大跨徑連續(xù)箱梁掛籃懸臂施工安全與質量控制

羅水勇

(廣東省南粵交通投資建設有限公司,廣州 510623)

0 引言

對于大跨度預應力鋼筋混凝土連續(xù)箱梁、連續(xù)剛構橋梁，使用掛籃進行逐段懸臂澆筑，雖然有較成熟的施工工法，但在掛籃施工操作過程中，施工管理卻時常容易疏忽做好操作人員與掛籃高空墜落等安全事件相關措施，也有部分未能較好完善現澆連續(xù)箱梁線型和施工縫質量控制。

(1)在掛籃設計和加工方面，施工承包方存在過度依賴掛籃生產廠家的情況。掛籃的設計和加工由廠家一手包辦，承包方施工人員對產品沒有深入消化和理解，造成設計意圖和實際管理與使用難免出現偏差，掛籃的安裝、使用、拆除說明不齊全。

(2)掛籃設計過度追求掛籃的輕巧，而忽視完善掛籃的通道、平臺功能。掛籃縱移時與梁體的關聯(lián)點太多，從而導致掛籃控制環(huán)節(jié)多，受力不夠明確，施工操作不夠安全、簡便，預防誤操作機構欠缺。

(3)參建各方對硬件的關注較多，監(jiān)督力度也較大。卻時常疏忽對掛籃使用者的經驗要求和安全技術教育，個別項目甚至只是走形式，有的掛籃施工點的施工技術負責人對掛籃也不甚了解，那就更難通過現場管理來監(jiān)督和指導施工班組進行掛籃施工了。

1 掛籃施工安全控制要點

針對掛籃的設計計算荷載、剛度(撓度)、超載預壓等，本文從施工的工、料、機三個基本要素出發(fā)，對掛籃施工的全過程及如何才能較好地控制好掛籃施工的安全與質量控制進行分析。

掛籃首先要具備承重、模板、平臺三大功能，其次是要滿足縱移和調整需要。圖1所示是常見掛籃之三角掛籃總體設計，圖2所示是常見掛籃之菱形掛籃總體設計，其結構組成基本相同。

圖1 三角掛籃

圖2 菱形掛籃

1.1 掛籃設計

一個完整的掛籃設計，首先必須設計資料齊全，主要有掛籃加工圖設計、計算書、加工技術要求與驗收說明、掛籃使用說明書等。掛籃各構件中，往往強度、剛度要求并重，強度和剛度會成為結構設計的控制要點。根據項目實際情況，掛籃設計中，關注與完善程度不足的主要有：(1)掛籃安裝、使用、拆除說明書的編寫；(2)掛籃與混凝土箱梁錨固聯(lián)接設計；(3)施工人員通道和操作平臺設計；(4)防止工人操作失誤的機構設計。

1.2 掛籃加工

原材料的采購與質量保證是關鍵環(huán)節(jié)。較高的加工精度能確保掛籃的安裝與拆除，避免在現場對構件進行割除與焊接。做好防腐涂裝，確保美觀和耐久性。保證原材料質量和焊接質量，對結構的強度和剛度至關重要，對關鍵構件如吊桿(帶)及抗拉焊縫進行無損探傷非常重要。確保掛籃加工環(huán)節(jié)得到保證。

1.3 掛籃使用

規(guī)范使用掛籃是確保掛籃施工安全關鍵的環(huán)節(jié)之一。做好使用技術交底和安全技術交底是掛籃施工安全的保障，最好能對不同人員分別在室內和施工現場進行。只有讓現場掛籃施工管理者和操作工人對掛籃全過程深刻的認識，才能讓他們自覺地規(guī)范使用掛籃。采用3D動畫等音、視頻是一種高效的技術交底方法,否則，再好的掛籃也經不起野蠻違規(guī)操作使用。其主要工序流程如圖3所示。

圖3 掛籃施工流程

1.4 重點注意事項

掛籃縱移是掛籃施工中安全隱患最多的一道工序。此時，掛籃后錨處于一種動態(tài)的錨固狀態(tài)：掛籃后端通過反扣輪反掛于縱移軌道上，縱移軌道則通過預埋錨桿或豎向預應力鋼筋錨固在混凝土梁面，以此達到掛籃抗傾覆的需求，完成一次掛籃縱移，其反鉤輪會掃過整條縱移軌道，且后錨力傳遞環(huán)節(jié)較多(圖4)，因此軌道的每一個錨固點均至關重要。其實，縱移才是掛籃施工存在最大危險隱患的工序，必然是現場施工最需要關注點之一。

圖4 掛籃后錨與縱移

2 掛籃超載預壓

掛籃在安裝完畢未正式投入使用前，均會按施工規(guī)范進行超載預壓。目的主要有：檢驗掛籃各構件的強度、剛度(撓度)是否滿足設計和施工要求，檢驗掛籃各錨固點是否安全可靠，消除掛籃非彈性變形。

在實際施工中，掛籃超載預壓對存在高墩、場地狹窄、環(huán)境條件差的橋梁，則是一道耗時、耗財、耗神的工序。

為能有更好的工法替代，同時又做到少耗時(加快關鍵節(jié)點工期)、少耗財的工序，利用現在的結構計算軟件技術和試驗檢測技術，完全可以通過在廠房內獲得掛籃的全部參數。從掛籃施工全流程來看，很顯然，超載預壓時錨固點安全可靠也不等于此后N個節(jié)段施工時所有錨固點安全可靠。至于掛籃的非彈性變形，筆者認為，掛籃非彈性變形主要來自掛籃承重結構本身、結構與模板間、結構與支點間。前一項很小，后兩項會因每次移動裝拆而變化。

此外，通過對掛籃施工安全事故的統(tǒng)計分析，事故幾乎都是發(fā)生在掛籃裝拆、掛籃縱移和模板調整(下降和提升吊桿的操作)期間,而這些都是無法通過超載預壓獲得有效檢驗的。實踐表明，現澆掛籃超載預壓并不能完全達到確保各構件安全性的目的。

3 掛籃施工的質量控制

掛籃安裝、調整完畢后，按規(guī)范在掛籃內進行各項常規(guī)施工和驗收。針對其大跨度、變截面連續(xù)箱梁的構造特點，及出現問題的處理難度，相關方面的質量控制在此顯得尤為重要。

3.1 掛籃施工要點

(1)混凝土強度保證(結構整體決定了其局部強度問題難于處理)。

(2)預應力管道的暢通(漏漿或串漿導致管道堵塞，處理起來耗時且對結構有損傷)。

(3)合乎設計的線形(重視施工監(jiān)控)。

3.2 掛籃施工常見問題

(1)漏漿漏振，關鍵部位(如端部錨下、下彎索管道下方、上下齒板等)混凝土不密實，易導致張拉時發(fā)生喇叭管破裂或混凝土開裂。

(2)節(jié)段間工(齡)期過長，施工縫部位混凝土易發(fā)生收縮裂縫。

3.3 掛籃節(jié)間施工縫處治措施

改善掛籃施工節(jié)間施工縫極易出現錯臺、漏漿或夾渣的措施主要有：

(1)認真清理箱梁與模板的搭接面，搭接長度過長更不利于貼合。不貼合，則錯臺和漏漿就無法避免，箱梁整體外觀得不到保證。

(2)混凝土鑿毛產生的渣土必須徹底清除，避免堆積在底籃后端形成夾渣、夾層,造成混凝土回彈強度偏低或局部強度不足。

(3)認真對待混凝土外表面的養(yǎng)生

4 結語

(1)掛籃施工安全應從掛籃的設計抓起。掛籃結構與功能的完善設計，可保證作業(yè)人員在操作掛籃行走時的便利與安全，也可減少或避免工人誤操作。當然，施工的現場作業(yè)者才是直接控制掛籃施工安全的關鍵。掛籃設計者、項目管理者不要停留在自己已熟悉掛籃的層面上，關鍵是作業(yè)人員要熟練。加大力度做好對掛籃施工作業(yè)人員的施工技術交底、安全技術交底及現場指導與監(jiān)督。并需對掛籃施工作業(yè)班組(人員)設準入門檻。

(2)針對掛籃施工安全事故幾乎都是發(fā)生在掛籃縱移或底籃標高調整期間，并無法通過掛籃預壓獲得有效檢驗；另當掛籃設計重量不足，則會造成其功能不齊全、操作不夠簡便等，將會導致掛籃施工工效低下和增加安全風險的問題，目前創(chuàng)新和進一步開發(fā)掛籃超載預壓的相關技術、功能，是提高效率和經濟的需求。