付志英

1 工程概況

順義區(qū)機場東路南環(huán)立交新建工程位于北京市順義區(qū)西南部,緊鄰首都機場,立交主線為機場東路,被交道路為北京市六環(huán)路。南環(huán)立交橋(簡稱)為該工程的主體部分,橋梁結(jié)構(gòu)為15 m×38.7 m預應(yīng)力混凝土簡支T梁,橋梁長度為587.5 m,斜交角度34.8°,橋梁寬度為漸變寬,平均寬度約為32 m。為了美觀與安全,在設(shè)計中對處于立交通行交叉處的1號～4號和7號墩柱進行加固防撞處理,即對混凝土墩柱全高度加裝鋼板套箍。我有幸參加了該工程的施工監(jiān)理工作,特別是對于墩柱鋼套箍的施工進行了全程監(jiān)理、跟蹤控制,通過認真分析各種相關(guān)影響因素,并與其他質(zhì)控人員討論制定了合理的工作流程,并在整個過程中嚴格執(zhí)行,從而取得了較好的效果。

2 鋼套箍的質(zhì)量控制指標

2.1 指標要求

施工控制指標既要符合《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》中橋梁墩柱的控制指標:斷面尺寸要求、豎直度要求、大面平整度要求;同時又要符合鋼結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求:焊縫要求、除銹要求、防銹要求以及外觀鑒定要求。

2.2 質(zhì)量控制點

本工程施工單位采用了外委專業(yè)加工的方式,經(jīng)過建設(shè)業(yè)主、監(jiān)理單位、施工單位的聯(lián)合考查,確定選擇北京建鑫華建筑模板有限公司進行加工生產(chǎn)。經(jīng)過專題技術(shù)分析、討論會研究,對鋼套箍生產(chǎn)、使用過程中的質(zhì)量控制點分為以下幾方面進行全面控制:1)基礎(chǔ)鋼板材的選擇和下料精度;2)胎架和臨時約束的形式;3)坡口與焊接;4)拋光與涂裝防銹;5)整體的翻轉(zhuǎn)和運輸;6)混凝土澆筑之前的指標控制;7)外觀整形。

3 具體的過程指標控制

3.1 基礎(chǔ)鋼板材料的選擇和下料精度的控制

工程項目部與鋼套箍生產(chǎn)廠家簽訂了生產(chǎn)合同,在生產(chǎn)合同中明確提出了基礎(chǔ)鋼板材料的規(guī)格類型、尺寸以及表觀要求。對進場的板材進行外委取樣驗證,由各方組成的專項質(zhì)控部門隨時進行抽檢控制。由于鋼套箍使用時沒有約束,處于自然重力狀態(tài),所以要求在加工完成、尺寸合格時,產(chǎn)品內(nèi)部盡量不存在內(nèi)應(yīng)力的釋放,這就對蓋板材料的下料精度要求極高。經(jīng)過多種試驗后,確定把基礎(chǔ)板材放置于專用平臺上固定尺寸,采用冷切割的方式進行下料,下料精度以0.1 mm為控制單位,下料生產(chǎn)按批量進行,將構(gòu)件分類,配置流水線分道作業(yè),進行專業(yè)化生產(chǎn),每一塊下料都有專人及時進行檢查核定,對檢查不合格的半成品材料不得進入下道生產(chǎn)工藝。要求生產(chǎn)單位做好各種對生產(chǎn)精度有影響因素的控制預案,完善生產(chǎn)質(zhì)控程序,特別強調(diào)做好預控,嚴格監(jiān)控,及時反饋糾正。

3.2 胎架和臨時約束形式

制作專用翻轉(zhuǎn)胎架,以減少人為誤差及影響,實現(xiàn)精密制造加工,胎架是實現(xiàn)鋼套箍生產(chǎn)尺寸準確、生產(chǎn)流水化、整體化的關(guān)鍵設(shè)施。按照本產(chǎn)品的特點,要求板材和板材的連接在完成后盡量消除內(nèi)應(yīng)力、胎架的尺寸精度需要比下料精度提高一個等級,所以胎架的生產(chǎn)制作是整個質(zhì)量控制的核心。首先由廠家提出胎架生產(chǎn)專項技術(shù)方案,再由建設(shè)業(yè)主、監(jiān)理單位、工程項目部、生產(chǎn)廠家共同通過會議審核通過,并邀請部分專業(yè)人士進行胎架形式和制作的現(xiàn)場指導。通過各方嚴謹?shù)墓ぷ?胎架制作很快達到了技術(shù)要求。在隨后的使用中,證明了前期投入胎架的工作是必要的,也是高效的。鋼套箍的內(nèi)部臨時約束設(shè)置也是與常規(guī)做法不同的,必須通過試驗方法確定臨時約束的連接位置、密度、方式以及加設(shè)時的順序,提前做好去除約束的技術(shù)方案。

3.3 坡口與焊接

本工程主要采用下列三種焊接方法或其組合進行焊接:1)手工電弧焊:用于定位焊縫,坡口打底焊縫和不適宜用CO2氣體保護電弧焊焊接的焊縫。2)CO2氣體保護電弧焊:用于坡口打底焊縫,部分填充焊縫及縱向拼接焊縫等。3)埋弧自動焊:用于填充焊縫,縱向板材拼接焊縫等。

焊接時,首先將下料板材放在胎架平臺上,分出各板的中線,拉線保證對接后前后端中點在一條直線上,接頭處間隙小于2 mm進行定位焊,并要求接口處兩端定位焊引弧板和熄弧板,焊前焊縫坡口預熱、清除油污和銹蝕,用重物壓緊于平臺上,用氣體保護焊焊接,焊完一面后,翻面清根再焊接。焊后矯正,鏟去引弧板和熄弧板,進行無損探傷檢查,合格后進行自然狀態(tài)下的幾何尺寸檢查,如果出現(xiàn)較大的誤差立即進行矯正,如果出現(xiàn)較大的偏差通過簡單的矯正無法達到設(shè)計要求,則必須分析、查找出原因后進行返工處理。通過檢查后,在鋼套箍的內(nèi)側(cè)加焊臨時支撐鋼(間斷焊),以增強其剛度,便于吊裝和組裝。

3.4 拋光與涂裝防銹

和其他鋼結(jié)構(gòu)一樣,成品和半成品的除銹、防銹是重要的工序步驟。本工程的除銹采用了拋丸工藝進行,通過空壓機(17 m3/s)噴射高速除銹丸進行除銹,除銹在相對封閉的廠房內(nèi)進行,保證了避免出現(xiàn)二次生銹和保障了施工人員的安全。對于無法采用噴射除銹的部位,結(jié)合人工手磨機進行除銹拋光。從多次檢查驗收結(jié)果可以看出采用以上兩種方式能夠達到相應(yīng)的技術(shù)要求。防銹材料采用設(shè)計要求的材料,但是考慮產(chǎn)品出廠后要經(jīng)過運輸、翻轉(zhuǎn)和安裝等過程,會出現(xiàn)對已經(jīng)涂裝的材料刮擦磨損,所以把除銹和涂裝都分成兩次進行,在工廠進行主要除銹涂裝工作,在現(xiàn)場施工全部結(jié)束后再次進行全面的除銹、涂裝。這個過程中的質(zhì)量控制主要是控制涂裝材料是否符合設(shè)計要求,此外涂裝順序、涂裝厚度、涂裝層次都是監(jiān)控重點。南環(huán)立交的鋼套箍涂裝成品半成品都進行了抽檢外委試驗檢查,施工質(zhì)量良好。

3.5 整體的翻轉(zhuǎn)和運輸

鋼套箍屬于大體積薄壁結(jié)構(gòu),本身的自重就會使其嚴重變形,所以本工程通過臨時約束支撐來減小變形程度,同時采用整體胎架翻轉(zhuǎn)盡可能的減小移動、轉(zhuǎn)動所造成的變形。在生產(chǎn)車間翻轉(zhuǎn)時,對只是進行了臨時固定的蓋板構(gòu)件要在翻轉(zhuǎn)之前進行檢查,必要時加裝臨時固定部件;在成品出廠時要設(shè)計起吊點和起吊支撐桿件;通過平板運輸車輛公路運輸時,要選擇合理的運輸路線,在車輛上采用正確的固定方式,同時要防止對防銹涂裝的刮擦損傷,并做好車輛交通引導工作。在這過程中生產(chǎn)、運輸?shù)陌踩芾硎强刂浦攸c,針對這一過程的特殊性與安全工程師共同制定安全管理控制環(huán)節(jié),并要求施工單位制定專項安全措施和方案。本工程關(guān)鍵的7號墩柱位于六環(huán)中央分隔帶上,要在不影響六環(huán)車輛通行的情況下完成構(gòu)件運輸安裝,必須及時與六環(huán)高速管理部門取得聯(lián)系,進行臨時車輛通行管制,對特種車輛使用時對六環(huán)交通及各種公用設(shè)施的影響做好充分的預控工作,現(xiàn)場的組織管理須能夠滿足各方的工作要求。

3.6 混凝土澆筑之前的指標控制

本橋墩柱混凝土澆筑高度為5 m～9 m不等,鋼套箍作為模板功能時模板要承受較大的壓強,按照設(shè)計及規(guī)范要求鋼套箍不能有絲毫的尺寸變形,用1 cm厚的板材加工成的八面套筒形顯然無法承受此壓力和形變要求,鋼套箍又不能設(shè)立對拉桿件等,所以經(jīng)過各方技術(shù)部門討論通過,在鋼套箍外加設(shè)固定骨架結(jié)構(gòu),既要保證鋼套箍不變形,又要保證與鋼套箍有一定的接觸支撐功能和間隙。

加工制作固定骨架時,設(shè)立合適的支撐點位、支撐骨架的整體平整度、整體強度剛度以及風纜鋼絲的部位都是施工控制的重點。從完成第一次使用后檢查結(jié)果看,固定骨架有些部位特別是底部的剛度不足,支撐點的密度不夠,為此重新進行了加工補強,再次使用后以前存在的問題得到了較好的解決。

橋梁的墩柱對于垂直度的要求是重要的控制指標,為便于準確控制,采用經(jīng)緯儀和鉛垂線同時控制的辦法進行檢查核準,通過風纜鋼絲和千斤頂進行調(diào)整?；炷翝仓坝盟畬︿撎坠客鈧?cè)進行噴射,使其溫度在整個混凝土澆筑過程中保持較小的變化,保持鋼套箍的尺寸要求。

3.7 外觀整形

外觀整形包括混凝土澆筑完成拆除固定骨架后的整形和整個項目工程完工后的整形。混凝土澆筑完成達到拆模強度后,拆除固定骨架和其他臨時部件后,對混凝土澆筑時撒落的砂石、水泥漿液等其他雜物以及附著在鋼套箍外面的污染物進行清理,并對出現(xiàn)的鋼板毛刺、凸起、刮痕等進行打磨拋光,及時進行防銹涂層補齊;對周圍的場地進行整平清理,灑水降塵;對修補完成的鋼套箍包裹防護。在整個項目工程完工后,再次進行整形防護。此階段的外觀整形主要是按照設(shè)計要求和其他部門的要求,進行裝飾整形,達到美觀無缺陷的要求,通過外觀整形與周圍的環(huán)境協(xié)調(diào)一致,共同構(gòu)建和諧美觀的整體效果。

4 幾點體會

該橋的第7號墩柱位于六環(huán)路的中央分隔帶,施工難點是現(xiàn)場施工場地狹小,而且現(xiàn)場的濕度、溫度、風力等自然條件變化頻繁,所以現(xiàn)場監(jiān)督管理的工作重心是在現(xiàn)場的運輸、安裝、安全管理,混凝土在澆筑過程中要及時觀測、分析、總結(jié)、糾正。

通過對本橋鋼套箍的全過程監(jiān)督管理,進一步加深了對鋼結(jié)構(gòu)制作施工過程和加工特點的把握:鋼結(jié)構(gòu)加工時特別是焊接時會出現(xiàn)局部受熱的變形;鋼結(jié)構(gòu)特別是鋼套箍這種薄壁構(gòu)造變形控制是難點也是重點;鋼結(jié)構(gòu)除銹、防銹是經(jīng)常性的,而且是從開始施工到交付使用全過程進行關(guān)注的工作;在露天加工使用時受外部環(huán)境條件影響巨大,應(yīng)當提前充分考慮和控制,否則有時會造成錯誤。