周靖;崔庆合
【摘 要】阐述石武客运专线郑州黄河公铁两用桥主桥钢梁施工中危险有害因素的辨识、收集和风险评价方法,确定施工中存在的主要安全风险,论述采取组织管理手段和技术措施将施工中危险性较大作业内容的安全风险等级降至最低,总结项目管理中安全管理制度的建立和责任制落实,专项安全施工方案的编制,应急预案管理和推行安全管理标准化等方面的经验,通过组织措施、技术措施、经济措施对施工中的危险源进行有效的监控管理,确保郑州黄河公铁两用桥的安全生产始终处于可控状态,对高速铁路客运专线的施工安全管理有一定的参考价值.
【期刊名称】《铁道标准设计》
【年(卷),期】2010(000)009
【总页数】4页(P70-73)
【关键词】石武客运专线;公铁两用桥;钢梁;施工;风险管理
桥梁同步顶升
【作 者】周靖;崔庆合
【作者单位】中铁大桥局股份有限公司,武汉,430050;中铁大桥局股份有限公司,武汉,430050
【正文语种】中 文
【中图分类】U445;U445.46
1 工程概况
郑州黄河公铁两用桥是石武客运专线河南省境内跨越黄河的公路铁路共用大型桥梁,公铁合建段长9177m,是目前世界上最长的公铁两用桥。主桥钢梁分2层布置,下层为时速350km双线客运专线铁路,上层为32.5m宽的双向6车道公路。主桥第1联钢梁采用(120+5×168+120)m六塔单索面部分斜拉连续钢桁结合梁,第2联采用5×120m连续钢桁结合梁。主桁采用无竖杆的三角形桁式结构,这种空间斜主桁结构属世界首次采用。第1联钢梁采用多点同步顶推技术施工,其顶推跨度总体规模居世界前列,边桁腹杆为空间斜杆,其空中定位、安装困难,施工安全风险大。
2 郑州黄河公铁两用桥主桥钢梁施工中危险有害因素的调查和辨识
项目部在主桥钢梁开始施工前,根据《中铁大桥局郑州黄河公铁两用桥施工组织设计》、投标文件、设计图纸及有关规范要求,由安质部牵头组织工程部、物机部、材料室等部门对施工中可能存在的危险有害因素进行辨识,主要有以下几个方面。
(1)主桥钢桁梁为三主桁斜边桁结构,中桁垂直,边桁倾斜,边桁腹杆为向外侧倾斜的空间斜杆,其空中安装、精确定位相当困难,施工中高空、水上及临边作业较多、交叉作业频繁,钢梁架设施工中安全风险级别高,安全管理难度大。 (2)本项目高度重视施工方案的优化。第1联钢梁架设按原设计方案,采用悬拼法架设施工,其各种安全防护设施的设计、生产及使用不符合“同时设计、同时施工、同时投入生产和使用”原则,技术管理工作滞后,不能有效地从技术上保障施工安全。
(3)主桥第1联钢梁采用多点同步顶推技术进行施工,其中,钢梁顶推最大质量达3万t,顶推跨度达168m,顶推长度达1080m。主桥2号墩至7号墩为水中墩,均为高空、水上作业,施工条件复杂,黄河滩上经常刮六级以上大风,施工条件复杂,如何保证钢梁顶推施工中作业人员和大型临时设施设备的安全是项目部安全管理工作的一个重点。
主桥钢梁公路桥面板架设、桥塔架设及斜拉索安装施工均在高空水上进行,桥塔单根杆件最大质量约53 t,桥塔顶距离地面约70m,单块桥面板最大质量约60t,桥面板架设高度距地面约30m,并且桥面板为无纵横梁的板桁结构体系,安全防护设施设计和安装较为困难。
(4)主桥第2联钢梁采用悬臂架设施工,钢梁杆件(特别是边桁斜腹杆)的拼装及精确定位相当困难,钢梁最大悬臂长度达120m,最大悬臂质量达2800t,施工中交叉作业较多,起重作业及高空作业频繁。
主桥第2联钢梁公路桥面板架设,采用轮胎式运输车将桥面板运输至现场,用65t跨线龙门吊机提板架设的方法施工,其吊机起重高度达30m,起重重力达600kN,安全风险较大。
(5)钢梁体系转换及多点同步顶推施工中需使用350t连续水平千斤顶14台,500t竖向千斤顶65台,250t长行程千斤顶2台以及其他各类小型千斤顶80台。如何保证各个千斤顶竖向顶升和回落的同步性,以及千斤顶在异常情况下(例如:千斤顶高压油管爆裂、千斤顶无法下降、在顶推施工中千斤顶突然损坏等)应急处置工作等是钢梁顶推施工中的安全监控重点。
钢梁拼装架设中使用了3台65t大跨度龙门吊机、滑道梁及各类钢梁拼装支架承重支架系统
及高程调整系统2200t,施工中65t龙门吊机的安装及拆除、维修保养,以及各类承重支架系统的使用安全为钢梁拼装及顶推施工提供保障。
(6)钢梁拼装及多点同步顶推施工,技术含量高、安全风险大,作业人员和施工队伍参差不齐,作业人员安全培训不到位,作业人员不严格遵守项目部制定的安全管理制度,不严格执行安全操作规程,也会给施工带来许多安全隐患。
(7)郑州黄河公铁两用桥位于黄河滩上,施工环境恶劣,经常会受到大风、暴雨、洪水、雷击等恶劣天气影响,大型临时设施设备(例如:65t龙门吊机、350t连续千斤顶、施工栈桥、钢梁拼装平台、墩旁托架等)要制定特别的安全管理措施并在施工中严格执行。
3 将调查和识别出来的危险源进行收集整理
为全面、准确地收集主桥钢梁架设施工中可能存在的危险有害因素,项目部主要从以下几个方面进行危险源的收集整理。
(1)钢梁施工前,根据对钢梁施工中可能存在的危险有害因素的调查和辨识[1],初步收集和整理出主桥第1联钢梁施工中的危险有害因素648条。
(2)随着钢梁施工的展开,根据项目部编制的施工工艺和作业指导书、技术交底资料再次对施工中的危险有害因素进行辨识,积极排查施工中新发现的危险有害因素和安全隐患,纳入到危险有害因素调查表中。
(3)通过查阅论文、期刊、杂志,关注网络以及国家安全监督管理总局网站等收集相关钢梁架设施工中安全事故的案例,结合事故案例分析项目部钢梁施工中可能存在的安全隐患,及时纳入危险有害因素清单(安全隐患问题库)。
(4)邀请桥梁施工方面的专家、安全技术方面的专家,及业主、监理、上级单位领导检查钢梁施工发现的安全隐患和严重不符合项,及时更新危险有害因素清单(安全隐患问题库)。
(5)当项目施工中设施设备发生大修或更新后,对一般性危险有害因素,辨识设施设备中存在的危险有害因素再次辨识和收集,及时更新危险有害因素清单[2](安全隐患问题库)。
4 根据收集整理的危险有害因素清单进行风险评价,确定重大危险源
4.1 危险有害因素的风险评价
根据钢梁施工中事故发生的可能性大小L、人体处于该种风险环境中的频繁程度E、以及事故发生后造成的后果C三个因素指标来对辨识出来的危险有害因素进行评价[3],计算简式:D=L×E×C。
L表示发生事故的可能性大小,用概率来表示。绝对不可能事件发生的概率为0,必然发生事件的概率为1,但在作系统安全考虑时,绝对不发生事故是不可能的,所以将“发生事故可能性极小”的分数定为0.1,而必然要发生的事件的分数定为10,介于这两种情况之间的情况指定中间值,如表1所示。
表1 事故发生的可能性大小L取值分值 事故发生的可能性10 完全可以预料8相当可能5可能,但不经常3可能性小,完全意外1很不可能,可以设想0.5 极不可能0.1 实际不可能
E表示人体暴露在这种危险环境中的频繁程度,人员或设备出现在风险环境中的时间越多,则风险越大。规定连续暴露在此风险环境的情况定为10,而非常罕见地出现在风险环境中定为0.5,介于两者之间的各种情况规定若干个中间值,如表2所示。
表2 人体暴露在危险环境中的频繁程度E取值分值 暴露于风险环境的频繁程度10 连续暴露
6每天工作时间内暴露3每周1次,或偶然暴露2每月1次暴露1每年几次暴露0.5 非常罕见地暴露
C表示发生事故会造成的损失后果。事故造成的人身伤害变化范围很大,对伤亡事故来说,可从极小的轻伤直到多人死亡的严重结果。轻伤规定分数为1,把造成3人以上死亡的可能性分数规定为100,其他情况的数值均在1与100之间,如表3所示。
表3 发生事故会造成的损失后果C取值分值 发生事故产生的后果100 3人以上死亡80 1～2人死亡40 非常严重,2人以上重伤(伤残)20 重大,1人重伤10 严重,多人轻伤1轻伤(引人注目,需要救护)
根据采用作业条件危险性评价法[4](计算简式:D=L×E×C),对辨识出来的危险有害因素列表计算,求出风险量评价指标D,并划分风险等级,如表4所示。结合钢梁施工实际情况,将风险等级达4级及以上的危险有害因素确定为项目部的重大危险源。
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