【象山两线项目现场施工总结】象山国际

【象山两线项目现场施工总结】象山国际 *沿*线和象西线 桥隧坡一体化动态监测项目 现 场 施 工 总 结 *良和路桥科技有限公司 工程管理部 二0一五年一月 1、项目实施背景 自20世纪50年代以来，桥梁健康监测的重要性就逐渐被认识，但受检测、监测手段比较落后的限制，在应用上一直未得到推广和重视。近年来随着大跨径桥梁的轻柔化及形式与功能的复杂化，这项技术成为国内外学术界、工程界的研究热点。许多国家都在一些已建和在建的大跨桥梁上进行了有益的尝试：丹麦曾对总长1726m的Faroe跨海斜拉桥进行施工阶段及通车首年的监测，另外，他们在主跨1624m的GreatBeltEast悬索桥上也开始了相关的尝试；泰国与韩国目前也已开始在重要桥梁上安装永久性的实时结构整体与安全性报警设备；香港的青马大桥、内地的虎门大桥、徐浦大桥、*大桥等在施工阶段也已开始传感器的安装，以备将来运营期间的实时监测。这种技术的成功开发与应用将起到确保桥梁安全运营、延长桥梁使用寿命的作用。同时通过早期桥梁病害的发现能大大节约桥梁的维修费用，可以避免最终频繁大修关闭交通所引起的重大损失。 光纤光栅传感器的特点特别适合于建筑、桥梁、大坝、公路、隧道等大型建筑物应变、温度、振动等多参量的实时监测。光纤光栅传感器是目前国际上新一代光纤传感器，具有本质防爆、抗强电磁干扰、防雷击、高精度、重量轻、体积小，能方便地使用波分复用技术在一根光纤中串接多个光纤光栅分布式测量等优点。 2、工程概况 由我公司负责施工的*沿*线和象西线桥隧坡一体化动态监测项目主要覆盖*县沿*线和象西线两条交通要道。沿*线是*南部地区石浦等6个乡镇通往县城和县外的重要通道。象西线(38省道，*到*)于2009年建成投入使用，是当时*县投资最大的交通项目、县内第一条外接*道。以上两条交通要道车流量大，重位车辆多，交通状况复杂，沿线部分桥梁、隧道存在不同程度的损害，长期发展可能存在安全隐患。针对以上情况，由*良和路桥科技有限公司提议，经过*县交通局、*县公路管理段领导部门批准和支持，共同促成了*两线桥隧坡一体化动态监测项目的实施。 经过相关专家组的讨论和现场实地调研，本项目最终选定了16座桥梁，2座隧道和1处高边坡为监测对象。其中9座桥梁和2座隧道分布于沿*线，其余7座桥梁和一处高边坡分布于象西线。具体桥梁、隧道、高边坡的分布和名称如下： 沿*线：胡家溪一桥、胡家溪二桥、北山隧道、东陈一桥、东陈二桥、旦门隧道、旦门盐场桥、大旗头桥、大金山水库桥、蒋湾桥和下洋墩大桥。 象西线：大溪蒋桥、塔岭边坡、莲花三桥、西周二桥、下沈二桥、杭头一桥、杭头二桥和牌头桥。 3、项目组织机构 项目经理 行政副总 两线项目 电力负责人 象西线 现场负责人 沿*线 现场负责人 电力施工班组 土建施工班组 监测系统安装队伍 土建施工班组 监测系统安装队伍 施工总负责 技术顾问 组织机构框图 项目主要管理人员 姓名 职称 学历 职务 曾信苗 本科 行政副总 张胜卓 硕士 项目经理 刘胜春 教授 博士 技术顾问 谢官模 教授 博士 技术顾问 刘训球 硕士 施工总负责 吴孝清 硕士 技术指导 张龙 硕士 技术指导 张成 硕士 技术指导 倪元军 助工 本科 沿*线 现场负责人 洪欢欢 助工 本科 象西线 现场负责人 白锡定 大专 两线项目 电力负责人 本项目为*县首个应用光纤光栅传感器对结构物进行实施监测的较大型示范项目，我公司对此非常重视，投入了大量专业高科技人才和配套设备，并且自行筹资260余万元作为该项目的实施经费。 4、管理方案 光纤光栅传感器行业为新兴高科技行业，目前国家在政策上都给予鼓励和支持。但由于关键技术基本都掌握在少数专业性人才手中，普及性不强，直至目前为止，国家针对该类监测项目的实施以及验收并未出台相关法律法规和行业标准。这给项目实施和验收阶段的目标控制带来了一些困难。 针对两线项目的特殊性，项目组采用以项目经理为主，形成两个施工管理班组对两条线路进行平行施工，同时由多名专业技术顾问和技术指导组成的智囊团在项目实施的各个阶段给予技术上的大力支持的项目管理方案以达到对两线项目的目标控制。 5、施工方案 两线项目包含多种桥梁、隧道、高边坡结构形式，监测系统由光纤光栅传感器、单芯光缆（多芯光缆）、基站等组成。为了防止光缆裸露进而遭到破坏，同时起到美观作用，项目组对所有系统用光缆都采用直径32mm的PVC空心管材保护并固定。项目组根据每座桥梁、隧道以及边坡的结构形式以及相应的施工环境制定了不同的施工方案。 A、沿*线： 1、胡家溪一桥和胡家溪二桥为小型钢筋混凝土简支空心板梁桥，桥梁总长度30米，桥下为河流，水深约1.5米，且河床淤泥较深，水面至梁板底面（光纤光栅传感器安装面）净空约1.4米，施工难度较大。 施工时，采用组装式装修用脚手架（高1.7m）整排覆盖传感器安装断面进行施工。基站设于胡家溪二桥桥头处，该基站内集成了胡家溪一桥、胡家溪二桥以及北山隧道的系统硬件和设备。 2、东陈一桥和东陈二桥为小型钢筋混凝土简支空心板梁桥，桥梁总长度30米，桥下为小河，水深约0.6米，河床淤泥较少，水面到梁板底面净空约3米，施工难度一般。 施工时，采用组装式装修用脚手架（高1.7m）整排覆盖传感器安装断面进行施工。基站设于东陈二桥桥头处，该基站内集成了东陈一桥和东陈二桥的系统硬件和设备。 3、旦门盐场桥为小型钢筋混凝土简支空心板梁桥，桥梁总长度20米，因地处海边排涝站口，受海水涨、退潮影响，该桥下水深不定，水面到梁板底面净空也不定，这给传感器安装施工带来了相当大的困难。 后经现场实地勘察，项目组决定其中半幅桥梁仍通过搭设整排脚手架并侧面辅以脚手架轮换平台来进行施工。受潮水影响，施工人员只得乘潮水退去时进行脚手架工作平台的搭设工作。另外半幅桥梁因现场水深变化大，涨、退潮时河流流速快，河床地质较复杂，项目组采用搭设水上漂浮式活动作业平台进行传感器安装施工，以后简称“浮筒”。因浮筒作业并没有实际着力点，对施工人员水性要求较大，后经研究，项目组通过搭建一根横跨桥下传感器安装断面的固定绳索以便浮筒作业时的位置固定或者移动。 4、大旗头桥全长80米，为中型简支空心板梁桥，桥下为河流。丹城端水深约1.6米，水面到梁板底面净空约1.4米，河床为淤泥和乱石，且底面不规整，搭设脚手架施工困难较大，遂利用浮筒进行施工。石浦端水深约1米，水面到梁板底面净空约0.5米，河床多为淤泥。受净空高度影响，浮筒无法施工，只得通过搭建一米高的脚手架平台进行施工，且施工人员作业时只得采取蹲伏方式进行，施工难度较大。 5、大金山水库桥为20米简支空心板梁桥，桥下河流枯竭，河床裸露，且底面较平整，河床到梁板底面净空高约4.2米，采用搭建两层脚手架进行施工。因作业平台超过2米，在土建施工相关规范内已为登高作业，对施工人员的安全防护工作要求较高。 6、蒋湾桥（引河桥）为64米中型简支空心板梁桥，桥下为小河，靠近盖梁处水深约0.2米，中间位置水深约1.4米，水面至梁板底面净空约1.9米，河床多为淤泥。 根据现场情况，遂在靠近盖梁处的位移传感器安装采用搭建脚手架平台进行施工，中间位置的应变传感器安装及走线工作通过浮筒进行施工。 7、下洋墩大桥全长260米，靠近桥头处为简支空心板梁结构，跨中为简支T梁结构。根据设计，该桥传感器施工共牵涉到6跨，其中2跨位于桥头两侧的空心板梁处，其余4跨均在跨中T梁上。 桥头两侧空心板梁处的传感器施工较为便利，桥下实为陆地延生段，且地面较平整，遂搭建一层1.7米高的脚手架工作平台即可。 根据现场勘查，该桥下水域较为宽阔，常年起风，跨中位置水深无法测得，通过咨询，桥下水深已超过20米，水面至T梁底面净空约4.5米。经项目组研究决定，将4个浮筒固定成一个整体式作业平台，并在上面架设一副1.7米高的脚手架已完成跨中传感器安装作业。 考虑作业平台较大，施工工期较长，每天施工完成后将作业平台固定于跨中，次日施工人员通过橡皮艇登上作业平台继续施工，施工所需物资均由桥上人员通过提桶递交到桥下作业平台。 由于常年刮风，水面波浪较多，且有一定流速。施工时为固定作业平台，施工人员将5根绳索固定于桥面护栏上，一侧3根，另一侧2根，同时连接到作业平台两侧，以便作业平台的固定和移动。 因桥梁净空较高，桥侧光缆走线固定通过外挂式活动作业平台来完成，即两根直径22mm的钢筋制作成的弯钩和一块25cm宽的跳板组成的可拆卸式活动作业平台。 8、因沿*线日间车流量较大，北山隧道和旦门隧道的传感器安装作业只能安排在凌晨进行。通过与*隧道管理所的沟通和协调，由隧道所派遣专业隧道登高车辅以施工，同时由*县公路段派遣专员进行现场交通管制以确保施工安全。 B、象西线： 1、大溪蒋桥为简支空心板梁桥，桥长39米，净空约5.5米。上游为水库堤坝，桥底为硬石河床，除汛期外常年水位干枯，施工条件较便利。施工时通过搭设两层1.7米高的脚手架进行安装作业，并且需做好相应的高空作业防护措施。 2、莲花三桥为简支空心板梁桥，桥长52米，水深约2.5米，桥底净空约4米，河底有碎石及淤泥，水流平缓。为达到施工作业高度，只能通过在浮筒上搭建一层1.7米高的脚手架来进行施工。为了固定和移动作业平台，施工人员用4根毛竹船镐分叉于浮筒四个角落。 3、西周二桥为简支空心板梁桥，桥长39米，净空约3.5米。上游有堤坝，桥底为碎石河床，除汛期外常年水位干枯。下游设有排水闸门，夏季水位变化较大。 施工采用搭设整排脚手架的方式进行，因汛期水位较高，施工人员上下作业平台只能通过橡皮艇，其余时间均可步行至作业平台。 4、下沈二桥为简支空心板梁桥，桥长96米，水深约3米，净空约2米，上游有堤坝，水流平缓。由于水位较深，脚手架施工方案无法进行，遂通过在浮筒上搭设脚手架来完成作业任务，并布置了一根贯穿桥下作业断面的绳索以便作业平台的固定和移动。 5、杭头一桥为13米长简支空心板梁桥，桥下水深约1.5米，净空约1米，河床淤泥较厚，施工时采用搭设整排1米高脚手架存放施工物资，施工人员则穿下水裤立于水中进行安装作业。 6、杭头二桥为简支空心板梁桥，桥长13米，净空2米，上游为小涵洞出口，下游设有泄水闸门，桥底水位较浅但有极厚的淤泥层。因净空只有2米，搭设脚手架施工无法进行，施工人员只能穿下水裤进行安装作业。 7、牌头桥为简支空心板梁桥，桥长13米，净空3.5米。水位较浅，河底有少量淤泥及乱石。上游为小溪出口，设有截水堤，水流平缓。施工时采用搭建整排1.7米高的脚手架平台的方法进行安装作业。 8、塔岭边坡监测是通过安放3根15米长的测斜管来完成。项目组联系了专业的山体钻孔作业施工队进行前期的钻孔任务。塔岭边坡距离大溪蒋桥基站约300米，根据现场实地勘察，光缆走线通过外挂式钢绞线来完成。边坡施工时所需物资及设备均由人工搬运来完成。 以上即为*两线工程所有结构物现场施工情况，两线工程现场施工从2014年6月中旬开始，直到8月初已基本完成。由于光纤光栅传感器监测系统较复杂，除现场土建施工外还有系统硬件安装，软件集成以及后期的系统调试，在现场施工完成后，系统调试过程中出现了许多问题。 六、问题处理 在后期系统调试和修复过程中，主要碰到的问题可以归纳为9大类，具体情况分析和解决方案见下表： 序号 问题描述 原因分析 解决方法 1 应变传感器无数据变化或数据变化偏弱 没有进行预张拉，或预张拉不足 进行预张拉，张拉1.5nm以上 底座安装不牢固 更换膨胀螺栓或者更换底座 应变传感器损坏 更换应变传感器 2 应变传感器噪声偏大 应变传感器自身噪声偏大 更换应变传感器 温度传感器噪声大导致应变传感器早上偏大 更换温度传感器 3 应变传感器波形向下 系统参数配置错误 检查系统参数配置 传感器安装问题 更换膨胀螺栓或者更换底座 传感器损坏 更换传感器 4 温度传感器波形剧烈跳动（0至某一固定值） 信号损耗过大 检查光缆是否有弯折，让光缆走线尽量平顺，减小损耗 5 系统中应变传感器无荷载时应变值不为零 传感器的波长有漂移导致0点波长发生变化 在传感器监控系统中修改0点波长 桥梁结构存在裂缝 检查桥梁底板该传感器底座间是否有裂缝 6 某通道内传感器数量减少 串接线路熔点断裂 重新熔接 两个传感器波长接近，波长漂移导致光谱发生重叠 对其中一个传感器进行重新张拉 传感器损坏 更换传感器 7 传感器波形变化值过大 系统参数配置错误 检查系统参数配置 传感器安装问题 更换膨胀螺栓或者更换底座 8 两个或多个传感器波形完全一样 传感器数据配置错误 检查传感器配置，重新配置 9 整座桥传感器数据异常 传感器监控系统与良和系统对接错误 检查是否有传感器信号丢失，重新对接 七、施工成本核算 1、室外基站水泥基座施工费 项目 单价 数量 合计（元） 水泥 25元/包 4包 100 砂石 100 元 1份 100 模板 50 元 1份 50 人工费 225 元/人 2人 450 后期保养 100 元 1次 100 管道预埋 20 元 1次 20 运输费 30 元 1次 30 小计 12个基座 850*12 = 10200 2、挖沟、穿线费用 项