大跨径连续箱梁挂篮悬臂施工安全与质量控制

罗水勇

(广东省南粤交通投资建设有限公司,广州 510623)

0 引言

对于大跨度预应力钢筋混凝土连续箱梁、连续刚构桥梁，使用挂篮进行逐段悬臂浇筑，虽然有较成熟的施工工法，但在挂篮施工操作过程中，施工管理却时常容易疏忽做好操作人员与挂篮高空坠落等安全事件相关措施，也有部分未能较好完善现浇连续箱梁线型和施工缝质量控制。

(1)在挂篮设计和加工方面，施工承包方存在过度依赖挂篮生产厂家的情况。挂篮的设计和加工由厂家一手包办，承包方施工人员对产品没有深入消化和理解，造成设计意图和实际管理与使用难免出现偏差，挂篮的安装、使用、拆除说明不齐全。

(2)挂篮设计过度追求挂篮的轻巧，而忽视完善挂篮的通道、平台功能。挂篮纵移时与梁体的关联点太多，从而导致挂篮控制环节多，受力不够明确，施工操作不够安全、简便，预防误操作机构欠缺。

(3)参建各方对硬件的关注较多，监督力度也较大。却时常疏忽对挂篮使用者的经验要求和安全技术教育，个别项目甚至只是走形式，有的挂篮施工点的施工技术负责人对挂篮也不甚了解，那就更难通过现场管理来监督和指导施工班组进行挂篮施工了。

1 挂篮施工安全控制要点

针对挂篮的设计计算荷载、刚度(挠度)、超载预压等，本文从施工的工、料、机三个基本要素出发，对挂篮施工的全过程及如何才能较好地控制好挂篮施工的安全与质量控制进行分析。

挂篮首先要具备承重、模板、平台三大功能，其次是要满足纵移和调整需要。图1所示是常见挂篮之三角挂篮总体设计，图2所示是常见挂篮之菱形挂篮总体设计，其结构组成基本相同。

图1 三角挂篮

图2 菱形挂篮

1.1 挂篮设计

一个完整的挂篮设计，首先必须设计资料齐全，主要有挂篮加工图设计、计算书、加工技术要求与验收说明、挂篮使用说明书等。挂篮各构件中，往往强度、刚度要求并重，强度和刚度会成为结构设计的控制要点。根据项目实际情况，挂篮设计中，关注与完善程度不足的主要有：(1)挂篮安装、使用、拆除说明书的编写；(2)挂篮与混凝土箱梁锚固联接设计；(3)施工人员通道和操作平台设计；(4)防止工人操作失误的机构设计。

1.2 挂篮加工

原材料的采购与质量保证是关键环节。较高的加工精度能确保挂篮的安装与拆除，避免在现场对构件进行割除与焊接。做好防腐涂装，确保美观和耐久性。保证原材料质量和焊接质量，对结构的强度和刚度至关重要，对关键构件如吊杆(带)及抗拉焊缝进行无损探伤非常重要。确保挂篮加工环节得到保证。

1.3 挂篮使用

规范使用挂篮是确保挂篮施工安全关键的环节之一。做好使用技术交底和安全技术交底是挂篮施工安全的保障，最好能对不同人员分别在室内和施工现场进行。只有让现场挂篮施工管理者和操作工人对挂篮全过程深刻的认识，才能让他们自觉地规范使用挂篮。采用3D动画等音、视频是一种高效的技术交底方法,否则，再好的挂篮也经不起野蛮违规操作使用。其主要工序流程如图3所示。

图3 挂篮施工流程

1.4 重点注意事项

挂篮纵移是挂篮施工中安全隐患最多的一道工序。此时，挂篮后锚处于一种动态的锚固状态：挂篮后端通过反扣轮反挂于纵移轨道上，纵移轨道则通过预埋锚杆或竖向预应力钢筋锚固在混凝土梁面，以此达到挂篮抗倾覆的需求，完成一次挂篮纵移，其反钩轮会扫过整条纵移轨道，且后锚力传递环节较多(图4)，因此轨道的每一个锚固点均至关重要。其实，纵移才是挂篮施工存在最大危险隐患的工序，必然是现场施工最需要关注点之一。

图4 挂篮后锚与纵移

2 挂篮超载预压

挂篮在安装完毕未正式投入使用前，均会按施工规范进行超载预压。目的主要有：检验挂篮各构件的强度、刚度(挠度)是否满足设计和施工要求，检验挂篮各锚固点是否安全可靠，消除挂篮非弹性变形。

在实际施工中，挂篮超载预压对存在高墩、场地狭窄、环境条件差的桥梁，则是一道耗时、耗财、耗神的工序。

为能有更好的工法替代，同时又做到少耗时(加快关键节点工期)、少耗财的工序，利用现在的结构计算软件技术和试验检测技术，完全可以通过在厂房内获得挂篮的全部参数。从挂篮施工全流程来看，很显然，超载预压时锚固点安全可靠也不等于此后N个节段施工时所有锚固点安全可靠。至于挂篮的非弹性变形，笔者认为，挂篮非弹性变形主要来自挂篮承重结构本身、结构与模板间、结构与支点间。前一项很小，后两项会因每次移动装拆而变化。

此外，通过对挂篮施工安全事故的统计分析，事故几乎都是发生在挂篮装拆、挂篮纵移和模板调整(下降和提升吊杆的操作)期间,而这些都是无法通过超载预压获得有效检验的。实践表明，现浇挂篮超载预压并不能完全达到确保各构件安全性的目的。

3 挂篮施工的质量控制

挂篮安装、调整完毕后，按规范在挂篮内进行各项常规施工和验收。针对其大跨度、变截面连续箱梁的构造特点，及出现问题的处理难度，相关方面的质量控制在此显得尤为重要。

3.1 挂篮施工要点

(1)混凝土强度保证(结构整体决定了其局部强度问题难于处理)。

(2)预应力管道的畅通(漏浆或串浆导致管道堵塞，处理起来耗时且对结构有损伤)。

(3)合乎设计的线形(重视施工监控)。

3.2 挂篮施工常见问题

(1)漏浆漏振，关键部位(如端部锚下、下弯索管道下方、上下齿板等)混凝土不密实，易导致张拉时发生喇叭管破裂或混凝土开裂。

(2)节段间工(龄)期过长，施工缝部位混凝土易发生收缩裂缝。

3.3 挂篮节间施工缝处治措施

改善挂篮施工节间施工缝极易出现错台、漏浆或夹渣的措施主要有：

(1)认真清理箱梁与模板的搭接面，搭接长度过长更不利于贴合。不贴合，则错台和漏浆就无法避免，箱梁整体外观得不到保证。

(2)混凝土凿毛产生的渣土必须彻底清除，避免堆积在底篮后端形成夹渣、夹层,造成混凝土回弹强度偏低或局部强度不足。

(3)认真对待混凝土外表面的养生

4 结语

(1)挂篮施工安全应从挂篮的设计抓起。挂篮结构与功能的完善设计，可保证作业人员在操作挂篮行走时的便利与安全，也可减少或避免工人误操作。当然，施工的现场作业者才是直接控制挂篮施工安全的关键。挂篮设计者、项目管理者不要停留在自己已熟悉挂篮的层面上，关键是作业人员要熟练。加大力度做好对挂篮施工作业人员的施工技术交底、安全技术交底及现场指导与监督。并需对挂篮施工作业班组(人员)设准入门槛。

(2)针对挂篮施工安全事故几乎都是发生在挂篮纵移或底篮标高调整期间，并无法通过挂篮预压获得有效检验；另当挂篮设计重量不足，则会造成其功能不齐全、操作不够简便等，将会导致挂篮施工工效低下和增加安全风险的问题，目前创新和进一步开发挂篮超载预压的相关技术、功能，是提高效率和经济的需求。