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包括了解听众,熟悉主题和内容,搜集素材和资料,准备演讲稿,作适当的演练等。
2.选择优秀的演讲者
优秀的演讲者包括下述条件:(1)足够的权威性;(2)演讲者具有较强的语音能力和技巧:(3)演讲者的热情;(4)演讲者的理智与智慧;(5)演讲者的仪表状态
3.运用演讲艺术
包括开场白的艺术,结尾的艺术,立论的艺术,举例的艺术,反驳的艺术,幽默的艺术,鼓动的艺术,语音的艺术,表情动作的艺术等等,通过运用各种演讲艺术,使演讲具备两种力量:逻辑的力量和艺术的力量。
4.何谓善用空间的演讲
所谓空间就是指进行演说的场所范围、演讲者所在之处以及与听众间的距离等等。演说者所在之处以位居听众注意力容易汇集的地方最为理想。例如开会的时候、主席多半位居会议桌的上方、因为该处正是最容易汇集出席者注意力的地方。
反之,如果主席位居会议桌之正中央,则会议的进行情况会变如何呢?恐怕会使出席者注意力散漫了,且有会议冗长不休的感觉?因此,让自己位居听众注意力容易汇集之处,不但能够提升听众对于演讲的关注,甚至具有增强演说者信赖度权威感的效果。
5.演讲时的姿势如何
演说时的姿势(posture)也会带给听众某种印象,例如堂堂正正的印象或者畏畏缩缩的印象。虽然个人的性格与平日的习惯对此影响颇巨,不过一般而言仍有方便演讲的姿势,即所谓“轻松的姿势”。要让身体放松,反过来说就是不要过度紧张。过度的紧张不但会表现出笨拙僵硬的姿势,而且对于舌头的动作也会造成不良的影响。
决窍之一是张开双脚与肩同宽,挺稳整个身躯。另一个决窍是想办法扩散并减轻施加在身体上的紧张情绪。例如将一只手稍微插入口袋中,或者手触桌边、或者手握麦克风等等。
6.演讲时的视线
在大众面前说话,亦即表示必须忍受众目睽睽的注视。当然,并非每位听众都会对你报以善意的眼光。尽管如此,你还是不可以漠视听众的眼光,避开听众的视线来说话。尤其当你走到麦克风旁边站立在大众面前的那一瞬间,来自听众的视线有时甚至会让你觉得刺痛。
克服这股视线压力的秘决,就是一面进行演讲;一面从听众当中找寻对于自己投以善意而温柔眼光的人。并且无视于那些冷淡的眼光。此外,把自己的视线投向强烈“点头”以示首肯的人,对巩固信心来进行演说也具有效果。
7.演讲时的脸部表情
演讲时的脸部表情无论好坏都会带给听众极其深刻的印象。紧张、疲劳、喜悦、焦虑、等情绪无不清楚地表露在脸上,这是很难藉由本人的意志来加以控制的。演讲的内容即使再精彩,如果表情总觉缺乏自信,老是畏畏缩缩,演讲就很容易变得欠缺说服力。
控制脸部的方法,首先“不可垂头”。人一旦“垂头”就会予人“丧气”之感,而且若视线不能与听众接触,就难以吸引听众的注意。另一个方法是“缓慢说话”。说话速度一旦缓慢,情绪即可稳定,脸部表情也得以放松,再者,全身上下也能够为之泰然自若起来。
8.有关服饰和发型
服装也会带给观众各种印象。尤其是东方男性总是喜欢穿着灰色或者蓝色系列的服装,难免给人过于刻板无趣印象。轻松的场合不妨穿着稍微花俏一点的服装来参加。不过如果是正式的场合,一般来说仍以深色西服、男士无尾晚宴服(tuxedo)、以及燕尾服为宜。其次,发型也可塑造出各种形象来。长发和光头各自蕴含其强烈的形象,而鬓角的长短也被认为是个人喜好的表征。站出来演讲之际,你的服装、究竟带给对方何种印象?希望各位好好地思量一番。
9.声音和腔调
声音和腔调乃是与生俱来的,不可能一朝一夕之间有所改善。不过音质与措词对于整个演说影响颇巨,这倒是事实。根据某项研究报告指出声音低沉的男性比声音高亢的男性,其信赖度较高。因为声音低沉会让人有种威严沉着的感觉。尽管如此,各位还是不可能马上就改变自己的声音。总之,重要的是让自己的声音清楚地传达给听众。即使是音质不好的人,如果能够禀持自己的主张与信念的话,依旧可以吸引听众的热切关注。
说话的速度也是演讲的要素。为了营造沉着的气氛,说话稍微慢点是很重要。标准大致为5分钟三张左右的A4原稿,不过,此地要注意的是,倘若从头至尾一直以相同的速度来进行,听众会睡觉的。
10.与观众互动
演讲时要注意与观众互动,这样可以渲染场上的氛围,增强感染力!
二、演讲的特点和要求
1.演讲的特点
针对性
真实性
论辩性
鼓动性
艺术性
学——学问、知识结构。
识——认识能力,即敏锐的观察力,丰富的想象力和联想力,较强的记忆力
气质——仪表、姿态、举止、风度:
关键词:公路桥梁 沉降段 路基路面 施工技术
一、公路桥梁沉降路基段沉降原理
(一)台背地基出现形变的基本机理
沟壑地段通常为桥涵结构的地基发生变形的多发区域,沟壑地段的地基土壤孔隙比相对较大,含水量较高、压缩性较大。地基强度相对也比较低,因而路基在填筑完成后极其容易出现较大程度的变形。与普通路段相比,桥头段路堤的填筑高度一般都会比其高出大约5-10cm,高出的部分往往会对基地产生一定值的附加应力,从而导致地基沉降的出现。若填土容重未有差异,那么随着填土高度的不断增加,地基变形沉降的可能性也越来越大。
(二)路堤出现变形的基本机理
在施工过程中,由于施工条件与现场地形的差异,台背土方压实难度相当大,含水量也难以保持在最佳状态,因而埋下了沉降变形的隐患。在工程完工投人使用后,路基密实性会因路堤自重和车辆垂直荷载因素逐渐提升,此时土体的弹塑性与混凝土结构的桥台相比,具有较大的刚性差异,在外力重压下,不同塑性累积变形就会在不同材质的桥台间分别出现。
(三)桥头搭板设置导致的沉降
路基上的桥头搭板通常会有弹性支撑,牛腿位置为其支撑点,而路基部分靠近桥台处的土体则会承受较小的应力,进而出现受力不均匀现象。此时由子不断运动的汽车荷载,两个路基应力的不同峰值随之出现,分别处于搭板支撑的路基段和汽车荷载作用位置。当汽车行至搭板末端时,搭板末端路基则会承受最大的纵向应力,塑性形变程度相应也最大,因而在搭板末端会出现沉降过量现象。
二、公路桥梁沉降段路基路面的施工技术
(一)搭板的设置
1、锚栓的确定。将搭板接近桥台的一端放置在桥台上,一般设置的都是水平方向上的拉杆和竖直方向上的锚栓,避免搭板顺着纵向滑落造成桥头出现凹陷的情况。选用的钢筋型号是22号,要求在设置钢筋的时候将钢筋之间的距离控制到75-80cm。由于锚栓是保持竖直的,所以难免会出现将搭板或者牛腿等破坏的现象;如果能将锚栓的规定位移值跟水平拉杆保持一致,那么会取得更加好的施工效果。
2、支座的选择。在搭板接近桥台一端的下面,需要铺设厚度为1-2cm的油毡作为铺垫层。如果选择的支座的主要制作材料是板式橡胶的,那么要求将支座之间的距离保持大约80cm左右,一般要求制作的规格都按照150mm×150mm×(21-38)mm。
3、倒角的制作。搭板一旦出现转动现象,肯定会对高速公路或者是公路的路面结构造成一定程度的损坏,所以需要将牛腿和接近桥台一端两部分的上缘位置都改制成倒角状态。
4、填缝材料的选择。填缝一般是在搭板和桥台之间的连接位置,在接缝里面填入一些填缝的材料,目的是防止雨水等渗入到缝内。一般选择的填缝材料有油浸甘蔗板,沥青以及纤维类的物质等等,确定了填缝材料之后需要先将其填到填缝里,然后将浓度比较稀的沥青再灌入到填缝中。
(二)地基处理
在施工的过程中,需要根据实际的施工情况来选择不同的地基,有效的处理地基能够将公路的承载能力进一步的提高到新的水平,还可以改善地基原本就具有的一些优良性能,最大程度上缩小了路段和桥台之间发生的沉降差异,减少了由于沉降而出现的公路变形,防止出现错台的情况。
在修筑高速公路堤遇到非常厚的软土层地基时,由于需要填入必要的填充材料,很容易导致软土层地基发生侧向挤动的现象,增大了对基桩的压力,甚至会让桥台出现不正常的转动,甚至会在水平方向上发生位移。以上状况都会严重损坏到支座以及伸缩缝,如果情况非常严重还会造成桥台以及桥面的断裂。所以,为了有效的防止桥台出现非正常的位移,必须要采取正确的措施提高地基的刚度,减轻回填材料,除此之外还可以利用基桩对地基产生的侧向流动来防止桥台的不正常位移。
(三)台后填筑
在桥梁和路段之间一般会出现路堤的沉降差异现象,主要组成部分包括: 地基出现的沉降、路面上的压缩和变形以及路基本体上的压缩和变形等。通常情况性下路面发生压缩变形时并不会造成太大的不良影响,可以忽略不计。对于路堤的沉降来说,需要按照时间来将其划分成三个主要类型,包括次同结沉降、同结沉降以及瞬间沉降等,而次同结沉降和同结沉降更容易引起桥头跳车现象,在选择填筑材料时一定要保证质量达到相关的标准,它会对路堤的沉降造成直接而且明显的影响。总而言之,在选择确定台背材料的时候,一定要密切的关注应用在公路建设之后的实际情况,还要密切的关注填筑台背材料的主要施工方法。
在选择桥台后面的填筑材料时,也一定要确保材料的性能良好,质量可靠,一般会在桥台后面5-10m的范围内应用。在这时需注意以下几个方面:第一,通常在公路和桥梁之间发生的现象就是刚柔的过渡,因此在选择过渡段上的填筑材料时,一定要确保其处于桥台和路基两种材料的刚度中间位置;第二,由于压实台后时遇到的施工难度通常会比较大,所以在建设高速公路的过程中,严格的要求压实的程度,选择的填筑材料也一定要易于压实作业的进行。第三,选择填筑材料时要求其具有良好的透水性能。
三、结语
道路桥梁过渡段的路面和路基沉降是当前最为常见的路桥建设病害之一,并且对交通安全等各个方面危害较大。因此,在道路建设中要积极采取合理有效的对策进行综合防治,以便从根本上防止道路桥梁过渡段的路基产生过度沉降,从而能在一定程度上预防交通事故的发生。参考文献:
[1]王静.道路桥梁沉降段路基路面施工技术[J].内蒙古公路与运输,2012(01):33-34.
[2]洪海燕.道路桥梁工程中关于沉降段路基路面的施工技术的分析[J].门窗,2013(04):126.
造成怯场心理的原因多种多样,往往也因人而异。但下面几点原因却带有极大的普遍性:
1、评价忧虑。
这是造成怯场心理的最主要的因素。现代心理学认为,在任何存在评价的场合,人们一般很难发挥自己原有的水平。大多数人对自己在初次约会中的表现不十分满意。在演讲中,由于评价是单向的,也就是说听众在“裁判”演讲人,所以演讲者的忧虑更多,心理负担更重。
2、听众的地位。
如果我们面对的听众比我们的地位高,或者我们认为比我们重要,我们讲话时便感到特别紧张。求职者在评估小组面前的表现往往很不自然,这一方面是因为评价忧虑,另一方面也无疑是因为评估小组“大权在握”。
3、听众人数。
一般人都愿意在“小范围”内讲话。如果听众人数很多,演讲者便会倍加谨慎。因为他们觉得一旦出错或表现不佳,“那么多人”一下子都知道了。过分的小心谨慎加大了怯场的可能性和程度。
4、对听众的熟悉程度。
大多数人在“熟人”面前讲话比较自然。面对陌生的听众我们之所以紧张是因为我们对他们几乎一无所知,而他们在几十分钟甚至十几分钟内便会对我们作出评价。
5、听众的观点。
如果你知道听众或大多数听众所持观点和你的观点一致,那你便会信心十足。反之,你便会有很多担心。
6、准备是否充分。
若演讲者自己心里觉得自己对演讲准备得不充分,觉得有“出丑”的可能,那他的自我保护意识很可能出卖他。
上面我们分析了造成怯场心理的主要原因,下面是几种“药剂”。
1、充分准备。
对付怯场心理最有力的武器是诚心实意地告诉自己你对本次演讲准备得十分充分:你的选题不仅对自己而且对听众很有吸引力;你对该题目已深思熟虑,而且收集到了所有所需资料;你的演讲稿紧扣主题,安排有序;经过反复演练,你已能恰到好处地把握演讲时间;你对自己的仪表和临场表现有充分信心;你有能力很好地对付讲演过程中出现的各种意外情况。
2、适应变化。
如果你原计划给二三十人作演讲,到场后发现听众有二三百人,你会怎么办?你准备了一份非常正式的演讲稿,走上演讲台你却发现大家都穿着牛仔服和t恤衫之类的衣服,你将如何想?你准备了长达两个小时的内容,可上场前主持人告诉你你只有十五分钟的演讲时间,你又该怎么办?诸如此类的情况在演讲中绝非偶然事情。所以,如果你被邀去演讲,不要忘了事先收集如下信息:
1有无固定论题?论题范围?
2听众成分(包括人数、年龄、性别、受教育程度、、工作性质以及参加演讲的原因等);
3演讲地点(包括其地理位置、场地大小、有无话筒等内部设施),如果有可能,最好亲自去演讲地点看一看,作到心中有数;
4演讲时间;
5有无听众提问。
3、练习放松。
演讲前,如果你仍感到紧张,下面几种方法有助于你放松:
(1)深呼吸。
作深呼吸的目的是供给你充分的氧气,帮助你在演讲中更好地控制自己的声音。这里所讲的“呼吸”当然指的是腹呼吸而不是肺呼吸。歌唱家和演员们都知道腹呼吸在控制声音方面的重要性。
(2)肌力均衡运动。
肌力均衡运动是指有意识地让身体某一部分肌肉有规律地紧张和放松。比如你可以先握紧拳头,然后松开;你也可以固定脚掌,作压腿,然后放松。作肌力均衡运动的目的在于让你某部分肌肉紧张一段时间,然后你便不仅能更好地放松那部分肌肉,而且能更好地放松整个身心。
(3)转移注意力。
演讲前要积极听取主办人和听众意见,这样你便可以暂时转移注意力,更好地放松身体和思想。
4、带点幽默感。
共鸣,从思想深处征服听众,就成为演讲者最为关注的问题。那么,演讲者怎样才能唤起听众的共鸣呢?
一、用趋同法唤起
演讲者与听众之间共同的地位、经历、愿望、志趣、信仰、理想等,都具有趋同性,演讲者可以从趋
同的角度入手,去寻找与听众的共同语言,渲染与听众的共同体验,去缩短与听众的心理距离,唤起听众的
心理共鸣。
例如,第二次世界大战期间,英国首相丘吉尔在美国作的圣诞演讲:
我今天虽然远离家庭和祖国,在这里过节,但我一点也没有异乡的感觉。我不知道,这是由于本人的
母亲血统和你们相同,抑或是由于本人多年来在此所得的友谊,抑或是由于这两个文字相同、信仰相同、理
想相同的国家,在共同奋斗中所产生出来的同志感觉,抑或是由于上述三种关系的综合。总之,我在美国的
政治中心——华盛顿过节,完全不感到自己是一个异乡之客。我和各位之间,本来就有手足之情,再加上各
位欢迎的盛意,我觉得很应该和各位共坐炉边,同享这圣诞之乐。
在圣诞之夜的特定氛围中,演讲者娓娓述说共同的血缘、文字、信仰、理想,以及共同的奋斗结下的同
志般的情谊。这些共同的体验把彼此的心连在了一起,实现了双向交流,唤起听众温馨亲切的心理感受。
二、用求异法唤起
追求新奇是听众的正常心理,演讲者可以巧妙构思,以求异为“突破口”,给听众以新鲜奇特的刺激
,设置吊起听众胃口的悬念,调动听众的逆向思维,在设疑、质疑、解疑的过程中,使听众产生恍然大悟的
心理愉悦。
例如,在一次演讲赛中,某演讲者走上讲台,展示出一张纸,上面写着“1>2,1>多”,然后讲道:
朋友们,看到这个题目,怎么样,很荒唐吧!是的,单从数字上说,“1”是所有自然数中最小的一
个。可是,我要说,任何数字离开了具体事物只能是枯燥无味的,只有同具体事物联系起来才有实际意义。
“1”在有些时候,它可以大于2、大于3、大于4,甚至大于多。比如计划生育吧,多生有害国家,多生
有害人民,多生有害自己。夫妻同育一枝花,利国利民又利家。从这个意义上讲,难道不是1大于2、1大
于3、1大于4、1大于多吗?……
在这里,演讲者匠心独运,巧设悬念,反弹琵琶,求异促思,激发了听众的好奇心和思辨欲,最终在
揭秘解惑的释然中,对演讲的主旨心领神会而产生强烈的共鸣。
三、用对比法唤起
事物之间的对比能更清楚地显示各自的特征,引起人们的重视。在演讲中,用对比的方式来唤起听众
的心理共鸣,可以突出演讲主旨的倾向性,引起听众对演讲信息的高度重视,从而与演讲者产生心理的交融
。
例如,某大学邀请一位老教授作关于演讲技巧的报告,当时校园里正同时举行青年歌手大奖赛。老教
授走上讲台,发现台下虽有空位,但走廊上却站着不少学生,可见这是心中犹豫不决的听众,他决定要争取
这部分人。他放弃了原来的开场白,这样讲道:
同学们,今天首先是你们鼓舞了我,你们放弃了青年歌手大奖赛,来这里听我演讲,这说明你们严肃地
作了选择,在说的与唱的之间,一般人选择唱的,而你们却选择了说的;在年轻小伙子、姑娘和老头子之间
,一般人选择小伙子和姑娘,而你们却选择了我这半老头子。这说明你们认定说的比唱的好听,老头子比年
轻人更有魅力,这使我产生了一种返老还童之感。
开场白后报告厅响起了热烈的掌声,走廊里的人挤进了座位,后面的人又挤进了走廊。老教授先把说与
唱、年轻人与老头子对比,再把一般人与听众在二者之间的选择作对比,既褒扬了听众,又巧妙地展示了自
己的睿智,引起了听众的重视,使双方心理相容,产生共鸣。
四、用想像法唤起
人的一切行为都离不开想像。在演讲中,运用想像激发听众的心理共鸣,变演讲者的有意想像为听众的
无意想像,变演讲者的创造想像为听众的再造想像。通过演讲者绘声绘色的描述和生动形象的比喻,使听众
在内心再现演讲者描述的艺术境界,从而心驰神往,深受感染。
例如,杨鹏程在湘潭师院新生开学典礼上的演讲《门》,他抓住该校新建校门的造型——“两个交叉的‘S
''''”,以此为“激发点”展开想像:
汉语教授认为它是校名第一个字“湘”的第一个字母“X”,代表新生一入大门,就成为一名光荣的
师大生。数学教授认为它是数学王国里代表未知数的“X”。物理教授认为是一条抛物线,是声波震动示意
图。英语教授认为是英文“科学”的第一个字母,这是一座科学之门。哲学教授认为是一分为二与合二为一
两种理论命题的探讨……
最后,演讲者在想像的基础上满腔热情进行总结。演讲者关于校门的奇异诱人想像,唤起了莘莘学
子强烈的进取意识,必将使之产生巨大的学习动力。
五、用情感法唤起
情感是艺术的灵魂,也是演讲生命力的源泉。演讲只有用真情实感的流动、跳跃和燃烧才能感动听众
,演讲者只有用血、用泪、用自己生命的激情去呼喊、去敲击才能叩开听众的心扉,震撼听众的灵魂,才能
有效地唤起听众的心理共鸣。
例如,一次余秋雨先生在四川大学作演讲,述及他的一位上海音乐学院的朋友之死的情景,他深情地
讲道:他的两个学生正在国外,听说老师病危,中止合同,飞回上海,为老师临终演出。那一天,有着许多
毛病的上海人,正如我曾多次写过的一样,都激动起来、崇高起来,好多不懂音乐的人也买票去听。小学生
们的家长对记者说:“带他们来,是为了让他们明白什么叫音乐,什么叫老师……,几天后,这位教授死了
,龙华附近花店的花一售而空。病房里堆满了鲜花,楼梯上一层一层地叠满了鲜花……”
这发生在现实生活中感人的一幕,使听众分明感受到,那曾经在上海的带了几分悲怆和崇高的气氛,
此刻就弥漫在演讲会场。听众的灵魂在演讲者动情的讲述中得到了净化和升华,产生了强烈的心理共振。
六、用理趣法唤起
演讲的说理最忌空洞抽象,生硬说教,演讲者要善于揣摩听众心理,顺应听众需求,激起听众探究的
兴趣,做到理趣相生。而理趣相生的说理能够使演讲的道理更加深入人心,激起听众发自内心的共鸣。
例如,某青年的演讲《新时代的流行色》中的一段:
也许有人会说,这不是表现自己吗?可我要说:表现自己又有什么过错呢?大千世界,万事万物不都在
表现自己吗?孔雀开屏、白鹤亮翅;一粒种子总要发一片芽叶,一株小草总要顶一朵花蕾。就连没有生命的
矿物质也是自我表现的呀,金子要发光,硫磺有气味,更何况我们人呢?……如果我们屈辱地保持那种夸张
变形的谦虚,临阵畏缩不前,凡事后退一步,尽管你有经天纬地之才,万夫不当之勇,也只能自我埋没,自
我淘汰。
这段话以一系列自然现象说明宇宙万物皆自我表现,这是自然界不可抗拒的规律。演讲者把精辟的论
述与形象的描绘融为一炉,既给人以哲理的启迪,又给人以艺术的美感,理趣浑然,相得益彰,激起听众心
理共鸣。
七、用反问法唤起
演讲中的反问句并不需要听众来回答,而是一种表达强烈情感、进行双向沟通的手段,以反问的方式
来唤起听众的心理共鸣,能激起听众心中的波澜,把演讲推向,增强演讲的鼓动性和感染力。
例如,董文华的演讲《我不愿做这样的飞鸽》中的一段:
我怎能嫌弃脚下的土地,难道她不是960万平方公里的组成部分?我们怎能嫌弃大别山贫穷,难道
她本来就应该是这个模样?难道祖国的儿女只有躲开的理由,而没有建设的义务?难道一个新时代的人,一
个有血气的青年能做这样的“飞鸽”?
可以看出这一连串的反问,寓答于问,反复激发,句句扣动心弦,字字催人猛醒,使听众产生强烈的
心理共鸣。
总之,演讲者要善于根据不同的内容、形式、语境、对象等,选择恰当的手法,叩击听众的心扉,震
关键词:吊箱;围堰;结构分析;施工工艺
当桥梁承台底面距河床面较高,或承台以下为较厚的软弱土层且水深流急,修建桥梁深水桩基及承台时可采用吊箱围堰。目前,大型桥梁深水桩基承台的尺寸越来越大,为实现承台的干施工,多用吊箱围堰来作承台修建。通常在深水桩基完成后,用起吊设备将内装有扁担梁且已拼成整体的钢吊箱围堰,悬挂在定位桩桩顶,然后灌注水下混凝土封底,抽水后浇筑承台混凝土。这时,吊箱围堰的作用就是为了实现承台的干施工,其底板是封底混凝土的控制面,侧板为浇筑封底混凝土及承台混凝土的侧模,同时吊箱围堰的顶面也作为混凝土浇筑施工的工作作业面。之江大桥(钱塘江七桥)的4、5号主墩的承台施工,采用的就是有底单壁钢吊箱围堰。
1 工程概况
本项目位于杭州市西南面,距下游的钱江一桥约4.5km,其中之江大桥全长为1742m,上部结构采用预应力混凝土等截面(60+60+60)m+变截面连续箱梁(60+11×86+60)m+钢箱梁双拱形钢塔斜拉桥(116+246+116)m.主桥下部基础为群桩及高桩承台,4、5号墩索塔基础采用对水流适应性较强的圆型承台,承台顶设计标高3.0m,厚度4.5m,底部标高为-1.5m;直径19.65m。单侧承台下设12根D2.0 m的钻孔灌注桩,4号索塔基础桩长为66.0m,5号索塔基础桩长为67.0m。为使索塔底部荷载均匀地传递至承台上,在塔柱与承台之间设置了6.0m厚的棱台形塔座。钢塔柱底锚固螺杆预埋入索塔承台中,底部设置锚固框架。
2 单壁钢吊箱围堰的结构构造
2.1方案确定
目前国内深水承台施工的施工方法多种多样,各有优点。使用吊箱围堰修建桥梁深水桩基,与使用钢板桩围堰、钢围堰一样,可在岸上制造,在定位船上拼装成整体后运至墩位处下沉,不仅施工方便,而且防水性能好;因吊箱围堰不进入河床而是悬吊入水中,所以用钢量少。其缺点是:吊箱结构较复杂,制造精度要求高;沉桩时桩的自由度大,如施工操作不当,易损坏桩或吊箱;又由于吊箱阻水面积大,在有潮水涨落或强水流冲击时,悬吊吊箱的定位桩易遭损坏。
结合本工程特点,经过多方案比较,决定采用吊箱围堰来施工。因为本工程主桥墩承台实测河床标高:4#墩约-10m,5#墩约-5m,水中埋深较浅,故可以采用单壁钢吊箱围堰。采用单壁钢吊箱围堰具有节省材料、加工便、质量容易控制、节省模板资金、下沉时间短等优点。
2.2结构分析
钢吊箱的结构主要由侧板、底板、内支撑、支吊系统等4部分组成。其中侧板和底板是吊箱围堰的主要防水结构。吊箱施工共分吊箱拼装下沉、封底混凝土施工、抽水、承台施工4个阶段,故结构分析也要基于这4大部分4个阶段来进行。
侧板对于不同的阶段要承受不同的荷载,主要包括水压力、封底混凝土侧压力、承台混凝土侧压力的作用,其中,封底阶段主要承受封底混凝土侧压力,抽水阶段主要承受水压力,承台施工阶段主要承受水压力与承台混凝土的侧压力的共同作用。所以对于侧板应该验算封底、抽水、承台施工3个阶段,从而确定最不利工况下的内力。侧板是吊箱的主要防水结构不能设置对拉杆,由于本工程承台高度不大,所以侧板采用刚度大承载能力强的型钢作为骨架,其上再铺钢板。中间不设支撑,仅在下部底模上设限位挡块,上部由焊于吊箱顶部的反压梁作为支撑。因此施工期间的侧板承受的各种荷载均通过底模和反压梁及内支撑形成平衡,并未传给定位桩。
底板一般由型钢骨架,其上再铺钢板形成。型钢骨架要承受封底混凝土、自重、水浮力的作用。对于承台混凝土浇筑阶段封底混凝土已经与桩基础形成粘结力,对于一般工程此粘结力足够承担承台混凝土的压力,所以底板型钢骨架一般不承担承台混凝土的压力。
内支撑主要是承受抽水后的水压力,也可兼做工作平台的支撑。支吊系统主要由吊杆、定位钢管桩、扁担型桩垫、贝雷梁、千斤顶、扁担梁等组成。
支吊系统主要承担结构自重、封底混凝土浮重(减去浮力)等荷载,对于本工程钢管桩在桩基施工时还要兼作钻孔平台的支腿,承担钻机施工时的荷载,同时还要承担潮水时的水流冲击力,故还必须验算抵抗潮水时的水流冲击的稳定性。
封底混凝土的作用:一是作平衡重主体;二是防水渗漏;三是抵抗水浮力在吊箱底部形成的弯曲应力;四是作为承台的承重底模。从理论上讲达到设计强度的封底混凝土与底模一起承担承台混凝土的重量,其重量的一部分通过封底混凝土与钢护筒间的粘结力将其传到地基,另一部分通过底模及吊箱支吊系统传到地基。但实际上底模及吊箱支吊系统的刚度远小于封底混凝土的刚度,承台混凝土的重量基本上由封底混凝土承担并将其传到地基。所以还必须验算封底混凝土与钢护筒的粘结力,是否能承担承台混凝土的重量。封底混凝土与钢护筒的粘结力同时还是抵抗吊箱抽水后的浮力的主体之一。此粘结力主要由混凝土与钢护筒间的摩擦力和胶结力组成,故此粘结力受封底混凝土的浇筑质量影响较大。可见封底混凝土的灌注是吊箱围堰施工成败的关键之一。
2.3结构构造
之江大桥4、5号主墩承台施工中,所用的单壁钢吊箱围堰的结构见图1。
图1 吊箱构造图
3 结构计算内容
3.1计算内容
单壁钢吊箱的结构尺寸拟定后,根据吊箱施工工作时段及设计受力状态条件,应对以下工况分析计算。
(1)吊箱拼装下沉计算;
(2)吊箱结构设计计算;
(3)封底混凝土施工阶段计算;
(4)抽水后吊箱止浮计算。
(5)承台施工阶段。
3.2计算工况
综合工况条件分析和计算内容,钢吊箱各部分在最不利受力工况下计算工作如下。
(1)底板主要承受封底混凝土恒载和吊箱静载,最不利受力计算有两个工况:工况一:底板在下沉过程中,吊箱内外水压力平衡,故底板仅受到吊箱侧板自重的力;工况二:底板下沉至设计位置后,进行水下封底,此时吊箱底板承受吊箱自重荷载及封底混凝土压力;综上,底板计算以工况二为控制工况进行计算;荷载组合:竖向:吊箱自重+封底混凝土重+浮力竖向。
(2)侧板计算有两个工况:工况一为:吊箱下沉完毕未进行封底前计算;此时吊箱内外由于连通管将内外水压平衡,吊箱一侧承载涌潮压力;工况二为:吊箱封底完毕抽水,此时最大荷载为一侧涌潮压力和全断面静水压力;对比采取工况二为控制工况进行计算。
①涌潮压力:32.8KPa,涌潮高度1.9m。在河床标高处减小为零。涌潮为一侧受力;
②结构自重:模型中计入;
③静水压:10Kpa/m;静水压力计算按20年一遇最高设计水位+7.9m计算。P静=γH.
(3)内支撑系统与吊箱侧板计算相关,所以在侧板计算的同时完成内支撑的验算。
(4)吊箱支吊系统和底板一样,以承受竖向荷载为主,受力计算亦与底板计算一起完成。
(5)吊箱滑移入水阶段除验算吊箱底板和侧板外,还要通过计算结果确定滑移设备。通过分析本工程吊箱滑移入水阶段为非控制阶段,故此阶段可不验算。
(6)吊箱拼装下沉阶段主要与吊箱静载有关,以竖向荷载为主,以整体起吊下沉为最不利进行控制计算;并以此计算结果设计吊点、吊具及选择安装设备。
(7)封底混凝土强度验算,验算分两阶段进行。①吊箱内抽完水后浇筑承台混凝土前;竖向:吊箱自重+封底混凝土重+浮力+封底混凝土与钢护筒间粘结力。②浇筑完承台混凝土后且在混凝土初凝前;验算封底混凝土周边悬臂时及中间混凝土的拉应力和剪应力。竖向:吊箱自重+封底混凝土重+浮力+封底混凝土与钢护筒间粘结力+承台混凝土重量。
4 施工工艺流程及施工方法
因承台位于水中,承台施工时采用有底吊箱围堰,吊箱围堰的几何尺寸与承台设计尺寸一致,计算吊箱高度为10.9m,底标高为-3m,顶标高为+7.9m(20年一遇洪水位);混凝土封底厚度为1.5m。施工时吊挂在工作平台上,待吊箱下沉至设计标高时,将底板与护筒的间隙堵好,浇筑封底混凝土,在浇筑过程中采取有效措施,保持围堰内外水头一致。抽干围堰内水,绑扎钢筋,浇筑承台混凝土。
4.1吊箱结构
(1)吊箱整体尺寸
①考虑施工5cm的误差,吊箱面板平面尺寸为直径19.75m的圆型;
②吊箱底标高-3.83m(包含0.83m吊箱底板厚度),吊箱底板面标高为-3m。吊箱顶部标高为+8.0m;(20年一遇洪水位为+7.9m)。
③吊箱侧板纵向两节,第一节从-3m至+6.6m,长度为9.6m,第二节为1.4m的防浪板;总长度为11m;吊箱横向分为8块,每块内板方向弧长为7.8m;分块平面图见下图2。
图2 吊箱分块构造图
(2)吊箱结构
①壁板:
A:面板为δ6钢板;
B:肋板竖向采用L75X6与-80x8交错布置;间距为25cm;横向采用-100x6钢板;
C:桁架横向使用L75X6的水平斜撑,将内外两道宽度为30cm的δ6环向钢板连接成横向的桁架,
D:桁架竖向使用L75X6的竖向斜撑,将内外两道L75X6的竖向角钢连接成竖向的桁架,
E:在连接处使用L100X10角钢连接;
F:在支撑的位置设置竖向钢箱;钢箱钢板采用δ10mm厚钢板;内部加肋板与外部环向钢板间距相同;
②底板:
A:主梁采用双肢H600x200;
B:主梁上方布置工25分配梁;
C:30cmx30cmφ8肋、δ6面板组合成的模板底板布置在工25上方。在护筒周围留出10cm间隙;
③内支撑:
内支撑设置两道,根据承台浇注两次次成型施工,将内支撑标高设置为+3.9m和为+1.65m;支撑材料选取φ600x10钢管;
④悬吊系统:采用贝雷做为悬吊梁,内侧使用28根φ32精轧螺纹钢吊杆。吊箱底板承重梁布置图见下图3;
图.3吊箱底板承重梁布置图
4.2吊箱拼装
(1)吊箱的拼装在原桩基施工的平台上进行。吊箱的部件用运输船运至施工平台上,并按定位标记吊放就位及固定,在相邻箱壁部件吊放时,应事先放入止水橡胶条。
(2)吊箱箱壁组装完成后,进行安装下端限位。由于下端限位不设围檩,因此,下端限位与箱壁的连接点应设在有箱壁的纵横梁处,并用钢板作衬垫。下端限位与桩基的钢护筒应保持留有2cm的间隙。
(3)安装支撑处钢围檩前,应在箱壁上有纵横梁处焊上牛腿,牛腿焊接时应保持标高位置不变,平面内可作适当移动,牛腿焊接结束后,进行钢围檩的安装。吊箱周边钢围檩连接时,应保证钢围檩与箱壁密贴,钢围檩连成矩形后,再进行角撑的焊接。
(4)钢围檩安装完成后,安装2根钢支撑,钢支撑采用I40号工字钢,安装钢支撑时应将钢支撑与钢围檩,用钢楔形块顶紧,并牢固固定,防止吊箱在起吊、下沉过程中钢支撑脱落。主墩拼装平台型钢图下4。
图4 主墩拼装平台型钢
4.3吊箱就位
(1)拼装完成后进行钢吊箱的整体下沉。设置围堰悬吊下沉系统,。
(2)在主护筒顶部+9.0米标高处搭设贝雷分配梁,以便设置螺旋千斤顶下放系统,
(3)在护筒上搭设一层H50型钢贝雷,并在型钢上再搭设贝雷,将螺旋千斤顶放置在贝雷上顶部放置型钢,做为吊杆的锚固点。下沉时转换贝雷上下型钢上的吊杆锚点,使用螺旋千斤顶将吊箱缓慢下放至设计标高,吊箱的轴线、标高检查合格后,将吊箱用型钢与支撑架、上横梁焊接起来,吊箱即定位。
4.4吊箱封底
(1)封底混凝土的灌注是吊箱围堰施工成败的关键之一。为防形成夹层与冷缝,确保封底的成功,一般都采用泵送混凝土多根导管多点快速灌注。导管直径选用250mm,为拆卸方便,导管长度分别为1.0m、1.5m、2m、3.8m的不等节段,封底净面积为259,根据混凝土的流动半径,确定导管布设18根导管。布置见图5所示。
图5 封底混凝土浇筑点分布示意
(2)灌注平台设计为上、下两层,用贝雷桁架与型钢直接在套箱顶拼装,上层设置移动式集料斗和提升导管的卷扬机等,下层平台布设投混凝土漏斗与导管。
(3)混凝土配合比的控制。
混凝土的配合比按照和易性好、流动度大、坍落度损失小、初凝时间长、灌注中不易离析泌水的技术要求进行试验确定。但是套箱封底混凝土开始浇筑时与浇筑终止前,应做适当调整。即灌注开始时,为保证导管的埋深,防止导管脱空翻浆,流动度可适当减小一些,封底混凝土灌注接近设计顶面标高前,要适当加大坍落度,以减小混凝土流动坡度,使封底混凝土面较为平整。
(4)水下封底混凝土灌注施工要点。
①因套箱封底混凝土的面积较大,同时受拌和设备生产能力与导管灌注间隔时间的限制,为了确保封底混凝土的施工质量与安全,封底混凝土宜采取单向在斜面逐渐推进的灌注方法。
②混凝土开始灌注时,要严格控制每一根导管位置的灌注量。一般灌注过程中,每根导管灌注量应认真记录,同时用测锤密点检测,及时掌握每根导管灌注处中心混凝土面高度和混凝土的扩散部位及其标高,以便及时调整各个导管混凝土的灌注量,控制导管埋深。
③导管最小埋入深度不得小于0.6m。
④封底混凝土达到设计标高时,必须认真进行加密复测,并对标高偏低的部分进行补浇,但应考虑导管内存料数量,以免造成混凝土面超高。导管应在复测、补浇后拆除。
⑤当水下封底混凝土达到设计强度后,开始排水作业,同时应观测吊箱的变形。抽完水后的套箱可实现承台的干施工,钢筋绑扎与混凝土施工就可以按照常规承台施工方法进行。
5 结语
之江大桥4~6墩基础承台为深水高桩大体积圆形承台,施工难度大,结合实际情况,施工采用单壁钢吊箱围堰进行设计施工,取得了显著成效。
(1)速度快,节省工期:围堰从拼装到封底共用39d,比常规方法缩短了10d.
(2)质量优:因吊箱围堰结构设计合理,定位准确,无渗漏现象。
(3)效益好:因单壁钢吊箱结构设计合理,节约了数十吨钢材。
参考文献:
[1]JTJ041-2000,公路桥涵施工技术规范[S].
[2]GB50010-2002,混凝土结构设计规范[S].
关键词: 施工技术; 措施;对策
中图分类号: TU74 文献标识码: A
引言:在跨越水位受潮汐影响、且满足通航净空需求的河道中,常规的钢栈桥结构型式固然可以满足通航和工程行车的要求,但常规结构型式的钢栈桥存在桥长较长、工程量较大、栈桥结构较高、河道两侧征地较多、成本较大等弊端。升降式钢便桥既保证了道路行车,又满足了通航需要。故本文主要针对提升式钢栈桥在通航条件下的应用进行研究。
1.潮汐河条件下钢便桥施工研究
1.1钢管桩插打施工
钢管桩基采取“钓鱼法”进行钢管桩施工,即在已经修筑好钢栈桥上,以履带吊吊挂振动锤逐孔向前打设钢管桩,每孔钢管桩打设完毕铺设上部结构,履带吊前移,继续下一孔的钢栈桥施工。由履带吊配合DZ60型振动锤插打钢管桩。采用全站仪控制钢管桩的偏位及垂直度,沉桩以标高进行控制,贯入度进行校核。履带吊起吊钢管桩至设计桩位,测量定位后缓慢下放管桩,并在自重情况下入土稳定,观测垂直度,满足要求后低档振动下沉,待钢管桩入土一定深度后高档振动下沉,至钢管桩露出水面高度为1.5m~2.0m时停锤,焊接上节钢管桩振动下沉。
1.2放线定位
每孔钢管桩的位置用全站仪放线,用钢尺拉距离复核,确保钢管桩平面位置正确,根据现场征地进度及便道施工情况选择南岸栈桥由下田村向东园方向逐排打桩。每施工一排或两排钢管桩,即焊接横撑,安装顶托、横梁、纵梁、桥面,吊车向前推进,进行下一跨栈桥施工。
1.3打桩
打桩前检查钢管桩的垂直度,打桩过程中控制振动力静压-弱振-中振-强振,最大下沉速度1m/分钟;同时要控制垂直度垂直偏差为0.5%。根据计算要求达到设计入土深度,为防止地层土质变化,打桩过程中还要观察钢管桩的下沉速度,如果速度很快那么需要增加桩长,如果未打到设计深度但锤击2分钟未下沉,说明地基土层比较好,可停止打桩。
1.4接桩
钢管桩打好后需接桩至栈桥设计桩顶标高。打桩后修整钢管桩顶端变形部位,变形严重的采用氧气乙炔切割。修整后测量桩顶标高,按设计桩顶标高截取相应长度的接桩,采用吊车吊起接桩,使用电焊机焊接,焊缝要均匀饱满,四周焊接4块加强钢板,加强钢板与钢管同种材料,焊接后的钢管保持垂直,接桩后的钢管桩顶面标高平齐,间距正确。
1.5桩间连接
每排钢管桩施工完毕后采用[20槽钢作为斜撑、横撑将同排的钢管桩连接,提高栈桥整体稳定性。
1.6双排墩钢管桩的定位打设
①将贝雷片从以架好的墩中心,以已架好的贝雷片为基准方向向外悬挑架设3组贝雷片,用吊车将导向架吊装在贝雷梁上,根据图纸计算出需打设钢管桩位置,调节导向架。(打好第一排桩基,将钢管桩切割到设计标高,先不安装承重梁,以避免钢管桩过高影响第二排钢管桩导向架的定位。)
②导向架经复核准确无误后,用U型抱箍将导向架固定在贝雷梁上,通过在导向架与贝雷片的接触点,加减钢垫板,使导向架始终保持水平。
③履带吊大钩吊住振动锤(在锤头位置系根麻绳),小钩将钢管桩吊起放直,下放振动锤,通过工人牵动麻绳,调整夹具位置,使夹具准确牢固夹住钢管桩。
④通过在栈桥纵横方向上站人,观测控制管桩垂直度。
⑤打好第一排桩基,将钢管桩切割到设计标高,先不安装承重梁,(以
避免钢管桩过高影响第二排钢管桩导向架的定位),移动导向架,按图纸位
置准确固定导向架,按同样的方法打设第二排钢管桩。
1.72#墩以后的墩均可以参照照双排桩钢管定位打设方法定位施工。
2.钢管平联及牛腿施工
钢管桩插打完毕后,即进行钢管平联、剪刀撑的焊接。钢管平联采用直径为[20 的槽钢进行联接。由于钢管桩的施打存在一定误差,因此用于联接的钢管下料长度要根据钢管桩间实测长度而定。联接设置的目的在于保证每个墩钢管桩及整座钢栈桥的稳定,因此必须保证联接钢管的焊接质量,且联接钢管与钢管桩接触的空间曲线要尽量保证无过大间隙,钢管与钢管间必须确保满焊。施焊前应对焊接部位的钢管桩表面进行清理,去除锈皮、粘附的泥土等杂物,并保证表面干燥。焊接完成后,应保证焊缝冷却前不接触到冷水。
钢管桩的联接施工是平台施工中的重点、难点,由于施工环境恶劣、安全隐患多、施工中不可预见因素多、工期紧、任务重,因此在施工过程中首先要保证施工人员的安全;其次,在安全得到保证的前提下,一定要保证施工质量。首先保证焊接材料满足相关规范要求,并由专职电焊工进行施焊,焊缝质量必须满足行业标准要求。任何一道检查不合格,绝对不能转序。钢管联接未施工完成前,不得转序进行上部结构的铺设。
钢管联接施工过程中应及时进行钢管桩牛腿放样及焊接。若由于钢管桩偏位造成牛腿的安装位置无法与设计位置吻合时,采取补强措施进行加固。
2.1安装桩顶横梁
桩顶横梁为双拼2I36工字钢,可提前加工,在钢管桩基施工完成后整体吊放,加工时,应注意支点处的加劲立板焊接位置准确。实际安装时,若由于安装误差造成桩顶横梁与牛腿间不能紧密接触,则采用加垫薄钢板或钢楔等方法进行施焊调平处理。桩顶横梁与牛腿之间采用焊接固定。
2.2安装贝雷梁
桩顶横梁架设完成后,采用履带吊吊装贝雷梁。每一孔贝雷梁提前在
加工场按组拼装好,整组运至施工现场由履带吊架置于桩顶横梁上,调整好位置后,焊接门式限位器,将贝雷梁固定于桩顶横梁上,桩顶横梁与贝雷梁之间加垫1cm橡胶垫用作减震。两组贝雷梁安装完毕,在组与组之间加设10#角铁斜撑,斜撑空间交错布置,每遇贝雷片连接处设置一道。
2.3 铺设桥面板
桥面分配梁铺设完毕且焊接牢固后,即组织铺设10mm厚的桥面板。桥面板为卷板剪裁分块而成,每块长6m,宽1.5m(由板材的定尺规格可以调整)。每幅之间留有6cm空隙以便与I20工字钢焊接,焊接采用间断焊,焊缝长度3cm,防止重车行驶引起钢板反卷。
2.4桥面附属工程施工
栈桥栏杆立柱采用φ48mm的钢管制作,栈桥两边护栏高1.2m,每3m设置一道立杆焊接在桥面系10mm防滑钢板上,水平横联上下设置两道间距0.6m,栏杆上间隔粉刷红白油漆。栏杆上间隔一定距离设置夜间通航警示灯。
3.通航孔净宽与净高的确定
3.1根据现场实际调查,南溪河水位受海水涨退潮影响,南溪河航道通行的船只日常为运输海水船只通过,经过我部现场量测,采砂船最大宽度为7m,空载水面上船体高度为4.5m,水流方向与栈桥斜角13度。
3.2根据上述情况,通航孔净宽设置为18m完全满足通航要求。
3.3钢栈桥桥面标高+6.5m,通航孔采用四台电动单梁20t进行提升,最大提升高度为6m,即最大提升标高为+10.5m;日常通航水位+2.6m,空载船体水面高度为4.5m,通航船体顶部高程为+7.1m。
4. 提升系统的设置和防撞墩的设置
为确保船只的安全通过,并保证通过船只不对栈桥产生撞击危险,特设置主跨提升系统,在有通航需要时,提升主跨,保证船只安全通行。同时为避免船只撞击钢栈桥及其桥墩,在主跨两侧设置防撞墩。
4.1提升装置
4.2在通航孔栈桥墩钢管桩的同一轴线外侧1m,左右侧各打设2根钢管桩φ529×8mm,钢管桩顶高度标高拟定为+11.5m,共计施打8根提升钢管。每侧两根用I40进行连接,横桥向4根用[20槽钢通过贝雷片下部进行连接施焊,以保证其整体稳定性。
4.3同侧提升钢管桩的顶部设置双拼6mI40工字钢,作为提升吊桥的横梁。
4.4根据计算提升主跨桥面系、贝雷纵梁及工字钢分配梁、横担重量为31t。依据栈桥提升点位置,在I40双拼工字钢每个点位上安放20吨的电动葫芦各1只,共计4只,用于栈桥的升降。在栈桥升降时,需要4个吊点位置保持平衡升降。
4.5通航孔栈桥的最高提升高度为4米。
4.6防撞墩
在每根提升钢管横向轴线位置外侧10米处打设钢管桩,按间距2米布置成等边三角形。钢管顶面高程控制在+6.0m,钢管顶部用[20a槽钢将3根钢管桩牢固连接成一个整体,增加抗撞能力。
参考文献:
[1]《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004
[2]《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB 50068-2001)
[3]《钢结构设计规范》GB50017-2003
[4]公路施工手册《桥涵》上、下册 人民交通出版社
[5]《路桥施工计算手册》 人民交通出版社
[6]《钢结构(第二版)》 中国建筑工业出版社
关键词:公路桥梁,钻孔灌注桩,压浆技术,应用研究
Abstract: with the continuous development of China's economy, the country for infrastructure investment ratio gradually increased, application of drilling groutingtechnology is also widely used in high-rise buildings, road and bridge construction. This paper focused on the bridge bored pile post grouting technology is discussed and analyzed, and gives some reasonable suggestions.
Keywords: Highway Bridge, bored pile, grouting technology, applied research
中图分类号: TU74 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
自上世纪九十年来开始,随着改革开放的不断深入发展,国家对于基础设施的投入比例逐步增加,钻孔灌注桩后压浆技术在工程领域当中得到了蓬勃的发展。一些注明的建筑,如鸟巢(北京奥运体育馆)、首都机场等工程当中,都大量地使用了后压浆技术,并取得了良好的结果,为增加经济效益提供了重要的作用。通过相关的研究证明,该技术能够有效减少工程中所需要的桩数以及桩的长度,并有效提高基桩的承载能力以及可靠性,同时也能够让工程量有所减少,减少在40左右,缩短施工的工期。目前在桥梁上使用钻孔灌注桩后压浆技术主要还处于试验阶段。可以确定的是,该技术对于桥梁的建设是非常有作用的,最新修订的《建筑桩基技术规范》中已经明确将该技术纳入到建设方法当中,为进一步提高工程的技术奠定基础。本文将通过介绍工程技术,总结分析压浆桩的价值,为日后的桥梁建造提供可靠的科学保障。
案例的工程分析
广东某一桥梁处于珠三角,其建筑的地表层地质是属于轻壤以及中壤,地下水位深大于3—4米左右。具体的情况如表一所显示:
表一,地质资料一览表
后压浆设计
关于压浆的方法主要采用端桩压浆,并根据相关的设计规范对其进行计算。其中按照《公路桥涵技术设计规范》进行计算的时候,应该按照规范的数值,并结合工程的实际情况进行计算。正常情况下,桩侧只有在桩端上5—10米的范围内,其摩阻力增强,增强的系数为β,取值为1.25,桩端的阻力增强系数为βp,并按照设计规范进行取值,数值为1.8。当计算按照《建筑基础设计规范》进行的话,则在桩端以上11米左右的范围内,其摩阻力会增强,增强系数为β1,取值为1.5。桩端阻力的增强系数为βp,取值为2.5。根据相关的计算得出如表二所显示:
施工过程
后压浆桩施工工艺和普通桩基的施工工艺基本相同,预埋管理主要选用30mm焊接钢管,主要将两根预埋管对称布置,和其他纵向钢筋共同焊接在加强筋上面。在端部主要采用管箍套丝进行连接,以方便对注浆管延长管以及压浆阀的安装。对于下部来讲,则可以使用套丝连接的方式,但一定要保证连接牢固和密封。
压桩作业在成桩之后5小时之后开始,主要采用普通的325水泥,初步设计压浆量在2.2t左右,并且要满足以下条件:
第一,工艺参数一定要达到相关的要求。
第二,注浆压力超过设计指标,注浆量必须要达到规定指标的百分之七十以上,注浆压力必须要达到设计压力的150%,时间应该要在50%左右。
第三,当压浆总量达到设计值的80%,且桩顶有着明显上升的趋势。
总结分析
4.1受力形状
当桩基作业进行完成之后,应该要对试验桩跟对比桩进行静载试验,如图一所显示:
首先可以看见,1号桩跟2号桩对比:荷载不断增加的过程中,1的斜率比2要小,在设计的作用下,1的桩顶位移为2.77毫米,2的位移为6.99毫米。在最大荷载的作用下,1号的桩顶位移为9.21毫米,为2号桩的60%左右。
另外,对于3和4号桩来讲,荷载不断增加,其斜率比较相似。从以上两组的对比可以知道,后压浆技术能够有效提高土的整体性,并对桩底沉渣和动土进行加固作用。可见,压浆技术对桩基承载力有着非常明显的效果。
4.2参数控制
4.2.1注浆量
按照《公路桥涵基础设计规范》中可以得出公式如下
Cc= apd
其中,Cc为单桩压浆量,ap指的是压浆系数,d指的是桩的直径。根据此公式可以计算得出压浆量应该在2.25—3.2t之间。
4.2.2注浆压力
按照上面提出的《公路桥涵基础设计规范》显示,对于非饱和性粘性土,其压强应该在5—9MPa当中,饱和土在2—4MPa。由于该地区的地下水位比较低,因此注浆压力应该在1.25—1.85MPa。
4.3应用价值分析
在进行成桩作业5天之后,施工人员才能够进行后压浆作业。另外对于试验桩,可以将钻孔的深度适当减少8厘米。通过对后压浆技术进行分析之后,可以知道一根桩能够节约8000元左右的成本,因此值得留意。
结束语
通过上述研究之后,得出下面三点结论:
第一,对于后压浆承载力可以按照《公路桥涵基础设计规范》进行计算,其计算结果安全可靠。
第二,对于单桩压浆压力的设计,应该按照实际施工现场材料情况进行控制。注浆压力应该在1.25—1.85MPa。
第三,后压浆技术对于桩基承载力的提升幅度大约在55%左右,比传统工艺的沉降要大大缩小,减少约200%左右,并能够有效缩短施工工期和降低施工造价成本。因此具有良好的时间效率以及社会效益。
目前,我国正处于桥梁建设快速发展的年代,桥梁建设对于桩基的应用量非常巨大,应该加强对该技术的研究。如果压浆技术得到有效推广之后,会给社会和建筑企业带来非常明显的社会效益和经济效益。
参考文献
[1]巫宏云,吴剑波.桥梁钻孔灌注桩后压浆技术研究[J].四川建材.2011.37(06).
关键词:南京长江二桥 工程建设管理 关键技术 研究
一、工程概况
南京长江第二大桥是国家"九五"重点建设项目之一,位于现南京长江大桥下游11km处。国家批准建设的南京长江二桥由"二桥一路"组成,全长12.517km。其中:南汊大桥为五跨连续的钢箱梁斜拉桥,主跨为628m.桥全长2938m,在同类桥型中国前居国内第一,世界第三;北汊大桥为五跨连续的预应力连续梁桥,主跨为3*l65m连续梁桥,桥长2172m,在同类桥型中居亚洲第一;一路即八卦洲引线,全长5.698km。江苏省批准为二桥配套的南、北引线共8.83km。全部引线设有互通立交4座,分离式立交4座,特大桥4座,大桥8座,中小桥17座,涵洞通道62道,路基土石方总量为380万m3。整个工程静态投资概算33.5亿元,交通部核批工期4年。工程于1997年10月6日正式开工建设,计划于2001年7月1日建成通车。
南京二桥建设标准为路基宽335m,桥面宽32m(不含斜拉索锚固区),是六车道高速公路,设计车在100km/h,设计荷载:汽一超20级,挂一120,设计风速为桥位区20m高度百年一遇10分钟平均最大风速
32.6m/s,桥墩按船舶撞击荷载顺水流向为27000kN,横水流向为13500kN进行验算,抗震按7度设防,通航净空24m,设计洪水频率:桥梁为300年一遇,路基为100年一遇。
南京二桥的建设,不仅使途径南京的四条国道104,205,328,312增加了新的过江通道,也将宁连、宁通一级公路、南京绕城公路、新机场高速公路和沪宁高速公路连成一体,使南京公路交通基本形成"城外成环",从而改善交通拥挤,有效缓解南京地区"过江难"问题。
南京二桥经过30多月的施工,南汊大桥已在2000年7月9日实现合龙,北汊大桥也在8月中旬实现合龙,全部引线已完成沥青中面层的摊铺,沿线三大系统、交通工程、绿化均在加紧施工,二桥公园等配套附属也已全面展开,按照目前的进度,南京二桥全线可在2D00年年底实现全线贯通并完成主体工程。
二、南京二桥建设的组织管理简介
1.南京二桥建设的组织管理体系:南京长江第二大桥建设指挥部和南京长江第二大桥建设有限责任公司,按照"两块牌子、一套班子"的方式进行运作,建设指挥部作为二桥建设项目的业主,是南京市人民政府的派出机构,具体组织实施负责二桥建设管理,这体现了市委、市政府对二桥建设的重视,也便于在建设过程中体现重大基础项目中的政府行为,使项目享受政府所能给予的优惠政策;同时为了适应社会主义市场经济的需要,指挥部又作为建设有限责任公司,是南京二桥的投资法人主体,具体负责建设资金筹措和融资。
南京二桥建设指挥部下设总工程师、办公室、计划处、工程监理处、财务处、物资处、开发处(征地拆迁)等职能部门。南京二桥建设指挥部内部的工程监理处、计划处、物资处、办公室、财务处既为指挥部(业主)的职能办事机构,又作为总监办公室的办事机构,执行南京长江第二大桥总监办公室的部分职能。总监办公室具体负责对各标段监理组(监理工程师代表办公室)进行管理和协调,承包商由各标段监理组(监理工程师代表办公室)负责具体管理和协调。
2.二桥指挥部资金筹集及概算控制:南京二桥经国家和省核批静态投资总额为33.5亿元,交通部和省交通厅补助85亿,市里筹措5亿,其余主要还是利用银行贷款和社会融资,目前正在以二桥建设指挥部(二桥建设有限责任公司)购主要发起人,与其他回家投资公司酝酿组建二桥股份有限公司,负责二桥工程项目剩余资金的筹措,并作为投资主体,参与今后南京重大基础项目的投资和管理。
我们通过严格监理、严格招标、严格控制超标准的变更和各方面精打细算来控制造价,至目前为止,我们
所有单项工程项目均没有突破国家批准的概算。
3.二桥指挥部建设材料采购与供应;南京长江二桥静态总投资33.5亿元,其材料费用占60%以上。建筑材料质量的优劣直接关系到南京二桥的工程质量。为了保证南京二桥材料的组织和供应,尤其确保主要材料的质量,专门设置了物资处(物资公司)负责二桥大量建筑材料的供应。
物资处作为甲供材料的唯一采供机构,主要供应钢材、钢绞线、水泥、木材、支座等主要结构材。另外,对于大量的建筑用地材,我们依靠情况熟、资质好,积极协助配合各施工单位进行调查采购,发挥组织协调功能。
对于甲供材,我们采取如下措施来确保供应,确保材料的质量:(1)实行严格的资格预审制;(2)实行二桥物资采供协作网;(3)实行招标,择优选择供应厂商;(4)加强甲供材料供应的计划性、及时性;(5)加大甲供材料质量的抽测频率和覆盖面。
在地材方面,由于施工队伍大多来自外省、市,对南京及周边地区地材品质及位置不甚了解。在这种情况下,物资部门向他们积极提供有关信息,帮助确定货源。从宏观控制人手,采取必要的管理措施,并协助厂家做好施工单位的服务工作。价格由双方自行商定,但所选用的地材必须经过检测和化验,通过现场施工监理检查,符合国家标准及二桥工程建设要求。
三、南京二桥建设的相导思想、质量方针和目标
1.指导思想:精心组织、精心设计、精心施工、严格监理、科学管理。动员二桥全体建设者,发扬"严谨、高效、团结、苦干"的优良作风,把南京长江第二大桥建设成标志性工程,建设成跨世纪的国优精品工程。
2.质量方面:"百年大计、质量为本"。无论在任何情况下和任何条件下,南京长江第二大桥建设指挥部都将始终如一坚持质量第一,质量优先的原则。
3.质量目标:通过全体建设者的努力,分项、分部工程检查一次合格率100%,优良品率为90%以上,交工验收单位工程优良品率达100%。通过国家组织的竣工验收,工程按交通部(JTJ021-94)公路工程质量评定标准为优良级工程,评分值在90分以上,并使南京长江第二大桥工程设计、施工管理都达到国内一流先进水平
四、南京二桥对分项工程、单位工程及总体建设工期安排
南京长江第二大桥的建设,国家批准工期为4年。南汊桥、南岸引线在1997年年内开工建设,北汊桥及引桥、南汊桥引桥,八卦洲引线、北引线在1998年陆续开工建设,南京二桥将于2001年7月建成通车,建设总工期为45个月。南京长江第二大桥南、北主桥按照5个标段来建设,分别如下:南汊桥索塔及基础工程建设为A标(南、北主墩、过渡墩及辅助墩分别为A1,A2标),建设工期计划为24个月,南汊桥上部结构为B标,计划工期为15个月,南
汊桥南引桥为C标,计划工期为28个月,南汊桥北引桥为D标,计划工期为30个月,北汊桥及其引桥为E标(根据工程量情况,在主跨连续梁中心分界,分为E1,E2标),计划工期为30个月。详细情况见工期安排表。
五、南京二桥工程的重点、难点
南京二桥工程质量管理的重点分别是钢箱梁斜拉桥--南汊大桥、预应力混凝土连续梁桥--北汊大桥以及引线改性沥青路面及南汊桥钢桥面的铺装。
南京二桥建设的难点可分为如下几类:
1.长江主航道上深水基础施工:大直径(φ36m)双壁钢围堰抛锚定位、吸泥着岩;8m厚(近6500m3)水下混凝土封底施工;超长、大直径(长103m,φ3.0m)钻孔灌注桩施工;承台大体积混凝土水化热的控制。
2倒Y型索塔超高空(绝对高度达195.41m)混凝土浇注、大曲率小半径环向预应力施工、空间斜拉索套筒定位等。
3.扁平流线型钢箱梁制作、悬吊以及钢桥面环氧沥青铺装。
4.628m跨径的斜拉桥施工控制、165m跨径的预应力混凝土连续梁的施工控制。
5.长江副航道上软弱地基的水下基础施工;北汊大桥钻孔灌注桩施工。
6.软土路基的技术对策、质量控制和沥青路面的耐久性研究。
六、南京二桥工程建设管理的实践与体会
南京二桥工程规模宏伟、工期安排较紧,牵涉专业广、技术难度高,施工风险大,建设任务艰巨。南京二桥建设指挥部在二桥建设过程中就二桥质量管理与控制采取了如下措施:
(一)严格项目法人制,充分发挥项目法人制在工程项目管理中的组织协调作用,采取各项措施,牢牢掌握工程建设的主动权。在南京二桥建设初期,结合南京二桥工程的具体情况,认真编制南京二桥总体实施方案,合理安排工期和各道工序衔接,明确各阶段质量、进度和投资的控制目标,始终把握工程建设主动权。在工程建设过程中,无论对施工的组织安排、协调,还是对施工中出现的难题及社会矛盾等,指挥部作为业主的派出机构,不推委、不扯皮,充分发挥项目法人的主导作用,既运用政府的行政手段约束保证项目有良好的外部环境,使工程顺利实施,也依靠二级监理机构对工程的质量、进度及投资均严格控制。在这方面采取了如下措施:
1.打破常规,提前招标制作双壁钢围堰。在南京二桥南汊主桥的水下基础施工中,用于基础施工围水设施的钢围堰直径为36m,高65m,是目前国内最大的施工围水设施。国内已建及在建的几座长江大桥都是由施工单位进场后完成钢围堰制作。但指挥部根据二桥实际情况果断决定,指挥部打破常规在1997年5月份单独将钢围堰的制作作为独立标段进行招标,这样既保证省市政府要求在1997年10月份实质性开工的目标得以实现.更重要的是为南汊桥并不宽裕的工期争取到宝贵的5个月左右时间,又在1997年至1998年的枯水季节实现钢围堰下沉着岩、封底等工序施工,为第二年南汊大桥深水基础安全渡过1998年特大洪水创造了有利辛件。如钢围堰不提前加工制作,在1998年特大洪水面前,钢围堰能否安全被汛,结果不堪设想。
2.坚持重大施工方案和工艺报审制。作为项目法人,指挥部为强化对项目的组织控制力度,对重大施工方案和工艺,均严格要求施工单位提前申报施工方案,对重大施工方案和工艺还由指挥部组织有关专家进行评审,以便施工单位提前做好工序转换的准备工作。如在钢围堰封底施工中我们邀请舟桥部队参与方案的讨论,为方案的可行性提供了保障;在索塔施工前即对索塔施工方案举行专家研讨会审定,在钢箱梁制作过程中,我们提前做好斜拉索下锚箱的疲劳试验,确定施工工艺和方案,以便施工单位根据确定的方案提前做好各项准备工作,缩短了工序转换时间,提高了工程的组织力度,大大减小了施工风险。
3.结合二桥工程实际,合理安排各道工序,以期取得保证工期并节约投资的双重效果。如为克服八封洲引线软土路基后期沉陷和保证路基稳定,提前进行八封洲路基施工,根据施工图设计文件,工程可以安排在1999年开工建设,但指挥部考虑到通过先进路基施工,结合采取技术措施,使软土路基沉降尽可能在施工期完成,以减少较上路基的工后沉降,特别是八封洲软土地基有20多米深,路基后期沉降量大,如改变路基填筑材料并提前路基施工,用时间堆载预压是解决路基后期沉降和稳定的最有效也是最经济的措施,指挥部即决定在1998年初开始路基填筑,利用一年多时间堆载预压来解决路基沉降问题,取得了良好效果。
4.依靠科技,勇于技术革新,确保施工进度和质量。在工程建设过程中指挥部注重优化工程施工工序并采取切实可行的技术措施,掌握工程主动权。如将钢围堰嵌岩改为着岩,一举赢得两个月时间;深水基础钻孔灌注桩施工通过试验缩短了桩长并将泥浆护壁钻孔改为清水钻,既加快了施工进度又确保工程质量;再如索塔中塔柱施工中采用5道主动横撑,在保证工程质量、改善结构受力的基础上加快了施工进度。
(二)认真编制招投标管理文件,严格贯彻工程招投标制,择优选择一流单位参与二桥建设。在工程开始实施前,我们就把择优选择好的队伍作为我们的一项重要工作。因工程质量的主体是设计、施工单位,特别是施工单位,总体的质量意识如何,管理水平的高低,都将直接影响到工程质量、进度。为使南京二桥整个招投标过程做到规范化、程序化,指挥部首先依据交通部、江苏省交通厅有关招标投标规定、公路建设币场管理办法及南京市人民政府令等法规性文件,结合南京二桥工程标段划分的原则,制订了《南京长江第二大桥建设工程施工招标管理办法》、《南京长江第二大桥建设工程项目标底编制及管理办法》。其次我部委托专业设计咨询单位,依据国家有关法令法规,结合二桥工程的实际情况,考虑与国际惯例接轨等因素.认真编制了一整套招投标文件,并经交通部审查通过。明确主体不许分包、转包,不准联合体投标,增加了反行贿条款,反对低价抢标。对重要标段的项目经理在招标文件中明确提出严格的要求,要求项目经理离开工地必须向指挥部和总监请假,更换项目经理
必须取得指挥部同意。招标过程中,坚持按规定程序办,坚持择优选择队伍,不主张、不赞成低价中标,抵住人情关、说情关,不实行地方保护主义。实行全过程的纪检、公证参与,确保"公开、公平、公正"。在指挥部清标的基础上,邀请专家评标,最后由招标委员会讨论,采取无记名形式投票定标。通过严格的招标,我们分别选择了南、北汊桥的设计单位、施工单位、监理单位。将近三年的实践证明,我们的设计、施工和监理单位没有选错,为工程质量和进度提供了保证。
(三)贯彻工程监理制,根据国际FIDIC条款、国情及南京二桥的实际情况,建立两级监理体系,聘请有丰富施工经验的施工监理。根据多年的工程管理实践,在工程监理组织体系上,指挥部进行了大胆创新,建立并完善了"两级监理'体制,一级监理由项目法人担任,主要负责工程的总体组织管理和计划安排,负责阶段目标和年度目标的考核,资金的筹措,检查并督促二级监理的工作;二级监理由社会监理担任,主要负责施工现场的三大目标控制。两级监理管理的最大特点就是两级监理都能根据自身条件发挥各自优势,使工程的各阶段始终处于受控状态。一级监理充分运用项目法人作为政府派出机构的优势,在工程的总体协调和创造良好的外部环境中发挥积极作用,使二级监理能够做到全过程、全方位、全天候实施对工程质量进行管理。二级监理也通过事前指导、事中控制、工后验收三道环节,通过坚持旁站和巡视,从而消灭质量管理上的盲点死角。如在南京二桥南汊桥南塔中横梁预应力施工中,施工单位在不报验的情况下,擅自更改施工工艺,尽管事后经检查施工质量达到要求,我部仍坚持对违反监理程序的责任单位进行了严肃认真的全线通报和经济处罚处理,确保此类事情不再发生。在实践中我们感到事前指导、监理尤为重要。这不仅是进度和质量的问题,而是一些工程本着技术规范的基本要求,如围堰着岩、封底,42根钻孔桩的施工等不允许在施工过程中发现问题再去改正,必须保证一次成功,否则,任何补救措施都是无济于事的。实践证明我们的这套监理体系是行之有效的,也是确保工程质量的关键。如在索塔中塔柱施工过程中关于横撑道数问题,通过"一桥四方"的研究和监理的事前指导,将横撑道数由7道改为5道,既减少了工序.又确保工程质量,加快了施工进度和降低了投入,为索塔按期封顶创造了条件。
针对目前国内社会监理难以承担合同管理的全部内容,指挥部运用了两级监理的体制,周工程建设的管理,特别是对工程的进度、投资及设计变更,由总监办提出主导意见,最后报业主审批。经过将近三年的实践,这种管理模式有利于充分发挥两级监理体制和指挥部总体协调、组织的作用,最终实现对工程三大目标的有效控制和强化对合同管理的力度。
(四)依靠科技作为抓好工程质量的保证。一是在交通部的支持下,成立了由全国交通系统14位专家组成的南京长江第二大桥技术专家顾问组,加强技术指导。从初步设计到目前的施工,我们先后召开了10多次专家审查会、咨询会,对设计方案、施工方案以及施工中遇到的技术难点进行审查、论证。二是委托美国工程院院士、著名桥梁专家邓文中先生作为指挥部技术咨询顾问,对设计、施工进行咨询。同时,通过设计单位委托日本长大公司对桥梁关键结构进行同步设计和咨询。目前,美国、日专家已先后现场咨询6次,帮助进一步把好设计、施工的质量关、技术关、施工关。
同时利用在宁高校和科研机构的优势,聘请东南大学交通学院参与试验监理.作为指挥部中心试验室,聘请河海大学作为测量中心,在化工大学进行混凝土骨料碱活性试验。与同济大学、东南大学、浙江大学、西南交大等高校和设计、施工单位联合组织干酮试验、风洞试验、索塔节段足民模型工艺试验,钢箱梁施工控制、钢桥面铺装试验、连续箱梁施工控制及温控试验、大吨位支座等专题研究,这些科研课题的研究工作增加工程科技含量,保证工程质量共节约工程投资。
(五)强化管理,加大投入。二桥主体工程施工中,指挥部鼓励施工单位加大现代化设备投入并在资金上予以支持。现代化的桥梁建设需要有现代化设备,今天的桥梁施工打的就是设备仗,只要施工单位购置现代化的大型施工机具,指挥部在资金上就予以支持,加大功率德国钻机,电脑控制全液压塔吊,混凝土输送泵、引进MSS移动架桥机、VSL全液压吊机,美国160吨震拔锤等都是在指挥部的组织支持下购进的。指挥部还针对南汊桥索塔环向预应力半径小、钢筋密集施工难度大而受力又特别重要的特点,组织引进VSL公司真空辅助压浆的新工艺、设备及材料,尽量减少预应力损失和保证永久预应力,为索塔质量提供了保障措施。
(六)根据"优质优价'的原则,制定多项质量奖惩办法。根据省交通厅有关质量创优文件精神.设立质量专项奖励基金,对重视质量的单位给予精神及物质上的奖励,对轻视质量控制,工程管理混乱的单位给予批准与经济处罚,在"一桥四方"中形成重视质量,追求完美、精益求精的良好风气。如在南汊桥钻孔桩施工动员大会上提出专项质量奖、索塔施工动员会提出的《南汊桥A标段索塔施工质量和工期控制奖考核办法》,指挥部承诺各施工单位为保证工程质量而增加的投入,将根据"优质优价"的原则给予奖励和一定的补偿。南京长江第二大桥建设指挥部还要求二桥建设质量的主体--施工单位建立质量工资体制,进一步加大工人工资中质量工资比例,形成重视质量、抓好质量的良好氛围和机制。
此外在二桥建设过程中,指挥部承诺任何单位和个人提出有利于提高、保证质量的建议都将给予支持和鼓励,对提高施工质量提出合理化建议并得到专家委员会确认的,指挥部将视实际情况给予适当奖励。同样,对工程质量、工程进度达不到指挥部计划要求的施工单位也决不放过,真正做到在质量问题上铁面无私。如南京二桥北汊大桥一家施工单位因在二桥施工不能达到指挥部的要求,尽管是交通部本系统内的施工单位,指挥部还是将其清退出场,通过招投标选择了一家非交通系统的施工单位继续承担施工任务。
(七)工程质量管理是一个系统工程,业主的素质,一桥四方的团结协作,良好的外部环境,也是保证工程质量的重要环节。指挥部为参与二桥建设的各单位的创造良好的施工环境,在多次会议上指挥部明确向各单位表示:合同上规定甲方的义务,我们坚决做到;合同上没有规定的,只要指挥部能做到的,我们也努力做到,处处发挥项目法人的主导作用。我们充分利用建设指挥部作为政府派出的二桥建设专门机构,主动协调好方方面面的关系,让施工单位集中力量搞施工。如在钢围堰封底施工中,成功的关键是水下混凝土的供应和组织,指挥部出面协调,请舟桥旅部队架设舟桥,采取两栖供应水下混凝土的办法,请公安、交警、港监、航道、供电、气象等部门做好配合和服务工作,使封底混凝土浇注强度达到200m3/h,确保了封底混凝土质量。
二桥建设指挥部在考虑交通不便等因素的基础上,为保证北塔封底施工和八卦洲引线的施工质量,特地在八卦洲上建立陆上混凝土拌和站,从而保证了封底混凝土的浇注量和八卦洲引线所有结构物的混凝土质量。在南塔封底施工期间,为抢修施工便道,指挥部还指定专人组织外单位的施工机械、施工材料对湖南路桥的支援,为南塔封底施工赢得了时间。这些都是指挥部上上下下一心一意创造良好施工环境和提供优质工程服务的实际行动。
七.南京二桥工程质量管理的初步成果
南京二桥开工建设将近三年,无论是施工进度、质量和投资,都控制得比较理想。从工程的形象进度上讲,各标段都达到了工程总体实施方案中工程进度计划要求;从工程质量方面讲,从目前已完工的分项分部工程的检测来看,工程质量也全部达到优良级。根据省厅质监站和指挥部、施工、监理单位对已完成的工程所做的质量检测,各项分部工程的质量指标都已达到和超过国家施工规范和二桥技术规范的要求。
南京二桥工程共1634根钻钻孔灌注桩已全部完成,经过超声波无损检测及按照5%的抽检频率进行钻孔取芯,所有钻孔桩均为完整枝,无一缺陷,混凝土试件强度评定均超过设计规范要求。
南汊桥南、北主域钢围堰封底混凝土经钻孔取样后检测,各项指标完全符合规范要求,钢护筒的平面偏差、着岩平面编位和斜度偏差均低于技术规范的允许误差值.南北主墩42根3m直径超深钻孔灌注桩,经建设、监理单位无破损声测检查,桩基质量优良,均为完整桩,混凝土强度达到设计要求,随机抽检取芯两根,桩基水下混凝土均匀、连续,芯柱表面无空隙气泡,桩基试样强度超设计要求,表明水下混凝土浇注质量良好。
已通过交工验收的南岸引线沥青中面层的平整度就达到0.76mm,已接近沪宁高速公路上面层的平整度.大大超过国家规定的沥青上面层平整区1.8mm指标。当然,不仅是沥青路面的平整度一项指标达到要求,其他压实质、横坡度、宽度、厚度都达到了技术规范的要求,达到部颁优良级标准,为国内一流水平。南岸引线经过通车一年多每昼夜达20000辆的实际运行考验,路基稳定、路面双桥头的质量均非常稳定,无明显变形和沉降。
1999年9月份,南京二桥指挥部在靖江施工现场召开了钢箱梁预拼的专家评审会,根据国内著名焊接、结构专家对钢箱梁制作的评审,认为南京二桥钢箱梁制造成功采用了极件无余量切割下料技术、板单元件无马组装技术、板单元件反变形组焊技术等新工艺、新技术,钢箱梁制造的总体质量优良,达到国内制造的新水平。
1999年12月份通过交工验收的南汊桥索塔混凝土无论内在质量还是外观质量均得到了领导和专家的高度好评,认为是目前国内在建大跨度桥梁主体混凝土最好的索塔。加索塔垂直度设计要求是1/3000,而实际上我们达到了1/90000和1/13500;混凝土试件强度均超过设计规范要求,交工验收委员会最后给出97.60高分。
将近三年来我们所取得的成绩表明,指挥部就质量管理与控制的措施、做法是切实可行的,也是行之有效的。
八、南京二桥关键技术研究
南京二桥建设指挥部结合工程实际情况,针对工程建设过程的重点和难点,为达到我们在建设初期提出的质量目标,我部加大科研投入,提高工程的科技含量,现将在二桥建设过程中实施的重要的科研项目汇总如下:
l..根据南汊大桥索塔斜拉索锚固区。环向预应力索的半径小(仅1.55m)及准备引进VSL真空辅助压浆工艺的设计要求,指挥部分别在浙江大学及施工现场做了索塔节段足尺模型结构和工艺试验,确定预应力的设计参数及施工工艺,为设计和施工单位提供实际经验。
2.针对设计单位提出的在南汊大桥采用辅助索来解决斜拉索风振、雨振问题,指挥部委托同济大学专门对斜拉索风振、雨振问题进行研究,最终采用液压阻尼器取代辅助索,既简化了施工又增加了桥梁的美感。
3.针对目前国内所建成大桥的结构监控还基本处于空白的实际情况,指挥部下决心在南、北汊两座桥施工过程中实施全方位的监控系统,即完成结构安全监控及运营期桥梁结构安全监控系统,目前此项工作正在实施,相信该项研究有利于提高对二桥的结构安全和运行监测并为其他特大型桥梁的监控提供宝贵经验。
4.钢桥面铺装是世界级的工程难题,指挥部针对此种情况,与东南大学及美国林同炎国际咨询公司一道对桥面铺装的强度、变形特性、温度稳定性及疲劳耐久性等方面进行了一系列的专题研究和试验,根据目前我们的试验结果,提出了符合二桥实际情况的铺装设计和实施方案,计划在8月进行试验段试铺,10月在南汊主桥上正式铺装。
5.南汊大桥主梁为扁平流线型钢箱梁,指挥部针对钢箱梁制造的关键技术,联合施工单位,监理单位及高校进行联合攻关,根据我们的研究成果进行制造的钢箱梁得到了国内外桥梁专家的高度评价,取得了可观的经济效益和社会效益。
6.针对施工中的技术难点进行攻关。如北汊大桥钻孔桩施工钻进到岩层后,发现孔内持续漏浆.需不断补浆才能保持孔内水头,而覆盖层没有出现塌孔现象,经过仔细分析.判断认为是岩层裂隙,经过指挥部召集专家进行专题讨论研究,对封闭岩层裂隙提出了两种措施:(1)对于泥浆流失速度较慢,岩层裂隙不大的情况,通过调整泥浆性能;提高泥浆比重、增加泥浆粘度,并在孔内投粘土或粘土制的砖块和碎石(粒径大小根据现场情况定)。然后提高孔内水头,用刮刀钻正循环慢速反复钻进,经过反复护壁达到封闭岩层裂隙的目的;(2)对于泥浆流失速度较快,岩层裂隙较大的情况,采用正循环钻孔,通过钻杆压早强水泥浆(早强时间据现场情况经试验确定)。水泥浆的量根据泥浆流失速度确定(其数量能满足水泥浆凝固前的流失量)。压完水泥浆后提钻井提高水头,达到水泥浆封闭着层裂隙的目的。并在压完水泥浆后恢复钻孔。经过实践,这些应用型的技术措施处理得当,对钻孔灌注桩的质量和进度提供了有力保障。
二桥指挥部根据施工中的不同情况,有针对性地加大科研投入,上面所举的例子仅是一部分,诸如GPS全球定位系统在高精度测量中应用、高强混凝土配合比试验、VSL全液压吊机试验、65000kN大吨位支座研究、大体积混凝土温控试验等等。总之,在二桥建设中,我们始终坚持精品工程不仅体现在工程的质量上,而且体现在工程的科技含量上,希望这一项工程的建设,能够使国内的建设、设计、施工水平再上新台阶。
九、工程建设管理中我们面临的新课题
在二桥建设的实践中,我们总结了经验,同时感到在建设管理上还面临着新的课题,在下一步实践中,我们还将在以下几方面进一步强化和探索:
1.提高施工的科技含量、加大设备投入,采用新工艺。新材料、新技术是保证和提高工程质量的有效措施。工程质量优劣不仅要体现在工程的内、外质量上,也同时要反映在工程的科技含量上。在二桥建设过程中,我们已深深体验到科技是第一生产力。我们通过引进成熟的先进施工工艺、施工设备不仅降低了施工中的难度,而且对保证施工质量、提高施工质量、加快施工进度有利;而针对施工中的薄弱环节开展专项科研不仅能有效解决施工的难题,而且对提高工程的科技含量、提高我国建大跨度桥综合水平有利。在二桥后期建设中我们将要进一步加大科技投入,确保工程的施工质量和科技含量,真正体现出现代化桥梁建设的科技水平。
2.施工单位作为工程建设的质量主题,其素质的优劣直接关系到建设工程的质量,而作为施工直接操作者的施工技术人员和施工工人的素质是评判一个单位主体素质的直接指标。目前我国工程施工界的现况是:施工单位社会地位低,合格的技术工人较少,高级技工更少,土建施工单位一线操作工人的主体是"农民工";加上标竞争激烈,标价普遍偏低,一般施工企业的一线施工工人总体素质普遍较低,这种现状极不利于施工单位抓好工程质量,由于大量的一线施工人员均是边干边学的农民工,而且人员随着工程建设项目的不断变化而不断变化,因此施工工人的操作技能、操作水平较低。二桥在建设过程中注意对一线施工技术人员和施工工人进行宣传教育与技术培训,如在南汊桥预应力施工中指挥部专门邀请技术人员对操作工人作岗前培训并采取发放上岗证措施,来提高工人的操作水平和技能,但对面广量大的一线操作队伍而言,仅靠指挥部办这种短训班是不能从根本上解决问题的。
3.设计是工程的灵魂,设计的优劣直接关系到工程质量及施工的难易程度;监理单位是工程质量的保证,它体现在对工程施工方案的审查、施工过程的监督及施工后的验收。在现代大型工程的建设中,对设计、监理单位提出了很高要求,但如何保证设计的合理周期,提高设计水平和质量,提高监理人员的综合素质,还有待于各方做出努力,要求他们不断总结经验,勇于开拓,不能老是在过去的水平上停滞不前。
4.正确而全面地理解质量与工期、质量与投资、内在质量与外现质量的辩证统一关系。我们需要的是有质量的进度,必须在保证质量的前提下加快工程建设。当质量与进度发生矛盾时,坚决服从质量,当质量与投资发生矛盾时,宁可加大投入,也要满足质量标准。工程的内在质量和外观质量一样重要.在实际施工中,我们不仅要确保工程的内在质量达到设计和规范要求,也要保证工程的外观质量,使大家从大型基础设施建设项目的外观质量的优美线条中感受?quot;精品工程"的独特魅力。
5.工程质量管理与控制方面还缺乏一些规范性的约束条件。目前施工质量管理上人为因素和痕迹较多,只有在施工队伍素质高、监理要求严、指挥部管理到位的情况下,工程质量才能得到保证,否则,工程的质量很难得到保证。在工作实践中,我们认识到对工程质量管理长抓不懈的重要前提是有章可循、有法可依.工程质量的强化管理不能停留在人治阶段,质量管理与控制也不能因人而异,因此我们体会到在狠抓工程质量的过程中,要根据国家的法律、法规及行业规范,结合工程的实际情况制定一套完整的有关质量管理的纲领性、规范
关键词:松花江大桥 双圆形双壁钢围堰设计施工技术
Abstract: the main bridge the songhua river 3 x 138 m large-span prestressed concrete continuous beam structure, main piers double-wall steel cofferdams of the foundation construction, this paper introduces the songhua river bridge double-wall steel cofferdams of the double circular design and construction of the river in deep water related technology. The songhua river bridge double-wall steel cofferdams of the double circular design and construction for similar tunnel construction to provide the tracks of the frantic jumble no useful reference and help.
Key words: the songhua river bridge double-wall steel cofferdams of the double circular design construction technology
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
双壁钢围堰是深水桥梁基础施工中的一种重要手段,传统的双壁钢围堰是一个带有单斜面刃脚的圆形双壁全焊水密钢结构圆筒,圆筒的内、外壁形成的空间称之为钢壳。内、外壁由钢板围焊而成,圆筒上、下均不设底板或盖板,钢壳下口以环形单斜面刃脚封闭,钢壳上口敞开,以方便施工时往钢壳内灌注混凝土或注水。双壁钢围堰作为挡水结构,承受的主要荷载为水压力,故其合理的受力结构形式应为圆形。在松花江等水流速度大的江河中修建跨江河工程中,桥梁水中扩大基础围堰工程类型的选择较为复杂,既要考虑水深及流速,又要考虑工期及工艺的要求。采用土石草袋围堰因其水深及流速影响已经不能适用高流速和深大江河中桥梁的建设,而采用常规的钢板桩围堰因河床覆盖层薄无法打入固定。基于以上的顾虑,国道主干线哈尔滨绕城高速公路东北段松花江大桥采用了双壁钢围堰进行基础施工。论文介绍了本文介绍了双圆形双壁钢围堰的设计及在深水河床的相关施工技术。
1.工程概况
国道主干线哈尔滨绕城高速公路东北段松花江大桥全长2324.92m,大桥主桥采用3×138m大跨度预应力混凝土连续梁结构,桥宽28m,双向四车道,主桥基础为钻孔灌注桩加承台结构,每墩16根Ф2.0m的钻孔桩,梅花形布置,间距5.2m,以整体式承台连接,承台尺寸为29.5m×13.9m×4m。主桥有二个主墩常年位于松花江主河道中,经方案比选,承台与下部墩身的施工采用双圆形双壁钢围堰施工方案。双壁钢围堰几何尺寸为外径22.4m、两圆心距15.6m、高21m、隔舱厚1.2m。施工时围堰内外最大水头高差达20m,其结构和受力复杂,承受荷载较大,属于典型的设计和施工难度较大的大型双壁钢围堰结构,同时双圆形结构也是一种较新颖的结构,更加大了设计与施工的难度。
2. 双圆形双壁钢围堰设计
国道主干线哈尔滨绕城高速公路东北段松花江大桥采用了钢围堰进行基础施工。若钢围堰采用圆形结构,则其直径及重量太大,既不经济,施工难度也大,明显不合理,经过方案比较,本工程钢围堰采用“8”字形(异形)双壁双圆组合结构。双壁双圆组合形构造的受力情况较矩形和圆端形更为合理,整体结构的稳定性也更强;钢围堰除作为临时挡水结构外,其内壁也兼作承台的侧模板。其设计思路如下:选用圆形双壁钢围堰,不需要内支撑,对围堰内施工无干挠。同时,双壁钢内、外壁钢板厚度根据下沉最不利工况计算,双壁钢围堰抽干水时按照钢壳和壁内混凝同受力考虑。双壁钢围堰抗浮设计按照桩基部分无浮力,桩基钢护筒参与抗浮来考虑。围堰参数设计本着受力条件好、稳定性强、施工方便、材料节约和可回收的原则进行设计。
2.1 围堰结构设计
松花江大桥36号及37号墩承台为条形,顶面水深14m。根据结构尺寸设计成内径20米、外径22.4米的双圆形结构(如图1),即充分发挥了圆形结构受力条件好的特点,又最大限度的节省了材料。围堰利用自身浮力进行回收。
双圆形双壁钢围堰结构设计共分为4个部分,即刃脚段、双壁加强段、单壁段、内部横向支撑梁。刃脚部分面板采用8mm钢板,角度为30度;双壁加强段内外面板及隔板均采用5mm钢板,内部为空间桁架结构,水平主桁加强圈采用100×100×10或75×75×8角钢,缀条用63×63×5角钢,竖向间距按不同的高度荷载计算求得;竖向加劲肋采用50×50×5或63×63×5角钢,周向间距按不同的高度荷载计算求得;围堰中支撑桁架用100×100×10或75×75×8角钢相扣成方管,空间用75×75×6做缀条组成桁架,竖向间距与加强圈相同。为简化圆形钢围堰的受力计算,对环板和水平斜撑计算时考虑壁板40倍板厚的宽度参与受力;竖向加劲肋按多跨连续梁计算,同时考虑壁板40倍板厚的宽度参与受力;板按支撑在竖向加劲肋上的多跨连续板计算。浇筑承台前钢围堰最大抽水状态为最不利工况。钢围堰受力主要计算荷载有静水压力、土压力、施工荷载以及壅水所产生的压力等。浇筑承台时钢围堰外设计施工水位采用13m,土埋置深度3.5m,壁仓内的水位9m ,计算水流流速1.5 m/s。
图1 双壁钢围堰设计图
2.2 双圆形双壁钢围堰空间分析计算
用空间模型进行分析计算,外壁板、内壁板、水平加强圈采用空间板壳单元,竖肋采用空间梁单元,水平斜撑采用空间桁架单元,即两端与水平加强圈采用铰接连接。主要计算荷载:静水压力、土压力、浪击力与风荷载(此处作用较小可忽略不计)、施工荷载。经计算:
⑴ 壁板参与受力的宽度h0 采用Q235钢200mm;当加强圈采用100×100×10角钢,缀条用63×63×5角钢。竖向加劲肋采用50×50×5或63×63×5角钢。围堰在中间支撑采用 100×100×10或75×75×8角钢相扣成方管,组成双肢柱桁架。
2.3 双圆形双壁钢围堰稳定性验算
在围堰下水之前要在冰面上测放出围堰的准确位置,并且在围堰的内外打入钢管桩同时起导向作用和约束钢围堰不发生滑移。围堰内部的导向桩和施工平台连起来形成整体,增强稳定性和增大抗冲击力。在围堰的第一阶段下沉时冰也对围堰也起约束和导向作用。在围堰的内部上游打入4根钢管桩,主要用来抵抗因水流的冲击而产生向下游滑移的顷向,钢管桩打入河床深度不小于5米,上部和施工平台相连接。经计算抗滑安全大于2.0,因此不发生滑移。
围堰的长宽比较大,为2.18,且质量均匀并有导向钢管约束不会发生倾覆,所以不必进行抗倾覆验算。在承台浇筑前最大的抽水状态下,对钢围堰及封底混凝土的自重是否能克服浮力的作用考虑,进行钢围堰浮力稳定性检算。由于受河床标高及围堰入土深度的控制,封底混凝土采用C20水下混凝土,厚度为2米;封底混凝土底面的水压力以18米计;仅靠钢围堰、封底混凝土、壁仓内注水等的重力不能克服浮力作用。因此,必须考虑封底混凝土与基桩间的粘结力,在封底前由潜水员对封底混凝土范围内的桩身表面进行清理并凿毛,保证封底混凝土和桩身之间能够很好的粘接,计算中取封底混凝土与基桩间单位面积的粘结力为0.5MPa。经计算,合力大于浮力,满足要求。
3. 双圆形双壁钢围堰关键施工
3.1双壁围堰的制作
双壁围堰在工厂按互换件和对号入座的方法制成块件,汽车运至江边,在墩位处进行现场拼装。各节、块之间安设防水胶条,利用龙门吊对组装后围堰翻身。围堰内外壁进行满缝施焊,确保无焊伤、无漏焊、无砂眼;钢板与角钢水平杆的焊缝长度大于100mm,间距不大于80mm;角钢骨架的焊接进行满焊。施焊尽量避免立焊或仰焊,以保证焊接质量。在骨架块的外壁板上,焊接吊环,组装成型后对围堰尺寸、高度、倾斜角以及施焊质量进行检查验收,并作漏水试验以确保不漏水。
3.2 围堰下沉
围堰分两阶段下沉,第一阶段在钻孔桩施工之前将围堰下沉至河床;第二阶段待钻孔桩完成后再将围堰下沉到设计位置。
第一阶段:在施工平台上固定若干10T倒链,用于固定已拼装好悬浮于水中的围堰,在围堰入水前用测量仪器测准承台的位置,在围堰的上下游分别打入导向钢管桩,使围堰入水位置准确并能够抵抗水的冲击。待围堰顶部降至水面以上位置时固定倒链,使其处于悬浮状态,然后再拼装第二节围堰,第二节围堰和第一节围堰加固好后继续下放,利用自重不下沉后在围堰的双壁间对称注水使其下沉。围堰下沉着陆河床后停止下沉围堰,把围堰和导向钢管桩固定,将悬挂倒链锁死。
第二阶段:在施工平台上进行钻孔桩施工,待承台内钻孔桩全部完成后,配合使用吸泥机和砂石泵在围堰内侧刃脚附近将泥砂吸出,使围堰下沉,直至设计位置。注意吸泥机和砂石泵要在围堰四周均匀布置,保证围堰均匀平稳下沉。
3.3 封底
围堰下沉完毕,对围堰内河床按方格网坐标分区域逐块吸泥,将泥砂清理干净,由潜水员水下逐块、逐片检查,测量标高合格后浇注水下封底混凝土。在各阶段施工时要注意围堰内外的水面高差,防止出现翻砂现象。封底前对各桩桩头进行清理,确保封底混凝土和桩基良好连接,以增强封底混凝土的抗压能力,减少封底混凝土的厚度。
封底混凝土灌注采用一次性布设导管法,剪球顺序由四周向中间,施工时防先剪球的导管混凝土扩散到未剪球的导管位置。
3.4 围堰回收
水中墩施工完成后清除围堰内外所有约束,在围堰内充水,然后抽出壁仓内的水,靠水的浮力将围堰浮起,毕要时可用吸泥机清除围堰外壁周围的泥砂,以减小摩阻力便于围堰浮起。围堰浮起后在水面以上进行切割,分成小块后由驳船运出。
4结 论
松花江大桥双圆形双壁钢围堰在施工过程中经受了多次洪峰和冰排的考验,且施工效率较高,相对于同类结构而言,该钢围堰用料省,其回收施工方法是切实可行的,实践证明,该结构具有较高的安全性和较好的经济性,可为类似工程双壁钢围堰的施工提供很好的借鉴经验。
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