确保100+100m悬臂T构箱梁质量一次成功

确保100+100m悬臂T构箱梁质量一次成功1/2箱梁中心纵断面图梁体按全预应力结构设计，纵向、横向和竖向设预应力筋。纵向钢束采用强度为1860MPa的φ15.2mm钢绞线，有19根、15根、9根三种类型的钢束，分别采用内径φ100mm、φ80mm铁皮波纹管成孔，YCW400E千斤顶两端张拉，M15配套锚具锚固；横向预应力钢束采用每束4根φ15.2钢绞线，采用扁形波纹管成孔，YDC250Q千斤顶单端张拉，BM15-4扁锚锚固；竖向预应力采用φ32PSB830精轧螺纹钢筋，YCW100E千斤顶单端张拉，JLM-32锚具锚固，采用内径φ45mm铁皮管成孔。梁体采用C55高性能混凝土；管道压浆所用水泥浆强度等级不低于M40；封锚端采用C55无收缩混凝土；挡碴槽采用C30混凝土。二、小组简介小组名称太中银铁路桥梁QC小组成立时间2009年3月1日课题名称确保100+100m悬臂T构箱梁质量一次成功QC教育平均48小时小组类别攻关型组长李德刚活动日期2009.3.1—2009.9.12注册号2010-TJQC-8-033小组成员8人活动频率4次/月出勤率100%小组成员简介序号姓名性别年龄文化程度职务职称组内职务组内分工1李德刚男46本科项目总工高工组长课题组织协调2高国祥男46本科技术部长高工副组长施工方案编制与实施3刘胜军男29本科施工队长工程师副组长施工现场组织协调4李广庆男37本科桥梁技术主管工程师副组长施工现场管理控制5马廷玉男27本科专项负责助工组员质量措施组织落实6王帅男24本科专项负责助工组员质量措施组织落实7尤广杰男27研究生专项负责在读组员数据分析预测8安志强男26本科资料员资料员组员内业资料整理、归档制表人：李广庆制表时间：2009年3月22日小组成员表三、选题理由太中银铁路是实施西部开发的重要通道，对国民经济可持续发展和国家能源安全具有重要的战略意义。本桥作为太中银铁路的重难点工程之一，是我公司对外展示施工实力的一扇窗口。为此，我公司制定了确保“火车头奖”，力争“鲁班奖”的质量目标。质量标准高本桥位于架梁通道的上游，桥梁的合拢时间制约着相邻兄弟单位的架梁时间，桥梁能否按时合拢关系到我公司在铁路系统的信誉。本桥跨度大--单侧悬臂长度79m，桥墩高--主墩高60m，断面高大--根部梁高11.4m，因而施工技术难度大，安全风险高，各级领导高度关注。确保100+100m悬臂T构箱梁质量一次成功基于以上理由，我们选择了本课题：工期压力大施工难度大四、现状调查

针对T构箱梁施工质量难题，我QC小组召开了专题会议，共同对其他类似桥型进行了现场考察和分析，集中会诊，共收集到了60条有关T构箱梁施工质量存在的问题信息，小组成员对信息进行了总结、整理,归纳为5大类问题，作出统计调查分析表如下:序号问题类别质量问题表现形式频数（条)频率（%）累计频率（%）1梁体线形不良1.合拢段两端高差大，合拢困难；2.成桥后梁体线形不顺畅。2948.348.32结构应力偏差大1.混凝土表面局部有受力裂纹；2.梁体线形不顺畅。2643.391.673梁体表面错台梁段接茬处错台大，漏浆。23.33954混凝土表面色差混凝土表面颜色不一致。23.3398.335其他1.通气孔位置偏移超标；2.挡渣墙钢筋不顺直。11.67100合计60100/制表人：李广庆制表时间：2009年3月22日

根据调查表做出排列图如下：制表人：李广庆制表时间：2009年3月28日98.33%频数（条）累计频率（%）N=60条100806040200影响T构箱梁施工质量的问题排列图从以上排列图可以看出，“梁体线形不良”、“结构应力偏差大”占到了问题的91.7%，所以我们确定影响Ｔ构箱梁的主要问题是：A.梁体线形不良；B.结构应力偏差大。五、目标制定及制定的依据总目标确保100+100m悬臂T构箱梁质量一次成功目标值：1、施工轴线、高程误差不超±10mm。2、控制截面混凝土的最大拉应力不大于2.5MPa，最大压应力不大19.6MPa。1、根据现状调查，我们制定的目标是：2、目标设定的依据：根据《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》规定见下表：参照我单位同类桥梁施工经验，结合本桥特点我们制定了略高于验标要求的线形控制目标值，并对混凝土的最大应力提出了控制目标。悬臂浇筑梁段允许偏差

(mm)梁段轴线偏差15梁段顶面高程差±10制图人：李广庆制图时间：2009年3月27日六、原因分析张拉设备计量不准人员操作不规范测量误差大测量仪器不精确预应力钢束应力未达到要求模板安装偏差值超标箱梁线形偏差超标模板精度不够预留管道线形不顺畅箱梁应力偏差超标孔道摩阻力过大预留管道漏浆管道定位坐标不准确未对预留孔道采取保护措施支架变形超标支架刚度不够混凝土原材质量不稳定波纹管质量不好混凝土刚度偏差环境温度影响模板定位不准应力损失预拱度设置不合理针对主要问题，小组成员采用头脑风暴法进行分析，经整理绘制出关联图：从以上关联图中可以看出，共有11条末端因素。确认方法确认内容确认标准确认人确认时间对比验证两台不同的仪器闭合对比测量误差大于(0.6√n)mm为要因王帅2009年3月对比验证情况：为了校验现场使用的一台DSZ2水准仪的精确度，2009年3月，由王帅和马廷玉用一台NA28水准仪进行闭合对比测量，测量误差为(0.43√n)mm＜(0.6√n)mm，精度满足现场施工要求。结论测量仪器不精确非要因●七、要因确认小组成员针对以上关联图中的11条末端因素，逐条进行调查分析，确认要因。确认情况如下：要因确认一：工人操作不规范确认方法确认内容确认标准确认人确认时间现场调查对完成工序进行验收一次验收合格率70%以下为要因。马廷玉2009年3月现场调查情况：质检员马廷玉在2009年3月对模板、钢筋、预应力、混凝土等工序进行验收，共统计验收项目53项，一次验收合格34项，合格率64.15%＜70%。结论工人操作不规范是要因★要因确认二：测量仪器不精确

确认方法确认内容确认标准确认人确认时间现场检验对桥梁模板进行验收不符合验标规定为要因马廷玉2009年3月现场检验情况：

箱梁模板从专业模板厂家定制，2009年3月对运至现场的模板进行试拼，由质检员马廷玉对模板平整度、拼缝、螺栓孔等进行检查，所有指标均符合验标要求。结论模板精度不够非要因●要因确认三：模板精度不够项目验标规定实测值平整度3mm2mm螺栓孔距离3mm1mm拼缝宽度2mm1mm要因确认四：支架刚度不够确认方法确认内容确认标准确认人确认时间调查分析对桥梁支架的刚度进行分析验算存在非线性变形为要因高国祥2009年3月调查分析情况：支架如果存在非线性变形，就不能预知它的变形量，也就不能有效控制梁体线形。本桥造型独特，桥址处地形复杂，支架方案的正确与否关系到工程的成败，必须认真研究，制定安全经济的支架方案。结论支架刚度不够是要因★要因确认五：张拉设备计量不准确认方法确认内容确认标准确认人确认时间现场验证查看压力表精度，验证设备是否经过配套标定精度大于1.0级，配套标定时间超过3个月为要因。李德刚2009年3月现场验证情况：张拉设备于2月26日配套标定，油表采用0.4级防震压力表。油表精度不大于1.0级，标定时间未超过3个月。结论张拉设备计量不准非要因●0.4级防震张拉压力表确认方法确认内容确认标准确认人确认时间现场验证到拌合站对原材进行抽检有不合格批次为要因马廷玉2009年3月现场验证情况：拌合站实验员对每批进场原材均进行复试，指标偏低的原材不得用于梁部施工。质检员马廷玉在2009年3月到拌合站对混凝土原材进行3次抽检未发现有不合格原材料。结论混凝土原材料质量不稳定非要因●要因确认六：混凝土原材料质量不稳定确认方法确认内容确认标准确认人确认时间现场验证现场检验波纹管质量合格率90%以下为要因王帅2009年3月现场验证情况：2009年3月，小组成员王帅现场检查查发现部分波纹管质量差，容易损坏。更换生产厂家后，质量良好而且稳定，处于可控状态。结论波纹管质量不好非要因●要因确认七：波纹管质量不好确认方法确认内容确认标准确认人确认时间现场验证孔道是否有堵管现象有堵管为要因李广庆2009年3月现场验证情况：对浇注完成的0号段预留孔道进行检查，发现有2处堵管。结论未对孔道采取保护措施是要因★要因确认八：未对孔道采取保护措施要因确认九：管道定位坐标不准确确认方法确认内容确认标准确认人确认时间现场验证检测坐标点合格率小于85%为要因马廷玉2009年3月现场验证情况：现场量测定位坐标点，实测67个点，合格53个点，合格率79%，且部分不合格点偏差较大，需要进行改进。结论管道定位坐标不准确是要因★01020304050600~5mm误差5~10mm误差＞10mm频数53113合格不合格严重不合格要因确认十：环境温度影响确认方法确认内容确认标准确认人确认时间调查分析分析原因，用软件模拟有影响为要因尤广杰2009年3月调查分析情况：1、温度影响产生桥梁挠度变化有两种情况：均匀温差、箱梁内外侧的相对温差。温度变化虽然随时存在，但在施工过程中掌握其变化的规律，或选择在早晨固定时间进行挂篮定位，可以减小温度对挂篮施工的影响。2、温度变化对应力的影响设计已经充分考虑，施工过程实时监控，了解其对应变化的规律，选择固定时间记录监测数据，可以排除其影响。结论环境温度影响非要因●确认方法确认内容确认标准确认人确认时间调查分析对挠度进行分析影响因素多为要因李德刚2009年3月调查分析情况：经过全桥不同工况下挠度计算值的比较分析确定全桥预抛高取值为：跨中取5cm，其它各点按二次抛物线设置。全桥预抛高值计算公式如下：悬臂部分：

边跨现浇部分：上式为理论预拱度，实际还要考虑挂篮变形、现场温差引起的相应悬臂端变位、边跨支架下沉及弹性变形、墩高差引起的压缩变形差、基础不同沉降引起的高差等其它因素，所以必须认真研究对策，使预拱度设置与现场情况吻合。结论预拱度设置不合理是要因★要因确认十一：预拱度设置不合理以上要因分析，共找出5条末端因素为要因，分别是：1、工人操作不规范2、支架刚度不够3、未对孔道采取保护措施4、管道定位坐标不准确5、预拱度设置不合理九、制定对策要因对策目标措施负责人完成时间工作地点1工人操作不规范对工人进行教育1.编制详细的作业指导书,教会工人规范操作.2.加强过程控制，教育工人增强责任心。刘胜军李广庆2009.3.2～

09.9.9施工现场2支架刚度不够选择合适的支架形式减小支架的塑性变形，取得其弹性变形参数，立模时按照参数设置反拱1.认真研究，制定科学合理的支架方案；2.对支架进行预压实验，消除其塑性变形，取得其弹性变形参数。李广庆王帅2009.3.2～

09.3.9施工现场3未对预留孔道采取保护措施改善施工工艺保证100%管道能顺利穿过钢束，减小摩阻力。在波纹管内穿入一根小号塑料管，并在浇筑混凝土时对其进行串动.马廷玉安志强每次浇筑混凝土施工现场4管道定位坐标不准确改进施工方法使合格率达到90%以上，管道线形顺畅。利用堵头模板定位，按照断面坐标在堵头模板上钻出对应的孔道位置，确保定位准确李广庆王帅波纹管安装全过程施工现场5预拱度设置不合理加强数据监控使预拱度和实际沉降数据差值≤3mm1.用软件对各种状态下的混凝土挠度进行验算分析；2.实时监控各种影响因素的变化。尤广杰王帅挂篮施工全过程施工现场

制表人：李广庆制表时间：2009年3月8日提高工序一次验收合格率85%以上针对以上要因，制定相应对策如下：十、对策实施实施一：加强工人质量意识，提高操作技能。利用班前点名,对工人进行安全质量教育晚上给工人讲解作业指导书,明确质量标准1、特殊工种作业人员培训后持证上岗，所有工人经安全培训后考试合格方可上岗。关键工序跟班作业现场讨论施工操作要领

实施效果：通过对作业工人的教育培训，提高了他们的质量意识和操作技能。跟班作业，及时的纠正操作中的不当行为，从源头上杜绝质量问题的发生。工序一次验收合格率由活动前的64.15%提高到了91%。2、现场指导工人施工，关键工序跟班作业，把质量问题消灭在过程中。0号段在托架上浇注1~19号段采用挂篮施工现浇段采用型钢支架

小组成员邀请我集团公司和石家庄铁院桥梁专家，召开研讨会，根据桥梁设计，结合现场地形条件，最终选定箱梁1～19号段采用挂篮悬臂浇筑，0号段、21号段在支架上浇筑，20号合拢段采用吊架施工。实施二支架刚度不够第一步拟定方案会议研讨前后工作车液压油缸中铁十六局集团二公司主框架前后框架底框架横臂内模挂篮施工也叫FCM施工法，是采用移动式挂篮做为主要施工设备，以桥墩为中心，对称向两岸逐段浇筑梁体混凝土，待混凝土达到强度后，张拉预应力束，再移动挂篮，进行下一节段施工，每段的长度为2~6米。它不受地形的影响，节约支架材料和劳动力，是一种低碳环保的新工艺,但是技术难度较高，。因为本桥节段重量大，最重梁段达2600KN，且悬灌段数多达19段，我们选用了承重能力强，自动化程度高的自行式菱形挂篮。1、

在现场模拟支架受力状态进行预压，因为托架、和支架均为一次使用，我们采用沙袋预压。挂篮需要多次周转，为了取得更为准确的参数，预压分两步进行。预压的最终荷载为施工阶段最大荷载的1.3倍。对拼装好的桁架用千斤顶分步施压，记录其对应的变形值，并绘制变形—位移关系分析图。实施二第二步：对支架进行预压2、

挂篮第二步预压：在桥面拼接安装挂篮，用型钢和沙袋等重物施压，消除挂篮使用状态下的塑性变形。

实施效果：通过多个循环的预压，消除了挂篮桁架的非弹性变形，取得了其在受力状态下的变形参数，为立模时预留变形量提供了依据。通过超荷载预压，使得实际施工时的塑性变形减小到可忽略不计。实施三：改善施工工艺，保证预应力管道通畅

箱梁钢筋密集，浇筑混凝土时，容易损坏波纹管。在混凝土浇筑前，穿入波纹管内一根直径略小于波纹管内径的塑料管，并且在混凝土浇筑的过程中，间隔将其活动，混凝土初凝后将其拔出。

实施效果：采用上述做法施工后，有效地防止了堵管现象的发生。保证了预应力钢束100%穿束顺利，减小了孔道摩阻力，从而保证了张拉应力的准确，使得桥梁的线形和应力处于可控状态。预应力管道穿束实验统计表钢束编号F11F12F13F14F15T16T17T1811号梁段通通通通通通通通12号梁段通通通通通通通通13号梁段通通通通通通通通14号梁段通通通通通通通通15号梁段通通通通通通通通16号梁段通通通通通通通通17号梁段通通通通通通通通自制通孔器实施四：改进施工方法

本桥箱梁预应力钢束长束多，最长的201米，而且布置密集，有的一个断面上有200多束，又是分段浇筑，所以波纹管定位坐标的准确性很难把握。小组成员反复研究，参照类似工程的经验，采用了以模板为定位控制点，钢筋网片为定位点的方法，给波纹管定位。具体做法如下：1、如图划分断面，按照整体布置图画出每个断面上的孔道布置坐标；2、按照该断面管道坐标，在模板上钻出对应的圆孔；3、将模板定位加固，穿入波纹管定位。实施效果：通过这种方法，使定位坐标的合格率提高到95%以上，保证了孔道线形顺畅，减小了张拉应力的误差，从源头上保证了张拉应力合格，从而保证了桥梁的应力和线形符合要求。0.4级防震张拉压力表%%%%%%79%90%95%实施五：多方面加强监控措施，确保预拱度设置误差≤3mm。第一步分析验算：桥梁施工采用MIDAS提供的挂篮单元模拟，桥梁博士校核数据。本模型将桥体共划分成57个节点，56个单元，将合龙段划分成1个单元。根据施工过程将模型分解成65个施工步进行施工过程模拟。5、各梁段立模标高计算：Hn=hn＋△h1+△h2+△h3

其中：hn为梁面的设计高程△h1灌注本节段需理论调整值△h2为挂篮的弹性变形（含灌注后前一节段产生的变形）△h3前一梁段调整存在的误差。注：△h1，△h2，△h3均按向上为正。2、施加预应力的影响：1、灌注混凝土引起的挠度：3、混凝土收缩、徐变的影响：4、墩身压缩的影响：第二步实时监测：2.1高程监测：在0号段布置高程观测原点，各悬臂浇筑节段高程测点布置每个节段各设5个测点，对称布置在悬臂板与腹板的交接点，离块件前端10cm，测点露出混凝土面5cm。如右图。每个标准梁段施工过程中，分别测量各个工况下主梁悬臂前端每个梁段的标高。以这些观测值为依据，进行有效地施工控制。2.2应力监测：在箱梁的控制截面布置应力测点，以观察在施工过程中这些截面的应力变化及应力分布情况，根据当前施工阶段向前计算至竣工，预告今后施工可能出现的状态并预告下一阶段当前已安装构件或即将安装的构件是否出现不满足强度要求的状态，以确定是否在本施工阶段对可调变量实施调整。在主梁各断面应力监测用钢弦应变计，通过测其频率即可得到混凝土的应变，从而得到应力。实施效果：通过用结构软件对桥梁施工过程的模拟分析，结合高程、应力、温度的实时监测，及时、准确的掌握了结构挠度变化的趋势和规律，从而可以精确提供预拱度数据。施工过程中，预拱度设置的偏差均≤3mm。2.3温度监测：桥梁结构处于一个变化的温度场中，理论上说由于温度变化，桥梁的截面应力和主梁标高每时每刻都在变化，这就给测量结果带来不确定的因素