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浅谈挂篮悬浇施工监理要点--柳传飞

日期:2010年2月9日 11:24

  [摘要]挂篮悬浇,即从桥墩两侧悬挂施工作业平台,对称均衡地向跨中浇筑混凝土,待混凝土强度符合要求后完成张拉压浆工作,再移动挂篮进入下一节段进行施工,如此循环,最后合拢。主要用于一些跨线路、航道上部结构为变截面连续梁、T形刚构等结构类型的桥梁建设。 作者结合我公司监理的连云港S242省道临洪河特大桥节点工程——悬浇主桥的施工监理实践,将一些行之有效的监理方法作一简要归纳和总结,为今后更好地开展类似桥型的施工监理工作提供一定的参考价值。

  关键词:挂篮 悬浇施工 质量 监理

  1、工程概况:

  S242省道临洪河特大桥全长2.645km,其中第三、十一联均采用(36+60+36)m变截面连续箱梁。全宽13.5m,箱梁顶面设置2%横坡,通过箱梁内外侧腹板高度调节,中支点处箱梁高3.4m,跨中箱梁高1.7m,梁高以二次抛物线变化,顶板厚0.28m,悬壁板端部厚0.18m,根部厚0.60m,腹板厚0.4~0.56m,底板厚0.28~0.55m,横隔板分别设在中支点,边支点和中跨跨中处,厚度分别为1.5m,1.0m和0.3m。各横隔板均设置人孔以便施工。全桥左右幅共计140个节段,均采用三向预应力体系。除0#块、边跨直线段采用墩旁支架现浇以外,其余7对梁段均采用对称、平衡悬臂浇筑施工。箱梁纵向分段长度为:4*3.4+3*4.0,0#块长6.8m,边跨现浇段长5.92m,中跨、边跨合拢段长度均为2m,最大悬浇块体重约91t。

  2、挂篮的设计与施工:

  挂篮是悬浇施工的作业平台,也是整个悬浇施工最重要的组成部分,其主要受力结构是纵向主桁架,按照桁片或型钢等材料的组拼形式,一般可分为三角挂篮,菱形挂篮和贝雷挂篮三种,各有其优缺点及相应的适用范围。临洪河大桥项目部根据其自身条件并结合本工程特点选择了以贝雷组装的挂篮。贝雷组拼应与0#块同步施工,待0#块竖向筋张拉压浆完即整体吊装再行分级预压。其目的是检验贝雷挂篮的实际承载力与安全可靠性,在消除挂篮几何变形的同时获得弹性变形的数据。

  挂篮悬浇单位工程开工前,监理工程师应要求施工单位及时上报专项施工方案并对其力学计算、施工组织计划进行重点验算与审核通过,施工单位技术负责人应按该方案内容分阶段,分步骤且有针对性地向施工队各工种技术负责人进行安全、技术交底,以便层层落到实处。现场监理也应依据方案积极主动地开展施工过程检查、从旁纠偏,严格要求承包人质检员切实履行工序自检报验签认制度,每一分项工程验收合格后方能进入下道工序的正常施工。

  对于挂篮行走 ,尽管现场监理不需全过程旁站监督,但有责任在挂篮移动前及前移过程中不断提醒现场施工负责人仔细检查贝雷挂篮各部分情况,整个移动过程要有专人负责协调指挥,发现问题及时处理,防止挂篮发生整体倾覆等安全事故。

  3、测量控制:

  悬浇结构整个梁体已被分成若干块体,因此监控及测量在桥梁线形动态控制过程中的作用举足轻重。0#块施工完即将桥梁控制网导线点分别引入0#块顶面作为后序悬浇块体的控制点。1#块是挂篮悬浇的起步段,必须准确控制挂篮平面位置和高程,为后续块体测量控制提供先行保障。根据实测标高,监控单位通过建模近似计算预拱度,预拱度的数值应根据挠度来确定,影响挠度的因素主要有:砼自重、挂篮自重、挂篮变形、预应力张拉及预应力损失、日照温差等,再结合挂篮压载变形数据及图纸设计标高最终定出“立模标高” 。因此,立模标高理论上应包括三部分内容:设计标高、模板及挂篮系统的变形以及施工与使用阶段的预拱度,立模标高是块体标高测量控制的最终依据,因此必须待监控方提供的“立模通知单”下达以后,施工单位才能报请监理测量工程师进行砼浇筑前的测量报验工作。然而笔者认为:立模标高除了包括前面三项以外还应包括一个经验值。在昼夜温差变化砼收缩徐变、施工活载、风荷载,挂篮前移后的构件相对变化等综合因素的影响下,梁体挠度仍在不断变化。因此,在“立模通知单”的基础上考虑当前及前一块体现场测量实际值并结合一定的经验再给予适度的修正,该修正值由施工单位自定,这也就是挂篮悬浇挠度变形难于控制的最主要原因。为便于观测使得测量数据具有可参照、可对比性,采用在块体上布置左中右6个对称高程观测点,这样不仅可以测量箱梁的挠度,必要时可进行全桥联测,在施工过程中对每一个块体截面进行挂篮就位、立模、砼浇筑前后、预应力张拉前后共计六个阶段观测且尽量安排在早、晚同时间段,以保证箱梁悬臂端的合拢精度及桥面线形,并且要求两主墩施工进度尽量保持同步,以免时间差引起砼结构徐变变形,一般控制以不超过两个块体为原则。掌握拱度变化的详细情况,及时将数据上报监理组和监控单位测量负责人,以便技术管理人员能够依照数据综合分析,为下一块体施工提供控制依据,测量监理与承包人测量负责人应进行定期地联测导线水准(一般3~6月闭合测量一次)以保证测站及转点数据准确无误。监控单位通过定期对砼浇筑、预应力张拉前后工况监测数据进行对比分析,其目的在于掌握实际结构变形及应力状况,以期指导后序节段正常施工。若砼浇筑完成后,实测高差较大,排除立模标高因素则由于挂篮和结构变形引起的位移偏大;若截面累计应力监测结果不能保持基本的受力对称性,排除坡度及结构、非结构性裂缝则由于施加预应力过程出现异常,如超张拉或非对称均衡张拉。对于达到预期目标属可控范围的,则无需调整;而对于非可控情况,则应引起足够的重视,除了总结本节段施工过程中各检验环节、主客观综合影响因素外更重要的是在下一节段施工过程中如何尽量避免的同时采取合理的平差措施,必要时召开专家研讨会予以解决。以便采取相应的技术措施保证桥梁结构受力合理,线形符合设计要求,同时也为紧后的合拢环节做好必要的技术准备。

  4、模板、钢筋及砼分项工程的控制:

  内外模均须专门设计制作现场试拼装,为保证砼外观,底、侧模均应采用钢模,依照施工图对组拼完成后的平面几何尺寸,倒角与坡度是否符合设计要求进行实地测量准确计算,确认无误后,现场监理方可同意使用,否则应予以调整或者更换。 内模在满足基本线形和易于拆装的前提下可采用竹胶板。由于梁体分段施工。块体与块体之间的模板接缝是否严密、表面是否平整光洁,将直接影响拆模后砼成品外观。因而在挂篮前移就位后应仔细、重点检查底腹板,翼缘板与老砼接缝,为保证整个挂篮系统在砼浇筑的过程中不松动不移位,砼浇筑前监理应严格对所有吊杆、横梁、支点以及贝雷销、后锚进行垫平锁紧的检查。检查芯模的内支撑,外模边口托架是否水平顶紧,检查拉杆设置的平面位置及螺母锚固情况,发现一处整改一处,直到全部检查项合格方能同意砼浇筑。对砼外观的控制除了模板因素还应对砼浇筑全过程进行严格的监督检查。尽量采用同一厂家,同一标号,同一配合比,根据天气因素、运距长短、砂石料的含水量适时调整施工配合比,严格控制砼坍落度以及水灰比,拌和物的均匀性,从而有效地保证入模砼质量,全断面砼浇筑采用一次浇筑方式,严格遵循先底板再腹板最后浇筑顶板的分层布料方式。从悬臂端开始,两侧对称平衡浇筑,砼二次抹面至预埋钢筋头作为顶部施工线,这样既保证了砼顶面平整,也消除了砼表观”色差”现象。砼浇筑过程中前后场均随机抽取砼试件进行同、标养以作为后续预应力张拉及标准龄期强度控制依据。钢筋加工制作与安装同一般钢筋工程没有本质区别,这里不再赘述。

  5、预应力张拉,压浆控制

  由于预应力砼结构是依靠预应力全系统来承载桥梁大部荷载,如果预应力出现问题或者留有质量隐患,将会给桥梁质量产生严重后果,对此,现场监理必须在思想上引起高度的重视,涉及预应力管道定位、张拉压浆等关键工序应严格按照设计及规范要求进行检查验收,不合格坚决不允许继续施工。关于张拉设备的数量与标定、张拉顺序、张拉过程控制等方面的要求与其它预应力砼施工没有本质区别,基本要求是一致的。这里需要强调的是:作为一名现场监理人员在具备预应力张拉基本知识的同时还必须仔细观察、积极思考,不断培养自己发现问题、解决问题的实际工作能力。为避免预应力筋锈蚀而导致应力损失,提高砼结构的安全和耐久性。一般而言,张拉完成后如果没有特殊原因应尽快压浆,为确保孔道压浆能够达到规定的饱满度,须严格控制水泥浆配合比及二次稳压时间。

  腹板竖向筋处于贝雷主桁位置。因此,一般须推延1~2个节段才能进行竖向筋张拉压浆工作。为保证竖向筋应力损失小且有效使用率高,要求采用二次复张拉措施。为确保竖向筋孔道压浆顺畅正常,将进、出浆口采用PVC塑料管引出顶板外,同时用胶带纸密封包裹。由于张拉端采用螺母锚固,因而竖向筋孔道压浆无法参照纵向束稳压,只有待定浆后逐一检查补灌密实。

  6、合拢段施工控制:

  劲性骨架焊接即合拢段开始施工,合拢的先后顺序一般是由设计图纸所规定的,先边跨后中跨,必须满足梁体的受力状况要求,控制合拢高差,保持梁体线形,若合拢两侧高差大于规范允许的20mm则应采取配重压载的方式予以调整。边跨合拢张拉压浆后即可解除临时支撑,进行结构体系转换,使桥梁由先前的双悬臂顺利过渡到单悬臂结构体系,同时在砼浇筑过程中配重也应同步卸载。为避免夏季日昼温差过大,临时束锁定前合拢段钢筋易膨胀起拱影响钢筋受力性能及保护层厚度,须采取劲性骨架施焊前两个小时焊接完所有纵向钢筋,待焊缝基本冷却后进行劲性骨架焊接,之后即进行顶、底板临时束锁定,合拢段施工是桥梁施工的重要环节之一,应精心准备、精细施工,为减少砼收缩,砼浇筑应选择在一天气温最低时间段进行,并使砼浇筑后环境温度能够缓缓上升为宜,通常将时间选在凌晨。此外,还应加强对砼的养护工作。

  7、安全生产管理控制:

  (1)、挂篮系统所使用的贝雷、销栓、吊筋、型钢等受力构件符合设计要求后方能组拼。

  (2)、考虑到挂篮底模施工作业平台要求,底模两端及两侧均采用钢筋焊接及挂设安全网的安全护栏。

  (3)、自地面至挂篮桥面,应采用钢管或型钢搭设脚手架,设踏步式人梯并挂设安全防护网,确保通道行人安全。

  (4)、挂篮移动过程中须有现场技术员与作业队负责人协同检查挂篮平衡定位和锚固系统的安全性,现场监理检查认可后方可进入下道工序作业。

  (5)、在已完成的桥面两侧,及时设置临时栏杆,保证桥面施工人员的人身安全。

  (6)、在挂篮施工过程中,要求施工单位分阶段且有针对性地对施工队所有工班班长进行全面的安全技术交底工作,确保层层落实到位,配齐劳动防护用品,做好专项施工安全紧急预案。

  (7)、日常生产各工种管理人员应保证工程质量的前提下,加大现场施工的安全检查力度,并做好相关记录,确保安全生产,文明施工真正落到实处!

  8、结束语:

  挂篮悬臂施工,重点在于挂篮系统的安全可靠,难点在于各个节段挂篮施工过程中的动态控制。而这些要求监理人员应与其它各工种、各专业的监理工程师及其他工程参建方技术管理人员密切联系,相互配合,严格履行关键工序,隐蔽工程联合报验多方共同签认手续,以一种高度的责任心来对待每一个悬浇块体,认真定期的开展对挂篮系统、悬浇节段的测量与监控,日常监理工作中要勤于检查巡视,施工中善于指导和督促,时刻注意箱梁上部施工机具、材料的布置能否始终做到平衡施工,以减少附加不平衡弯矩对桥梁结构的不利影响,施工中加大对检测数据的采集、分析力度,才能使悬臂连续梁桥成型以后的外观、线形及应力工况满足设计要求,确保工程施工质量。

  第七项目监理部  柳传飞

 

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