付红艳
(中铁大桥局集团有限公司,湖北武汉 430050)
在武汉市四环线青山长江公路大桥北岸引桥墩柱施工中,采用了工序卡控管理措施,涵盖有钢筋集中加工与定位安装、模板进场验收与安拆质量控制、混凝土原材料比选、浇筑工艺优化等施工全过程的关键工序。
目前,高墩柱已成为公路桥梁工程中常见的结构形式,具有高空工程量大、施工作业条件差、施工精度要求高等特点。本文结合武汉青山长江公路大桥北岸引桥墩柱施工工程实例,通过对桥梁墩柱施工过程管理、工艺工序卡控、安全质量提升等方面进行分析,让管理人员明白安全质量管理的重点及难点,保证墩柱施工安全与质量。
武汉青山长江公路大桥北岸引桥桥跨布置为6m×50m等截面现浇箱梁,桥梁分左右幅布置,其中墩柱位于江水中或滩地区,墩柱结构尺寸不一。北岸引桥墩柱高度普遍在30m 以上,采用模板脚手一体化的整体钢模板,翻模法分节施工。为保证模板刚度,采用钢桁架作模板肋,钢桁架兼做外侧施工平台。墩柱钢筋分节预制吊装,系梁钢筋绑扎预制后整体吊装,混凝土通过汽车泵泵送入模。墩柱混凝土养护采用薄膜覆盖包裹,在墩顶设置水箱及带孔塑料管进行不间断滴水养护。
桥位处于长江武汉段,附近分布有众多的港口、码头、汽渡,通航情况较为复杂,施工期间通航条件受到限制,不利于船舶安全通行,易发生水上安全事故。北岸引桥还上跨北岸大堤、江北快速路,同时墩位处有多条架空及下穿的高压电缆、煤气管道、国防光缆,使得施工防护、安全监控和工作协调极为复杂。墩柱施工采用翻模或整体钢模,桥墩高、数量多,过程中易发生高处坠落、模板倾覆等事故。
北岸引桥墩柱为钢筋混凝土实体墩,墩身高度高,截面尺寸大。墩柱采用翻模施工工艺,外模桁架肋作为外侧施工平台,施工时下节段外模板是上节段外模板的支撑,完成墩柱的循环向上施工。由于模板采用翻模施工,模板的受力主要依靠下节段模板与墩柱之间紧固产生的摩擦,模板必须来回交替倒用。在这种情况下,30m 以上的墩柱浇筑次数至少5 次,加之受到长江及南方多雨等环境天气因素的影响,单个墩柱浇筑作业的次数就会大幅增加,施工周期比较长。
为了确保多个墩柱同步施工,加快推进墩柱施工所需的作业平台赶在长江汛期前高出水面,需要保证各个墩柱的施工支架能够同步平行进行作业。单个作业平台需配置多台机械设备及多套倒用模板,其作业管控难度大,易发生起重伤害和机械垮塌事故。为了方便管理人员及作业工人上下施工平台,同时方便对钢筋与模板的存放及使用,还需在墩柱两侧布设以贝雷梁为主构件的水上作业平台及钢栈桥,平台上安装步行笼梯等,进一步增加了成本投入。
桥位处长江武汉段,气象与水文地质条件复杂,跨江复测的通视要求较高,采用常规测量仪器,测量难度较大,也会导致工期加长。由于高墩柱项目对施工有着较高的精度要求,而实际情况却是桥墩的截面大、高度高、墩身柔等问题,使得在工程测量时很难达标。作为桥跨结构的重要支撑,桥梁高墩柱不仅把恒定荷载、车辆荷载等传递至基础,同时还受到扭矩作用及弯矩作用,这要求墩柱要有一定的柔度。妥善处理好高墩柱的接缝,能使墩柱外观整体一致,达到良好的视觉效果。无论是确保柔度,还是保证外观质量,都对高精度定位控制提出了更高的要求。
墩柱施工过程中,按照钢筋制作与安装、模板制安与拆卸、混凝土原材料的选择、混凝土的制备等不同工序的不同特点,分门别类的划分责任矩阵,将管理任务明确到人,将作业要点以卡片或图牌的形式精准到每个作业工位。为保证现场管理有序,安全质量要求能够执行到位,根据墩柱施工各工序作业特点及技术交底内容,编制各工序作业要点“口袋丛书”,分发至每一名技术人员手中,以便施工人员随时把控作业要点。建立专职质量监督部门,严格执行三检制、关键工序旁站制、首件制,落实检查签证,确保各项工序卡控要求在施工中得到体现。
严格按照规范要求对所有进场钢筋进行原材料进场验收和取样试验,合格后投入使用;优先选用新型智能化的钢筋加工制作设备,将人工操作带来的误差交给智能设备去解决;钢筋的下料及成型均在钢筋加工中心进行,技术人员、墩柱施工队及钢筋加工中心根据施工设计图纸对墩柱钢筋进行放样,并对大样图进行交叉复核,确认后由项目部工程技术人员正式出具墩柱钢筋下料单,派单后批量生产;各型号钢筋原材料、半成品钢筋构件,分区堆码、分类挂牌标识。
墩柱模板均采用整体大块钢模,用对拉螺栓及辅助支撑固定,保证足够的强度、刚度和平整度,同时可以相互组合往复倒用;模板经外观尺寸、平整度等各项指标检验合格后方可投入使用;模板需拼缝紧密、表面平整、支撑牢靠,表面涂刷经过选型确认的脱模剂;模板安装就位后测量其中心位置及垂直度,达标后进行后续工序;使用过的模板要进行修理,达到平整度要求后才能倒用。
(1)应选用水化热较低的水泥,检查合格后方可储存使用,同时水泥储存容器需确保干燥清洁。在生产混凝土时,严禁使用当天进场的水泥,防止新进水泥温度过高影响混凝土外观质量。
(2)控制好砂石料的级配,定期及时检查砂石料的干净程度,保证混凝土外观一致无天然色差。保证材料堆场有进行砂石料清洗的设施,以降低砂石中的含泥量,保证原材料洁净、无杂质。
(3)工程前期在使用过程中发现粉煤灰的油脂含量偏高,混凝土浇筑后颜色偏深。针对油脂的含量偏高,试验室采取每车检测其细度和含油情况,检测不合格的材料予以退场。
(4)采用不同厂家的外加剂进行对比试验,浇筑多组试验墩柱后,拆模查看墩柱混凝土外观效果,比选选定外加剂。
墩柱试块制作按规范及设计要求操作,每节墩柱施工时留存2 组混凝土试件,在标准养护室内进行养生;在墩柱浇筑完成后,按照混凝土试块试压结果判断能否达到规范要求的拆模强度后方可进行拆模作业;每节墩柱制取一组同条件养护试件,且严格保证其养护条件等同现场墩柱养护条件。
通过方案优化,将模板脚手一体化,提前设计好集成式的模板和作业平台,在工厂一体化加工后直接运至现场,现场施工时可直接利用一体化的模板脚手平台进行钢筋绑扎、模板安装、混凝土浇筑,可以有效减少脚手架的安装和拆除次数,提高墩柱施工工效。作业平台主要卡控要点是:保证钢构件加工制作质量,进行防腐涂装和安全警示色标识;作业平台设计为托架形式固定在模板外侧,托架上设置立杆及水平杆,在墩柱四周围合形成封闭结构,从硬防护的本质安全上提供安全可靠的作业空间;按照一定频次对作业平台进行结构外观检查。钢筋绑扎及焊接作业均可在该高空作业平台进行,无安全风险及隐患,同时使得施工现场整洁美观。
工序卡控是保证施工安全质量的有效管理手段,是在施工过程管理中最有效的方法,能够进一步确保安全质量的保障措施执行到位,安全质量的保证体系正常运作。在武汉青山长江公路大桥北岸引桥施工过程中,将墩柱每个关键工序细化为现场技术管理的卡控要点,把可量化的要点进行量化控制,整理归纳并形成一套完整的安全质量控制工艺流程卡,方便施工人员对照卡控要点进行逐一控制,保证了墩柱的内实外美,对安全质量起到了促进和提升的作用。