钢箱梁桥施工质量安全监控要点

钢箱梁桥施工质量安全监控要点

摘要:本文结合丽水市东港大桥为实例,主要对钢箱梁桥中危险性较大的分部分项工程的安全监理进行探讨。

关键词:钢箱梁桥;施工质量;监控要点

1项目概况

东港大桥丽水市南明湖国际休闲养生港的配套工程,位于好溪堰下游260m河道较窄处横跨好溪。桥梁跨径为(65+85+65)m,上部结构为钢结构连续箱梁,下部结构0号桥台为轻型桥台,3号桥台为重力式桥台,1、2号桥台采用矩形双柱墩,基础采用钻孔灌注桩。设计安全等级:1级,设计使用年限:100年。桥梁横断面布置:2.5m(人行道)+7.5m(机动车道)+2.5m(人行道),共计12.5m。

2项目监理机构的组织

(事前控制)①东港大桥项目监理部建立起以总监为责任主体的质量、安全、进度、投资的控制体系,明确各层次监理人员的具体任务和管理职责,制定相关检查、旁站、平行检查、见证取样制度,对整个桥梁施工进行动态管理,争取提前发现问题,提前要求施工单位整改。变截面连续钢箱梁的施工过程比较复杂,施工过程不仅包括:加工制造、梁段组装、梁段运输、梁段吊装、现场连接、防护涂装等,还要经历边、中跨合龙等,体系应力转换过程,因此在整个钢箱梁施工阶段中,主梁高程变化和应力变化都是持续不间断的。由于设计阶段的计算是建立在一系列理想化理论数据的基础上,而实际上从开工到竣工的过程中,将会受到实施阶段各种不确定因素的影响,给桥梁施工安全、主梁线性、结构可靠性等带来不同程度的影响,因此,要求监理人员在施工过程中,必须实施有效的监控,通过密切监控桥梁结构主要受力截面的应力和变形。发现可能的异常,及时预警。通过对全桥重点截面应力进行调整、控制,确保今后桥梁成型后所受应力符合规范要求。通过收集整理相关监测数据,召集相关检测、设计、勘察等单位,优化施工顺序,为按时保质保量地完成施工任务提供科学依据和技术支持。②针对钢箱梁的吊装、临时支架拆除等危险性较大的分部分项工程,监理项目部要求施工单位在施工前组织危险性较大的分部分项工程方案进行专家论证;监理项目部为此还专门设立了安全管理档案,并编制了危险性较大的分部分项工程专项实施细则,强有力的指导了监理人员的工作重点,做到有的放矢,抓住重点(如图1)。③由于本项目主桥均为变截面连续钢箱梁,施工过程较为复杂,且根据项目部收集到的水文资料来看,正常水位下,好溪溪流水深平均2m左右,1号墩到2号墩、2号墩到3号桥台间边跨大部分落入河流范围内;洪水水位下,河流水深平均8m左右,三跨桥梁全部落入河流范围内,故监理部要求施工单位施工单位调整临时过河施工便道专项方案。后经项目部与业主、施工单位、设计单位会审,同意把方案调整为:由双层准150cm管加砂砾石填筑改为单层准150cm砼管加混凝土填筑,迎水面与被水面均向上翻边60cm,中间填筑砂石料,时间证明,在历次的洪水发生的过程中,均未出现溃坝的现场。洪水一般时,河水由涵管过水,正常施工;洪水较大时,洪水漫过临时便道时,暂停施工,洪水退落后,施工便道安然无恙,又可以正常施工。该方案的改变,既保证了施工的安全和质量,又避免溃坝返工而导致的工程延误,还节约了投资,取得了良好的社会效益,得到了业主的一致好评。

3钢箱梁施工的质量安全监控要点(事中控制)

3.1钢箱梁出厂前的质量控制

钢箱梁的制作、运输、吊装、焊接、补漆均由专业分包生产厂家生产、运输和施工,业主单位委托了专业的第三方检测单位驻厂监造,且进行全过程检测(百分百焊缝无损探伤检测、涂层厚度检测、线形和应力全过程跟踪检测等),故监理部采取了不定期巡视厂家的方法,确保了钢箱梁到施工现场前的质量和原始技术保证资料的完整(如图3)。

3.2临时支架预压监控要点

临时支架预压是保证钢箱梁吊装施工安全最重要的步骤之一,是检验临时支架施工荷载和箱梁本身荷载之和的承载力是否能满足安全施工的要求。支架预压按预压受力结构进行分级加载,共分3级加载,第一级为60%荷载;第二级为80%荷载;第三级为100%荷载;每个受力结构内预压荷载可采用均布荷载形式;每一级荷载增加完成后,应停止进行下一级加载施工,并应每间隔12h对支架沉降进行一次监测。当支架上部观测控制点12h沉降值的平均值小于2mm时,可以进行下一级加载施工;尤其是在加载施工最后阶段,必须严格控制加载施工速度,以防因支架整体或部分加载重量过大、受力不均、加载施工过快而使支架地基基础发生剪切力破坏。全部荷载加压完成后在支架预压观测过程中,当连续3天的累积支架沉降量小于3mm,且压载时间小于5~7天时,可以确定支架预压合格;支架纵桥向加载时,应先从支架结构跨中侧开始向两侧支点位置进行对称加载施工;而支架横桥向加载时,应从支架结构中线位置向两侧进行对称加载;支架预压完成后,可以进行一次性卸载施工,卸载施工应对称、均衡、同步;预压施工前检查支架周围隔离设施、警戒设施是否齐全,施工安全通道及安全网、防坠网是否设置完成,确保在施工中的安全;第一次加载至60%时,需检查底板、顶托各部位是否与分配梁顶紧密贴。纵横向剪刀撑是否有松脱变形;在预压施工过程中,应设专人对支架、模板的稳固情况进行检查,当发现支架松动、变形、位移时,应及时记录支架发生变形的位置及形变大小等,专职安全监理人员应随时在现场进行巡视检查,一旦发现施工安全隐患,应立即要求施工单位停止预压并及时调整方案,待监理部批准后再进行预压。支架四周设置警戒线,防止意外事故发生。在支架预压每级加载的过程中,必须进行监测数据的记录,并报监理部复核,经监理部复核满足规范要求后,方可进行下道工序施工。

3.3钢箱梁吊装的质量安全控制

3.3.1钢箱梁吊装前监理准备工作

加载过程中,由技术人员及监理人员现场控制加载重量和加载位置,避免出现过大误差而影响观测结果。预压过程完成后,施工单位项目部对整个预压数据进行整理,计算出整个支架的弹性变形值及非弹性变形值,上报监理部批准,得到监理部认可后,方可进行支架标高的调整,进行钢箱梁结构的吊装和施工。钢箱梁开始安装前,对顶板高程、桥梁中心线进行复核,不超过允许偏差范围方可安装,钢箱梁安装过程中监理人员必须全程监控。由于本桥钢箱梁截段最大的重量为72.5T,钢箱梁吊装前应首先复核施工单位选用的履带式吊机及钢丝索是否能满足安全起吊的要求,履带式吊机司机是否持证上岗,安全组织措施是否落实,一切措施到位后,监理部方才下达起吊指令。

3.3.2钢箱梁吊装过程中质量安全控制

①提升就位:连接汽车吊或履带吊吊钩与吊点,并调匀每个吊点的钢丝绳,使得每个吊点及每根钢丝绳受力基本均匀,然后开始缓慢提升。当节段脱离运梁车10cm左右时,持荷10分钟,监理人员对汽车吊或履带吊、吊点等作一次全面检查,一切正常后进行连续提升。提升过程中必须持续跟踪节段提升状态,确保节段水平,保证吊装安全(如图5)。②钢箱梁精确定位:1)纵横向调整:钢箱梁粗定位后首先进行纵横向位置的调整,其方法是先利用4个螺旋千斤顶将钢箱梁微微顶起(约30mm),然后通过手拉葫芦移动千斤顶下部的双向滑块,以实现梁段的纵横向移动。2)竖向调整:用螺旋千斤顶将钢箱梁顶起,通过调整钢墩的高度将梁段顶起或落下,每次约10~20mm,反复此过程,直至达到数据的要求,监理工程师方可同意下道工序施工。3)钢箱梁接口焊接:梁段吊装完成后对钢箱梁的桥梁中心线、竖向线型进行调整,按照腹板→顶板→底板的顺序进行对接缝的码平,码平时宜先码平箱口刚性较大的拐角部位,然后固定中间,采用定位板和火焰矫正的方法进行局部调整,保证对接缝板面错位不大于1.0mm。③合龙段安装:合龙段施工是整个钢箱梁安装中最关键、最重要、技术含量最高也是最困难的部分。特别是由于焊接、温度、日照等众多因素的影响,使得对合龙段的吊装带来较大困难。监理部要求施工单位采取如下措施予以确保质量与安全:1)与相关单位共同商讨,以采取最佳的合龙分段和连接方式。2)建立高精度测量系统,借助现代先进的测量仪器,提高合龙段的测量精度。3)严格控制合龙段的加工精度,确保合龙顺利实施。4)各梁段拼装焊接作业完成之后,及时涂装补漆。④临时支架拆除的安全控制:由于临时支架拆除工作直接关系到支撑体系与结构以及操作人员的安全,在确定拆除方案时应仔细研究,确定合理的拆除顺序。在拆除临时支架前必须进行卸载施工试验,确保施工人员熟练掌握卸载施工工艺,保证信息传递畅通无阻,再次确认受力结构与支撑体系是否具备卸除荷载的施工条件,要防止个别承重点集中受力,需根据各支撑点的自重挠度值,采用各阶段分析数据进行比较的方法,按比例地下降及卸载,卸载完成后才能正式拆除临时支架。在临时支架拆除前后,监理人员应密切监控桥梁线形及应力的变化,符合设计及规范要求后方可进行下一步拆除工作,否则应立即要求施工单位停止拆除。

4项目成果

东港大桥已顺利合龙,综合各项监测数据及第三方检测数据(声测、大应变、取芯、焊缝、油漆质量、应力、线型等),结果显示,各项数据均符合设计及规范要求,目前已进入到桥面施工及装饰的最后冲刺阶段,在不久的将来,丽水首座钢箱梁大桥即将呈现在丽水人民面前。

5结语

钢箱梁具有自重轻、施工迅速、对环境影响小的优点而广泛运用于我国的桥梁建设中,作为浙西南的后花园的丽水市,首次建设该结构形式的桥梁,必将为丽水市的经济发展及人文景观增添一道靓丽的风景线。由于钢箱梁结构形式的复杂性和特殊性,所以对监理人员的专业素养和相关理论知识要求非常高,监理人员如何做精、做细是摆在监理工程师面前的重要课题,需要监理工程师在日常的工作中不断地探索和总结。

参考文献:

[1]CJJ11-2011,城市桥梁设计规范[S].

[2]JTG/TF50-2011,公路施工安全技术规范[S].[3]JTG/TJ21-2011,公路桥梁承载能力检测评定规程[S].

作者:冯良明 单位:浙江处州建设管理有限公司