高速公路桥梁施工安全控制技术的应用

摘要：高速公路桥梁施工安全控制技术是保障工程质量和施工人员安全的关键。本文探讨了当前高速公路桥梁施工中的主要安全风险，并分析了其成因。重点探讨了智能化监控、机械化与自动化施工、安全防护技术及人员管理技术等安全控制措施的应用现状。本文旨在为桥梁施工安全管理提供理论参考和技术指导，推动行业安全水平的提升。

关键词：高速公路桥梁；施工安全；安全控制技术

引言：随着我国高速公路路网建设的快速推进，桥梁工程作为关键节点其建设规模持续扩大，施工难度和安全风险同步增加。近年来，桥梁施工过程中高空坠落、机械伤害、坍塌等事故频发，不仅威胁施工人员生命安全，更直接影响工程质量和建设进度，造成重大经济损失[1]。在此背景下，施工安全控制技术的研发与应用显得尤为重要，其不仅关乎人员安全保障，更是实现工程质量可控、经济效益最大化的重要支撑。本文通过系统梳理现有安全控制技术体系，旨在总结智能化监控、机械化施工等关键技术应用现状，分析其实际效果与局限性，进而提出技术优化方向，为提升高速公路桥梁施工安全管理水平提供理论依据和实践指导。

1、高速公路桥梁施工的主要安全风险

高速公路桥梁施工过程中存在多方面的安全风险，主要包括高空坠落、机械伤害、结构坍塌、触电事故等典型风险类型。高空坠落风险主要存在于桥墩施工、箱梁架设等高空作业环节；机械伤害多发生于大型设备操作过程中；坍塌事故则与模板支撑体系失稳、基坑支护失效等因素密切相关；而临时用电管理不规范则容易导致触电风险。这些风险的形成原因可归纳为三大类：人为因素方面，施工人员安全意识薄弱、违规操作，以及现场安全管理不到位是主要诱因；环境因素方面，复杂地质条件、极端气候等自然条件增加了施工不确定性；技术因素方面，施工设备老化、监测手段不足、施工工艺落后等技术短板也直接影响了施工安全水平。

2、施工安全控制关键技术

2.1智能化监控技术

智能化监控是施工安全管理的核心发展方向。BIM技术通过构建三维可视化模型，实现施工过程模拟和碰撞检测，可提前发现潜在安全隐患，如模板支撑体系受力不均、临时结构与永久结构冲突等问题，为安全预警提供决策依据。物联网技术通过在关键部位部署传感器，实时监测应力、位移、振动、温湿度等参数，当数据超出阈值时自动报警，例如在悬臂浇筑过程中对挂篮变形进行24小时监控。无人机巡检结合AI图像识别技术，可快速完成高空结构、隐蔽部位的检查，智能识别裂缝、变形等缺陷，相比传统人工检查效率提升80%以上，且避免了高空作业风险[2]。

2.2机械化与自动化技术

机械化施工大幅降低了人工作业风险。智能架桥机采用PLC控制系统和多重限位保护，实现箱梁精准架设，避免了传统吊装中的倾覆风险；自动化焊接机器人可完成高墩柱钢结构的标准化焊接，不仅提高质量一致性，还减少了焊工高空作业时间和职业健康危害。此外，数控钢筋加工设备、智能张拉系统等自动化技术的应用，显著降低了人为操作失误导致的安全事故。

2.3安全防护技术

防护设施的标准化和新型材料应用是事故预防的基础保障。新型组合式防护栏采用高强度铝合金材质，安装便捷且抗冲击性能优异；防坠网由超高分子量聚乙烯纤维编织而成，可承受吨级冲击力，有效防止高空坠落事故[3]。临时支撑结构通过有限元分析优化设计，并采用液压同步控制系统确保稳定性，例如现浇箱梁满堂支架的智能预压技术，可实时调整各支点荷载，避免不均匀沉降引发的坍塌风险。

2.4人员管理技术

人员行为管理是安全控制的最后一道防线。VR安全培训系统通过模拟坍塌、触电等事故场景，让施工人员沉浸式体验危险后果，显著提升安全意识；UWB定位技术可实时追踪人员位置，当工人进入危险区域时自动报警，并结合智能安全帽监测心率、体温等生理指标，预防中暑或突发疾病[4]。此外，AI视频分析系统可识别未佩戴安全装备、违规跨越警戒线等行为，及时推送提醒至管理端。

3、现存问题与解决措施

3.1现存问题

3.1.1技术推广成本高

智能化监控设备初期投入大，后期维护费用高，中小型施工企业难以承担，导致技术应用不均衡。自动化机械采购和运维成本较高，部分项目因预算限制仍依赖传统人工操作，安全隐患难以根除。

3.1.2极端环境适应性不足

在强风、暴雨、高寒等恶劣气候条件下，部分监测设备稳定性下降，数据采集精度受影响。地质条件复杂区域的临时支撑结构设计缺乏动态调整能力，易引发局部坍塌。

3.1.3人员素质与管理短板

施工人员流动性大，安全培训效果难以持续，部分工人仍存在违规操作行为。安全管理制度执行不到位，部分项目为赶工期忽视风险排查，导致防护措施流于形式。

3.1.4技术协同性不足

BIM、物联网、AI监控等系统间数据互通性差，影响综合预警效率。传统工艺与新技术融合困难，例如人工浇筑与自动化设备配合不当可能引发新风险。

3.2解决措施

3.2.1降低技术应用门槛

政府可通过补贴或税收优惠鼓励中小企业采购安全技术设备。建立区域化设备租赁平台，降低单次使用成本。

3.2.2提升极端环境适应性

开发防风防雨型无人机、低温环境下稳定工作的传感器等。结合地质雷达和实时数据修正支撑结构参数，实现监测－预警－调整闭环管理[5]。

3.2.3强化人员培训与管理

将VR安全模拟纳入岗前考核，并定期复训。推行安全积分制，对规范操作人员给予奖励，提升主动性。

3.2.4推动技术集成与标准化

建议采用云计算技术构建施工安全管理系统，集成BIM、IoT和AI监控数据实现智能预警。系统采用微服务架构，支持多终端访问，具备风险识别和应急响应功能。同时优化人机协作机制，在自动化设备中设置人工急停和自动保护功能，当检测到人员靠近危险区域时自动降速或停机，确保作业安全可控。

4、结论

当前高速公路桥梁施工安全控制技术已形成智能化监控、机械化施工、安全防护和人员管理的综合体系，在风险预警和事故预防方面成效显著，但仍存在技术推广成本高、极端环境适应性不足等局限性。建议政策加大财政补贴和税收优惠，鼓励中小企业应用新技术；技术研发需聚焦低成本传感器、耐候性设备和智能算法优化；同时加快制定统一的BIM-IoT数据接口、安全监测等标准规范，推动行业协同发展。

参考文献：

[1]王博，荣海生，王杰，等. 高速公路桥梁下穿高压线路施工安全关键技术研究[J]. 建筑安全，2024，39（2）：42-47.

[2] 邱培林. 高速公路桥梁挂篮悬浇施工安全技术[J]. 科学技术创新，2024（4）：94-97.

[3] 赵琦，王红艳. 关于BIM技术在高速公路桥梁施工安全管理中应用的研究[J]. 模型世界，2024（20）：57-59.

[4] 李永军. 极端天气条件下高速公路桥梁结构安全施工防护措施研究[J]. 建设机械技术与管理，2025，38（1）：151-153.

[5] 周正强. 高速公路桥梁高墩液压爬模施工技术研究[J]. 运输经理世界，2024（14）：96-98.