管理和生产协调，负责施工图会审和设计交底，编制详细的施工方案、审核有关施工方案，全面负责与质检站和工程监理的沟通；编写针对工程图纸会审和设计交底记录；处理针对工程施工过程中的施工技术问题，组织对分部分项工程的质量验收；完成针对工程的竣工图及施工总结。

安保部：主要负责施工现场的安全动态管理，消防保卫，环境保护等工作。认真执行各项安全生产法规和规章制度，落实上级制定的安全生产技术措施，加强施工现场安全生产标准化管理，做到安全施工文明施工。

质量部：主要负责工程质量预控、工程检测、技术复核、隐蔽验收、质量评定、测量和计量及试验、技术资料的收集等项工作。所有工程质量评定报告与质量验评资料的填写、整理、报批、归档工作。

材料部：施工用料的供应、调度及管理。主要负责材料询价、采购、计划供应。工程材料的复试与报验。

工程部：专业工程师在项目技术负责人领导下编制专业施工进度计划，负责现场施工，指导和检查等工作；组织二级技术交底；参与分部、分项工程质量评定工作；协助做好安全、环保、文明施工工作。

3、安全管理控制程序

（1）根据安全管理措施和施工现场情况，对各级管理人员逐级进行书面交底；专业安全工程师必须督促与检查专业施工队对安全防护措施是否进行了检查。

（2）项目经理部每周组织全体工人进行安全教育，对上周安全方面的问题进行总结，对本周的安全重点和注意事项做必要的交底，使广大职工做到心中有数。

（3）项目经理部每周组织一次安全生产检查，对查处的安全隐患必须定措施、定时间、定人员整改，并做好安全隐患、整改记录。

（4）特殊工种必须持有上岗操作证，严禁无证操作；关键技术岗位的特种作业人员，必须参加由政府有关部门组织的安全作业培训，经考试合格，并取得特种作业资格证书，才能上岗作业。

（5）安全教育既是施工企业安全管理工作的重要组成部分，也是施工现场安全生产的一个重要工作方面，安全教育必须贯穿工程施工的全过程：

①安全知识教育：是安全生产的重点，教育内容有：施工生产一般流程；环境、区域概括介绍，安全生产一般注意事项；企业内、外典型事故案例介绍与分析；工种岗位安全生产知识；安全生产技术，安全技术操作规程。

②安全法制教育：包括安全生产法规和责任制度；法规和有关条文；安全生产规章制度；摘要介绍受处分的先例。

③安全纪律教育：职工守则；劳动纪律；安全生产奖惩制度。

三、施工安全措施

1、施工过程

    （1）一般安全技术要求

①根据工程特点，满堂支模架必须进行专门设计计算，确定立杆间距、步距等相应指标后，按设计图纸严格执行，对参加作业全体人员进行技术安全交底。

②支架搭设或拆除人员必须由符合劳动部颁发的《特种作业人员安全技术培训考核管理规定》经考核合格，领取《特种作业人员操作证》的专业架子工进行。上岗人员应定期体检，合格者方可持证上岗。

③支架用料按设计要求进行严格的检查验收，搭设前要检查材质和规格，不能把未经整修的弯曲、压扁、拉伤、裂缝的零部件用上去。

④支架外侧除设有交叉斜撑和1.5m高防护栏杆及0.18m高踢脚板外，全部设绿色安全立网，防止物件从支架上坠落。爬梯需要与支架连接牢固，用安全立网封闭。

⑤支架搭设完毕要按专门的验收制度验收后挂牌使用，支架的日常使用管理有专人负责，定期检查，支架不得超载，多余物件随时清理，各部件连接节点，由专人按规定时间检查整理，使用中的支架，拆除任何一个部件都必须有审批制度，并按批准手续规定及时恢复原状，经检查后再使用。

⑥作业层的施工荷载应符合设计要求，不得超载，不得在支架上集中堆放模板、钢筋等物料。

⑦混凝土输送管、布料管、缆风绳不得固定在支架上。遇6级以上大风、雨雪、大雾天气时，应停止支架的搭设及拆除作业。雨、雪天后作业，必须采取安全防滑措施。

⑧严禁在支架基础及临近处进行挖掘作业。

⑨支架应与输电线路保持安全距离，施工现场临时用电线路架设及支架接地防雷措施等应按国家现行标准《施工现场临时用电安全技术规范》JDJ46的有关规定执行。 

⑩支撑架安装要点

项目	注意要点
根据设计制作安装	支撑架应根据设计安装，并对支撑架应进行强度和稳性验算。
预沉量的设置	为了保证结构竣工后尺寸准确，对支撑架应预留预沉量预留施工沉落参考数见下表，并根据预压试验确定。
	分 项 内 容		参 考 数 据
	接头承压非弹性变形	木与木	每个接头的顺纹2㎜，横纹3㎜
		木与钢	每个接头2㎜
支撑架搭设前的检验	支撑架搭设前对支撑面应详细检查，准确调整支撑面顶部标高并复测无误后方可进行搭设。
支撑架搭设中的检验	支撑架拼装到3-4层应检查每根立杆是否浮动，否则应旋紧下托。沿支撑架四周和每°层门架均采用碗扣式脚手设剪刀撑（其夹角为45°~60°）和水平连接杆。
支撑架搭设后的检查	支撑架搭设完毕后，应对其平面位置，顶部标高，节点联系及纵横向稳定性进行全面检查，符合要求后，方可进行下一步施工。

    （2）架上作业安全技术要求

①在架上作业人员必须戴安全帽、穿防滑鞋和佩挂好安全带。保证作业的安全，脚下应铺设必要数量的脚手板，并应铺设平稳，且不得有探头板。当暂时无法铺设落脚板时，用于落脚或抓握、把（夹）持的杆件均应为稳定的构架部分，着力点与构架节点的水平距离应不大于0.8 m ，垂直距离应不大于1.5 m 。位于立杆接头之上的自由立杆（尚未与水平杆联接者）不得用作把持杆。

②架上作业人员应作好分工和配合，传递杆件应掌握好重心，平稳传递。不要用力过猛，以免引起人身或杆件失衡。对每完成的一道工序，要相互询问并确认后才能进行下一道工序。

③作业人员应佩戴工具袋，工具用后装于袋中，不要放在架子上，以免掉落伤人。

④架设材料要随上随用，以免放置不当时掉落。

⑤每次收工以前，所有上架材料应全部搭设上，不要存留在架子上，而且一定要形成稳定的构架，不能形成稳定构架的部分应采取临时撑拉措施予以加固。

⑥在搭设作业进行中，地面上的配合人员应避开可能落物的区域。

（3）支架拆除的安全技术要求

①支架使用期间，严禁擅自拆除架体结构杆件。

②支模架拆除前，必须先对所要拆模的主体结构的砼强度（同条件养护）达到规范要求后方可拆除。并应制订方案，经工程负责人确认后，方可拆除。

③拆除前应对支架作一次全面检查，清除所有多余物件，并设立拆除区，地面应设围栏和警戒标志，并派专人看守，严禁一切非操作人员入内。

④拆除顺序自上而下逐层拆除，不容许上、下两层同时拆除。

⑤拆除的构件应用吊具吊下，或人工递下，严禁抛掷。

2、难点重点分析

（1）地基处理：

支模架施工前，先进行地基处理，并且必须保证支架具有足够的刚度、强度和确保均匀沉降。为此，梁体砼浇筑前，应对支架进行预压试验，以检测在荷载作用下的地基实际沉降量、支架变形量以及支架的整体稳定性，以便对后续模板支架的施工工艺进行改正和完善。

桥梁投影范围换填250cm厚塘渣层分层压实，浇筑30cm厚C30钢筋砼地坪。对钢筋砼地坪进行刚度强度检算，采用分层总和法计算地基范围内土体的总沉降量，同时踩跨中位置设置24m宽堆载预压试验段，按照方案设计填筑压实，并作为施工便道在施工期内，通行工程车辆，稳定后，按0号块最不利荷载考虑，在试验段上加载，配合沉降观测，分析数据与分层总和法理论计算的沉降量进行比较，综合后对支模架施工进行预抛控制。

同时考虑实体结构为分次浇注、分段张拉，对支架搭拆、混凝土浇注、预应力张拉等工序要求较高。特别指定针对措施：

①砼地坪与承台搭接位置，布筋与承台钢筋锚固，形成整体，防止搭接位置出现薄弱，依靠承台形成较好的板体。

②塘渣层填筑务必分层实施，下部塘渣采用较大块径，起到良好的挤淤作用，上部连续级配。及时填筑，及时碾压封闭，做好排水，防止浸泡，杜绝弹簧土的出现。

③混凝土分段浇筑，施工期间，加强沉降观测，养护期结束后及时张拉，尽早形成体系转换。

（2）支架变形

由于支架在连成整体后，支架结构为多次超稳定。在温度、地基变形等用因素作用下，部分立杆杆件可能会脱离地面，从而造成另一部分立杆应力集中，严重时立杆会压曲失稳，造成支架垮塌事故。为此，施工阶段应有专人检查支架立杆是否有脱空现象，及时调整垫块，保证支架受力均匀和稳定性。

    支架变形控制措施：

①模板支架必须牢固，不得支撑于原地面为未经处理松土上，以防支架沉降。

②为了保证施工地基上的排水，在加固地基的一边设置临时边沟，纵坡不宜小于3%。

③在浇筑加固砼地坪时，要确保地面的平整度，以保证钢管支架的平整稳固。

④在铺设梁底模时应设置预拱度，以抵消基础沉降，支架、底板等压缩造成的影响，预拱度数值根据设计给出的数据和实测的加载试验数据来定。

⑤支架安装完毕后，应对其平面位置，顶部标高，节点联系及纵横向稳定性进行复验。

⑥施工支架不能和模板及其支架相连。

⑦浇筑砼时要在支架上设置沉降标志。

⑧模板要派专人看模，发现模板有超过允许偏差变形值的可能时，要及时加固。

⑨在施工过程中，严格控制模板支架的施工荷载。在模板支架上不允许堆放发生超过规定的超重荷载，以免模板支架变形。

3、危险源分析及应对、应急预案

    （1）危险源分析及应对

分析施工过程中各个阶段，识别施工过程中的危险源，并制定落实措施。

支架施工危险源识别和落实措施见表

序号	危险源	活动点/工序部门	危险源级别	可能导致的事故	控制措施计划
1	恶劣天气施工	所有工点	一般	各类事故	⑴6级以上大风不施工，有大雾时不施工；⑵台风来临前做好防台准备；⑶台风过后对施工现场、施工用电和施工机械设备等进行全面检查确定安全后方可重新施工。
2	支架失稳	支架	重大	失稳	⑴对架子队进行技术交底，加强现场控制，严格按方案进行施工。⑵按要求对地面进行硬化处理，⑶防护支架需设置有斜支撑等加固措施。
3	施工用电安全	施工用电	一般	触电	⑴加强现场用电管理，对作业班组进行用电安全交底；⑵持证上岗，施工现场设有专职电工。
4	防火安全	电焊、切割作业	重大	火灾	⑴制定三级动火制度；⑵焊割工必须具有特种作业人员操作证，焊割作业时配有配套的消防灭火器材，要有旁站人员监督；⑶要在动火点靠近桥外侧设置有防护网，将动火点进行封闭，防止火星落到桥下直接掉落；⑷防护结构严禁采用易燃材料；⑸现场备有充足的灭火器。
5	高空坠物		重大	人身伤害	⑴按方案要求做好各临边防护工作；⑵高空施工需设置有零件杂货箱，严禁随意乱扔零件杂物等；⑶施工机具需有序排放。
6	设备使用安全	所有工点	重大	设备损坏、倾覆等	所有大型机械设备如塔吊、汽车吊等进场前必须进行检验并按要求备案后方可使用。

    （2）应急预案

组织机构及紧急事故处置原则：

工地成立保障安全生产处理突发事件的应急领导小组，由项目经理担任应急小组组长，项目技术负责人担任应急小组副组长。应急领导小组名单附后。

紧急事故处置原则当发生突发紧急事件启动应急预案后，第一目标是保护人员的安全，第二是尽量减少对环境的污染，第三是降低财产损失。所有应急行动均应按此原则进行。

紧急事故处理程序：

根据本工程的特点及施工工艺的实际情况，认真的组织了对危险源和环境因素的识别和评价，特制定本项目发生紧急情况或事故的应急措施，开展应急知识教育和应急演练，提高现场操作人员应急能力，减少突发事件造成的损害和不良环境影响。

应急预案工作流程图

 

 

①一旦发生紧急突发事故立即向应急小组组长——项目经理汇报安全事故情况，由项目经理向公司安全部部长汇报情况，由公司劳动安全部根据事故情况逐级汇报。

②在应急小组组长——项目经理的带领紧急启动应急预案，由应急组织机构具体实施：指挥抢险救灾工作。抢救伤员，排除险情，防止事故蔓延扩大，保护好现场。

③成立安全事故调查组进行安全事故调查。一般事故发生后在12小时内提出事故分析报告，项目部应严格保护事故现场，采取有效措施抢救人员和财产，防止事故扩大。要移动现场物件时，绘制现场简图并做好书面记录，妥善保存现场重要痕迹物证。

发生伤亡事故时，项目部得到事故消息后立即用口头报告、电话、传真等方式报项目监理部、总公司抢险救灾领导小组及安全生产监督管理部门。事故发生24小时内写出事故的书面报告，内容包括事故发生的时间、地点、单位、事故的简要经过、伤亡人数、直接经济损失的初步估计、事故发生原因的初步判断、事故发生后采取的措施及事故控制情况。

④对事故责任者进行处理。

⑤复工前，做好安全技术交底工作，复查合格后并严格按照操作规程进行正常施工。

应急物资

序号	物资名称	型号	数量	备注
1	钢管	φ48	20吨
2	水泥	/	20吨
3	麻袋	/	500只
4	黄砂箱	/	4只
5	灭火器	/	100只
6	围护网	/	500米
7	隔离墩	/	500米
8	彩钢板	/	500米
9	交通标志牌	/	20块
10	施工标志牌	/	20块
11	限速标志牌	/	20块
12	告示牌	/	6块
13	改道标志牌	/	16块
14	导向标志牌	/	16块
15	夜闪灯	/	若干

四、回顾展望

1、总结不足及改进措施

    为检验承重支模架的安全性和实际变形量，通过预压消除结构非弹性变形，通常采用堆载预压进行支架预压。常规箱梁支架的预压，采用标准块或沙袋逐级堆载的方法。本工程拱桥预压试验采用沙袋堆载，钢筋定位的措施。从现场预压实施过程中，沙袋虽能够固定，但袋中砂砾随拱形弧度的分布不够均匀，与现浇砼的荷载分布存在一定的差异。

    在今后现浇拱桥施工中，拟采用弧形预制水泥混凝土预压块，均布荷载，更有针对性的模拟现浇砼荷载，更接近实际的观测支架的弹性变形和非弹性变形值，为更可靠的控制承重支架体系，提供精确依据，从而指导实际施工，为承重支架的安全管理提供坚实的理论基础。

2、今后展望

工程质量和安全生产是企业的生命，因此必须严格执行各项施工质量规范，切实加强安全生产的管理，自觉地贯彻执行各级政府有关市政公用工程安全管理的政策、法令和法规，以“安全为了生产，生产必须安全”的原则，提高施工现场安全生产的管理工作，预防事故的发生，确保广大职工的生命安全，实现安全生产标准化、规范化、制度化、科学化。