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我国的高速铁路正处在高速发展的阶段,在建设铁路时常常会出现铁路路线的交叉跨越现象。为了使客货共线铁路和高速铁路之间的跨越关系得到很好地解决,并保证高速铁路列车的安全行驶,在桥梁施工的过程中拥有一个完善的施工方案和防护设计方案就显得尤为的重要。
一、跨越既有的高速铁路桥梁施工所面临的困难
(一)桥梁施工对高速铁路本身产生的影响
在进行既有的高速铁路桥梁施工时,进行桥梁基础的挖掘是可能对高速铁路的基础造成一定程度上的影响;而在桥梁施工的过程中使用的机械设备可能会对既有线路限界造成一定的侵占;如果是在既有的高速铁路的上空作业,一旦出现坠落物,就可能威胁到基础网线和列车的安全。在跨越既有的高速铁路桥梁施工过程中对于高速铁路可能带来诸如以上所说的多方面的安全威胁,而列车的高速行驶也将对桥梁的施工带来一些影响。
(二)列车对于桥梁施工带来的影响
列车在高速行驶时会产生动力强劲的诱导气流。所以,列车在通过施工作业的场地时,产生的诱导气流就会对周边的结构设施和设备产生一个很大的作用力,使施工的安全威胁加大并会导致施工费用的增加。同时,这部分诱导气流还会对施工人员的人身安全产生威胁。而接触电网会在一定的程度上影响桥梁施工。
面对这些困难,如何使桥梁的施工安全顺利的进行,这就要求我们有一个适宜的施工方案和完善的安全防护方案。
二、跨越既有的高速铁路桥梁施工方案的介绍
由于铁路建筑对于界限与安全都有要求,所以跨越铁路的桥梁一般都有一个较大的跨径。因此,在桥梁类型的选择上,多会选择建设刚构桥、斜拉桥或拱桥。常用的施工方法就有水平转体法、顶推法、悬臂浇筑法和支架现浇法。下面会对这四种施工方案做一个简单的介绍。
(1)水平转体法。在跨越既有高速铁路桥梁施工中多会采用水平转体法中的平转法。平转法是在桥台或桥墩上预制一个转动轴心,上部整体旋转,下部为固定墩台、基础,在桥址附行线路上预制上部结构,根据设计需要确定旋转的角度。具有可自主旋转,结构整体性强、稳定性好、施工工艺简单和施工速度快的特点。依据其自身的特点,我们可以知道这种施工方案的优点有:适合用于刚构桥、斜拉桥和拱桥桥型的施工;施工跨越能力大;跨线作业用时短,安全风险小。缺点有:设计较为复杂,所耗费的施工费用较高。
(2)顶推法。顶推法指的是梁体在桥头逐段浇筑或拼装,用千斤顶纵向顶推,使梁体通过各墩顶的临时滑动支座面就位的施工方法。其具有设备轻型简便,不影响列车运行,施工工厂化,防护要求低等特点。该种施工方案的优点有:非常适用于小跨度、多跨度和等截面连续梁桥的施工作业;对既有的高速铁路的线路的干扰小;跨线作业用时较短。缺点有:对于变截面桥梁、斜拉桥和拱桥的施工并不适用;施工时,要设立临时墩,对既有的高速线路造成一定的影响;有较多的线内作业,安全风险较高。
(3)悬臂浇筑法。悬臂浇筑法是指在桥墩两侧设置工作平台,平衡地逐段向跨中悬臂浇筑水泥混凝土梁体,并逐段施加预应力的施工方法。其具有从桥墩处开始向两侧对称分节段悬臂施工,工艺、设备成熟,跨线作业用时长的特点。该种施工方案的优点有:非常适用于刚构桥和斜拉桥的施工作业,所需的施工费用较低。缺点有:跨线作业时间长,需要设置防护棚;防护棚会干扰到线路运营;安全风险较大。
(4)现浇支架法。现浇支架法采用的是在桥梁桥轴线方向搭设满堂支架对桥梁进行整体或分段分工的施工方法。其具有工艺成熟,耗时短花费低和全天候施工的特点。该施工方案的优点有:施工工艺简单,施工时间短,耗费少。缺点有:对于既有的高铁线路的运行影响大,存在的安全风险大。
综合考虑所有的跨越既有高速铁路桥梁施工的施工方案自身的特点和优缺点,在跨越既有高速铁路桥梁施工中水平转体法是较为理想的施工方法。
三、因列车高速行驶产生的空气动力对施工的影响
列车在高速行驶时会产生诱导气流,这种诱导气流具有强劲的动力,会对在周边环境和活动的人员产生负面影响。诱导气流会对人体产生一个气动作用力,这会较为严重的威胁到路边的行人和进行施工作业的人员的人身安全。如何使列车高速行驶通过时产生的诱导气流对防护支架影响减少,这对防护设施的安全和桥梁施工安全都有重要的意义。
(1)列车产生的诱导气流对施工人员的人身安全的影响
通过研究表明,当一辆时速350N/h的列车通过时,可对4.1m以内的人员造成一个向内的作用力,这对在高速铁路旁边施工的工作人员的人身安全有很大的威胁。所以在桥梁施工的过程中,要求施工人员与高速铁路之间时刻保持较大的安全距离,而且,也应该尽量减少在线路内的作业量和作业时间。
(2)列车产生的诱导气流对防护支架造成的负面影响
防护支架与通过列车之间的平行距离为2m,一辆时速350N/h的列车经过时,在2m处产生的风速可达10m/s,这就对支架的荷载有一个极为严苛的要求。因而,在建立防护支架时应该建设符合规范要求的双立柱防护体系。
四、跨越既有的高速铁路桥梁施工的安全防护设计
跨越既有的高速铁路桥梁施工的防护设计应遵循原则有:安全原则,既要保证施工安全也要保证既有线路的运行安全;可行原则,满足设计要求,施工简单可行;快速,防护的安装要在有限的时间内完成;经济,施工耗费少;环保,保护周围环境,达到环保要求。
在防护设计时,应达到的设计要求包括:充分考虑到空气动力对施工防护支架的影响,针对这些问题提前规划好防护设计的方案,使高速行驶的列车产生的空气动力对防护支架影响尽量降低。防护支架顶板应密闭,防止物体坠落事故的发生。
结束语
在跨越既有的高速铁路桥梁施工过程中,要考虑诸多的安全问题。因此,在施工方案和防护设计方案的设计中要综合考虑所有的因素,才能使施工顺利安全的进行。
参考文献:
[1]刘东.跨越既有高速铁路桥梁施工方案及防护设计研究[J].桥梁建设,2010,06:70-72+76.
[2]蔡焱.高速铁路跨水源保护区桥梁基础施工环境保护研究[D].西南交通大学,2011.
[3]余绍宾,张克,陈涛.跨高铁桥梁设计及施工[J].钢结构,2011,02:61-63.
一、桥梁高空坠落事故
1、项目部成立高处坠落事故应急领导小组,由项目经理担任组长,施工员、安全员、各班组长为组员,主要负责对项目突发高处坠落事故的应急处理。
2、一旦发生高空坠落事故由安全员组织抢救伤员,打电话“120”给急救叫中心,由班组长保护好现场防止事态扩大。其他小组人员协助安全员做好现场救护工作,水、电工协助送伤员外部救护工作,如有轻伤或休克人员,由安全员组织临时抢救、包扎止血或做人工呼吸或胸外心脏挤压,尽最大努力抢救伤员,将伤亡事故控制在最小范围内,值勤门卫在大门口迎候救护车辆。如事故严重,应立即上报省指挥部及有关部门,并启动项目部应急救援预案。
二、桥梁机械伤害事故
1、项目部成立高处坠落事故应急领导小组,由项目经理担任组长,施工员、安全员、各班组长为组员,主要负责对项目突发机械伤害事故的应急处理。
2、发生机械伤害事故后,由项目经理负责现场总指挥,发现事故发生人员首先高声呼喊,通知现场安全员,由安全员打事故抢救电话“120”,向上级有关部门或医院打电话抢救,同时通知生产负责人组织紧急应变小组进行可行的应急抢救,如现场包扎、止血等措施。防止受伤人员流血过多造成死亡事故发生。预先成立的应急小组人员分工,各负其责,重伤人员立即送外抢救,值勤门卫在大门口迎接来救护的车辆,有程序的处理事故、事件最大限度的减少人员和财产损失。如事故严重,应立即上报省指挥部及在关部门,并启动项目部应急救援预案。
三、物体打击事故
1、项目部成立物体打击事故应急领导小组,由项目经理担任组长,施工员、安全员、各班组长为组员,主要负责对项目突发物体打击事故的应急处理。
2、发生物体打击事故后,由项目经理负责现场总指挥,发现事故发生人员首先高声呼喊,通知现场安全员,由安全员打事故抢救,电话“120”,向上级有关部门或医院打电话抢救,同时通知生产负责人组织紧急应变小组进行可行的应急抢救,如现场包扎、止血等措施。防止受伤人员流血过多造成死亡事故发生。预先成立的应急小组人员分工,各负其责,重伤人员立即送外抢救,值勤门卫在大门口迎接来救护的车辆,有程序的处理事故、事件,最大限度的减少人员和财产损失。如事故严重,应立即报告省指挥部及有关部门,并启动项目部急救援预案。
关键词:三角挂篮,拼装与预压,悬浇施工,挂篮前移
中图分类号:U41文献标识码: A
跨徐连高速(48+80+48)m连续梁梁体为单箱单室、变高度、变截面结构。箱梁顶宽12.0m,箱梁底宽6.7m,顶板厚度除梁端附近外均为40cm。梁体底板厚度40~100cm,按直线线性变化,腹板厚48~60、60~90cm,按折线变化。桥梁宽12m,桥梁建筑总宽12.28m。连续梁全长177.5m,中支点处梁高6.65m,跨中9m直线段及边跨13.25m直线段梁高为3.85m。梁底下缘按二次抛物线变化,边支座中心线至梁端距离为0.75m。悬臂段共有十段,均采用挂篮施工。
1、挂篮设计及参数选择
1.1结构型式选定
考虑到主桥节段分块多、工期紧等因素, 决定采用结构重量轻、整体刚度大、受力简单明确、加工制作及现场拼装容易的自锚式三角斜拉挂篮。
1.2设计参数选择
适用最大梁段重120t,最长梁段长度为4 m,梁高4.5~8.0m,每副挂篮自重约366kN,选材采用便于购置和易于加工的普通型钢。
挂篮设计时,除了要预留节段进行预应力张拉时所需的操作空间外,还应保证移篮时主桁能一次到位,以减少工作量,提高工作效率。
挂篮的抗倾覆稳定系数K1≥1.5,行走冲击系数K2= 1.2,施工荷载系数k3=1.4,锚固系统安全系数k4>3.0。
2、挂篮构造及主要特点
挂篮由由主构架、底模架、前上横梁、内外模板、行走及锚固系统等组成。挂篮结构示意图如下图1所示:
2.1主构架
主构架是挂篮的主要承重部分,由两片桁架及联结系和门架组成。桁架的构件均用2根36b槽钢组焊而成,节点采用栓接。三角桁架立于箱梁腹板位置,用型钢组成平面联结系则将两个三角桁架联接起来, 起到结构稳定、整体受力的作用。
2.2模板系统
箱梁外侧模采用大块整体式钢模板,面板为冷轧钢板,厚度6mm,竖肋由[10槽钢焊接而成。外侧模支承在外模两个走行梁上,走行梁用2[36b组焊而成。内模由内模顶横带、竖带、纵带及组合钢模板等组成。
内外模之间利用φ16拉杆连接,为重复使用,保证混凝土外观质量,拉杆加套内径25mm的PVC套管,在混凝土脱模后采用同标号、同配比的砂浆封堵。
2.3锚固系统
1)后锚固由二道扁担压梁通过12根φ32精轧螺纹钢锚固在已浇梁段预埋孔中将挂篮锚固于已完梁体上。
2)此外还须设置反压小车, 并用精轧螺纹钢筋将其固定于箱梁表面, 当挂篮前移时起到锚固及导向的作用。
2.4行走系统
挂篮走行装置由轨道、钢枕、前后支座、手动葫芦等组成。轨道由2I25b及δ10钢板组焊Ⅱ型断面。
在前支点下端,设置行走装置,使前支点既作为挂篮浇筑混凝土时的支点,又作为挂篮移动时的行走小船。挂篮移动时,先用千斤顶将前支点顶起,用导链将轨道前拖,然后放下前支点,前端由前支点支撑,后端用特制小轮反挂于行走轨道的上翼缘板上,用两台100t液压千斤顶驱动挂篮前移。
2.5悬吊系统
吊杆均采用φ32精轧螺纹钢。前吊杆下端连接在前下横梁及内、外滑梁上,上端吊挂于桁架的前上横梁上,后锚杆下端亦锚固于后下横梁上,上端则锚固于已完梁块的混凝土表面。共同承担底模、侧模和内模的重量。
吊杆通过销轴与型钢铰接, 为保证吊杆在使用过程中始终轴向受力,可通过在吊耳底座加垫楔块等措施进行调整。
3、挂篮的拼装与预压
3.1挂篮的拼装
前支座锚固系统主梁主梁平联立柱立柱平联前、后拉杆中横梁翼板拉杆后锚压杆上前横梁吊杆安装模板安装调整校正。
特别要注意,安装立柱和斜拉杆后,由于横梁还没有拼装,结构也容易倾倒,因此应采取措施临时稳固现场若场地允许,底篮部分可整体拼装,用卷扬机整体吊装挂篮拼装完成后,必须按图纸认真检查,特别是各个节点、销子、螺栓、锚杆的连接情况,保证稳妥可靠。
3.2挂篮的预压
为了保证挂篮的安全稳定性,挂篮在墩顶拼装好之后,进行第二次预压。预压采用砂袋和钢筋加载,底板、顶板、腹板荷载采用砂袋,翼缘板采用钢筋。荷载按梁体的均布荷载布设,其中翼缘板荷载采用钢筋横向放置在翼缘板上。荷载分布图如下:
加载分为四个阶段进行,第一次为施工荷载9.5t,第二次为最小梁段重加施工荷载9.5+25=34.5t,每三次为最大梁段重加施工荷载9.5+34=43.5t,最后一次为设计荷载超载10%重量43.5×1.1=47.85t。每个阶段加载完成后,暂停加载,待沉降稳定后再进行下一阶段加载。
试压结果显示, 最大荷载时挂篮主桁前端下挠度弹性变形量仅为8.8mm。由此可见, 该挂篮具有足够的承载能力, 刚度大, 变形小, 其试验结果可作为理论变形值预留沉降量。
4、悬浇施工与挂篮前移
4.1悬浇施工
每个T构悬臂施工从1#段开始,对称拼装好挂篮后即可进行悬臂浇筑施工。其施工步骤为:在挂篮上绑扎底板及腹板钢筋安装预应力管道将0#梁段内的内模拖出根据1#梁段的标高调整内模标高绑扎顶板钢筋安放预应力管道安装端模板对称浇筑1#梁段混凝土养护预应力张拉压浆挂篮行走至下一节段就位。
①找平1# 梁段轨道处的梁顶面并铺设钢枕及轨道;放松底模架的前后吊带,放松内外模的前后吊杆,拆除内外模后吊杆中的离梁端较近的吊杆,将吊架放在内外模走行梁上;
②拆除后吊带与底模架的连结,利用10T倒链使底模的重量作用在外模走行梁上;解除挂篮后端锚固螺杆;
③轨道顶面安装2个5吨倒链(一套挂篮),并标识好前支座的位置(支座中心距梁端50cm);用两个32吨千斤顶将挂篮前支点顶起约3cm,塞入聚四氟乙烯板,倒链牵引前支座使挂篮、底模架、外侧模一起向前移动,挂篮后部设10T保险倒链;挂篮移动到位后,将外侧模走行梁的后吊架前移至1#段端部;
④安装后吊带,将底模架吊起;调整立模标高。
重复上述施工步骤,进行2#梁段施工,直至所有梁段施工完成。
4.2挂篮前移
挂篮的移动通过前后吊杆采用10T倒链进整体移动。在1#、1’#梁段灌注完毕后,待混凝土达到设计强度100%以上,且龄期不少于7d,按设计对纵向预应力束进行张拉,压浆,待灰浆强度达75%以上方可对称移动挂篮。
①脱模(侧模、底模)后,少许松动后锚压梁螺母留有少许空隙,在支座与滑梁之间安装四氟滑板。
②拆除梁体内的底模后锚杆,底模后端由两侧后吊杆吊住。
③用10T倒链拉动挂篮移动,将底模、侧模、主桁架及内模滑架一起向前移动,直至下一梁段位置。
④用精轧螺纹钢将挂篮后端与箱梁锚固。
⑤安装底模后锚。
⑥调整模板位置及标高。
5、结束语
挂篮悬浇施工是目前中小跨径连续箱梁比较常见且最为成熟的施工工艺,工程实践表明:具有操作方便、装拆简单、通用性强等特点, 能有效保证施工质量, 提高工作效率, 取得了较好的经济效益。
参考文献
关键词:体系转换;施工优化;斜拉―自锚式;桥梁施工技术
中图分类号: U448 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2012)04-0087-03
一、概况
在汉中市龙岗大桥的施工建设中,设计单位采用了“三塔斜拉-自锚式悬索组合体系桥”形式,结构形式独特,结构体系及构造较复杂,设计为国内首创。
在桥梁的结构形式上,中间为单塔斜拉,两侧为自锚式悬索;在受力结构上,是利用桥梁桥面系来平衡主缆及斜拉索的水平力。桥梁的新型结构有其独特的结构特点,为保证施工能安全、顺利进行,施工前需对桥梁的结构体系形式进行分析、研究,将施工方案进行优化。
二、体系转换的特点
按照设计施工方法及步骤,全桥主梁采用满堂支架法施工,成桥过程需进行两次体系转换。
第一次转换:通过张拉悬索主缆、吊索、斜拉背索及斜拉索,将自锚式悬索体系段和斜拉体系段主梁的自重由支架支承转换为吊索及斜拉索支承(只保留合拢段支架),三桥各自独立成桥。
第二次转换:完成斜拉体系段与自锚式悬索体系段之间的合拢,通过解除临时约束,释放自锚式悬索桥梁体内的水平轴力,使水平轴力在跨中主塔墩处进行平衡,形成“三塔斜拉-自锚式悬索组合体
系桥”。
由两次体系转换过程可看出,体系转换的重点均集中在两侧自锚悬索段主缆水平力的处理上。
三、体系转换施工分析
按照先三桥独立成桥,再进行合拢,释放、平衡水平力的施工步骤,在单侧悬索段独立成桥时,主缆挂索施工时所产生的水平力必须进行临时约束;全桥合拢成桥时,必须解除两侧水平力临时约束,使全桥主梁受力平衡。根据设计提供的主缆索力及受力计算,主缆轴力经分解后水平分力通过背索提供的反向轴力抵消部分后,单塔侧存在近30000kN的水平轴力。
在该桥结构设计上,主梁与悬索钢副塔间采用的是漂浮结构形式(副塔墩处塔-墩固结、塔-梁分离,如下图),在施工过程中此处为临时约束的设置位置。结合体系转换受力特点及施工现场情况进行分析,在施工中存在着一些难点和隐患。
首先,考虑梁体结构的安全性,在临时约束处预留的施工空间有限,给临时约束结构的安装及后续解除约束操作带来很大的影响;其次,由于临时约束中存在非常大的水平轴力,在释放时所采用的设备、施工操作均很难做到精细控制。如在临时约束解除的过程中,水平推力在梁体传递平衡过程中若出现级差过大的不平衡情况时,将对梁体及中跨主墩产生破坏;不同侧释放达不到同步,会使箱梁梁体在受力不均的情况下产生梁体侧弯等不利因素;在施工过程中,假如设备在受力时出现故障,将直接导致水平力的突然释放,从而对桥梁结构产生破坏,因此这也是施工中存在的一个重要安全风险及隐患。
四、体系转换方案优化
质量和安全是施工的重要保障条件,为消除施工中的重大安全风险及隐患,能更好、更有效地控制施工质量,对施工方案进行优化是必要的。
该桥梁施工采用的是搭建满堂支架,符合自锚式悬索桥的施工特点。在此条件下,如果将三桥独立成桥改变为全桥整体施工,主梁形成整体后进行挂索施工,在挂索施工过程中逐步平衡梁内水平力,施工则从多体系转变为自锚式悬索桥体系施工方法,施工中水平力约束和释放的过程及风险、隐患将消除。
全桥施工采用“先挂索,后合拢”或“先合拢,后挂索”的方案,关键在于工况改变后,各体系中索的索力、成桥后受力状况、结构变形及成桥线形是否会发生改变,能否满足设计成桥使用要求。
(一)原方案与优化方案索力及结构受力比较
采用优化方案时,随着施工工序的改变使得施工工况有所不同,根据不同工况对斜拉、悬索中各索力及主要结构受力进行计算,得出结果如下表:
从比较结果看出,按两种方案施工,各构件受力差别很小,且均满足安全系数要求。
(二)原方案与优化方案结构变形比较
根据不同工况计算桥梁结构主要变形部位变形值,结果如下:
表 2 施工最终阶段(成桥后1000天收缩徐变完成)变形结果比较
主要变形部位 变形值
原设计方案 优化方案
主缆竖向变形:均在分缆处 -16.95cm -15.61cm
主梁边跨的最大下挠量 -120.6mm -80.2mm
斜拉桥主梁跨中最大下挠量 -72.0mm -40.1mm
从比较结果看,两种方案变形的最大差值仅为4.04cm,而挠度的差别在施工过程中通过预设反拱值很容易予以消除。
(三)原方案与优化方案成桥线形比较
先合龙主梁:主梁收缩徐变1000天的最终线形
后合龙主梁:主梁收缩徐变1000天的最终线形
由比较结果看,两种方案施工后线形基本一致,均可满足设计使用要求。
(四)施工方案选择
经对上述计算结果进行分析,优化后的施工方案,在索的索力、成桥后受力状况、结构变形及成桥线形等各方面均基本与原设计施工方案结果相符,且满足设计及规范要求;成桥后状态也能满足使用阶段要求,具有很强的可操作性,并且能简化施工过程、消除安全隐患。
优化方案较原设计方案更适合施工、更加安全可靠,因此,优化后施工方案确定为施工实施方案。
五、结语
在施工方案制定过程中,在不改变设计方案的前提下,围绕着全桥体系转换的施工方法进行过多种设计、计算及比选,包括组合千斤顶、连杆、砂箱等多种释放方式,但由于大吨位水平力释放的特殊性,始终无法完全避免重大的安全风险。
在多方考虑下,换种思路从桥梁结构方式特点上着手,选择调整体系转换方式。由于改变了施工工序及施工工况,因此对全桥的施工及成桥状态进行了模拟、计算、比较,最终确定了优化方案,并经论证后投入实施,成功地消除了隐患,顺利地完成了
关键词:高职教学改革;桥梁施工;项目化教学
中图分类号:G712 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)04-0186-02
一、引言
项目化教学是当前高职专业课教学改革中一个有效的教学方法,是让学生在教师指导下,通过完成一个个完整的教学项目,从而完成相关知识学习和技能提升。它以现实工作中的逻辑结构来构建教学项目的教学结构,从本质上实现了知识的综合。基于《桥梁施工》课程与实际工作的紧密联系,笔者将其引入高职市政专业《桥梁施工》的教学实践中,旨在促进市政专业学生综合能力的提升。
二、《桥梁施工》教学项目设计的思考
高职项目化教学的核心理念是“结构”,按照工作过程中知识的结构方式来组织课程内容,才能最为有效地发展学生的职业能力。从而说明了高职项目课程并非否定知识,而是强调要改变课程中知识结构的组织方式。
因此,项目化教学成败的关键是设计的教学项目是否适合,而教学项目的设计源于专业教师的能力。从这个设计基点上,则提出了参与该教学项目设计的教师能够有切实的桥梁工程实践工程师的经历与一线专业教学经验的实体结合的要求。只有高屋建瓴的顶层教学结构设计,才能从本质内涵上建构、保障教学项目的实质效果。教学项目的设计是项目化教学的重中之重,只有基于工作实际设计出结构适合的教学项目,教学任务的学习情境才可能合理有序展开,才能达到纲举目张的效果。通过多个学期课程的实践和反思,笔者认为《桥梁施工》教学项目设计要从下面几个角度入手。
(一)构建的《桥梁施工》教学项目要教学知识结构与工作任务辩证统一
传统的教学方式的逻辑思路是以大量的理论学习储备为基础,再进行知识的综合,以期实现学生能力的提高与工作实践的对接。但现实工作实际的反馈说明,这种教学的结构设计与工作中以任务为中心的工作结构完全不同,学生工作中的适切性较差。故《桥梁施工》采用的项目教学的源设计,就是基于社会实际工作任务为中心的结构,在学生具有了识读桥梁施工图和施工方案编写等能力的基础上,选择难易程度适中、有一定的综合性、极具代表性的梁桥作为教学项目的载体。
于此,我们可以把高职项目课程的基本目标描述为“培养学生在复杂的工作情境中做出判断并采取行动的职业能力,开发学生的技术思维”。学生先进的知识储备在课程的教学项目中得到了实质性的应用与强化。
其次则要根据学校硬件和学生情况,将《桥梁施工》课程教学内容按项目完成的工作过程的顺序编排项目任务。在《桥梁施工》课程教学项目的设计中可以按照桥梁施工准备、桥梁施工基础操作、墩台、上部结构、桥面系施工的顺序设计教学项目,并对每个教学项目再按照由浅入深、由简单到复杂的思路设计,结合实际采用了:桥梁准备工作施工方案编写、桥梁支架施工方案编写、桥梁模板施工方案编写、桥梁钢筋施工方案编写、桥梁混凝土施工方案编写、桥梁下部结构施工图精读、桥梁基础工程施工方案编写、桥梁墩台支座施工方案编写、桥梁上部结构梁板施工图精读、桥梁上部结构施工方案编制、桥梁桥面及附属结构施工图精读和桥梁桥面及附属结构施工方案编制等项目。
最后再将任务分解为若干学习情境,把《桥梁施工》课程教学目标中的模板、混凝土、钢筋等工种的施工技术和桥梁基础、墩台、上部结构、桥面系的施工工艺等知识点隐含在每一个学习情境中,而且前后学习情境之间,按照由简单到复杂的思路,进行知识的递进、深化和提升,把知识点自然、有机地组织在《桥梁施工》教学项目完成的工作过程中。让学生能够进行探索、实操,完成、解决过去从未遇到过的实际问题。
(二)选择的《桥梁施工》教学项目要与实际工程对接
如果设计的《桥梁施工》教学项目能紧密联系学生的生活实际,与实际工程对接,以具体、真实、活化的形态呈现在学生面前,将教学内容的理论与实践结合在一起,最能激发学生的学习兴趣,引发学生自己去探索、学习、思考和实践。这只是理想状态下的《桥梁施工》教学项目,但一般情况下都不会有适合的《桥梁施工》教学项目并将其直接用于班级制的项目化教学中,一方面教学内容和实际桥梁施工工程时间不可能一致,另一方面内容要求也难以重合。虽然不能完全符合,但可以尽可能模拟靠近,创设学生当前所学习的教学内容与现实情况基本接近的工作情景。所以我们要在能达到课程的教学目标的基础上,结合学校具体情况来设计《桥梁施工》教学项目,采用既能贴近工程实践,又能贴近学生认知的项目,如新校区内桥梁施工项目、身边正在施工或已经施工完成的梁桥施工工程项目等。
(三)设计的《桥梁施工》教学项目要选取合适的教学手段
该项目课程的源设计基础虽然是基于工作的结构进行的,但学生综合能力的形成在实施的路径上依然需要为学生创设真实的职业情景,使学生置身于仿真的工作环境中。所以设计开发的《桥梁施工》教学项目,应充分收集相应的施工现场图片、动画、教学视频录像、多媒体课件、教学模型、教材、设计文件等配套资料,以便教学内容的展开,满足教学教法的要求。同时,设计开发的《桥梁施工》教学项目要能充分利用到学校提供的电子书籍、电子期刊、数字图书馆、相关网站和论坛等网络教学资源,专业图书、标准规范、设计图集等图书资源,以及校企合作等社会资源。在充分考虑每个学校的具体条件、具体教学单元目标、内容、学生特征等实际条件,以及模拟桥梁技术员岗位的实际工作环境的基础上,教师自主选择合适的教学方法进行教学,并尽量与学生以后桥梁施工实际工作相吻合,以达到理论和实践的结合。
在教学手段的选择上,可以充分考虑结合学生将来可能面对的工作实况加以模拟,于无形处实现学生学与做的无缝对接。
(四)设计的《桥梁施工》教学项目要能让学生有自主工作的空间
《桥梁施工》教学项目不能立足于教师演示、学生照做的机械模仿,也不能是学生一味练习、教师只做评价的模式,而要营造宽松的学习环境,让学生有自主工作的机会,让学生可以在一定的范围内自主安排自己的学习行为。这就要求:(1)确立的项目与实践相联系,具有开放性;(2)考虑学生的兴趣与需要,至少与学生的认知心理、经验基础密切相关,具有连续性;(3)既考虑绝大多数学生已有的准备水平,又要对学生具有足够的挑战性。
项目设计的立足点应为在确保项目实施的基础上,学生有自我发展的空间。设计的《桥梁施工》教学项目要能做到,在教师的引导下,学生可以在规定的时间内,和班级同学一起,利用图书馆、专业教室等空间,通过图书、网络等资源的使用,采用学生之间的讨论、询问、模仿等方式,克服《桥梁施工》教学项目中的困难,处理和解决在《桥梁施工》教学项目工作中出现的问题,同时也获得了隐藏在《桥梁施工》教学项目中的知识和方法。
在此环节的实施中,对专业教师提出了实质性地要求:(1)教师丰富的工程实践经历及反思成为了项目实施时细节落实的保障;(2)教师机智的项目管理经验及教学经验,有效保障教学项目的组织实施;(3)考虑现行教学班级的规模总体偏大的现状,教师要在教学项目设计的先行阶段,充分预设教学细节及可能出现状况的应对策略,譬如说,在项目的关键环节、困难环节,设置一定的分解问题,搭建台阶,逐层推进学生的认知发展。
(五)设计的《桥梁施工》教学项目要有具体成果和相应评定方法
设计的《桥梁施工》教学项目的学习成果要明确而具体,可以是桥梁图纸会审资料、桥梁分部分项施工方案、桥梁现场检测方案、桥梁工程检测成果和桥梁施工实施过程的会议纪要等工程常用文件,也可以是桥梁现场施工工序照片、实施录像等影像资料等。可以通过真实桥梁施工项目现场来实地训练,也可以根据学校具体情况通过专业实训教室、实训基地、电子仿真软件等虚拟环境完成。
在《桥梁施工》项目化教学中,每个学生会根据自身的经验,给出不同的解决任务的方案与策略,形成的学习成果往往不是唯一正确的,因此评价标准并不是对错的简单判定,而是应该通过看学习成果能否解决工程中的实际问题加以判断。完成《桥梁施工》教学项目成果的过程中,对成果不合理的部分进行整改使之合理,对成果合理的部分进行优化使之科学。《桥梁施工》教学项目学习不只是知识的积累,亦不是简单的综合解题,而是在不断尝试、探究、讨论、指导、实操、评价、反思、修正、再评价、再修正中实现学生综合能力的提高。这样学习过程成为了最重要的实践思路,不是注重最终结果,而是注重完成项目的过程。所以最终的评价标准不会是明确的评分标准,只能是相对的评价体系从更合理、更科学、更创新等角度对完成的成果进行评价,同时通过评价总结工作成果,把《桥梁施工》教学项目内容延伸到更高层次。
三、结语
项目化教学的开展对教师提出了更高的要求。它不仅在专业上要求教师具有跨学科的知识结构,而且在教学理念及方法上要求教师转变角色,让学生成为探索者、知识的发现者与建构者。《桥梁施工》课程项目化教学的实践结果反馈显示,学生对课程的兴趣和综合能力有了明显的提升。希望通过《桥梁施工》教学项目设计的思考,为项目化课程的教学项目设计提供思路和借鉴。
参考文献:
[1]姜大源.职业教育学研究新论[M].北京:教育科学出版社,2007.
[2]石伟平,徐国庆.职业教育课程开发技术[M].上海教育出版社,2006.
[3]徐国庆.职业教育项目课程开发指南[M].上海:华东师范大学出版社,2009.
关键词:跨高铁桥梁;设计;施工
中图分类号:C35文献标识码: A
引言
近年来,随着我国经济的飞速发展,对道路交通的要求越来越高,从而迎来了我国交通事业不断进步。在这个科技带动生产的时代,对跨高铁桥梁建设的科学合理化设计以及施工有着非常重要的意义,是确保其工程质量,实现建造价值的具体表现。跨越高速铁路的桥梁修筑在这种欣欣向荣的大环境下,不论是数量还是质量都得到了提高和重视,与跨越一般铁路的桥梁相比,跨高铁桥梁在安全、舒适以及桥梁跨度的要求都比跨越一般铁路线的桥梁要严格,因此,有必要对跨高铁桥梁的设计和施工进行研究。
一、跨高铁桥梁建造的特点
跨高速铁路桥梁不同于跨普通铁路的桥梁,高速铁路相对于普通铁路速度有很大的提升,这对跨高速铁路桥梁的建造提出了新的要求。桥梁的纵向刚度是建造桥梁的一个重要问题,与跨高速公路桥梁不同,跨高速公路桥梁在建造时可以通过伸缩缝等实现桥梁的纵向拉伸不断裂,跨高速铁路桥梁要采用设置纵向弹性约束等来实现跨高速铁路的纵向刚度在合理的范围内。在传统的跨公路桥梁和跨普通铁路桥梁的建造中,桥梁的结构强度是建造桥梁成功与否的关键,在跨高速铁路桥梁的建造中,在考虑桥梁的结构强度时,应当充分考虑桥梁的动力作用以及桥梁的震动对于高铁运行的影响。
二、跨高铁桥梁的桥型选择
由于跨高铁桥梁施工空间的特殊,跨高铁桥梁在设计和施工上都有自己的独特之处。根据跨高铁桥梁的特殊性和我国桥梁建筑的多年经验,再结合实际施工的各种条件,可采用的桥型有连续梁、斜拉桥和拱等跨度大的桥型。具体采用哪一种桥型则根据实际施工的地质、地形条件、高速铁路的运营条件和投入资金的情况来因地制宜地选择。
其中,拱桥之所以成为跨高铁桥梁的供选择桥型之一拱桥承受轴向力的是其的主拱,在找到较合理的拱轴情况下,可以充分发挥出桥梁建筑中最为常用的材料混凝土的抗压性能强的优点,而且拱桥桥型比较经济,所需要投入的资金较适中。斜拉桥则是主要的桥结构体都在斜拉索的作用下,主要桥结构跨度缩小,而斜拉索对拉扯的抵抗能力较强。连续梁则是由于墩顶负弯矩的存在,削减了跨中弯矩,其最大跨径可达300m。
通过以上对各种类型的桥梁的简单介绍,我们可以知道连续梁桥、混凝土拱桥、钢拱桥和斜拉桥都可以用来建造跨高铁桥梁,在实际施工中具体采用哪一种桥梁还要看施工的具置情况以及经费预算等情况才能确定。
三、工程概况
某高架桥位于市区中部, 是市规划快速路网的重要组成部分, 市高架桥工程1'―6' 联连续梁(K0+000~K0+838.727m,桥墩为0、1'~23'、24'、15#墩,其中0# 和15# 墩为既有墩)以及K 匝道连续梁(K0+000~K0+79.702m,桥墩为K0、K1'―K3'、4' 墩)。主线梁宽25~33 米,上部结构采用钢筋混凝土连续箱梁、预应力混凝土连续箱梁,下部结构中桥墩主要采用方形双柱式墩,基础采用钻孔灌注桩。
桥梁上部结构浇筑方式为:第1'、2'3'、6' 联及K 匝道采用满堂支架现浇法,第4' 联、第5' 联的19' 号墩采用挂篮悬臂法浇筑,第5' 的20' 号墩情况最为特殊,需要横跨铁路,采用满堂支架法逐节段浇筑后转体,该处转体T 构是整个雾凇高架桥工程(大街至四川路)全线的重点控制工程,具有安全风险大、科技含量高、施工难度大等特点。该桥靠自身重量平衡转体,跨度大,两侧悬臂长各37m,转体总重量约为72600KN,与铁路交角90 度,转体体系包括上转盘、下转盘、上球铰、下球铰、支撑腿、环道、限位架、反力座和牵引装置。
四、跨高铁桥梁的设计施工方案
跨高铁桥梁的设计施工方案主要有转体法、顶推法以及悬臂绕柱法三种施工方案,下面我们对三种施工方案进行详细的分析和介绍。
(一)、转体法施工方案
所谓转体法施工方案,顾名思义,是指在施工中跨高速铁路桥梁的下面部分固定,而上面部分是可以进行旋转的,其施工顺序为下转盘施工定位钢架预埋钢架调平固定钢架浇筑混凝土下球铰及环道安装下球铰及环道精调安装四氟板及涂抹黄油上球铰安装上转盘支撑腿安装上转盘安装。这样的方案设计有一个好处,那就是在桥梁进行建造时,在桥梁的一个桥墩固定的情况下,可以将桥身扭转到高速铁路相对于桥墩的反方向。这样的话,跨高速铁路桥的建造地点相对来说远离高速铁路轨道,不论是高速铁路对施工的影响,还是施工对高速铁路的影响都很大程度的降低了。在反方向建造好桥身后,再将其旋转过来,使之停留在桥梁设计的位置,再经过一些后续的处理和调整建造转体法施工就完成了。转体法施工相对前两种施工方案来说,高速铁路与施工两者之间的影响大大的减小,但是转体法施工方案需要很高的技术水平,不论是在设计上还是操作上都有很大的难度,施工经费也相应的较大。
(二)、顶推法
顶推法是指预先在高速铁路两端修筑临时桥墩,在一端的后方开辟预先制造场地,将修筑好的桥体放置在不锈钢等材料特制的滑动装置上,利用千斤顶等设施将桥梁主体推进,落架在另一段的桥墩上。替换正式的桥墩完成施工。
(三)、悬臂绕柱法施工方案
所谓悬臂绕柱法,是指在跨高铁桥梁时施工,首先修建铁路两旁的桥梁部分,并且是两边同时开工,以对称的形式进行施工,然后再进行高速铁路上方桥梁部分的施工。正如我们前面所说,在高速铁路上方施工时,要十分注意施工安全,禁止任何施工材料从施工现场坠落到高速铁路轨道,影响高速铁路的正常运行。所以,在高速铁路上方进行施工时,要设置防护性以及安全性很高的防护设施。此外,要注意高度铁路在有列车运行通过施工场地时对施工场地的施工器材、建筑以及施工人员的影响,在进行施工设计时,要充分地考虑到这些情况。
五、施工方法
1)为了保证桥梁能够直接跨越铁路、不影响列车正常运行,雾凇高架桥第5' 联20’墩采用转体法跨越铁路,下部结构为钻孔灌注桩,上部结构为支架法现浇梁,桥梁转体时所使用的施工总轴直径近两米, 转体部分桥梁将通过这个T 形结构的施工总轴,逆时针旋转90 度,旋转后的两端分别与建好的部分相接。2)整个桥墩安放在一个磨盘状的混凝土底座上,在钢筋水泥结构的“磨盘”内还“藏”有钢结构的钢球绞,通过它来实现桥梁的旋转;在直径7 米多的20 号桥墩根部东西侧面,各有两大束钢绞线, 每束都有19 根, 这19 根钢绞线连接400 吨的液压千斤顶,两侧的千斤顶连接着数根管子。3)在浇筑上转盘时先预埋P 型锚具,其中牵引索锚固端埋入转盘4.0m 以上, 并圆顺地缠绕在转盘上, 牵引索采用19-7-φs15.2-1860 的钢绞线,通过牵引油缸对转体进行牵引,转体时,牵引油缸固定在牵引反力座上加载。4)在桥梁正式转体之前的两天,进行了试转体施工,以取得了转体控制参数,随后系统再按照试转的参数设定转体各项数值,通过试转采集计算的数据与参数为正式转体的顺利实施提供了可靠的技术保障。
六、施工工艺
转体施工工艺框图如图1所示。
图1 转体施工工艺框图
(一)、施工准备
1、现场清理
对现浇箱梁下的满堂支架进行拆除, 现浇箱梁下支架分区分片按设计要求拆除。拆除前对整个转体桥面体系进行全面检查,包括预应力张拉与压浆情况、梁砼强度与龄期等,确保其满足体系转换条件。拆除和与转体有冲突的栏杆、防护网等。对环道清理干净,结构平转范围内障碍物的清除。
2、称重
理论上箱梁两端是平衡的,由于施工的原因(如混凝土浇筑不对称、胀模等)或其它原因会产生不平衡弯矩,为了消除在施工进程中由于引起不平衡弯矩,确保整个T 构的平衡和箱梁转体成功,在施工现场清理结束后, 通过监控单位预先在承台及梁体内埋设的应力、应变感应设备测试一下应力,对结构重量进行称量,称量出转动体实际的重心位置,若重心位置有偏差时,则可通过在箱梁顶加水袋或砂袋进行配重。
(二)、正式转体
1、20 号墩转体梁转体工程,就是要把原本南北向的“拼板”(一块重达7400 余吨的钢筋混凝土桥梁)原地转体90°,变成东西向,同之前已经建好的桥梁形成连接。开始转体时,通过两台ZLD200 型千斤顶,分别拉动上转盘预留的两端牵引索, 让桥头旋转起来, 为保证上转盘仅承受与摩擦力矩相平衡的动力偶,无倾覆力矩产生, 这两台千斤顶的作用力始终保持大小相等、方向相反。
2、转体在数次精确测量下,逐渐旋转,转体梁以每分钟约0.9度的速度逆时针旋转,旋转过程中,监测人员实时监测,测量人员反复观测轴线偏位,梁端部位高程变化,如果出现异常情况,必须立即停机处理,待彻底排除隐患后,方可重新启动设备继续运行;当转体结构到达设计位置(主梁悬臂段中心点距离设计桥轴线1m)时,系统“暂停”,为了防止转体过度,下方在预定位置焊接限位装置,降低牵引索千斤顶的供油量,对整个平转体减速,转体开始进入“点动” 阶段(点动时间为0.2 秒/次, 每次点动千斤顶行程为1mm,梁端行程10.3mm),动力系统改由“手动”状态下点动操作,为保证转体就位准确,在系统暂停后,在滑到上焊接有限位型钢加橡胶缓冲垫,这样一来,即使发生转体过位,还可以利用型钢做支撑,用千斤顶反推就位,每点动操作一次,测量人员测报轴线走行现状数据一次,反复循环,直至转体段箱梁中心线与箱梁设计轴线重合,每动几下都要进行反复核验、检测,确保转动合乎设定,防止出现偏差,最后完成剩余2 度的旋转。
3、按设计文件对转体时间的初步考虑, 转体在单个92min 内可能无法完成,即停转后须进行临时锁定,以确保铁路运营安全和桥梁结构安全;精调及上下转盘临时锁定后,快速调直、焊接连接钢筋,立模浇筑封固混凝土(C50 微膨胀混凝土)、使上转盘与底盘连成一体,完成转盘结构固结、19 号和21 号墩预应力悬臂梁与20号墩水平转体在跨中进行合拢、安装护栏等工作。
结束语:
总而言之,随着经济的不断发展,对桥梁设计的要求会越来越多,难度也越来越大,对桥梁的质量要求也会越来越高,虽然不能阻止地震的发生,但可以将地震的伤害降到最低。所以,桥梁设计人员要深入桥梁抗震设计的研究中,在借鉴其他地区的先进抗震技术经验的基础上,遵循桥梁抗震设计原则,采用适当的设计方法,使桥梁的设计在质量上得到最大限度的保证。
参考文献:
[关键词]桥梁工程 施工技术 施工控制
中图分类号:TU 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)35-0076-01
一、概述
在桥梁的建设过程中,要求桥梁的设计符合安全、经济和美观的需要。在桥梁施工中,因施工技术水平及施工控制方面都存在着一些问题,所以对桥梁的施工技术和控制水平也提出了越来越高的要求。
二、桥梁工程施工技术
1、优化施工方案
保证质量、安全的前提下,施工方案优化就要从节约成本、施工简单易操作等方面来考虑,通过方案之间的比选,制定出适合本项目的最佳方案。制定施工方案是否最佳可行直接关系到本项目成本和工期问题。在工程量巨大、工期紧迫、工期后门关死的情况下施工方案的可操作性就显得尤为重要。应针对工程项目的难点从施工方案的比选、施工队伍的选择、技术人员的配备上着手,项目部领导班子必须要多次开会研究,同时深入到施工队伍中,多听取职工所提出的意见,通过多次探讨研究拿出了最佳方案。工程技术人员打破了以往的等施工队有事找时才去现场的做法,改变为主动到现场进行质量监督和技术服务,时刻在现场为施工队做好一切技术服务工作,做到了技术超前,也充分发挥了技术是龙头的作用。在施工现场,只要是出现了技术问题,技术人员都会主动去想办法解决,直到问题解决为止。
2、桥梁预应力混凝土施工技术
预应力工程施工的关键是如何正确地建立起设计要求的预应力(即结构的内应力),而其最大的影响因素就是应力松弛带来的危害。为了保证桥梁施工质量,必须严格按照程序规定来执行预应力张拉,之后还要做好灌浆的准备,这些对控制应力损失的减少都非常关键。
(1)柱墩混凝土结构桥梁施工中柱墩砼结构多存在表面不光洁不美观的现象,为了解决这类问题,最为关键的就是要严格按照规范进行模板的安装和加固。模板新的6mm厚,采取整体钢模制作,安装前应进行去污整修,使模板平整光洁无变形。模板安装要求平整,接缝控制在规定值以内,所有接缝用粘结剂刮平刮实,并用胶带纸粘贴整齐。施工时要特别注意内模的接缝,箱梁内的接缝用海绵条填塞或粘结剂封堵,外裹一层塑料布确保内表面不漏浆。砼的配比也影响着外观,柱墩使用的砼要用拌和站拌和的、由砼专用车配送的砼,砼的生产质量也应受到重视,注意外掺剂的使用,砼浇振捣要充分且不过振,使砼密实。在每一节墩柱砼拆模后用塑料布或专用布覆盖。
(2)在桩基施工中,较常用的桩基是人工挖孔桩,桩基护壁一般采用砼护壁,每一节护壁由人工立模,桩基的施工关键是要确保孔径、垂直度、中心位置准确,成孔之后使用检孔器检测孔径、垂直度的准确性。总的来说,桩基护壁砼厚度和标号的质量控制重点主要包括:
第一,护壁砼强度应比灌注桩砼高一级,保持厚度不能低于15cm,振捣密实,紧贴孔壁。桩身砼不低于设计标号。
第二,嵌岩桩要求:一般都规定桩底嵌入岩石深度不得小于2d(d为桩径),且至桩下溶洞顶完整弱风化岩石厚度不小于6m。桩底要求钎探(即用钢钎探明孔底以下地质情况)。
第三,按设计要求制作钢筋笼,整体吊放入孔后定位,这样才能有效保证周边保护层厚度。每桩都要做好挖孔记录,一旦发现有和设计要求不符的情况,就要及时通知进行调整。
第四,遇到孔内地下水充足的孔桩,要抽干孔内积水来确保砼施工质量。当自孔底及孔壁渗入的地下水的上升速度大于6mm/min时,采用水下灌筑工艺,即导管发灌筑,进行水下砼施工,这样操作就能有足够的砼包裹导管下口,与此同时在提升导管时要注意其埋置深度保持在2―4m,并且密封性能良好。桩基施工完成后,逐个进行超声波无损检测,钻取芯样,检测无异议可使用。
三、桥梁工程施工控制的主要内容
1、必须对桥梁结构的变形实施控制。无论采用什么施工方法,桥梁结构在施工中总会受到诸多因素的影响而产生变形,使桥梁结构的实际位置偏离预期状态,使桥梁难以合拢或成桥状态与设计要求不符。基于这一问题,就要从结构方面着手:桥梁结构几何尺寸的控制是施工控制的基本要求,任何一个结构不可能达到与设计尺寸准确无误的吻合,固要尽量减少结构尺寸与设计尺寸的偏差,并降低到规定容许的范围内。
2、制定成本控制标准。应从按组织层次制动成本控制标准,使得成本控制措施的实施更细化,从而更有效控制施工总成本。成本控制标准的制定有纵向和横向两方面,纵向成本控制标准即对成本计划进行层层的分解,将计划落实到基层,并让财务工作人员做大量的调查研究和反复推测工作,真正的做到以效益为中心,使员工真正认识到成本控制的重要性,从而使员工成本意识增大。横向成本控制标准是指在制定纵向成本控制标准的同时要考虑到管理责任、相关指标等直接影响成本因素以外的其他因素,并将其落实到各职部门上。
3、保证施工的进度和质量。在桥梁工程施工中,要重点加强管理工程质量,坚持把好质量关。通过签订合同的方式来确定成本优化控制实施过程中成本的责任和奖罚办法,最终提高员工关于成本优化控制的意识,增强全员参与的积极性,提高了工作效率,也加大施工进度,使得施工质量和施工进度均衡发展。此外,需要专业的质量检验人员按期按责的对工程质量进行检验,使质量的检查和管理切实落到实处,并针对可能出现的质量问题做好防范准备工作,制定有效的防范措施,以防出现问题而浪费了人力物力,从而加大了施工成本。
4、加强合同管理。应由工程部、预算部以及监理单位共同来协商桥梁工程施工合同,合同中要清楚的罗列出工程施工项目的施工要求、质量要求等,避免日后施工过程中或完成施工后引起不必要的经济纠纷。每项子级工程项目完成施工后,要联合预算部、工程部以及监理单位对工程质量进行综合评析,质量不达标的部分要及时的进行返工处理,以免质量问题越积越多,影响到整体工程质量和进度以及施工总成本。
四、结束语
在施工中,要加强道路桥梁工程质量管理,就要加强基础工作,处理好安全、质量、进度与成本控制之间的相互关系。要完善施工技术,控制每一个施工环节,这样才能推动桥梁工程建设,实现工程目标。
参考文献
[1]魏大志《桥梁工程施工技术管理分析及研究》[J],《经营管理者》2013年06期.
[2]张军《浅析当前主要的桥梁施工技术》[J],《科技传播》2014年05期.
Abstract in this paper, combined with the site terrain and conditions, the girder construction scheme of the technical and economic comparison, determine the construction scheme of beam transport line by the beam field to the starting point of Bailey gantry crane girder design. Mainly introduces the design and calculation of Ke Pro high-speed LJ1 mark Bailey gantry crane, and using MIDAS\/CIVIL for structural analysis, verify the structural safety performance in all operating conditions.
Bailey truss gantry crane hoisting MIDAS keyword box girder
中图分类号 TH文献标识码A
一、概述
(一) 工程概况
岢岚至临县高速公路是《山西省高速公路网规划》“3纵11横11环”中西纵高速公路的重要组成部分,也是山西省西部把第四横(保德-五台长城岭)和第五横(平定杨树庄—佳县)高速公路连接起来的重要路段。
岢临高速公路第LJ1合同段起点位于山西省岢岚县高家会乡西会村,终点位于岢岚县高家会乡草城村,线路起讫桩号为-K1+100~ K4+400,路线全长5.5Km包括路基土方、涵洞、桥梁和岢岚枢纽互通工程,中标价为2.705亿元人民币(含暂定金)。因-K1+008.132跨线桥与忻保高速XBK122+939.374相交,箱梁运输路线横穿忻保高速。本标段桥梁设计为344片30m预制箱梁,其中30m预制箱梁最大重量为97t(边梁)。
(二) 工程施工特点
项目区路线走廊带地形起伏极大,地貌主体为隆起的基岩中山与黄土梁峁,部分区域为海拔较低的河流沟谷与冲沟。本区地形切割剧烈,河谷发育,沟壑纵横,高差变化较大。本合同段内湿陷性黄土一般为Ⅱ级非自重~Ⅱ级自重湿陷,湿陷土层厚度5~10m。由于人工整修,地面多为台阶地和耕地,且与路线斜交,征地工作困难,当地居民对工程施工干扰性较大。
本合同段位于岢临高速的起点,即-K1+008跨线桥处与拟建的神岢高速相接,设计路线起点与原地面约10m高差。起点与梁场距离约为300m,其中有高压线和军用通信光缆横穿运梁便道,与地面高差为7~8米。沿线山坡及平地为当地居民人工整修的耕地,重新修筑施工便道征地费用较高。
施工难点
岢临高速LJ1标预制箱梁设计为1座桥梁24片35m预制箱梁,其中35m预制箱梁最大重量为114t(边梁)。9座桥梁344片30m预制箱梁,其中30m预制箱梁最大重量为97t(边梁)。30m预制箱梁由梁场使用运梁车运至桥位处,在运梁路线上,存在以下施工难点:
(一)位于岢临高速设计路线起点与原地面约10m高差,按运梁车最大爬坡为3%坡率,需要修筑约340m运梁便道,但运梁车装预制箱梁为4.5m,运梁过程中碰到横穿运梁便道的高压线和军用通信光缆,存在安全隐患;
(二)横穿运梁便道的高压线和军用通信光缆因不在岢临高速红线范围内,在一段时间内暂时不能拆迁,导致高压线和军用通信光缆横穿运梁便道段落不能填筑过高,只是原地面上修筑施工便道,恰好是梁场到路线到点段落;
(三)绕过设计路线起点,从施工便道修筑运梁便道到主线上,最少高差为15m,按运梁车最大爬坡为3%坡率,需要修筑约500m运梁便道,但是沿线横穿多为当地居民耕地,且填筑和开挖方量较大。
三、施工方案的对比
结合本工程实际地区和条件限制,9座桥梁344片30m预制箱梁,由梁场使用运梁车运至桥位处,其中最大的施工难点是确定好运梁路线方案。
根据现场条件和实际地区,运梁路线存在以下三种方案:
(一)从梁场到路线起点处,按3%坡率填高原地面,直接修筑340米运梁便道。此方案由于运梁过程中碰到横穿运梁便道的高压线和军用通信光缆,存在安全隐患,且很长一段时间内不能拆除,工期紧,因此方案是不可行。
(二)绕过设计路线起点,从施工便道修筑运梁便道到主线上,修筑约500m运梁便道。征地耕地面积约15亩和填筑和开挖方量约为20000方。
(三)由梁场到起点处按原地面修筑运梁便道,在-K0+108处0#~1#右幅设计两台60T龙门吊进行提梁,即利用龙门吊把桥下运梁车上箱梁吊装到桥上另一台运梁车,再运输到各个桥梁上。
从上面可见,设计贝雷片龙门吊提梁方案三造价远低于方案二。
因此,结合现场地形,技术和经济对比,确定运梁路线由梁场到起点设计贝雷片龙门吊提梁,再利用主线路基运梁到各个桥梁的施工方案。此方案龙门吊到梁场路线较短,可直接利用原有施工便道做为运梁便道,不需填高,避免了碰到高压线和军用通迅光缆,从施工和造价上看,方案三是较优。在运梁路线上如何设计贝雷片龙吊提梁是一个重要关键点,确保吊梁的施工安全。
贝雷片龙门吊设计
由于30米预制箱梁一共344片,最大为97T。运梁路线上在-K0+108处0#~1#右幅设计两个60T龙门吊进行吊梁。箱梁吊装龙门主桁采用2×2排加强贝雷片组成(单片尺寸H×B=1500mm×3000mm),横桥向4节,支腿也由2×2排贝雷片组成,共使用贝雷片88片。在-K1+008跨线桥使用吊车架设箱梁完成后,利用桥面铺装完成后,龙门吊基础一端在桥面上,一端在地面混凝土基础上。
MIDAS建模计算
为了进一步核算结构受力情况,保证施工安全,本文采用了国内外成熟的有限元结构分析软件MIDAS/CIVIL,建立贝雷片龙门吊模型,仿真现场施工工况,分析结构受力和变形。经计算,贝雷片龙门吊最大位移值为12mm,符合安全要求。(如图1所示)
图1 、MIDAS/CIVIL的贝雷片龙门吊模型位移值
六、结 语
本文结合现场地形和条件,确定运梁路线由梁场到起点设计贝雷片龙门吊提梁的施工方案。通过对岢临高速LJ标地形沟壑纵横,高差变化较大和高压线等影响因素的分析,设计了贝雷片龙门吊提梁机,并对运梁施工方案进行了技术和经济比较,节约施工成本,同时保证施工安全。通过应用MIDAS/CIVIL软件分析贝雷片龙门吊受力情况,验证了结构的安全性。此施工方案施工成本较低,避免了长期租用大吨位吊车作提梁,大大降低了施工成本,同时考虑龙门吊无需纵向位动固定了基础,降低了成本和很好保证了行使的平稳性。
[1]《钢结构设计规范》[S]. GB 50017-2003.北京,中国计划出版社,2003.
关键词:公路桥梁;施工;管理;监理
Abstract: in the construction of highway bridge is a key, bridge construction has a direct influence on the whole road construction quality. This paper mainly discusses the current in highway bridge construction based on quality, cost, progress, safety four control management, and analyzes the highway bridge construction supervision control some of the points.
Keywords: highway bridge; Construction; Management; supervision
中图分类号:TU71文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)
前言
公路桥梁施工管理的内容就是严格要求工程能够依照合同文件约定的进度计划,依照工程设计标准的质量,以不高出预算成本、顺利安全地竣工;工程监理是施工阶段中不可或缺的一个参与单位,他的主要职责就是尽最大努力,以相应的建筑规范、法规和业主的要求为依据,完成业主赋予的任务,监督道路桥梁工程的进度,质量和投资目标,从而保证桥梁工程能够顺利保质保量按期完工。公路桥梁的施工管理直接影响着公路桥梁的整体质量水平,务必应该加以重视,监理的工作目标一定要客观准确,科学全面,并且有措施保障和多套补救方案,确保工程目标的百分百实现。
1 公路桥梁施工现状
近年来,随着我国经济的发展,基础设施的规模也在不断地扩大,作为基础设施重要组成部分的道路桥梁工程也迎来了发展的良好契机。随着我国道路桥梁建设规模的不断扩大,在路桥建设中,出现的问题也日益增多。我国的公路桥梁工程建设自20世纪90年代才开始实施施工监理,经过将近20年的发展,已形成了一定的规模,但仍然存在着很多管理上的漏洞造成很多的质量问题。尤其近年来在公路桥梁工程建设过程中多次发生的重大的质量事故,给国家和人民的生命财产造成了巨大的损失,带来了极其恶劣的社会影响。公路桥梁建筑项目由于其所产生的产品为公路和桥梁,因此其施工管理具有一定的特殊性。具体来说。包括以下几个特点:公路桥梁种类繁多,施工管理的复杂性和多样性;公路桥梁建设具有较高的流动性,加大了其施工管理的难度;公路桥梁的施工过程中,其施工计划要求有较高的可行性和预见性,公路桥梁建设工程周期较长,持续的保持其良好的施工质量具有一定的难度。
2公路桥梁施工管理的控制内容
2.1加强质量控制2.1.1.进一步确定桥梁施工的质量控制目标,在施工工程中定期或者不定期地检查工程质量,若是发现偏差,务必要及时进行纠正;
2.1.2.桥梁施工质量控制要综合全面地控制影响工程质量每一个因素,主要包括控制机械设备、施工人员、施工工艺、施工材料、施工内部环境条件等等;
2.1.3.施工质量控制人员务必要严谨地审核检查工程质量,并仔细地填写完善相应的质检表。质量控制人员不仅要收集相关数据信息,而且还要对这些信息进行整理、分析,正确地判断出工程的质量状况,针对具体的质量问题,提出切实可行的整改方案。2.2加强成本控制
2.2.1.在桥梁工程的投标阶段,对施工方法、施工顺序、作业组织形式、机械设备选型、技术组织措施等进行认真的研究分析,制定出科学先进、经济合理的施工方案;
2.2.2.在工程的施工准备阶段,严格按照施工设计图纸以及其他有关资料信息,认真比较各种施工方案的技术性和经济性,再从中挑选出科学合理、切实可行的工程施工方案,并为施工方案编制出具体的成本预算,然后在工程施工过程中严格依照成本预算进行控制;
2.2.3.在工程施工阶段,务必加强工对人、材、机等费用的控制,加强施工组织调配、加快工程进度,降低工程成本;
2.2.4.工程竣工阶段要及时办理工程结算,做好工程决算以及保修期内产生的成本费用。2.3加强进度控制进度计划是控制工程进度的依据,施工组织中的月、旬作业计划以及材料、机械使用计划都要服从进度计划的要求。当工程进度受到自然和人为因素的影响而与计划偏差较大时,现场管理者要结合实际,对进度计划进行调整,并做到: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;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;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。2.4加强安全控制为了进一步地降低在公路桥梁工程施工过程中安全事故的发生率,必须把安全管理工作贯穿在公路桥梁施工的全过程,形成一套完整的安全管理体系,并要求施工人员必须严格贯彻落实。施工管理工作人员务必要做好安全检查工作,项目部要配备专职安全员,积极做好节前、高温、暴风雨雪或台风前的安全检查工作。确保安全设施投资到位,努力培养施工人员安全生产的好习惯,提高工人自我保护意识,班前要进行安全交底并做好记录,不断提升公路桥梁工程施工的安全管理水平。
3监理人员对施工全过程的管理控制
3.1严格认真复核设计图纸
目前,交通基础建设规模不断扩大,设计单位任务繁多,而业主要求的设计时间又很短,往往使设计存在一些错漏之处,这就要求我们监理人员在承包商施工前,认真细致的复核施工图纸,对承包人的施工组织计划认真的审核,及时发现问题,动工之前,向业主、设计单位提出,以便及早确定解决缺陷的方案。
3.2监理人员对原材料的控制
原材料进场必须带有出厂合格证,以保证其出厂时是合格产品。进入场地后,施工单位必须向监理报验原材,对主要材料(如钢筋、水泥、碎石、砂等)进场的材料,必须严格按检验频率送检、抽检,坚持先检后用的原则,并且要求承包人选用同一厂家水泥,同一料场的碎石、砂材料。对于构件、铸件类的产品,进场时不仅要有出厂合格证,而且要带齐公司资质证书与经营许可证。
3.3对施工现场质量的控制
监理人员对质量控制的最直接的手段就是进行现场旁站,监理主要是对实验工程、重要隐蔽工程和完工后无法检测其质量或返工会造成较大损失的工程部位进行旁站。在旁站过程中主要是对各个工序的施工过程进行监督,发现问题时应立即责令其整改,对有存在较大质量隐患的,应立即向上级汇报。监理人员每天必须还要如实地做好旁站记录和监理日记。监理旁站要对施工的每道工序都要进行严格的检验与监督,检验合格后才能进行下道工序。
3.4监理人员审批施工组织设计
工程开工前,施工单位必须要对整个工程做整体规划与施工方案的确定,而且要有书面性的材料交由监理工程师批阅。监理人员在审阅过程中一定要认真的审核,以便对施工单位的整体方案做出了解,为以后在施工过程中更好的控制工程质量做准备。监理在审批时施工组织设计时,重点包括:(1)、检查施工组织设计的审批手续是否齐全有效;(2)、施工质量、安全、环保、进度、费用等目标是否与合同一致;(3)、质量、安全和环保等保证体系是否健全有效;(4)、安全技术措施、施工现场临时用电方案及工程应急抢救方案是否符合要求;(5)、施工总体部署与施工方案和安全、环保等应急预案是否合理可行。
3.5对施工现场的安全监理
工程施工过程中安全同质量一样重要,在施工进行的的同时一定要保证各方面的安全。监理人员在对工地巡视或旁站的过程中若发现施工单位未按有关法律、法规、和工程强制性标准施工,违规作业时,应立即勒令其停止。如果发现施工操作过程中存在安全事故隐患,应立即以书面的形式通知其整改。要求施工单位每周都要开安全例会,并对其进行不定期检查。监理人员还要做好安全监理台帐,对施工过程中涉及安全的情况、存在的问题及施工单位处理的措施和结果都应该记录下来。
4结语
公路桥梁施工管理是一项极为重要且复杂的系统工作,作为施工单位的管理者不仅要做好施工管理中的各项工作,还要加大对公路桥梁施工监理工作的重视,从各方面采取措施来预防并控制工程的施工质量,使工程质量、进度和效益达到要求并不断得到提高。
参考文献
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