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关键词:景观桥;梁拱组合体系;矮塔斜拉;模态分析
Abstract: the east road is important music landscape avenue, guangxi sea bridge, with a main span of guangxi bank on the wetland park, with landscape bridge positioning, the type of modelling and to structure realize become key planning.
Keywords: landscape bridge; Camber combination system; Short stay tower; Modal analysis
中图分类号: U445 文献标识码:A文章编号:
1 概述
东乐路延伸线横跨桂畔海,东接碧桂路(省道S112),设计行车速度40km/h,双向六车道的城市主干道标准设计,红线宽度40m。桂畔海两岸是规划新城的“三绿带”之一,且东乐路是云近东区规划的景观大道,设计应着重环境保护和景观设计,使道路线形、桥梁、立交和沿线设施等与自然景观相协调,桥梁建筑风格和景观绿化的处理反映当地特色,追求优美的结构形式和高质量的环境景观,因此,桂畔海大桥桥型方案成为道路规划之关键。
2 建设条件
道路沿线属于珠江三角洲冲积平原,属河口三角洲堆积地貌,地势平坦,起伏变化较小。道路所跨越的桂畔海属内河道,为李家沙水道支流,与顺德水道、北江连通,受南海海潮顶托影响,潮汛属混合潮的非半日型,为弱~中等潮汐下游河段。
区域内场区属于冲积平原地貌,场地区域稳定性较好。但场地浅部分布软弱土层,且局部粉砂易液化,为建筑抗震不利地段,区域地震动峰值加速度为0.10g,构造物需加强抗震设计。
3 设计思路
跨桂畔海的东乐桥桥型方案的确定是整个道路方案设计的关键。本项目地形平坦,跨桂畔海桥梁主要受洪水标高及被交路等级控制。应重点研究桥型方案,兼顾日景、夜景的变化,以独特造型的科学结构实现为目标,而非伪装的外挂粉饰。
根据桥址处地形条件,河道宽度约为60m,东两岸道路下穿。由于受到河道东岸道路净空限制,同时考虑到桥墩对泄洪影响,本桥采用一跨过江的桥梁方案。
本桥主要可行的桥型方案有拱桥、部分斜拉桥、梁式桥等结构形式,其中,拱桥以其优美造型倍受推崇,特别是钢管混凝土拱桥,具独有的造型和视觉效果。而以目前的计算理论,其应力疲劳仍为难题。且拱桥的水平受力特点使得它只适用与地质条件良好的山区地形,如在厚层软弱土广泛分布的三角洲地区,必须先解决水力的问题,否则难以实施,经济上也极不合理。
此外,桥型方案选择还受到以下因素影响:
(1)本桥位于桂畔海月牙位处,桥型须力求与规划桂畔海的湿地公园融合;
(2)受滨河东路通行的影响,两岸桥下净空要求为B×H=24×4.5m,因此,考虑到桥墩尺寸,引桥跨径选择在30m左右,桥梁跨度应与之匹配;
(3)受桥位河床断面形式及水文情况的影响:桥墩布设应尽量避开水深流急、冲刷剧烈的地段,既可以尽量减少对桥位水文的影响,又可以尽量少设深水基础,减低设计、施工难度,缩短工期;
(4)上下游桥型的影响:为丰富沿江景观,创造建筑生命力,桥型设计中应避免雷同、相似性;
(5)环保的影响:应采用成熟、可靠的桥型和相应的施工方案,避免对水质产生污染。
4 桥型方案比选
4.1 初拟方案
根据上述条件和思路,初步拟定以下三种桥型方案:
方案一:预应力砼梁拱组合体系方案,孔跨布置为:30+60+30m:
图1.方案一桥型图
方案二:部分斜拉桥方案,孔跨布置为:30+60+30 m:
图2.方案二桥型图
方案三:预应力连续箱梁方案,孔跨布置为:35+50+35 m:
图3.方案三桥型图
4.2方案特点
4.2.1方案一:预应力混凝土梁拱组合体系方案
(1)桥孔布置
在满足通航、防撞等基本功能要求的前提下,尽量减小主跨跨度、降低造价,结合合理的边、中跨比例、桥梁引桥配合要求等,采用(30+60+30)m跨预应力混凝土梁拱组合体系的桥梁方案。
顺德是一座历史悠久旷远,文化薪火相传,豪杰才俊辈出的历史文化名城,蕴含着深厚的历史文化韵味,以“云际日出”为设计主题,寓意着顺德各项事业的生机勃勃,蒸蒸日上。引用古建筑中的“变截面门梁”作为主桥变截面箱梁的设计元素。注重“发展、生态和谐美”为最高境界 ,充分体现“生态发展、和谐社会”的永恒主题。
(2)结构设计
桥梁截面采用单箱多室断面,结构简单且抗扭和抗弯刚度大、整体性好、受力明确、施工方便、快捷。主拱采用曲线异型拱,拱肋为混凝土箱型截面,双排吊杆,水力由上部结构的系杆承受,达到自身平衡,支座仅承受竖向力。桥梁边中跨比值为0.5,经结构分析,边跨支座在任何工况下均不出现负反力。考虑到本项目工期要求,桥梁建设又是本项目重中之重,故认为预应力砼梁拱组合体系方案在“安全、经济、美观、环保、工期”上皆为最优方案。采用单箱多室箱断面,结构简单且抗扭和抗弯刚度大、整体性好、受力明确、施工方便。为了减轻上部构造的自重,主梁采用大悬臂横向预应力结构,使桥梁上部构造轻型化。
主梁截面采用单箱四室箱型整体截面,变高度,梁高按2.4次抛物线变化,支点梁高3.2m,跨中及端支点路线中心梁高1.8m。桥面以上拱高11.25m。
下部采用花瓶式板墩,增强上部箱梁在施工过程中的抗风稳定性,提高结构横向抗风、抗震能力。考虑桥型总体布局的同时应注重细节设计,避免柱林现象,墩身加饰纹,增加线条,修棱弱化板厚,从而提升景观。
(3)施工方案
桥墩不高,主梁采用较为简单的支架法施工。深水基础采用钢管桩平台、钢吊箱围堰施工。
4.2.2方案二:部分斜拉桥方案
(1)桥孔布置
桥梁方案采用30+60+30部分斜拉桥。项目地处桂畔海湿地公园带中,鸥鹭成群,彰显生态和谐;以“方竹”作为部分斜拉桥索塔的造型设计元素、以白鹭展翅飞翔的“翅膀”作为斜拉索的设计元素,选用古建筑中的“变截面门梁”作为桥梁变截面连续箱梁的设计元素,恰似“白鹭飞舞竹林间”的和谐美景就油然而生。
(2)结构设计
部分斜拉桥桥面以上塔高9.45m,桥塔造型以“斑竹”为母本抽象形状。主梁截面采用单箱四室箱型整体截面,变高度,梁高按2.4次抛物线变化,支点梁高3.2m,跨中及端支点路线中心梁高1.8m。主墩采用花瓶型墙式墩,承台桩基础。
(3)施工方案
主梁采用较为简单的支架法施工。桥墩基础采用钻孔灌注桩施工。
4.2.3方案三:(35+50+35)米预应力混凝土连续箱梁方案
(1)结构设计
主梁截面采用鱼腹式单箱四室箱型整体截面,变高度,梁高按2次抛物线变化,支点梁高2.8m,跨中及端支点路线中心梁高1.8m。主墩采用花瓶型墙式墩,承台钻孔灌注桩基础。
(2)施工方案
主梁采用挂篮悬臂浇筑施工。基础采用钻孔灌注桩基础。
4.3 方案比较
4.3.1结构分析
计算采用通用有限元计算软件MIDAS/Civil 2006,对结构进行三维空间受力分析,计算荷载包括了恒荷载、活荷载、风荷载、温度荷载等,同时进行了模态分析,计算结果表明,方案一、方案二结构受力条件均优于方案三。
图4.模态分析结果
表1. 桥型方案综合比表
5 结论
根据桥址处地形条件,河道宽度约为60m,东岸滨河东路有通车要求,引桥跨径不能少于30m。对于此类桥梁,主要的桥型方案有梁式桥、拱桥、部分斜拉桥等结构形式。常规的斜拉桥由于施工工艺相当复杂,造价较高,同时较高的桥塔与桥位处的地形并不协调,故不做深入比较。通过以上对梁拱组合体系、部分斜拉桥、连续梁桥三方案的综合比较可知,梁拱组合体系不但消除了水平力对墩桩的影响,而且具有设计施工技术成熟、维护费用较低、施工快速、外形简洁美观等优点,同时其造价相对经济。因此以为梁拱组合体系桥梁方案在“安全、经济、美观、环保、工期”上为综合最优方案。
参考文献:
[1] 中交公路规划设计院有限公司等,《公路桥涵设计手册――梁桥》(第二版)[M].北京:人民交通出版社,2011.
【关键词】施工测量;钻孔灌注桩;缩孔;水上平台;拱圈;拱上填料
1.引言
拱桥造型美观,发展时间较早,历史悠久,应用广泛,适用性较强,使用材料广泛,工艺成熟,本人就南京市浦口区津浦大桥的监理过程中获得的心得与大家交流,希望能对大家以后的工作和学习能有所帮助。拱桥在桥梁设计中应用广泛,拱桥的主要受力结构是主拱圈。钢筋混凝土拱桥主要适用于中小跨径的桥梁。
2.工程概述
南京市浦口区津浦大桥工程位于浦口公园北侧,走向为东西向。在该工程中有一座九跨拱桥,每跨拱桥分布为12.9-15.3m不等,从边跨至中跨对称布置,桥梁总长为110.3m,需跨越河流一座。基础为钻孔灌注桩,桥墩为钢筋混凝土薄壁墩,桥台为u形桥台,桥跨结构为钢筋混凝土结构,拱的受力图式为无铰拱,按行车道位置不同,本桥为上承式桥。拱腹填料为级配碎石混合料,填料层以上按照道路结构层设计,30cm 12%石灰土底基层+20cm二灰碎石+15cm沥青混凝土面层,侧墙为钢筋混凝土结构。
3.监理部的前期准备工作
(1)监理部在施工前应派驻具有同类工程工作经验的总监理工程师/代表。(2)审核施工组织设计的可行性,尤其是主体施工方案的可行性。(3)组织监理部人员熟悉图纸,参加设计技术交底。。(4)组织监理人员熟悉施工图纸标明的主体施工工艺流程(一般设计单位会提出),编制监理细则。
4.施工测量监理控制要点
4.1桥梁平面控制网的布设
桥梁平面测量控制以桥轴线控制为主,并保证全桥与线路连接的整体性,同时为桥梁桩基及墩台定位提供测量控制点。为确保轴线长度及桥桩、墩位的精度,必须布设专用控制网。要求施工测量控制点布设满足的要求如:(1)图形应尽量简单,估算出来的未知参数的矩阵元素应尽量减小,并能用这些数据以足够的精度用前方交汇方法进行放样。(2)控制网一般要求布设成三角网或边角网,其边长应与河流的宽度匹配。(3)为使桥轴线与控制网紧密联系,在布设控制网时应将河流两岸轴线上的两个点作为主要控制点。(4)所有控制点应便于观测和保存。(5)为使施工放样时计算方便,桥梁控制网常采用独立的坐标系统,其坐标轴采用平行或垂直于桥轴线方向,坐标原点在工地以外的西南角上。这样场地范围内点的坐标都是正值。桥轴线上两点间的长度可以方便由坐标差求得。
4.2高程控制测量
高程控制测量需建立高程控制网,高程控制网的主要形式是水准网,根据桥长的不同采用不同的水准等级。
桥梁高程控制点由基本水准点组成,应选择在地质条件好及地基稳定处。背景工程在正桥两岸桥头附近均设置基本水准点,为了方便桥墩高程放样测量,在距基本水准点较远处增设施工水准点。
4.3桥梁竣工后应进行竣工测量
测量项目主要有:测定桥梁中线;丈量墩台各部位尺寸;检查桥面高程。
5.中粗砂地质水下钻孔桩施工监理控制要点
拱桥基础的型式有刚性基础、桩基础、管柱、沉井、地下连续墙等。钻孔灌注桩基础是应用最广泛的基础之一,且其施工方法比较成熟,但在特殊地基下的施工仍有很大的难度。南京市浦口区津浦大桥地质条件以中粗砂为主,施工环境为水上施工,针对背景工程特点总结监理控制要点如下:
5.1要求施工方做好以下施工准备工作:
(1)要求施工方水上平台的搭设要稳固,桩机就位要平稳。(2)要求施工方合理安排泥浆池,背景工程以埋入水下的护筒设置为临时泥浆池,监理部要求泥浆池的容量满足施工需要,要求施工方埋设护筒以深入基底不漏浆为宜。(3)要求施工方钻孔机械进场要及时报验,对动力不足的机械不能在工程中投入使用。(4)要求施工方对周边环境进行调研,根据周边建筑情况,尽可能的降低水位,这样有利于施工平台的搭设及墩台混凝土的浇筑,从而降低施工难度。
5.2缩孔的施工质量控制
要求施工方在施工前编制钻孔灌注桩通病防治方案并经监理部审批,在方案中要求施工方针对本工程的特点重点在缩孔的环节上采取针对性措施。众所周知,在中粗砂地基上进行钻孔灌注桩施工极易造成缩孔,在施工过程中如何防止缩孔,减少施工偏差,是背景工程钻孔灌注桩施工质量关键控制点,在监理过程中,采取的措施如:(1)建议召开工地专题会议,集思广益,收集专家意见。(2)要求施工方选取代表性位置打试桩:先施工一根钻孔桩,总结经验数据,优化施工方案。(3)要求施工单位适当加大泥浆比重,保证泥浆的粘滞度。采用特殊土质土进行配置泥浆,背景工程采用陶土配置泥浆以减少缩孔尺度。(4)根据试桩数据,适当加大钻头直径,以保证成孔直径满足设计要求。(5)要求施工方增加施工措施,在一次成孔后要二次扫孔。(6)缩短钢筋笼安装时间,要求施工方增加钢筋焊工数量。(7)监理应重视一次清孔的施工质量,为二次清孔减少施工时间,从而减小缩孔的尺度。(8)要求施工方保证混凝土的供应,加快混凝土灌注施工时间。
5.3混凝土灌注窜孔的质量控制
背景工程为水上施工,土层的上部空隙较大,在混凝土灌注过程中容易造成窜孔,在监理过程中采取的针对性措施有:(1)要求施工方在钻孔灌注桩施工顺序上要间隔施工,从而大大降低窜孔的可能性。(2)要求施工方准确记录混凝土浇筑方量并与混凝土面高程及时对比,监理人员在混凝土浇筑旁站过程中发现异常及时要报告。(3)在施工过程中出现了窜孔,监理部要求施工方采取降低混凝土浇筑速度,适当增大邻桩泥浆比重的方法,起到了很好的效果。
6.水上平台的质量控制
背景工搭设的水上平台方案:圆杉木基础打入河床,在木桩上搭设枕木,每根木桩均与枕木用扒钉相连。监理应做好以下工作:
(1)严把进场材料关,对进场杉木断裂的、长度和直径不符合方案要求的都不允许在工程中投入使用。
(2)水下基础多排木桩应重点验算其承载力,如经验算承载力不够需及时加密木桩。监理部在施工前审核施工方案时应验算地基容许承载力,宜按下述方法进行:
[p]=N×0.5×(ULTp+A×Qr) 式中:
[p]——单向轴向受压容许承载力;U——桩的周长(M),按木桩小头直径计算,桩尖长度不在计算范围内;L——桩在局部冲刷线以下的有效长度(M),需实测河床下淤泥深度,入土深度应将其扣除。
A——木桩小头面积(M);Tp——桩壁土的平均极限摩阻力(Kpa)可按下式计算:
Tp=ΣTi×Li/L (不同的土层累加)
N——桩的根数;Qr——桩尖处土的极限承载力(KPa),可按下式计算:
Qr=2M0λ[Q0]+k2×r2×(h-3)
根据上述公式计算出来的承载力与设计承载力数据进行比较,安全系数一般取1.2。
在工程上部结构施工前,监理部查阅地勘资料对木桩的承载力进行了验算。
(3)在木桩施工时应派专门监理人员进行旁站,对打入深度不符合要求或者打断的,要求补桩或者重新打入,打桩的间距要符合方案要求。
(4)检查枕木的规格及与杉木的连接是否符合施工方案的要求。
7.主拱圈施工监理控制要点
(1)支架及底模的安设要求施工方严格按照施工方案执行,监理要特别检查上部木模之间的空隙是否填塞到位,下部与枕木是否要固定牢靠。在奇数跨要重点检查墩台之间加设的拉筋是否拧紧。
(2)监理要及时跟踪支架堆载预压的情况,预压合格后方可后续施工。一般预压最不利跨,堆载应采用憎水性材料,模拟荷载堆载。根据支架预压的数据,要求施工测量人员调整底模板的高程。
(3)要求施工方严格执行工艺施工程序,在施工过程中监理控制要点总结如:检查混凝土浇筑顺序是否正确:总体原则为从拱脚到拱顶,两侧对称进行。是否按照设计或结构要求在拱脚处预留拱圈圆弧长约30-50cm混凝土作为后浇带。模板的选择是否能够满足主拱圈成型后达到设计要求的线型。背景工程拱圈顶模板厚度宜选用4-5cm竹胶板,防止胀膜又要考虑模板膨胀性能以达到主拱圈厚度的均匀性。严格控制好混凝土的坍落度。监理和施工方要共同做好沉降观测。要求施工方合理选择混凝土浇筑振捣机具,内部和外部振捣相结合,振捣混凝土的时间要适当,防止过振和欠振。
(4)多跨拱圈混凝土的浇注顺序。拱式结构与梁式结构的主要区别是拱不仅竖直力的作用,还要承受强大的水平力。根据拱的受力图式及连拱作用的原理确定拱圈混凝土的浇注顺序是至关重要的环节。以背景资料为例,合理的混凝土浇注顺序应为:①⑨③⑦⑤⑧⑥④②(见示意图1)。在①③⑤⑦⑨跨的混凝土浇注过程中应在墩台处几根纵向水平拉筋,并在浇注混凝土前检查其拉伸性能,确保其处于受力状态。①⑨跨浇注前应做好台背填土工作,确保拱跨结构的受力最终能传于地基中去。②④⑥⑧跨应在其他跨卸架后后即其他跨处于受力状态方可进行其拱圈混凝土的浇注工作。拱圈支架卸架应编写合理的卸架方案并报监理工程师审批通过后方可进行施工,并在一天的最低的温度时间段进行。
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨
图1 示意图
(5)拱盔支架卸架方案的拟定。待同条件养护的主拱圈混凝土试块强度达到设计规定的强度时,方能开始卸架,应先卸有拉筋的拱跨,单跨卸架顺序应先拱顶后拱脚两侧对称进行。
8.侧墙及拱上填料的监理
8.1侧墙
钢筋骨架制作除一般规定外,主要考虑受拉区、受压区的搭接焊接或绑扎长度的不同要求,施工单位施工时很容易忽视。重点检查模板的刚度、变形值不超过容许规定,以保证外露面平整美观。
8.2拱上填料
背景工程为级配碎石填料,监理应重点检查:(1)在填筑前应对混合料级配范围进行确定,并送试验室试验合格后方可进行施工,确保原材料合格。(2)填筑顺序为先填筑拱脚处至拱顶部位,待全部拱跨填完后再全幅填筑拱顶以上部分,严禁倾填。(3)拱上填料应加水压密。
9.桥梁附属工程
拱桥在市政工程中的应用多以景观桥出现,桥梁栏杆及外表面多用石材装饰,对桥梁的亮化要求也比较高。桥梁栏杆多采用石材,要求根据材料的膨胀系数合理确定伸缩缝的间隔,要求按设计要求合理设置伸缩缝。石材外装饰要求外挂平整、牢固、美观。建议建设单位适当提高亮化工程的档次,根据桥梁的方向合理配置灯光型号、颜色,夜间能够折射美丽的水波倒影,体现城市的古典壮丽。监理要重点桥梁栏杆伸缩缝必须是否按照设计要求设置。
10.结语
随着社会的日新月异的发展,大型桥梁不断涌现。拱桥不仅仅独立存在,往往在组合体系桥中出现,拱桥的发展前景是广阔的。所以对拱桥结构的研究是有必要的。本人通过对小跨径拱桥监理过程中的工作经验进行了总结,望能对读者在以后的工作中起到一定的参考作用。
参考文献
1、姚玲森.桥梁工程[M].人民交通出版社.1993
2、黄晓明.土木工程材料[M].东南大学出版社.2001
3、洪毓康.土质学与土力学[M].人民交通出版社.1997
只有认真分析了构建公路桥梁的地质情况,并且对构建所在地的基本岩体的稳定性能有个直观的把握,才可以更好地对其作出准确有效的评价,从而更好地采取一些积极措施来辅助我们更好的完成质量方面的控制。其次,公路桥梁设计方面的主要因素分析。公路桥梁在建设之前要经历一个十分严格的统计设计阶段,因而,在进行认真的设计过程中,不能一味的关注公路桥梁的外表与基本结构,还要充分考虑到构建所在地的主要环境,抵御自然灾害的基本能力,施工的主要条件以及在后期进行整改的主要难度等方方面面的问题,争取将方案设计的更加规范合理。再次,在公路桥梁的设计建造过程中不能盲目,要充分考虑到人为可能产生的因素,譬如在许多工程的施工过程中,会存在负责人的卷款潜逃等不负责任的行为,为了更好地避免这些由于责任意识的缺失、管理人员的疏忽、施工人员能力的不足等方面的问题,为了从根本上避免“豆腐渣”工程的出现,就要提升现场技术人员的施工能力、建造人员的操作能力,从根本上解决这些可能影响到公路桥梁质量的一系列因素,继而更好地保障整个公路桥梁的根本质量。
2有利于公路桥梁施工过程中基本质量控制的措施分析
在长期以来的实践过程中,也认真摸索出了一系列有利于公路桥梁施工过程中的基本质量的措施,主要包括:首先,要积极重视并且不断加强地质方面的勘探工作,从刚才的阐述中已经很明确施工之前的地质勘探对于整个工程质量控制都有着十分重要的影响,因而,在前期的勘探过程中,一定要尽量避免将工程建在地质情况比较复杂、气候条件又十分恶劣的路段,公路桥梁一定要尝试着建在相对比较稳固的地质基础之上,如果实在是无法选择更好地地质条件,我们就要采用桥梁地基的适当移动或者是适当加大桥梁公路的跨度直径等措施辅助我们完成,同时,在我们进行公路桥梁的具体施工过程中,还要具有针对性的根据工程的基本实际来进行适当的补充性的勘探有关工作。其次,在公路桥梁的建设过程中,适当的加强公路桥梁的基本设计方案的优化与精炼,也就是说,在对公路桥梁进行设计的过程中,一定要制定力所能及的科学合理的施工方案,大力加强桥梁工程的基本审查力度,针对一些无需考虑的关于景观型桥梁的设计我们也要尝试的采用一些相对成熟的结构处理方式及相对合理的施工工艺,另外,对于整个桥梁设计的设计审核的保障要十分合理,对于在施工的具体过程中的组织设计、工序的重要组织,关键部位的足够重视,还要适当制定一系列可操作性的编制及审查的专门性施工方案。
要给公路桥梁工程的施工队灌输好这个基本意识,一定要严格按照相关的规定以及基本的标准选择使用原材料,要充分保证原材料质量的稳定以及不变形的原则来完成各种可能发生的质量问题,尤其是对于水泥等基本材料的选购,就要特别注意不能选用已经变质的水泥,同时,在水泥的保存过程中还要特别注意不能让水泥受潮、变质,混凝土等其它的材质也是要按照统一的标准进行处理。最后,要了解在防止公路桥梁建设中出现质量问题可能存在的几个误区。主要出现的问题还是包括连续箱出现裂缝、钢筋保护的基本厚度不够、预应力中的孔道压浆不实、伸缩缝及桥面高度差之间的指标合格率不高等,因而,为了有效的防止这些问题的同时出现或个别出现,就要在施工的过程中牢牢树立防治结合的原则,最重要的还是要将工程的质量意识深入贯彻到每一个技术施工人员的心理,充分保障公路桥梁的工程质量,一旦出现了这样或者是那样的质量问题时,就要及时给上面报告,争取早日取得准确的解决办法,将损失减小到最少。
3总结
关键词:钱塘江;九堡大桥;方案比选;梁拱组合体系;斜拉―系杆拱组合体系
Abstract: This article described Jiubao bridge scheme and basic way of thinking from the Qian Tang River in Hangzhou City, natural and humanistic environment and bridge the cultural aspects, then introduced the scheme selection of beam arch composite system bridge and later cable-stayed arch composite system bridge two bridge from the bridge form, landscape, the difficulty of construction and other aspects in this paper, consider to determine the three span girder and arch combination system bridge Jiubao bridge for the final plan.
Key words: Qian Tang River; Jiubao Bridge; scheme selection; beam arch composite system; cable-stayed arch combination system
中图分类号:S773.4文献标识码: A 文章编号:
1 工程背景
根据新一轮城市总体规划,杭州市确立了城市东扩,旅游西进,沿江开发,跨江发展的战略,杭州的城市建设将从“西湖时代”转入“钱塘江时代”,钱江两岸地区将成为城市新一轮用地开发的重点。
目前正在建设的九堡大桥属于钱塘江上规划建设的十桥两隧中的一座大桥,位于彭埠大桥(钱江二桥)下游5km,下沙大桥(钱江六桥)上游8km处。
九堡大桥北接东湖路,南接科园大道,连接临平、下沙、萧山和杭甬高速公路,是杭州市“一环、三纵、五横”城市快速路网东边一纵的关键节点。工程的建设为完善城市路网结构,推进沿江、跨江发展,沟通钱江两岸的联系和调整完善城市布局都具有十分重要的意义。
2 桥型方案构思原则
九堡大桥除了要满通功能外,大桥设计方案还应富有时代感和现代气息,要综合考虑杭州和钱塘江的地域特色、自然景观和人文环境。桥型方案设计的原则如下:
(1)适用、经济、安全、美观,构思新颖,符合时代特点。
(2)符合城市总体规划和交通功能定位,满足桥下通航、泄洪要求。
(3)结构安全可靠,耐久性好,维护工作量小。
(4)结合人文环境、钱塘文化,考虑钱塘江既有桥型,力求创意新、不雷同并与周边环境协调。
(5)不刻意追求跨度的超越,而力求保持主跨和通航净空的合理比例。
(6)桥型方案力求造型上有新意,技术上有创新,总体布置上有亮点。
3 环境地域特色和桥梁文化
3.1 桥位环境
桥位处江面开阔,两岸平坦,大桥桥型将成为江中景观的主体,桥型体量不宜太低矮和单薄。空旷的环境对方案的构思提供了较为宽松的平台,另一方面,也对最优方案的确定提出了更高的要求。
另外,北岸远处迎宾大道附近有新型现代住宅区正在兴建,因此大桥的造型也要与远期现代建筑相协调。
3.2 地域人文特色
杭州三面环山,依江傍湖,自古就有“人间天堂”的美誉。北有京杭大运河,南有杭绍平原,东有钱塘江,西有西溪景区。早在5000多年前,举世闻名的良渚文化便在这里诞生。吴越、南宋两度定都杭州,良渚文化、吴越文化、南宋文化和明清文化,形成了一个完整的文化发展体系,为杭州的历史文化名城地位奠定了基础。
钱塘江潮是我国最大最壮观的潮汐,自古以来,钱塘江观潮之风盛行,历代著名诗人对之吟咏不绝,形成著名的“潮”文化。大桥位于九堡,附近的丁字坝周围是较佳的观潮点,处于这样特殊的地理位置之中,因此大桥的设计应与“潮文化”一脉相承。
杭州城市的形成是海与潮文化的产物,蕴藏着雄浑大气,而西湖的形成、“三面云山一面城”的城市格局,又使得杭州城市布局开合呼应、自然和谐。杭州的人文精神是精致和谐、大气开放兼备,这就要求桥型方案能准确地把握杭州的人文精神,融入到桥梁造型之中,使之融景观性、象征性、文化性和统一性于一体,创造出属于杭州地域特色的桥梁景观。
图1地域自然人文环境
4.3 钱塘江的桥梁文化
茅以升先生主持设计和建造的钱塘江大桥是我国自行设计、建造的第一座双层铁路、公路两用桥,是连接沪杭甬、浙赣铁路的交通要道。该桥历经磨难,数次被炸和修复,成为抗日抗战史和建桥史上的佳话。
随着杭州经济的发展,一座座大桥飞跨钱塘江两岸。目前已建和在建的桥梁共有十座,沿着下游向上,依次为江东大桥(钱江九桥)、下沙大桥(钱江六桥)、九堡大桥(钱江八桥在建)、彭埠大桥(钱江二桥)、钱江铁路新桥(在建)、西兴大桥(钱江三桥)、复兴大桥(钱江四桥)、钱塘江大桥(钱江一桥)、之江大桥(钱江七桥规划)、袁浦大桥(钱江五桥),各桥概况见表1。钱塘江下另有两座过江隧道:庆春路过江隧道和钱江隧道在建。
从上述桥型比较可以看到:钱塘江上桥型比较丰富,在满通、河势、通航等条件下,不刻意追求大跨,主通航孔分布比较均匀。
4 桥型方案比选
4.1 建设条件
九堡大桥位于钱塘江七格弯道的顶端,水域条件复杂,河床冲淤剧烈,河槽航道摆动大。加上钱塘江涌潮的影响,水流流速快,潮差大,造成水上作业异常困难。因此考虑桥型方案时,必须要考虑到桥跨布置和施工难度的影响。
4.2 桥型方案初选结果
专家组从桥型结构、桥跨布置、景观、施工工艺和经济性等方面对多个桥型方案综合评审和初选,推荐了4个桥型方案,包括独塔多跨矮塔斜拉桥、三跨悬索桥、三跨梁拱组合体系桥和斜拉―系杆拱组合体系拱桥。
通过登报征求市民意见,其中以下2个方案获得了市民较多的关注。
4.3 方案一:三跨梁拱组合体系拱桥
4.3.1 设计理念
该方案设计理念源于远古“玉璜”的灵感(见图1),良渚文化中“玉璜”的拱形符号,组成了九堡大桥的拱形形状。三跨连拱的形状,从正面看,如同鸟的翅膀(见图3),寓意飞鸟展翅。三跨连拱力线明确,充满张力,体现了城市锐意进取、大气开放的精神。
图2三跨梁拱组合体系拱桥效果图
图3设计理念:飞鸟展翅
4.3.2 美学和技术特点
本方案内外拱肋的组合和变化具有丰富的表现力,与钱江四桥相比,本方案虽同有拱的造型元素,但结构体系完全不同,拱肋也有截然不同的表现形式和视觉印象。
本方案在着力强化拱的视觉表现的同时,使之作为主要承载构件参与结构受力,V型桥墩顺接拱肋曲线,立面整体线形流畅,拱肋力线传递明确,适度的延伸与镂空,与桥面拱肋风格保持协调统一,具有连续起伏的韵律美。同时,主梁采用结合梁形式,梁体造型轻盈,与拱肋动静搭配,充满现代感,且结构自重将进一步减轻,基础规模进一步减少。
另外,针对本方案结合梁与拱共同受力的特点,借鉴国内外先进的桥梁施工技术和经验,经过详细的计算分析,提出了主桥钢拱与结合梁钢梁先期组拼一体,配合临时支架系统共同受力,进行三跨拱梁组合体系整体顶推的施工方案,下部结构施工和上部结构预制可以同期展开,建设周期大为缩短。同时通过搭设栈桥和利用钢围堰阻水,尽可能化水上施工为陆地施工,为在强涌潮条件下提高工程质量创造了条件。
总体而言,该方案特点鲜明,造型独特,以合理的造价、可靠的施工方法、新颖独特的景观,实现了技术经济与桥梁美学的和谐统一。
4.4 方案二:斜拉―系杆拱组合体系桥
构成该桥型的要素主要有塔、索、拱等元素,该桥型新颖独特,国内外较罕见,虽有拱和斜拉桥的元素,但与钱塘江上既有桥梁不雷同。
主桥两侧采用连续梁的方案。拱桥和斜拉桥之间有一定的共性,即均由缆索吊着桥面,拱肋和桥塔的截面均由矩形构成,因此这两种桥型可确保在空间上的连续和协调。在造型上拱肋以平和顺滑的曲线状态呈现,是一个三维变化的空间曲线,流畅、优美,能体现出其特有的动感;斜拉桥高大而挺拔,具有一种力量美。
虽然拱桥和斜拉桥在形体上存着较大的差异,其空间效果也不一样,但如果两者组合在一起可以相互衬托而满足人们的新奇感,达到了统一中求变化的效果。该桥型新颖独特、造型优美、富有创意、受力合理,也是桥型方案的较佳选择。
图4斜拉―系杆拱组合体系桥
5 结语
两个主桥桥型方案综合比较见表2。从桥梁造型、对航运的影响、结构受力特点、施工难度、施工工期、运营养护和经济性等角度来看,方案一都略占优势。方案二视觉冲击力大,新奇感强,但作为杭州钱塘江地域文化中的大型桥梁,方案一以其统一和谐的造型更符合总体环境的文化内涵。
表2主桥桥型方案综合比较表
综合技术、经济、景观等多方面因素,确定以方案一三跨梁拱组合体系拱桥为最终方案。
考虑到强涌潮等自然条件,多跨梁拱组合体系桥采用整体顶推法施工在世界上尚属首次。同时引桥单箱单室组合箱梁宽度31.5m、跨径85米,采用大悬臂的整幅桥面也为同类桥梁世界之最。本桥的建设方案体现了当今国际桥梁发展的技术动态,因此在九堡大桥工程前期和实施过程中均注重科研投入和科研实效,以确保九堡大桥高效优质的建成和长久健康的运营。
大桥自2008年底动工建设,计划2011年底竣工通车.相信不久的将来,又一座代表时代精神的大桥将会横跨钱塘江两岸。
参考文献:
[1]. 和丕壮. 桥梁美学[M]. 北京: 人民交通出版社, 1999.
[2] 铁道部第四勘测设计院. 杭州市九堡大桥及南北接线工程可行性研究报告[R],2008.
[3] 上海市政工程设计研究总院. 杭州市九堡大桥工程初步设计说明书[R], 2008.
[关键词]桥梁 施工 进度 监理 安全 工艺
一、掌握桥梁施工进度
(1)根据竣工及交付使用的期限,优先安排影响交通大及人民日常出行的工程。比如,在某立交桥施工中,一匝道正遇医院大门口,则必须优先安排该匝道的施工。若主桥的竣工对缓解交通压力有着重要作用时,则优先满足主桥施工的条件。(2)科学地安排施工顺序,要做到先地下后地上,先三通一平后施工。要进行工程排队,突出重点,攻克难关。对工期长、技术复杂、施工难度大的工程应早做安排,如桥梁施工中的公用墩柱或设有纵横预应力的梁施工,均应先考虑。(3)采用机械化施工方法和提高装配化程度,如立交桥中的引道挡墙施工多采用预制装配;在道路施工中,从基层到面层,多采用大型机械化施工。(4)应采用科学的网络计划方法,确定最合理的施工组织,以便工序之间相互创造有利条件,扩大工作面,加快施工进度。(5)落实季节性施工措施,确保连续施工。如雨季施工用水泵排水和混凝土浇注的防雨蓬等。(6)全面平衡人力、物力,尽量压缩施工,做到均衡施工,避免虎头蛇尾,自始至终掌握施工节奏。(7)要充分考虑城市桥梁设计的变更因素和不可遇见性。城市桥梁的施工往往由于急需上马,地质资料、地下管线位置和设计不一,一旦变更,可能会影响进度。(8)要考虑保证进度能实现的有效措施。如组织措施、技术措施、经济措施等。
二、做好桥梁施工安全监理工作
(1)落实安全监理巡查的内容。由于桥梁施工具有许多不确定因素,安全巡查制度主要是针对桥梁施工作业面不断发生延伸和变化,随时都有新的情况产生,以及危险源的转换,我们在巡查过程中能及时发现存在的安全隐患,通过口头和书面的形式通知承包人立即整改。检查的重点是对现场用电、基础施工的地质情况、高空施工的安全保护措施,交通组织措施以及承包人安全内业资料管理等情况。(2)强化安全监理巡查的方法。安全巡查主要采用定期和不定期检查,定项与不定项检查,安全监理员检查与监理组检查相结合,安全巡查与隐患整改检查相结合的方法进行。在监理巡查过程中要对承包人的安全措施落实和整改情况进行重点检查。如发现有重大安全隐患或经监理工程师指正后仍然没有整改或整改效果不明显的,监理应及时以书面通知的形式汇报给业主和上级主管部门,以合理规避可能存在的法律和经济风险。
三、严格执行桥梁施工方法的工艺流程
由于各个施工方法的工艺流程比较多,其中包括悬臂梁、连续梁、刚架桥施工方法,拱桥常用施工方法,在此以简支梁桥施工方法为例。(1)支架浇筑。包括以下几个工序:①浇筑前的检查。包括:支架和模板的检查、钢筋和钢索位置的检查、浇筑混凝土前的准备工作。②混凝土浇筑。包括:确定混凝土的浇筑速度、确定混凝土的浇筑顺序;浇筑方法:水平分层浇筑、斜层浇筑、单元浇筑法。(2)预制安装。起重机架设法、架桥机架设法、支架架梁法、简易机具组合法和塔架架设法等。
四、桥梁施工控制
对桥梁施工过程实施控制,确保在施工过程中桥梁结构的内力和变形始终处于容许的安全范围内,确保成桥状态(包括成桥线型与成桥结构内力)符合设计要求。施工控制在桥梁施工中的作用:(1)桥梁施工控制不仅是桥梁施工技术的重要组成部分,而且也是实施难度相对较大的部分;(2)桥梁施工控制是确保桥梁施工宏观质量的关键;(3)桥梁施工控制又是桥梁建设的安全保证。桥梁施工控制的内容主要有:几何(变形)控制、应力控制、稳定控制、安全控制。
五、注重桥址环境,加强公路美学
由于我国经济的高速发展,高速公路已遍及全国各地,全社会对道路、桥梁提出了更高要求,必须注重桥梁、河道与环境的关系。就桥梁、河道的环境来说,概括起来包括自然景观、人文景观和污染三个方面。对桥梁景观的评价就是要与高效运输相协调,因为优雅的桥梁位置,会使人感到视野开阔,心情舒畅,减轻司乘人员和旅客的疲劳感,对减少事故和提高运输效率,将发挥更加重要的作用。选择桥梁位置,由于各因素间存在着错综复杂、相互联系又相互制约的关系,所以对其评价又是个多目标、多属性的问题。但处理这类问题最有效的方法是运用系统工程学、多走访、多调查、多跑路、多踏勘、进行分析、分解、归类,形成一个阶梯状,进行系统评价,去粗取精,去伪存真,选出最优的桥梁位置和最佳的施工方案。
关键词:运煤专线特大桥梁;施工组织设计;关键技术;分析
中图分类号:U445 文献标志码: 文章标号:
1工程概况
本煤炭铁路专用线第二标段位于鄂尔多斯盆地南部,属盆地东缘,由东南向西北地势升高,线路沿河前进。该特大桥跨越本线最大流量河流,为单线桥,中心里程DK1+587.21,起点里程DK000+930.28,终点DK002+244.19,桥全长,1313.91米。桥跨为1-24m+27-32m+1-24m+9-32m+3-24m预应力混凝土简支梁,钻孔桩215根共4904延米,承台42个,墩身40个,桥台2个。
1.1 工程地质
该段测区属黄土高原地貌,由于长期内外地质营力的综合作用,形成了本区以黄土丘陵地形为主的地貌景观。根据本区地貌的成因及其形态特征,可将其划分为黄土梁峁区、临谷丘陵区、河谷区。线路通过区底层岩性种类繁多,第四系全新统冲击层、第四系上更新统风积层;第四系中更新统风积层;三叠系、侏罗系底层均有出露。桥址区无不良地质现象。
2 施工组织设计
2.1 总体施工方案
该特大桥施工布置时,坚持“先地下,后地上,先主体,后附属,地下由深到浅,地下地上尽量平行,交叉进行,尽量组织流水作业,在保证机械和工人连续工作的前提下,合理利用工作面”的原则。
桩基施工采用冲击站、旋挖钻机成孔,泥浆护壁法成孔;导管法灌注水下混凝土。钢筋笼分段制作,汽车吊安装,钢筋笼尽量减少分节,长钢筋笼的接头采用镦粗螺纹连接方式。
承台主要采用组合钢模板立模,混凝土由拌和站集中拌制,混凝土运输车运输,泵送混凝土入模,按大体积混凝土承台进行施工。
该桥桥墩均为实体墩,采用定型钢模板,钢筋整体绑扎后吊装入模,混凝土输送泵或汽车泵输送混凝土入模。
2.2施工任务划分
本工程由桥梁作业1队负责施工,下设1个桩基施工班,2个桥梁下构班。各施工班组施工任务划分见“表2-1 某特大桥施工任务划分表”。
表2-1某特大桥施工任务划分表
2.3 工期安排
为了保证2012年10月15日前完成该特大桥本标段线下工程,本工程于2012年3月16日开工,施工总工期为7个月。为此,提前做好施工准备工作。
2012年3月16日开工,2012年10月15日前完成该特大桥本标段线下工程,开工后首先修建钢筋、钢构件加工车间、驻地,新建混凝土搅拌站、材料堆码场地(仓库),根据现场地形新建贯通全线施工便道,铺设过沟渠的涵管,架设供电线路,铺设供水管道。优先施工水中墩,并避开雨季施工.其他桥墩按施工顺序组织施工。
于2011年10月10日至2012年3月15日完成场地准备工作,人员、机械设备、材料进场,做好电通、水通、路通,平整场地等施工准备,于2012年3月16日至2012年8月16日完成桩基施工,于2012年4月15日至2012年9月7日完成承台施工,于2012年5月1日至2012年10月15日完成桥墩台施工,2013年3月16日至2013年5月15日完成桥梁桥面系施工。
工进度横道图见“图2-2 某特大桥施工进度计划横道图”。
图2-2某特大桥施工进度横道图
3 施工方案总体部署
3.1 基础施工
3.1.1 桩基础施工
桩基施工采取如下步骤:施工准备桩位测量钻孔成孔验收钢筋笼制作与吊装灌注水下混凝土。钻孔桩施工工艺见图3-1。
图3-1 钻孔桩施工工艺图
施工前采用推土机平整场地,压路机碾压密实,保证钻机平台平整、稳定,确保钻机在钻进中保持稳固,确保施工安全和成孔质量。钻孔采用泥浆护壁,按照规范要求进行钻进及清渣,检查合格后,汽车吊吊钢筋笼入孔,并进行二次清孔,导管法灌注砼,泥浆采用泥浆池供应,钢箱收集废浆,泥浆车运至指定地点。
3.1.2 承台施工
桩基施工完成达到一定强度后,即可进行承台施工。施工步骤:测量放样及基坑开挖桩头处理桩基检测基坑检验绑扎钢筋安装模板混凝土浇筑混凝土养护、拆模基坑回填。详见图3-2。
图3-2承台施工工艺
承台基坑采用挖掘机开挖,人工配合进行清土并确保基坑无积水,必要时在基坑外周设置排水沟与集水坑,抽水机抽排基坑排水。清理基底,凿除桩头,铺设基底找平砂浆,安装承台钢筋、预埋件、冷却水管、测温元件、沉降观测元件。承台钢筋网除受桩基外伸钢筋影响外,其余全部在台座上制作成形,用平板车运输到现场,吊车安装,最后绑扎剩余钢筋。模板采用大块钢模板。混凝土由拌和站集中拌制,用罐车运输到现场,输送泵泵送混凝土入模。
3.2墩台身施工
3.1.2墩、台身施工
桥墩在施工过程中采用搭设脚手架作为工作平台施工。
该桥桥台采用单线T形桥台,桥墩采用圆端形实体墩。桥台材料采用大块钢模板,汽车吊吊装,一次性浇筑混凝土施工。墩身采用离心式液压千斤顶滑模施工,在完成安装与调试后便可进行浇筑。该桥采用4套桥墩模板,1套桥台模板。支架立柱在两个互相垂直的方向加以固定,支架支承部分安置在稳固地基上。
墩台钢筋现场加工制作成形。混凝土由采取电子计量的拌合站集中拌制,用罐车运输到现场,泵送混凝土入模,分层灌注、振捣,分节段施工。为加强路桥过渡段填筑质量,桥台台背以渗水土填筑。提前安排桥台施工,以便及早组织台背回填,利于路基填筑。
桥台采用大块拼装式钢模板或木模板结合小型机具施工,绑扎钢筋后浇注混凝土。完成台身的施工。支撑垫石高程及间距控制:墩、台混凝土一次浇注成型过程中,对墩台的支撑垫石高程、间距和墩顶预埋件位置的控制采用模架法固定成型。当混凝土浇注至垫石下钢筋网位置时,将模型用吊车吊至托盘模架上固定,同时将垫石模型与模架连接,精确测定模型顶面标高,使模型与模架间的连接紧固、牢靠。逐层安装垫石钢筋并浇注混凝土。混凝土浇注完毕后,采用人工二次收光抹面。混凝土采用自动计量搅拌站集中拌合,搅拌运输车运输,汽车起重机吊装入模。施工完毕,及时对中线、标高及跨度进行测量,并用墨线划出各墩台的中心线、支座十字线、梁端线,复核锚栓孔的位置。
3.3跨线桥施工
跨线桥基坑采用挖掘机开挖,人工配合进行清土,必要时进行降水处理,石质基坑采用风镐或松动爆破垂直开挖。基础采用不小于2m2大块钢模板拼装,混凝土由拌合站集中拌制,电子计量,混凝土运输车运输,泵送入模,分层浇筑成型。
墩身采用不小于2m2大块钢模板拼装,混凝土由拌合站集中拌制,电子计量,混凝土运输车运输,泵送入模,一次浇筑成型。
跨线桥空心板梁采用现场预制,大吨位吊车吊装架设施工方法。空心板梁在现场预制,梁体混凝土指标达到设计要求后进行预应力张拉施工,由专用运梁机械运至现场,大吨位吊车吊装架设。跨线桥施工需做好施工期间的交通过渡及防护。
【关键词】桥梁;施工;质量管控;要点
0.前言
桥梁产品的质量合格来源于施工过程中对各个环节实施全方位的管理,只有针对影响桥梁施工质量管控的因素进行深入分析,并采取相对应的预防措施,才能使工程质量得到很好的控制。然而,由于地质条件、施工工艺、施工技术水平、管理水平及原材料控制等诸多因素的影响,桥梁施工中总会遇到各种难题。本文着重探讨一下桥梁施工的质量管控要点。
1.影响桥梁施工质量管控的因素
1.1地质勘测不到位
由于桥梁工程常因地质构造不清而难于施工,或因未搞清地质构造就盲目施工,以致造成不必要的损失。尤其是破坏性地震的发生,会给桥梁的结构带来很大的危害。因此,在工程开工前,必须查清区域地质构造条件,对岩体的稳定性作出评价,以便施工中对不同地质构造地段采取不同的措施。
1.2设计质量不达标
许多桥梁工程都由建筑研究院设计,他们过多考虑了建筑外观造型、结构形式新颖等因素,而考虑地区环境差异、抗震构造、施工条件限制和整改难度等很少,在施工过程中变更核定单手续出具也较繁琐。图纸会审和工程设计方案也有待规范化和合理化。
1.3隐蔽工程不过关
桥梁施工中检查质量、评估工程、竣工验收等,往往偏重于外露的质量问题,对较隐蔽的质量问题,如钢筋间距均匀性、箍筋弯钩角度、搭接绑扎质量、焊接接头质量、设备器材调试维护等均较容易忽视。
1.4管理人员不负责
由于现场管理人员质量责任意识不强,知识水平较低等因素,造成某些表面质量不错的工程,实际还存在着砼强度不足、主筋位移导致砼保护层增大或减小、设备启动困难或耐久性差等问题。
2.桥梁施工质量管控的要点
2.1充分研究地质构造
工程开工前,必须查清区域地质构造条件,对岩体的稳定性作出评价,以便施工中对不同地质构造地段采取不同的措施。尤其是破坏性地震的发生,会给桥梁的结构带来很大的危害。搞清区域地质构造及其近代的活动规律,对桥梁建设是一项十分重要的工作。为保证桥梁建筑在稳定牢固的地质基础上,尽量避开不利的地质段,因而在桥梁勘察设计时,如遇该地质状况,就要采取将桥基位置移开或适当加大跨径等措施。
2.2严格设计审查程序
设计单位应合理选择桥型方案,尽量采用成熟的结构形式和施工工艺,降低施工难度,对发生事故率较高的桥型应当慎用,保证工程质量可控、易控,同时要提高现场设计服务质量,加强对施工单位关键技术方案的指导,做好技术交底,及时解决变更设计问题等。建设单位要科学地对设计方案进行比选和优化,加强对桥梁设计的审查力度,采用“双院制”审查方式,突出桥梁结构安全的评价。加强对施工图设计审查力度,科学对设计方案进行比选和优化。不需考虑景观设计的桥梁应尽量采用成熟的结构形式和施工工艺。保证必须的审查周期,避免流于形式。施工单位要根据工程实际情况编制科学的施工组织设计,对重要工序、关键部位应编制专门的施工技术方案并报监理单位审查。
2.3完善监理旁站监督
监理要严格按合同承诺组建技术力量雄厚、人员配备合理的现场监理机构。在工程建设期间,现场监理人员不得随意进行调整,保持现场监理组的稳定性和监理工作的连续性。要针对工程实际制定完善的质量保证体系和质量保证措施,认真分析工程的重点和难点,加强同施工单位的交流和沟通,加强对桥梁施工组织设计、施工技术方案和施工工艺的审查,并在实施过程中强化对批准的施工组织设计和技术方案执行情况的监理。要严格规范监理工作行为,重点抓好关键工序、关键部位和隐蔽工程以及容易出现质量通病部位的全过程旁站,认真把好隐蔽工程验收关、抽检关、工程评定关。
2.4健全质量保证体系
现场施工单位要进一步提高对桥梁施工质量管理的认识,制定完善的质量保证体系和各项管理制度并提高质量保证体系运转效果;要充分利用公司的技术力量,认真编制施工组织设计和重大技术方案,严格按设计文件和批准的编制施工组织设计和技术方案施工,规范质量管理行为和施工工艺,优化施工流程,强化和完善工程技术交底工作,保证质量意识和质量认识从管理层延伸到具体操作层,提高一线操作层的质量执行力。建设单位要配齐、配足桥梁专业技术人员,对新建桥梁数量多、规模大的地区,应建立专门的桥梁建设管理部门。要加强桥梁工程现场监管检查力度,加强合同管理,严格履约考核,规范桥梁建设市场秩序。确保现场施工、监理单位管理和技术力量的连续性和稳定性,对于现场履约能力差、质量控制不力的单位要加大处罚力度。建设单位建立健全自身质量保证体系,不断加强项目现场管理的针对性。强化施工组织设计及关键施工方案的审查,确保方案的科学、安全、可靠,对可能出现的问题及早采取防范措施。要充分利用第三方检测技术力量,对桥梁主体、主要材料和关键工序进行定期检查,督促整改。要按照工程建设的客观规律,科学合理地确定主跨结构工期安排和序时进度,确保施工合理工期。
2.5强化招投标管理
优先选择技术力量强、具有类似桥梁经验的施工、监理队伍。要在招标文件中明确具体细化的质量要求,加强对施工组织设计、施工工艺和人、机、料等相关情况的审查。针对目前商品混凝土质量和管理中存在的问题,对于新开工建设的桥梁工程,在招标文件中明确桥梁工程应使用自拌混凝土,对个别确实不具备自拌条件的,要有详细具体的质量控制和管理措施。
2.6推行施工标准化建设
施工单位应通过工程在工序流程、材料加工、场地建设、规范管理等方面积累成熟的经验,建立有效的检查和激励机制与工作措施,全面推进桥梁工程施工的标准化。要制定“施工措施从源头抓起;工程质量注重细小部位;施工工艺注意细小环节;施工管理注意细小措施”的精细化管理与精细化控制体系,实现桥梁工程施工管理的精细化。
【参考文献】
[1]刘海丰.桥梁施工控制内容和方法[J].交通世界,2010,13.
[2]郑辉文.浅谈桥梁施工的质量控制[J].现代企业文化,2010,21.
一、进行充分的施工准备
1.要建立严谨、规范的内部约束、考核、激励机制,用制度管人,用规章管理工程。
2.要补充调查工程沿线影响施工的因素,标注出平面位置图,并进行分析、论证,写出调查报告,作为修订施工方案、编制施工控制预算的依据。
3.研究施工图纸,吃透设计意图,澄清图纸中的问题,恢复定线和施工放样。对所有控制点进行加密、保护、记录。
4.根据施工合同协议和现场调研认真编制施工控制预算,作为控制支出、进行成本预测分析、经济核算以及统计工程进度的依据。
5.进行业务、技术培训和技术交底,使相关人员对工程的技术标准、操作规程、质量控制、资料整理有全面的了解。
6.建立工地试验室,并申请临时资质。对施工中拟使用的各种原材料取样试验,建立相关技术参数的数据库。
7.绘制关键工序施工工艺流程图和试验操作规程、质量检查评定、计量支付、设计变更、事故处理等操作管理框图,并使图表上墙。
8.根据工期要求、技术标准、机械设备能力、材料供应、自然条件等进行综合分析,选择最佳施工方案,完善施工组织设计。
二、合理配置施工资源
合理配置施工资源是保证施工现场动态投入生产要达到最佳组合,完全阶段施工任务,获取较大经济效益的关键。
在施工过程中,人力、材料和机械需求量不断变化,在配置施工资源时应力求均衡。要根据进度计划编制人力、材料、机械进场计划;根据材料供应与使用情况决定材料储备量;根据主导机械配置与之能力相适应的附属机械;根据天气情况和实际进度对资源进场计划进行调整。做到人、机、料、法、环协调统一。
三、认真做好试验段
试验段施工之前要编制施工计划,明确施工方法、技术要求、试验检测内容以及达到的质量标准。施工中发现问题应及时调整,做好记录、分析、总结,为大面积施工提供理论和实践依据。
四、适时调整机械组合
1.根据进度计划、质量要求和机械的生产能力选择主导机械,并留有适当的余量。
2.全套机械的生产能力是由其中生产能力最小的机械决定的,因此,加强机械的统一调配,始终保持机械的最佳组合,提高机械的使用率。
3.要组织维护、抢修小组,备有关键配件,定期维护,随时随时排除故障,提高机械的完好率,确保工程正常进行。
五、切实做好防洪排水
1.施工前,要结合施工方案和施工图中的排水设计,制订防洪排水方案,做到永久性排水设施与临时性排水设施相结合。
2.路基路面施工要选择合适的位置和方式,始终保持纵横坡度和碾压的平整度,使雨水能迅速排走,防止边坡坍塌堵塞水沟。对排水困难或地质不良地段,应尽量避开雨季施工。
3.合理安排桥梁施工次序,主河槽基础应尽量在枯水季节施工,桥梁预制场应建在洪水位以上,汛期施工时,机械、材料、设备用过后尽快撤离现场,减少灾害损失。
4.下雨期间要经济上路巡查,及时疏通水沟,减少路基积水。要了解天气变化情况,采取应对措施,减小雨水对施工的不利影响。
六、重点治理质量通病
1.彻底处理软弱路基,确保路基整体稳定。路基不均匀沉降会导致路面开裂、路基失稳,危及行车安全。主要原因是路基未充分压实。2.认真处理路基与桥涵接头,防止桥头涵顶跳车。桥涵与路基施工往往不能同步进行,在路基与桥涵之间形成接头,若施工质量控制不好就会造成跳车,一般设置桥头搭板,铺设土工隔栅或土工布,改换填料等。
3.严格控制路线的线型与标高。随着公路修建等级的不断提高,施工中对路线线型与标高的要求也越来越严。纵横坡不适、平整度差等直接影响公路的外观质量和使用品质,影响服务对象的舒适度,影响施工企业的经济效益,故这些问题要从路基开始层层检查验收,达不到要求及时返工,谨防积重难返。
4.确保结构物的内在和外观质量。公路是暴露在野外的线形构造物,既要满足行车要求,又要与周围的景观相协调,满足行人的视觉要求,为此,要达到内在质量与外观质量的统一。满足结构物的内在质量,必须控制关键材料、关键工序、关键工艺;满足结构物的外观质量,必须做到工艺精细、线条分明、线型顺适、层次清晰。
七、加强进度控制
1.根据网络计划或进度管理曲线,查找实际进度与计划进度的差距,分析影响进度的原因。
2.调整滞后项目的施工方案,适当增加资源投入,科学安排施工顺序,采用多作业面的平行流水作业或立体交叉平等流水作业,加快施工进度。
3.合理压缩关键线路上的作业时间,尽量保证总工期实现,必要时倒排工期。
八、搞好成本管理
1.完善成本管理制度,使采购、库存、发放、使用等每一环节在制度在约束下进行。
2.根据施工定额对各分项工程进行成本控制,力求使人工、材料、机械控制在规定的范围内。
3.分项或分部工程完成后,要对照施工控制预算进行成本预测,对已经出现或可能出现的超支采取应对措施。
4.单位工程完成后,要及时进行成本核算,根据实际发生的工、料、机及管理费计算出该工程的实际成本,与施工控制预算比较,查找成本管理中的问题。
5.工程全部完成后,要结合施工控制预算、计量支付进行效益分析,总结经验教训。
九、做好施工保通
1.便道、便桥的通行能力和承载标准要与施工规模及机械通过量匹配。要加强养护,使便道、便桥始终处于完好状态。
2.地方道路作便道时,要与道路所有者签订使用维护协议,对承载能力低的桥涵进行加固。
3.边施工边通车的路段要设立安全标志,且由路政管理人员指挥交通,避免交通事故,减少堵车现象。
十、加强初期养护,配合交工验收
1.全面检查路基、路面、桥涵、构造物、交通安全设施,存在问题及时处理。
2.清理路基、路面上的施工废料;按路基标准横断面整修路肩、边坡;清理桥涵、构造物上的附着砂浆;修补路面及构造物的局部损坏;使公路线型顺适、整齐美观。
关键词:立交桥梁;计算;桥孔布设
1 引言
互通立交中的桥梁设计像其他结构的桥梁设计一样,没有固定的模式和样品。每一座桥的设计都要根据建设地点的地形、地势、地质等自然环境条件,桥梁两侧的填土高度,道路的实际宽度和当地有关部门的规划宽度以及当地的人文环境等多种因素进行综合考虑,提供多种设计方案,进行全方位的比较,选取最佳设计方案。互通立交桥设计在满通需要的前提下,有效地利用桥址区域的自然环境、历史文化特性,建成良好的道路景观。给当地驾乘人员一种视觉上的美感享受。每一座桥梁都是无数劳动者共同奉献给大地的艺术作品。
2 计算分析体会
2.1 总体计算
立交区现浇箱梁多以弯坡斜等其他异型结构为主,对于半径较大或者宽度变化不是很剧烈的桥梁,可以采用平面杆系理论进行分析。但是对于半径较小(通常小于150m)或者斜交角度大于10°的箱梁及变化较为剧烈的分叉端异型箱梁,必须采用梁格法进行结构空间分析,以更准确地了解各位置的受力状态。在实际操作时,可以先使用杆系软件进行配束调束工作,待调束完成后,再用梁格方法进行结构验算。为避免重复劳动,调束时指标控制(应力、承载能力)应比常规桥梁稍微严格。
2.2 横隔梁分析
对横梁的计算目前规范没有给出详细的指导方法,实际操作时以“荷载均布法”、“腹板剪力法”及“恒载按腹板均布,活载按影响线移动布置”等方法为主,国内有大量的研究文献可以参考。设计时,恒载按恒载产生的支反力除以腹板数,作用在腹板具置,对曲线梁的外侧腹板要考虑增大系数,护栏按实际位置加载,活载则按影响线移动布置。这种计算模式应该和实际的受力状态较为接近。但按此计算后,还应选用其他计算方法进行校核,以确保结构安全。
2.3 支座预偏心设置
一般匝道桥中间墩都设为无抗扭刚度的点支撑,预设中间支座一定的偏心值,可以改善桥梁的内扭矩,使最大、最小扭矩绝对值接近相等,从而减少抗扭钢筋的用量,同时改善桥台扭矩,使各支座受力均匀,避免支座发生脱空,导致梁体倾覆。
2.4 桥面板横向分析
桥面板的横向分析采用框架模拟,而没有用单向板或双向板的计算模式,计算结果表明:按单向板计算桥面板与桥面板实际受力的情况不符,有可能导致错误的配筋;在布置横向预应力时,在箱室顶板跨中处下弯,而实际是不必的,只需在桥面板顶缘配置直线通长的预应力钢绞线。因此采用框架模型分析,结果更趋合理。
3 桥梁布孔
一般大型枢纽式互通立交都会受到交叉物及地形地物影响,往往平面线形较为复杂。桥梁布设多以弯坡斜或其他异型现浇箱梁为主,对设计人员的专业水平和经验有较高的要求。特别是在当前设计任务重、时间紧的大环境下,如何更好、更经济、更美观地设计好立交区桥梁更是对设计人员的极大考验。
桥孔方案的布设是立交区桥梁设计的灵魂,直接关系到桥梁的造价、施工难易程度、美观程度甚至是整个立交方案的合理性。与其他单个桥梁方案选择有极大不同的地方在于,立交区桥梁多数情况下需要同时面对几座甚至是十几座桥梁。需要将整个立交里的桥涵统一考虑,往往某个匝道的桥型布置发生变化会影响到其他数座桥梁的方案变化。
桥孔布设应充分考虑沿线自然条件、社会条件,结合项目特点及难点,从而选择合理的桥孔方案,以尽量减少工程实施对土壤环境、水环境、生物环境、社会环境、自然关系的影响和破坏。如某立交部分从淤泥较深的软基中通过,初步设计时考虑到线形半径比较小,且有部分桥梁变宽,故在此处设置了接近几百米的全支架现浇箱梁。在审查时,专家指出,此处多为淤泥,无法直接搭设支架,场地硬化成本高昂,且工期较长,故改成了预制方案。方案的反复带来了极大的人力浪费,更说明方案选择在桥梁设计中的重要性。
众所周知施工方案的选择对桥梁布设有着很重要的影响。全部是现浇结构虽然造型较为美观,且可以适应绝大多数平面线形要求,但是工期较长,设计施工难度较大的问题不容忽视。在有条件的情况下,应该尽量选用预制结构,或者预制与现浇结构交叉布置的方案。这样既减少了建设成本,也解决了多联现浇结构的钢绞线施工空间问题,以及采用单端逐孔张拉方案引起各联桥施工相互制约的问题,往往可以成倍缩短工期。对预制结构的形式和跨径也需要整个立交协调统一考虑,以便于实施。
桥孔分跨时除考虑所跨越结构物外,应结合线形,宽度变化等指标。布孔时尽量以16~30m的常规跨径为主,分联设在宽度变化的起终点处往往会降低设计难度。S型桥梁如两反向半径均较小则受力非常复杂,特别是独柱支撑的S型桥梁受力一般软件难以计算,在设置预偏心时极难掌握。此时应考虑在中间连接的缓和曲线上分成两联不同方向的桥梁。布设桥孔时应注意这方面的隐患,可适当减小联长或有选择地增加双支点支撑。立交区桥梁规模较大,下部结构纷繁复杂,布孔时应尽量减少下部立柱数量,以免视觉效果纷繁错乱。确实无法减少时,应考虑将部分立柱对齐布置,在视觉上给人简洁感。
特别需要指出的是,多数桥梁设计人员往往觉得路线组提供的平面线性指标是桥涵设计的基础资料,不论方案多么别扭都不能改变。实际上路线立交方案也不是一点不能变的,因为专业的关系,他们布设匝道线型时往往无法考虑到桥涵专业。如果在布孔时做些沟通工作,往往会解决很大的问题。比如分叉端的桥孔布置受分叉位置影响很大,但是实际上分叉位置前后挪动几米甚至十几米对路线设计来说往往并不是很难做到的事情,却可以给桥孔布置带来极大便利。
4 结语
立交桥梁的合理设计,对结构受力合理、控制桥梁造价、提高整个立交方案的竞争力均有极大的作用。设计时更多地考虑立交桥梁建成后道路使用者的安全需要,使其具有舒适的感觉,是桥梁设计人员努力的方向。立交区桥梁设计除要求有丰富的桥梁设计经验、扎实的理论基础外,还需要一个统筹思考的思维角度。另外,除了对计算工作要重视以外,对构造措施也要给予足够的重视,以尽量减少桥梁的安全隐患。
①曲线梁的支座布置,该约束的位置要约束,该放开的方向要放开,国内多起桥梁倾覆变形等事故已经说明了支座布置与结构计算处于同等重要的位置。
②斜交箱梁的梁端变形比较复杂,伸缩缝的设置应比同联长的直线桥富余度大些,或者选用可以多向变形的收缩装置。
③小半径曲线梁桥内外支反力很不均匀,主要原因是预应力和温度梯度引起的,温度梯度由桥梁所处环境决定,预应力设置则根据弯梁桥受力特点合理布置,内外腹板钢束有所不同。因此建议小半径曲线梁桥(半径小于80m)宜设计成钢筋混凝土连续梁桥或者连续钢箱梁桥,因为预应力的布置以及支座设置,作为空间特性非常明显的小半径曲线梁桥,位移趋势难以预测,很有可能导致梁体支座脱空或者横向爬移。
参考文献