悬索桥施工风险控制

1、悬索桥施工技术风险悬索桥的主要结构由锚碇、主塔、主缆、加劲梁或称钢箱梁组成，与普通的桥梁有 相似但也有不同的地方。悬索桥的施工既包括悬索桥引桥梁桥施工局部，如：栈桥搭设 施工、桩基开挖施工、承台建造施工、墩身施工、箱梁制作与吊装施工、桥面铺装施工等分 局部项的施工； 同时又具有悬索桥特有的锚碇施工、主塔施工、索鞍吊装、猫道架设与拆 除、主缆架设、吊索与索夹安装、钢箱梁吊装等分局部项的施工 。下面从悬索桥特有的锚碇施工、主塔施工、索鞍吊装、猫道架设、主缆架设、吊索与索 夹安装、钢箱梁吊装等分局部项施工中，对颇为复杂的悬索桥施工进行平安风险分项，为施 工平安管理做好准备。1、先导索过江、猫道架设

2、是上构施工的开始阶段 ，两岸牵引系统的施工分别在高空、水上 进行，受气候条件变化、江面封航时间长短、江面风力风向与浪高的影响，是一项施工风险 很高的作业。悬索桥在完成锚碇、索塔、索鞍等施工后，马上要进入主缆的架设，在主缆架 设前，必须进行先导索过江海与猫道搭设等施工流程。在先导索牵引过程中，使用的船 只、卷扬系统、指挥与牵引施工的作业人员，必须在标准、可靠、可行的施工方案要求进 行，并且要在海事部门严密的封航措施配合下，才能得以顺利完成。在索道牵引、猫道架设 与撤除作业中，长时间的高空、水上作业，必须在严谨、可行的施工方案与施工前的平安技 术交底的前提下，方能顺利完成先导索过江海及猫道架设与撤

3、除施工。这些作业往往容 易发生：车辆伤害、淹溺、物体打击、高处坠落、触电平安事故。主缆架设施工的风险主要 是索股架设中经常出现的“呼啦圈、扭转、散丝及索股外表划伤等问题，对索股安装质量 和平安造成不利影响。由于主牵引、辅助牵引局部分别在锚面间进行，而锚面的坡度较陡， 在锚面安装放索支架施工、安装牵引绳索作业、支架支撑地面平整压实问题、高处焊接站立 的稳妥、钢丝绳的平安可靠性、施工人员的平安防护用的佩戴、卷扬机等设施的平安可靠 性、猫道高空作业等诸多因素，是引起主缆施工风险高的主要因素。猫道由于质量小、刚度柔的特点，容易遭受大风袭击，造成重大平安事故。 主要风险事故： 施工过程中容易发生作业人员

4、落水、高处坠落、物体打击、起重伤害事故。 应重点关注：1全面调研，与相关部门有效协调，充分考虑两岸牵引系统的布置方案；2制定先导索过江施工与牵引系统过江施工专项平安方案；3制定猫道架设专项平安方案；4对作业班组做好详实的平安技术交底，认真检查施工设备、机具的平安性能、平安状态 及施工人员的个人防护装备。对策： 1大跨度悬索桥猫道的重力刚度对于猫道的稳定取关键作用。在猫道设计时，除满 足猫道施工使用外，可在猫道承重主索外增加制动索，增大猫道竖向及抗扭刚度；2可将猫道横梁与桥塔门架斜向联系为空间索制振系统，为了加强减振效果还可在横梁上设置阻力 减振滑轮。 3 采用抗风索或猫道制振体系； 4两幅猫道

5、之间加设适量的横向通道也可提高 猫道的抗风能力。2、主缆架设 是悬索桥最具特色的局部。悬索桥梁主缆索股牵引依靠牵引系统完成，大桥主 缆架设一般采用门架式单线往复式牵引系统。主牵引卷扬机布置于两岸锚碇前方，放索机构 布置于其中一锚前方地面上。牵引系统由主牵引、辅助牵引等两局部组成：主牵引局部为一 锚碇锚块、另一锚碇后锚面间牵引，采用两台卷扬机进行牵引；辅助牵引局部为放索支架于 一锚后锚面间短距离的牵引，直接采用布置与锚块的卷扬机作为动力。由于主牵引、辅助牵 引分别在陡峭的锚面间安装放索支架、在锚面安装牵引绳索，锚面的支架支撑地面平整压实 问题、高处焊接作业的站立稳妥、钢丝绳的平安可靠性、施工人员

6、的平安防护用品的佩戴、 卷扬机与手拉葫芦等设施的平安可靠性、猫道上的高空高处作业与水上作业均受到天气 条件的影响等诸多方面的因素，直接影响了施工作业的平安，稍有疏忽大意，将极易发生高 处坠落与跌伤、高处坠物物体打击、起重伤害、淹溺等事故。主要风险事故： 施工过程中容易发生作业人员淹溺、高处坠落、物体打击、起重伤害事故。应重点关注：1大吨位无极调速卷扬机安装与使用；2及时了解气候条件变化状况；3与海事等部门有效沟通；对策： 1在索股牵引过程中，可采用卷扬机始终反拉索股后端或组合式被动放索支架，使 索股保持一定的张力，防止索股松弛，出现“呼啦圈现象；2为了防止索股扭转，可采取减小滚筒宽度、调整拽拉

7、器平衡重位置、在拽拉器与索股锚头间采用刚性连接等措施； 3 加密塔顶、散索鞍支墩位置处的托滚，在不影响索股横移入鞍的前提下，尽可能增大此处索 股滚筒所组成的曲线的竖向曲率半径，以克服索股牵引过程中的散丝现象；4恰中选择托滚间距，适当加大托滚直径，将握索器及夹具边角打磨成圆角，并增大握索器与主缆索股的 接触面积，以降低对索股外表的损伤。主缆架设施工过程中，除了要按照猫道架设一般平安防范措施进行外，还需要特别注意 以下几点：1. 在主缆架设施工牵引行进过程中，须有 2 人全程跟踪，特别注意临时承重绳在受力后出现 下挠故障；2. 钢丝束还应注意防扭转、磨损及钢丝鼓丝等。如假设出现以上情况，应先对故障

8、进行排除， 再进行下步施工；3. 在主缆架设施工过程中，必须严格按照施工技术交底来进行，平安交底工作交底到个人；4. 临时锚固后应及时将锚跨鼓出的钢丝用木锤敲顺，绝不能将鼓丝留在锚跨内；5. 在索股牵引过程中，使索股始终保持一定的反拉力，克服索盘转动惯性引起的“呼啦圈 等不良现象；6. 进行主缆架设施工的队伍必须经过严格培训的，经验丰富的人员，工作中保持信息畅通， 严格监控，保障平安。3、钢箱梁吊装 施工复杂、作业工序多，施工周期长、使用设备繁多，且作业人员分别在水 上、陆地、高空形成空间复杂的作业状态，施工风险极大。钢箱梁的吊装，集中了水上、陆 地、高空等多层面的立体作业，是悬索桥施工中作业

9、风险极大、施工情况复杂、作业工序较 多、施工周期较长、使用设备繁多施工。由于钢箱梁的吊装施工一般采用：跨缆机、卷扬 机、滑轮组、拖轮、平驳船等设备，施工过程受到施工周期、海面潮汐、天气变化、施工环 境等多方面的影响，非常易发高处高空坠落、物体打击、起重伤害、水上淹溺、机械伤 害、船只碰撞等特大或重大平安事故。主要风险事故： 施工过程中容易发生起重事故、高处坠落、物体打击、淹溺、机械伤害、 船只碰撞等特大或重大平安事故。应重点关注：1密切关注气候环境状况：风速、潮汐水位等；2与海事，航道部门制定周密的通航方案；3与设计、监控及监理密切合作，及时解决施工过程中发现的问题；4密切注意上下游缆索吊机的

10、同步性和稳定性；5指令明确，统一协调。4、锚碇基坑施工风险锚碇作为悬索桥主缆荷载的传递与承重的重要结构，从锚碇的分局部项施工来看存在了 大量的挖掘，钻、铣、凿、锤等施工作业，钢筋制作、钢筋笼运输、钢筋笼吊装作业；模板 的运输、拼装、安装与撤除作业，混凝土浇筑、养护作业，以及锚固系统施工作业。而这些 作业环境特点是：作业场所狭窄、作业人员混杂、施工设备繁多、临时用电较多，施工过程 稍有不慎，便易发高处坠落、物体打击、起重伤害、触电、坍塌事故。基坑工程施工周期长，常需经历屡次降雨、周边堆载、振动、施工失当等许多不利条 件，故深基坑工程事故时有发生。在软土、高水位及其他复杂场地条件下开挖基坑，发生事

11、 故的几率更高。对策： 在开挖前应制定了详尽的施工标准，对坑外堆载、水平支撑堆载、降水设施及监测点 的保护等均作了严格规定并准备了可靠的预案措施。按分层、分步、对称、平衡及限时的原 那么进行基坑开挖与支撑的施工。在每层中分区开挖和分段浇筑支撑，适当减少每步开挖土方 的空间尺寸，并减少每步开挖未支撑前基坑坑壁所暴露的时间。将每层、每区开挖和支撑的 施工时间限制在控制指标之内。5、桥塔施工风险 主塔施工涵盖了：根底、承台、系梁、塔座、塔柱、横梁、塔身以及桥梁根底设施施工 等分局部项施工。在这些分局部项施工环节里，由于施工方案与施工平安技术措施的设计、 施工过程的平安、施工作业环境、施工气候条件以及

12、各种施工作业的平安措施落实等诸多因 素的存在与影响，施工过程的疏忽大意势必易发高处坠落、物体打击、起重伤害、触电等安 全事故。一 根底施工风险 。地质条件是决定根底形式的主要条件，对根底施工风险有直接的影 响。桥塔根底形式主要有桩 柱 根底、沉井、沉箱根底等形式。1钻孔灌注桩根底，除深度很浅的挖孔桩外，一般深度较大，易出现坍孔、卡钻、扩孔与 缩孔、断桩等事故。桩数较少时处理比拟麻烦，风险较大；2对于深水软弱地基上采用沉箱或沉井根底，由于基底以下土层主要为粘性土，固结时间 较长，沉降不能较快完成，工后还会有一定沉降量，会产生较大的结构内力。沉井根底假设采 用墩位筑岛施工，下沉速度较慢，工期较长。

13、自然灾害侵袭的时机较大，而且下沉过程中事 故因素较多。如遇土层中含有孤石、井身位置发生偏斜等。假设采用浮运沉井，那么技术水平要 求更高。对策： 加强与以上根底形式相对应的勘探、施工技术和装备的研发，如深海施工勘探技术； 大型专用起重、钻孔、挖泥设备的研发；深水海底挖泥与基床整平技术；巨型沉井箱 锚碇定位技术、基底深水灌浆技术等。二 承台施工风险 。1施工过程中大型船只撞击钢围堰 钢吊箱 。对策： 增强钢围堰 钢吊箱 自身的防撞性能；采取相应的交通管制措施，加强航道监督管 理，防止通航船只和施工船只对钢围堰 钢吊箱 的撞击事故； 2多雨季节超额荷载导致双壁钢围堰下沉偏歪。对策： 在设计双壁钢围堰

14、时应考虑一定的洪水荷载，并避开洪水期施工，掌握水流流速资 料；3钢围堰 钢吊箱 封底失败。对策： 钢围堰钢吊箱 封底失败主要是由不合格的混凝土浇筑所导致的，可通过控制封底混 凝土的厚度和混凝土质量、控制封底导管的布置得到解决。6、索鞍吊装施工平安风险分析 悬索桥的索鞍吊装包括主索鞍、散索鞍的吊装施工，由于悬索桥的主索鞍、散索鞍等构 件属于大型的构件，这些构件是悬索桥梁的主缆支撑、定位构件，其重量较大，主、散索鞍 的鞍体重量达几十吨甚至近百吨，构件的体积较大，最大的长宽高可达近 10 米、宽度与高 度可达45米，起吊的高度一般在2040m左右。因此索鞍等大型构件的吊装施工易发生 起吊伤害甚至导致

15、机毁人亡的严重事故、高处坠落、物体打击、触电身亡等平安生产事故。7、吊索与索夹安装施工平安风险分析 悬索桥上的几十甚至上百对的主缆夹与吊索是将钢箱梁、桥面系等恒载荷及钢箱梁的活 载荷传递给主缆，同时保持主缆的形状，使钢丝受力较为均匀的重要结构。在主缆夹与吊索 的安装施工中，使用平板车、驳船将索夹运送到塔底及锚碇处向塔顶逐套安装。在索夹的吊 运、安装时，需要撤除猫道门架，保存固定在散索鞍门架、塔顶门架之间的天车承重索，需 要安装简易的天车梁。为了保证悬索桥主缆的工艺要求，必须保证索夹安装过程的温度稳 定。因此，吊索与索夹的安装存在着起重伤害、物体打击、淹溺、触电等施工平安风险。 悬索桥中央扣梁段

16、的安装施工平安控制要点：中央扣梁段的安装需重点解决好以下问题，以确保施工平安。1、高空漂浮状态下螺栓群的定位连接；2、加劲梁吊装引起主缆线形的变化导致中央扣索夹两端局部应力的增加。3、在跨中梁段吊装前，应先将中央扣索夹下半部按照设计要求预先用高强螺栓连接好，随 加劲梁一同吊装，吊装到位后用增设的临时吊杆固定在临时索夹上，待加劲梁线形根本形成 后，再进行中央扣索夹上半部的安装及螺栓的紧固。主缆索股架设施工平安控制要点：1、研制主缆放索支架，提高放索质量 在索股牵引过程中，使索股始终保持一定的反拉力，克服索盘转动惯性引起的“呼啦圈等 不良现象。2、克服索股牵引过程中的散丝现象时应该注意的平安问题1

17、、保持放索速度与牵引速度的一致性，在索股牵拉期间，主缆索股始终保持一定的张力， 防止索盘上的索股松散下垂磨损而导致散丝。2、加密塔顶、散索鞍支墩位置处的托滚，在不影响索股横移入鞍的情况下，尽可能增大塔 顶、散索鞍支墩处索股滚筒所组成的曲线的竖向曲率半径。3、全部采用尼龙托滚，对索股缠包带有较好的保护，防止缠包带断裂造成的散丝。3、克服主缆索股牵引过程中的扭转现象时应该注意的平安问题1、猫道设计时，合理分布猫道承重索的间距等，尽可能减小荷载造成的猫道倾斜。2、将牵引系统设计成双线往复式，对称于猫道布置，调整牵引系统大小导轮组位置，并通 过调整拽拉器平衡锤位置，使拽拉器与索股支承托滚保持同一竖直面

18、。3、拽拉器与索股锚头之间采用刚性连接。4、主缆索股断面为正六边形，因此将托滚锥角设计成600，牵引过程中索股贴靠近缘，可以保持一个面接触，以防止托滚形状造成的影响。5、在索股上安装鱼雷夹具，内为六边形断面，与索股的断面尺寸一致。鱼雷夹具每隔300m安装1个，安排1名工人跟踪控制，防止发生扭转。4、防止索股产生鼓丝现象时应该注意的平安问题1、确定合理的整形入鞍工艺和顺序。2、索股牵引过程中，严密监控，杜绝局部钢丝受挂现象。3、确定适度的预提高量，减小索股调整时产生的鼓丝。4、调整索股时，采用木锤在调整部位附近反复敲打，并用手拉葫芦适当上提索股，以减小 鞍槽摩擦影响。在该过程中要注意平安。5、对

19、于锚跨，将锚跨鼓丝人工赶至边跨侧，远离散索鞍，便于后期恒载增加后到达消除鼓 丝的目的。5、采取保护索股外表的措施时应该注意的平安问题1 、托滚间距选择恰当，适当加大托滚直径，对索股镀锌层有较好的保护。2、将握索器及夹具边角打磨成圆角，并增大握索器与主缆索股的接触面积，以降低对索股 外表的损伤。3、防止钢绳与索股钢丝摩擦造成镀锌层损伤。4、塔顶、锚碇门架处采用尼龙吊带挂索股整形入鞍，保护索股镀锌层。5、索股外表局部镀锌层出现损伤，立即按要求涂抹富锌环氧漆修复保护。在该过程中要注 意平安。加劲梁架设施工平安控制要点：1 准备工作 在梁段吊装之前的准备工作包括：缆载吊机行走至主缆上设计位置；载装加劲

20、梁的运输 船定位后，即开始加劲梁的对位。加劲梁对位准确、稳定后，即开始吊点的安装连接。吊点 的丝扣应上满，插销应穿保险销。吊具伸出长短应一致。待吊点栓挂完毕，一切检查无误 后，才可撤除加劲梁的临时固定拉线等。当检查加劲梁所有固定件撤除完成后，才可起吊加 劲梁。2 普通加劲梁吊装1准备工作完成后即可进行加劲梁的垂直吊装工作。吊装前应进行详细的平安检查。符合安 全吊装要求后，同时启动缆载吊机起重千斤顶，逐渐将加劲梁荷载由驳船转承于吊机千斤项 上，当梁段重量 85%以上由千斤顶承载后，调整千斤顶油缸行程，同时启动4 台台起吊千斤顶连续提升，迅速将梁段调离驳船并到达一定的平安距离后，再次检查梁段的水平

21、情况、吊 点的连接和吊机的工作情况，确认一切都正常后，驳船驶离一定平安距离后待命，离开。2梁段起吊应平稳，上下游吊点应同步升高，横桥向设水平尺高差200mm；纵桥向高差由吊具决定，但亦应控制不超过 50mm。梁段起吊快到达设计位置时即接近已架加劲梁时应减速慢行。一边起升，一边检查，观 察是否与已架设的梁段相碰，并根据具体情况采取相应措施；以便梁段平安到达设计位置。3梁段提升至预定位置后，即将梁挂于吊索上，安装吊索螺栓插销。4检查梁水平、扭转等符合设计要求后，施行相邻梁段顶面临时连接施工。5撤除缆载吊机吊点，走行缆载吊机至下一个梁段吊装位置，依次执行以上的吊装程序，完 成下一梁段的吊装。6加劲梁

22、应南北对称同步架设，并测量塔顶位移和扭转。3 合拢段加劲梁的吊装合拢段位置的选择确定，应按图纸的要求。吊装合拢段前，需要将靠近塔身的几个梁段 连续进行调整，测量合拢应有的长度并对合拢段长度进行修正，合拢梁段起吊至设计安装位 置后即将端梁段由预偏位置顶推至设计安装位置并与合拢梁段临时连接，全桥合拢后即告完 成。4 加劲梁的临时锁定及焊接施工随着加劲梁节段吊装的进行，两相邻节段梁底板间下缘张口逐渐减小至计算值时，即进 行梁段底板临时连接件的连接，全部加劲梁吊装完毕后，调整线型，进行主梁现场整体焊接 工作。主梁现场整体焊接工作由制造厂家负责施工，工程部应做好一切配合工作，和提供相关 的效劳，保证主梁

23、现场整体焊接的质量、进度及平安。5 总体线型、受力的监控及调整随着加劲梁节段吊装的进行，主缆载荷的不断增加，对塔柱的作用力、作用点和力的方 向也跟随着发生变化，为了塔柱的受力平安，在加劲梁吊装过程中必须跟踪监测、调整。监控监测由大桥院和桥科院联合体负责进行进行，塔顶变位、塔柱内力的调整由工程部 负责实施，其调整主要靠顶推塔顶鞍座来实现。6 加劲梁吊装中的其他平安考前须知1航道会因架梁船只的布置而经常改变，因此来往船只的通行由当地海事和航道统一指挥。2缆载吊机应试吊检验，其操作严格按说明书执行。3水上施工船只上配救生设备，作业人员穿救生衣，戴好平安帽，系好平安带。4采取措施防止电流通过吊索及主缆

24、，特别是焊接过程中要注意主缆及吊索的绝缘。5装避雷装置防止雷击。 6 级以上大风停止作业。6掌握塔顶允许位移量，时时跟踪观测，及时纠偏。保证主体等施工节段的平安。7 箱梁水中定位梁段运抵桥位后，利用拖轮和 4 只地锚协助将运梁驳船定位于缆载吊机吊点下方，定位 精度要求不大于50m,收放定位锚绳，对加劲梁进行精确定位，并用销轴将加劲梁临时吊点 与缆载吊机具销接。8 垂直起吊准备工作完成后即可进行加劲梁的垂直吊装工作。吊装前应进行详细的平安检查。符合 平安吊装要求后，同时启动缆载吊机起重千斤顶，逐渐将加劲梁荷载由驳船转承于吊机千斤 项上，当梁段重量 85%以上由千斤顶承载后，调整千斤顶油缸行程，同

25、时启动 4台台起吊千 斤顶连续提升，迅速将梁段调离驳船并到达一定的平安距离后，再次检查梁段的水平情况、 吊点的连接和吊机的工作情况，确认一切都正常后，驳船驶离一定平安距离后待命，离开。9 加劲梁与临时吊杆相连时应该注意的平安问题梁段起吊至设计高程后，将梁段原设计吊点通过临时吊杆与主缆上的临时索夹相连。缆 载吊机逐渐将荷载转移给临时吊杆后，解除缆载吊机吊具。吊装完成后，移动缆载吊机至下 一个吊装位置，准备下一梁段的吊装工作。在该过程中要注意平安。紧缆施工平安控制要点1、紧缆施工顺序紧缆作业可分为预紧缆和正式缆作业。2、预紧缆时应该注意的平安问题。根据划分紧缆位置，首先在主缆外表相应位置处铺设麻袋

26、片，利用手拉葫芦边收紧主 缆，边撤除主缆处层索股的缠包带，人工用大木锤边均匀敲打主缆四周，校正索股和钢丝的 排列，防止出现绞丝、串丝、和鼓丝现象，同时测量紧缆处主缆的周长，待主缆空隙率目标 控制值满足目标值 30%以内，即主缆周长小于 3.0m 后，用软钢带将主缆捆扎紧，使主缆截 面接近为圆形。3、正式紧缆作业时应该注意的平安问题。1、主缆回弹率试验正式紧缆前的现场紧缆试验在中跨跨中进行，以此检验紧缆机的工作性能和测定主缆紧 缆后的回弹率，并根据试验情况对紧缆机进行调整和制定相应的紧缆工艺，然后转入正式紧 缆工作。2、正式紧缆主缆正式紧缆作业可在白天进行。a. 紧固蹄的操作液压千斤顶加载、保压

27、。这是紧缆作业中的一个关键工序。在初期加 压阶段，以低压进行，使各紧固蹄轻轻地接触主缆外表，且相互重迭，然后升高压力，加载同步。紧固蹄行程到达设定位置时或压力到达规定值时保压。在该过程中要注意平安。b. 打捆扎带。打捆扎带的目的就是为了保证当液压千斤顶卸载后，紧固后的主缆截面形 状仍保持近似圆形，并保持要求的空隙率。当紧固蹄处主缆直径经测量符合要求后，不锈钢 钢带绕在主缆上捆扎，并用带扣固定、捆扎 2 道，间距 10cm. 在该过程中要注意平安。c. 液压千斤顶卸载。当打带完成后，液压千斤顶卸载，通过操作换向阀使紧固蹄回程， 紧缆机那么移向下一个紧固位置。d. 主缆直径的测定。为了确定紧缆后主

28、缆的截面形状，紧固蹄挤压结束后处于保压位置和液压千斤顶卸载后，分别用专用量具测定主缆直径和周长。主缆缠丝施工平安要点：1、缠丝顺序缠丝施工先缠边跨，后缠中跨。边跨由锚碇向索塔方向进行缠丝施工，中跨由跨中往索 塔方向进行。2、主缆缠丝1、储丝轮绕丝S 形钢丝按每个索夹间区间精确计算钢丝用量并以卷供给，缠丝前通过特制绕丝机以一 定张力将 S 形钢丝卷转绕至储丝轮上，以供相应主缆索夹区间缠丝使用。在该过程中要注意 平安。2、缠丝机试运转将缠丝机安装在塔顶边跨侧主缆上，进行安装保养调试工作。在各减速机、变速箱中加 足润滑油，其他各运动副间均按要求加注润滑油或润增脂。按要求进行空机试运转，做好缠 丝试验前的一切准备工作。调整缠丝机齿圈转动及前移电向变频器，使齿圈每转动 1 圈即 缠丝 1 圈的同时沿机架作走 9mm。3、缠丝试验 缠丝前先进行缠丝试验，主要检验缠丝机性能及焊接强度，并确认到达以下标准：a. 缠绕钢丝相互之间无间隙；b. 无重叠缠绕、交叉缠绕乱丝；c. 缠丝外表光滑；d. 焊点焊接强度要确保剪切强度在缠绕钢丝的张力之