1、 施施施施施施施施施施施施施施施施施施工工工工工工工工工工工工工工工工工工技技技技技技技技技技技技技技技技技技术术术术术术术术术术术术术术术术术术文章编号:1009-9441(2023)01-0050-04公路桥梁双柱墩系梁施工及安全保障措施 龙小锋(甘肃公航旅路业有限公司,甘肃 兰州 730314)摘 要:结合某桥梁的施工过程,介绍了双柱墩系梁模板支撑系统的设计与搭设,分析了系梁穿心棒法施工时的支撑体系施工、钢筋加工与安装、模板安装和混凝土工程施工等方面的工序,探讨了公路桥梁双柱墩系梁的施工组织与技术安全保证措施。关键词:公路工程;双柱墩;系梁;施工流程;安全措施中图分类号:U 443 文献
2、标识码:B引言近年来,我国交通事业迅速发展,公路的建设取得了极大的进展1-3。随着国家对山区发展的进一步重视,近年来修建的山区高速公路数量与日俱增。然而,受地形地貌、气候、水文和地质等条件的影响与制约,山区高速公路在建设过程中遭遇了不少挑战4-7。为克服山区高速公路建设中遇到的深谷、溪流和地质灾害等问题,一般需对线路的桥梁做针对性的设计。现有的研究和统计结果表明,山区高速公路的桥梁上部结构基本上都采用梁式结构,下部结构则多以双柱式桥墩为主5-6。在双柱式桥墩的设计中,由于山区高速公路所处的自然环境与地质条件相差较大,根据桥址所处的环境,桥梁的双柱墩之间需要加设柱间系梁,在增加桥梁结构整体稳定性
3、的同时,还能有效改善其受力特征。已有研究表明,双柱墩之间设置系梁,可以明显地改善桥梁整体结构的横向刚度,并可提高桥梁结构的抗震性能7-13。因此,双柱墩系梁的施工质量直接关系到桥梁整体结构的受力性能和耐久性,确保系梁的安全和高质量施工有助于保障整个桥梁结构施工质量与服役性能。1 项目概况某公路桥梁桥址位于我国西南地区的某县城,桥址区高程介于1 294.31 368.8 m,最低点位于桥址区中部速南河处,地形相对较陡,中部河谷地带地形地势较平缓,桥址区位于构造剥蚀中山地貌单元,地表以荒坡和田地为主。孔跨布置为12.0 m30.5 m,桥梁全长为 369.48 m,连续方式为结构连续,上部构造为
4、30 m 预应力混凝土 T 形连续梁,桥台采用柱式台和桩基础;桥台及桥墩均采用 FD-80 伸缩缝,最大墩高为 51 m;设计速度为 80 km h-1,荷载为公路 I 级。该桥位区属温带及亚热带、热带气候,地形高差起伏大,风力为 56 级,平均年气温在 15 左右,最低气温在 0 以下。桥位区河流最高洪水水位高程为 1 302.0 m,流量约为 24 m3 s-1,洪水携带卵石及块石对桥梁墩台冲击较大。综合考虑施工现场的地形地貌及气象水文条件,共设置 22 个墩柱,其中左幅 14 号和 911 号墩、右幅 14 号和 911 号墩设计为圆柱形双柱式墩,左幅 58 号和右幅 58 号墩为薄壁空
5、心墩。全桥所有双柱式墩采用钢模施工,汽车吊配合人工进行模板拼装、钢筋吊运和混凝土浇筑。结合工程特点及现场作业情况,为保证工期要求,全桥共配置4 套高 4.65 m 的悬臂模板 2 个 TC6013 塔吊及 4 个施工电梯。2 双柱墩系梁的施工2.1 双柱墩系梁模板支撑系统的搭设为保证双柱墩系梁的进度与便捷性,并兼顾施工安全性,降低施工成本,施工前需搭设系梁模板的支撑系统,如图 1 所示。根据图 1 所示的系梁模板支撑系统,在墩柱内预设的预埋孔内插入 2 根长为 3 m、直径为 120 mm的钢棒,作为支撑系统的纵梁支撑点,为保证施工安全性,钢棒需外露 600 mm。钢棒安装完成后,在钢棒上焊接
6、厚度为 16 mm、尺寸为 200 mm200 mm 的钢板以便于安装千斤顶,在千斤顶上焊接厚度为16 mm、尺寸为 200 mm200 mm 的钢板,使千斤顶产生的作用力完全施加在钢棒上且不会产生位移。钢棒和千斤顶等结构施工完成后,施作系梁模板支05Research&Application of Building MaterialsDOI:10.13923/14-1291/tu.2023.01.003图 1 系梁模板支撑系统示意图撑系统的纵梁,材料为 I45a 型工字钢,长为 12 m,共2 根,如图 1(c)所示。在工字钢上顺桥向以 500 mm 的间距均匀铺设长度为 4 300 mm 的
7、16a 槽钢并与纵梁牢固焊接,以横梁作为纵梁的横向联系。I45a 型工字钢横梁应安全平稳,并对称地吊装在钢板上,设置 3 道拉杆进行固定,并锁好纵梁的横向联系。最后,在纵梁的横向铺设厚度为 30 mm 的木板作为工作平台,并沿四周用厚度为 4 mm、尺寸为 50 mm50 mm 的角钢设置高度为 1 200 mm 的安全护栏,护栏上安装防护网。2.2 双柱墩系梁施工流程2.2.1 总总体体施施工工流流程程及及施施工工质质量量标标准准 该项目双柱墩的柱间系梁施工工艺采用穿心棒法,总体流程为:墩柱内设置预留孔孔中穿入钢棒安装系梁的模板支撑系统铺设底模模板安装系梁钢筋安装侧模模板混凝土浇筑与养护。双
8、柱墩系梁的施工质量标准和检验方法见表 1。表 1 双柱墩系梁的施工质量标准和检验方法项目允许偏差检查方式及测点混凝土强度符合设计要求抗压强度尺寸30 mm尺量:长、宽和高各检查 2 点顶面高程20 mm水准仪,检查 5 点轴线偏差15 mm全站仪,纵横向各布设 2 个测点 依据表 1 的指标和方法对系梁的混凝土强度、尺寸、顶面高程和轴线偏差等项目进行控制,进而保证施工质量和进度。2.2.2 支支撑撑体体系系的的施施工工 墩柱施工时需根据测量的标高位置提前设置预留孔,通过在垂直桥方向距系梁底标高以下 122 cm位置处预埋 150PVC 管的形式实现预留孔的设置。为保证系梁混凝土与墩身混凝土的有
9、效连接,对墩身顶面位置的混凝土进行凿毛处理,凿除顶面产生的浮皮及松散层直至粗骨料外露,并用水冲洗。同时检查设置的预留孔是否存在堵塞,保证预留孔的贯通性。为保证施工效率,提前将支撑体系所需的钢棒、模板、工字钢和木板等材料准备齐全,严格把控材料进厂质量。完成双柱墩墩身顶面位置混凝土的凿毛与清洁处理,并保证预留孔贯通后,按照图 1 所示方式在预留孔内按照设计尺寸插入钢棒、焊接钢板和安装千斤顶,相继施作纵梁与横向联系、安全护栏、防护网等结构。施工过程中,需严格控制施工质量,并采取相应的防护措施,保证施工安全性。2.2.3 钢钢筋筋加加工工及及安安装装 在钢筋加工场依据设计图纸及施工标准,集中进行系梁施
10、工所需钢筋的下料、弯制和焊接等工序,钢筋的绑扎工作在现场进行。为保证系梁施工所需钢筋的原材料质量符合要求,钢筋进场和出厂对应的质量合格证要齐全,并按照标准规定的方式进行抽样试验,抽检结果须符合相关要求。使用前应将钢筋表面残留的锈迹、泥土和油污等影响钢筋工作15建材技术与应用 1/2023性能的污渍清除干净,保证钢筋在施工使用时平直、清洁且局部无弯折。钢筋骨架在现场绑扎好之后用汽车吊将其吊装至墩顶,吊运过程中对钢筋骨架进行牢固固定,确保运输时不会产生翻滚和滑落等情况,保证吊运的安全性。根据既定的混凝土保护层厚度,钢筋骨架吊装至墩顶上后交错放置混凝土垫块。2.2.4 模模板板安安装装 模板拼装前采
11、取磨光和擦拭等方式保证模板的清洁,而后涂抹脱模剂。为确保模板间的连接强度,采用 M20 高强螺栓实现相邻模板间的连接。侧模所处位置比较特殊,高强螺栓连接的局限性较大,采用 20 mm 对拉杆连接。模板整体拼装后,使用对拉螺杆按模板预留拉杆位置逐一固定。模板安装完后检查模板的接缝及错台,保证接缝紧密贴合并加垫橡胶条防止混凝土浇筑过程中出现漏浆等现象。同时用钢尺、拉线和铅垂仪分别检查模板的几何尺寸、顺直度和垂直度。此外,用全站仪精确检查系梁模板的顶面标高、中心尺寸和平 面 尺 寸 等 指 标,保 证 轴 线 偏 位 的 误 差 在10 mm 之内。2.2.5 混混凝凝土土浇浇筑筑 为保证混凝土质量
12、并兼顾施工和易性,依据设计要求和现场条件控制混凝土配合比与塌落度,并结合施工条件掺加减水剂和缓凝剂,拌和时间应90 s。混凝土的拌合在拌合站集中进行,以确保整体拌合质量。混凝土浇筑时从墩柱联接部位向两端水平分层浇注,层厚300 mm,在下层混凝土完成初凝之前浇筑完上层混凝土。采用插入式振动器振动梅花式振捣,单次振捣时间控制在 30 s 左右。混凝土浇注过程中应由技术人员对所设置的支撑体系、模板和钢筋等结构的稳固性进行检查并及时调整处理。系梁的混凝土浇筑完成进行为期 7 d 的洒水养护。当浇筑的混凝土抗压强度2.5 MPa,保证拆模不会导致新浇混凝土受损时可拆除侧模板。混凝土浇筑后,待系梁的混凝
13、土强度达到设计强度的 80%以上时方可拆除底模。拆模时要严防模板和加固撑等结构磕碰混凝土表面及其棱角。侧模及底模拆除后立即用土工布覆盖继续洒水养护。3 双柱墩系梁施工安全保障措施3.1 组织保障措施双柱墩系梁的施工安全组织保障措施通过两方面来实现:(1)建立健全安全保障机构,成立以项目经理为安全生产第一责任人的安全生产领导小组与组织管理机构,并在施工现场设置专职安全工程师,在施工队设置专职安全员,以保证施工过程中的安全性,并兼顾施工成本。此外,不同施工班组也需要根据施工现场的进度及子项目进展,设置对应的兼职安全员,对项目进行跟班作业,确保双柱墩系梁施工安全进行。(2)强化安全管理制度,严格贯彻
14、执行“安全第一、预防为主、综合治理”的方针。施工过程中确定的安全生产目标为工伤事故死亡率、工伤重伤率、职业病发病率、年重伤以上的人身伤亡事故和年重大火灾事故等指标均为 0。施工现场的安全文明施工、平安工地检查首评达标率 C 级以上、劳保用品发放及时率和施工现场安全文明施工检查合格率等指标均保证 100%,年轻伤事故频率控制在 5以内。3.2 技术保障措施建立健全施工现场的风险源辨识与评价以及监控制度,对双柱墩系梁施工进行风险源识别,从技术层面为系梁施工提供有效地保障。系梁施工过程中可能出现的风险源辨识及对应的控制措施见表 2。此外,需进一步建立健全公路工程双柱墩系梁施工现场的安全教育培训制度,
15、对所有参与项目建设的施工人员开展三级安全教育,对于劳务施工班组的新入场人员,必须强化施工安全意识,进行相关的安全培训与教育工作。4 结语双柱墩系梁的施工质量对桥梁整体结构的受力性能和耐久性影响较大,为保证公路桥梁双柱墩系梁施工的安全性,提高桥梁结构的施工质量并改善受力性能,基于我国西南地区某高速公路桥梁的施工情况,介绍了双柱墩系梁的施工流程与安全保证措施。为保证双柱墩系梁的进度与便捷性,并兼顾施工安全性成本,施工前需搭设系梁模板的支撑系统;系梁施工工艺采用穿心棒法。为保障系梁施工的安全性,从建立安全生产管理机构与制度两个角度进行施工组织;并通过施工风险源识别及预防措施,从技术层面为系梁施工的安
16、全性提供技术保证措施。25Research&Application of Building Materials表 2 系梁施工过程中的风险源辨识及控制措施作业过程职业健康安全风险描述危害影响控制措施钢筋施工绑扎钢筋未设操作平台,操作人员违规上下高处坠落钢筋绑扎作业必须设立操作平台,并督促施工人员规范通行起重设备安全装置失灵,超负荷工作,吊物下面站人起重伤害定期检查起重设备,起吊不得超负荷操作,起吊装置工作时下面严禁站人运输钢筋骨架时未固定牢固物体打击骨架运输时固定牢固,防止滑落、翻滚焊接时工人防护用品佩带不全触电灼烫现场检查,督促工人带好安全用品模板施工模板安装时不按方案规范操作坍塌严格规范操作,作业人员带好防护用品雷雨天气施工触电,高处坠落工人配发防雨防滑用品;合理安排施工工序,避开雷雨天气作业人员不按规定穿戴劳保用品人身伤害现场检查,督促工人带好安全用品风力导致起重物体晃动起重伤害现场风力达到 6 级以上时禁止吊装作业,起吊物体时要拉好缆风绳混凝土施工拌合站现场发生机械伤害机械伤害作业前检查设备,服从现场管理人员指挥振捣器开关损坏,放置不稳定,传动部位没有防护罩机械伤害施工前检查装