黃勁松 (安徽省公路橋梁工程有限公司,安徽 合肥 230031)
懸臂澆筑法(簡稱懸澆)是指在橋墩兩側(cè)設(shè)置工作平臺(tái),平衡地逐段向跨中懸臂澆筑水泥混凝土梁體,并逐段施加預(yù)應(yīng)力的施工方法。主要設(shè)備是一對(duì)能行走的掛籃,掛籃在已經(jīng)張拉錨固并與墩身連成整體的梁段上移動(dòng),綁扎鋼筋、立模、澆筑混凝土、施加預(yù)應(yīng)力都在其上進(jìn)行。完成本段施工后,掛籃對(duì)稱向前各移動(dòng)一節(jié)段,進(jìn)行下一對(duì)梁段施工,循序前行,直至懸臂梁段澆筑完成。懸臂澆筑法在施工期間不需要搭設(shè)支架和使用大型起重設(shè)備,不影響橋下的通車通航,故其在大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋、連續(xù)梁剛構(gòu)橋、斜拉橋等施工中廣泛應(yīng)用。
掛籃按結(jié)構(gòu)形式主要可以分為桁架式(包括菱形、三角形、弓弦形等)、斜拉式(包括三角斜拉和預(yù)應(yīng)力斜拉式)、型鋼式和混合式四種,其中應(yīng)用最廣的是菱形掛籃和三角形掛籃。
掛籃結(jié)構(gòu)一般由主桁架、懸吊系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、底模板和平臺(tái)系統(tǒng)5 部分組成,主桁架是掛籃主要承重結(jié)構(gòu),根據(jù)掛籃形式不同呈現(xiàn)不同的外形;懸吊系統(tǒng)為底模板和平臺(tái)系統(tǒng)提供支承力;錨固系統(tǒng)為掛籃提供向下反力,平衡掛籃前端所有力量;行走系統(tǒng)是掛籃前移裝置;底模板和平臺(tái)系統(tǒng)包括底模、側(cè)模和內(nèi)模,并為下一梁段施工提供空間。
掛籃設(shè)計(jì)是確保整個(gè)懸臂澆筑施工過程安全的最重要環(huán)節(jié),掛籃設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)工程特點(diǎn),在確保承載力、剛度的前提下盡可能減輕自重;掛籃結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要好、變形要小,盡量做到結(jié)構(gòu)簡單;掛籃的平衡穩(wěn)定性要好,設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮高處作業(yè)的安全系數(shù);進(jìn)行掛籃荷載及穩(wěn)定性計(jì)算時(shí),要綜合考慮掛籃自重、模板重量、振搗荷載、千斤頂重、施工人群荷載和最大梁段結(jié)構(gòu)自重荷載,并在正常施工狀態(tài)、行走狀態(tài)等工況下進(jìn)行驗(yàn)算;掛籃前移和裝拆要方便、具有較強(qiáng)的可重復(fù)利用性,受力后變形小,并且掛籃下空間充足,可提供較大施工作業(yè)面,利于施工操作。
0#塊施工是掛籃施工的關(guān)鍵工序, 是為掛籃安裝提供場地,0#塊施工控制直接影響結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性。一般在橋墩兩側(cè)采用滿堂支架進(jìn)行現(xiàn)澆,澆筑前對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓與監(jiān)測。0#塊混凝土澆筑后待強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉及臨時(shí)鎖定,使橋墩、梁體形成剛性體系。施工過程中采取以下安全技術(shù)與措施。
①0#塊支架搭設(shè)前必須編制安全專項(xiàng)施工方案,并經(jīng)專家論證,必須滿足以下條件:a.支架必須有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性;b.預(yù)壓重量大于澆筑混凝土的重量;c.支架地基承載力必須滿足設(shè)計(jì)要求,基礎(chǔ)可采用明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)、鋼管樁基礎(chǔ)或鉆孔樁基礎(chǔ);d.根據(jù)混凝土及支架產(chǎn)生的彈性和非彈性變形,設(shè)置預(yù)留量;e.支架底部有完好的排水系統(tǒng),防止雨水或施工用水浸泡基礎(chǔ)。
②所有進(jìn)入施工現(xiàn)場人員必須戴安全帽,高處作業(yè)人員必須穿防滑鞋、系安全帶,設(shè)置人員上下通道,通道周圍掛安全網(wǎng)進(jìn)行防護(hù)。
③支架兩側(cè)應(yīng)設(shè)置工作平臺(tái),外側(cè)設(shè)置不低于1.2m 的安全防護(hù)欄與高度不小于18cm 的踢腳板,側(cè)面掛滿安全網(wǎng)。梁翼緣下的支架上應(yīng)滿鋪腳手板,部支架連成整體,腳手板端頭設(shè)置防護(hù)欄和安全網(wǎng)。
④對(duì)于跨線施工的橋梁,根據(jù)施工現(xiàn)場情況,設(shè)置限高、限寬門架欄桿和醒目的標(biāo)志牌、限速牌,夜間設(shè)置警示燈,對(duì)需要在掛籃下設(shè)置行車通道支架的,則行車道兩旁支架要設(shè)置防撞設(shè)施,兩頭安排專人指揮、疏導(dǎo)交通。通道頂部需設(shè)置一層隔離板,兩側(cè)掛安全防護(hù)屏與設(shè)置踢腳板,防止焊渣、施工材料、工具等落到行車道上,確保行車安全。
0#塊施工完成后,養(yǎng)護(hù)一段時(shí)間,待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)張拉強(qiáng)度,按順序?qū)ΨQ張拉后,在0#塊上按先后順序依次安裝下滑道、主桁架、上橫梁及吊帶、下橫梁及縱梁、模板及安全防護(hù)設(shè)施,0#塊頂面作為掛籃主桁和上下橫梁拼裝場地,底模和外??稍跇蚨障逻M(jìn)行部分拼裝,然后用吊車或塔吊提升至掛籃相應(yīng)的位置。掛籃拼裝過程中,應(yīng)注意以下幾個(gè)方面。
①嚴(yán)格執(zhí)行“十不吊”等起重吊裝的相關(guān)安全規(guī)定,掛籃起吊安裝過程中支撐平臺(tái)必須牢固可靠,操作平臺(tái)必須設(shè)置防護(hù)欄桿,掛好安全網(wǎng),全封閉施工。
②拼裝桁架系統(tǒng)及模板系統(tǒng)時(shí),要及時(shí)對(duì)桁架桿件和模板施加穩(wěn)固措施,防止桿件和模板倒塌。
③掛籃安裝時(shí)應(yīng)避免上下交叉作業(yè),防止各種物件掉落。必須設(shè)置人員上下通道及扶梯, 禁止用起重設(shè)備直接吊人上下。
④掛籃拼裝完成后,應(yīng)全面檢查拼裝質(zhì)量,確保各部件連接牢固,各接頭焊縫飽滿無裂紋,桿件無變形,吊帶均已頂緊受力,后壓錨均已錨緊等。
⑤掛籃拼裝完成,經(jīng)檢查驗(yàn)收后,在使用前應(yīng)對(duì)底籃及吊帶系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)壓試驗(yàn),獲取掛籃的彈性變形數(shù)據(jù),消除掛籃的非彈性變形,確保掛籃使用安全。一般采用反力架預(yù)壓、水箱預(yù)壓、堆載預(yù)壓和局部預(yù)壓等形式。
①掛籃行走時(shí)兩側(cè)須對(duì)稱、同步、保持慢速、均勻前進(jìn),操作平臺(tái)嚴(yán)禁站人,大風(fēng)、雷雨天氣不得移動(dòng)掛籃。
②掛籃行走時(shí),分別在掛籃尾部設(shè)置倒鏈反拉,在行走軌道前端設(shè)置限位裝置,掛籃后部各設(shè)一組防溜繩,以保安全。
③掛籃移動(dòng)過程中,后錨點(diǎn)不得全部松開,應(yīng)該隨著掛籃的前移逐步向前滾移。并應(yīng)由分項(xiàng)工程師檢查軌道錨固質(zhì)量,防止漏錨和虛錨。
④掛籃移動(dòng)到位后須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行錨固,盡量采用液壓式千斤頂進(jìn)行,錨固后對(duì)前后錨點(diǎn)、吊帶進(jìn)行檢查,必要時(shí)可增設(shè)錨固鋼筋數(shù)量,并設(shè)限位裝置。
⑤澆筑前,應(yīng)確認(rèn)掛籃后錨點(diǎn)牢固錨固在已張拉完成的梁段上;澆筑過程中,安排分項(xiàng)工程師負(fù)責(zé)監(jiān)控掛籃關(guān)鍵結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)。
⑥梁段混凝土澆筑時(shí)采用2 臺(tái)混凝土輸送泵同時(shí)對(duì)稱澆筑,澆筑順序?yàn)橄鹊装?、再腹板、最后頂板? 臺(tái)輸送泵應(yīng)對(duì)稱布料、連續(xù)澆筑。
⑦每次澆筑前后安排專人對(duì)掛籃各處桁架焊縫、桿件以及錨桿在梁段上的預(yù)留孔道進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)進(jìn)行處理,保證施工安全。
⑧預(yù)應(yīng)力張拉前應(yīng)確保錨具夾片完好可靠,千斤頂必須與索道孔同心、垂直,不得偏心張拉受力,張拉時(shí)操作人員應(yīng)站立旁側(cè),以防脫錨傷人。
①掛籃拆除一般采用原地拆除或后退至0#塊拆除兩種形式,掛籃后退時(shí)應(yīng)先下放底平臺(tái)系統(tǒng),標(biāo)高應(yīng)低于0#塊底板標(biāo)高,移動(dòng)前應(yīng)對(duì)吊帶系統(tǒng)全面檢查,掛籃行走不宜過快,且保持同一滑行速度的各個(gè)部件盡量同步,兩側(cè)掛籃前移速度必須保持一致,以防掛籃傾覆。
②掛籃移動(dòng)前須對(duì)外模和底模全面檢查,并清理上面所有雜物,防止一些較重的部件滾落下來。
③下放底平臺(tái)時(shí)速度要同步均勻,防止模板部件發(fā)生扭曲或彎折。
④高處作業(yè)應(yīng)將工具裝在工具箱內(nèi),傳遞工具不得拋擲,高處作業(yè)必須佩帶安全帶。
⑤吊裝時(shí),吊點(diǎn)要正確牢固,并派專人指揮,嚴(yán)格遵守“ 十不吊”,在拆除起吊主梁時(shí)必須設(shè)置纜風(fēng)繩。
橋梁掛籃懸臂澆筑過程中存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn),首先必須加強(qiáng)對(duì)“ 人的不安全行為”的管理,杜絕“ 三違”現(xiàn)象,加強(qiáng)對(duì)作業(yè)人員的安全教育培訓(xùn)與安全技術(shù)交底;其次必須加強(qiáng)對(duì)“ 物的不安全狀態(tài)”的管理,通過危險(xiǎn)源辨識(shí)與評(píng)價(jià),有針對(duì)性地對(duì)掛籃構(gòu)件、施工機(jī)具設(shè)備以及施工作業(yè)環(huán)境等采取安全措施;最后必須消除“ 管理缺陷”,按設(shè)計(jì)與方案組織施工,加強(qiáng)安全生產(chǎn)責(zé)任制的落實(shí)以及安全檢查,并制定有效的應(yīng)急預(yù)案。只有這樣,才能確保掛籃施工安全。
[1]沈其明,劉燕.公路工程施工安全管理手冊(cè)[M].北京:人民交通出版社,2011.
[2]丁士昭,商麗萍.市政公用工程管理與實(shí)務(wù)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2012.