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）公司浙江工程公司杭州市上塘高架延伸線01標(biāo)運河橋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工程中的一個重點工程，它的建成將為杭州市南北走向開辟一條新的快速通道。運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，它是整個工程中難度最大的一部分。

杭州上塘高架延伸線01標(biāo)運河橋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1華國紅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活動時間2003.2.1～2004.1.5小組類型攻關(guān)型小組活動7次

一、選題理由

運河橋是三跨預(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)置可能會導(dǎo)致合攏時兩懸臂端相對高差過大而無法合攏，或者橋面線形起伏過大，影響外觀和行車舒適度。因此，我們選擇這個課題進行技術(shù)攻關(guān)是非常有必要的。

二、現(xiàn)狀調(diào)查

運河橋橫跨京杭大運河，全長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#墩運河橋立面圖京杭大運河

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59.25m。掛籃為菱形掛籃，設(shè)計自重85t。每個主墩懸臂澆筑26個節(jié)段，分13個施工階段進行澆筑。節(jié)段平均自重183t，最大的達到206t。

預(yù)應(yīng)力噸位大、掛籃自重大、施工懸臂長、節(jié)段自重大是本橋施工的難點。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，控制好運河橋每一節(jié)段的高程，使其中跨合攏時兩懸臂端相對高程差不超過30mm。四、可行性分析

利用先進的計算機軟件模擬施工加載，分析不同施工階段的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，再結(jié)合現(xiàn)場實測線形數(shù)據(jù)，可以準(zhǔn)確地預(yù)測橋的線形。只要在施工時合理地調(diào)整模板高程，就可以保證中跨合攏時量懸臂端高差不超過預(yù)期目標(biāo)。

30mm五、因果分析中跨合攏時兩懸臂端相對高差大測量誤差立模標(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)表序號末端因素驗證方法驗證人是否要因1操作不細(xì)心現(xiàn)場觀察、詢問測量員華國紅否2儀器陳舊失準(zhǔn)察看儀器鑒定標(biāo)簽、測量試驗鄭方慧否3技術(shù)交底不清詢問現(xiàn)場施工人員吳璀余是4調(diào)模千斤頂精讀不高現(xiàn)場觀測劉濤否5掛籃自重及施工荷載影響詢問設(shè)計華國紅是6縱向預(yù)應(yīng)力作用現(xiàn)場觀測任遠是7溫差影響分時分段觀測鄭方慧否8節(jié)段混凝土自重作用查閱資料、現(xiàn)場觀測鄭方慧是9掛籃變形掛籃對拉試驗華國紅是

確認(rèn)一：由于作業(yè)環(huán)境差，工作時間不固定，部分測量人員操作不細(xì)心，造成前幾個節(jié)段立模返工。經(jīng)小組人員討論，在運河橋這個關(guān)口上必須嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，于是重新強調(diào)了勞動紀(jì)律。經(jīng)過整頓，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)過現(xiàn)場調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場使用的一臺普通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間長而存在較大誤差，我們將其與一臺新的并且鑒定過的DSZ3型自動安平水準(zhǔn)儀進行了測量比較：測量地點及范圍杭州市謝村油庫，1.32公里閉合水準(zhǔn)路線測量時間及天氣2003.6.5日，晴測量人鄭方慧，劉濤，任遠測量儀器水準(zhǔn)儀（S3，DSZ3）草圖BM31234

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

確認(rèn)三：在運河橋掛籃施工前，我們技術(shù)部及所有項目負(fù)責(zé)人給現(xiàn)場的施工人員進行了一次技術(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了部分施工人員，絕大多數(shù)人員回答是不太清楚，并且對模板控制高程沒有明確的概念。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104#墩2’#塊模板的四個點進行觀測。

觀測點調(diào)模次序A點調(diào)整高差（mm）B點調(diào)整高差（mm）C點調(diào)整高差（mm）D點調(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

從觀測結(jié)果看，調(diào)整高差在2mm時頻率明顯增加，說明該千斤頂調(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)，對立模沒有較大的影響，所以我們一致認(rèn)為該因素不是主要因素。

觀測點調(diào)模次序A點調(diào)整高差（mm）B點調(diào)整高差（mm）C點調(diào)整高差（mm）D點調(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)整實測數(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合攏前橋的線形有較大影響。如果這兩項荷載超過一定范圍，合攏前懸臂端撓度就會過大，并且主墩處梁的應(yīng)力也會變大，對橋的結(jié)構(gòu)不利。我們就此事詢問了設(shè)計負(fù)責(zé)人，并得到肯定答復(fù)，掛籃自重不得超過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，隨著懸臂增大，預(yù)應(yīng)力張拉后在懸臂端產(chǎn)生的撓度還會越來越大。我們對104#墩1#(1’#)～9＃(9’#)塊張拉前后懸臂梁端高程進行全程監(jiān)測。

從圖表可以看出，隨著節(jié)段增加，懸臂加長，懸臂端撓度呈上升趨勢。我們認(rèn)為這個因素是主要因素。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：運河橋箱梁節(jié)段施工橫跨6月～12月，早晚最大溫差可達15℃。據(jù)一些資料反映，溫度對于懸臂施工結(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€試驗，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時段進行觀測點高程測量：

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)段號懸臂長（m）溫差（℃）上午6時高程（m）中午13時高程（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)段號懸臂長（m）溫差（℃）上午6時高程（m）中午13時高程（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，則節(jié)段自重對懸臂端產(chǎn)生的撓度就越明顯。104#墩前2個節(jié)段澆筑后測得由節(jié)段混凝土自重產(chǎn)生的撓度就有2mm～3mm，因此，我們認(rèn)為這是一個主要因素。

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

桁架對拉結(jié)構(gòu)簡圖菱形主桁錨固百分表千斤頂從變形曲線圖來看:

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測變形曲線

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產(chǎn)生位移，并且在彈性范圍內(nèi)，變形會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。

掛籃性能試驗中安裝百分表序號末端因素驗證方法驗證人是否要因1操作不細(xì)心現(xiàn)場觀察、詢問測量員華國紅否2儀器陳舊失準(zhǔn)察看儀器鑒定標(biāo)簽、測量試驗鄭方慧否3技術(shù)交底不清詢問現(xiàn)場施工人員吳璀余是4調(diào)模千斤頂精讀不高現(xiàn)場觀測劉濤否5掛籃自重及施工荷載影響詢問設(shè)計華國紅是6縱向預(yù)應(yīng)力作用現(xiàn)場觀測任遠是7溫差影響分時分段觀測鄭方慧否8節(jié)段混凝土自重作用查閱資料、現(xiàn)場觀測鄭方慧是9掛籃變形掛籃對拉試驗華國紅是要因確認(rèn)表七、促對策筒措施序號要因?qū)Σ吣繕?biāo)措施時間負(fù)責(zé)人1技術(shù)交底不清重新進行技術(shù)交底立模合格率達100％1.制定運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.重新進行技術(shù)交底。03.6.152掛籃自重及施工荷載影響在立模時設(shè)置預(yù)拱度將懸臂梁端撓度實測值與計算值差控制在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，利用控制軟件計算撓度大小，并在各階段立模時設(shè)置預(yù)拱度。03.6.1～11.254節(jié)段混凝土自重作用4.實測澆筑、張拉前后觀測點高程，誤差分析，并在下節(jié)段立模時調(diào)整。03.7.30～11.255掛籃變形在立模時設(shè)預(yù)拱度實測變形值與理論變形值差控制在5mm內(nèi)1.計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2.在節(jié)段立模時設(shè)預(yù)拱度來調(diào)整高程3.實測各節(jié)段掛籃變形量，誤差分析，在下節(jié)段立模時調(diào)整。03.7.30～11.25針對困以上粗要因估，我轟們QC小組篇制定寒了相湖應(yīng)的痕對策墳，并令且指倦定專做人落惡實下矩去：八、葉實施實施兼一：糕20慌03晨年6國月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刪運河訓(xùn)橋節(jié)旁段施叮工的來專項漲技術(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)娛場施鼓工作口業(yè)人萄員反年映對縫施工懼流程化清楚島；在典10等4#栽墩3決#～廢4#損節(jié)段販立模運一次廊性驗睛收合們格率狼達1贊00杯％?？刂菩〗M誤差分析下節(jié)段施工開始節(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)計認(rèn)可監(jiān)理工程師認(rèn)可現(xiàn)場數(shù)據(jù)測試上節(jié)段施工結(jié)束結(jié)構(gòu)計算實施份二：公2脊00寫3年撐2月篇至6母月，筋我們掀對掛揭籃結(jié)宵構(gòu)進哈行調(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)嬸力檢輛測滿禾足《馬公路扣橋涵愈設(shè)計朽規(guī)范消》要鑰求。實施椒三：無20剩03店年6外月1諒日～紀(jì)31典日，憂由華血國紅表負(fù)責(zé)悠利用絕控制判軟件族計算臨各節(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，洋并實抹測澆卡筑數(shù)粒據(jù)進學(xué)行對撇比：對比躁結(jié)果兩：實慚測數(shù)夏據(jù)與桶計算策數(shù)據(jù)裝差均嘆未超召過5mm阻，證明炮了該推數(shù)據(jù)登是可輪信的權(quán)。實施挖四：鴉20睛03筆年5科月，覽由任肢遠計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實凳測，佳我們隸發(fā)現(xiàn)搖掛籃病的變廈形沒逐有預(yù)株計的京大。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阿算中暮，考飼慮了燃1.么2倍攔的安它全儲亮備，商所以辯理論史變形尋量大鏟于實味測變以形量務(wù)。為決此，替我們膛在不疊考慮鍬安全昏儲備值的情悟況下惡重新偽計算球了掛瘡籃變曠形量疼，并愚繼續(xù)總觀測挽變化灶情況攏。結(jié)果茂：在調(diào)4#京～6夜#節(jié)貢段中為，實僑測掛阿籃變杰形值勺與理跟論計覆算值秘基本掠吻合打，理慌論變屆形值枕與實桑測變伙形值腐差均援在5mm內(nèi)。節(jié)段號理論變形值（mm）實測變形值（mm）差值（mm）4#192015#181716#18162節(jié)段號理論變形值（mm）實測變形值（mm）差值（mm）4#192015#181716#18162節(jié)段理論掛籃變形（mm）實測掛籃變形量（mm）差值（mm）104#墩2#24195104#墩2