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桥梁工程中移动模架施工技术及安全控制

2021-12-14沈广宇

科学技术创新 2021年34期
关键词:模架张拉箱梁

沈广宇

(中交二公局第一工程有限公司,湖北武汉 430014)

移动模架工艺是一种以墩柱或承台为支撑,借助自带模板的造桥机进行现场拼装、移位操作的技术,兼具施工操作简便、造价低、工艺质量优的特点。近几年来,移动模架工艺操作已大面积应用于桥梁施工项目。但是,因其基础为相对较高的墩身,浇筑、预压等环节存在较大的安全风险。因此,探究桥梁工程移动模架工艺操作技术及安全控制具有非常突出的现实意义。

1 桥梁工程概述

宁波三门湾大桥TJ4 标崇搀门大桥工程上部结构形式为(13×30m+14×50m+11×30m)等截面现浇箱梁,单箱单室断面,箱梁顶板宽度均为12.5m,底板宽度均为6.9m,悬臂长度均为2.8m,跨中顶板厚均为28cm,底板厚均为25cm,直腹板厚均为50cm,50 米跨梁高3m,30 跨梁高2 米。该桥梁工程完成基础验收与桥墩施工后,准备了移动模架及施工用机械(见表1)。

表1 桥梁工程中移动模架工艺操作用机械设备(局部)

2 桥梁工程中移动模架施工技术应用流程(图1)

图1 施工流程示意图

2.1 支座安装与现场拼装

在支座安装时,技术人员可以选择C50 小石子混凝土浇筑支座垫石,并保证平面方向水平差值在1.5mm 以内。进而将支座顶面、底面钢垫板密实埋设,保证支座周边缝隙宽度在0.3mm 内,且无杂质。

在现场拼装工艺操作时:

第一步,技术人员应利用目视检查的方法,判定全部待拼装零件是否正常,比如,毛刺异物清除与否、润滑脂是否加注等。待确认无误之后,利用汽车吊将立柱吊装至上表面处于同一水平面。进而进行两组桥墩旁托梁吊装,促使托梁上轨道标高误差在10.00mm 以内[1]。在托梁吊装完毕后,向托梁轨道上均匀涂抹润滑脂,并摆放3 组支撑台(6 个)。

第二步,依据设计图纸指示的尺寸,从前端向后端进行中主梁箱梁拼装。中主梁箱梁拼装完毕后,进行两侧边主梁箱梁拼装。同时将预先组拼完毕的底模桁架安装在中主梁一侧,中主梁另外一侧则选择临时撑杆支撑。

第三步,技术人员应安装电气与液压泵站,操作水平油缸推动一侧边箱梁,促使一侧边箱梁逐步靠向对应的底模桁架,保证两箱梁高度相同且平头平行。同时进行底模桁架、边箱梁之间的连接。同样的方法,进行另外一侧底模桁架、边箱梁安装。

第四步,技术人员应进行导梁、梯子、平台的有序拼装,并安装纵向位移机构。同时确定移动模架纵向位移中线,根据中线进行底模桁架撑杆、中低模板以及边底模、撑杆、侧模、防位移支撑的安装,促使每一块模板连接缝隙位置错开1.0mm 以内。

2.2 支架预压及模板调整

在模架施加完毕后,技术人员可以从消除支架系统非弹性变形入手,利用三次分级堆积沙袋的方法,进行预压。预先压重方案如表2。

表2 预压方案

预压期间,每间隔2 个小时进行一次底板中心、翼缘板边缘、底板与腹板交点的沉降贯彻,持续观测6h,得到沉降值、弹性变形值,为浇筑砼提供预拱值,并进行底板标高的重新调整。

在支架预压完毕后,技术人员应结合实际情况,综合考虑预应力钢束张拉反拱值、后悬臂吊杆挠度值、混凝土自重挠度值等因素,进行移动模架预拱度调整。并预先利用吊杆,经桥梁表面混凝土上预先留设孔洞进行两翼缘板位置模板、混凝土拉近,或者将两根横桥向扁担设置在后端前一孔箱梁混凝土下方模板上,避免移动支架后端翼缘板位置模板、前一孔箱梁混凝土间隙过大问题出现[2]。

2.3 钢筋绑扎及预应力筋安装

在钢筋绑扎时,技术人员可以依据设计规范,结合工艺操作要求,从钢筋保护层厚度控制入手,进行箱梁底板、腹板钢筋绑扎。

在箱梁底板、腹板钢筋绑扎工序结束后,技术人员可以结合设计图要求,进行纵向预应力束管道定位钢筋绑扎,并进行管道的平顺安装。同时依据箱梁模板号进行定位钢筋编号,进而结合管道坐标,进行焊接位置的恰当选择。安装完成后,进行验收,验收后可进行内模安装,验收标准如表3。

表3 钢筋验收标准

2.4 内模就位与顶板钢筋绑扎

技术人员可以利用吊车调入箱梁内模,并在现场将其拼接制作成可拆卸芯模(每一节长度为8.0m)。以预应力钢筋绑扎完毕为节点,在大吨位汽车吊支持下,逐节提升芯模至相应位置。并利用胶带、塑料进行腹板接头位置处理,防控浆液外漏问题。同时利用混凝土预制块(方柱形)进行内模、侧模间距控制,为后续顶板预应力管道、压浆管道安装提供良好的环境。

2.5 混凝土浇筑与振捣(图2)

图2 混凝土分层浇筑示意图

在混凝土浇筑作业开展时,技术人员应依据底板混凝土浇筑领先腹板混凝土浇筑1.5m 的标准,通过泵车输送管道将混凝土送入底板,分层、分段浇筑,保证边角位置密实填筑混凝土。同时依据先插入时振捣器后平板式振捣器的顺序,密实振捣,振捣完毕后进行洒水养生。

在底板混凝土浇筑完毕120min 或接近初凝时,技术人员可以沿着斜面同时进行两侧腹板混凝土分层浇筑。每一层混凝土浇筑厚度应在30.0cm 内,且插入振捣(5cm)受力均匀。

在两侧腹板浇筑到箱梁腋部时,技术人员可以将模板顶部天窗封闭,并依据先中间后两侧翼缘板的顺序,进行顶板混凝土浇筑以及插入式振捣。振捣时需贯彻快速进入缓慢出的方针,控制每一个振点的捣鼓时间在25s 左右,直到混凝土无气泡、沉落且表面出现浮浆为止。

2.6 预应力张拉与底模脱模

在预应力张拉时,技术人员可以从一端,依据先张拉纵向束后张拉横向束、先张拉腹板束后张拉顶板束最后张拉底板束的顺序,从高处向低处、从中间到两边张拉。张拉技术人员可以利用张拉力、伸长量两个数值,进行钢绞线张拉控制。一般第一次张拉力应为0,第二次张拉力应为初应力的10%,第二次张拉力应为初应力的20%,第三次张拉力应为初应力的10%并持续5min,进而进行锚固。

在张拉完毕后,技术人员应将端模、内模拆除,进行移动模架检查及清理。在确认移动模架无误后,启动垂直油缸,接触移动模架机械锁定,促使整个模架下落到支撑托架顶部的纵向位移机构上。

2.7 模架滑移合拢

在模架滑移前,技术人员应解除底模之间连接螺栓,为两边模板水平移动提供条件。进而对各液压元件、横移油缸支撑、托梁轨道进行检查,保证两边模板可以同步向外横向移动(每次移动距离小于500.0mm),且不同步误差在300.0mm 内。同样的方法,可以进行模架的纵向滑移。即在解除全部影响模架纵向滑移约束后,对前方立墩、立墩旁支撑进行检查,依据同步误差小于500.0mm 的标准,顶推模架纵向同步移动。

在模架纵向同步移动到达指定位置后,技术人员可以通过横向油缸回缩操作,促使两边模板同步向内侧水平移动,相互错位误差在300.0mm 内,分7 次完成合拢。

在上述操作完成后,可以根据同样的程序进行第二跨梁施工,循环操作,直至完成全部移动模架工艺操作任务为止。

3 桥梁工程中移动模架施工的安全控制措施

3.1 防控环境安全风险

在模架安装过程中(主框架尚未形成),技术人员应着重了解现场天气预报情况,在台风、暴雨等恶劣天气到来前,采取一定的模架安全保护措施,降低工艺操作安全风险。同时在风力超过6 级时,技术人员应避免进行过孔作业;在风力超过8 级时,技术人员应避免开展混凝土浇筑作业,并保证移动模架处于整机合拢、牢固连接状态;在风力超过11 级时,技术人员应停止全部工艺操作,并将设备电源切断。

3.2 防控人员与设备安全风险

移动模架工艺操作技术人员应主动接受岗前安全培训、安全技术交底、安全技术考核,自觉遵循现场安全生产管理制度以及工艺安全操作规程,主动学习安全生产知识特别是移动模架安全检查要点、施工安全注意思想,提升自身安全生产技能[3]。同时在大型设备操作前,技术人员应全面阅读操作文件并着重了解涉及设备安全防范的内容,减少、杜绝错误使用液压装置、起重装置或者不恰当维护的情况,降低设备以及操作安全风险。比如,及时更换变形液压油、及时补充液压油,避免液压油泵吸空而引发的灼烧风险。此外,在高空作业期间,技术人员应科学佩戴安全带。

3.3 防控其他安全风险

考虑到移动模架工艺操作具有现场拼装、现场浇筑的特点,除了配合项目部管理作业设置专职技术员、操作员与指挥员外,还需要设置专职安全检查员,并由项目经理带领项目总工、安全总监、现场安全检查员、设备部部长、安质部部长、移动模架厂家维护人员成立安全检查小组,从移动模架方案制定、入场材料检查、拼装、预压、浇筑、拆除等几个环节,进行全方位跟踪检查,并定期对移动模架工艺操作进行安全验收,保证整个工艺操作过程安全性。具体检查内容主要有部件安装正确性、节点连接紧固性、梯子与栏杆等安全设施安装牢固性等。特别是在移动模架移位时,应事先对全部影响模架移位的约束接触与否、移动方向障碍存在与否进行检查,并在有关技术人员、现场设备部长、指挥员全程监控的基础上,进行操作。

综上所述,减少、杜绝桥梁工程中移动模架工艺操作安全事故,将事故风险控制在最低水平是桥梁工程施工管理者需要承担的重要任务之一。因此,在根据桥梁工程实际情况事先规划移动模架工艺操作方案的基础上,施工技术人员应从每一个细节的安全控制入手,全面而深入地开展安全检查,及时发现移动模架工艺操作风险及时处理,保证桥梁工程整体施工安全效益。

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