橋梁移動(dòng)模架施工安全管理

徐冬生

【摘要】在橋梁的施工裝備中，移動(dòng)模架作為重要的設(shè)備始終保持著最為廣泛的應(yīng)用。而安全問(wèn)題始終是該設(shè)備使用過(guò)程中最為重要的關(guān)鍵焦點(diǎn)。本文通過(guò)移動(dòng)模架工程事故結(jié)合設(shè)計(jì)與運(yùn)行管理這兩方面來(lái)進(jìn)行分析，進(jìn)而研究出安全管理方案。

【關(guān)鍵詞】移動(dòng)模架;安全;管理;施工

移動(dòng)模架作為一種專用型的施工設(shè)備近幾年被廣泛應(yīng)用在橋梁的建設(shè)施工當(dāng)中。隨之而來(lái)的是安全事故隱患的增高。十套以上的移動(dòng)模架在使用的過(guò)程中超過(guò)三分之一會(huì)出現(xiàn)安全事故。隨著我國(guó)鐵路的大力發(fā)展，工程對(duì)移動(dòng)模架的數(shù)量需求也在不斷增加。移動(dòng)模架的安全問(wèn)題成為必然的關(guān)注重點(diǎn)。

1、國(guó)內(nèi)移動(dòng)模架的應(yīng)用現(xiàn)狀

移動(dòng)模架的承重托架脫落、吊桿斷裂等安全事故都會(huì)造成不同程度的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，在國(guó)內(nèi)外的裝備中，安全事故也時(shí)常出現(xiàn)。引發(fā)事故的影響因素有很多，如設(shè)計(jì)、安裝、施工現(xiàn)場(chǎng)、使用不當(dāng)?shù)?，主要可以分為兩個(gè)類型，一是裝備本身是否可靠，二是后期的使用和管理是否到位。移動(dòng)模架作為大型非標(biāo)準(zhǔn)裝備并沒(méi)有定型測(cè)試，無(wú)法對(duì)可靠性進(jìn)行驗(yàn)證。

2、移動(dòng)模架的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)存在的缺陷

2.1結(jié)構(gòu)方面

大部分事故發(fā)生時(shí)移動(dòng)模架都處于空載行走的狀態(tài)，其中大部分為尾部吊掛的下行式模架。移動(dòng)模架的典型結(jié)構(gòu)為支腿自移下行式移動(dòng)模架，因配備支腿的自動(dòng)移動(dòng)功能而被廣泛應(yīng)用。但在設(shè)計(jì)中，支腿的作用為承重并且循環(huán)利用，對(duì)支承托架最為重要的部位則是支腿結(jié)構(gòu)中懸臂部分。懸臂作為主要受力部分尤其需要在施工前進(jìn)行安全檢測(cè)和受力計(jì)算，這樣才能夠保障工程施工能夠順利進(jìn)行。

2.2設(shè)計(jì)方面

大部分的安全事故主要與設(shè)計(jì)中存在的缺陷有關(guān)，包含以下幾種因素：

計(jì)算預(yù)期內(nèi)容與實(shí)際情況無(wú)法吻合、個(gè)別參數(shù)的選取或指標(biāo)的取值不合理等。

2.2.1假定計(jì)算

企業(yè)在進(jìn)行移動(dòng)模架工況的過(guò)程中會(huì)按照習(xí)慣來(lái)將各個(gè)支點(diǎn)設(shè)置在同一平面上進(jìn)行假定計(jì)算。主梁與各個(gè)導(dǎo)梁之間的連接并沒(méi)有裝配誤差及非彈性變形的情況，在此基礎(chǔ)上計(jì)算出空載行走時(shí)支點(diǎn)的最大反力數(shù)值，并以此作為最大懸臂負(fù)載能力值來(lái)對(duì)吊掛系統(tǒng)和支承托架進(jìn)行設(shè)計(jì)。但假定計(jì)算并不能反映移動(dòng)模架的實(shí)際施工情況，就會(huì)出現(xiàn)數(shù)值不吻合的情況。

2.2.2吊掛分析

移動(dòng)模架的吊掛系統(tǒng)，假定輪箱與軌道之間的摩擦力趨近于零，則計(jì)算的過(guò)程只需要考慮豎向的拉力即可。通過(guò)橫梁與吊桿來(lái)傳遞水平方向的力，就可以轉(zhuǎn)化成彎矩和扭矩。吊掛系統(tǒng)也因此會(huì)在不同的平面內(nèi)受到來(lái)自于不同方向的較為復(fù)雜的力量組合，這樣就會(huì)造成構(gòu)件被破壞。

吊桿AB與移動(dòng)模架主梁都在同一個(gè)a平面中內(nèi)，吊桿的上下兩個(gè)端頭都受到一對(duì)大小相等并且方向相反的水平力作用即W摩阻力和FC牽引力，能夠在一定程度上對(duì)整個(gè)吊掛系統(tǒng)起到平衡作用，在計(jì)算的過(guò)程中可以認(rèn)為吊桿下端受到主梁所施加的彎矩M=F"h作用。A點(diǎn)在a平面中受到的彎矩對(duì)橫梁AC直線段產(chǎn)生了扭矩作用，以及會(huì)對(duì)橫梁Ac段的扭矩會(huì)形成相互平衡的空間力偶作用。由此我們可以得知不計(jì)吊掛系統(tǒng)的水平阻力可能會(huì)形成我們無(wú)法可以預(yù)見(jiàn)的風(fēng)險(xiǎn)。

2.2.3支承托架的設(shè)計(jì)

在橋梁移動(dòng)模架進(jìn)行滑行時(shí)，主梁及托盤會(huì)產(chǎn)生摩擦力，這與千斤頂對(duì)托盤產(chǎn)生頂推力沒(méi)有關(guān)聯(lián)。雖然支承托盤雖然并沒(méi)有過(guò)多的承重，但仍然要承受豎向與水平的負(fù)載力。設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)的過(guò)程中往往只考慮豎向的受力，并沒(méi)有考慮到水平方向的受力，這就造成了垮塌的情況出現(xiàn)。在支承托架的設(shè)計(jì)中，通常會(huì)忽略主梁與扭轉(zhuǎn)外傾中出現(xiàn)的高度差，加大了支承托架的負(fù)載，造成主梁外傾且左右受力不均的情況。

2.2.4設(shè)計(jì)和系統(tǒng)

可靠性作為移動(dòng)模架最主要的安全問(wèn)題，采用集成系統(tǒng)能夠有效提升移動(dòng)模架的可靠性。將模架的結(jié)構(gòu)和自動(dòng)化控制系統(tǒng)等設(shè)備連接起來(lái)，形成一套集成體系，加入監(jiān)測(cè)、物體探測(cè)和預(yù)警等技術(shù)，進(jìn)一步保障模架的可靠安全性。采用自動(dòng)化控制系統(tǒng)操作模式能夠有效避免因人工操作而產(chǎn)生的不必要的人為失誤，進(jìn)而導(dǎo)致工程安全問(wèn)題出現(xiàn)，嚴(yán)重還會(huì)造成人員傷亡，極大程度地影響到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。

3、橋梁移動(dòng)模架安全管理運(yùn)用

3.1聯(lián)動(dòng)與模架的極限狀態(tài)

因移動(dòng)模架存在著體積質(zhì)量大和支點(diǎn)多的特點(diǎn)，因此構(gòu)件之間的關(guān)聯(lián)性則非常的強(qiáng)。在行走過(guò)程中，內(nèi)力會(huì)產(chǎn)生變化，構(gòu)件的狀態(tài)也十分難以掌握。因此在施工過(guò)程中需要注意位移和內(nèi)力是否發(fā)生變化。如：當(dāng)尾部吊架行走在橋梁上時(shí)要注意：軌道內(nèi)的水平阻力對(duì)吊掛系統(tǒng)構(gòu)成了哪種破壞;軌道高程的變化對(duì)主梁內(nèi)力以及托架支點(diǎn)的反力產(chǎn)生了什么變化等。

移動(dòng)模架一旦出現(xiàn)破壞就會(huì)造成內(nèi)力到達(dá)極限和構(gòu)件變形等情況，在施工過(guò)程中構(gòu)件受到外力作用會(huì)從最為脆弱的部分開(kāi)始出現(xiàn)破壞情況，這是無(wú)法用安全系數(shù)來(lái)規(guī)范的，需要深入研究和分析構(gòu)件施工中的具體狀態(tài)，通過(guò)掌握規(guī)律來(lái)建立預(yù)警機(jī)制。一旦移動(dòng)模架出現(xiàn)承重力超過(guò)預(yù)計(jì)指標(biāo)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就能夠第一時(shí)間發(fā)布預(yù)警，提醒工作人員盡快解決問(wèn)題。

3.2可靠性與本質(zhì)安全研究

大型設(shè)備的研制通常需要經(jīng)歷工程研制、設(shè)計(jì)確定、生產(chǎn)確定這三個(gè)階段。確定后對(duì)設(shè)備定型能夠一定范圍內(nèi)將生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化，增加設(shè)備的可靠性。設(shè)計(jì)能夠確定研發(fā)的可行性和可靠性，通過(guò)使用來(lái)確?？煽啃?。設(shè)備不僅要可靠更要耐久，因此在設(shè)計(jì)的過(guò)程中也需要考慮到設(shè)備耐久的問(wèn)題。

3.3創(chuàng)新與安全

近幾年國(guó)內(nèi)橋梁移動(dòng)模架發(fā)展日新月異，造型和功能也在不斷更新，但并不是所有設(shè)備都能夠經(jīng)過(guò)工程驗(yàn)證，這就造成了安全事故的發(fā)生。我國(guó)現(xiàn)階段的移動(dòng)模架生產(chǎn)企業(yè)多為民營(yíng)企業(yè)，機(jī)制上較為靈活并且更容易創(chuàng)新，但施工經(jīng)驗(yàn)方面并不充足，因此需要在研發(fā)的過(guò)程中對(duì)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)和不斷的完善。

3.4制造與驗(yàn)收

通過(guò)施工可以發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)橋梁移動(dòng)模架的安全問(wèn)題都是因?yàn)闃?gòu)架、材質(zhì)存在問(wèn)題以及焊接不到位而造成的。在設(shè)備制造的過(guò)程中，要尤為關(guān)注安全問(wèn)題。這種大型設(shè)備無(wú)法進(jìn)行批量的生產(chǎn)，也沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因此在校驗(yàn)方面無(wú)法滿足可靠性。驗(yàn)收時(shí)沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)也容易導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。

3.5使用與維護(hù)

移動(dòng)模架需要專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行操作，在施工使用中也需要做好安全管理工作。國(guó)內(nèi)現(xiàn)階段還沒(méi)有自動(dòng)化的橋梁移動(dòng)模架，操作仍然需要技術(shù)人員來(lái)進(jìn)行，這對(duì)移動(dòng)模架的安全事故也產(chǎn)生了決定性的影響。

結(jié)論：

我國(guó)的橋梁事業(yè)正在進(jìn)入上升期，移動(dòng)模架的技術(shù)也隨之提升，但施工技術(shù)與施工標(biāo)準(zhǔn)仍然存在著一定的差異，這就導(dǎo)致了移動(dòng)模架的設(shè)計(jì)與質(zhì)量存在著不到位的情況。操作人員的技術(shù)水平也良莠不齊，在移動(dòng)模架技術(shù)更新時(shí)無(wú)法及時(shí)學(xué)習(xí)和掌握新技術(shù)，同樣也會(huì)導(dǎo)致安全事故的出現(xiàn)。企業(yè)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)施工安全管理，這樣才能夠有效推動(dòng)橋梁事業(yè)的持續(xù)性發(fā)展。