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跨路桥梁门洞施工的质量控制和技术优化,发布单位：xx 小组名称：xxqc小组 发 布 人：xx,一、课题介绍,随着城市道路的发展，城市桥梁正在向立体化和现代化的趋势发展，跨路桥梁的施工难度和施工范围也在逐渐增加，所以跨路桥梁的门洞支撑体系的质量要求也在日益增加，也将会成为城市桥梁建设的重点和难点。 城市道路桥梁的跨路施工怎么样才能在满足质量要求的前提下，在技术上进行优化，并创造更大的利润，而且能够达到工期的要求，这就要求了一个项目技术上面的优化和管理模式，所以，跨路桥梁门洞施工的质量控制及其今后发展被广泛的重视和研究。,二、工程概况,本工程是由我公司xx工程，其北接塘承高速公路，向南接规划穿港公路，是滨海新区骨架路网的组成部分；是东西向集疏港通道的重要联系道路。,我项目部工程主线上跨津塘公路，为双向八车道标准。桥梁长度445m，桥梁面积14685m2。桥梁上跨津塘公路，跨越位置采用主跨为48m的预应力混凝土连续箱梁，两中墩采用斜桥布置，斜交角度75度，保证墩柱与津塘公路平行。跨路门洞施工位于道路中间的桥跨采用钢管支撑上面搭设工字钢作为跨路箱梁的支撑体系。,三、小组简介,四、选定课题及理由,理由二 桥梁跨越津塘公路，与其斜交75，津塘公路是滨海新区至天津的重要交通要道，车流量大（8000辆/小时）且大多为大型货车，施工现场周边为居民区，施工时间及施工技术要求高。,跨路桥梁门洞施工的质量控制和技术优化,综上所述，我们选定课题为：,五、现状调查,目前，国内外对于桥梁工程跨路门洞施工方面的技术方案已经比较完善，但本工程门洞施工较以往的工程有其明显的地域特点及工程技术特点。 小组成立后，根据该工程独有的工程特点我们在技术上考虑，并收集了相关参数据，总结了该项目中针对于跨路桥梁门洞施工中质量控制的有关技术优化信息共计222条，并且绘制成调查表。,制表人：崔士勇 日期：2010年10月,从排列图中我们可以看出，桥梁体系稳定和桥梁净空要求是跨我们施工主要解决的问题,六、设定目标 门洞支撑体系质量和稳定性100%合格。 跨路部分箱梁梁底高程精度控制在2mm。,七、原因分析,桥梁体系的稳定性,人员,测量,测量方法不适宜,材料,岗前培训不及时,测量人员缺乏经验,施工工艺,施工工艺不得当,环境,交通环境恶劣,周围来往车辆过多,现场质量控制不严格,施工工艺没有得到优化,材料管理制度不完善,进场检查不严格,七、原因分析,桥梁梁底高程精度,人员,测量,监控测量不完善,材料,管理水平不一,测量频率过低,施工工艺,预压方法选择不当,环境,交通环境恶劣,过往车辆扰动,技术水平不平均,预压荷载过低,材料质量不符合施工要求,材料刚度不足,确认要因,确认要因,八、对策实施,门洞位置箱梁截面尺寸图 因为箱室大于翼板自重，检算时采用箱室部位荷载。 每延米箱梁箱室底部（含斜腹板）在门洞范围内的投影面积为： 10.431=10.43 箱梁自重： （26.32-5.6-5.5-5.5）2.5482=2332.8（t） 则箱梁底板每平方米荷载为： 9.7225/10.43=23.3kn/m2。 施工荷载：底模系统、施工机具、施工人员、砼振捣、倾倒冲击荷载取自重1.3的系数。单位面积计算荷载为：23.31.3=30.29kn/m2。 由于本段箱梁自重3000多吨，再加之每m2单位面积荷载为30.29kn/m2，故经过我小组讨论，采取如下施工工艺；,九、对策实施,实施一、制定方案,门洞在津塘公路中央分隔带两侧分别设有2条机动车道和1条非机动车道，机动车道净宽4.5m，津塘公路北侧非机动车道净宽2.7m，津塘公路南侧非机动车道净宽3.59m，门洞限高4.5m。,首先进行了分析和研究，采用宽100cm*高50cm*36m的c20混凝土条基来提高支撑体系的稳定性，及增加体系的防撞性能。,采用钢管（600mm，=12）作为主体支撑结构，它的优点是其稳定性强，不易被来往车辆所破坏，且占地面积小，施工周期短，对交通的要求相对较低。由于本工程的施工工期紧，且环境特殊，支撑体系的稳定性和交通的压力比较大，所以我们采用了钢管支撑来代替支架作为主体结构的支撑，来保证支撑体系的稳定和交通的顺畅。,横桥向采用水平双拼36b工字钢。顺桥向采用36b工字钢作为横梁，等间距0.5m铺设。除受箱梁自重以及底模系统、施工机具、施工人员、砼振捣、倾倒冲击荷载.对其受力我们进行了计算和分析。,横梁铺15cm10cm方木，方木上层为8cm8cm方木，上层为18mm厚木胶板,纵向工字钢截面抗弯强度验算（取跨度最大） 6.18m间距50cm边跨i36b工字钢截面抗弯强度验算 i36b工字钢除受箱梁自重以及底模系统、施工机具、施工人员、砼振捣、倾倒冲击荷载. 则i36b工字钢所承受的单位面积计算荷载为：23.31.3=30.29kn/m2 i36b所承受的最大弯矩： =(30.290.5(6.18/sin75)2)/8=93.0knm 面板的截面系数： w=877.610-6m3 应力：=93.0x103/877.610-6=106.1n/mm2=205n/mm2 故满足要求 其中：q235钢材抗弯强度设计值，取205 n/mm2 挠度验算： ix=16574cm4 v=5ql4/384eix=530.290.5(6180/sin75)4/3842.0610516574104 =9.68mm(l/600=6398/600=10.7mm),以下是针对于钢管支撑的计算过程：,受力图,横向双拼工字钢截面抗弯强度验算（取跨度最大） i36b双拼工字钢截面抗弯强度验算：(6.18m跨) i36b所承受的最大弯矩： p=30.290.5(6.18/sin75)/2=48.5kn 挠度验算： ix=16574cm4 e=2.06105 wmax=p(0.2(32.42-40.22) +0.7(32.42-40.72)+1.2(32.42-41.22)+1.7(32.42-41.72) +2.2(32.42-42.22)109/482.06105216574104 =0.49mm(l/600=2400/600=4mm) 600mm，=12钢管截面抗压强度验算： 600mm，=12钢管受箱梁自重以及底模系统、施工机具、施工人员、砼振捣、倾倒冲击荷载、以及i36b工字钢横梁及纵梁的自重。 则600mm，=12钢管所承受的总的竖向压力为： n max =22.1414+（59.9 kg/m108.12+2.4259.9 kg/m10）/1000=317.7kn 钢管的截面面积为：0.0221 m2 应力：=317.7x103/0.0221=14.37n/mm2 =205 n/mm2 故钢管柱满足抗压要求。,受力图,针对于方案的可行性，我项目邀请专家对方案进行审核和修改，最终确定了支撑体系及跨津塘公路门洞施工方案，并上报上级单位审核批准。,为了使工字钢能够稳定受力，提高支撑体系整体的刚度，我们采用楔形钢对工字钢板进行固定，主要考虑到体系稳定的要求，从整体的施工角度来看，还是必不可少的。,细部做法一、工字钢进行钢楔块加固,实施二、门洞支撑体系技术优化,细部做法二、钢管支撑间利用角钢进行固定,钢管柱采用600mm，=12钢管，等间距2.4m（中心间距）布置；钢管之间采用角钢作为斜撑将钢管焊接成整体，来提高支撑体系的稳定性，确保施工安全。 我们对角钢的焊接做了技术优化，用废钢筋进行帮条焊，这样就节省了角钢的损耗成本，用完的角钢可以继续再利用。,细部做法三： 基础钢板省材,由于施工需要，支撑体系的钢管支撑下为高50cm、宽100cm长36m的混凝土基础。 经过我们qc小组讨论，打算用一种方式将原定的钢板代替，并且能够达到支撑体系的稳定要求。经过计算和试验，最终找到了代替钢板的方法：用3层钢筋箍将螺栓稳定。,支撑体系基础内部构造图,这样的施工工艺依旧能够达到支撑体系的稳定效果，并且节省工程施工成本。 传统做法是预埋螺栓并在钢管底座处预埋16mm的钢板，并且为90cm*90cm的。那么需要钢板160块，总造价为0.9*0.9*125*160*5600=9.1万元 我们代替钢板，用3层钢筋箍将螺栓稳定，这一技术上的优化直接节省了将近7万元的成本。,细部做法四： 钢管布置、工字钢长度的合理搭配,在研究钢管的布置和工字钢摆放以怎么样的方式才能够得到优化，能够节省更多的材料时，我们进行了研究和计算。 从整体的支撑体系作为研究的中心，用600mm，=12钢管作为支撑主体，横向间距为2.4m，顺桥向工字钢由12m+10m+12m+12m摆放，支撑体系顺桥向工字钢密度为0.5m，所以这种方案门洞支撑体系共用工字钢3312m，并与其他主体支架相连。,经过计算，这种布置是符合支撑体系的受力要求的，并且这种方案比以往的施工方案少用了450m共10t的i36b工字钢，直接减少了工字钢的租赁费（450m*0.55m/天*60天=14850元）、运输费（2000元）及存放费用（500元），共计约合1.8万元。,1.在胡家园十字路口和远洋城十字路口安设了单向限高架，对超高和超宽的车辆进行阻拦，以保证桥梁安全。 2.在进入桥梁施工区50米范围内加设减速带。 3.在顺桥方向桥梁主体支撑两侧外1米处加设两排i36b工字钢，防止违规车辆撞毁桥梁主体结构,实施三、技术优化的安全保障,为了确保方案中的支撑体系的正常施工，我们在公路两侧设置各种警示标志，保证车辆的正常通行，用来保护支撑体系，具体做法如下:,4、在距离桥10m的位置设置简易单向限高架，为保证桥梁及施工人员的安全。 5. 在道路变窄和变宽的部位设置交通警示墩。,通过我qc小组这一措施，预防了门洞支撑体系的破坏，并从根本上保证了箱梁的施工质量。,实施四、梁底高程精度控制,细部做法一：对支撑体系进行预压。 为了检验钢管支撑及地基的强度及稳定性，消除砼施工前支撑的非弹性变形（消除整个地基的沉降变形及支撑各接触部位的变形）。检验支撑的受力情况和弹性变形情况，测量出支撑的弹性变形，在支撑及底模铺设完毕后，进行等载预压。具体做法如下： 采用砂袋按各部分设计荷载进行预压，预压前一定要仔细检查支撑体系各部分是否连接牢固可靠，同时做好观测记录，预压时各点压重要均匀对称，防止出现反常情况。采用汽车吊吊重，将箱梁混凝土重量作为预压荷载，预压时要求荷载位置与箱梁自重荷载分布一致,并按箱梁自重等荷载进行一次预压，并设观测点进行观测。,预压采用的沙袋,细部做法二：增加测量观测点布设密度及观测频率。 在跨中选取9个点作为观测沉降的标准点。测量时选用足够的预测点，以保证测量数据的准确性。预压前在台墩之间的钢管支撑上及相应模板底部布设9组观测点，每组5个点，距墩或台2m处布设一组，1/4跨径及1/2跨径布设2组。 预压时逐日对其进行沉降观测，做好记录，预压时首日每隔4h进行一次沉降观测，直至最后的平均沉降值3mm并满足24小时以上时方可卸载。荷载的持荷时间应不少于1昼夜，如此一方面收集支撑、地基的变形数据，另一方面可减少或消除支架的构造变形，以保证浇出的梁身不发生过大的挠度变形和开裂。 预压时主要观测的数据有：钢管支撑底座沉降地基沉降；顶板沉降支架沉降；卸载后顶板可恢复量以及支架的测位移量和垂直度。沉降稳定卸载后算出地面沉降、支架的弹性和非弹性变形数值。根据各点对应的弹性变形数值及设计预拱度调整模板的高程。,十、效果检查,效果一 通过我们对于于在公路上设置减速带，警示牌等限速提醒设施，加设临时限高架和防撞墩等预防事故的设施，社会反响优良，道路通行情况优良，达到了预期的效果。,效果二 通过对跨路门洞施工支撑体系的技术上的优化，门洞施工期间分别在箱梁底部上布置9个观测点以观测支撑体系的沉降和位移。从最后箱梁梁底高程检测数据可以看出九个点最大误差为2mm，满足规范和设计要求。 箱梁梁底高程测量结果：,门洞施工期间分别在箱梁底部上布置9个观测点以观测支撑体系的沉降和位移。从最后箱梁梁底高程检测数据可以看出九个点最大误差为2mm，满足规范和设计要求,效果三 （1）少用了450m共10t的i36b工字钢，直接减少了工字钢的租赁费（ 450m*0.55m/天*60天=14850元）、运输费（2000元）及存放费用（500元），共计约合1.8万元 （2）经过我们技术优化的基础结构，要比预埋螺栓并在钢管底座处预埋16mm的钢板的做法，节省钢板160块，总造价为0.9*0.9*125*160*5600=9.1万元 通过本次小组活动，我们深入的细化了各工序门洞支撑体系的施工工艺和准备工作方法，对比了之前的施工经验，从中我们明显发现支撑体系的稳定性得到了大幅提升，并且节省成本约合11万元，这对一个工期相对较紧及施工环境特殊的工程项目来说具有很重大的影响，对我们日后的施工技术优化起到了积极的作用。,跨路门洞施工支撑体系的技术优化应用到西中环工程上，总结了一套适用于跨路桥梁工程的具体方案，既提高了支撑体系的稳定性能，保证了质量要求，又降低了成本，降耗达到了10万超过预期目标，取得了较好的经济效益，得以证明施工中在技术上面的优化是非常值得研究和讨论的。,十一、巩固措施,我们将此次课题活动的内容补充到作业指导书中，使跨公路工程的作业标准更加完善，以便指导今后工作。,通过组织qc活动，完善质量管理体系。学会了运动pdca循环来解决问题。 加强施工技术优化的意识，提高人员的素质，完善质量管理体系。进一步加强了管理人员的技术水平，并通过施工积累经验，并将经验运用到施工中，不