付紅艷
(中鐵大橋局集團有限公司,湖北武漢 430050)
在武漢市四環線青山長江公路大橋北岸引橋墩柱施工中,采用了工序卡控管理措施,涵蓋有鋼筋集中加工與定位安裝、模板進場驗收與安拆質量控制、混凝土原材料比選、澆筑工藝優化等施工全過程的關鍵工序。
目前,高墩柱已成為公路橋梁工程中常見的結構形式,具有高空工程量大、施工作業條件差、施工精度要求高等特點。本文結合武漢青山長江公路大橋北岸引橋墩柱施工工程實例,通過對橋梁墩柱施工過程管理、工藝工序卡控、安全質量提升等方面進行分析,讓管理人員明白安全質量管理的重點及難點,保證墩柱施工安全與質量。
武漢青山長江公路大橋北岸引橋橋跨布置為6m×50m等截面現澆箱梁,橋梁分左右幅布置,其中墩柱位于江水中或灘地區,墩柱結構尺寸不一。北岸引橋墩柱高度普遍在30m 以上,采用模板腳手一體化的整體鋼模板,翻模法分節施工。為保證模板剛度,采用鋼桁架作模板肋,鋼桁架兼做外側施工平臺。墩柱鋼筋分節預制吊裝,系梁鋼筋綁扎預制后整體吊裝,混凝土通過汽車泵泵送入模。墩柱混凝土養護采用薄膜覆蓋包裹,在墩頂設置水箱及帶孔塑料管進行不間斷滴水養護。
橋位處于長江武漢段,附近分布有眾多的港口、碼頭、汽渡,通航情況較為復雜,施工期間通航條件受到限制,不利于船舶安全通行,易發生水上安全事故。北岸引橋還上跨北岸大堤、江北快速路,同時墩位處有多條架空及下穿的高壓電纜、煤氣管道、國防光纜,使得施工防護、安全監控和工作協調極為復雜。墩柱施工采用翻模或整體鋼模,橋墩高、數量多,過程中易發生高處墜落、模板傾覆等事故。
北岸引橋墩柱為鋼筋混凝土實體墩,墩身高度高,截面尺寸大。墩柱采用翻模施工工藝,外模桁架肋作為外側施工平臺,施工時下節段外模板是上節段外模板的支撐,完成墩柱的循環向上施工。由于模板采用翻模施工,模板的受力主要依靠下節段模板與墩柱之間緊固產生的摩擦,模板必須來回交替倒用。在這種情況下,30m 以上的墩柱澆筑次數至少5 次,加之受到長江及南方多雨等環境天氣因素的影響,單個墩柱澆筑作業的次數就會大幅增加,施工周期比較長。
為了確保多個墩柱同步施工,加快推進墩柱施工所需的作業平臺趕在長江汛期前高出水面,需要保證各個墩柱的施工支架能夠同步平行進行作業。單個作業平臺需配置多臺機械設備及多套倒用模板,其作業管控難度大,易發生起重傷害和機械垮塌事故。為了方便管理人員及作業工人上下施工平臺,同時方便對鋼筋與模板的存放及使用,還需在墩柱兩側布設以貝雷梁為主構件的水上作業平臺及鋼棧橋,平臺上安裝步行籠梯等,進一步增加了成本投入。
橋位處長江武漢段,氣象與水文地質條件復雜,跨江復測的通視要求較高,采用常規測量儀器,測量難度較大,也會導致工期加長。由于高墩柱項目對施工有著較高的精度要求,而實際情況卻是橋墩的截面大、高度高、墩身柔等問題,使得在工程測量時很難達標。作為橋跨結構的重要支撐,橋梁高墩柱不僅把恒定荷載、車輛荷載等傳遞至基礎,同時還受到扭矩作用及彎矩作用,這要求墩柱要有一定的柔度。妥善處理好高墩柱的接縫,能使墩柱外觀整體一致,達到良好的視覺效果。無論是確保柔度,還是保證外觀質量,都對高精度定位控制提出了更高的要求。
墩柱施工過程中,按照鋼筋制作與安裝、模板制安與拆卸、混凝土原材料的選擇、混凝土的制備等不同工序的不同特點,分門別類的劃分責任矩陣,將管理任務明確到人,將作業要點以卡片或圖牌的形式精準到每個作業工位。為保證現場管理有序,安全質量要求能夠執行到位,根據墩柱施工各工序作業特點及技術交底內容,編制各工序作業要點“口袋叢書”,分發至每一名技術人員手中,以便施工人員隨時把控作業要點。建立專職質量監督部門,嚴格執行三檢制、關鍵工序旁站制、首件制,落實檢查簽證,確保各項工序卡控要求在施工中得到體現。
嚴格按照規范要求對所有進場鋼筋進行原材料進場驗收和取樣試驗,合格后投入使用;優先選用新型智能化的鋼筋加工制作設備,將人工操作帶來的誤差交給智能設備去解決;鋼筋的下料及成型均在鋼筋加工中心進行,技術人員、墩柱施工隊及鋼筋加工中心根據施工設計圖紙對墩柱鋼筋進行放樣,并對大樣圖進行交叉復核,確認后由項目部工程技術人員正式出具墩柱鋼筋下料單,派單后批量生產;各型號鋼筋原材料、半成品鋼筋構件,分區堆碼、分類掛牌標識。
墩柱模板均采用整體大塊鋼模,用對拉螺栓及輔助支撐固定,保證足夠的強度、剛度和平整度,同時可以相互組合往復倒用;模板經外觀尺寸、平整度等各項指標檢驗合格后方可投入使用;模板需拼縫緊密、表面平整、支撐牢靠,表面涂刷經過選型確認的脫模劑;模板安裝就位后測量其中心位置及垂直度,達標后進行后續工序;使用過的模板要進行修理,達到平整度要求后才能倒用。
(1)應選用水化熱較低的水泥,檢查合格后方可儲存使用,同時水泥儲存容器需確保干燥清潔。在生產混凝土時,嚴禁使用當天進場的水泥,防止新進水泥溫度過高影響混凝土外觀質量。
(2)控制好砂石料的級配,定期及時檢查砂石料的干凈程度,保證混凝土外觀一致無天然色差。保證材料堆場有進行砂石料清洗的設施,以降低砂石中的含泥量,保證原材料潔凈、無雜質。
(3)工程前期在使用過程中發現粉煤灰的油脂含量偏高,混凝土澆筑后顏色偏深。針對油脂的含量偏高,試驗室采取每車檢測其細度和含油情況,檢測不合格的材料予以退場。
(4)采用不同廠家的外加劑進行對比試驗,澆筑多組試驗墩柱后,拆模查看墩柱混凝土外觀效果,比選選定外加劑。
墩柱試塊制作按規范及設計要求操作,每節墩柱施工時留存2 組混凝土試件,在標準養護室內進行養生;在墩柱澆筑完成后,按照混凝土試塊試壓結果判斷能否達到規范要求的拆模強度后方可進行拆模作業;每節墩柱制取一組同條件養護試件,且嚴格保證其養護條件等同現場墩柱養護條件。
通過方案優化,將模板腳手一體化,提前設計好集成式的模板和作業平臺,在工廠一體化加工后直接運至現場,現場施工時可直接利用一體化的模板腳手平臺進行鋼筋綁扎、模板安裝、混凝土澆筑,可以有效減少腳手架的安裝和拆除次數,提高墩柱施工工效。作業平臺主要卡控要點是:保證鋼構件加工制作質量,進行防腐涂裝和安全警示色標識;作業平臺設計為托架形式固定在模板外側,托架上設置立桿及水平桿,在墩柱四周圍合形成封閉結構,從硬防護的本質安全上提供安全可靠的作業空間;按照一定頻次對作業平臺進行結構外觀檢查。鋼筋綁扎及焊接作業均可在該高空作業平臺進行,無安全風險及隱患,同時使得施工現場整潔美觀。
工序卡控是保證施工安全質量的有效管理手段,是在施工過程管理中最有效的方法,能夠進一步確保安全質量的保障措施執行到位,安全質量的保證體系正常運作。在武漢青山長江公路大橋北岸引橋施工過程中,將墩柱每個關鍵工序細化為現場技術管理的卡控要點,把可量化的要點進行量化控制,整理歸納并形成一套完整的安全質量控制工藝流程卡,方便施工人員對照卡控要點進行逐一控制,保證了墩柱的內實外美,對安全質量起到了促進和提升的作用。