创新大跨度系杆拱桥结构安装方法+word

创新大跨度系杆杆拱桥结构安安装方法中国建筑第八工工程局有限公公司钢结构工工程公司奋进QC小组二零二零年三月月创新大跨度系杆杆拱桥结构安安装方法中国建筑第八工工程局有限公公司钢结构工工程公司奋进进QC小组一、工程概况冶修二路跨外秦秦淮河建设工工程横跨南京京市外秦淮河河。全桥长1128.6mm，钢结构跨跨度为1211.7m，总总宽度45m,水水中无下部支支承结构，整整桥斜交角度度为74.4476°，梁底纵向向坡度高差11.4m，总总用钢量约44000t。本本工程横跨南南京外秦淮河河，与南京地地铁五号线并并行且同步施施工，地铁盾盾构对临时结结构影响较大大。主桥为单单跨系杆拱结结构，由三片片拱肋及系梁梁组成，系梁梁间为横梁连连接，拱顶设设置横撑，外外侧设置悬挑挑人行托梁。通通过57根钢钢吊索连接拱拱肋及系梁，桥桥梁两侧各33个盆式支座座固定于桥台台上，桥梁支支座间距为1117m，钢钢箱拱最大高高度28.775m。质量目标：竣工工验收质量评评定优良。工程创优：创钢钢结构金钢奖奖、创江苏省省优质工程、争争创国家优质质工程。钢结构施工进度度：20188年11月至至2019年年7月。图1-1拱拱桥结构图二、小组简介1、小组概况表2-1小小组概况表小组名称奋进QC小组成立时间20018.9..24课题类型创新型小组人数100注册日期20018.9..28培训时数32hh以上注册登记号BBJGG-22019-116活动课题创新大跨度系杆杆拱桥结构安安装方法活动情况活动次数166次成员参加率1000%活动时间20118.10--2019..5指导老师李李善文小组成员表2-2小小组成员表序号姓名性别学历组内职务组内分工职称1史伟男本科组长组织协调工程师2周胜军男本科副组长技术指导工程师3李媛女本科组员资料收集助理工程师4宋刘军男本科组员调查分析工程师5李华志男本科组员方案设计工程师6刘明立男本科组员方案实施助理工程师7顾海然男本科组员方案实施工程师8彭浩男本科组员方案实施工程师9芮梦华男本科组员方案实施助理工程师10于海波男本科组员劳务负责/3、活动进度表表表2-3活活动进度表三、选择课题1、课题背景秦淮河是江苏苏省“两纵四横”干线航道网网规划的重要要组成部分，市市政桥梁施工工必须减少河河道中的临时时工程，保护护水系环境，满满足通航需求求。常规过河河、过路桥梁梁施工方法为为：水中或道道路上搭设密密集临时支撑撑体系，通过过吊车进行桥桥梁拼装，最最后整体卸载载拆除支撑体体系。但使用用此方法，严严重影响河道道航道正常运运行，在河面面上施工不可可避免的造成成大量的污染染。浮吊浮吊吊耗费成本较较高，资源少少，吊装工况况不灵活，吊吊装效率低。需需要寻找一种种河道占用时时间少，施工工快捷的桥梁梁安装方法。通通过拱桥新方方法的创新，可可以为类似工工程填充大量量参考依据，对对规范桥梁工工程设计、施施工，提升精精细化管理水水平具有重大大意义。2、选题理由（1）通航限制制：外秦淮河河为南京市重重要航道网，必必须减少施工工在河道的占占用时间，桥桥梁必须在短短时间内完成成安装作业。（2）南京河道道防汛日期为为6月初至110月中旬，汛汛期河道内部部不得存在施施工技措，项项目部规定工工期节点：拱拱桥必须在22019年55月30日前前施工完成，时时间仅为8个个月。（3）本项目作作为南京市重重点系杆拱桥桥结构项目，其其施工质量和和安全管理，对对于公司在基基础设施方向向的发展有着着极大的促进进作用，工期期履约及施工工质量的保证证有利于树立立企业良好形形象。3、课题查新（1）查新借鉴鉴：小组在中中国知网中查查找相关文献献，根据“钢结构系杆杆拱桥施工”、“拱桥拼装”、“系杆拱桥全全过程施工监监测”、“格构柱支撑撑体系”等关键词，共共检索到44篇相关文文件，启发了了小组拱桥拼拼装的创新灵灵感。图3-1关关键词查新借借鉴（2）查新借鉴鉴：小组成员员继续对“桥梁跨河施施工”创新思路进进行查新，通通过市场调研研和网络查找找的方式，以以下三个案例例可进行借鉴鉴。图3-2施施工工艺查新新借鉴（3）查新借鉴鉴：小组成员员继续对“拱桥施工工工期”进行查询，通通过市场调研研和网络查找找方式，确定定桥梁长1221.7m拼拼装时间控制制在3个月内内，顶推/滑滑移距离为一一个桥梁长度度，顶推/滑滑移工期控制制时间为1个个月。图3-3施施工工期查新新借鉴4、确定课题通过查新及借鉴鉴，小组成员员讨论认为，在在河道边和河河道内布置支支撑桩，在河河道边的支撑撑桩上布置拱拱桥拼装平台台，完成拱桥桥下部结构拼拼装，利用格格构柱支撑，完完成拱肋上部部结构施工；；利用顶推或或滑移设备，在在支撑桩上完完成桥梁的跨跨河施工。所所以确定课题题为：创新大大跨度系杆拱拱桥结构安装装方法。四、制定目标1、设定目标创新研制出一种种综合式系杆杆拱桥安装新新方法，并提提出有针对性性的控制措施施，保证施工工质量和施工工安全，加快快施工进度。目标1：在不影影响航道情况况下，5月330日前完成成拱桥结构安安装；目标2：顺利通通过金钢奖质质量验收。2、可行性分析析QC小组通过55M1E分析析法对目标可可行性进行分分析，分析理理由如下：构件加工：小组组成员均有较较强的业务能能力及责任心心，钢构件加加工单位专业业水平高，专专业施工单位位具有着丰富富的施工经验验。重视度高：公司司重视基础设设施工程；项项目部多次请请公司、设计计院、专家进进行论证；去去相关桥梁项项目参观学习习。技术水平：项目目部人员具备备大型钢结构构施工经验，相相关模拟计算算及施工监控控技术成熟，具具备桥梁施工工技术条件和和水平。施工工艺：钢结结构桥梁拼装装、滑移、顶顶推施工工艺艺、设备较成成熟，小组成成员有丰富的的施工经验。综上：小组成员员一致觉得目目标可以完成成。五、提出方案并并确定最佳方方案1、提出方案小组成员通过对对查新资料的的整理和查新新结果的理论论分析，初步步形成拱桥异异位拼装+移移动就位跨河河施工的两种种总体方案。①方案一：异位位拼装+整体体滑移法施工工（拼装+滑滑移轨道+滑滑移设备）；；表5-1方案案一流程A.河岸边及河河道中安装临临时墩及通长长滑移用轨道道梁；B.河岸边进行行拱桥结构整整体拼装；C.利用滑移设设备进行滑移移就位。②方案二：异位位拼装+整体体顶推施工方方案（拼装++顶推设备）；；表5-2方案案二流程A.在河岸边及及河道中安装装顶推临时墩墩；B.河岸边进行行拱桥结构整整体拼装；C.利用顶推设设备进行顶推推就位2、方案对比QC小组针对两两种施工技术术从技术可行行性、经济合合理性、预期期效果、时间间性进行分析析，从而确定定最佳总体方方案，分析如如下。表5-3方方案对比表项目技术可行性（115）经济合理性（110）预期效果（155）时间性（10）结论方案一异位拼装+整体体滑移法施工工（拼装+滑滑移轨道+滑滑移设备）在河道内和河道道边搭设钢管管桩支撑，在在支撑上方布布置水平轨道道梁，在河道道边进行拱桥桥结构拼装，利利用滑移设备备沿着轨道梁梁将拱桥滑移移到位。技术术上可行。（14）河道边钢管桩重重复利用率大大。轨道梁数数量大，费用用较高，满足足要求。（6）钢管桩施工可根根据施工工序序开展，减少少河道钢管桩桩占用时间，拱拱桥异位拼装装，吊装施工工更安全。但但轨道梁的强强度需满足拱拱桥重力下最最不利工况影影响，轨道梁梁规格较大，造成较大的施工成本。（10）可以先完成河道道边拼装平台台，水中平台台可同步拼装装一起进行。河河道占用时间间较少。（8）本方案成本较高高，轨道梁施施工控制难度度较大。（38）不选方案二异位拼装+整体体顶推施工方方法（拼装++顶推设备）在河道内和河道道边搭设钢管管桩支撑，在在支撑上方布布置步履式顶顶推设备，在在河道边进行行拱桥结构拼拼装，利用顶顶推设备将拱拱桥顶推就位位。技术上可可行。（14）河道边钢管桩重重复利用率大大。无需轨道道梁，费用较少，满足足要求。（9）钢管桩施工可根根据施工工序序开展，减少少河道钢管桩桩占用时间，拱拱桥异位拼装装，吊装施工工更安全。无需轨道梁，满满足钢管桩的的承载力和顶顶推器的顶推推能力即可，施施工方便、操操作简单。施施工便捷、受受力合理、节节省钢材；整整个体系采用用系统钢结构构支撑体系，承受荷载更大。（14）可以先完成河道道边拼装平台台，水中平台台可同步拼装装一起进行。河河道占用时间间较少。（8）本方案可实现安安拆快捷、受受力合理同时时施工方便，成成本较少，占占用河道时间间少。（45）选择4、方案分分级项目部QC小组组根据选定的的总体方案，召召开会议讨论论提出问题，对对方案进行分分级，采用方方案系统图方方式表示如下下。图5-1方方案分级图5、分级方案选选择（1）临时墩数数量和顶推设设备数量表5-4临临时墩数量和和顶推设备数数量方案对比比表方案需求通过顶推全过程程模拟计算分分析，尽可能能减少临时墩墩数量和顶推推设备数量材料选择临时墩间距233.5m（拱拱桥横跨6个个墩）临时墩间距300.5m（拱拱桥横跨5个个墩）示意图安全性多支点支撑结构构，各点受力力均匀，最大大支点反力为为421t，应应力最大为997MPa，导导梁最大变形形为50mmm。少支点支撑结构构，各点受力力不均匀，最最大支点反力力为510tt，应力最大大为197MMPa，导梁梁最大变形为为150mmm。施工难易度应力较小，变形形较小，施工工控制简单应力较大，变形形较大，施工工控制困难综合评价临时墩间距233.5m，最最大限度的减减少了临时墩墩的数量，减减少了顶推千千斤顶的数量量，更有效的的保证了整体体结构受力，满满足规范和设设计要求。此此时，千斤顶顶数量为422个。虽然很大程度上上减少了材料料的使用量，但但结构容易超超限，容易发发生质量安全全事故。此时，千斤顶数数量为30个个。结论选用不选择（2）临时墩材材质选择表5-5临临时墩材质方方案对比表方案需求制作顶推临时墩墩，用于承受受顶推过程中中各支点的支支承反力材料选择钢筋混凝土临时时墩（桩+承承台）钢结构临时墩（钢管桩+型钢）示意图安全性混凝土桩强度高高、刚度大、耐耐久性好，可可承受较大的的荷载；桩的的几何尺寸可可根据设计要要求进行变化化，桩长不受受限制钢板桩的强度高高，重量轻，可可以打入较硬硬的土层和砂砂层，且施工工方便，速度度快，施工难易度插打桩基，并施施工上部支撑撑平台插打钢管桩并安安装上部支撑撑平台经济性取材方便，但施施工后不可重重复利用需要调用，可重重复利用适用性根据受力需要，桩身可放置不同深度的钢筋笼，也可不配钢筋。桩的直径可根据设计需要确定。主要用于临时支支挡结构或永永久性的码头头工程，常用用断面形式为为Z形、H形形和管形。综合评价回收利用交叉，达到强度需要时间，工期长可重复利用，焊焊接完成强度度即可满足要要求结论不选用选择（3）拱桥拼装装方式选择表5-6拱拱桥拼装方式式方案对比表表方案需求选择合适的桥梁梁拼装思路，减减少偏差和加加快施工效率率方案选择从两边向中心施施工由中心向两边施施工由南侧向北侧施施工示意图安全性对称施工有利于于结构受力对称施工有利于于结构受力和和变形控制不利于变形控制制施工难易度整体尺寸、预起起拱值易于控控制整体尺寸，预起起拱值较难控控制整体尺寸、预起起拱值较难控控制经济性使用两个履带吊吊同步施工使用两个履带吊吊同步施工使用一个机械顺顺序施工，节节约适用性适用于对称结构构适用于对称结构构适用于延长结构构综合评价施工效率高，结结构受力易保保证，工期短短施工效率高，结结构尺寸较难难控制，工期期短施工效率低，结结构尺寸较难难控制，工期期长结论选择不选择不选择（4）支撑体系系转换方式表5-7支支撑体系转换换方式方案对对比表方案需求顶推施工过程，桥梁多支点受力，桥各点受力方式不同，通过圆管支撑，连接拱肋和系梁，减少各支点受力影响，从拼装状态格构柱支撑体系到圆管支撑体系转换要合理。方案选择从两边向中心施施工由中心向两边施施工示意图结构最大应力67.457.0最大水平位移mmm43.743.7最大竖向位移mmm14.719.0最大支座反力kkN613.3523.9综合评价竖向变形较小，易于控制安装精度。竖向变形稍大，但应力值与支座反力较小结论选择不选择（5）拱桥梁底底高差处理方方式表5-8拱拱桥梁底高差差处理方式方方案对比表方案需求拱桥在纵向坡度度差为1.44m，顶推施施工需保证设设备与梁底完完全贴合，防防止受力不均均方案选择梁底以直代曲安安装工装梁底焊接槽型钢钢板（腹板++底板），使使梁底水平，类类同平底钢箱箱梁结构采用不同高度垫垫块叠加拟合合下部坡度高高差示意图安全性通长调节工装，梁底水平，顶推操作简单通过调整垫块高高度，不断拟拟合桥梁坡度度线形施工难易度焊接施工工程量量较大，施工工后需整体割割除安装大量垫块，经济性割除后材料基本本报废处理垫块可重复利用用综合评价施工成本较大，施工易操作施工成本较低，调整垫块施工简单结论不选择选择6、确定方案通过上述方案选选择，最终确确定了拱桥施施工的最终方方案，如图所所示。图5-2方方案分级图六、制定对策针对上述方案，制制定了相应的的对策实施表表。表6-1对对策表序号方案对策目标措施地点负责人完成时间1顶推施工全过程程模拟计算1、结合顶推过过程，计算模模拟整体稳定定性；2、拱桥结构自自身稳定性计计算；3、顶推施工过过程临时墩稳稳定性分析。1、钢管桩安全全可靠保证系系数达到1000%，稳定定性达到1..5倍以上；；2、钢管桩下沉沉值不大于110mm；3、满足施工承承载力2倍以以上；1、选择合理的的顶推墩跨度度，减少应力力、变形值过过大；2、对顶推过程程对钢管桩的的活载进行应应力及稳定性性计算；3、根据承载力力进行入土深深度计算；4、拼装胎架及及分配梁进行行计算分析；；会议室施工现场周胜军2018.100.8-20018.100.202顶推临时墩支撑撑体系施工1.APE-2200震动锤锤配合履带吊吊完成钢管桩桩施工；2.利用反预压压装置对钢管管桩进行预压压验收3.用钢管桩++型钢分配梁梁作为顶推平平台；1、定位误差控控制在10mmm以内；2、桩顶标高误误差不得超过过±50mm；3、拼装胎架定定位偏差控制制±5mm；4、纵向、横向向坡度偏差±5mm；1、钢管桩定位位放线测量；；2、利用80tt履带吊完成成地面桩施工工；3、利用1000t浮吊完成成水中桩施工工；4、钢管对接完完成桩加长；；5、进行钢管桩桩预压验收；；6、安装平台型型钢，保证焊焊接质量7、全站仪完成成分配梁安装装定位；8、连接节点焊焊接固定；9、进行现场三三方验收检查查；会议室施工现场周胜军2018.100.20-22018.112.313拱桥结构异位整整体拼装1、根据设计院院恒、活载提提前预制加工工图中；2、现场安装定定位进行复核核；3、利用公司标标准化格构柱柱支撑安装4、由两侧向中中心安装拱桥桥构件；5、由两侧向中中心完成支撑撑受力体系转转换1、现场线形误误差不大于22mm；2、应力值不超超模拟计算限限值；3、支撑垂直度度偏差±10mm4、工装定位标标高偏差±5mm；5、卸载顺序遵遵守模拟顺序序；1、利用BIMM技术进行图图纸深化及出出图；2、通过全站仪仪利用三维坐坐标进行现场场线形测量及及安装定位；；3、第三方监控控单位进行预预起拱复核及及现场施工复复核4、拱肋安装、卸载全过程模拟计算分析5、全站仪定位位安装、连接接节点焊接牢牢固6、构件三维坐坐标定位测量量、拱肋安装装前、后支撑撑垂直度复核核会议室施工现场周胜军2018.111.20-22019.44.154拱桥结构整体顶顶推施工1、通过步履式式千斤顶及液液压泵站完成成顶推施工；；采用PLCC液压控制系系统，一机多多控；2、安排专人进进行顶推过程程检查及调整整1、48台步履履式千斤顶同同步性1000%；2、制定设备布布置及人员组组织图，定人人、定岗；1、利用48台台同型号步履履式顶推设备备，统一控制制系统进行顶顶推指令；2、专业顶推施施工人员现场场指导，设立立班组、监督督组、总指挥挥人员现场施施工，统一指指挥综合管理理。3、针对顶推动动作，统一反反馈同步性情情况再施工，否否则立即停止止调整；施工现场刘明立2019.4..15-20019.4..305自动化施工监控控1、建立缜密合合适测量控制制轴网；2、建立动态监监测变形体系系；3、第三方监控控单位对全过过程监测；1、顶推过程旁旁侧偏位量±50mm；；2、主体结构变变形量±55mm；1、建立高密度度、全覆盖测测量控制网系系统；2、利用全站仪仪、反光片对对顶推过程方方位偏移进行行实时观测；；3、利用静力水水准仪+无线线接收模块实实时监测拱桥桥结构变形，达达到预警值立立刻调整。施工现场苏志超2019.4..30-20019.5..30七、对策实施1、支撑体系设设计及受力计计算通过全过程顶推推施工模拟，根根据最大支承承反力，和钢钢管桩间距，确确定支撑体系系钢管桩、型型钢规格尺寸寸（φ1500、11020、8800、H7700*3000）；根据顶推过程最最大支撑反力力计算钢管桩桩入土深度为为13m（中中墩）、100m（边墩）；；利用Midass对顶推全过过程模拟计算算，确定整体体顶推稳定，承承载力满足要要求，根据顶顶推工况设计计前后导梁、顶顶推斜撑、对对被顶推位置置进行补强处处理（焊接加加劲板）。图7-1顶顶推施工模拟拟计算顶推示示意图实施效果：根据据选定的规格格材料、临时时墩间距进行行模拟验证，符符合设计及规规范要求。实施结论：目标标实现。2、顶推临时墩墩支撑体系施施工（1）采用800t履带吊//100t浮浮吊+APEE200-66全液压振动动锤，打入钢钢管桩至设计计标高；钢管管桩施工以桩桩端标高控制制为主，贯入入度为辅。采采用钢管桩反反预压装置，通通过上部横梁梁与加载千斤斤顶120%%反作用力对对钢管桩预压压进行验收。沉沉降在40mmm以内，满满足要求。（2）根据桥梁梁预拱度曲线线、横坡、纵纵坡，依次安安装拼装胎架架及顶推平台台防护栏杆，并并进行现场验验收。图7-2临临时墩支撑体体系及过程验验收记录实施效果：利用用全站仪进行行现场拼装胎胎架定位误差差控制在100mm以内；；桩顶标高偏偏差±50mm；纵纵、横向坡度度偏差±5mm；实施结论：目标标实现。3、拱桥结构异异位整体拼装装（1）采用履带带吊及汽车吊吊由两侧向中中心进行安装装。（2）使用全站站仪按照桥梁梁横坡、纵坡坡、预拱度来来定位测量，验验收合格后再再进行焊接。图7-3拱拱桥结构异位位拼装及支撑撑体系转换图图实施效果：利用用BIM技术进进行构件坐标标定位测量、第第三方监控单单位进行预起起拱复核及现现场施工复核核，线形误差差不大于2mmm；应力值值不超模拟计计算限值。实施结论：目标标实现。4、拱桥整体顶顶推施工（1）采用PLLC液压控制制系统，一机机控制48台台步履式千斤斤顶同步顶推推施工；（2）千斤顶顶顶升、顶推、回回落、回缸完完成一个顶推推行程。（3）通过调整整千斤顶前后后垫块，不断断拟合拱桥线线形，保证各各支点受力要要求。实施效果：488台步履式千千斤顶同步性性100%；；各千斤顶的的支点反力偏偏差10%，在在有效控制范范围内。实施结论：目标标实现。图7-4步步履式千斤顶顶配合钢垫块块完成顶推施施工5、自动化施工工监控利用科学研究方方法与先进仪仪器设备（静静力水准仪、全全站仪、应力力计），建立立高密度、全全覆盖测量控控制网系统；；利用全站仪仪、反光片对对顶推过程方方位偏移进行行实时观测；；利用静力水准仪仪+无线接收收模块实时监监测拱桥结构构变形，达到到预警值立刻刻调整，严密密监测桥梁建建设过程中的的应力、沉降降、位移等关关键节点数据据，为施工安安全保驾护航航。图7-5顶顶推施工模拟拟计算顶推示示意图实施效果：在施施工过程严格格按照监测数数据控制，顶顶推过程旁侧侧偏位量在550mm以内内；顶推过程程主体结构变变形量±55mm以以内；实施结论：目标标实现。八、效果检查1、目标完成情情况顺利通过“金钢钢奖”专家验收收，顺利通过过绿色施工（示示范）工程现现场验收，施施工过程无安安全事故，工工期提前200天达到预期期目标，目标标实现。2、经济效益（1）节约施工工工期20天天。若地铁盾盾构期间拔出出钢管桩将影影响下部土质质情况，影响响盾构安全，将将造成材料浪浪费，经统计计钢管桩共计计212t，按按照每吨30000元折旧旧计算，节约约成本63..6万元；（2）因处于工工期节点阶段段，节约施工工进度费50000元/天天*20=110万元