無應(yīng)力安裝大跨度鋼桁架拱橋合攏技術(shù)控制

二00七年四月無應(yīng)力安裝大跨度鋼桁架拱橋合龍精度控制發(fā)表人：吳軍國中鐵四局集團(tuán)第二工程有限公司常州經(jīng)理部QC小組一、工程簡介

新龍大橋是江蘇省常州市京杭運河改線工程上的一座重要橋梁，該橋單跨過河，主橋采用三跨（30.7+100+30.7m）中承式連續(xù)鋼桁架拱橋。橋?qū)?6m，長161.4m，桁寬25m，桁梁節(jié)間長度5m，節(jié)點采用M24高強度螺栓栓接，桿件最長25m，最大起重量17.5噸；拱肋上下弦均為圓曲線型，矢高27.5m，矢跨比3.64，拱頂至中間支座高度為29.5m；全橋鋼結(jié)構(gòu)重1930t，鋼桁架構(gòu)件采用工廠加工制作，滿樘支架法逐段安裝，桁梁拱肋跨中合龍。新龍大橋鋼桁架拱橋全景圖二、小組概況鋼桁架拱橋順利合龍、整體線型達(dá)到設(shè)計要求活動目標(biāo)60h活動時間3次/月活動頻次2006.3～2006.11活動時間組員技術(shù)員資料員中專29男吳紅星組員助工施工員中專38男楊文勝組員技術(shù)員技術(shù)主管大專25男楊海豐組員高工安裝負(fù)責(zé)人大學(xué)58男鮑順義組員高工工程部長大學(xué)35男馬彬友副組長工程師項目經(jīng)理大專39男吳曙光組長工程師項目總工大學(xué)27男吳軍國小組職務(wù)職稱職務(wù)文化程度年齡性別姓名吳軍國組長2006.3.10建組時間7人小組成員人均48hTQC教育攻關(guān)型類型無應(yīng)力安裝大跨度鋼桁架拱橋合龍精度控制課題名稱中鐵四局二公司常州經(jīng)理部QC小組小組名稱主橋橋面系預(yù)拱度通過調(diào)整鋼吊桿實施，橋面豎曲線通過變截面橫梁調(diào)整，拱肋上、下弦采用不同直徑圓曲線形，線型控制難度大。全橋采用高強度螺栓連接，高栓達(dá)76000余套，高栓與栓孔僅-2mm的間隙，合龍段安裝精度要求極高。桁梁拱橋節(jié)點均為空間三維穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，安裝節(jié)段剛度大，空間約束多，不易進(jìn)行偏差調(diào)整，安裝控制較難。主橋下原為深約6米的取土坑，后用灰土填筑滿樘支架法施工，回填土及支架沉降量對橋梁線型影響較大。三、選題理由四、設(shè)定目標(biāo)確保鋼桁梁拱肋順利合龍，整體線型達(dá)到設(shè)計要求。確保合攏喲QC小組經(jīng)過咨詢鋼結(jié)構(gòu)安裝專業(yè)公司、外出觀摩鋼梁施工現(xiàn)場、聘請有經(jīng)驗的專家學(xué)者舉行專題講座，聯(lián)合監(jiān)控單位進(jìn)行了理論計算，收集、掌握了部分鋼桁架拱橋安裝控制的相關(guān)資料。在充分掌握資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合本工程實際情況，QC小組召開了專題會議，會上各小組成員暢所欲言，對可能影響拱肋合龍、全橋整體線型的原因進(jìn)行了分析和討論，分析出各種影響因素。五、原因分析因果債分析象圖桁架拱肋不能順利合龍施工經(jīng)驗少人新工人未教育技術(shù)水平低施工未交底制作公差大圖紙轉(zhuǎn)化精度低加工制作加工設(shè)備精度低桿件變形運輸?shù)跹b不規(guī)范焊縫收縮除變外部環(huán)境溫度應(yīng)力監(jiān)控監(jiān)測測量精度低測量儀器精度低測量方案不合理施工方法支承體系沉降量大支架變形量大回填土沉降量大體系轉(zhuǎn)換不合理安裝順序不合理桿件變形量大要因崗確認(rèn)受表非要因現(xiàn)場驗證圖紙轉(zhuǎn)化深度、精度關(guān)系到桿件加工制作的精度，大型鋼結(jié)構(gòu)廠現(xiàn)在多采用CAD軟件自動轉(zhuǎn)化，提高了設(shè)計圖紙精度。圖紙轉(zhuǎn)化精度低4非要因調(diào)查分析技術(shù)交底不完善，不能較好指導(dǎo)施工，聘請了有經(jīng)驗的技術(shù)員進(jìn)行講課。施工未交底3非要因調(diào)查分析對新進(jìn)場工人進(jìn)行了專職培訓(xùn)，以老帶新，提高了操作技能。新進(jìn)場工人未教育2非要因調(diào)查分析大跨度鋼桁架拱橋?qū)偌瘓F(tuán)公司首次施工，可借鑒經(jīng)驗少。通過培訓(xùn)、講課掌握了測量監(jiān)控方法，選擇了有鋼桁梁安裝經(jīng)驗的單位合作施工。鋼桁梁施工經(jīng)驗少1確認(rèn)結(jié)果確認(rèn)方法確認(rèn)內(nèi)容末端原因序號之一要因現(xiàn)場監(jiān)測由于桁梁安裝正值夏季，鋼梁上下面溫差達(dá)20℃，溫差對桁梁軸線影響最大達(dá)32mm，合龍溫度的選擇至關(guān)重要。溫度應(yīng)力變形8非要因現(xiàn)場監(jiān)測拱肋合龍后，桁梁自重仍由支架承重，支架拆除不當(dāng)將引起桿件內(nèi)力變化不均勻，從而影響橋梁整體線型效果。體系轉(zhuǎn)換不合理9非要因現(xiàn)場監(jiān)測鋼桁梁桿件全部由板材組焊而成，焊縫收縮引起桿件徐變，對桁梁制作公差有一定影響。焊縫收縮徐變7非要因現(xiàn)場驗證較長鋼梁桿件比較柔軟，運輸不當(dāng)或吊點不對易造成桿件變形或嚴(yán)重旁彎運輸?shù)跹b不規(guī)范6要因現(xiàn)場驗證桁梁節(jié)點栓孔達(dá)76000余個、最大重疊層達(dá)5層，制孔精度要求較高，采用機(jī)械下料、組焊、制孔等才能確保桁梁加工精度。加工設(shè)備精度低

5確認(rèn)結(jié)果確認(rèn)方法確認(rèn)內(nèi)容末端原因序號之二要因現(xiàn)場監(jiān)測主橋位于深達(dá)6米的取土坑內(nèi)，基坑回填土沉降量過大將會嚴(yán)重影響桁梁安裝線型及增加拱肋合龍難度。回填土沉降量大

12非要因現(xiàn)場監(jiān)測桁梁采用滿樘膺架承重，拱肋支架高達(dá)32米，其變形量將嚴(yán)重影響拱肋標(biāo)高，造成合龍、線型控制困難，支架搭好后進(jìn)行預(yù)壓，消除了非彈性變形。

支架變形量大11要因現(xiàn)場驗證桁梁桿件空間穩(wěn)定，安裝后很難進(jìn)行偏差調(diào)整，合理的安裝順序能較好保證高栓未施擰前鋼梁處于少應(yīng)力狀態(tài)，保證了桿件不變形、旁彎。安裝順序不合理

10確認(rèn)結(jié)果確認(rèn)方法確認(rèn)內(nèi)容末端原因序號之三確認(rèn)結(jié)果確認(rèn)方法確認(rèn)內(nèi)容末端原因序號非要因現(xiàn)場驗證鋼桁拱橋節(jié)點均處于三維空間體系，測量控制較難，測量方案是否合理關(guān)系到桁架安裝的精度及合龍段的安裝。測量方案不合理14非要因現(xiàn)場驗證由于拱肋合龍段安裝精度較高，普通的測量儀器將無法滿足合龍精度要求，桁梁線型較難控制。測量儀器精度低13之四回填倦土沉甘降量料大安裝湊順序非不合漿理溫度禾應(yīng)力裁變形加工儀設(shè)備市精度肅低通過QC小組邁活動填，組換內(nèi)成猛員對14條末可端因墾素進(jìn)搭行充分鍵分析逮，一叢致認(rèn)稠為影算響鋼部桁梁學(xué)拱肋擴(kuò)順利山合龍總、線型脾整體璃效果駝的主伙要原陷因有并以下4條結(jié)論六、峽制定箏對策06.3.10～06.6.30吳曙光楊海豐楊文勝⑴提高回填土質(zhì)量；⑵預(yù)留固結(jié)時間；⑶節(jié)點設(shè)置向上預(yù)拋高量；⑷節(jié)點設(shè)置千斤頂；⑸壓密注漿?；靥钔涟惭b期內(nèi)沉降量δ小于15mm制定專項回填土施工方案回填土沉降量大4全過程吳軍國鮑順義楊海豐⑴召開專家論證會；⑵對各工況進(jìn)行防真分析；⑶分三個階段逐步調(diào)整安裝誤差。安裝方案科學(xué)合理制定專項安裝方案安裝順序不合理3全過程吳軍國鮑順義楊文勝⑴監(jiān)測溫度變化對桁梁變形的影響，為合龍段安裝提供參考依據(jù)；⑵合龍溫度選擇在21±2℃；⑶合理解除臨時支座約束。盡可能地減少溫度應(yīng)力對合龍段安裝的影響合龍段安裝時的現(xiàn)場溫度與加工期平均溫度接近溫度應(yīng)力變形206.3.10～06.5.10吳曙光吳軍國楊海豐⑴桿件下料、組焊、校正、制孔均采用先進(jìn)的全自動化數(shù)控設(shè)備，提高加工精度⑵桿件加工完成后進(jìn)行半跨80m預(yù)拼裝。確保桿件加工公差符合《<鐵路鋼橋制造規(guī)范》相關(guān)要求采用數(shù)控鉆床提高加工精度加工設(shè)備精度低1完成時間負(fù)責(zé)人措施目標(biāo)對策要因序號七、警對策狗實施實施猾一針對鹿加工婚設(shè)備松精度沉低數(shù)控惠鉆床措施1：選擇弄擁有婚豐富寇桁梁制加工丘經(jīng)驗揚的山擠海關(guān)加橋梁安廠負(fù)閑責(zé)桁用梁加意工制軟作，其先概進(jìn)的竿等離五子切陰割機(jī)產(chǎn)、全睜自動憐數(shù)控傾鉆床照等機(jī)旨械設(shè)令備確削保了搭桁梁原桿件制作販公差膚及栓部孔的后精度辨。精密委制孔架的預(yù)駛拼節(jié)夜點板高栓萄施擰帝節(jié)點頌板措施2：每類介桿件疏實行暫首檢暫制，派第一根加出工完截成后送進(jìn)行泡制作卻公差凝檢查誼，檢查合趴格后圣才批話量生鎖產(chǎn)，籠出廠譜前進(jìn)咐行半跨80西m預(yù)拼評裝，鏈檢查負(fù)栓孔震重合唱率及撤加工精強度，走確保盛工地襲一次奮安裝吩合格座。橋面尺系試游拼中跨試拼99%100%≤12.0箱型桿件對角線差100%100%0～+0.3±3.0主桁中心距100%100%-0.2～+0.3±3.0對角線100%100%-0.2～+0.2±5拱度100%100%-0.1～0±2.0節(jié)間長度100%100%-0.1～+0.1±2.0桁高96%70%2.0≤3.0工型、箱型桿件的彎曲98%70%≤2.53.0工型、箱型桿件的扭曲100%60%-0.1～+0.3±1.0L＞11m100%60%-0.4～+0.2±0.8l≤11m兩端孔群中心距100%60%-0.2～+0.3±0.8多組孔群兩相鄰孔群中心距99%80%-0.1～+0.3±0.4兩相鄰孔距合格率檢查頻率平均實測值(mm)允許偏差(mm)項目預(yù)拼蹦裝現(xiàn)鎖場質(zhì)旨量檢畜驗對楚比表實施建二針對頑溫度磁應(yīng)力帝變形措施1:在安會裝過繼程中毫監(jiān)測擱溫度委變化與桁狂梁變所形量證的對殺應(yīng)關(guān)錄系，含作為虧桁梁拱澇肋合耽龍段昆安裝宮誤差顧分析木的重獄要參考秤依據(jù)置。y=0.01357+0.01474x溫度功變化領(lǐng)△T與桁既梁伸酒長量δ對應(yīng)脊關(guān)系曾圖措施2:合龍冒段安柴裝溫商度選薯擇在21汽±2劃℃，使朽安裝答時桿如件溫度飄應(yīng)力裳等效銀于加辮工制化作時顛的初煙始應(yīng)借力，餃最大直限度哈減少溫敲度應(yīng)顛力對奴拱肋捉合龍違段安尺裝的盛影響捏。措施3:桁梁肉拱肋甚合龍眉后，態(tài)固結(jié)嫁永久羽支座任，解領(lǐng)除臨鐮時支得座約束城，防曉止產(chǎn)牙生溫但度集蒸中應(yīng)數(shù)力破謝壞桁白梁桿尋件線惡型。21屆℃措施1:根據(jù)篩現(xiàn)場虹現(xiàn)實逆情況儀，擬疾定多盆種安專裝施腐工方鮮案，邀請張國內(nèi)聲知名幕鋼結(jié)律構(gòu)專浸家參暈與方亦案論猾證，業(yè)確定斃采用顏橋面系愿支點煎合龍莖，拱停肋跨崖中合左龍的妥滿樘測支架浪法方賄案。實施仗三針對裙安裝芽順序勤不合怎理滿樘支架夜法措施2:分別吧就安價裝過敬程、兩下拱乎弦、免上拱株弦合僵龍等早工況種進(jìn)行宏仿真榮分析駱，加密葛拼接里節(jié)點睡支架杯，設(shè)腎置分陵配梁蜻，確糕保桁濤梁處逃于少虛應(yīng)力惱狀態(tài)捐，從既理論上鈴保證喘鋼桁忽梁順絮利合拉龍的旱可行僻性及府線型苦的整清體效研果。措施3:QC小組漫經(jīng)過造認(rèn)真暈分析爆，將拿全橋俗合龍法分解宏成三集個合個龍階落段，工況Ⅰ為橋盾面系漁在支積點處吩合龍緣瑞，利脹用活刊動支村座調(diào)們整基疫座軸攏線及挖標(biāo)高尋；工況Ⅱ為拱衰肋下雨弦在康跨中休合龍寺，合籠龍段煤安裝牧前精印密測貓量合媽龍誤溜差，剪選擇合傾龍溫離度，鞏吊入累合龍點段，蘋利用科沖釘查分次示校正永達(dá)到騰拱肋塊合龍堵；工褲況Ⅲ為拱杰肋上就弦在圈跨中謠合龍拒。三痛個階織段有超效地甜將合怖龍段殼安裝堆誤差垃層層預(yù)減少，形確保積全橋盲最終嫁順利軍合龍驚。各工況合龍誤差值對比實施則四針對貝回填句土沉襪降量掏大措施1:制定雷詳細(xì)亂的施犯工作秩業(yè)指魂導(dǎo)書軍，徹底闖清除擠基底與淤泥儀后分愉層用映石灰媽土回填，液每層泥壓實西度≥96探%，灰打劑量板≥5%。措施2:提前屯完成不土坑脊回填勿土施昂工，沉降陳穩(wěn)定仇后再脅澆筑炭頂層截砼墊社層。沉降觀測曲線沉降值預(yù)拋牌高量鍵設(shè)置年表措施3:根據(jù)擴(kuò)理論柳計算容的結(jié)準(zhǔn)果，禾在設(shè)輛計預(yù)市拱度毫的基狼礎(chǔ)上加設(shè)0.音4/恭10乏00線性費預(yù)拋幅高量他，補萬償基承礎(chǔ)及佳支架聞沉降孤。措施4:QC小組處結(jié)合兼滿樘畢支架在法安記裝方哭案，由在桁帥梁節(jié)游點中心雞處設(shè)狡置千抵斤頂輔，根宣據(jù)安嫩裝階者段節(jié)或點監(jiān)兄測變卷形量由調(diào)整桁梁嫂節(jié)點錄標(biāo)高宜，使揉鋼桁頑拱橋彎預(yù)拱蠻度始他終符殘合設(shè)剛計要攏求。措施5:QC小組兩成員驗在桁駕梁安乓裝過舒程中嘗對受隙力節(jié)針點支只架處砼墊鉆層鉆棟孔取岔芯，蹦發(fā)現(xiàn)阻砼墊激層脫奶空，血進(jìn)行籠壓密煤注漿挨，保座證基礎(chǔ)的洪穩(wěn)定呈。節(jié)點調(diào)整示意圖質(zhì)量通過捕近五白個月可的QC攻關(guān)合，新她龍大規(guī)橋鋼辛桁架浴拱肋杰順利精合龍新，合龍限段無親后鉆鐮孔及波擴(kuò)孔堅，栓想孔重四合率膽達(dá)10塘0%，落弱架后旦預(yù)拱度撓完全病滿足橫設(shè)計患要求窯，全奧橋線廳型達(dá)芬到設(shè)葬計整識體效蔽果，得到星業(yè)主炎及設(shè)和計院意等的墳一致歪好評虛。八、亞效果賄確認(rèn)不錯不錯鋼桁論梁安但裝施湖工期里間，宋未發(fā)全生一廊例機(jī)即械吊色裝、人員桃傷亡覺事故睬，現(xiàn)趟正在翅審報寧集團(tuán)得公司學(xué)安全文明熱標(biāo)準(zhǔn)料工地岸。于20仿06年4月30日開慣始吊謊裝至20湖06年9月10日全談橋支厭架拆素除，用時13脅3天，罩比計存劃工倉期提叛前21天。安全工期很重組要的喲！！縮短不少經(jīng)過QC攻關(guān)圍，鋼通桁拱閘橋安氧全順份利合龍彈，節(jié)醫(yī)約成館本約60萬元湊。成本縮短了21天！節(jié)約了60萬！440萬元380萬元預(yù)算成本實際成本成本154天133天工期計劃時間完工時間很可丙觀！社會聚效益通過辮科技險攻關(guān)辭和現(xiàn)平場調(diào)睜研，霞本項殼目QC小組剛不但棍在大積跨度鋼桁飽梁拱限橋安拐裝過度程中