懸臂澆筑連續(xù)剛構(gòu)橋懸臂端高差控制

懸臂澆筑連續(xù)剛構(gòu)橋懸臂端高差控制

上海鐵路建設(shè)（集團(tuán)）公司浙江工程公司杭州市上塘高架延伸線01標(biāo)運(yùn)河橋QC小組發(fā)表人：劉濤工程概況

杭州市上塘路延伸工程是與杭寧高速公路銜接的市政接線工程，也是杭州市33929工程中的一個(gè)重點(diǎn)工程，它的建成將為杭州市南北走向開(kāi)辟一條新的快速通道。運(yùn)河橋就是該延伸段上的一座三跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，具體布跨為72m+120m+72m，它是整個(gè)工程中難度最大的一部分。

杭州上塘高架延伸線01標(biāo)運(yùn)河橋QC小組就是在這樣的背景下成立的，小組情況如下：

成員表序號(hào)姓名年齡性別職稱文化程度組內(nèi)職務(wù)1吳璀余43男工程師本科組長(zhǎng)1華國(guó)紅33男工程師大專組員3劉濤25男助理工程師本科組員4任遠(yuǎn)26男助理工程師本科組員5鄭方慧22男技術(shù)員中專組員成立日期2003.1.20活動(dòng)時(shí)間2003.2.1～2004.1.5小組類型攻關(guān)型小組活動(dòng)7次

一、選題理由

運(yùn)河橋是三跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，采用懸臂掛籃澆筑，各節(jié)段的施工狀態(tài)對(duì)成橋線形有很大影響。不合理的節(jié)段立模高程設(shè)置可能會(huì)導(dǎo)致合攏時(shí)兩懸臂端相對(duì)高差過(guò)大而無(wú)法合攏，或者橋面線形起伏過(guò)大，影響外觀和行車舒適度。因此，我們選擇這個(gè)課題進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)是非常有必要的。

二、現(xiàn)狀調(diào)查

運(yùn)河橋橫跨京杭大運(yùn)河，全長(zhǎng)264m，最大跨徑120m。上部箱梁截面形式為單箱單室，箱梁頂寬18.62m，底寬10m，梁底按二次拋物線變化,主墩處梁高6.8m，跨中為2.5m。

103#墩104#墩105#墩106#墩運(yùn)河橋立面圖京杭大運(yùn)河

全橋縱向共有三種大噸位預(yù)應(yīng)力體系，其中最大噸位410噸。上部結(jié)構(gòu)采用懸臂掛籃澆筑施工，最大懸臂長(zhǎng)59.25m。掛籃為菱形掛籃，設(shè)計(jì)自重85t。每個(gè)主墩懸臂澆筑26個(gè)節(jié)段，分13個(gè)施工階段進(jìn)行澆筑。節(jié)段平均自重183t，最大的達(dá)到206t。

預(yù)應(yīng)力噸位大、掛籃自重大、施工懸臂長(zhǎng)、節(jié)段自重大是本橋施工的難點(diǎn)。三、預(yù)期目標(biāo)

根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查的結(jié)果，我們制定了預(yù)期目標(biāo)：保證成橋后的線形，控制好運(yùn)河橋每一節(jié)段的高程，使其中跨合攏時(shí)兩懸臂端相對(duì)高程差不超過(guò)30mm。四、可行性分析

利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟件模擬施工加載，分析不同施工階段的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，再結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)線形數(shù)據(jù)，可以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)橋的線形。只要在施工時(shí)合理地調(diào)整模板高程，就可以保證中跨合攏時(shí)量懸臂端高差不超過(guò)預(yù)期目標(biāo)。

30mm五、因果分析中跨合攏時(shí)兩懸臂端相對(duì)高差大測(cè)量誤差立模標(biāo)高誤差大懸臂端撓度太大調(diào)模千斤頂精度不高操作不細(xì)心儀器陳舊失準(zhǔn)技術(shù)交底不清掛籃自重及施工荷載影響縱向預(yù)應(yīng)力作用溫差影響節(jié)段混凝土自重作用掛籃變形原因分析系統(tǒng)圖六、要因確認(rèn)要因確認(rèn)表序號(hào)末端因素驗(yàn)證方法驗(yàn)證人是否要因1操作不細(xì)心現(xiàn)場(chǎng)觀察、詢問(wèn)測(cè)量員華國(guó)紅否2儀器陳舊失準(zhǔn)察看儀器鑒定標(biāo)簽、測(cè)量試驗(yàn)鄭方慧否3技術(shù)交底不清詢問(wèn)現(xiàn)場(chǎng)施工人員吳璀余是4調(diào)模千斤頂精讀不高現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)劉濤否5掛籃自重及施工荷載影響詢問(wèn)設(shè)計(jì)華國(guó)紅是6縱向預(yù)應(yīng)力作用現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)任遠(yuǎn)是7溫差影響分時(shí)分段觀測(cè)鄭方慧否8節(jié)段混凝土自重作用查閱資料、現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)鄭方慧是9掛籃變形掛籃對(duì)拉試驗(yàn)華國(guó)紅是

確認(rèn)一：由于作業(yè)環(huán)境差，工作時(shí)間不固定，部分測(cè)量人員操作不細(xì)心，造成前幾個(gè)節(jié)段立模返工。經(jīng)小組人員討論，在運(yùn)河橋這個(gè)關(guān)口上必須嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，于是重新強(qiáng)調(diào)了勞動(dòng)紀(jì)律。經(jīng)過(guò)整頓，該因素的影響消除，因此，我們認(rèn)為該因素非主要因素。

確認(rèn)二：經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)使用的一臺(tái)普通S3型水準(zhǔn)儀較為陳舊，三角架部分破損。為了確定該儀器是否因使用年限時(shí)間長(zhǎng)而存在較大誤差，我們將其與一臺(tái)新的并且鑒定過(guò)的DSZ3型自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀進(jìn)行了測(cè)量比較：測(cè)量地點(diǎn)及范圍杭州市謝村油庫(kù)，1.32公里閉合水準(zhǔn)路線測(cè)量時(shí)間及天氣2003.6.5日，晴測(cè)量人鄭方慧，劉濤，任遠(yuǎn)測(cè)量?jī)x器水準(zhǔn)儀（S3，DSZ3）草圖BM31234

試驗(yàn)結(jié)果：兩臺(tái)水準(zhǔn)儀在一個(gè)1.32km的閉合水準(zhǔn)路線內(nèi)其閉合差均能達(dá)到規(guī)范要求，因此我們斷定該因素不是主要因素。

確認(rèn)三：在運(yùn)河橋掛籃施工前，我們技術(shù)部及所有項(xiàng)目負(fù)責(zé)人給現(xiàn)場(chǎng)的施工人員進(jìn)行了一次技術(shù)交底。但是在2#塊立模前，我們就施工程序及立模高程詢問(wèn)了部分施工人員，絕大多數(shù)人員回答是不太清楚，并且對(duì)模板控制高程沒(méi)有明確的概念。我們小組認(rèn)為，由于人為的因素造成的高程誤差不容忽視，因此這個(gè)因素為主要因素。

確認(rèn)四：為了確定調(diào)模用QL32D型千斤頂?shù)恼{(diào)模精度，我們對(duì)104#墩2’#塊模板的四個(gè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)。

觀測(cè)點(diǎn)調(diào)模次序A點(diǎn)調(diào)整高差（mm）B點(diǎn)調(diào)整高差（mm）C點(diǎn)調(diào)整高差（mm）D點(diǎn)調(diào)整高差（mm）一+20+16+10+14二-3+2+1+2三2-1-1-1四0001立模調(diào)模千斤頂

從觀測(cè)結(jié)果看，調(diào)整高差在2mm時(shí)頻率明顯增加，說(shuō)明該千斤頂調(diào)模精度為2mm以內(nèi)。經(jīng)小組成員討論，2mm的誤差在規(guī)范容許范圍內(nèi)，對(duì)立模沒(méi)有較大的影響，所以我們一致認(rèn)為該因素不是主要因素。

觀測(cè)點(diǎn)調(diào)模次序A點(diǎn)調(diào)整高差（mm）B點(diǎn)調(diào)整高差（mm）C點(diǎn)調(diào)整高差（mm）D點(diǎn)調(diào)整高差（mm）一+20+16+10+14二-3+2+1+2三2-1-1-1四0001104#墩2’#塊模板調(diào)整實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表

確認(rèn)五：根據(jù)一些資料表明,懸臂澆筑施工掛籃重量及施工荷載對(duì)合攏前橋的線形有較大影響。如果這兩項(xiàng)荷載超過(guò)一定范圍，合攏前懸臂端撓度就會(huì)過(guò)大，并且主墩處梁的應(yīng)力也會(huì)變大，對(duì)橋的結(jié)構(gòu)不利。我們就此事詢問(wèn)了設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人，并得到肯定答復(fù)，掛籃自重不得超過(guò)100t，施工不平衡荷載不得大于50t。因此我們認(rèn)為該因素為主要因素。

確認(rèn)六：根據(jù)以往施工的經(jīng)驗(yàn)，隨著懸臂增大，預(yù)應(yīng)力張拉后在懸臂端產(chǎn)生的撓度還會(huì)越來(lái)越大。我們對(duì)104#墩1#(1’#)～9＃(9’#)塊張拉前后懸臂梁端高程進(jìn)行全程監(jiān)測(cè)。

從圖表可以看出，隨著節(jié)段增加，懸臂加長(zhǎng)，懸臂端撓度呈上升趨勢(shì)。我們認(rèn)為這個(gè)因素是主要因素。注：系列1為靠河側(cè)懸臂端撓度曲線系列2為靠岸側(cè)懸臂端撓度曲線

確認(rèn)七：運(yùn)河橋箱梁節(jié)段施工橫跨6月～12月，早晚最大溫差可達(dá)15℃。據(jù)一些資料反映，溫度對(duì)于懸臂施工結(jié)構(gòu)的影響比較小，但在施工中必須考慮溫度的影響。我們?yōu)榇俗隽艘粋€(gè)試驗(yàn)，在104#墩2#～4#各節(jié)段張拉完畢，我們各選則一天早晨和中午兩個(gè)時(shí)段進(jìn)行觀測(cè)點(diǎn)高程測(cè)量：

從以上數(shù)據(jù)也可以看出，由溫度引起的撓度的確非常小，因此我們認(rèn)為這不是主要因素。

節(jié)段號(hào)懸臂長(zhǎng)（m）溫差（℃）上午6時(shí)高程（m）中午13時(shí)高程（m）高程差（mm）2#10.25817.89617.89602’#18.13218.13203#14.75917.88117.88103’#18.14818.14804#19.251217.84817.84714’#18.19918.1990節(jié)段號(hào)懸臂長(zhǎng)（m）溫差（℃）上午6時(shí)高程（m）中午13時(shí)高程（m）高程差（mm）2#10.25817.89617.89602’#18.13218.13203#14.75917.88117.88103’#18.14818.14804#19.251217.84817.84714’#18.19918.1990

確認(rèn)八：我們查閱了一些資料顯示，節(jié)段自重越大，懸臂越長(zhǎng)，則節(jié)段自重對(duì)懸臂端產(chǎn)生的撓度就越明顯。104#墩前2個(gè)節(jié)段澆筑后測(cè)得由節(jié)段混凝土自重產(chǎn)生的撓度就有2mm～3mm，因此，我們認(rèn)為這是一個(gè)主要因素。

確認(rèn)九：為了檢驗(yàn)掛籃的安全性與計(jì)算彈性變形值的準(zhǔn)確性，我們對(duì)掛籃的單片主桁架進(jìn)行了對(duì)拉試驗(yàn)。

桁架對(duì)拉結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖菱形主桁錨固百分表千斤頂從變形曲線圖來(lái)看:

桁架變形曲線圖2010變形（mm）3004008001200（KN）拉力桁架理論變形曲線桁架實(shí)測(cè)變形曲線

1.掛籃的彈性變形與理論變形值較為吻合。

2.掛籃在荷載作用下會(huì)產(chǎn)生位移，并且在彈性范圍內(nèi)，變形會(huì)隨著荷載的增大而增大。

因此我們認(rèn)定此因素為主要因素。

掛籃性能試驗(yàn)中安裝百分表序號(hào)末端因素驗(yàn)證方法驗(yàn)證人是否要因1操作不細(xì)心現(xiàn)場(chǎng)觀察、詢問(wèn)測(cè)量員華國(guó)紅否2儀器陳舊失準(zhǔn)察看儀器鑒定標(biāo)簽、測(cè)量試驗(yàn)鄭方慧否3技術(shù)交底不清詢問(wèn)現(xiàn)場(chǎng)施工人員吳璀余是4調(diào)模千斤頂精讀不高現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)劉濤否5掛籃自重及施工荷載影響詢問(wèn)設(shè)計(jì)華國(guó)紅是6縱向預(yù)應(yīng)力作用現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)任遠(yuǎn)是7溫差影響分時(shí)分段觀測(cè)鄭方慧否8節(jié)段混凝土自重作用查閱資料、現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)鄭方慧是9掛籃變形掛籃對(duì)拉試驗(yàn)華國(guó)紅是要因確認(rèn)表七、促對(duì)策筒措施序號(hào)要因?qū)Σ吣繕?biāo)措施時(shí)間負(fù)責(zé)人1技術(shù)交底不清重新進(jìn)行技術(shù)交底立模合格率達(dá)100％1.制定運(yùn)河橋線形控制流程圖并發(fā)放到施工負(fù)責(zé)人。03.6.2劉濤2.重新進(jìn)行技術(shù)交底。03.6.152掛籃自重及施工荷載影響在立模時(shí)設(shè)置預(yù)拱度將懸臂梁端撓度實(shí)測(cè)值與計(jì)算值差控制在5mm內(nèi)1.控制掛籃總重。2.合理布置施工荷載，繪制荷載布置圖。03.3.15～6.30華國(guó)紅3縱向預(yù)應(yīng)力作用3.綜合考慮2、3、4因素的影響，利用控制軟件計(jì)算撓度大小，并在各階段立模時(shí)設(shè)置預(yù)拱度。03.6.1～11.254節(jié)段混凝土自重作用4.實(shí)測(cè)澆筑、張拉前后觀測(cè)點(diǎn)高程，誤差分析，并在下節(jié)段立模時(shí)調(diào)整。03.7.30～11.255掛籃變形在立模時(shí)設(shè)預(yù)拱度實(shí)測(cè)變形值與理論變形值差控制在5mm內(nèi)1.計(jì)算出掛籃的理論變形值，并繪制掛籃變形曲線圖。03.5.1～8.5任遠(yuǎn)2.在節(jié)段立模時(shí)設(shè)預(yù)拱度來(lái)調(diào)整高程3.實(shí)測(cè)各節(jié)段掛籃變形量，誤差分析，在下節(jié)段立模時(shí)調(diào)整。03.7.30～11.25針對(duì)困以上粗要因估，我轟們QC小組篇制定寒了相湖應(yīng)的痕對(duì)策墳，并令且指倦定專做人落惡實(shí)下矩去：八、葉實(shí)施實(shí)施兼一：糕20慌03晨年6國(guó)月1舞2日迅，我漆們QC小組蝕重新普討論筋，明束確了蔥施工賺工藝河流程辟，制掩定了味運(yùn)河菊橋節(jié)滔段高艇程控蜘制流稠程圖華。6月避15格日，道由劉它濤組屯織了辭一次混針對(duì)刪運(yùn)河訓(xùn)橋節(jié)旁段施叮工的來(lái)專項(xiàng)漲技術(shù)脆交底翠，并臭且將峰流程武圖發(fā)詢放到趙了施像工負(fù)帽責(zé)人鄙手里貿(mào)。結(jié)果體：現(xiàn)娛場(chǎng)施鼓工作口業(yè)人萄員反年映對(duì)縫施工懼流程化清楚島；在典10等4#栽墩3決#～廢4#損節(jié)段販立模運(yùn)一次廊性驗(yàn)睛收合們格率狼達(dá)1贊00杯％。控制小組誤差分析下節(jié)段施工開(kāi)始節(jié)段高程控制流程圖監(jiān)理工程師認(rèn)可控制小組提交控制數(shù)據(jù)施工作業(yè)人員設(shè)計(jì)認(rèn)可監(jiān)理工程師認(rèn)可現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)測(cè)試上節(jié)段施工結(jié)束結(jié)構(gòu)計(jì)算實(shí)施份二：公2脊00寫3年撐2月篇至6母月，筋我們掀對(duì)掛揭籃結(jié)宵構(gòu)進(jìn)哈行調(diào)案整及劫安全歸性能郊論證久。6算月底朱，最扶終確哄定了慮施工宗荷載料的重革量及惕布置儀，并掀繪制旱了一勿份詳努細(xì)的聽(tīng)荷載坊布置禍圖發(fā)撤放到坦施工劍負(fù)責(zé)岡人。結(jié)果膚：1培.經(jīng)彎過(guò)調(diào)欣整，幣將原桂先8尚5t的掛虜籃減咽至7帥0t；龍2.迫10黨4#墩2栗#～欺3#顯節(jié)段候，掛仆籃工私作穩(wěn)腰定，纖無(wú)安臟全事俊故發(fā)像生；誦3.支各施絡(luò)工階敘段結(jié)扛構(gòu)應(yīng)嬸力檢輛測(cè)滿禾足《馬公路扣橋涵愈設(shè)計(jì)朽規(guī)范消》要鑰求。實(shí)施椒三：無(wú)20剩03店年6外月1諒日～紀(jì)31典日，憂由華血國(guó)紅表負(fù)責(zé)悠利用絕控制判軟件族計(jì)算臨各節(jié)悅段的謝撓度挪大小圓。7卵月底性至8落月中挖旬，鳴根據(jù)徐計(jì)算尋所得濤數(shù)據(jù)慢，我枕們分聚別在欠10徐4#莫墩2舒?！?#侄節(jié)段貫立模趴標(biāo)高宜中設(shè)法置了轎預(yù)拱嚇度，洋并實(shí)抹測(cè)澆卡筑數(shù)粒據(jù)進(jìn)學(xué)行對(duì)撇比：對(duì)比躁結(jié)果兩：實(shí)慚測(cè)數(shù)夏據(jù)與桶計(jì)算策數(shù)據(jù)裝差均嘆未超召過(guò)5mm阻，證明炮了該推數(shù)據(jù)登是可輪信的權(quán)。實(shí)施挖四：鴉20睛03筆年5科月，覽由任肢遠(yuǎn)計(jì)躺算掛搖籃在體各節(jié)賓段荷絲式載下抹的理慶論變瞞形值隙，并玩在1肉04毅#墩椒2#差～3想＃塊眨立模罩高程塞中增全加了導(dǎo)掛籃掀理論依變形自量。拌混凝拖土澆仙筑完值后通買過(guò)實(shí)凳測(cè)，佳我們隸發(fā)現(xiàn)搖掛籃病的變廈形沒(méi)逐有預(yù)株計(jì)的京大。于是朱我們免分析歸原因然，認(rèn)攏為理且論掛猛籃變伸形荷輔載計(jì)阿算中暮，考飼慮了燃1.么2倍攔的安它全儲(chǔ)亮備，商所以辯理論史變形尋量大鏟于實(shí)味測(cè)變以形量務(wù)。為決此，替我們膛在不疊考慮鍬安全昏儲(chǔ)備值的情悟況下惡重新偽計(jì)算球了掛瘡籃變曠形量疼，并愚繼續(xù)總觀測(cè)挽變化灶情況攏。結(jié)果茂：在調(diào)4#京～6夜#節(jié)貢段中為，實(shí)僑測(cè)掛阿籃變杰形值勺與理跟論計(jì)覆算值秘基本掠吻合打，理慌論變屆形值枕與實(shí)桑測(cè)變伙形值腐差均援在5mm內(nèi)。節(jié)段號(hào)理論變形值（mm）實(shí)測(cè)變形值（mm）差值（mm）4#192015#181716#18162節(jié)段號(hào)理論變形值（mm）實(shí)測(cè)變形值（mm）差值（mm）4#192015#181716#18162節(jié)段理論掛籃變形（mm）實(shí)測(cè)掛籃變形量（mm）差值（mm）104#墩2#24195104#墩2