提高超高及大跨度连续刚构桥梁的线形控制（PDF79页）

1、超高及大跨度连续刚构桥梁的线形控制执笔人：詹启堂发布人：詹启堂、林方毅小 组 名 称：104国道罗源县五里至白塔段改线工程项目经理部 QC小组小组所在单位：福建建工集团有限责任公司104国道罗源县五里至白塔段改线工程项目经理部 一、工程概况二、QC小组简介三、选题理由四、现状调查五、设定目标六、原因分析七、要因确认八、制定对策九、对策实施十、实施检查十一、成果巩固十二、今后打算目录管柄大桥为跨管柄村南侧“U”型山谷而设，谷底宽约170m，桥位处谷深最低侧约100m，中心里程为K5+102。本连续刚构桥位于管柄大桥37#墩。本桥主跨部分,采用(72+127+127+72)m四跨变截面预应力砼连续

2、刚构悬浇箱梁，共分为19节梁段 。梁体横截面为单箱双室，箱梁顶宽18.0m，箱梁底宽12.0m，顶板厚度50cm变化至30cm，悬浇底板厚度110cm变化至32cm，腹板厚度100cm变化至45cm,按折线变化。主梁根部支点处梁高7.3m,跨中2m合拢段及边跨7.43m直线高为3.0m，梁底为1.8次抛物线变化。 一、工程概况图1 管柄大桥效果图图2 边跨箱梁布置图图3 中跨箱梁布置图二、QC小组简介1、小组概况 小组名称福建建工集团有限责任公司104国道罗源县五里至白塔段改线工程项目经理部 QC小组成立时间2016.3.1注册编号FJJG:2016-010-010#小组人数10人课题类型攻关

3、型TQM教育1周/次活动时间2016.3.1至2016.12.31活动频次2次/月合理化建议采纳实施3项小组概况表 表1制表人：詹启堂 日期：2016年3月7日2、小组成员分工情况表序号姓名性别学历职务组内职务组内职务1林方毅 男本科项目负责人组长组织活动、全面决策2詹启堂男专科测量负责人副组长编制方案、对策实施3陈家杰男专科工程部部长组员现场把关、对策实施4钟厚德男本科质检员组员现场把关、对策实施5郑重男专科测量员组员现场把关、数据整理6陈启帆男本科质检员组员现场把关、对策实施7袁新清男本科试验室主任组员质量监督、数据整理8陈瑶瑶男专科监控员组员现场把关、数据整理9陈 洪男本科集团质量主管顾

4、问Q C 指 导 10庄文贵男本科顾问组员技 术 指 导 制表人：詹启堂 日期：2016年3月7日 理由一、管柄大桥跨径大（主跨径达127m）、墩身高（最高墩达到93m），合拢(刚成桥)时的线形与服务一定年限(一般为混凝土收缩、徐变终止的年限)后的线形差异明显，实现最终设计目标的难度大，对线形控制的要求高；理由二、对于分节段施工的连续钢构桥梁来说，在施工过程中已成结构状态(悬臂节段)是无法在事后进行调整的。为了确保成桥线形和顺利合拢，在施工过程中必须严格控制 ；三、选题理由理由三、从桥型和桥梁结构来看，技术难度是很大的。除项目部极少数人有同类桥梁施工经历外，其余工程技术人员、管理人员，很少有人

5、参加该类桥型施工。已施工桥梁，结构跨径和断面尺寸，和该桥也不相同 ，确定组织QC攻关，保证安全、优质、如期完成管柄大桥主桥悬浇箱梁施工任务 ，为我公司积累宝贵的施工经验； 项目部QC小组成立后，小组成员2016年3月12日至30日，对本工程已施工的节段的施工资料及施工现场情况进行调查。共得到316个质量信息点，其中存在问题60点，合格点率为81%，具体情况如表3：四、现状调查影响连续刚构桥线型因素统计表制图人：钟厚德 日期：2016年3月31日序号检查项目频数累计频数频率累计频率1高程偏差505083.33%83.33%2断面尺寸 5558.33%91.67%3轴线偏差 3585%96.67%

6、4其他2603.33%100%5合计60100%表2影响连续刚构桥线形因素排列图制图人：詹启堂 日期：2016年3月30日图4由上图表可知，高程偏差问题占总因素的83.33%，是影响连续刚构桥线形的主要问题。因此QC小组以高程偏差问题为重点攻关对象。N=60频率2016年4月14日，我们QC小组根据调查结果召开会议，集思广益一致认为通过小组努力，采取切实有效的改进措施，只要能够攻克主要问题的80%，就能使连续刚构桥线形综合合格点率从现状的81%提高到93% 。计算式：81%+（100%-81%）83.33%80%=93.7%。五、目标设定81.0%93%图5 现状目标示意图制图人：詹启堂 日期

7、：2016年4月14日QC小组针对影响连续刚构桥桥梁线形的高程偏差问题，于2016年4月15日至4月18日进行了多次讨论，集思广益，从人、材、机、法、测、环等六个方面进行主、客观分析。六、原因分析混凝土浇筑张拉影响和混凝土自重产生的挠度前横梁变形现场施工人员未进行培训砼浇筑前为复测 图6 原因分析鱼翅图 制图人：詹启堂 日期：2016年4月20日材人机测环法节段间高程不准管理人员缺乏施工经验吊带变形挂篮刚度不够挂篮后锚数量少且锚固不足温度影响高空作业不便手拉葫芦与前吊带为转换1、QC小组经过研究讨论，决定结合本工程实际施工情况，小组成员针对以上11个末端因素制定要因确认计划表。七、要因确认序号

8、末端因素确认方法标准责任人完成时间1前横梁变形现场验证20mm詹启堂2016.5.12挂篮刚度不够预压实验非弹性变形5mm詹启堂2016.5.13管理人员缺乏施工经验现场验证经验丰富的施工员指导施工庄文贵2016.5.204吊带变形调查验证预压数据5mm钟厚德2016.5.255手拉葫芦与前吊带未转换调查分析保证葫芦不受力钟厚德2016.5.256施工人员未进行正规培训现场询问与考核考核成绩良好率不低于80%陈启帆2016.6.17挂篮后锚数量锚固不紧调查验证后锚锚固是否是否符合要求陈家杰2016.6.18温度影响现场验证不影响立模标高确定郑重2016.6.29混凝土浇筑张拉影响和混凝土自重产

9、生的挠度现场验证仿真计算徐变值陈瑶瑶2016.6.710高空施工作业不便现场验证不影响标高黄学淼2016.6.711模板浇筑前未复测调查分析浇筑前重新复测詹启堂2016.6.7 要因确认计划表 表3制表人：詹启堂 日期：2016年4月30日 2、根据根据要因确认计划表，小组成员在2016年5月1日6月7日期间对11个末端因素进行了逐一确认。要因确认1：末端因素：前横梁变形确认方法：现场验证标 准：最大变形（包括吊带变形的总和）20mm前上横梁的变形直接影响到混凝土的沉降，是计算立模标高的必备条件。经过测量班在挂篮预压的同时进行前横梁的变形观测，变形值最大为20mm，符合规范要求。 制表人：詹启

10、堂 日期：2016年5月1日 结 论：非要因工况等级编号相对标高（mm）每两次变形值（mm）总变形值（mm）初始值124550022451003244600总值30%12452-3-422447-4-432441-5-5总值50%12446-6-1022442-5-932436-5-10总值70%12438-8-1822435-7-1632430-6-16总值100%12435-3-2022431-4-2032427-3-19备注编号顺序为路线前进方向左幅到右幅方向为1-3，表中数据均以mm计。表4前横梁变形观测图7 挂篮前横梁要因确认2：末端因素：挂篮刚度不够确认方法：预压验证标 准：不影响

11、梁段标高 挂篮刚度不够造成挂篮底模变形。2016年5月15日在6墩挂篮就位后，对挂篮用千斤顶加载（284.36t）预压，卸载后现场仪器观测发现底模平台比卸载前标高变化极小，对梁段标高没有影响。图8 挂篮预压部位 卸载前(m)卸载后(m)高差(mm) 底模前左145.718145.7191前右145.713145.7130后左145.677145.6792后右145.694145.6940表5制表人：詹启堂 日期：2016年5月1日 预压卸载前后高程对比表结 论：非要因要因确认3：末端因素：管理人员缺乏施工经验确认方法：现场验证标 准：由经验丰富的施工员指导施工 项目现场技术员大多数是近几年刚毕

12、业的大学生，对悬臂施工仅有些理论的印象，施工经验不足。结合本项目的特点，特地外聘有丰富施工经验的同志作为大跨径连续钢构施工的技术顾问，专门负责大跨径连续钢构的施工，并带领一部分员工深入现场学习、指导现场施工。结 论：非要因要因确认4：末端因素：吊带变形确认方法：调查分析、现场验证标 准：预压数据施工时虽然对挂篮进行了120%预压，但吊带采用的精轧螺纹钢会长期疲劳，导致吊带变形伸长，影响节段标高。吊带变形现场调查表部位预压平均数据（mm）现状平均数据（mm）差值（mm）4#墩4#块41286#墩5#块4139制表人：詹启堂 日期：2016年5月25日 表6结 论：要因图9 挂篮吊带要因确认5：末

13、端因素：手拉葫芦与前吊带未转换确认方法：调查分析，现场验证标 准：手拉葫芦不受力2016年6月1日，QC小组成员钟厚德通过对手拉葫芦与吊带转换情况检查，发现工人在施工过程中，由于为了抢工期，部分手拉葫芦未全部松掉，导致葫芦直接受力。在浇注混凝土过程中很容易就把葫芦拉断。既有完全隐患，又存在质量问题。应及解决问题，确保管柄大桥的顺利建设。结 论：要因要因确认6：末端因素：现场施工人员未进行正规培训确认方法：考核询问标 准：考核成绩良好率不低于80%2016年6月3日，QC小组成员陈家杰对现场施工人员进行了理论知识考核和技术操作考核，结果表明理论知识勉强过关，但现场技术水平较高。制表人：陈启帆 日

14、期：2016年6月1日考核人数考核情况合格率良好率 不合格合格（60分）良好（80分） 250421100%84%考核调查表图10 现场施工人员考核询问表7结 论：非要因要因确认7：末端因素：挂篮后锚数量少且固定不紧确认方法：调查分析标 准：后锚点满足施工要求挂篮后锚是确保梁体相邻节段高程误差大小的重要控制环节。后锚点数量过少和锚点固定不紧，施工中受到混凝土的冲击荷载时，模板会与后段混凝土脱离，产生错台，导致标高发生变化。在挂篮预压时采用两根后锚发现勉强能满足施工要求，安全系数不高。结 论:要因 图12 挂篮后锚要因确认8：末端因素：温度的影响确认方法：现场验证标 准：不影响标高施工地点为福建

15、省福州市罗源县，昼夜温差较大。对4墩5块取中线三个点一天观测发现温差对标高影响不大时间平均温度（）标高（m）左中右早17158.069158.251158.061中28158.066158.249158.059晚19158.068158.250158.060温度影响对比表制表人：郑重 2016年6月1日 表8结 论：非要因要因确认9：末端因素：混凝土浇筑张拉影响和混凝土自重产生的挠度确认方法：现场验证标 准：设计预拱度施工前通过对悬臂施工阶段的模拟计算，得到各节段梁体的累计变形数据，结合设计文件的各节段梁体设计标高，与现场后段混凝土浇筑张拉及混凝土自重产生的挠度的影响进行比较，可以看到，预应力

16、和梁体自重挠度对于连续梁的高程影响比较大。其中特别是最大悬臂阶段钢束张拉完毕时的高程是我们进行施工控制的重要依据。经施工前建模进行施工模拟分析发现张拉纵向预应力束前后加上混凝土自重的影响，箱梁前端的标高发生变化较大。检测部位抬高值（mm）平均抬高值（mm）4#墩3#块五里侧左2018五里侧右16白塔侧左17白塔侧右196#墩4#块五里侧左1715五里侧右13白塔侧左16白塔侧右14制表人：陈瑶瑶 2016年6月7日 混凝土浇筑张拉影响产生的挠度统计表 表9结 论：要因图12 全桥主梁预拱度分布图要因确认10：末端因素：高空施工作业不便确认方法：现场验证标 准：不影响施工质量 墩身的自身高度达到

17、93m，且梁板高度最高达7.3m， 现场挂篮操作中，戴安全带，高空作业空间小，调节模板上下走动时，只能焊接一些简易的钢筋梯子，上下不方便，但这是施工工序造成，只要仔细耐心，均可克服，对标高影响不大。结 论：非要因图13 连续钢构施工现场要因确认11：末端因素：模板浇筑前未复测确认方法：现场验证标 准：浇筑前重新复测模板高程调模完成后，由于现场施工的原因可能会对已调好的标高产生变动，在砼浇筑前需对模板重新符合，以提高桥梁的整体精度。经现场调查发现，测量组人员每次在砼浇筑前都进行复测，符合要求结 论：非要因1、吊带变形2、手拉葫芦与前吊带未转换3、挂篮后锚数量少且固定不紧4、混凝土浇筑张拉影响和混

18、凝土自重产生的挠度通过对以上11条末端因素的逐一确认，确认要因如下4条：对策表 表10序号要因对策目标措施地点完成人完成日期1吊带变形加强现场监测挂篮总变形值20mm利用水准仪对每个阶段浇筑前、后的观测确定吊带变形量，在提供立模标高加以考虑施工现场詹启堂2016.6.152手拉葫芦与前吊带未转换手拉葫芦与前吊带均转换调模后将手拉葫芦与前吊带均转换保证葫芦不受力在混凝土浇筑前重复复查，确保在浇注混凝土时手拉葫芦不受力，吊带（精轧钢）直接受力施工现场钟厚德2016.6.20针对以上4条要因，小组经过研究讨论,制定了对策措施，确定了目标，并落实负责人，在规定期限内实施。 八、制定对策对策表 表10制

19、表人：詹启堂 日期：2016年6月8日3挂篮后锚数量少且固定不紧增加挂篮后锚数量使后锚点承受力284.4t.，底板错台3mm1、增加挂篮模板后锚数量。2、检查后锚受力情况，每根精轧钢利用千斤顶打紧施工现场陈家杰2016.6.204混凝土浇筑张拉影响和混凝土自重产生的挠度确定扰度值符合仿真模拟计算值张拉过程严格把关，消除预应力工程的影响因素，张拉纵向预应力束前后均进行标高观测，请监控单位进行现场实时监控，以确定标高的变化施工现场陈瑶瑶2016.6.25 实施一：加强现场监测1、由测量班通过混凝土浇注前后对吊带变形进行观测，确定吊带的变形量，并把数据交与监控方（监控是由业主指派的北京中交桥宇科技有

20、限公司完成）。由监控方根据观测数据来调整挂篮变形值与立模标高。 ：九、对策实施图14 吊带变形观测图15 挂篮吊带2、监控单位利于软件建立模型和材料性能指标之后，依据设计参数和控制参数，结合桥梁结构的结构状态、施工工况、施工荷载、二期恒载、活载等，输入前进分析系统中。从前进分析系统中可获得结构按施工阶段每阶段的内力和挠度及最终成桥状态的内力和挠度。接着，假设成桥时为理想状态，对桥梁结构进行倒拆分析，利用前进分析所得的数据，可获得使桥梁结构最终成为理想状态的各阶段的预抛高值，得出各施工阶段的立模标高。 立模标高为： H施H0fsfmfgH施主梁梁顶立模标高；H0主梁梁底设计标高，即成桥状态设计线

21、形；fs从梁段安装到成桥状态累计位移，向下为负；fm主梁的活载预拱度，取活载最大位移的1/2；fg挂篮变形产生的挠度。监控单位根据测量班提供吊带变形量相对调整fg的数值。实施小结：自2016年6月30日吊带变形量确定后，詹启堂对监控单位提供的挂篮变形产生的扰度进行检测。检查结果见表：检测部位实际弹性变形量(mm)监控提供变形量（mm）差值（mm）4#墩5#块171615#墩3#块131306#墩7#块19181挂篮弹性对比表制表人：詹启堂 日期：2016年6月30日 从上表中可以看出挂篮变形产生的实际扰度与监控单位提供的基本吻合，说明由吊带变形产生的高程偏差得到有效控制，获得预期效果，说明该方

22、案切实可行。 表11实施二：手拉葫芦与前吊带均转换在调模完成后，由小组成员钟厚德敦促、监督施工班组完成挂篮的每个需要转换的环节。在混凝土浇筑前重复复查，确保在浇注混凝土时手拉葫芦不受力，吊带（精轧钢）直接受力。图16 手拉葫芦与前吊带实施小结：通过小组成员钟厚德加强敦促、监督施工班组完成吊带转换的环节，现场已杜绝了手拉葫芦直接受力，保证了悬臂梁的施工质量，排除了安全隐患，达到了预期效果，说明该方案可行。实施三：增加挂篮后锚数量挂篮就位后，在挂篮的后横梁上各增加1根吊带加固，同时将紧固后锚点采用的2台16T手摇式千斤顶更换2台32T，由陈家杰负责检查。挂篮、模板加固后逐个检查吊带，要求每个吊带受

23、力均匀，敲击声音清脆，嵌入连接器中的吊带长度足够且两边等长，并在浇筑过程中安排专人负责检查挂篮、模板，确保安全，发现问题及时处理。图17两根后锚吊带（实施前）三根后锚吊带（实施后）图18 挂篮预压报告实施小结：检查部位实施前（mm）实施后（mm）规范（mm）4#墩3#块1834#墩4#块2134#墩6#块234#墩7#块33节段底板错台调查表通过增加挂篮模板后锚数量，后锚数量由两根增加到三根，并均固定牢固，且每次经检查措施落实较好，后锚点承受力284.36T，最终节段底板错台在公路工程质量评定标准允许范围内。说明节段底板错台得到有效控制，获得预期效果，说明该方案切实可行。制表人：陈家杰 201

24、6年6月20日 表12实施四：确定扰度值严格控制预应力，现场监控得出预应力和梁体自重挠度造成标高变化的偏差值。1、预应力张拉施工严格控制由于预应力对于梁的线形影响较大，所以必须严密控制。(1)施工前把好设备关。千斤顶与油泵及压力表每月配套校验标定一次，使用耐压抗震压力表。(2)施工前把好材料关。 (3)提高预应力束孔道的成型精度。(4)做好预应力束的制束和穿束工作。(5)设专人统一指挥，严格按既定的张拉工艺进行操作。(6)选择了有代表性的孔道进行k、值实测，对钢束的设计伸长值长适当的修正。(7) 对钢绞线的弹性模量进行送检试验，计算时取实测值，重视钢绞线束伸长值的量测与计算。2、加强现场监控量

25、测每节段前设置4个观测点（钢筋头），每个梁段纵向预应力束张拉前及张拉结束后均测量一次梁端标高，由北京中交桥宇科技有限公司成立的监控小组在节段连接处预埋YH0116型混凝土应变计（全桥共预埋7个断面）测出应变量数据，求出应力大小，并根据监测资料结合监控数据进行总结，绘制变形曲线，修正设计参数，得出下次立模抛高值。由陈瑶瑶负责交底落实，经过该措施后模板标高合格率达到100%。实施小结：通过对预应力张拉施工严格控制和加强现场监控量测，根据现场监控得出的预应力和梁体自重挠度造成标高变化的偏差值，在立模时进行调整和修正，施工出的节段梁体线形顺畅，标高误差均在目标范围内，有效指导施工。图19 桥梁预应力检

26、测仪器效果一：达到预期目标经过小组活动，于2016年12月5日连续刚构桥梁线形综合合格点率由81%上升到95.3%，超出预期93%的目标。小组成员整理统计表如下：连续刚构桥线形因素汇总表序号检查项目检查点合格点不合格点1高程偏差15014552轴线偏差1009733断面尺寸504734其他100973合计30028614合格率（%）286300*100%=95.3%制表人：钟厚德 2016年12月5日 表13十、效果检查活动后不合格点频率统计表序号检查项目频数（点）频率（%）累计频率（%）1高程偏差535.735.72轴线偏差321.457.13断面尺寸321.478.54其他321.5100

27、合计14100制表人：钟厚德 2016年12月5日 表14QC活动后影响连续刚构桥线形因素饼分图制图人：詹启堂 日期：2016年12月5日 图20图21 目标实现对比图制图人：詹启堂 制作日期：2016年12月5日881%9893%3.0%9895.3%5.3%综上可以看出，经过QC小组活动，连续刚构桥梁线形综合合格点率由81%上升到95.3%，效果超过预期93%的目标。大跨径连续钢构桥各节段实测标高与理论标高基本符合规范要求的10mm，线形得到有效控制。具体以4#墩为例： 主桥4墩线形测量-五里岸测点节段号设计标高（m）理论标高（m）实测标高（m）差值（m）0#153.792153.8151

28、53.813-0.0020#153.727153.761153.7640.0031#153.68153.72153.7240.0042#153.625153.681153.682 0.0013#153.569153.633153.647 0.0144#153.513153.582153.5860.0045#153.457153.533153.531-0.0026#153.401153.480153.4840.0047#153.336153.418153.4190.0018#153.271153.355153.3600.0059#153.206153.291153.288-0.00310#153

29、.141153.226153.224-0.00211#153.076153.159153.1620.00312#153.010153.085153.073-0.01213#152.945153.014153.0160.00214#152.866152.925152.9290.00415#152.787152.832152.830-0.00216#152.708152.734152.7380.00417#152.629152.635152.633-0.002制表人：詹启堂 日期：2016年12月10日 表15主桥4墩线形测量白塔岸测点节段号设计标高理论标高实测标高差值0#153.792153.8

30、15153.8080.0030#153.857153.891153.8960.0051#153.904153.945153.9600.0202#153.959154.018154.0200.0023#154.015154.083154.080-0.0034#154.071154.146154.1510.0055#154.127154.212154.2160.0046#154.183154.274154.259-0.0157#154.248154.347154.3480.0018#154.313154.419154.412-0.0079#154.378154.490154.4930.00310#

31、154.443154.561154.5660.00511#154.508154.631154.6330.00212#154.574154.697154.6970.00013#154.639154.764154.7680.00414#154.718154.844154.842-0.00215#154.797154.921154.9270.00516#154.876154.995154.9960.00117#154.955155.118155.1240.006说明：主桥表中设计标高为箱梁中心处桥面设计标高，理论标高包括了除挂篮变形以外的预拱度。制表人：詹启堂 日期：2016年12月10日 表164

32、#墩五里岸测点桥面理论标高与桥面实测标高对比图制图人：詹启堂 日期：2016年12月10日 图22制图人：詹启堂 日期：2016年12月10日 4#墩白塔岸测点桥面理论标高与桥面实测标高对比图图23效果二：社会、经济效益经过不断改进，有效地降低了因高程偏差导致的连续刚构桥线形缺陷的问题,降低了人材机的消耗，提高了施工效率与工程质量，得到业主、监理和公司领导的一致好评。 图24 省交通厅总工亲临工地视察指导工作图25 管柄桥主桥合拢庆典效果三：无形效益通过本次QC活动增强了小组成员对质量控制过程的认识，提高了技术与管理水平，我们对活动前后的状态进行了自我评价，绘成雷达图，具体如下： 活动前后自评

33、得分表 表17 序号项目活动前（自评分数）活动后（自评分数）1QC知识69.52解决问题能力59.53经济意识7.59.04质量意识69.55团队精神79.5制表人：詹启堂 日期：2015年12月15日 图26 活动前后对比雷达图 制图人：詹启堂 日期：2016年12月15日图27 全景图此次的QC活动比较成功，圆满解决了连续刚构桥线形缺陷的问题。为了巩固本次成果，并进一步提高施工质量，在项目部挑选一批工程管理人员和技术工人进行了专门的培训，将该工艺在标段范围内推广、运用。同时，我们又进行了以下工作，将在以后类似工程中进一步跟踪与验证。十一、巩固措施1归纳整理了连续钢构施工工艺流程图，以便各项工序严格按照操作规范实施并形成了大跨径连续钢构施工线形作业指导书（编号FJJG-2017-ZY-002）。2实行了小组人员岗位责任制，各负其责并定时组织质量大检查，做到及时发现问题，即时解决问题。3要求小组成员要不断完善预应力混凝土连续刚构桥的施工，积极研究