趙樹楠
(邢臺路橋建設集團有限公司,河北邢臺 054000)
隨著裝配式構件應用日益廣泛,裝配式預制預應力板梁在橋梁工程中的應用也越來越多,預制板梁吊裝是橋梁施工中關鍵工序之一[1]。吊裝質量的好壞直接影響橋梁的正常使用,若吊裝質量不達標將導致梁板脫空、偏壓等情況的出現,在長期的車輛載荷下,支座會加速損壞,從而影響橋梁的安全使用[2]。因此,需要對橋梁板梁吊裝施工質量進行嚴格的把控,確保安全施工的前提下,質量符合竣工驗收的要求[3]。
某橋梁工程全橋共1 聯,跨徑布置為16 m+16 m+16 m,施工方法為先簡支后連續。該橋上部結構施工主要分為3 個階段:第一階段,將預制好的板梁吊裝就位,形成由臨時支座支承的簡支梁狀態;第二階段,為澆筑1#和2#橋墩上的濕接頭,待養生期滿并達到設計強度后,張拉負彎矩預應力鋼束,然后在負彎矩管道內壓注水泥漿,形成了1 聯3 跨的連續梁;第三階段,拆除全橋的臨時支座,按設計的順序完成體系轉換,并完成橋面系施工。根據專業分包合同,該橋梁工程板預制任務由當地的橋梁預制廠實施,板梁提前在預制場施工,待張拉壓漿完成并達到設計要求的強度后,由預制梁場起吊至運梁車上,再用運梁車運送至3 號橋臺→2 號墩臺的運梁通道上,采用2 臺35 t汽車起重機以雙機抬吊安裝就位,然后依次吊裝完成2 號墩臺→1 號墩臺、1 號墩臺→0 號橋臺的所有梁片。
2.1.1 校核標高及平面位置
板梁吊裝前,需用儀器校核墩臺帽、蓋梁及支座墊石的標高及平面位置,墩臺帽、蓋梁的軸線偏位及頂面高程允許偏差均為±10 mm,支座中心與主梁中線允許偏差為±2 mm。校核時,在確保墩臺帽、蓋梁及支座墊石的各項技術指標符合規范要求后,應在墩臺帽、蓋梁及支座墊石上畫出架裝軸線與端線,以保證橋梁板梁準確就位。
2.1.2 運輸道路和機具準備
運梁通道按照道路路基施工要求,回填合格土分層整平、碾壓,使其平整度、承載力滿足運輸車輛運輸梁片平穩行走的要求,并清除便道上的一切障礙物以保證運梁通道的暢通。安裝架設前,應對使用的35 t 汽車起重機、6×61+1 鋼索、吊扣、千斤頂等進行力學驗算。對使用吊車施行梁體安裝的方案進行驗算,以保證安裝時起重機起重量有足夠的安全系數。
墩、臺支座墊石養生期滿后,支座墊石處清理干凈,先用水平尺自檢,對于凹凸不平處用干硬性環氧水泥砂漿抹平,高出的部分用砂輪磨平,使支座墊石的頂面高程控制在誤差不大于2 mm,確保支座安裝準確,安裝過程中嚴格檢查支座準確性,如有移位應及時吊起梁板重新安裝。安裝過程中,安排專業技術人員跟班,對板梁安裝位置、支座支承等情況進行逐片檢查,發現不符合要求的要及時做出調整。
用儀器在蓋梁及支座墊石上準確標出支座中心點,后將橡膠支座準確安放在支座墊石中心位置上,要求支座中心線同支承蓋梁上中心線相重合。該項目橋梁每榀板梁有2 個支座支承,0#和3#橋臺上采用160 個GYZF4Φ225 mm×51 mm 圓形四氟滑板橡膠支座。1 號和2 號橋墩采用320 個GYZΦ225 mm×49 mm圓形普通板式橡膠支座,灌砂式鋼桶臨時支座320 個,調平鋼板320 塊,橡膠支座必須按規定的比例抽檢合格后方可使用。
安裝橋梁板梁之前,根據施工部署在南北兩側修筑了運梁通道,運梁通道的路基填筑嚴格按照相關規范進行,選擇級配良好的砂礫土分層回填壓實,確保壓實度不小于94%,并做好雙向排水[4]。
板梁吊運時混凝土的強度不得低于設計規定的強度,設計未規定時,應不得低于設計強度的80%。且梁板吊裝前檢查梁板的外觀、預埋件的尺寸和位置,允許偏差應符合規范要求。預制場地采用35 t 汽車起重機起吊板梁裝車,運梁車上落梁前,在板梁支點位置用硬質方木或枕木墊牢設置平整,安排2 臺龍門起重機起梁、2 輛運梁車運梁[5]。
板梁在梁場預制時,在板梁側壁距離端頭40 cm 位置處預埋Φ32 mm 鋼筋作為吊裝時的吊耳。板梁吊裝時采用4 點起吊。運梁車到達橋梁的指定位置后,人工在吊耳處穿好鋼絲繩并掛在吊車的起吊鉤上,緩緩起吊的同時觀察4 個吊點是否受力均勻。
板梁起吊前,應先進行試吊并持載荷3 min。在確保安全的前提下,由2 臺35 t 的汽車起重機慢慢吊起混凝土預制板梁,待運梁車離開后,將梁板吊至指定位置。
按預先設定編號逐一吊裝,吊裝順序由中間向兩邊架設,梁垂直緩慢下放至橡膠支座上。
梁板安裝后,若發現有支座脫空、支座變形、支座偏壓等現象,要及時做出調整。調整的措施為:用千斤頂頂起梁板端部,在支座上墊合適厚度的調節鋼板。然后再次落梁,使支撐每片梁板的4 個橡膠支座全部密貼,確保4 個橡膠支座受力均勻。
梁板起吊前,由有資質的機構按規范要求的比例做靜載試驗,出具靜載試驗合格報告后,可將梁板運送至現場吊裝施工。梁板安裝前,應檢查梁板上的預埋件,如泄水孔、護欄預埋筋、伸縮縫預埋筋等有缺少或不符合要求時,應進行植筋。梁板安裝完成后,應用水準儀檢查梁頂的標高,相鄰梁板頂面高差應不大于8 mm。
板梁的吊裝質量直接影響到橋梁的功能和使用壽命,當出現橡膠支座偏壓、脫空的情況未予以正確處理,在持續的載荷下支座迅速損壞,繼而出現梁板下沉、橋面開裂等現象,影響橋梁的使用壽命。因此,在板梁的吊裝過程中一定要加強各個吊裝環節的質量驗收,應制定以下質量控制措施[6-7]:
(1)板梁出廠前應做好強度、外觀質量、預埋件的驗收,對不符合設計及規范的梁板不允許進行吊裝作業。
(2)加強吊裝現場和預制場的溝通聯系,板梁出廠時要按吊裝順序依次吊運,對構件進行編號、核對,按吊裝現場的需求對號入座。橡膠支座使用前,對其規格和技術性能進行核查,不符合要求的支座嚴禁使用。
(3)根據設計要求,0 號和3 號橋臺上采用圓形四氟滑板橡膠支座,1 號和2 號橋墩采用圓形普通板式橡膠支座,應區分出滑板支座和普通支座,四氟滑板橡膠支座安裝時應在儲油槽涂抹硅脂油,確保梁板在受到載荷后的滑動質量。
(4)梁板安裝前,應反復核查支座墊石的平面位置和頂面高程,并在支座墊石上用墨斗彈出中心十字線和支座的中心位置。
(5)板梁架設前,應檢查梁底鋼板位置,對于鋼板位置的浮漿及異物,應人工鑿除清理,確保梁底鋼板與橡膠支座貼合緊密。板梁就位后,檢查支座與梁板底部鋼板接觸面是否貼合緊密,如出現個別支座脫空的情況,應用千斤頂將梁端頂起,用調平薄鋼板調平,保證梁板和支座的結合質量。
板梁吊裝作業是典型的高空作業,并且施工中需要用到大型起重設備,屬于危險性較大工程,施工人員需在橋墩上進行支座安裝、落梁、調整支座等一系列工序,為保證施工人員的安全,制定以下安全控制措施[8]:
(1)對參與該項目吊裝作業的施工人員購買意外險、第三者責任險,并與施工隊伍簽訂安全責任書,吊車操作員應具備特種作業操作證書。吊裝前應對吊裝的工人進行三級技術交底,向施工人員指出該項目吊裝作業的重點及難點,向施工作業人員講述吊裝操作規程。
(2)吊裝施工前,應檢查起重機鋼絲繩的破損程度,每一節距內折斷的鋼絲不得超過5%、鋼絲繩內部有明顯腐蝕、鋼絲繩發生扭結和死彎等嚴重變形時,應及時更換鋼絲繩。注意起吊鋼絲繩及吊環不能超出載荷,吊裝作業前應先進行試吊,只有試吊滿足相關技術要求后方可進行正式吊裝作業,嚴禁傾斜吊卸構件。
(3)施工現場設置專職安全員,設立好安全標志,施工人員佩戴安全帽和安全帶。吊裝施工時,安全員全程旁站,當出現違反吊裝操作規程情況時,應立即制止施工,待整改合格后方可進行施工。根據施工方案和施工特點,結合施工中存在的眾多不安全因素,以及施工安全風險評估報告中關于危險源的辨識方法,確定板梁吊裝過程中存在的重大危險源,針對該危險源安排專業的人員進行監控管理。
(4)在吊裝過程中,不要急劇改變升降運行速度,以免產生巨大載荷,致使鋼絲繩破斷或起重機傾覆等意外發生。梁板起吊至支座墊石上方20~30 cm 時,不可立即就位,應等指揮員確認梁板支座墊石處安全,方可對線就位。
在公路橋梁施工中,板梁吊裝技術成熟。通過對實際案例分析,對橋梁板梁吊裝施工工藝及質量安全控制要點進行總結和分析。實踐表明,此施工技術和控制措施有效確保了該橋梁工程的質量,竣工質量驗收合格,社會效益顯著,并提高了施工企業的經濟效益,值得在類似項目中推廣和應用。