二00七年四月無應(yīng)力安裝大跨度鋼桁架拱橋合龍精度控制發(fā)表人：吳軍國中鐵四局集團(tuán)第二工程有限公司常州經(jīng)理部QC小組一、工程簡介

新龍大橋是江蘇省常州市京杭運(yùn)河改線工程上的一座重要橋梁，該橋單跨過河，主橋采用三跨（30.7+100+30.7m）中承式連續(xù)鋼桁架拱橋。橋?qū)?6m，長161.4m，桁寬25m，桁梁節(jié)間長度5m，節(jié)點(diǎn)采用M24高強(qiáng)度螺栓栓接，桿件最長25m，最大起重量17.5噸；拱肋上下弦均為圓曲線型，矢高27.5m，矢跨比3.64，拱頂至中間支座高度為29.5m；全橋鋼結(jié)構(gòu)重1930t，鋼桁架構(gòu)件采用工廠加工制作，滿樘支架法逐段安裝，桁梁拱肋跨中合龍。新龍大橋鋼桁架拱橋全景圖二、小組概況鋼桁架拱橋順利合龍、整體線型達(dá)到設(shè)計(jì)要求活動(dòng)目標(biāo)60h活動(dòng)時(shí)間3次/月活動(dòng)頻次2006.3～2006.11活動(dòng)時(shí)間組員技術(shù)員資料員中專29男吳紅星組員助工施工員中專38男楊文勝組員技術(shù)員技術(shù)主管大專25男楊海豐組員高工安裝負(fù)責(zé)人大學(xué)58男鮑順義組員高工工程部長大學(xué)35男馬彬友副組長工程師項(xiàng)目經(jīng)理大專39男吳曙光組長工程師項(xiàng)目總工大學(xué)27男吳軍國小組職務(wù)職稱職務(wù)文化程度年齡性別姓名吳軍國組長2006.3.10建組時(shí)間7人小組成員人均48hTQC教育攻關(guān)型類型無應(yīng)力安裝大跨度鋼桁架拱橋合龍精度控制課題名稱中鐵四局二公司常州經(jīng)理部QC小組小組名稱主橋橋面系預(yù)拱度通過調(diào)整鋼吊桿實(shí)施，橋面豎曲線通過變截面橫梁調(diào)整，拱肋上、下弦采用不同直徑圓曲線形，線型控制難度大。全橋采用高強(qiáng)度螺栓連接，高栓達(dá)76000余套，高栓與栓孔僅-2mm的間隙，合龍段安裝精度要求極高。桁梁拱橋節(jié)點(diǎn)均為空間三維穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，安裝節(jié)段剛度大，空間約束多，不易進(jìn)行偏差調(diào)整，安裝控制較難。主橋下原為深約6米的取土坑，后用灰土填筑滿樘支架法施工，回填土及支架沉降量對(duì)橋梁線型影響較大。三、選題理由四、設(shè)定目標(biāo)確保鋼桁梁拱肋順利合龍，整體線型達(dá)到設(shè)計(jì)要求。確保合攏喲QC小組經(jīng)過咨詢鋼結(jié)構(gòu)安裝專業(yè)公司、外出觀摩鋼梁施工現(xiàn)場、聘請(qǐng)有經(jīng)驗(yàn)的專家學(xué)者舉行專題講座，聯(lián)合監(jiān)控單位進(jìn)行了理論計(jì)算，收集、掌握了部分鋼桁架拱橋安裝控制的相關(guān)資料。在充分掌握資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合本工程實(shí)際情況，QC小組召開了專題會(huì)議，會(huì)上各小組成員暢所欲言，對(duì)可能影響拱肋合龍、全橋整體線型的原因進(jìn)行了分析和討論，分析出各種影響因素。五、原因分析因果分析圖桁架拱肋不能順利合龍施工經(jīng)驗(yàn)少人新工人未教育技術(shù)水平低施工未交底制作公差大圖紙轉(zhuǎn)化精度低加工制作加工設(shè)備精度低桿件變形運(yùn)輸?shù)跹b不規(guī)范焊縫收縮除變外部環(huán)境溫度應(yīng)力監(jiān)控監(jiān)測測量精度低測量儀器精度低測量方案不合理施工方法支承體系沉降量大支架變形量大回填土沉降量大體系轉(zhuǎn)換不合理安裝順序不合理?xiàng)U件變形量大要因確認(rèn)表非要因現(xiàn)場驗(yàn)證圖紙轉(zhuǎn)化深度、精度關(guān)系到桿件加工制作的精度，大型鋼結(jié)構(gòu)廠現(xiàn)在多采用CAD軟件自動(dòng)轉(zhuǎn)化，提高了設(shè)計(jì)圖紙精度。圖紙轉(zhuǎn)化精度低4非要因調(diào)查分析技術(shù)交底不完善，不能較好指導(dǎo)施工，聘請(qǐng)了有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)員進(jìn)行講課。施工未交底3非要因調(diào)查分析對(duì)新進(jìn)場工人進(jìn)行了專職培訓(xùn)，以老帶新，提高了操作技能。新進(jìn)場工人未教育2非要因調(diào)查分析大跨度鋼桁架拱橋?qū)偌瘓F(tuán)公司首次施工，可借鑒經(jīng)驗(yàn)少。通過培訓(xùn)、講課掌握了測量監(jiān)控方法，選擇了有鋼桁梁安裝經(jīng)驗(yàn)的單位合作施工。鋼桁梁施工經(jīng)驗(yàn)少1確認(rèn)結(jié)果確認(rèn)方法確認(rèn)內(nèi)容末端原因序號(hào)之一要因現(xiàn)場監(jiān)測由于桁梁安裝正值夏季，鋼梁上下面溫差達(dá)20℃，溫差對(duì)桁梁軸線影響最大達(dá)32mm，合龍溫度的選擇至關(guān)重要。溫度應(yīng)力變形8非要因現(xiàn)場監(jiān)測拱肋合龍后，桁梁自重仍由支架承重，支架拆除不當(dāng)將引起桿件內(nèi)力變化不均勻，從而影響橋梁整體線型效果。體系轉(zhuǎn)換不合理9非要因現(xiàn)場監(jiān)測鋼桁梁桿件全部由板材組焊而成，焊縫收縮引起桿件徐變，對(duì)桁梁制作公差有一定影響。焊縫收縮徐變7非要因現(xiàn)場驗(yàn)證較長鋼梁桿件比較柔軟，運(yùn)輸不當(dāng)或吊點(diǎn)不對(duì)易造成桿件變形或嚴(yán)重旁彎運(yùn)輸?shù)跹b不規(guī)范6要因現(xiàn)場驗(yàn)證桁梁節(jié)點(diǎn)栓孔達(dá)76000余個(gè)、最大重疊層達(dá)5層，制孔精度要求較高，采用機(jī)械下料、組焊、制孔等才能確保桁梁加工精度。加工設(shè)備精度低

5確認(rèn)結(jié)果確認(rèn)方法確認(rèn)內(nèi)容末端原因序號(hào)之二要因現(xiàn)場監(jiān)測主橋位于深達(dá)6米的取土坑內(nèi)，基坑回填土沉降量過大將會(huì)嚴(yán)重影響桁梁安裝線型及增加拱肋合龍難度?；靥钔脸两盗看?/p>

12非要因現(xiàn)場監(jiān)測桁梁采用滿樘膺架承重，拱肋支架高達(dá)32米，其變形量將嚴(yán)重影響拱肋標(biāo)高，造成合龍、線型控制困難，支架搭好后進(jìn)行預(yù)壓，消除了非彈性變形。

支架變形量大11要因現(xiàn)場驗(yàn)證桁梁桿件空間穩(wěn)定，安裝后很難進(jìn)行偏差調(diào)整，合理的安裝順序能較好保證高栓未施擰前鋼梁處于少應(yīng)力狀態(tài)，保證了桿件不變形、旁彎。安裝順序不合理

10確認(rèn)結(jié)果確認(rèn)方法確認(rèn)內(nèi)容末端原因序號(hào)之三確認(rèn)結(jié)果確認(rèn)方法確認(rèn)內(nèi)容末端原因序號(hào)非要因現(xiàn)場驗(yàn)證鋼桁拱橋節(jié)點(diǎn)均處于三維空間體系，測量控制較難，測量方案是否合理關(guān)系到桁架安裝的精度及合龍段的安裝。測量方案不合理14非要因現(xiàn)場驗(yàn)證由于拱肋合龍段安裝精度較高，普通的測量儀器將無法滿足合龍精度要求，桁梁線型較難控制。測量儀器精度低13之四回填土土沉降降量大大安裝順順序不不合理理溫度應(yīng)應(yīng)力變變形加工設(shè)設(shè)備精精度低低通過QC小組活活動(dòng)，，組內(nèi)內(nèi)成員員對(duì)14條末端端因素素進(jìn)行行充分分分析，，一致致認(rèn)為為影響響鋼桁桁梁拱拱肋順順利合合龍、、線型整整體效效果的的主要要原因因有以以下4條結(jié)論六、制制定對(duì)對(duì)策06.3.10～06.6.30吳曙光楊海豐楊文勝⑴提高回填土質(zhì)量；⑵預(yù)留固結(jié)時(shí)間；⑶節(jié)點(diǎn)設(shè)置向上預(yù)拋高量；⑷節(jié)點(diǎn)設(shè)置千斤頂；⑸壓密注漿?；靥钔涟惭b期內(nèi)沉降量δ小于15mm制定專項(xiàng)回填土施工方案回填土沉降量大4全過程吳軍國鮑順義楊海豐⑴召開專家論證會(huì)；⑵對(duì)各工況進(jìn)行防真分析；⑶分三個(gè)階段逐步調(diào)整安裝誤差。安裝方案科學(xué)合理制定專項(xiàng)安裝方案安裝順序不合理3全過程吳軍國鮑順義楊文勝⑴監(jiān)測溫度變化對(duì)桁梁變形的影響，為合龍段安裝提供參考依據(jù)；⑵合龍溫度選擇在21±2℃；⑶合理解除臨時(shí)支座約束。盡可能地減少溫度應(yīng)力對(duì)合龍段安裝的影響合龍段安裝時(shí)的現(xiàn)場溫度與加工期平均溫度接近溫度應(yīng)力變形206.3.10～06.5.10吳曙光吳軍國楊海豐⑴桿件下料、組焊、校正、制孔均采用先進(jìn)的全自動(dòng)化數(shù)控設(shè)備，提高加工精度⑵桿件加工完成后進(jìn)行半跨80m預(yù)拼裝。確保桿件加工公差符合《<鐵路鋼橋制造規(guī)范》相關(guān)要求采用數(shù)控鉆床提高加工精度加工設(shè)備精度低1完成時(shí)間負(fù)責(zé)人措施目標(biāo)對(duì)策要因序號(hào)七、對(duì)對(duì)策實(shí)實(shí)施實(shí)施一一針對(duì)加加工設(shè)設(shè)備精精度低低數(shù)控鉆鉆床措施1：選擇擁擁有豐豐富桁桁梁加加工經(jīng)經(jīng)驗(yàn)的的山海海關(guān)橋橋梁廠廠負(fù)責(zé)責(zé)桁梁梁加工工制作作，其先進(jìn)進(jìn)的等等離子子切割割機(jī)、、全自自動(dòng)數(shù)數(shù)控鉆鉆床等等機(jī)械械設(shè)備備確保保了桁桁梁桿桿件制作公公差及及栓孔孔的精精度。。精密制制孔的的預(yù)拼拼節(jié)點(diǎn)點(diǎn)板高栓施施擰節(jié)節(jié)點(diǎn)板板措施2：每類桿桿件實(shí)實(shí)行首首檢制制，第第一根加工工完成成后進(jìn)進(jìn)行制制作公公差檢檢查，，檢查合格格后才才批量量生產(chǎn)產(chǎn)，出出廠前前進(jìn)行行半跨80m預(yù)拼裝裝，檢檢查栓栓孔重重合率率及加加工精度度，確確保工工地一一次安安裝合合格。。橋面系系試拼拼中跨試拼99%100%≤12.0箱型桿件對(duì)角線差100%100%0～+0.3±3.0主桁中心距100%100%-0.2～+0.3±3.0對(duì)角線100%100%-0.2～+0.2±5拱度100%100%-0.1～0±2.0節(jié)間長度100%100%-0.1～+0.1±2.0桁高96%70%2.0≤3.0工型、箱型桿件的彎曲98%70%≤2.53.0工型、箱型桿件的扭曲100%60%-0.1～+0.3±1.0L＞11m100%60%-0.4～+0.2±0.8l≤11m兩端孔群中心距100%60%-0.2～+0.3±0.8多組孔群兩相鄰孔群中心距99%80%-0.1～+0.3±0.4兩相鄰孔距合格率檢查頻率平均實(shí)測值(mm)允許偏差(mm)項(xiàng)目預(yù)拼裝裝現(xiàn)場場質(zhì)量量檢驗(yàn)驗(yàn)對(duì)比比表實(shí)施二二針對(duì)溫溫度應(yīng)應(yīng)力變變形措施1:在安裝裝過程程中監(jiān)監(jiān)測溫溫度變變化與桁梁梁變形形量的的對(duì)應(yīng)應(yīng)關(guān)系系，作作為桁桁梁拱肋肋合龍龍段安安裝誤誤差分分析的的重要要參考依依據(jù)。。y=0.01357+0.01474x溫度變變化△△T與桁梁梁伸長長量δ對(duì)應(yīng)關(guān)關(guān)系圖圖措施2:合龍段段安裝裝溫度度選擇擇在21±±2℃℃，使安安裝時(shí)時(shí)桿件件溫度應(yīng)應(yīng)力等等效于于加工工制作作時(shí)的的初始始應(yīng)力力，最最大限限度減減少溫度度應(yīng)力力對(duì)拱拱肋合合龍段段安裝裝的影影響。。措施3:桁梁拱拱肋合合龍后后，固固結(jié)永永久支支座，，解除除臨時(shí)時(shí)支座座約束，，防止止產(chǎn)生生溫度度集中中應(yīng)力力破壞壞桁梁梁桿件件線型型。21℃℃措施1:根據(jù)現(xiàn)現(xiàn)場現(xiàn)現(xiàn)實(shí)情情況，，擬定定多種種安裝裝施工工方案案，邀請(qǐng)國國內(nèi)知知名鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)專家家參與與方案案論證證，確確定采采用橋橋面系支支點(diǎn)合合龍，，拱肋肋跨中中合龍龍的滿滿樘支支架法法方案案。實(shí)施三三針對(duì)安安裝順順序不不合理理滿樘支架法法措施2:分別就就安裝裝過程程、下下拱弦弦、上上拱弦弦合龍龍等工工況進(jìn)進(jìn)行仿仿真分分析，，加密拼拼接節(jié)節(jié)點(diǎn)支支架，，設(shè)置置分配配梁，，確保保桁梁梁處于于少應(yīng)應(yīng)力狀狀態(tài)，，從理理論上保保證鋼鋼桁梁梁順利利合龍龍的可可行性性及線線型的的整體體效果果。措施3:QC小組經(jīng)經(jīng)過認(rèn)認(rèn)真分分析，，將全全橋合合龍分分解成成三個(gè)個(gè)合龍龍階段段，工況Ⅰ為橋面面系在在支點(diǎn)點(diǎn)處合合龍，，利用用活動(dòng)動(dòng)支座座調(diào)整整基座座軸線線及標(biāo)標(biāo)高；；工況Ⅱ?yàn)楣袄呃呦孪蚁以诳缈缰泻虾淆垼?，合龍龍段安安裝前前精密密測量量合龍龍誤差差，選選擇合龍龍溫度度，吊吊入合合龍段段，利利用沖沖釘分分次校校正達(dá)達(dá)到拱拱肋合合龍；；工況況Ⅲ為拱肋肋上弦弦在跨跨中合合龍。。三個(gè)個(gè)階段段有效效地將將合龍龍段安安裝誤誤差層層層減減少，確確保全全橋最最終順順利合合龍。。各工況合龍誤差值對(duì)比實(shí)施四四針對(duì)回回填土土沉降降量大大措施1:制定詳詳細(xì)的的施工工作業(yè)業(yè)指導(dǎo)導(dǎo)書，，徹底清清除基基底淤淤泥后后分層層用石石灰土土回填，每每層壓壓實(shí)度度≥96%，灰劑劑量≥≥5%。措施2:提前完完成土土坑回回填土土施工工，沉降穩(wěn)穩(wěn)定后后再澆澆筑頂頂層砼砼墊層層。沉降觀測曲線沉降值預(yù)拋高高量設(shè)設(shè)置表表措施3:根據(jù)理理論計(jì)計(jì)算的的結(jié)果果，在在設(shè)計(jì)計(jì)預(yù)拱拱度的的基礎(chǔ)礎(chǔ)上加設(shè)0.4/1000線性預(yù)預(yù)拋高高量，，補(bǔ)償償基礎(chǔ)礎(chǔ)及支支架沉沉降。。措施4:QC小組結(jié)結(jié)合滿滿樘支支架法法安裝裝方案案，在在桁梁梁節(jié)點(diǎn)點(diǎn)中心處處設(shè)置置千斤斤頂，，根據(jù)據(jù)安裝裝階段段節(jié)點(diǎn)點(diǎn)監(jiān)測測變形形量調(diào)調(diào)整桁梁節(jié)節(jié)點(diǎn)標(biāo)標(biāo)高，，使鋼鋼桁拱拱橋預(yù)預(yù)拱度度始終終符合合設(shè)計(jì)計(jì)要求求。措施5:QC小組成成員在在桁梁梁安裝裝過程程中對(duì)對(duì)受力力節(jié)點(diǎn)點(diǎn)支架架處砼墊層層鉆孔孔取芯芯，發(fā)發(fā)現(xiàn)砼砼墊層層脫空空，進(jìn)進(jìn)行壓壓密注注漿，，保證證基礎(chǔ)的穩(wěn)穩(wěn)定。。節(jié)點(diǎn)調(diào)整示意圖質(zhì)量通過近近五個(gè)個(gè)月的的QC攻關(guān)，，新龍龍大橋橋鋼桁桁架拱拱肋順順利合合龍，，合龍段段無后后鉆孔孔及擴(kuò)擴(kuò)孔，，栓孔孔重合合率達(dá)達(dá)100%，落架后預(yù)預(yù)拱度完全滿滿足設(shè)計(jì)要要求，全橋橋線型達(dá)到到設(shè)計(jì)整體體效果，得到業(yè)主及及設(shè)計(jì)院等等的一致好好評(píng)。八、效果確確認(rèn)不錯(cuò)不錯(cuò)鋼桁梁安裝裝施工期間間，未發(fā)生生一例機(jī)械械吊裝、人員傷亡事事故，現(xiàn)正正在審報(bào)集集團(tuán)公司安安全文明標(biāo)準(zhǔn)工工地。于2006年4月30日開始吊裝裝至2006年9月10日全橋支架架拆除，用時(shí)133天，比計(jì)劃劃工期提前前21天。安全