桥梁菱形挂篮施工安全评价

1、 摘 要 随着公路桥以及高速铁路桥的需求越来越多，现浇预应力混凝土连续桥梁挂篮施 工应用越来越广泛。本设计主要针对某特大桥挂篮施工进行研究，找出其危险源并做 出安全评价。首先通过对该工程实例的研究运用安全检查表法找出挂篮施工中的危险 源，将一些发生频率高、危害程度大的事件用表格的形式列出，发现挂篮倾覆这一事 件危害程度较大，导致该事件发生的原因也较多。针对挂篮倾覆这一事件，用层次分 析法对其进行分析，建立递阶层次结构，构造两两比较判断矩阵，运用方根法计算出 各危险源因素权重，然后进行模糊综合分析，得出挂篮倾覆失稳的危险等级（安全程 度）。然后针对各个危险源，提出安全对策措施。通过设计研究发现，

2、挂篮施工中挂 篮倾覆事故是一件危害巨大且发生频率相对较多的事故。要预防该事故的发生，应着 重预防施工中挂篮行走时发生挂篮倾覆。做到“安全第一、预防为主、综合治理”这 一准则，加强监督检查，就能预防该事故的发生。 关键词关键词：菱形挂篮；安全检查表；安全评价；模糊层次综合评价法 Abstract With the increasing demand of highway bridges and high-speed railway bridges, the construction of cast-in-situ prestressed concrete continuous bridges i

3、s more and more widely used. This design mainly aims at the construction of hanging basket of a super bridge, finds out its dangerous source and makes safety evaluation. First of all, through the research of the project example, using the method of safety check table to find out the dangerous source

4、 in the construction of hanging basket, some events with high frequency and great degree of harm are listed in the form of table, and it is found that the event of hanging basket overturning is more harmful. There are also many reasons for the incident. In view of the event that the hanging basket o

5、verturned, the hierarchical structure was established by analytic hierarchy process (AHP). In this paper, a comparative judgment matrix is constructed, and the weight of each risk factor is calculated by square root method, and then fuzzy comprehensive analysis is carried out, and the dangerous grad

6、e (safety degree) of hanging basket overturning instability is obtained. Then according to each dangerous source, puts forward the safety countermeasure measure. Through the design research, it is found that the overturning accident of hanging basket in the construction of hanging basket is one of t

7、he most harmful and relatively frequent accidents. In order to prevent the accident, we should focus on preventing the hanging basket overturning while walking. To achieve safety first, prevention first, comprehensive management this standard, strengthen supervision and inspection, can prevent the o

8、ccurrence of the accident. Key words: Rhombus Hanging Basket; Security Checklist Analysi;Safety Evaluation;Analytic Hierarchy Process-Fuzzy Comprehensive Evaluation 目目 录录 第第 1 1 章章 绪论绪论.1 1.1 选题背景 .1 1.2 国内外研究现状.1 1.2.1 国内研究现状.1 1.2.1 国外研究现状.2 1.3 采用的主要方法.2 1.3.1 模糊层次综合评价法.2 第第 2 2 章章 危险源辨识危险源辨识.4 2

9、.1 危险源的定义和分类.4 2.2 危险源辨识的方法.4 2.3 工程实例.4 2.3.1 工程概况.4 2.3.2 工程地质.4 2.3.3 气候及水文状况.5 2.3.4 工期安排.5 2.3.5 施工机械设备.5 2.3.6 施工工序.6 2.4 危险源辨识.9 第第 3 3 章章 安全检算安全检算.12 3.1 材料参数.12 3.2 强度、刚度、抗倾覆性简算.13 3.3 安全检算结果 .17 第第 4 4 章章 安全评价安全评价.18 4.1 安全评价概述.18 4.2 安全评价的目的与意义.18 4.2.1 安全评价的目的.18 4.2.2 安全评价的意义.18 4.3 一些常

10、见的安全评价方法.18 4.4 选定安全评价方法.19 4.5 模糊层次综合评价法.19 4.5.1 方法概述.19 4.5.2方法步骤.19 4.6 挂篮施工的模糊层次综合评价法.19 4.6.1 确定因素集.20 4.6.2 确定评价集.20 4.6.3 利用层次分析法确定挂篮倾覆的各危险因素的权重集.20 4.6.4 建立各单因素评价矩阵Ri.24 4.6.5 第一级模糊评价及建立第二次评价矩阵R.26 4.6.6 第二级安全评价及危险系数总分.26 4.6.7 安全评价结果.26 第第 5 5 章章 安全对策措施安全对策措施.27 5.1 安全技术对策措施.27 5.1.1 挂篮拼装.

11、27 5.1.2 挂篮悬臂施工.27 5.1.3 预应力张拉.28 5.1.4 施工中挂篮异常处理方案.28 5.2 安全管理对策措施.28 5.2.1 建立安全管理制度.28 5.2.2 安全管理机构设置和人员配备.28 5.2.3 安全教育、培训.29 5.2.4 安全投入和安全设施.29 5.2.5 安全生产监督和检查.29 5.2.6 安全生产过程控制.29 5.3 事故应急救援预案.29 5.3.1 组织机构及职责.29 5.3.2 应急措施与处理.30 5.3.3 预防措施.31 5.3.4 跨河道施工应急措施与处理.31 5.3.5 雨季施工应急预案.33 5.3.6 防台风施工

12、应急预案.33 第第 6 6 章章 结束语结束语.34 参考文献参考文献.35 致致 谢谢.36 附附 录录.37 1 1 第第 1 1 章章 绪论绪论 1.11.1 选题背景选题背景 随着高速铁路与城市轨道交通的需求日益扩大以及桥梁施工技术的日益发展，桥 梁在高速铁路与城市轨道交通应用越来越广泛。而预应力混凝土桥梁悬臂浇筑法早就 已经非常普遍地在大中型桥梁施工中应用，挂篮施工具有诸多优点，其拼装方便、结 构轻、能提高施工精度、具有与很好的稳定性、便于施工、工人工作力度需求小。一 方面可以减少施工设备的资金投入，避免施工中使用大量的支架，另一方面也降低了 施工的跨度限制，对项目的总成本也有减少

13、，大大提高了施工的经济效益。 由于挂篮施工工艺也具有复杂性和危险性，存在大量的危险源，如，高处坠落、 机械伤害、触电伤害、起重伤害等，且挂篮施工中有些常见的质量问题，如：1、底板 混凝土脱落；2、大块混凝土出现空洞、大面积蜂窝；3、挂篮整体坠落等3。因此对挂 篮施工进行安全评价很有必要。且挂篮施工安全事故频发，例如：2009 年 11 月 14 日 上午，仰义枢纽 C 匝道一桥墩在挂篮施工浇筑混凝土时，施工人员违规操作，单边浇 筑引起倾斜，发生坍塌，导致 1 人死亡，7 人受伤和重大财产损失。挂篮施工应用如此 广泛，对其质量和安全要求也越来越高，因此完全有必要对挂篮施工进行安全评价， 以预防和

14、减少事故的发生。 挂篮施工非常复杂，项目风险较大，因此在现浇预应力混凝土连续桥梁挂篮施工 前有必要对挂篮施工体系进行动态的、科学的安全评价，以减少事故的发生。 1.21.2 国内外研究现状国内外研究现状 1.2.11.2.1 国内研究现状国内研究现状 中国当下使用较多的传统的安全评估方法是层次分析法，预危险分析，事故树分 析等方法，其中一些安全评估方法是定性的，有些是定量概率统计方法，是静态评估 方法。比如事故树分析法已发展了多种动态分析法，例如 BDD 方法、蒙特卡洛模拟法、 重要性样本法等，我国的一些对该方法的分析者将该方法应用于软件、硬件容错计算 机系统，在对桥梁设计和施工的安全评价中起

15、到了显著功效4。2016 年 4 月 13 日 5 时 38 分许，广东省东莞东江口预制构件厂一台通用门式起重机发生倾覆，压塌轨道终端 附近的集装箱组合房，造成 18 人死亡、33 人受伤，直接经济损失 1861 万元。对该事 故安全评价用到了安全检查表法、事故树分析法和动态故障树分析法等方法，也对该 事故的起因做了较全面的了解分析。 2 2 1.2.11.2.1 国外研究现状国外研究现状 欧美对桥梁技术的研究较早，现今已基本形成较成熟的桥梁修建技术。美国现有 610103 座桥梁。有 167346 座带问题的桥梁，百分比 26.35%。其中，69864 座桥梁结 构有问题，约占 11%；70

16、00 座左右桥梁老化，约占 12%。桥梁受环境影响易导致事故， 因此，在桥墩防撞、飓风、火灾等问题上，美国更偏向于技术规范和做法的设计及施 工环节的要求。但事故仍然频发，不仅造成巨额财产损失，还造成人员伤亡。原因大 致分为 6 类，（1）设计方面的失误；（2）构造尺寸不当；（3）施工失误；（4）材 料质量不合格；（5）养护不足；（6）外部环境因素。例如 2007 年 8 月 1 日明尼苏达 州密西西比河的一座高速公路桥突然倒塌，近 50 辆车从约 18 米高的桥面坠入河中， 有 9 人死亡，数十人受伤5。美国以此为训，加强了对桥梁建设检修的安全评价。他们 常用 FaultTree、蒙特卡罗仿真

17、进行动态故障树分析，也结合模糊数学综合评价法进行 分析。 1.31.3 采用的主要方法采用的主要方法 本次论文中所采用的主要方法是用于安全评价的模糊层次综合评价法。 1.3.11.3.1 模糊层次综合评价法模糊层次综合评价法 模糊层次综合评价法(FAHP)，指的是将评价因素按一定规则进行分类形成层次结 构，一般有目标层、准则层和因素层三层结构。该法将模糊综合评价法(FCE)和层次分 析法(AHP)相结合，先用 AHP 确定因素集，然后用 FCE 确定评判效果，两者相互融合， 故评价有很好的可靠性。 优点： （1）系统性将研究对象视作系统，按照分解、比较、判断、综合的思维方式 对其进行分析处理决

18、策。 （2）实用性有机地把定性分析和定量计算结合在一起，能够有效处理许多传 统方法无法解决的问题。 （3）简洁性计算简单可行，结果明显易得出，便于决策。 缺点： （1）无法得出新的决策方案，用于安全评价无法找出新的危险源。 （2）定量数据少，定性成分多，故其中的主观性因素掺杂较多使得结果客观性削 弱。 （3）指标过多时数据较为繁多难以进行统计，且难以确定各评价因素的相应权重。 3 3 （4）特征值、特征向量的精确数值解难以求得，而用近似方法计算出来的结果具 有一定的偏差性。 总的来说，在挂篮施工的安全评价中运用模糊层次综合评价法，是很有评价价值 和指导意义的。 4 4 第第 2 2 章章 危险

19、源辨识危险源辨识 2.12.1 危险源的定义和分类危险源的定义和分类 危险源就是可能导致事故的潜在的不安全因素。对事物存在的危险能够辨识、发 现，然后进行定量和数学计算分析，了解危险的存在和影响程度，以便于有效开展预 防和发展应急措施。工程施工中危险层出不穷，这就需要我们在原制定的应急措施基 础上不断完善，持续改进，从而采取相应的预防措施。 2.22.2 危险源辨识的方法危险源辨识的方法 危险源辨识的方法有安全检查表分析法，危险和可操作性研究法，故障类型、影 响和危险度分析法，预先危险性分析法等。 2.32.3 工程实例工程实例 2.3.12.3.1 工程概况工程概况 某特大桥连续梁为挂篮悬浇

20、设计，起讫点里程 DK44+727.555- DK44+872.855（121#-124#），梁跨组合为（40+64+40）m,梁全长为 145.2m，梁体为 单箱单室、变高度、变截面结构。箱梁顶宽 12.1m。顶板厚度 3460cm，底板厚度 44100cm，腹板厚度 50-70-90cm。全联在端支点、中跨跨中及中支点处共设 5 个横 隔板，横隔板设有孔洞，供检查人员通过。中支点梁高 5.2m，跨中梁高 2.8m，边支座 中心线至梁端为 0.6m。 连续梁梁体采用 C50 混凝土、预应力混凝土结构，梁体施工采用挂篮悬臂灌注法， 采用三向预应力体系5。 2.3.22.3.2 工程地质工程地质

21、 该特大桥所处为冲、洪积平原地，河流较多且分布紧密。 上部 20-50m 厚度为第四系全新统粘性土及粉土、粉砂层，其下为上更新统粘性土 及粉细砂层，存在具有高压缩性、高灵敏度的淤泥质粉质粘土，工程性质差，抗震不 利。 按地层时代、成因及岩性特征等将桥址区岩土层划分为 8 个工程地质层。如下表。 5 5 表 2-1 土层结构及特征 工程地质层地层结构特征 （）人工填土灰黄色、松散 （）粉质黏土褐黄色、软塑 （）粉土局部粉砂、灰黄色、松散、 饱和 （）淤泥质粉质黏土灰色、流塑 （）粉质黏土褐灰色、软塑 （）粉土、粉砂褐灰色、中密、饱和 （）粉质黏土灰色、软塑硬塑 （）粉质黏土灰绿、褐黄色、硬塑 （

22、）粉土褐黄色、灰绿色 （）粉质黏土褐灰色、软塑 （）粉细砂灰黄灰色、饱和、密实 2.3.32.3.3 气候及水文状况气候及水文状况 该特大桥地处北亚热带湿润气候带，季风盛行。春夏秋冬分明，气候湿润。年均 温 15.7,最高温 38.7，最低温-11.3；年均降水量 1050.3 毫米，年最大降水量 1748 毫米；作业受强风影响年均 8.4 天；浓雾日年均 38.4 天；雷暴日年均 28.8 天。 地下水主要为上层孔隙水及下层弱承压水。 2.3.42.3.4 工期安排工期安排 桥墩施工完毕后，连续梁自 2015 年 7 月 20 日开工， 2016 年 1 月 1 日完工，总工 期 165 天

23、。 2.3.52.3.5 施工机械设备施工机械设备 施工中所用到的相关机械设备列表如下。 表 2-3 施工机械设备 序号设备名称规格型号数量(台) 1汽车吊QY252 2发电机120KW1 3砼泵车臂长 40m4 4压路机YZ181 5电焊机电焊机4 6张拉千斤顶400T/250T/60T/25T2/4/2/2 7液压油泵ZB4-5008 8真空泵120m3/h1 9压浆泵UB-31 6 6 续表 2-3 施工机械设备 序号设备名称规格型号数量(台) 10搅拌站HLS120 120m3/h3 11装载机ZL502 12砼搅拌运输车8m36 13钢筋弯曲机GW40X4 14钢筋切断机GQ402

24、15钢筋调直机GT-122 16交流弧焊机BX1-400-36 2.3.62.3.6 施工工序施工工序 整体悬臂浇筑工艺流程见图 2-1。 0#段长 8m，两侧各悬出 2.4m，墩顶梁高 5.2m，采用在临时托架上立模现浇施工。 施工工艺流程见图 2-2。 7 7 图图 2-12-1 悬臂浇筑施工工艺流程图悬臂浇筑施工工艺流程图 8 8 图图 2-22-2 0 0 号段施工工艺流程图号段施工工艺流程图 9 9 2.42.4 危险源辨识危险源辨识 现将挂篮悬臂浇筑施工中的危险源按施工工序查找出来并以表格的形式分列如下： 表 2-3 0 号块施工中的危险源 作业活动危险源可能引发的事故 支架基础处

25、理不足垮塌 未进行现场验收垮塌 搭设不符合专项方案要求垮塌 托架基础与墩身预埋件焊接不 牢 垮塌 支架施工 违规加载预压垮塌 模板吊装碰撞支、托架垮塌0 号块模板施工 模板安装连接不稳物体打击 作业平台临边防护不全、未搭 设供给上下通行的安全通道 高处坠落 混凝土浇筑未严格对称进行坍塌 混凝土养护不足坍塌 0 号块施工 塔吊作业违规操作机械伤害 表 2-4 挂篮拼装及预压 作业活动危险源可能引发的事故 挂篮拼装挂篮未进行设计检算失稳垮塌 挂篮拼装锚固体系不到位失稳垮塌 挂篮拼装挂篮平台围绕边缘未设置防护 设施、也未设置供上下通行的 安全通道 高空坠落 挂蓝拼装前支腿与支座横梁未焊接失稳垮塌 挂

26、蓝预压挂篮进行加载预压有误失稳垮塌 1010 表 2-5 节段施工 作业活动危险源可能引发的事故 节段模板施工模板安装连接不牢物体打击 混凝土施工两对称节段砼浇注不均衡，并 且大于指定许可值 失稳垮塌 混凝土施工混凝土养护不足失稳垮塌 节段施工下安全通道未与梁体部位进行 牢固的横向连接 失稳倒塌 节段施工预应力张拉违反操作规定物体打击、绞缠 节段施工高空作业不按规定佩戴相关防 护用品 高空坠落、物体打击 表 2-6 挂篮行走 作业活动危险源可能导致的事故 挂篮行走挂篮前后锚筋，张拉平台的保 险绳不牢固、不可靠 挂篮倾覆 挂篮行走挂篮牵移时，不匀速、左右未 同步、方向不顺直、牵力不平 衡，后端未

27、设锚加压 挂篮倾覆 挂篮行走挂篮行走速度超过规定值挂篮倾覆 挂篮行走挂篮行走时，未设置反向的防 止滑溜措施 发生溜车 挂篮行走挂篮前后锚筋，张拉平台的保 险绳不牢固、不可靠 挂篮倾覆 挂篮行走行走时遇大风、雷雨天气仍继 续施工 挂篮倾覆、触电 挂篮行走千斤顶使用过程中油泵管路爆 裂 喷溅伤人（灼烫） 表 2-7 合拢段施工和体系转换 作业活动危险源可能导致的事故 合拢段施工合拢段挂篮移动速度过快、后 锚失效 挂篮倾覆、高处坠落、机械伤 害 合拢段施工焊接工字钢灼烫、触电 合拢段施工预张拉悬臂钢索机械伤害 体系转换拆除临时支座机械伤害、物体打击 体系转换跨中配重物体打击、机械伤害 体系转换张拉剩

28、余钢索机械伤害 体系转换拆除挂篮高处坠落、物体打击等 1111 表 2-8 整个施工过程中基本都存在的危险源 作业活动危险源可能导致的事故 施工用电施工现场用电;漏保失效、违 规操作电器设备 触电、灼烫 钢筋施工钢筋加工和焊接机械伤害 全过程高空作业周边防护不到位高处坠落 全过程劳保用品佩戴不符合规定高处坠落、物体打击 1212 第第 3 3 章章 安全检算安全检算 3.13.1 材料参数材料参数 荷载取值 1.恒载： 新浇混凝土容重按计算； 3 /26mkN 模板自重：2 = 3 /2 2.可变荷载： 人员、料具堆放、运输荷载: 3 = 2.5/2 倾倒混凝土产生冲击荷载：4 = 2.0 /

29、2 振捣混凝土产生荷载: 5 = 2.0 /2 材料应力取值 1.竹胶板 规格 1220244015mm。根据路桥施工计算手册查得，并综合考虑浸水时间， 竹胶合模板的力学指标取如下的值8： 弹性模量：E=5103MPa， 弯 应 力：， MPa12 剪 应 力：， MPa3 . 1 密 度：（以上数据为厂家提供） 3 /5 . 9mkN 竹胶板的截面惯性矩(I)和截面抵抗矩(W)分别为: ； = 3/12 = 100 15 15 15/12 = 281254 ； = 2/6 = 100 15 15/6 = 37503 2.木材（A-3 红松） 顺纹弯应力， MPa12 顺纹弯曲剪应力， MPa

30、3 . 1 横纹弯曲剪应力， MPa2 . 3 弹性模量 MPaE1039 1515 方木的截面惯 = 3/12 = 150 150 150 150/12 = 421875004； 性矩(I)和截面抵抗矩(W)分别为: 1313 ； = 2/6 = 150 150 150/6 = 5625003 1010 方木的截面惯性矩(I)和截面抵抗矩(W)分别为: ； = 3/12 = 100 100 100 100/12 = 83333334 ； = 2/6 = 100 100 100/6 = 1666673 3.Q235 钢材： 拉压应力，弯曲应力，剪 应 力（依据现行MPa215 = 215 MP

31、a125 铁路桥梁钢结构设计规范取值） 4. I36b 工字钢截面特性： 弹性模量；截面惯性矩 I=165740000mm4；截面抵抗矩MPaE1051 . 2 W=920800mm3；截面距；腹板厚 = 5412003= 12mm I40b 工字钢截面特性： E=2.1105MPa；I=227810000mm4；W=1139000mm3； = 6712003 = 12.5mm 10 槽钢截面特性： E=2.1105MPa；I=1980000mm4；W=39700mm3； = 235003= 5.3mm 12 槽钢截面特性： E=2.1105MPa；I=3910000mm4；W=62100mm

32、3； = 364003= 5.5mm 3.23.2 强度、刚度、抗倾覆性简算强度、刚度、抗倾覆性简算 1. 底板纵梁（箱梁两腹板中间段）强度计算 表 3-1 底板纵梁荷载分析表 工况B3 块浇筑 1底板砼重量 (0.734+0.668)26/2=18.23KN/m 2 2底板砼设计重量 18.231.21.05=22.96KN/m 2 3施工荷载 2.5KN/m 2 4底膜自重 1.2KN/m 2 5 纵梁自重 0.58KN/m 2 1414 6 荷载取值（纵梁间距 0.69m）（22.96+2.5+1.2）*0.69+0.58=18.97 KN/m 2 图 3-1 底板纵梁受力简图 图 3-

33、2 底板纵梁受力分析图 底板纵梁主要承受底板的重量并传递给前后横梁（如图 3-2 所示） 前= qcb L = 19.87 4000 2400 4900 1000 = 38.93 后= qca L = 19.87 4000 2500 4900 1000 = 40.55 = (qcb/L) * (d + cb/2L) = 57.6 底板纵梁选用 I36b 工字钢,其截面特性为: = 9.19 1053 = 16.5 1074 ，强度满足要求。 = / = 62.67MPa 188.5MPa 2.底板纵梁刚度计算 当 时（弯矩最大处），挠度最大 x =d + c * b L = 500 + 400

34、0 2400 2900 = 2459 =qcb/24EI(4L - (4 2 + 2)/L) * - 43/L + (x-d)4/bc = 2.9 L/400 = 12.25 刚度满足要求 1515 3. 腹板纵梁(箱梁腹板下方)强度计算 表 3-2 腹板纵梁荷载分析表 工况B3 块浇筑 1 腹板砼重量（单侧） 38.4KN/m2 2 腹板砼设计重量 38.4*1.2*1.05=48.4KN/m2 3 施工荷载 2.5KN/m2 4 底膜自重 1.2KN/m2 5 纵梁自重 0.58KN/m 6 荷载取值（纵梁间距 0.5m）（48.4+2.5+1.2）*0.5+0.58=26.6 KN/m

35、图 4-3 腹板纵梁受力分析图 其受力示意图如图 1-1 示： 前= qcb L = 26.6 4000 2200 4500 1000 = 52.02 后= qca L = 26.6 4000 2300 4500 1000 = 54.38 = qcb L * (d + cb/2L) = 66.47 = / = 66.47 188.5 4.腹板纵梁（腹板下方）刚度计算 当时（弯矩最大处），挠度最大 x = d + c * b L = 300 + 4000 2200 4500 = 2256 =qcb/24EI(4L - (4 2 + 2)/L) * - 43/L + (x-d)4/bc = 4.9

36、 L/400 = 12.25 刚度满足要求 5.前下横梁强度校核 最大弯应力： 1 = = 46.7692.28 = 20.51MPa Q/A= 123.595 * 1000/18822.4 = 6.57MPa 1616 =12+ 32= 23.46MPa 188.5 强度满足要求。 6.后下横梁强度校核 1 = = 57.032/2.28 = 25.01MPa Q/A= 141.218 * 1000/18822.4 = 7.51MPa ，强度满足要求。 =12+ 32= 28.19 MPa 188.5MPa 7.外滑梁强度校核 前= qcb L = 46.58 4000 2200 4500

37、1000 = 91.08 后= qca L = 46.58 4000 2300 4500 1000 = 95.23 = qcb L * (d + cb/2L)= 116.38 = = 116.38 106/732000 = 158.98MPa 强度满足要求。 8.外滑梁刚度捡算 当时（弯矩最大处），挠度最 x = d + c * b L = 300 + 4000 2200 4500 = 2255 大 =qcb/24EI(4L - (4 2 + 2)/L) * - 43/L + (x-d)4/bc = 9.8 L/400 = 12.25 9.内滑梁强度校核 ，强度满足要求 1 = = 80.78

38、 106/73200 = 110.35MPa 188.5MPa 9.内滑梁刚度验算 当时（弯矩最大处），挠度最大 x = d + c * b/L= 2256 =qcb/24EI(4L - (4 2 + 2)/L) * - 43/L + (x-d)4/bc = 6.0 L /400 = 12.25mm 刚度满足要求 10.挂篮抗倾覆计算 荷载： 挂篮空载前移时，作用于主桁架前端的荷载： =前横梁自重=17KN 1 =0.5底篮自重=52KN 2 =0.5(纵梁自重+滑梁自重)=36KN 3 1717 =0.5(侧模板+内模)=60KN 4 =吊杆吊具=20KN 5 风荷载8005.46/1000

39、=25.92KN 作用于单榀主桁架前端的荷载： 。 P= 0.5 (1 + 2 + 3 + 4 + 5F5) 1.1 + 25.92/2 = 114.71KN 3.33.3 安全检算结果安全检算结果 由上述计算过程可知，挂篮安全检算符合要求。 1818 第第 4 4 章章 安全安全评价评价 4.14.1 安全评价概述安全评价概述 安全评价，是指应用系统工程的相关原理和方法，对被评价单元中存在的危险因 素辨识分析，判断其发生的可能性及严重程度，提出防范措施，改善安全管理状况， 从而实现被评价单元的整体安全这一目的的活动。 4.24.2 安全评价的目的与意义安全评价的目的与意义 4.2.14.2.

40、1 安全评价的目的安全评价的目的 （1）促进本质安全化。 （2）实行对全过程的安全管制。 （3）建立起确保系统安全的最优方案，为安全决策提供参考依据。 （4）在使用设备、设施或系统之前，对潜在的灾害危险进行评价，以评估是否已 将规定的危险事件消除或控制在规定的可接受水平9。 （5）为实现安全技术和管理的科学标准化创造条件。 4.2.24.2.2 安全评价的意义安全评价的意义 (1)安全评价是安全管理的重要组成部分。 (2)协助政府安监部门对生产经营实施宏观调控。 (3)有助于做出决策投入安全。 (4)有助于提高生产经营单位的安全管理水平。 (5)有助于生产经营单位提高经济效益。 4.34.3

41、一些常见的安全评价方法一些常见的安全评价方法 （1）安全检查表； （2）预先危险性分析法： （3）故障假设/安全检查表分析法； （4）故障类型、影响和致命度分析； （5）危险与可操作性研究。 1919 （6）故障树分析法； （7）事件树分析法； （8）层次分析评价法； （9）作业条件危险性评价。 其中前五种方法为定性法，后四种为定量法。 4.44.4 选选定安全评价方法定安全评价方法 本次安全评价主要选用模糊层次综合评价法。 4.54.5 模糊层次综合评价法模糊层次综合评价法 4.5.14.5.1 方法概述方法概述 模糊层次综合评价法(FAHP)，指的是将评价因素按一定规则进行分类形成层次结

42、构，一般有目标层、准则层和因素层三层结构。该法将模糊综合评价法(FCE)和层次分 析法(AHP)相结合，先用 AHP 确定因素集，然后用 FCE 确定评判效果，两者相互融合， 故评价有很好的可靠性。 4.5.24.5.2 方法步骤方法步骤 （1）确定评价目标； （2）对评价目标进行分解, 形成准则及评价指标, 并构造层次模型； （3）使用层次模型生成 AHP 问卷, 邀请专家参与调查； （4）收集调查问卷, 得出各个评价指标对评价目标的排序权重。至此 AHP 过程完 成； （5）以层次模型的评价指标, 也就是方案层要素, 作为评价指标, 生成 FCE 问卷； （6）对各个被测对象, 寻找专家/

43、评测人填写 FCE 问卷； （7） 收集 FCE 问卷, 根据专家数据及 AHP 获得的各个评价指标排序权重 (作为 FCE 的权向量), 计算得到各被测对象的综合评价结果10。 4.64.6 挂篮施工的模糊层次综合评价法挂篮施工的模糊层次综合评价法 本次安全评价选用模糊层次综合评价法。此次所设计的挂篮施工安全评价指标体 系的指标带有模糊性。根据模糊综合评价理论，把次准则层对主准则层的评价看成第 2020 一级评价,把主准则层对目标层的评价看成第二级评价,从而构成一个二级三层模糊综 合评价模型11。 4.6.14.6.1 确定因素集确定因素集 第一层(准则层)因素集 A=B1,B2,.,B6；

44、Bi根据具体指标情况细分，得第二层因 素集为 Bi=Ci1,Ci2,.,Cij，i=1,2.,6,j=1,2,.,t 变动。 4.6.24.6.2 确定评价集确定评价集 邀请各方面有关专家对挂篮倾覆各危险源进行安全等级评定，得到评价集 V，V=I 级，II 级，III 级，IV 级=非常危险，比较危险，危险性一般，可以忽略危 险性，具体评价标准见下表。 表 4-2 对危险源危险等级的评价 评价尺度值等级评价 80 以上I 级非常危险 5179 II 级比较危险 1150 III 级危险性一般 10 以下IV 级可以忽略危险性 4.6.34.6.3 利用层次分析法确定挂篮倾覆的各危险因素的权重集

45、利用层次分析法确定挂篮倾覆的各危险因素的权重集 1、安全评价指标体系的建立 表 4-3 按照施工工序建立的安全评价指标体系 一级指标二级指标 0#段的临时锚固（或支撑）措施不能满 足设计要求 C11 混凝土浇筑未严格对称进行 C12 混凝土养护不足 C13 0 号块施工 B1 塔吊作业违章操作 C14 挂篮未进行设计检算 C21 锚固体系不到位 C22 挂篮平台围绕边缘没有防护、也没有上 下通道 C23 前支腿与支座横梁未焊接 C24 挂篮拼装及预压 B2 挂篮进行加载预压有误 C25 模板安装连接不牢 C31 挂篮倾覆失稳 A 节段施工 B3两对称节段砼浇注不均衡，并且大于指 定许可值 C3

46、2 2121 一级指标二级指标 混凝土养护不足 C33 续表 4-3 按施工工序建立的安全评价指标体系 一级指标二级指标 下安全通道未与梁体部位进行牢固的横 向连接 C34节段施工 B3 预应力张拉违反操作规定 C35 未加装后锚保险装置 C41 挂篮行走不同步 C42 挂篮行走速度超过规定值 C43 两台手拉葫芦未与挂篮后节点连接 C44 反复使用的螺栓、螺母滑丝松动 C45 挂篮行走 B4 行走时遇大风天气仍继续施工 C46 合拢段挂篮移动：移动速度过快、后锚 失效 C51 焊接工字钢 C52 预张拉悬臂钢索 C53 拆除临时支座 C54 跨中配重 C55 张拉剩余钢索 C56 合拢段施工

47、和体系转换 B5 拆除挂篮 C57 施工现场用电;漏保失效、违规使用和操 作电器设备 C61 钢筋加工和焊接 C62 高空作业周边防护不到位 C63 挂篮倾覆失稳 A 其他过程 B6 违规操作 C64 2、构造层次判断矩阵 根据安全评价指标体系的建立，将菱形挂篮施工评价指标体系分为 A、B、C 三层， 然后参照菱形挂篮施工过程中的经验与相应的条文规范以及本工程案例的特殊要求， 结合专家评分后，分别考查一级指标和二级指标的相对重要度，得出菱形挂篮施工 A- B、B-C 的两两比较判断矩阵如下。 表 4-4 A-B 判断矩阵 AB1B2B3B4B5B6 B111/51/21/21/31/2 B25

48、111/213 B3211123 B4221123 B5311/21/212 B621/31/31/31/21 表 4-5 B1-C 判断矩阵 2222 B1C11C12C13C14 C1111/51/21/2 C125111/2 C132111 C142211 表 4-6 B2-C 判断矩阵 B2C21C22C23C24C25 C2111/3223 C2231554 C231/21/5111 C241/21/5111 C251/31/4111 表 4-7 B3-C 判断矩阵 B3C31C32C33C34C35 C3111/31/311 C3231121 C3331122 C3411/21/2

49、11/2 C35111/221 表 4-8 B4-C 判断矩阵 B4C41C42C43C44C45C46C47 C4111/21/31/31/51/21/3 C42211/31/21/31/21/2 C433312133 C44321/211/311 C455313133 C46221/311/311 C47321/311/311 2323 表 4-9 B5-C 判断矩阵 B5C51C52C53C54C55C56C57 C51113131/31/2 C52113131/21/3 C531/31/311/311/33 C54113121/21 C551/31/311/211/33 C563232

50、311/2 C572353321 表 4-10 B6-C 判断矩阵 B6C61C61C63C64 C61111/21 C621121/2 C6321/211 C641211 3、计算最大特征值及一致性检验 1）A-B 矩阵 将每一行的元素乘积到一起并且开六次方，计算出 Mi，wi，i=1,2，.，6，如下： ，； 120 1 2 1 3 1 2 1 2 1 5 1 1 1 M450 . 0 120 1 6 6 11 Mw ，；5 . 731 2 1 115 2 M399 . 1 5 . 7 6 6 22 Mw ，；12321112 3 M513 . 1 12 6 6 33 Mw ，；24321

51、122 4 M698 . 1 24 6 6 44 Mw ，；5 . 121 2 1 2 1 13 5 M070 . 1 5 . 1 6 6 55 Mw ，。 27 1 1 2 1 3 1 3 1 3 1 2 6 M577 . 0 27 1 6 6 66 Mw 然后标准化求出特征向量（权重集） 。 T W086. 0 ,160. 0 ,253. 0 ,226. 0 ,209. 0 ,067 . 0 0 ，295 . 6 6 6 1 6 1 0 i i j jij w wa 其中 aij为矩阵中第 i 行第 j 列元素，都是权重集中的元素。 i w j w 可通过 Excel 表格帮助进行矩阵运算

52、，即运用 MMULT 函数。 2424 随后进行一次性检验： ，059 . 0 16 6295 . 6 16 6 0 CI ，26 . 1 RI ,1 . 0047 . 0 26 . 1 059 . 0 RI CI CR 即一致性检验符合要求。 2）B-C 判断矩阵 B-C 这六个判断矩阵用上面的方法求出权重集、最大特征值以及一致性检验指标 CR。 B1-C 判断矩阵： ，； T W327. 0 ,274. 0 ,290. 0 ,109 . 0 1 251 . 4 1 1 . 0094 . 0 CR ，； T W101. 0 ,095. 0 ,100. 0 ,495. 0 ,209 . 0 2

53、 046 . 5 2 1 . 0010 . 0 CR ，； T W186. 0 ,123. 0 ,305. 0 ,266. 0 ,120 . 0 3 127 . 5 3 1 . 0028 . 0 CR ，； T W114. 0 ,107. 0 ,284. 0 ,121. 0 ,249. 0 ,072. 0 ,052 . 0 4 212 . 7 4 1 . 0026 . 0 CR ，； T W298. 0 ,214. 0 ,059. 0 ,121. 0 ,051. 0 ,128. 0 ,128 . 0 5 210 . 7 5 1 . 0026 . 0 CR ，。 T W463. 0 ,148.

54、0 ,295. 0 ,094 . 0 6 122 . 4 6 1 . 0046 . 0 CR 4.6.44.6.4 建立各单因素评价矩阵建立各单因素评价矩阵R Ri i 我们邀请到十位安全行业的专家，由他们结合实际情况和规范要求，对各个危险 源进行相应评价，再把结果统计汇总，制成下面六个矩阵 Ri，i=1,2，.，6。 表 4-11 R1矩阵 I 级II 级III 级IV 级 C110.30.50.20 C120.40.40.20 C130.30.60.10 C140.20.70.10 表 4-12 R2矩阵 I 级II 级III 级IV 级 C210.50.40.10 C220.40.40.

55、20 C230.30.40.40 C240.40.50.10 C250.70.300 表 4-13 R3矩阵 I 级II 级III 级IV 级 C310.60.30.10 C320.30.40.30 C330.30.40.40 C340.30.50.20 2525 C350.50.30.20 2626 表 4-14 R4矩阵 I 级II 级III 级IV 级 C410.60.30.10 C420.30.40.30 C430.30.40.40 C440.30.50.20 C450.50.30.20 C460.40.40.20 C470.30.60.10 表 4-15 R5矩阵 I 级II 级II

56、I 级IV 级 C510.30.40.40 C520.30.50.20 C530.50.30.20 C540.30.50.20 C550.50.30.20 C560.40.40.20 C570.30.60.10 表 4-16 R6矩阵 I 级II 级III 级IV 级 C610.30.40.40 C620.30.50.20 C630.40.40.20 C640.30.60.10 2727 4.6.54.6.5 第一级模糊评价及建立第二次评价矩阵第一级模糊评价及建立第二次评价矩阵R R 进行第一级模糊变换 ， i T ii RWK 可以得到各单因素的模糊层次评价结果，将六个组合建立第二级评价矩阵

57、。如 i K i KR 下表。 表 4-14 R5矩阵 I 级II 级III 级IV 级 K10.29630.56380.13990 K20.44120.39940.16940 K30.37320.38170.27560 K40.38280.40090.24020 K60.34310.47310.19560 K70.31480.52210.17250 4.6.64.6.6 第二级安全评价及危险系数总分第二级安全评价及危险系数总分 系统的第二级评价集 ，归一标准化后。 0 , 214. 0 ,430. 0 ,375. 0 0 RWK T 0 , 210. 0 ,422. 0 ,368 . 0 K

58、 总得分。85.66 5 30 65 90 021 . 0 422 . 0 368. 0 T VKF 4.6.74.6.7 安全评价结果安全评价结果 由上述计算过程可以知道容易在节段施工及挂篮行走期间发生挂篮倾覆失稳事故， 最容易发生挂篮倾覆失稳事故的是在挂篮行走过程中。而挂篮行走这一过程中，挂篮 行走速度超限值是最易导致挂篮倾覆失稳的危险源。挂篮倾覆失稳这一事故的危险等 级为 II 级，即比较危险。由此需要重视控制相应的危险源，以免导致挂篮倾覆事故发 生。 2828 第第 5 5 章章 安全对策措施安全对策措施 5.15.1 安全技术对策措施安全技术对策措施 5.1.15.1.1 挂篮拼装挂

59、篮拼装 1、挂篮使用前需调试组拼，调试组拼后，仔细检查各部分联接是否牢固，杆件是 否变形，接头处有无裂缝，各联接配件，尺寸是否符合设计要求，如发现问题，则需 立刻整改。 2、对主要机具设备进行安全检查，对于那些不符合安全规定的机具须严禁使用13。 3、在起重吊装过程中，需要有专业人员来指挥，作业人员须严格按规程操作，严 禁无关人员进入作业区。 4、支架杆件应该垂直起吊，并且需要保持平衡稳定，在支架杆件接近安装部位时， 不得使其碰撞已安装完成的对象。 5、对各部件的吊装作业，应服从统一指挥，杜绝盲目蛮干。 6、挂篮组合拼装完成后，需要对其进行全面的检查和静载试验。 7、高空作业人员责任重大，必须

60、严守各自的岗位，严禁发生铁件工具掉落事件。 5.1.25.1.2 挂篮悬臂施工挂篮悬臂施工 1、挂篮在 0#、1#块上拼装完成后，需对挂篮整体进行静载试验，同时需有专人在 旁观察，直至每个部位情况符合安全技术要求时，才能开始混凝土施工。 2、挂篮行走和浇筑混凝土时，稳定系数需符合设计要求，一定要等挂篮内的上下 人员走出后才可以进行行走，严禁人员站、坐在行走的挂篮上。 3、挂篮需要以匀速且低速行走，在同一 T 构上的挂篮必需严格同步且对称进行移 位；走行时，挂篮后部一定要设置保险倒链，挂篮移动速度要严格控制，应该在 10cm/min 之内。 4、吊篮模板应缓慢调整高程，并需要统一指挥。吊篮模板前