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跨河系杆拱桥施工期的通航风险及对策研究

更新时间:2009-03-28

随着经济社会快速发展,跨越通航河流的桥梁建设日益增多,船舶通航安全与桥梁建设之间的矛盾日益突出,船舶碰撞桥梁的事故时有发生,如何保障跨河桥梁施工期及营运期间的通航安全是港航相关单位亟需研究的重大课题.混凝土系杆拱桥具有跨度大、结构轻、造型美、经济性好等优点,在跨河桥梁工程的建设中被广泛应用;但是该桥型技术复杂,施工难度大,施工期间需占用航道,对船舶通航安全影响较大,故对该桥型施工期及营运期间涉水工程通航安全的有效监管也是港航管理部门重点和难点工作.文章首先根据系杆拱桥施工工艺,分析其对通航安全的影响;并以连申线上某桥梁的建设为例,详细分析其施工期间对通航安全的影响,在此基础上提出通航安全保障措施,以期为同类施工作业提供参考.

1 系杆拱桥简介

系杆拱桥是一种集拱与梁的优点于一身的桥型,将拱与梁两种基本结构形式组合在一起,共同承受荷载,充分发挥梁受弯、拱受压的结构性能和组合作用.按照行车道位置分为上承式桥、中承式桥和下承式桥.拱片主体一般由刚性系杆、刚性拱和柔性吊杆组成,刚性系杆为预应力混凝土梁式构件;侧系杆之间由横梁和行车道板组成桥面结构,拱肋之间通过风撑连接增加结构的整体稳定性[1].

系杆拱桥主桥桥墩一般采用三柱式桥墩,下接承台,基础采用钻孔灌注桩.上部结构施工可分为两种,一种采用先拱后梁的施工方法,施工不需要搭设支架,上部结构拼装完毕由浮吊船整体吊装.另一种采用先支架后梁拱的施工方法,首先在水中施打临时支架,所需构件先在岸上分段预制,由船舶或汽车运至桥位处,往支架上吊装,浇湿接头成桥[2].两种施工方法目前在跨河大桥的施工均比较常见,且均不同程度的对船舶的通航安全有一定的影响,其中后者使用支架施工使得河道的通航净空尺度缩减,对船舶通航安全的影响较大.文章将重点介绍“先支架后梁拱”施工工艺,并针对其对通航安全的影响,提出相关对策及安全保障措施.

常州中威TSJ-III型全自动脱水机;常州中威BMJ-III型组织包埋机;Finesse325型轮转石蜡切片机;常州中威PHY-III型病理组织漂烘仪;Motic BA400显微镜;Thermo全自动染色机;中国烟台宏远一类W式动物实验氧舱08-Y800-001型。

2 系杆拱桥的施工工艺

以连申线如皋段某桥为例,系杆拱支架立面图如图1所示.

该桥主跨为下承式预应力混凝土系杆拱桥,横跨焦港河,施工采取典型的“先支架后梁拱” 的施工方法.桥梁孔跨布置为:[(3×20)+60+(3×20)]m,桥梁总长208.52 m,桥梁轴线与航道中心线交角为99°.主要施工工艺如下:

  

图1 系杆拱支架立面图

2.1 系杆拱桥施工临时支架施工

焦港河如皋段规划为内河Ⅲ级航道,航道底宽45 m,航道宽度60 m,设计水深3.2 m,船舶交通流量较大.船舶交通流集中在每天早上5点至晚上6点,每小时交通流量约18艘,主要是砂石船,无船队通过.单船吨位为300~500总吨,通航船舶中最大船宽为7 m,最大船长为38 m,最大吃水2.1 m,空载航行船舶吃水约1 m、船舶水线以上最大高度约为5 m.

叶子成绩拔尖,因此身边也围绕着一群人中翘楚。每天,我侧着身体透过人群偷看她,有时会惊喜地发现她也在看我,便赶紧在0.1秒之间收回目光,佯装无所事事地转动手中的铅笔,但铅笔很不给面子,总是一次次地掉在地上。下了晚自习后,我独自骑行在深夜的街道,不断回味着白天和叶子的交集,飞速掠过的街景是模糊的,叶子的音容笑貌却是鲜活生动的。

钢管桩采用打桩船施工,起吊设备采用浮吊船.浮吊船抛锚定位后,先依靠钢管桩重力插入覆盖层中,上部用缆绳绑在吊船边,待桩身有一定稳定性后,再利用振动沉桩机夹住钢管桩,开始振动沉桩机振动下沉钢管桩到位.钢管桩逐排沉放,一排桩沉放完成后再移船至另一侧.

2)安装桩顶分配梁、焊接剪刀撑

打设好钢管桩后,每一桥墩处的钢管桩顶部安装双榀H558×300工字钢,最后将钢管桩和分配梁焊牢成为整体.

3)贝雷梁及横梁安装

“我们是在百合网上认识的……”谢婉娇爱笑,边说边笑。爱人张伦坐在她身旁,被她的笑声带动,也跟着笑眯了眼。谢婉娇在28岁时,“投身”百合网,铺天盖地、一轮一轮地相亲,直至身心俱疲。

2.2 主桥上部吊装

系杆拱桥上部预制构件拟采用运输船运输,80 t浮吊船进行安装.桥梁上部安装包括:系杆拱安装→风撑安装→系梁施工→面板铺设→附属设施安装.

在表3的数据中,没有语言图式,但并不表明它不重要。造成这个结果的原因主要是两个:首先,老师们对于语言图式的重视让学生每天都沉浸在语言图式的“海洋”中,加上题海战术,学生在这方面的整体水平其实是持平的;其次,固有观念的影响,民族地区学生很多来自乡镇和农村,例如此次我们的抽样调查的有效问卷中就有345人来自乡镇。受到教育资源、学习环境、家庭教育因素等多方面的共同影响,此部分学生对于英语阅读的学习单纯的重视词汇和语法,每天都在枯燥的死记硬背中磨灭了自己对于英语的兴趣,其中一部分人甚至以偏科为代价放弃了英语学科,这种现象在民族地区的城市学校也是大比例存在的。

2.3 系杆拱支架拆除

1)水中打设临时支墩,严重缩窄了桥区水域的通航尺度,临时通航孔净空宽度为24 m,净空高度为4 m,如图1所示,通航尺度小于内河通航标准Ⅵ级航道单船双向通航相关要求,桥区水域仅可单船单线通航.

3 施工期间对通航安全的影响分析

3.1 航道通航条件分析

1)钢管桩施工

EPC项目出现主要的风险源就是工期。具体的施工过程中,工程的承包商需要选用倒排工序和正向组织的策略,对工程的整体进度计划进行设计,阶段进度计划的制定,要利用关键节点和工序与流程的有效控制,进行动态化管理控制,确保工程的进度。

3.2 施工工艺流程与通航的关系

根据大桥的施工方案,施工过程中各施工阶段与通航相互关系见表1.

 

表1 系杆拱桥施工工艺流程与通航关系

  

序号主要施工内容施工要点是否碍航1主桥桥墩及承台岸上施工否2插打钢管桩浮吊船+振动锤是3贝雷桁架安装边跨采用汽车吊,中跨采用浮吊是4防撞桩施工汽车吊+振动锤是5吊杆安装浮吊是6上部预制构件安装浮吊是7系梁支架拆除浮吊是8钢管桩拆除浮吊是

3.3 施工对通航安全与通航环境的主要影响

系杆拱桥吊杆初张拉完成后,即可进行系梁支架的拆除工作.系梁支架总体拆除顺序应遵循先中跨后边跨;先上部,后下部;先横向,后竖向的原则.中跨贝雷梁拆除及水中钢管桩拆除采用浮吊船施工.钢管桩拔除前,先将桩顶分配梁及剪刀撑用气割割断,然后用浮吊吊住震拔锤夹住钢管桩顶,用震拔锤将钢管桩拔出,装船运走.

2)钢管桩的吊移须对准桩位,吊移过程中钢管桩可能会坠落威胁过往船舶的安全,也有可能会因过往船舶的触碰发生侧拖威胁船舶与浮吊的安全,过往船舶也有可能与浮吊船发生碰撞.

迈克尔·科勒评论称:“在她的创作过程中,关键点是以摄影为辅助手段,去呈现虚构的世界,创造图片。此外,还存在一个有趣的双层基底:观看者会猜测照片中哪些元素是真实的,而当他们凑近看时,会发现自己受到了愚弄。整个观看效果就好像在玩弄颠倒或反转的技法。”

3)上部结构利用浮吊船进行吊移与安装,吊移过程中钢管拱与上部预制构件可能会坠落威胁过往船舶的安全.

4)钢管桩的沉放及钢管拱与上部预制构件须精确对位,均需要浮吊船保持稳定,过往船舶的航行波对该项施工作业会产生较大的影响.

2)施工单位应建立健全安全生产保障体系,落实安全生产主体责任,编制和完善水上作业施工安全防护措施,包括人员落水、防风、防台、船舶碰撞等应急预案,并加强教育培训,定期开展演练.

6)利用浮吊船进行钢管桩的拔除、吊移过程中可能会遭过往船舶的触碰进而可能导致侧拖威胁船舶与浮吊吊的安全,过往船舶也有可能与浮吊船发生碰撞[3].

4 施工期间的交通组织和管理

4.1 设置相关警示标牌及信号

施工期间须在施工作业范围上、下游500 m处设置“前方施工、谨慎驾驶”的警示标志,在上、下游200 m处设置“桥梁施工、注意安全”的警示标志,在上、下游100 m处设置“施工水域禁止船舶停靠”、“施工水域禁止船舶并行、追越、会遇”等禁令标志;在临时支架上安装红色旋转警示灯、雾灯.

4.2 封航期间的交通组织

当施工作业与过往船舶的航行安全产生严重干扰时,须采取封航措施,如中跨贝雷桁架安装以及上部预制构件安装需封航;防撞桩施工、钢管桩拆除等对通航有一定影响时可采用间歇性封航;封航前应向地方海事部门提前申请,并在施工作业区域上下游设置相应的待泊区,桥区水域的交通组织示意图如图2所示.

  

图2 封航期间的交通组织示意图

4.3 作业现场交通管理

施工船施工及停泊期间应严格按照《内河避碰规则》规定正确显示号灯号型,须在制定的区域停泊、作业.作业现场增派值班员一名,负责对附近施工水域的监视,当发现有船舶进入施工水域时,及时提醒过往船舶注意安全,减速通过.在雾天或现场能见度不良时,要作好防雾工作,打开信号灯,加强值班了望,直至雾散开.

贝雷主梁在桥头空旷场地内拼装,下面垫枕木,用桁架销子相互连接接长.贝雷梁安装边跨采用25 t汽车吊安装,中跨采用80 t浮吊船安装.横梁采用I25a号工字钢,横梁每5 m安装5道,横梁与贝雷梁用常规横梁夹具连接.

5 通航安全保障措施

1)施工单位应按照《中华人民共和国水上水下活动通航安全管理规定》明确的相应条件向活动地的海事管理、航道管理机构提出申请并报送相应的材料.在取得海事管理机构颁发的《中华人民共和国水上水下活动许可证》后,方可进行相应的涉水作业.

5)上部结构施工中有大量焊接和切割作业,产生的电弧光和火花对上下水船舶操作人员的观察判断存在影响,溅落的火花对过往船舶的安全会有影响;同时施工时可能出现材料坠落,一旦坠落则会危及过往船舶或影响航道水深导致船舶搁浅、触损等事故,也可能对船上人员造成伤害.

Spatial coupling of innovation ability and industrial structure transformation

美国对伊朗的制裁是一种国家间的系统性政治风险,最好的解决办法是由中国政府出面,同美国一起寻找到合适的长期解决办法。同时,从中美经贸摩擦的深层矛盾分析,无论美国在180天后是否会延长给与中国的“重大削减例外”豁免,中国都应该对美国的制裁政策制定和出台系统应对措施。

3)主跨施工期间涉及到电焊作业时,如果有船舶要从桥下通过时,应立刻停止电焊等作业,避免火花坠落对过往船舶航行安全及船上人员的人身安全产生影响;为了防止构件落入水中,建议施工单位设置密孔安全网等保护措施.

4)施工期间应根据航道内船舶通航规律,合理调整施工顺序,尽量将需要占用航道的施工作业安排在通航密度小的时段完成,并尽量减少水上作业时间;

在反复操练后,学生也就很自然得出以下结论:虚拟语气还可以用来表达与将来几乎不可能实现的情形等,并且学生很容易完成下表:

5)施工单应制定使用应急拖轮的预案,备妥联络方式,确保紧急状态下能随时出动到施工现场进行应急处置.

6)施工期间在通航孔两侧临时支墩内侧安装防撞护舷,迎船面利用反光材料设置桥柱标、桥梁水尺标,昼夜醒目地标示桥墩的标志,提示船舶通航孔的位置;在非通航孔上白天插上彩旗,晚上亮起霓虹灯,警示船舶误入非通航孔.

7)通航船舶应慢速通过施工水域,加强瞭望,注意施工作业动态;在操纵船舶过桥时应考虑各自然因素的综合影响,摆正船位,谨慎驾驶,保证船舶从大桥通航孔正中通过,安全过桥[4].

6 结束语

跨河桥梁的施工是一项较复杂、且风险较高的工程,相关单位必须高度重视,施工前制定缜密的作业方案,施工中建立健全高效的组织体系,明确安全责任,加强沟通协调,确保所有安全措施落实到位,对通航影响较大的关键施工环节,还需要海事部门提供全程监控和必要的交通组织.

参考文献:

[1] 吴传站,张家华,李阳昊,等.系杆拱桥上部结构施工工艺对通航安全的影响[J].中国水运2014(3):31.

[2] 王 卫.75 m跨下承式钢筋砼系杆拱桥施工技术与监控措施[J].交通世界( 建养·机械),2013(10):192-193.

[3] 邱建平,陶 杰,陈 佳.浅析内河桥梁建设水上安全监管[J].交通信息与安全,2010(1):4-7.

[4] 刘明俊.内河桥梁工程施工期船撞风险分析[J].物流工程与管理,2010(4):148-150.

 
李伟,刘晓华
《广州航海学院学报》2018年第01期文献

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