大跨径连续刚构桥梁施工中的监控措施分析探讨

来源:用户上传      作者: 廖东生

　　摘要:大跨径连续刚构桥梁由于结构荷载复杂,施工过程中的影响质量的因素较多,如何做好施工过程中的全过程监控措施,确保工程质量、进度和安全是广大工程监理人员不断探讨的重要课题。本文结合工程实例,从施工准备阶段、施工阶段和竣工验收阶段详细阐述了多跨、大跨径连续刚构箱形桥梁施工中的质量监控措施重点,以期对于同类桥梁施工质量、进度与安全的控制有较好的借鉴作用。
　　
　　关键词:连续刚构;箱梁;工程监理;悬臂浇筑;质量监控措施
　　
　　中图分类号:U448.23
　　文献标识码:B
　　文章编号:1008-0422(2010)08-0200-02
　　
　　1引言
　　连续刚构桥梁是主梁和墩台整体相连的桥梁,由于墩梁固接(刚性连接),具有跨越能力大、行车舒适、无需大型支座、便于悬臂施工等特点,特别适合于跨越深谷、大河、急流的桥梁。连续刚构桥一般采用分节段悬臂施工技术,为超静定结构形式,结构的最终形成需经历较长时间复杂的施工过程以及结构体系转换,同时还受混凝土材料的非均匀性、收缩徐变、温度变化、预应力损失等因素的影响,再加上施工单位的施工技术水平高低不同,造成桥梁施工过程的问题较多。如何有效地提高该类桥梁的施工质量、保证施工的安全及工程进度,是桥梁监理工作中特别需要关注的问题。
　　2工程概况
　　广西马梧高速公路浔江特大桥,桥梁全长1839m,梧州岸引桥为8×30+24×40m先简支后连续预应力砼T梁,苍梧岸引桥为6×30m先简支后连续预应力砼T梁。主桥为双方幅四跨预应力砼连续刚构,桥跨布置为80+2×145+80(m),见图1。单幅箱梁断面为单箱单室结构,三向预应力,箱梁顶横坡与路拱同坡,为2%,混凝土标号为C60,C50。箱梁顶宽1458cm,底宽700cm,支点处梁高中心高度800cm,底板厚100cm,跨中梁高320.5cm,底板厚36cm,刚构悬臂部分箱梁采用变截面,腹板厚度0号~11号节段采用80cm,12号~13号节段由80cm渐变至60cm,14号~22号节段采用60cm,边跨现浇23号段由60cm,边跨现浇23号段由60cm渐变至80cm。箱梁在薄壁墩顶及梁端均设置了横隔板。主墩顶处0、1#段采用支架现浇,边跨现浇段也采用支架现浇,合拢段采用吊架现浇,其余中边跨采用挂篮悬臂对称现浇。下部构造及基础:主跨墩采用双柱实体墩,双排钻孔灌注桩承台基础,墩梁固结。其他墩采用双柱式墩,钻孔灌注桩基础。墩采用C40混凝土,承台及灌注桩基础为C40混凝土。下面重点对本工程施工中的质量监控措施进行分析探讨。
　　
　　3施工准备阶段的监控措施
　　3.1依据监理合同和监理大纲,编制监理规划,明确监理工作范围、内容、目标和依据,规定监理工作程序和方法,作为整个监理工作的依据。
　　3.2熟悉施工设计文件,认真审查施工图设计文件并签署审查意见。
　　3.3对大桥的导线及水准控制网进行复测,审批施工方上报的导线点联测成果;对桥位坐标进行检核测量。注意要求测量的控制点采用永久性的控制点,以满足各个阶段的监测要求。
　　3.4会同施工方对进场的砂、石料源进行考察,对C60、C50、C40混凝土配合比标准试验进行审查并通过平行试验后予以认可。特别是对于C60混凝土,必须从材料、配合比上严格把关。
　　3.5检查施工方的质保体系、进场设备、施工环境、安全设施后,会同业主召开第一次工地例会。
　　3.6审查施工方上报的施工方案及开工报告,并签署审查意见。特别是对于钻孔灌注桩施工、承台大体积混凝土施工、主梁悬臂法施工及测量监控等施工方案要仔细校对、对不满足设计要求的监督施工单位进行改进。
　　
　　4连续刚构桥梁施工中的质量监控措施要点
　　4.1编制监理实施细则
　　驻地高监组织专业监理工程师,根据监理规划的要求,针对主要分部工程编制监理实施细则,明确每一分部工程的质量控制点及其控制内容、方法、手段、措施及质量控制流程。以此作为监理实施的依据,要求全体监理人员熟悉并严格执行。
　　在选择监理人员方面,桥梁专业工程师、测量专业工程师要求具有一定的桥梁施工经验、最好有连续刚构桥的施工经验,并且有强烈的事业心和责任感。
　　4.2严格审核、审查制度
　　认真审查施工方提交的施工组织设计和施工方案,对其保证质量的可靠性、合理性和安全性进行必要的审核,专业工程师可以以自己的经验为施工单位提出一些合理化建议以改进、完善施工方案。
　　4.3钻孔桩施工质量监控要点
　　对于钻孔灌注桩施工监理,主要是检测控制好成孔后的孔底标高、 孔径、孔位和沉淀层厚度,只有确认满足设计要求值后才能灌注混凝土。有关的钻孔灌注桩的质量控制在桥梁监理方面的文献介绍较多,此处不再赘述。这里重点说明的是连续刚构桥是主梁和墩台整体相连的,对基础及下部结构的沉降十分敏感,如果基础出现过大的不均匀沉降,会产生应力的重新分布,危及桥梁的正常使用。因此,如果桩位的地层或岩质有变化时,桩底标高要进行适当调整,必要时可作施工补钻,提请设计单位变更设计。桩底标高的调整必须经设计单位、监理工程师统一认可后确定。
　　4.4承台大体积混凝土施工监控措施
　　该桥主墩承台设计为4.0m(高)×9.5m×8.5m,混凝土体积达到323m3,为大体积混凝土。由于截面尺寸较大,在混凝土硬化期间水泥水化过程中所释放的水化热所产生的温度变化和混凝土收缩,以及受基础的约束条件的共同作用,产生的温度应力和收缩应力,当应力超过混凝土同龄期的抗拉强度时,就会产生裂缝,对混凝土结构产生不同程度的危害。因此,监理人员必须要求施工单位采取相应的及时措施妥善处理温度差值,合理解决温度应力并控制裂缝开展。
　　为了保证施工质量,一定要求施工单位按设计进行施工,注重加强现场旁站,监督施工单位做好降低温差的细节工作。承台大体积混凝土施工控制主要是监督施工方采取以下降低温差措施:
　　①为了降低水化热,要求选用低水化热水泥,配合比实验要求选用水泥用量较少,粒径相对较大的碎石,骨料在拌和前应洒水降温;
　　②采用分二层浇筑混凝土,每浇筑一层要求间歇在一周以上再浇筑第二层;浇筑混凝土时监理应该严格进行旁站,监督施工方按技术规范要求进行;
　　③在设置冷却管时,安装要注意管道畅通、接头可靠不漏水,监督施工方按设计要求控制好进出水流及冷却水温度,监理要定期进行温度抽检。
　　4.5主桥箱梁悬臂施工监理质量控制
　　本工程设计主梁为单箱单室箱形截面,混凝土为C60,采用悬臂施工方法。小型构件及模板采用安装在承台上的塔吊吊运,混凝土采用泵送混凝土,悬臂浇筑施工工艺流程图见图2。主桥箱梁悬臂施工过程中的监控是连续刚构桥梁施工的重点,其监控要点如下:
　　1)监督施工单位严格按设计要求进行施工,根据设计文件要求审核施工方案,施工方案与设计建议的施工方案不相符时,一定要要求施工方对方案进行可靠性分析,经监理、设计单位同意后才行实施。如按设计要求,主梁的“T构”的0号梁段混凝土在墩顶立模浇筑,1号~9号梁挂篮悬臂对称浇筑施工。施工时施工方提出0号及1号梁段混凝土在墩顶立模浇筑(见图3),以适应挂篮的起步长度要求,在征得设计单位同意后,监理批准了施工单位的施工方案。
　　2)对挂篮、0~1号梁段支架结构均要求施工方提交对强度、刚度、局部及整体稳定性计算资料,对安全系数不够的部分要求进行整改。在进行悬臂块件浇筑时混凝土必须要求从悬臂端往己浇块件方向浇筑,并应随时调整标高,保证挂篮端部与己浇筑块件端部高差不变,避免新旧混凝土接缝面出现裂缝。桥相邻梁段两次浇筑的龄期差在任何情况下均不得大于25d,也不得小于24h。

　　3)根据设计,0号段可采用二次浇筑,为保证墩身与箱梁整体性,墩身应预留2m~3m高,箱梁段底板一起浇筑。在进行砼浇筑时,底板与腹板连接处混凝土应振捣密实,不能漏浆,以免影混凝土质量和外观。
　　4)为了保证箱梁混凝土的质量和强度,监理应监督施工单位在浇筑新梁段混凝土之前应将旧混凝土面凿毛洁净,以保证新旧混凝土的整体性,并注意混凝土的养生。
　　5)严格控制各梁段断面尺寸。监理要及时对梁高、梁宽、桥面宽度进行抽检,其误差应满足施工规范要求,细部尺寸误差不得大于该细部尺寸的±l%。
　　6)在各个“T”悬臂施工阶段,监督工作内容和要求应符合箱梁施工程序。移动、拆除阶段,均要求保持对称、平衡施工。
　　7)严格要求施工单位控制拆模时间。为防止混凝土裂缝和棱角碰损,箱梁混凝土强度达到20MPa以后才能拆除非承重的侧模板,混凝土强度达到35MPa才能拆除其余模板和支架,混凝土强度达到45MPa时才能张拉预应力束。
　　4.6合拢段施工质量监控重点
　　对于边跨合拢段施工的质量控制,监理要要求施工方提交切实可行的施工方案并进行严格审查。施工时监理要在以下方面进行重点监控:
　　①严格控制合拢时间,要求选择气温接近计算合拢温度时安装合拢段的刚性连接件;
　　②施工时要严格监控加平衡重(等于合拢段自重和吊架自重)。选择较接近计算合拢温度下浇筑合拢段混凝土,且边浇筑合拢段混凝土边分级拆除平衡重,使其保持不变荷载下施工合拢段;
　　③严格按设计要求控制张拉各合拢段的预应力束。一般待合拢段混凝土强度达到90%时开始张拉各合拢段的底板束,张拉时按先长束后短束的顺序张拉以策安全。然后放松先期张拉的顶、底板束,重新张拉放松顶板、底板的钢束到设计吨位,并将管道压浆封锚。对于两中跨合拢段施工控制,监理过程基本与边跨合拢段相同。
　　4.7预应力钢束张拉质量监控措施
　　预应力施工工序是目前桥梁施工中较易出问题的部分,因此应该对本桥预应力构件的施工质量进了重点监控,其中包括预应力材料、锚具、下料、位置尺寸、张拉压浆以及张拉设备标定核准等,对预应力张拉及其孔道压浆全过程旁站,记录有关数据,当场审查其是否符合设计要求。
　　由于桥梁采用纵、横、竖三向预应力混凝土结构,对于预应力钢束的张拉必须严格控制。主要注意以下方面:
　　①锚具进货后必须进行抽样检查,检查有无损伤,严禁使用不合格锚头及夹片,锚头平面必须与钢束管道垂直,锚孔中心要对准管道中心;
　　②严格控制预应力束的张拉,纵向预应力束张拉时采用两端对称张拉,横向预应力钢束采用一端张拉,张拉端左右交替设置,竖向预应力钢筋均在箱梁顶面张拉,严格按设计张拉应力及步骤进行,张拉时应对应设标志,以便测定各钢束的伸长量,预应力束张拉到设计吨位后,实测量伸长量实际伸长量与理论误差值不得大于±6%,若发现伸长量异常,应要求施工单位查明原因,并采取措施后才能再张拉;
　　③控制好压浆工艺,管道压浆采用真空压浆工艺要求压浆密实,压浆前用压缩空气或压力水清除管道内杂质,严格控制水泥砂浆的水灰比及配合比。
　　4.8主桥施工监控的注意事项
　　根据设计要求,连续钢构桥在主桥施工过程中一般需有资质单位进行施工监控,主要的测试项目有桩基的质量检测,墩台梁的混凝土质量监测,墩台梁各部位尺寸监测,预应力束张拉控制及主桥施工过程的施工监控,监理部门应该指定专人负责组织协调。桩基的质量检测,墩台梁的混凝土质量监测,墩台梁各部位尺寸监测,预应力束张拉控制相对较为容易,注意要点如下:
　　1)检测立模标高确定方法是否正确。箱梁悬臂施工中,各节段的立模标高可以根据计算确定,但前提是要求计算的数据来源必须准确。影响立模标高的因素主要有挂篮弹性变形、预应力张拉、结构体系转化、温度、二期恒载和活载。因此应该综合考虑,各有侧重。
　　2)加强对施工高程的监理控制。监理应要求施工方保证梁的理论轴线高程施工精度,及时准确地控制和调整施工过程中发生的偏差值,量测时应该要求有经验的测量专业工程师进行抽检。
　　3)要求施工方合理选择测量放样时间。测量放样时,宜选择在早晨太阳没有出来之前进行,其他时间测量要考虑修正。
　　4)由于施工监控测量的精度要求较高,测量所需的仪器应该采用高精度的测量仪器,最好采用电子水准仪或高精度的全站仪进行测量。测量专业工程师要多同施工方进行联测并适当增加抽检密度。
　　5)加强对控制点的检测。在施工过程中,应要求施工单位定期或不定期对测量的控制点、观测点进行检查复测,以保证测量的精确度及起算数据的准确性。
　　
　　5竣工验收阶段的监控要点
　　设计要求在主桥施工过程中需有资质单位进行施工监控,在全桥竣工后要进行动、静载试验,对竣工的桥梁作全面评价,判断工程质量。这就要求监理在竣工验收阶段也应就桥梁的监控及荷载实验进行监理,由于这两个方面的技术含量较高,对监理的素质提出了更高的要求。在这一阶段的主要监理工作要点有:
　　①要求施工监控单位提供在主桥施工过程中施工监控报告,并与相关的技术规范及设计要求进行对比,看桥梁的监控效果及监控质量如何;
　　②对试验检测单位的荷载实验方案进行审核,并提出自己的意见,这就要求监理人员有一定的科研工作经验;
　　③在竣工后进行动、静载试验时,加强对施工单位、试验检测单位的组织协调,使荷载实验胜利进行;
　　④对竣工的桥梁作全面评价,参与判断工程质量,签署监理意见,并写监理工作总结。
　　
　　6结束语
　　综上所述,马梧高速公路浔江特大桥施工期间,由于施工中的监控措施到位,且监理单位与建设方、施工单位配合较好,使桥梁的施工进度、质量、费用及安全得到了较好的控制。在竣工验收的各项全面检测结果表明,本大桥工程的内在质量和外观质量良好,构造中心位置准确,总体质量优良,取得了良好的经济效益和社会效益。
　　
　　参考文献:
　　[1]TJ41-2000.公路桥涵施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2000.
　　[2]TG D62-2004.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范[S].
　　[3]马保林.高墩大跨度连续刚构桥[M].北京:人民交通出版社,2001.
　　[4]刘吉士.桥梁与隧道施工监理指南[M].北京:人民交通出版社,2000.

转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-545135.htm