某高速公路大桥合龙段施工技术分析正式版

某高速公路大桥合龙段施工技
术分析正式版
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某高速公路大桥合龙段施工技术分析
摘要：湖南某高速公路大桥钢桁加劲梁采用桥面吊机由桥塔向跨中进行架设，架设过程存在各种累积偏差，合龙段施工难度较大。

钢桁梁合龙段合龙杆件、合龙点较多，合龙点空间坐标的变化因素较多，受温度、钢桁梁加工制造与安装偏差、风向、安装荷载及提升索力的影响，合龙口存在纵向、横桥向、竖向及扭转偏差，且偏差之间互相影响，合理的调整措施较为关键。

本文中合龙段前端吊索暂不安装，采用临时吊索临时牵引的方案能够较有效的解决各种合龙偏差，且操作方便，相互交叉调整作业较少，所用调整设备最少。

关键词：悬索桥；钢桁梁；合龙；措施；参数
中图分类号：U448.25文献标识码： A 文章编号：
1工程概况
湖南某高速公路大桥采用钢桁梁悬索结构，跨径为1088ｍ，钢桁梁采用移动式桥面吊机从两桥塔向中跨对称架设安装。

钢桁梁宽２８ｍ、高１０ｍ，共分为１００个节间（５１个梁段），标准梁段共９８个，节间长１０.８ｍ；非标准梁段（首节段）共２个，节间长１２.９８ｍ，布置于桥梁两端。

第２６节段为合龙段，合龙段主桁杆件长１７.０６ｍ，由１片主横桁片，２片主纵桁片及１６根上、下平联组成，主横桁片有１０根杆件，主纵桁片有１４根杆件，合龙段合龙杆件共４０根。

钢桁加劲梁标准段及合龙段示意见图１。

图１大桥钢桁加劲梁标准段及合龙段示意
钢桁梁架设由桥塔梁端节段向跨中方向推进，首节段架设１个节间的钢桁梁，其余标准节段每个节段架设２个节间钢桁梁。

标准节段ｉ的安装流程为：①桥面吊机位于ｉ－１节段前端，依次安装ｉ节段２个节间的主纵桁梁，主横桁梁，上、下平联杆件；②采用牵引提升装置，安装ｉ节段２个节间的４对吊索；③铺装ｉ节段部分正交异性桥面板；④桥面吊机前移到ｉ节段前端，安装ｉ＋１节段，循环安装直至钢桁梁合龙。

钢桁梁合龙段架设流程：①架设合龙段的主纵桁梁通过冲钉与一端（西岸侧）进行连接，并采用临时吊索进行临时牵引；②安装合龙段主横桁梁后，将其与主纵桁梁通过冲钉进行临时定位；③采用合理措施调整各项偏差后，采用冲钉临时连接合龙段与已架设梁段的另一端（东岸侧）；④安装各上、下平联杆件，所有杆件临时定位完成后，采用高强螺栓精确连接各杆件；⑤安装合龙段吊索及桥面板，完成合龙段施工。

该大桥钢桁梁节段安装示意见图２。

图２大桥钢桁梁节段安装示意
2合龙段特征分析
2.1合龙段特点分析
该大桥合龙段有以下几方面的特点：
（１）合龙点较多。

主桁杆件有６根杆件、平联杆件有１６根杆件需要合龙，共计２２个合龙点。

（２）合龙点空间坐标的变化因素较多。

受温度、钢桁梁加工制造与安装偏差、风向、安装荷载及提升索力的影响，合龙口可能存在顺桥向、横桥向、竖向及扭转偏差，且偏差之间互相影响，合龙控制难度较大。

（３）合龙精度要求高。

主要合龙接口处为Ø３０的栓孔，冲钉直径仅小于栓孔直径０.２ｍｍ，且在合龙时，各合龙接口存在一定的互相影响，要顺利将冲钉依次打入各合龙接口，难度较大。

（４）杆件制造及安装误差的累积对合龙的影响较大，从而导致合龙难度的增加。

该桥合龙段主纵、横桁片采用整体桁片合龙方式进行合龙，各项偏差调整措施需较高的协调程度。

2.2偏差分析
2.2.1可能存在的偏差
根据国外类似钢桁梁合龙的经验，结合该大桥实际，预测该大桥合龙口参数可能出现的偏差有以下几种：①由于制造和安装误差造成主桁片上、下游合龙口长度不一致；②由于安装荷载及风荷载的作用，两岸钢桁梁存在横向偏位，且两岸横向偏位可能存在差异；③由于两岸安装荷载、施工荷载的差异，钢桁梁合龙口两端可能存在纵向高差；④由于横桥向的吊机轨道等施工荷载及两侧检修道荷载不同，钢桁梁可能存在横断面高差，且两岸高差值可能不同，存在相对扭转的现象；⑤由于大部分桥面荷载尚未安装，钢桁梁线形未达到成桥状态线形，钢桁梁合龙段上弦杆合龙口长度偏差可能大于下弦杆合龙口长度偏差；⑥由于合龙前钢桁梁两端的临时支座更换为永久支座，梁端的纵向约束将释放，合龙口长度可能小于合龙段杆件长度。

2.2.2合龙口理论偏差
由于大桥合龙时与成桥状态下荷载、结构体系均不相同，合龙段的杆件尺寸均在成桥状态下进行设计的，合龙口的纵向和竖向将存在一些理论偏差。

根据该大桥合龙前的实际状态对合龙口纵向、竖向参数进行计算，边界条件为东、西岸临时支座纵向解除，计算温度为设计温度（２０℃），荷载为Ｂ２５、Ｂ２７梁段安装完成、合龙段Ｂ２６梁段尚未安装、桥面吊机及移动防护平台位于Ｂ２５梁段前端。

合龙前合龙口理论偏差计算结果见表１。

表１合龙前合龙口理论偏差
注：表中纵向位移由东向西运动为正，反之为负；竖向位移相对成桥状态向上为正；纵向闭合量为合龙口长度Ｌ－杆件无应力长度Ｌ０；竖向位移差为西岸位移－东岸位移。

由计算结果可知，合龙前合龙口长度较合龙杆件长度小１０６～１２９ｍｍ，竖向偏差为１１ｍｍ，需采取措施进行调整。

2.2.3合龙口实际偏差
根据该大桥合龙前的实际状态对大桥合龙口纵向、竖向、横向及扭转参数进行测试，测试条件为东、西岸临时支座纵向解除，测试温度为２２℃，荷载为Ｂ２５、Ｂ２７梁段安装完成，其前端永久吊索暂未安装，采用临时吊索临时牵引替代、合龙段Ｂ２６梁段尚未安装、桥面吊机及移动防护平台位于Ｂ２
５梁段前端。

合龙前合龙口实际偏差见表２。

表２合龙前合龙口实际偏差
注：表中竖向偏差与横向相对偏位为西岸相对于东岸的偏差量，纵向闭合量为合龙口长度Ｌ与杆件无应力长度Ｌ０的偏差量，横向高差为下游相对上游的偏差量。

由测试结果可知，合龙前合龙口长度较合龙杆件长度小１０１～１３２ｍｍ，竖向偏差平均８.５ｍｍ，与计算值均较为吻合。

合龙过程中由于临时荷载、风荷载的作用位置与计算荷载位置存在一定的差异，计算中较难确定实际可能存在的横向高差（扭转偏差）、横向相对偏位，需根据实测结果进行分析计算，以确定纠偏措施。

3合龙口参数影响性分析
根据大桥合龙需要，对合龙口参数进行温度、荷载等影响性分析，以便选择合理合龙口调整措施及合龙温度。

3.1温度影响性分析
根据该大桥合龙前的实际状态，对大桥合龙口各参数进行温度影响性分析，由计算结果可知，温度对两岸加劲梁的竖向位移影响较为显著，约为－３６ｍｍ／℃，对两岸的相对高差影响较小，约为０.４５ｍｍ／℃；由于两端支座为纵向释放状态，跨中吊索较短，对纵向加劲梁约束力较强，温度对合龙口处加劲梁的纵向偏差影响不大，温度变化对合龙口长度影响不大，约为１.３ｍｍ／℃，对合龙口上、下弦处相对长度差，基本没有影响。

3.2荷载影响性分析
根据该大桥合龙前的实际状态，对合龙口各参数进行荷载影响性分析，以确定解决横向偏差、横向相对偏位、竖向偏差、合龙长度差及合龙口上、下弦长度偏差不同所需的纠偏措施。

由计算可知，对于横向偏差（扭转偏差）及横向相对偏位，在合龙口前端采用临时吊索进行单侧提升荷载敏感性较高，横向偏差敏感性系数为１.１ｍｍ／ｔ，横向相对偏位敏感性系数为０.７ｍｍ／ｔ；对于竖向高差及上、下弦合龙口长度偏差，在合龙口前端配载，竖向高差荷载敏感性系数为０.１４ｍｍ／ｔ，上、下弦合龙口长度偏差荷载敏感性系数为０.１６ｍｍ／ｔ；对于合龙口长度差，在两桥塔处对梁端进行牵引，荷载敏感性系数为２ｍｍ／ｔ。

九、初步施工组织计划
一、施工组织机构、施工总平面置图、施工总体进度计划表
二、质量目标、工期目标（包括总工期、节点工期）、安全目标
三、对项目重点、难点工程的理解及施工方案、工艺流程
四、保证措施
1、质量体系与保证措施
2、工期保证措施
3、人员安排与保证措施
4、安全生产保证措施
5、环境保护、水土保持、施工后期的场地恢复措施
6、支付保障措施（有关农民工工资、劳务分包、材料采购、设备租
赁、工程分包等的按期支付保证措施）
施工组织设计
一、施工组织机构、施工总平面置图、施工总体进度计划表 1、施工组织机构
在工程施工中实行以项目经理负责制，采用项目成本核算制的项目法施工模式。

以项目经理和主要管理、技术、质安、物资等主管人员为中心，组织精干、高效的项目经理部，对工程质量、工期目标、施工安全、文明施工、项目核算及施工全过程负责。

从管理成员、施工机械、物资供应、施工技术管理等方面都做到充分保证。

以优质、高速、安全、文明为主轴，不断优化生产要素，加强动态管理，科学组织、精心施工，大力推广先进技术，有效推广全面质量管理，强化质量、安全两个保证体系，在保证质量达到优良的同时，力争工期提前。

施工组织结构框图
施工总体计划表
二、质量目标、工期目标（包括总工期、节点工期）、安全目标
1、质量目标
多年来，我公司一直奉承“质量第一”为企业的生命，以创名牌求精品满足顾客的要求，为了更好地提高企业的管理水平，增加市场竞争力，我公司在本项目施工中提出了达到工程一次性交验合格率100%，优良率95%以上，确保优质工程，争创“全优”工程，打造精品意识的质量目标。

2、工期目标
确保投标（合同）工期天。

其中施工前准备工作天
平整场地、绿地整理天
施工测量放样天
开挖盲沟天
施肥、客土拌制天
苗木进场及种植天
苗木浇水、养护、后期护理天
遮荫防晒、防护设施的搭建天
苗木修整、补植完工天
3、安全目标
本工程安全目标是死亡重伤率为0，轻伤负伤频率小于3‰，无塌坍、无火灾、无重大交通、无中毒事故。

现场建立以项目经理为第一责任人，专职安全主任负责安全管理体制，严格执行安全施工规程和履行安全措施。

并按长建发[2004]28号文件精神要求，对现场工程施工采取硬质围挡作业，将施工周边影响安全的因素降低到最低。

三、对项目重点、难点工程的理解及施工方案、工艺流程
1、土方工程施工流程
土方工程施工流程
处理下水降雨对策
验收
四、保证措施
1、质量体系与保证措施
质量体系
质量保证措施
1)单位工程开工前认真编制施工组织设计，经监理工程师审批后，严格
按施工组织设计施工。

主要分部、分项工程编制施工方案，科学的组
织施工。

在施工过程中，经常检查施工组织设计及施工方案落实情
况，以确保施工生产正常进行。

2)在总指挥部领导和总工程师的领导下，工程部由专职工程师组成质检
室负责质量管理工作。

各项目经理部设技术科和质检科，施工作业队
设专职质检员，施工班组设义务质检员。

指挥部质检室每月组织一次
质量检查，每季度由总工程师组织一次质量大检查，召开一次工程质
量总结分析例会。

3)项目经理部每月组织一次本单位的质量大检查，作业队每天进行施工
中间检查及竣工质量检查并评出质量等级。

4)施工操作者，必须具有相应的操作技能，特别是重点部位工程以及专
业性质很强的工种工程，操作人员必须具有相应的工种岗位的实践技
能。

施工操作中，要坚持自检、互检、交接检制度。

2、工期保证措施
关于高速公路软土路基沉降稳定性监测及施工措施
【摘要】本文介绍了软土路基施工中存在的主要问题和路堤施工软土路基观测的目的和内容,总结了路基沉降的观测方法及具体步骤，减少工后沉降和不均匀沉降的发生，防止和降低路基失稳和沉降导致的各种质量隐患。

【关键词】软土地基；沉降观测；施工测量；措施中图分类号： [TU196.2] 文献标识码： A 文章编号：在软土地基上修建高速公路，主要存在路基的沉降和稳定两大问题。

软土地基上填筑路基时，如果软土层滑动，路基就会失稳，将造成重大损失，在填土荷载的作用下，地基产生的不均匀沉降将导致路面结构和功能损坏从而是路面使用品质下降：在与桥涵等结构物连接处产生差异沉降，不仅会直接影响结构物的安全，而且车辆的激烈跳动严重影响行车的平顺性和乘客的舒适性，甚至引起事故。

一、软土路基施工沉降及稳定性监测的重要性1、软土路基施工存在的主要问题 (1)软土路基在路堤填筑施工过程中和路堤填土完成后,地基都要产生较大的沉降和剩余沉降,如何控制剩余沉降达到设计标准;如何确定路基的预留高度以保证路面达到设计标高;如何进行沉降控制,以尽保证不同构造物接头的平顺,减少跳车现象。

(2)由于软土强度低、固结慢,软土路基在路堤土施工过程中容易造成地基失稳,引起路堤滑坡破坏.在施工中如何控制填土速率,以确保地基稳定,而又影响工程的进度和质量。

2、路堤施工沉降观测的目的 (1)根据实测数据控制填土速率以保证路堤在施工中的安全与稳定。

(2)根据实测曲线预测工后沉降,确定构造物和面结构的施工期,施工后沉降控制在设计允许范围。

(3)实测路堤沉降为施工计算提供依据。

3、软土路基的观测内容 (1)地表沉降量观测。

(2)地表水平位移量及隆起量观测。

(3)地下土体水平位移观测。

二、路基沉降的观测方法及具体步骤1、工作基点桩的制作与埋设根据观测对象的分布情况,确定利用施工控制点作为位移监测控制点。

鉴于观测控制基点对本工程观测结果的重要性,有必要建立定期校核制度,定期校核控制点的坐标和高程。

施工期每周校核一次,坐标校核采用控制网的方法。

2、地表沉降量观测仪具的埋设及观测方法施工路段的地表沉降观测是在原地面上埋设沉降板进行高程观测,沉降板由沉降地板、沉降杆、管箍、保护套管和套管帽(堵头)等组成。

观测人员按设计的桩号断面将沉降板埋入土层中。

3、地表水平位移量及隆起量观测仪具的埋设及观测方法施工路段的地表水平位移是通过埋设边桩进行测量边桩,埋设在路堤两侧趾部以及边沟外缘以外10范围内,并结合稳定性分析在预测可能的滑移面与面的切面位置布设。

4、地下土体水平位移观测仪具的埋设和观测方法先将有4个相互垂直导槽的测斜管埋入土体中。

测量时,将活动式测头放入测斜管,使测头上的导向滚轮卡在测斜管内壁的导槽中,沿槽滚动,活动式测头可连续地测定沿测斜管整个深度的水平位移变化。

5、地基内部土体观测仪具的埋设及观测方法 (1)水位观测采用LY—2水位计,探头直径
1mm。

在孔隙水压力计观测点附近预先设置自由水位观测孔,将探头放入自由水位观测孔,当探头同水面接触时发出响声,电缆尺上所显示的读数就是水位深度,孔口高程减去水深即为水位高程。

(2)孔隙水压力计埋设,孔压计采用钻孔法埋设。

埋设关键是封孔。

钻孔埋设时,作好钻孔的详细记录,必要时可采取土样进行土工试验以提供更多的资料。

三、沉降观测精度的确定及监测设备
1、观测精度要求高速公路软土地基沉降量的变化相当复杂,它与设计总沉降量
的大小、观测频率、地质条件 (软基厚度)、地基处理方式、填土速率、填土高度、沉降控制方法以及沉降稳定状态等因素有关。

因此需要对施工全过程(路堤填筑、预压期及路面施工期 )分阶段确定测量等级。

2、监测设备 (1)基点设置使用的仪器全站仪。

选用拓普康电子全站仪,配合单棱镜进行观测,该仪器的标称精度±2.0”,测距中误差2+2 ppm。

水准仪采用莱卡s精密水准仪配合铟钢水准尺进行观测,仪器标称精度为±0.8 ram/kin。

(2)边桩(地表水平位移)观测。

选用电子全站仪,配合单棱镜进行观测。

(3)垂直位移(包括沉降板和边桩沉降观测)所采用的仪器与基点设置使用的仪器相同。

(4)深层水平位移观测。

选用国产CX—3B钻孔测斜仪,配置进 ILl探头。

测量精度为-+0.1 mm500 ram(系统总精度)。

(5)孔隙水压力观测选用钢弦频率接受仪,配置进口探头,测量精度为0.25 kPa。

四、工程措施路基沉降包括两部分：地基沉降和路堤本身的压缩沉降。

地基沉降通过软基处理来达到目的，路堤的压缩通过加强路基施工质量来控制后期的压缩变形。

软基处理的目的是使地基的沉降在施工期间大部分完成或基本完成，使地基在工程使用期间不至于发生不利的沉降和沉降差。

软基处理的方法软基处理的一般方法分为：换填法、排水固结法、复合地基处理、挤密、加铺加筋材料。

（1）换填：以砂石，素土，灰土和矿渣等强度较高的材料，置换地基表层软弱土，提高承载能力，减少沉降量。

经常用来处理浅层软土。

（2）排水固结法：原理是软土地基在荷载作用下，土中空隙水慢慢排出，空隙比减少，地基发生固结变形，同时土的有效应力增大，地基土的强度增长，可使地基的沉降在加载预压期间基本完成或大部分完成，使路基在使用期间不至于产生过大的沉降量和沉降差，同时增强地基土的抗剪强度，从而提高地基的承载力和稳定性。

排水固结法是由排水系统和加压系统两部分组合而成，排水系统可在天然地基中设置竖向排水体(沙井，袋装沙井，塑料排水板)或者利用地基土层自身的透水性上排至地表通过地表设置的沙垫层横向排除路基。

（3）振密，挤密法：原理是通过震动，挤压使地基土体空隙比减小，强度提高，达到地基处理的目的，必要时候，在震动挤密的过程中，回填砂砾石，灰土，索土等与地基土组成复合地基，从而提高路基承载力，减少沉降量。

（4）加筋法：在地基或者土体中埋设强度较大的加筋材料，使地基或者土体能承受拉应力，防止断裂，保持整体性达到提高地基土的整体抗剪性，提高承载力减少沉降或维持路基稳定。

经常用的加筋材料如土工布，土工格栅，刚塑格栅。

（5）复合地基处理：通过打入加固体与或者加固材料形成加固体与未处理的部分土体形成复合地基，从而提高地基的承载力，减少沉降量。

实践证明，在施工中通过对软土地基处理质量控制，路基压实度的控制，使道路工程长期处于适宜的环境中，对道路工程的沉降控制和道路工程的稳定，道路工程的使用寿命和使用品质具有重要的意义。