懸臂澆筑連續(xù)剛構(gòu)橋懸臂端高差控制第1頁/共29頁

杭州上塘高架延伸線01標(biāo)運(yùn)河橋QC小組就是在這樣的背景下成立的，小組情況如下：

成員表序號姓名年齡性別職稱文化程度組內(nèi)職務(wù)1吳璀余43男工程師本科組長1華國紅33男工程師大專組員3劉濤25男助理工程師本科組員4任遠(yuǎn)26男助理工程師本科組員5鄭方慧22男技術(shù)員中專組員成立日期2003.1.20活動(dòng)時(shí)間2003.2.1～2004.1.5小組類型攻關(guān)型小組活動(dòng)7次第2頁/共29頁

一、選題理由

運(yùn)河橋是三跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，采用懸臂掛籃澆筑，各節(jié)段的施工狀態(tài)對成橋線形有很大影響。不合理的節(jié)段立模高程設(shè)置可能會(huì)導(dǎo)致合攏時(shí)兩懸臂端相對高差過大而無法合攏，或者橋面線形起伏過大，影響外觀和行車舒適度。因此，我們選擇這個(gè)課題進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)是非常有必要的。第3頁/共29頁

二、現(xiàn)狀調(diào)查

運(yùn)河橋橫跨京杭大運(yùn)河，全長264m，最大跨徑120m。上部箱梁截面形式為單箱單室，箱梁頂寬18.62m，底寬10m，梁底按二次拋物線變化,主墩處梁高6.8m，跨中為2.5m。

103#墩104#墩105#墩106#墩運(yùn)河橋立面圖京杭大運(yùn)河第4頁/共29頁

全橋縱向共有三種大噸位預(yù)應(yīng)力體系，其中最大噸位410噸。上部結(jié)構(gòu)采用懸臂掛籃澆筑施工，最大懸臂長59.25m。掛籃為菱形掛籃，設(shè)計(jì)自重85t。每個(gè)主墩懸臂澆筑26個(gè)節(jié)段，分13個(gè)施工階段進(jìn)行澆筑。節(jié)段平均自重183t，最大的達(dá)到206t。

預(yù)應(yīng)力噸位大、掛籃自重大、施工懸臂長、節(jié)段自重大是本橋施工的難點(diǎn)。第5頁/共29頁三、預(yù)期目標(biāo)

根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查的結(jié)果，我們制定了預(yù)期目標(biāo)：保證成橋后的線形，控制好運(yùn)河橋每一節(jié)段的高程，使其中跨合攏時(shí)兩懸臂端相對高程差不超過30mm。四、可行性分析

利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟件模擬施工加載，分析不同施工階段的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，再結(jié)合現(xiàn)場實(shí)測線形數(shù)據(jù)，可以準(zhǔn)確地預(yù)測橋的線形。只要在施工時(shí)合理地調(diào)整模板高程，就可以保證中跨合攏時(shí)量懸臂端高差不超過預(yù)期目標(biāo)。

30mm第6頁/共29頁五、因果分析中跨合攏時(shí)兩懸臂端相對高差大測量誤差立模標(biāo)高誤差大懸臂端撓度太大調(diào)模千斤頂精度不高操作不細(xì)心儀器陳舊失準(zhǔn)技術(shù)交底不清掛籃自重及施工荷載影響縱向預(yù)應(yīng)力作用溫差影響節(jié)段混凝土自重作用掛籃變形原因分析系統(tǒng)圖第7頁/共29頁六、要因確認(rèn)要因確認(rèn)表序號末端因素驗(yàn)證方法驗(yàn)證人是否要因1操作不細(xì)心現(xiàn)場觀察、詢問測量員華國紅否2儀器陳舊失準(zhǔn)察看儀器鑒定標(biāo)簽、測量試驗(yàn)鄭方慧否3技術(shù)交底不清詢問現(xiàn)場施工人員吳璀余是4調(diào)模千斤頂精讀不高現(xiàn)場觀測劉濤否5掛籃自重及施工荷載影響詢問設(shè)計(jì)華國紅是6縱向預(yù)應(yīng)力作用現(xiàn)場觀測任遠(yuǎn)是7溫差影響分時(shí)分段觀測鄭方慧否8節(jié)段混凝土自重作用查閱資料、現(xiàn)場觀測鄭方慧是9掛籃變形掛籃對拉試驗(yàn)華國紅是第8頁/共29頁

確認(rèn)一：由于作業(yè)環(huán)境差，工作時(shí)間不固定，部分測量人員操作不細(xì)心，造成前幾個(gè)節(jié)段立模返工。經(jīng)小組人員討論，在運(yùn)河橋這個(gè)關(guān)口上必須嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，于是重新強(qiáng)調(diào)了勞動(dòng)紀(jì)律。經(jīng)過整頓，該因素的影響消除，因此，我們認(rèn)為該因素非主要因素。

確認(rèn)二：經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場使用的一臺普通S3型水準(zhǔn)儀較為陳舊，三角架部分破損。為了確定該儀器是否因使用年限時(shí)間長而存在較大誤差，我們將其與一臺新的并且鑒定過的DSZ3型自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀進(jìn)行了測量比較：第9頁/共29頁測量地點(diǎn)及范圍杭州市謝村油庫，1.32公里閉合水準(zhǔn)路線測量時(shí)間及天氣2003.6.5日，晴測量人鄭方慧，劉濤，任遠(yuǎn)測量儀器水準(zhǔn)儀（S3，DSZ3）草圖BM31234

試驗(yàn)結(jié)果：兩臺水準(zhǔn)儀在一個(gè)1.32km的閉合水準(zhǔn)路線內(nèi)其閉合差均能達(dá)到規(guī)范要求，因此我們斷定該因素不是主要因素。第10頁/共29頁

確認(rèn)三：在運(yùn)河橋掛籃施工前，我們技術(shù)部及所有項(xiàng)目負(fù)責(zé)人給現(xiàn)場的施工人員進(jìn)行了一次技術(shù)交底。但是在2#塊立模前，我們就施工程序及立模高程詢問了部分施工人員，絕大多數(shù)人員回答是不太清楚，并且對模板控制高程沒有明確的概念。我們小組認(rèn)為，由于人為的因素造成的高程誤差不容忽視，因此這個(gè)因素為主要因素。

確認(rèn)四：為了確定調(diào)模用QL32D型千斤頂?shù)恼{(diào)模精度，我們對104#墩2’#塊模板的四個(gè)點(diǎn)進(jìn)行觀測。

第11頁/共29頁觀測點(diǎn)調(diào)模次序A點(diǎn)調(diào)整高差（mm）B點(diǎn)調(diào)整高差（mm）C點(diǎn)調(diào)整高差（mm）D點(diǎn)調(diào)整高差（mm）一+20+16+10+14二-3+2+1+2三2-1-1-1四0001立模調(diào)模千斤頂

從觀測結(jié)果看，調(diào)整高差在2mm時(shí)頻率明顯增加，說明該千斤頂調(diào)模精度為2mm以內(nèi)。經(jīng)小組成員討論，2mm的誤差在規(guī)范容許范圍內(nèi)，對立模沒有較大的影響，所以我們一致認(rèn)為該因素不是主要因素。

觀測點(diǎn)調(diào)模次序A點(diǎn)調(diào)整高差（mm）B點(diǎn)調(diào)整高差（mm）C點(diǎn)調(diào)整高差（mm）D點(diǎn)調(diào)整高差（mm）一+20+16+10+14二-3+2+1+2三2-1-1-1四0001104#墩2’#塊模板調(diào)整實(shí)測數(shù)據(jù)表

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確認(rèn)五：根據(jù)一些資料表明,懸臂澆筑施工掛籃重量及施工荷載對合攏前橋的線形有較大影響。如果這兩項(xiàng)荷載超過一定范圍，合攏前懸臂端撓度就會(huì)過大，并且主墩處梁的應(yīng)力也會(huì)變大，對橋的結(jié)構(gòu)不利。我們就此事詢問了設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人，并得到肯定答復(fù)，掛籃自重不得超過100t，施工不平衡荷載不得大于50t。因此我們認(rèn)為該因素為主要因素。第13頁/共29頁

確認(rèn)六：根據(jù)以往施工的經(jīng)驗(yàn)，隨著懸臂增大，預(yù)應(yīng)力張拉后在懸臂端產(chǎn)生的撓度還會(huì)越來越大。我們對104#墩1#(1’#)～9＃(9’#)塊張拉前后懸臂梁端高程進(jìn)行全程監(jiān)測。

從圖表可以看出，隨著節(jié)段增加，懸臂加長，懸臂端撓度呈上升趨勢。我們認(rèn)為這個(gè)因素是主要因素。注：系列1為靠河側(cè)懸臂端撓度曲線系列2為靠岸側(cè)懸臂端撓度曲線

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確認(rèn)七：運(yùn)河橋箱梁節(jié)段施工橫跨6月～12月，早晚最大溫差可達(dá)15℃。據(jù)一些資料反映，溫度對于懸臂施工結(jié)構(gòu)的影響比較小，但在施工中必須考慮溫度的影響。我們?yōu)榇俗隽艘粋€(gè)試驗(yàn)，在104#墩2#～4#各節(jié)段張拉完畢，我們各選則一天早晨和中午兩個(gè)時(shí)段進(jìn)行觀測點(diǎn)高程測量：

從以上數(shù)據(jù)也可以看出，由溫度引起的撓度的確非常小，因此我們認(rèn)為這不是主要因素。

節(jié)段號懸臂長（m）溫差（℃）上午6時(shí)高程（m）中午13時(shí)高程（m）高程差（mm）2#10.25817.89617.89602’#18.13218.13203#14.75917.88117.88103’#18.14818.14804#19.251217.84817.84714’#18.19918.1990節(jié)段號懸臂長（m）溫差（℃）上午6時(shí)高程（m）中午13時(shí)高程（m）高程差（mm）2#10.25817.89617.89602’#18.13218.13203#14.75917.88117.88103’#18.14818.14804#19.251217.84817.84714’#18.19918.1990第15頁/共29頁

確認(rèn)八：我們查閱了一些資料顯示，節(jié)段自重越大，懸臂越長，則節(jié)段自重對懸臂端產(chǎn)生的撓度就越明顯。104#墩前2個(gè)節(jié)段澆筑后測得由節(jié)段混凝土自重產(chǎn)生的撓度就有2mm～3mm，因此，我們認(rèn)為這是一個(gè)主要因素。

確認(rèn)九：為了檢驗(yàn)掛籃的安全性與計(jì)算彈性變形值的準(zhǔn)確性，我們對掛籃的單片主桁架進(jìn)行了對拉試驗(yàn)。

第16頁/共29頁桁架對拉結(jié)構(gòu)簡圖菱形主桁錨固百分表千斤頂從變形曲線圖來看:

桁架變形曲線圖2010變形（mm）3004008001200（KN）拉力桁架理論變形曲線桁架實(shí)測變形曲線

1.掛籃的彈性變形與理論變形值較為吻合。

2.掛籃在荷載作用下會(huì)產(chǎn)生位移，并且在彈性范圍內(nèi)，變形會(huì)隨著荷載的增大而增大。

因此我們認(rèn)定此因素為主要因素。

掛籃性能試驗(yàn)中安裝百分表第17頁/共29頁序號末端因素驗(yàn)證方法驗(yàn)證人是否要因1操作不細(xì)心現(xiàn)場觀察、詢問測量員華國紅否2儀器陳舊失準(zhǔn)察看儀器鑒定標(biāo)簽、測量試驗(yàn)鄭方慧否3技術(shù)交底不清詢問現(xiàn)場施工人員吳璀余是4調(diào)模千斤頂精讀不高現(xiàn)場觀測劉濤否5掛籃自重及施工荷載影響詢問設(shè)計(jì)華國紅是6縱向預(yù)應(yīng)力作用現(xiàn)場觀測任遠(yuǎn)是7溫差影響分時(shí)分段觀測鄭方慧否8節(jié)段混凝土自重作用查閱資料、現(xiàn)場觀測鄭方慧是9掛籃變形掛籃對拉試驗(yàn)華國紅是要因確認(rèn)表第18頁/共29頁七、對策措施

序號要因?qū)Σ吣繕?biāo)措施時(shí)間負(fù)責(zé)人1技術(shù)交底不清重新進(jìn)行技術(shù)交底立模合格率達(dá)100％1.制定運(yùn)河橋線形控制流程圖并發(fā)放到施工負(fù)責(zé)人。03.6.2劉濤2.重新進(jìn)行技術(shù)交底。03.6.152掛籃自重及施工荷載影響在立模時(shí)設(shè)置預(yù)拱度將懸臂梁端撓度實(shí)測值與計(jì)算值差控制在5mm內(nèi)1.控制掛籃總重。2.合理布置施工荷載，繪制荷載布置圖。03.3.15～6.30華國紅3縱向預(yù)應(yīng)力作用3.綜合考慮2、3、4因素的影響，利用控制軟件計(jì)算撓度大小，并在各階段立模時(shí)設(shè)置預(yù)拱度。03.6.1～11.254節(jié)段混凝土自重作用4.實(shí)測澆筑、張拉前后觀測點(diǎn)高程，誤差分析，并在下節(jié)段立模時(shí)調(diào)整。03.7.30～11.255掛籃變形在立模時(shí)設(shè)預(yù)拱度實(shí)測變形值與理論變形值差控制在5mm內(nèi)1.計(jì)算出掛籃的理論變形值，并繪制掛籃變形曲線圖。03.5.1～8.5任遠(yuǎn)2.在節(jié)段立模時(shí)設(shè)預(yù)拱度來調(diào)整高程3.實(shí)測各節(jié)段掛籃變形量，誤差分析，在下節(jié)段立模時(shí)調(diào)整。03.7.30～11.25針對以上要因，我們QC小組制定了相應(yīng)的對策，并且指定專人落實(shí)下去：

第19頁/共29頁八、實(shí)施

實(shí)施一：2003年6月12日，我們QC小組重新討論，明確了施工工藝流程，制定了運(yùn)河橋節(jié)段高程控制流程圖。

6月15日，由劉濤組織了一次針對運(yùn)河橋節(jié)段施工的專項(xiàng)技術(shù)交底，并且將流程圖發(fā)放到了施工負(fù)責(zé)人手里。

結(jié)果：現(xiàn)場施工作業(yè)人員反映對施工流程清楚；在104#墩3#～4#節(jié)段立模一次性驗(yàn)收合格率達(dá)100％。

控制小組誤差分析下節(jié)段施工開始節(jié)段高程控制流程圖監(jiān)理工程師認(rèn)可控制小組提交控制數(shù)據(jù)施工作業(yè)人員設(shè)計(jì)認(rèn)可監(jiān)理工程師認(rèn)可現(xiàn)場數(shù)據(jù)測試上節(jié)段施工結(jié)束結(jié)構(gòu)計(jì)算第20頁/共29頁

實(shí)施二：2003年2月至6月，我們對掛籃結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整及安全性能論證。6月底，最終確定了施工荷載的重量及布置，并繪制了一份詳細(xì)的荷載布置圖發(fā)放到施工負(fù)責(zé)人。

結(jié)果：1.經(jīng)過調(diào)整，將原先85t的掛籃減至70t；2.104#墩2#～3#節(jié)段，掛籃工作穩(wěn)定，無安全事故發(fā)生；3.各施工階段結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測滿足《公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。第21頁/共29頁

實(shí)施三：2003年6月1日～31日，由華國紅負(fù)責(zé)利用控制軟件計(jì)算各節(jié)段的撓度大小。7月底至8月中旬，根據(jù)計(jì)算所得數(shù)據(jù)，我們分別在104#墩2?！?#節(jié)段立模標(biāo)高中設(shè)置了預(yù)拱度，并實(shí)測澆筑數(shù)據(jù)進(jìn)行對比：

對比結(jié)果：實(shí)測數(shù)據(jù)與計(jì)算數(shù)據(jù)差均未超過5mm，證明了該數(shù)據(jù)是可信的。

第22頁/共29頁

實(shí)施四：2003年5月，由任遠(yuǎn)計(jì)算掛籃在各節(jié)段荷載下的理論變形值，并在104#墩2#～3＃塊立模高程中增加了掛籃理論變形量?；炷翝仓旰笸ㄟ^實(shí)測，我們發(fā)現(xiàn)掛籃的變形沒有預(yù)計(jì)的大。

于是我們分析原因，認(rèn)為理論掛籃變形荷載計(jì)算中，考慮了1.2倍的安全儲備，所以理論變形量大于實(shí)測變形量。為此，我們在不考慮安全儲備的情況下重新計(jì)算了掛籃變形量，并繼續(xù)觀測變化情況。

結(jié)果：在4#～6#節(jié)段中，實(shí)測掛籃變形值與理論計(jì)算值基本吻合，理論變形值與實(shí)測變形值差均在5mm內(nèi)。節(jié)段號理論變形值（mm）實(shí)測變形值（mm）差值（mm）4#192015#181716#1816