预应力混凝土预制箱梁适用于铁路32米箱梁、24米箱梁。其特点是建设预制梁场,设置制梁区、存梁区、发梁区、混凝土生产拌合区、钢筋加工区、办公生活区等功能区域。
在预制箱梁施工中,安全管理的重要性不仅体现在保障工程的顺利实施和施工人员的生命安全上,还关系到公众利益和城市形象。安全管理措施的制定和实施贯穿于施工全过程,包括施工前的准备、施工过程及施工后的收尾工作,每个环节都至关重要。
案例1:2012年7月19日,某大桥架梁施工发生事故,一座在10多米高空上施工的架桥机突然垮塌,导致一死一伤。
事故现场
事故原因分析:是因为机械出现故障,才导致架桥机倒塌。事发时该机械架梁片沿吊臂平行移动时,发电机突然停止工作,机械右侧的三个轴承同时断裂,但左侧还在移动,架桥机便向一边倾覆,从而发生垮塌。
案例2:2019年7月18日14时25分,位于勉县定军山镇水磨湾, 某一级公路改扩建工程大桥架桥机在作业过程中突然发生解体倾覆,造成5人死亡、4人重伤、3人轻伤的较大事故,直接经济损失约 1295.3 万元。
事故现场
直接原因:事故架桥机左前支腿钢筒支撑销轴安装不当,在架桥机运行中逐渐退出脱落,导致架桥机在负重状态下突然失稳倾覆解体。
间接原因:资料造假,违规安装、使用特种设备,2011年5月购买QJLY30-120型架桥机,随机资料丢失后,通过XX有限公司内部人员获取“XX有限公司”《架桥机合格证》(2018年2月)、《特种设备制造许可证》、《特种设备安装改造修理许可证》、《WJQ120-30A3型架桥机产品安装使用说明书》和图纸,加盖伪造的“XX有限公司”印章,以旧充新,以假充真,承揽桥梁架设工程活动,并非法从事特种设备安装。
一是把易见的、已辨识出的常规风险从源头上一步得到控制,减少施工过程中的隐患数量,如维修、保养及时甚至可以消除因此而产生的隐患;
二是提升现场设施装备、标识和内业管理安全标准化水平。
一、施工过程中需要的安全防护设施在设计阶段必须规划一步到位,做到四同步:安全防护设施必须与主体结构“同步设计、同步加工、同步安装、同步验收”。
1.预制箱梁安全生命通道
主要由预制箱梁模板处翼缘板侧边操作平台、侧边上下安全通道、端部临边防护安全栏杆、端部横向上下安全通道、端部上下爬梯(地面至箱梁内模箱室)。
绑扎胎具设置翼缘板处侧边操作平台,侧边上下安全通道,端部临边防护安全栏杆。
50吨龙门吊柔性腿设置人员上下安全通道,刚性腿设置人员上下爬梯。
采用张拉一体台车,该台车由蓄电池驱动运输平车、电动起重葫芦与轨道两部分组成,起吊架安装在运输平车上;同时在车架上设置有两套可机械折叠的载人平台,以便工作人员在张拉上部钢绞线时站立。
预制梁端部防护栏杆
钢筋绑扎胎具侧边临边防护
预应力张拉一体化台车
二、现场临时用电线路及设施布局必须规划一步到位。
1.明设时应加设防护管,直接埋地敷设时应覆盖硬质保护层。
2.穿越建筑物、道路等场所时,应加设防护管。
3.导线严禁直接绑扎在金属架上,需要配备绝缘挂钩。
4.龙门吊采用接触网滑道供电方式。
临时用电采用三相五线制,按三级配电、二级保护设置标准电闸箱,箱内一机一闸一漏保。
三、消防设施必须规划一步到位。
施工现场应设置灭火器、临时消防给水系统和应急照明等临时消防设施。
临时消防设施应与梁场建设工程的施工同步设置。临时用房建筑面积之和大于1000平方米或在建工程单体体积大于10000立方米时,应设置临时室外消防给水系统。
施工现场的消火栓泵应采用专用消防配电线路。专用消防配电线路应自施工现场总配电箱的总断路器上端接入,且应保持不间断供电。
四、监控量测必须规划一步到位。
1.测量监控类型
梁场测量监控项目有:制梁台座变形监控;存梁台座不均匀沉降监控;粉罐基础不均匀沉降监控;梁体上拱度(弹性上拱、30天上拱度)监控;预制梁徐变沉降观测。
2.制、存梁台座监控
在进行沉降观测的准备阶段,首先应埋设沉降观测水准基点并对制、存梁台座、梁体进行观测点的布设。
(1)水准点的布设
沉降观测是根据制、存梁台座附近的水准点并通过水准测量测出制、存梁台座的上观测点的高程。水准点是整个沉降观测的基准,它的稳定性直接关系着观测成果的可用性,也是制、存梁台座成败的决定因素,所以水准基点必须坚固稳定,且数量不少于3个。
(2)沉降观测点的布设
1)制梁台座沉降观测点埋设:
制梁台座底部基础为三块条形钢结构基础,条形基础上方为钢结构,在左右两侧条形基础内侧底部沿梁长方向均布2个测点,左右两侧对称布置,共布设4个沉降观测点。
2)存梁台座沉降观测点埋设:
存梁台座上布设4个沉降观测点,布设在4个墩台基础上。另外,在梁体底面四个支座处设点,检测梁体底面高差是否在2毫米以内。
3)观测前,应对所使用的仪器和设备进行检验校正,并保留记录。仪器使用自动安平水准仪、钢板尺。每次变形测量时,应符合下列规定:
①采用相同的测量路线和观测方法;
②使用同一台仪器和设备;
③固定观测人员;
④在基本相同的环境和观测条件下作业。
4)每组模板第一次使用时,每天检测一次,根据加载和卸载后的沉降观测记录,后续箱梁施工时及时通过转动其相应处外模桁架支撑螺旋千斤顶伸缩量来进行调整,以后使用一次检测一次,直到连续五次无沉降时才能停止沉降和变形观测。
5)存梁台座基础必须保证其沉降量满足设计要求,不均匀沉降小于2毫米,支撑垫石顶面需严格抄平。
6)沉降观测的评估
分析制梁台座基础沉降是否均匀或已稳定,反拱值已经稳定不需要再进行调整,符合制梁要求。当制梁台座发生不均匀沉降时,应检查模板的预设反拱值是否符合要求,及时进行调整。制梁台座最终沉降量不超过20毫米,不均匀沉降小于2毫米。
分析存梁台座基础沉降是否均匀或已稳定,存梁台座四个支点的沉降(包括橡胶垫块压缩量)要求在2毫米以内,如过超出2毫米,应用提梁机将梁体提起,并采用加垫钢板或铺细砂对支点进行调平,保证存梁台座四支点高差在2毫米以内。
(3)梁体上拱度测量
1)梁体弹性上拱观测点埋设:
在每片梁提运至存梁台座后在梁底两侧梁端支座中心、跨中处做好6个观测点标记。
2)终张前测一遍6个观测点水平标高,终张后(24小时内)再测一遍6个观测点的水平标高,两侧取平均值即为梁体弹性上拱值。弹性上拱值不大于设计值的1.10倍。本梁场存梁支距与理论跨度不同,实测梁体上拱值修正系数为0.92。
3)上拱度:梁体终张拉完成30天后测量梁体上拱度及梁体压缩量,上拱度测量时用水准仪分别测量左右侧梁底支座板和跨中处高差(用水平尺引出在上面立标尺)并取平均值作为最后结果,要求上拱度在±L/3000以内。
(4)预制梁徐变沉降观测
1)观测点布置
简支梁的一孔梁设置观测标6个,分别位于两侧支点及跨中。
2)梁体观测元件与埋设技术要求
梁体观测标:选择Φ20毫米观测标,顶部磨圆并刻画十字线,埋置深度不小于0.1米,高出埋设表面3毫米,表面做好防锈处理。完成埋设后测量桩顶标高作为初始读数。
(5)观测技术要求与实施方法
1)预制梁徐变形观测技术要求
对原材料变化不大、预制工艺稳定、批量生产的预应力混凝土预制梁,前3孔梁逐孔设置观测标,每100孔选择1孔设置观测标(或30孔;根据业主和相关要求)。对实测弹性上拱度大于设计值情况,前后未观测的梁应补充观测标,逐孔进行观测。
2)梁体徐变量计算
对于梁体的徐变变形观测,每孔梁支点之间的梁体徐变变形应以两支点的连线为基准线进行观测计算,由于下部结构沉降变形的影响,该基准线的位置会发生变化,梁体观测点至该基准线的垂直距离利用几何方法计算取得,垂直距离差值就是梁体徐变变形量。
3)判定标准
预应力混凝土桥梁上部结构的变形应符合以下规定
终张拉完成时,梁体跨中弹性变形不宜大于设计值的1.10倍。
4)观测精度要求
梁体徐变沉降变形的观测精度为±1毫米,读数取位至0.01毫米。
5)观测频次要求
自梁体预应力张拉开始至无砟轨道铺设前,应系统观测梁体的竖向变形。预应力张拉前为变形起始点,变形观测的阶段及频次要满足要求。
五、高处作业平台、上下爬梯等布设位置和安装必须规划一步到位
1.预制箱梁操作平台
主要由预制箱梁模板处翼缘板侧边操作平台、端部临边防护安全栏杆。
绑扎胎具设置翼缘板处侧边操作平台,侧边上下安全通道,端部临边防护安全栏杆。
预制梁模板操作平台
2.上下爬梯
箱梁侧边上下安全通道、端部横向上下安全通道、端部上下爬梯(地面至箱梁内模箱室)。
绑扎胎具设置侧边上下安全通道,端部临边防护安全栏杆。
预制梁模板上下通道
绑扎胎具上下通道
3.架桥机
(1)在架桥机上,设置了钢梯、走台及栏杆,以方便操作人员对架桥机进行检查、调整、维护、保养,吊梁行车、下导梁天车、辅支腿台车等运动部件均设置了行程限位开关。
六、安全基础业务必须规划一步到位。
按照集团公司下发的《安全基础业务标准化手册》,把体系建设、安全业务、现场及设备需要安设的各类牌匾标识以及动态作业一步规划到位。
1.进场验收
(1)周转材料
项目总工牵头组织技术质量部、工程管理部、安全监督部、物资设备部等相关部门做好自有、租赁及分包商自带周转材料进场验收工作,验收内容应依据相关规范、标准、使用说明书等执行,形成进场验收资料。验收资料内容包含但不限于进场验收纪录、产品合格证、技术图纸、出厂检验单、配件清单、磅单、试拼纪录(模板)、验收影像等资料。项目部组织对主要构件材料参数及性能进行抽样检测,重点检测项目有:
自检合格后报监理工程师验收通过后,方可投入现场使用。
(2)设备工装进场验收
1)设备
吊车、龙门吊等设备进场后,物资设备部负责组织设备的安装、调试和验收;新购设备由产权单位组织,严格按合同约定验收,保修期内做出设备质量及使用效果评价,发现质量问题要做好记录,会同有关部门及时办理索赔或保修;自有、分包商自带和租赁设备,负责查验评价“技术状况、性能、适应程度”。安全监督部负责查验操作人员职业资格、安全证明文件等,设备或操作人员证件验收不合格的,严禁投入使用。
2)工装
模板进场后,项目总工组织技术质量部、工程管理部、安全监督部、物资设备部等相关部门对模板材料进行联合验收,检查钢材材质有正式的出厂合格证和材质检验报告书、钢板厚度、模板面是否平整光滑,有无凸凹变形机残存灰渣,检查销、螺栓的连接配合情况和焊接、油漆质量、模板外观尺寸、模型安装前所需的各类联接件、紧固件是否齐全等,验收合格后,填报验收记录表存档后,方可投入现场使用。
2.安全标识牌安装
(1)做到操作有规程,岗位有警句。
(2)各类机械操作岗位明显处设警示牌和安全须知。
七、架梁作业安全注意事项
1.提梁作业前,要对提梁机的钳盘制动系统进行检查尤其是每榀箱梁吊装前要进行试吊(三起三落):提梁作业时,指挥人员一定要提前对提梁通道进行确认,确保无任何物体及设备妨碍提梁机通过。
2.运梁时要注意梁体是否稳固,要有专职的监护人员运梁前检查运梁通道,并保障行车时轮胎周围2米范围内无施工人员,避免指挥人员意外跌倒券入车底,并注意在运梁过程中随时监控运梁行车线路上是否有尖锐物体,比如钢筋头、沉降观测标等,避免扎胎爆胎。
3.设备动作状态时,人员不要在设备或梁体上走动,避免人员暴露在危险作业状态下,尤其在架桥机作业时(含导梁过孔),应避免人员集中密集处于危险隐患中
4.日常作业前要对架桥机的连接螺栓、轨道、制动系统、钢丝绳、吊杆吊具、急停装置、安全防护设施、附属安全装置进行检查。
5.箱梁架设前,应提前对墩台垫石进行复核,复核内容包括:台垫石的中心里程、支座中心线、锚栓孔中心线、锚栓孔偏位情况、锚栓孔深度、梁端线、垫石标高等,尤其需要重点关注垫石强度以及垫石标高低于设计值加高的垫石。
6.架梁作业前,桥上要设置安全护栏并拉好缆风绳;桥下要设置安全警戒区域,尤其是桥机过孔及落梁通过乡村公路及河流等位置,桥下一定要有专人进行监护。
7.导梁前移时,要待导梁到指定位置后,处于停止状态时,导梁吊钩换钩作业人员方可通过导梁侧边的人行安全走道前往挂点进行挂钩点的更换;
8.导梁落位支腿固定时,要用水平尺检测支腿垂直度情况,确保导梁前后支腿垂于垂直状态,避免下一步架桥机过孔时候受力不均产生失稳;
9.分体式架桥机过孔时,施工人员安全保护齐全、分工明确、指挥统一,过孔前灌浆强度必须大于20MPa。
10.喂梁作业过程中,梁体上部不得有施工作业人员,不得在移动物品上站人,同时要有专人对卷扬机及钢丝绳进行监护;
11.落梁过程中,前支腿人员在墩柱顶部位置时,安装好液压油缸后应尽可能远离落位区,待梁体下降距离垫石500毫米左右时,方可靠近安装支座螺栓,后支腿人员应在前一孔已架设好的梁体的梁洞中待命,待落梁距离垫石500毫米时,上墩安装支座螺栓。
12.分体式架桥机架梁前,要安排测量人员对架桥机主梁前后高差进行测量,主梁前端要比后端高10-20厘米,主梁同一端左右侧高差要在0-3厘米范围内,指挥人员要观察桥机姿态,严禁架桥机前低后高状态架梁。同时检查后支腿台车垫箱是否全部受力,检查前支腿是否垂直于桥墩垫石是否稳固。当架桥机通过线路变坡点时,一定要重新测量架桥机主梁前后高差高差不在范围内通过加减增高节实现。
13.架梁时吊杆螺母应露出部分控制在0.2d-0.3d以上,起吊时箱梁离开运梁车垫墩10厘米时应检查卷扬机制动是否正常(不能少于3次)。
14.架桥机变跨时严格按照变跨作业工序进行作业,变跨作业以高空作业为主。作业时下部应有专人负责瞭望监护,作业人员必须系好安全带听从监护及指挥人员的指挥。
15.架梁作业完成后,对于箱梁之间的电缆上桥洞口以及超过15厘米宽的梁缝,一定要及时覆盖,避免晚上运梁时人员不小心掉落或者跌倒。
核稿单位:安全监督部