建筑工程施工管理

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大橋工程施工技術(shù)管理論文

大橋工程施工技術(shù)管理論文本文以重慶兩江大橋工程為例，闡述斜拉橋空間曲面索塔施工、鋼桁梁制造安裝及超大噸位鋼絞線拉索安裝張拉等施工關(guān)鍵技術(shù)的管理和操縱，為類似工程的施工供給參考。

1工程概況重慶東水門長(zhǎng)江大橋和千廝門嘉陵江大橋上層為雙向4車道馬路交通，下層為雙向軌道交通。其中東水門長(zhǎng)江大橋主橋布置為222.5m+445m+190.5m=858m的3跨雙塔單索面連續(xù)鋼桁梁斜拉橋，索塔分別高172.61、162.50m。千廝門嘉陵江大橋主橋布置為88m+312m+240m+80m=720m的4跨單塔單索面連續(xù)鋼桁梁斜拉橋，索塔高182m。東水門長(zhǎng)江大橋和千廝門嘉陵江大橋總體布置分別如圖2、圖3所示。2座橋主橋上橋面全寬24.0～39.2m，鋼梁桁寬15m，主桁采用變高度的三角形桁式，等節(jié)間布置，節(jié)間長(zhǎng)16m，鋼桁梁截面布置如圖4所示。斜拉索采用平行鋼絞線拉索，東水門長(zhǎng)江大橋每個(gè)橋塔共錨固9對(duì)永久拉索，上塔柱設(shè)置9節(jié)鋼錨箱。千廝門嘉陵江大橋全橋共錨固10對(duì)永久拉索，上塔柱設(shè)置10節(jié)鋼錨箱。索體規(guī)格均為139股φ15.2mm平行鍍鋅鋼絞線，操縱索力14500kN。鋼梁主桁主要桿件均為焊接箱形截面。其中下弦桿截面寬1200mm，高1600mm；

上弦桿截面寬1200mm，高1200mm。主桁均采用整體節(jié)點(diǎn)，上、下層橋面均采用正交異性鋼橋面板。主桁及橋面系構(gòu)件材質(zhì)主要采用Q420qD和Q345qD，當(dāng)有Z向受力要求時(shí)那么采用Q420qE或Q345qE。2座橋索塔均采用天梭形，包括上塔柱、中塔柱、下塔墩，其構(gòu)造布置如圖5所示。塔柱采用單箱單室布局形式，塔墩采用單箱多室布局形式，塔柱壁厚1.0m，塔墩壁厚2.0m，采用C50混凝土。

2施工關(guān)鍵技術(shù)管控措施重慶兩江大橋工程布局設(shè)計(jì)別致，造型美觀，技術(shù)含量高，在國(guó)內(nèi)外同類型橋梁設(shè)計(jì)中具有6項(xiàng)創(chuàng)新點(diǎn)：1）同類橋型跨徑世界第一；

2）139根平行鋼絞線拉索規(guī)格及索力創(chuàng)世界之最；

3）單索面拉索梁端錨固采用抗彎剪橫梁與橋面板組合構(gòu)造模式屬首例；

4）超大噸位拉索塔端錨固采用開敞式鋼錨箱形式獨(dú)特；

5）空間曲面的天梭造型索塔具有獨(dú)創(chuàng)景觀效果；

6）索塔處采用超大噸位牛腿支承鋼桁梁方式獨(dú)具景觀及受力特色。為了實(shí)現(xiàn)這6項(xiàng)設(shè)計(jì)創(chuàng)新，解決工程施工技術(shù)難題，施工前組織各相關(guān)參建單位開展了超大噸位鋼絞線斜拉索制造與施工關(guān)鍵技術(shù)研究、空間曲面索塔施工關(guān)鍵技術(shù)研究、大斷面板桁構(gòu)造鋼橋栓焊施工工藝研究、單索面索輔梁公軌兩用斜拉橋鋼梁架設(shè)及施工操縱技術(shù)研究等科研課題，以加強(qiáng)技術(shù)儲(chǔ)蓄和總結(jié)工程施工閱歷。

兩江大橋施工過程中，針對(duì)橋梁施工關(guān)鍵技術(shù)，采取了如下操縱措施。

1）兩江大橋索塔為單箱多室布局，外觀為圓潤(rùn)的全曲面天梭狀造型，橄欖葉型內(nèi)輪廓線條，凹槽、倒角外形繁雜，尺寸變化強(qiáng)烈，沒有任何一段為等截面，混凝土外觀要求達(dá)成清水混凝土標(biāo)準(zhǔn)，施工中曲線線型操縱是一大難點(diǎn)。為此，特意組織了技術(shù)攻關(guān)，開展了空間曲面索塔施工關(guān)鍵技術(shù)研究，制定了細(xì)致施工方案，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為手段，將塔柱從下至上根據(jù)布局上的曲率變化特點(diǎn)，分成4個(gè)區(qū)域舉行模板設(shè)計(jì)。索塔除第1、2節(jié)段采用支架施工外，其余節(jié)段均采用液壓爬模系統(tǒng)施工，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段施工高度為4.5m。為了確保橋塔混凝土曲面線形外觀質(zhì)量，經(jīng)反復(fù)對(duì)比，模板最終采用木質(zhì)面板，大面模板可周轉(zhuǎn)使用，節(jié)段間模板周轉(zhuǎn)時(shí)根據(jù)布局尺寸舉行微調(diào)處理，通過工藝處理后的空間曲面模板完備實(shí)現(xiàn)了橋塔線形[1]。索塔曲面模板及索塔施工方式如圖6和圖7所示。

2）橋塔拉索錨固區(qū)采用開敞式鋼錨箱，通過剪力釘與索塔連接。鋼錨箱作為重要的傳力構(gòu)件，加工及安裝精度要求高。鋼錨箱在工廠內(nèi)分節(jié)段制造并試拼裝完畢，舉行了節(jié)段油漆涂裝防護(hù)處理后，用船運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)。錨箱節(jié)段采用400tm塔吊吊裝。綜合考慮日照、溫差及風(fēng)力等影響，采用高精度測(cè)量?jī)x器舉行三維監(jiān)控，確保了錨箱的安裝精度[2]。

3）主橋上部布局采用具有抗彎剪橫梁的板桁構(gòu)造栓焊結(jié)合鋼桁梁，橋面板與主桁共同參與布局受力，構(gòu)件加工制造及安裝精度要求高。鋼桁梁加工制作單位針對(duì)整體節(jié)點(diǎn)桿件連接繁雜、板件厚度大、焊縫密集、插入式連接形式以及主桁構(gòu)件孔群精度操縱等技術(shù)難題，開展了各項(xiàng)工藝研究，采取了以下操縱措施[3-4]。（1）通過分析各類桿件的焊接變形規(guī)律，跟蹤測(cè)量，實(shí)時(shí)修正，采用合理的焊接方法，在專用臺(tái)架上焊接，實(shí)現(xiàn)了整體節(jié)點(diǎn)焊接變形操縱。（2）以后孔法工藝為主，先孔法工藝為輔，設(shè)計(jì)了高精度的細(xì)致劃線工藝、細(xì)致制孔工藝和高精度的制孔工藝裝備，包括鉆孔樣板機(jī)臺(tái)架等，確保了整體節(jié)點(diǎn)制孔精度。（3）根據(jù)焊接接頭形式，分類舉行焊接工藝試驗(yàn)，確定焊接方法、焊接設(shè)備、焊接材料、工藝參數(shù)、焊接依次、坡口形式及焊接變形操縱措施，保證對(duì)接焊縫和溶透焊縫的焊接質(zhì)量。（4）采用分步單元組裝工藝，分步驟操縱幾何精度和焊接變形，采用胎架定位組裝，操縱橋面板的組焊質(zhì)量和精度。（5）采取廠內(nèi)平面碾轉(zhuǎn)法試裝鋼梁桿件，以檢驗(yàn)制造工藝的合理性、工裝設(shè)備的適合性和制造精度的切實(shí)性。主桁試裝和橋面系預(yù)拼裝如圖8、圖9所示。

4）鋼桁梁安裝施工分為3個(gè)片面，即索塔區(qū)節(jié)間安裝、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)間懸臂安裝、合龍節(jié)間安裝。鋼桁梁安裝施工實(shí)景如圖10、圖11所示。索塔區(qū)節(jié)間在承臺(tái)頂搭設(shè)扇形墩旁托架，東水門長(zhǎng)江大橋1號(hào)墩采用2000tm塔吊直接安裝，東水門長(zhǎng)江大橋2號(hào)墩及千廝門嘉陵江大橋索塔均采用WD120桅桿起重機(jī)起吊，合作縱向滑移安裝到位。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)間采用2臺(tái)80t全回轉(zhuǎn)橋面吊機(jī)從索塔區(qū)節(jié)間向中跨和邊跨對(duì)稱懸臂安裝[5-6]。為了確保鋼梁安裝的線形操縱精度，鋼梁安裝過程中加強(qiáng)了設(shè)計(jì)、施工監(jiān)控與施工安裝的協(xié)調(diào)合作，提前分析了安裝線形影響因素并制定了調(diào)整預(yù)案，確保安裝過程精度操縱。鋼梁合龍前，根據(jù)鋼梁安裝線形現(xiàn)狀及外界溫度等條件，舉行了敏感性分析，以精確確定合龍桿件長(zhǎng)度、合龍順序和糾偏預(yù)案[7-8]。

5）兩江大橋主橋斜拉索為單索面稀索體系，單根拉索為139股φ15.2mm平行鍍鋅鋼絞線。成橋最大索力每根達(dá)14500kN，為目前斜拉橋索力世界之最。由于斜拉索索力巨大，因此對(duì)斜拉索的錨固穩(wěn)當(dāng)性、原材料質(zhì)量以及施工難度均比國(guó)內(nèi)同類工程有更高的要求。針對(duì)此技術(shù)難題，采取了以下操縱措施[9-10]。（1）為了指導(dǎo)如此超常規(guī)索布局的安裝、張拉施工，斜拉索制作安裝單位在工廠內(nèi)特意建立了1座縮尺的實(shí)體橋塔，完成2根139股鋼絞線斜拉索的掛設(shè)和張拉調(diào)索施工試驗(yàn)，完全模擬現(xiàn)場(chǎng)拉索施工全過程，獲取了相關(guān)的施工技術(shù)和工藝參數(shù)。（2）139根鋼絞線采用單根穿束、單根張拉錨固、整體調(diào)索工藝。單根張拉以索力操縱為主，整體調(diào)索以拔出量操縱為主。拉索鋼絞線單根張拉過程中，采用高精度傳感器適時(shí)跟蹤已安裝絞線索力變化，利用等值法操縱后續(xù)絞線的張拉錨固索力，以操縱各絞線間的索力平勻性。斜拉索單根張拉工藝如圖12所示。

3施工質(zhì)量總體管控效果兩江大橋施工過程中，為了加強(qiáng)對(duì)工程成品和半成品的質(zhì)量管控和檢驗(yàn)，監(jiān)理單位在施工單位自檢根基上對(duì)鋼布局工程按抽檢率不低于20%舉行了平行檢測(cè)，其他工程平行檢測(cè)抽檢率不低于15%；

第3方檢測(cè)單位對(duì)鋼布局按頻率5%舉行了第3方無(wú)損檢測(cè)，對(duì)高強(qiáng)螺栓、混凝土等各項(xiàng)指標(biāo)按頻率5%舉行了第3方檢測(cè)；

科研單位對(duì)73孔鋼絞線舉行了疲乏、靜載和周期試驗(yàn)，對(duì)139孔鋼絞線舉行了疲乏試驗(yàn)；

科研單位對(duì)施工階段舉行了全過程跟蹤監(jiān)控和最終成橋荷載試驗(yàn)。

各項(xiàng)檢測(cè)試驗(yàn)和測(cè)試結(jié)果說(shuō)明：兩江大橋工程實(shí)體各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均得志設(shè)計(jì)、模范和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求；

塔柱混凝土應(yīng)力、鋼桁梁桿件應(yīng)力水平與理論值吻合，受力安好；

索塔鋼錨箱應(yīng)力水平較低，有較大的安好儲(chǔ)蓄。以重慶東水門長(zhǎng)江大橋?yàn)槔?，鋼梁最大軸線偏差為15mm，最大線形誤差為23mm，鋼梁總體線形均在模范允許范圍內(nèi)，預(yù)拱度值合理；

全部索力誤差均小于5%，得志模范要求。重慶東水門長(zhǎng)江大橋鋼梁成橋軸線偏差及線形誤差如圖13、圖14所示。

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