淺談鋼箱梁橋施工質(zhì)量安全監(jiān)控要點

馮良明

摘要：本文結(jié)合麗水市東港大橋為實例，主要對鋼箱梁橋中危險性較大的分部分項工程的安全監(jiān)理進行探討。

Abstract： Taking the Donggang Bridge of Lishui City as an example， this article mainly discusses the safety supervision of the sub-projects with greater risk in the steel box girder bridge.

關(guān)鍵詞：鋼箱梁橋;施工質(zhì)量;監(jiān)控要點

Key words： steel box girder bridge;construction quality;monitoring points

中圖分類號：U445.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）21-0132-03

1? 項目概況

東港大橋麗水市南明湖國際休閑養(yǎng)生港的配套工程，位于好溪堰下游260m河道較窄處橫跨好溪。橋梁跨徑為（65+85+65）m，上部結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)連續(xù)箱梁，下部結(jié)構(gòu)0號橋臺為輕型橋臺，3號橋臺為重力式橋臺，1、2號橋臺采用矩形雙柱墩，基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁。設(shè)計安全等級：1級，設(shè)計使用年限：100年。橋梁橫斷面布置：2.5m（人行道）+7.5m（機動車道）+2.5m（人行道），共計12.5m。

2? 項目監(jiān)理機構(gòu)的組織（事前控制）

①東港大橋項目監(jiān)理部建立起以總監(jiān)為責(zé)任主體的質(zhì)量、安全、進度、投資的控制體系，明確各層次監(jiān)理人員的具體任務(wù)和管理職責(zé)，制定相關(guān)檢查、旁站、平行檢查、見證取樣制度，對整個橋梁施工進行動態(tài)管理，爭取提前發(fā)現(xiàn)問題，提前要求施工單位整改。變截面連續(xù)鋼箱梁的施工過程比較復(fù)雜，施工過程不僅包括：加工制造、梁段組裝、梁段運輸、梁段吊裝、現(xiàn)場連接、防護涂裝等，還要經(jīng)歷邊、中跨合龍等，體系應(yīng)力轉(zhuǎn)換過程，因此在整個鋼箱梁施工階段中，主梁高程變化和應(yīng)力變化都是持續(xù)不間斷的。由于設(shè)計階段的計算是建立在一系列理想化理論數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，而實際上從開工到竣工的過程中，將會受到實施階段各種不確定因素的影響，給橋梁施工安全、主梁線性、結(jié)構(gòu)可靠性等帶來不同程度的影響，因此，要求監(jiān)理人員在施工過程中，必須實施有效的監(jiān)控，通過密切監(jiān)控橋梁結(jié)構(gòu)主要受力截面的應(yīng)力和變形。發(fā)現(xiàn)可能的異常，及時預(yù)警。通過對全橋重點截面應(yīng)力進行調(diào)整、控制，確保今后橋梁成型后所受應(yīng)力符合規(guī)范要求。通過收集整理相關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù)，召集相關(guān)檢測、設(shè)計、勘察等單位，優(yōu)化施工順序，為按時保質(zhì)保量地完成施工任務(wù)提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。

②針對鋼箱梁的吊裝、臨時支架拆除等危險性較大的分部分項工程，監(jiān)理項目部要求施工單位在施工前組織危險性較大的分部分項工程方案進行專家論證;監(jiān)理項目部為此還專門設(shè)立了安全管理檔案，并編制了危險性較大的分部分項工程專項實施細則，強有力的指導(dǎo)了監(jiān)理人員的工作重點，做到有的放矢，抓住重點（如圖1）。

③由于本項目主橋均為變截面連續(xù)鋼箱梁，施工過程較為復(fù)雜，且根據(jù)項目部收集到的水文資料來看，正常水位下，好溪溪流水深平均2m左右，1號墩到2號墩、2號墩到3號橋臺間邊跨大部分落入河流范圍內(nèi);洪水水位下，河流水深平均8m左右，三跨橋梁全部落入河流范圍內(nèi)，故監(jiān)理部要求施工單位施工單位調(diào)整臨時過河施工便道專項方案。后經(jīng)項目部與業(yè)主、施工單位、設(shè)計單位會審，同意把方案調(diào)整為：由雙層？準(zhǔn)150cm管加砂礫石填筑改為單層？準(zhǔn)150cm砼管加混凝土填筑，迎水面與被水面均向上翻邊60cm，中間填筑砂石料，時間證明，在歷次的洪水發(fā)生的過程中，均未出現(xiàn)潰壩的現(xiàn)場。洪水一般時，河水由涵管過水，正常施工;洪水較大時，洪水漫過臨時便道時，暫停施工，洪水退落后，施工便道安然無恙，又可以正常施工。該方案的改變，既保證了施工的安全和質(zhì)量，又避免潰壩返工而導(dǎo)致的工程延誤，還節(jié)約了投資，取得了良好的社會效益，得到了業(yè)主的一致好評（如圖2）。

3? 鋼箱梁施工的質(zhì)量安全監(jiān)控要點（事中控制）

3.1 鋼箱梁出廠前的質(zhì)量控制

鋼箱梁的制作、運輸、吊裝、焊接、補漆均由專業(yè)分包生產(chǎn)廠家生產(chǎn)、運輸和施工，業(yè)主單位委托了專業(yè)的第三方檢測單位駐廠監(jiān)造，且進行全過程檢測（百分百焊縫無損探傷檢測、涂層厚度檢測、線形和應(yīng)力全過程跟蹤檢測等），故監(jiān)理部采取了不定期巡視廠家的方法，確保了鋼箱梁到施工現(xiàn)場前的質(zhì)量和原始技術(shù)保證資料的完整（如圖3）。

3.2 臨時支架預(yù)壓監(jiān)控要點

臨時支架預(yù)壓是保證鋼箱梁吊裝施工安全最重要的步驟之一，是檢驗臨時支架施工荷載和箱梁本身荷載之和的承載力是否能滿足安全施工的要求。支架預(yù)壓按預(yù)壓受力結(jié)構(gòu)進行分級加載，共分3級加載，第一級為60%荷載;第二級為80%荷載;第三級為100%荷載;每個受力結(jié)構(gòu)內(nèi)預(yù)壓荷載可采用均布荷載形式;每一級荷載增加完成后，應(yīng)停止進行下一級加載施工，并應(yīng)每間隔12h對支架沉降進行一次監(jiān)測。當(dāng)支架上部觀測控制點12h沉降值的平均值小于2mm時，可以進行下一級加載施工;尤其是在加載施工最后階段，必須嚴(yán)格控制加載施工速度，以防因支架整體或部分加載重量過大、受力不均、加載施工過快而使支架地基基礎(chǔ)發(fā)生剪切力破壞。全部荷載加壓完成后在支架預(yù)壓觀測過程中，當(dāng)連續(xù)3天的累積支架沉降量小于3mm，且壓載時間小于5～7天時，可以確定支架預(yù)壓合格;支架縱橋向加載時，應(yīng)先從支架結(jié)構(gòu)跨中側(cè)開始向兩側(cè)支點位置進行對稱加載施工;而支架橫橋向加載時，應(yīng)從支架結(jié)構(gòu)中線位置向兩側(cè)進行對稱加載;支架預(yù)壓完成后，可以進行一次性卸載施工，卸載施工應(yīng)對稱、均衡、同步;預(yù)壓施工前檢查支架周圍隔離設(shè)施、警戒設(shè)施是否齊全，施工安全通道及安全網(wǎng)、防墜網(wǎng)是否設(shè)置完成，確保在施工中的安全;第一次加載至60%時，需檢查底板、頂托各部位是否與分配梁頂緊密貼?？v橫向剪刀撐是否有松脫變形;在預(yù)壓施工過程中，應(yīng)設(shè)專人對支架、模板的穩(wěn)固情況進行檢查，當(dāng)發(fā)現(xiàn)支架松動、變形、位移時，應(yīng)及時記錄支架發(fā)生變形的位置及形變大小等，專職安全監(jiān)理人員應(yīng)隨時在現(xiàn)場進行巡視檢查，一旦發(fā)現(xiàn)施工安全隱患，應(yīng)立即要求施工單位停止預(yù)壓并及時調(diào)整方案，待監(jiān)理部批準(zhǔn)后再進行預(yù)壓。支架四周設(shè)置警戒線，防止意外事故發(fā)生。在支架預(yù)壓每級加載的過程中，必須進行監(jiān)測數(shù)據(jù)的記錄，并報監(jiān)理部復(fù)核，經(jīng)監(jiān)理部復(fù)核滿足規(guī)范要求后，方可進行下道工序施工。加載過程中，由技術(shù)人員及監(jiān)理人員現(xiàn)場控制加載重量和加載位置，避免出現(xiàn)過大誤差而影響觀測結(jié)果。預(yù)壓過程完成后，施工單位項目部對整個預(yù)壓數(shù)據(jù)進行整理，計算出整個支架的彈性變形值及非彈性變形值，上報監(jiān)理部批準(zhǔn)，得到監(jiān)理部認可后，方可進行支架標(biāo)高的調(diào)整，進行鋼箱梁結(jié)構(gòu)的吊裝和施工（如圖4）。

3.3 鋼箱梁吊裝的質(zhì)量安全控制

3.3.1 鋼箱梁吊裝前監(jiān)理準(zhǔn)備工作

鋼箱梁開始安裝前，對頂板高程、橋梁中心線進行復(fù)核，不超過允許偏差范圍方可安裝，鋼箱梁安裝過程中監(jiān)理人員必須全程監(jiān)控。由于本橋鋼箱梁截段最大的重量為72.5T，鋼箱梁吊裝前應(yīng)首先復(fù)核施工單位選用的履帶式吊機及鋼絲索是否能滿足安全起吊的要求，履帶式吊機司機是否持證上崗，安全組織措施是否落實，一切措施到位后，監(jiān)理部方才下達起吊指令。

3.3.2 鋼箱梁吊裝過程中質(zhì)量安全控制

①提升就位：連接汽車吊或履帶吊吊鉤與吊點，并調(diào)勻每個吊點的鋼絲繩，使得每個吊點及每根鋼絲繩受力基本均勻，然后開始緩慢提升。當(dāng)節(jié)段脫離運梁車10cm左右時，持荷10分鐘，監(jiān)理人員對汽車吊或履帶吊、吊點等作一次全面檢查，一切正常后進行連續(xù)提升。提升過程中必須持續(xù)跟蹤節(jié)段提升狀態(tài)，確保節(jié)段水平，保證吊裝安全（如圖5）。

②鋼箱梁精確定位：

1）縱橫向調(diào)整：鋼箱梁粗定位后首先進行縱橫向位置的調(diào)整，其方法是先利用4個螺旋千斤頂將鋼箱梁微微頂起（約30mm），然后通過手拉葫蘆移動千斤頂下部的雙向滑塊，以實現(xiàn)梁段的縱橫向移動。

2）豎向調(diào)整：用螺旋千斤頂將鋼箱梁頂起，通過調(diào)整鋼墩的高度將梁段頂起或落下，每次約10～20mm，反復(fù)此過程，直至達到數(shù)據(jù)的要求，監(jiān)理工程師方可同意下道工序施工。

3）鋼箱梁接口焊接：梁段吊裝完成后對鋼箱梁的橋梁中心線、豎向線型進行調(diào)整，按照腹板→頂板→底板的順序進行對接縫的碼平，碼平時宜先碼平箱口剛性較大的拐角部位，然后固定中間，采用定位板和火焰矯正的方法進行局部調(diào)整，保證對接縫板面錯位不大于1.0mm。

③合龍段安裝：合龍段施工是整個鋼箱梁安裝中最關(guān)鍵、最重要、技術(shù)含量最高也是最困難的部分。特別是由于焊接、溫度、日照等眾多因素的影響，使得對合龍段的吊裝帶來較大困難。監(jiān)理部要求施工單位采取如下措施予以確保質(zhì)量與安全：

1）與相關(guān)單位共同商討，以采取最佳的合龍分段和連接方式。

2）建立高精度測量系統(tǒng)，借助現(xiàn)代先進的測量儀器，提高合龍段的測量精度。

3）嚴(yán)格控制合龍段的加工精度，確保合龍順利實施。

4）各梁段拼裝焊接作業(yè)完成之后，及時涂裝補漆。

④臨時支架拆除的安全控制：

由于臨時支架拆除工作直接關(guān)系到支撐體系與結(jié)構(gòu)以及操作人員的安全，在確定拆除方案時應(yīng)仔細研究，確定合理的拆除順序。在拆除臨時支架前必須進行卸載施工試驗，確保施工人員熟練掌握卸載施工工藝，保證信息傳遞暢通無阻，再次確認受力結(jié)構(gòu)與支撐體系是否具備卸除荷載的施工條件，要防止個別承重點集中受力，需根據(jù)各支撐點的自重撓度值，采用各階段分析數(shù)據(jù)進行比較的方法，按比例地下降及卸載，卸載完成后才能正式拆除臨時支架。在臨時支架拆除前后，監(jiān)理人員應(yīng)密切監(jiān)控橋梁線形及應(yīng)力的變化，符合設(shè)計及規(guī)范要求后方可進行下一步拆除工作，否則應(yīng)立即要求施工單位停止拆除（如圖6）。

4? 項目成果

東港大橋已順利合龍，綜合各項監(jiān)測數(shù)據(jù)及第三方檢測數(shù)據(jù)（聲測、大應(yīng)變、取芯、焊縫、油漆質(zhì)量、應(yīng)力、線型等），結(jié)果顯示，各項數(shù)據(jù)均符合設(shè)計及規(guī)范要求，目前已進入到橋面施工及裝飾的最后沖刺階段，在不久的將來，麗水首座鋼箱梁大橋即將呈現(xiàn)在麗水人民面前（如圖7）。

5? 結(jié)語

鋼箱梁具有自重輕、施工迅速、對環(huán)境影響小的優(yōu)點而廣泛運用于我國的橋梁建設(shè)中，作為浙西南的后花園的麗水市，首次建設(shè)該結(jié)構(gòu)形式的橋梁，必將為麗水市的經(jīng)濟發(fā)展及人文景觀增添一道靚麗的風(fēng)景線。由于鋼箱梁結(jié)構(gòu)形式的復(fù)雜性和特殊性，所以對監(jiān)理人員的專業(yè)素養(yǎng)和相關(guān)理論知識要求非常高，監(jiān)理人員如何做精、做細是擺在監(jiān)理工程師面前的重要課題，需要監(jiān)理工程師在日常的工作中不斷地探索和總結(jié)。

參考文獻：

[1]CJJ11-2011，城市橋梁設(shè)計規(guī)范[S].

[2]JTG/TF50-2011，公路施工安全技術(shù)規(guī)范[S].

[3]JTG/TJ21-2011，公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程[S].