鄞州二桥施工监控组织管理.doc

鄞州二桥的施工监控与组织管理

鄞州区城市建设投资发展公司 同济大学桥梁工程系

内容摘要
大跨径桥梁的施工监控每座桥都有其不同特点，如何保证不同桥型、不同施工特点的桥梁能满足设计的要求，是施工监控工作的重点，其中组织管理工作尤为重要。
关键词 鄞州二桥 施工监控 组织管理
1、工程概况
宁波市鄞州二桥主桥结构为中承式钢管混凝土系杆拱桥（刚拱柔梁结构），跨径布置为30+100+30m。中拱拱肋轴线采用直线+二次抛物线+直线布置，矢高4.445米，矢跨比为1/11.248。吊杆拉索由73根Ф7mm低松弛镀锌高强钢丝组成，吊杆间距4米。拱肋轴线间距为14.5米，主桥横桥向布置三条拱肋，拱肋结构采用混凝土和Ф80cm钢管两部分组成。由主墩中心线向跨中水平距离12米范围内选用混凝土结构，其余为钢管混凝土结构。钢管拱肋采用分节预制、安装，每条拱肋分为5段，安装时采用牵索拼装的方法。拱肋内填混凝土采用C55微膨混凝土。
中承式系杆拱桥是一种内部高次超静定结构，理想的几何线型与合理的内力状态不仅与设计有关，而且还依赖于科学合理的施工方法。如何通过施工方案及时的调整以及系杆、吊杆张力和主拱肋标高的调整来获得预先设计的应力状态和几何线型，是大跨径桥梁施工中非常关键的问题。尽管在设计时已经考虑了施工中可能出现的情况，但是由于施工中出现的诸多因素，事先难以精确估计，而且在实际施工过程中由于施工误差，会使实际结构与原设计不符。所以在施工中对桥梁结构进行实时监测，并根据监测结果对施工过程中的控制参数进行相应调整是十分重要的。

2、施工监控的组织设施及实施过程
2.1组织设施
鄞州二桥的施工监控主要是针对桥梁的上部结构。在监控工作开展初期，为了更好地协调各方工作，首先成立鄞州二桥施工监控协调小组，由建设、设计、监理、施工、监控单位组成，负责协调工作及决策，由建设单位任组长，其他单位为成员。每施工若干阶段（视具体情况）后有一次例会，由监理组织，业主、监理、设计、施工、施工监控和有关专家参加，会议听取施工监控项目组的工作汇报，对施工中出现的问题给予纠正或协调解决。在施工中出现问题时应由监控协调小组召开紧急会议，及时提出处理办法。表1为鄞州二桥施工监控协调小组成员及各自职责。

常规的监控工作由施工监控项目组完成（简称监控组），监控组根据设计图纸，提出施工监控的实施细则与各阶段监控目标，并负责对施工单位的技术人员交底和培训，在每一阶段拱肋和主梁的施工前以监控联系单方式给出其标高和应力的控制值。如果发现异常情况，施工监控项目组根据现场监测数据，采用误差分析方法，与设计单位协商之后，提出各施工阶段线型和应力的调整实施方案。
2.2实施过程
首先成立施工监控协调组、施工监控项目组；
监控组撰写监控方案，经协调组组织各承担单位和相关专家对方案进行审核，通过则实施，不通过则修改；
监控组根据监控方案及计算数据每阶段向施工单位发布监控指令（或称监控联系单），该联系单经监控、监理签字后生效，施工单位执行；
各阶段施工完毕后，测试数据汇总至监控组，由监控组分析并汇报；
如出现工程问题，协调组组织召开各方讨论，确定如何解决。

3、监测点的设置
为了保证鄞州二桥监控工作的顺利实施，监测数据必不可少。在二桥上共进行了下列监测工作。
3.1拱肋应变测试
选择中拱肋和上游拱肋进行应变测试，测试断面有边拱拱脚、中拱拱脚、四分点和跨中。考虑数据的长期稳定性，测试方法采用弦式应变计。每个施工阶段都进行应变测试。
3.2拱肋标高测试
在三片拱肋的跨中、四分点等处进行标高测试，测试方法采用全站仪。钢管拱肋吊装合龙阶段，采用全站仪标高控制是整个监控的主要依据。钢管拱肋合龙时，为了保证数据的准确性，监理和监控单位对拱肋标高进行了复核。
3.3系杆张力测试
为了保证系杆张拉数据的准确，除了要求施工单位一方面标定张拉设备，并且在张拉过程采用应力、伸长量双控，另一方面，要求监控单位在部分系杆下埋设了压力环，校核系杆张拉力。
3.4吊杆张力测试
鄞州二桥虽然是刚拱柔梁体系，但由于有三根拱肋，其横梁成了连续梁结构，因此，吊杆的轴力直接关系到横梁的受力性能。协调组除了要求施工单位采用优化的横梁施工方案，监控组在横梁混凝土中埋设了应变计、在部分吊杆锚头上也埋设了压力环，随时监控吊杆的张力。
3.5拱座位移测试
在拱座上埋设了位移测试点，主要观测拱座的纵桥向位移和沉降。在钢管拱肋吊装施工、灌注钢管混凝土、系杆张拉、横梁吊装的过程中，对两岸拱座的纵向位移和沉降都进行了观测。

4、施工监控的前期准备
4.1施工监控的计算
为了保证施工的顺利进行，在施工监控初期，协调组要求监控组提前对大桥进行施工计算，其目的一是为了复核设计，二是为监控实施作准备。
监控组根据鄞州二桥的特点，采用结构计算程序，并考虑施工过程的各种因素对主桥结构进行了计算，并有下列结论：
①从计算数据可以发现，边拱靠近边墩的8米范围内有拉应力出现，且数值较大，产生原因是该区域无预应力和系杆产生的压应力，其他区域应力均满足规范要求。
②从计算数据可以发现，跨中拱肋最大预拱度为78mm。该值考虑了成桥后，活载和混凝土徐变的影响。
③从计算数据可以发现，每次张拉系杆的时机和张拉力都满足结构受力的要求。
由于上述结论，协调组马上要求设计单位考虑无预应力区的结构配筋问题、施工单位在拱肋制作时须考虑预拱度的设置。由于措施及时，设计单位及时修改了图纸，在该位置的下缘的两角处各添加一根125x125x12的角钢，保证了结构受力；而施工单位在拱肋制作时就考虑预拱度的设置。
4.2施工前多方交流
监控组提供的施工阶段拱肋预拱度计算数据可以发现，跨中钢管拱肋的最大预拱度为78mm，该值考虑了成桥后，活载和混凝土徐变的影响。钢管拱制作前，协调组召开了施工各方参加的生产技术会议，钢管制作厂家提出：在钢管拱肋的放样时，并不能简单的把该预拱度和设计拱肋标高相加，而应该考虑到，整片钢管拱肋的制作，是分节段焊接起来的，钢管拱肋会有焊缝收缩变形，这就涉及到一个焊接预拱度。为此钢管拱肋的跨中预拱度提高了50mm,合计放样预拱度为两者之和。钢管拱肋加工完成后的实测线形证实了当初论点的正确性。

5、施工中的快速应变措施
5.1吊索吊机高度的修改
钢管拱肋采用分节预制、安装，每条拱肋分为5段，安装时采用牵索拼装的方法。塔架安装后，由于突发事件（塔架高度影响了附近宁波机场飞机的起飞安全，需降低上塔架高度），这就涉及到对缆索吊机系统的重新设计及验算。协调组一方面组织施工单位对吊机系统的锚索、扣索、主索、起重索、牵引索、上下塔架的缆风索以及重力式后锚进行重新设计，另一方要求监控组对上述修改设计重新复核，由于组织管理措施到位，既保证了结构的安全，也没有太多的影响工期。
5.2系杆张拉锚块的修改
拱肋合龙后，准备张拉系杆，这时发现系杆锚块构造上有问题，需要修改设计，设计院提及了三个方案供业主选择，这里面就牵涉到工期、质量和资金的矛盾。协调组及时召开了会议，在总结与会各方意见的基础上，果断提出了最保证质量的方案，并且充分考虑施工单位人力、物力的基础上重新制定施工方案，没有影响工期，圆满解决了这一问题。
5.3横梁张拉次数的修正
主桥横梁为钢筋混凝土预制构件，原设计方案在横梁吊装后须进行三次预应力束张拉，由于都是空中作业，比较麻烦。协调组听取了施工单位的建议后，要求监控组和设计院对横梁的吊装以及后续的工况进行了详细的计算，在仔细分析了横梁的内部应力的分布情况及横梁的竖向位移后，发现横梁的预应力束分两次张拉也可满足结构的安全要求，这样既缩短了施工的工期，又节约了成本。
5.4横梁吊装方案的更改
设计要求，横梁吊装必须对称进行，当然这是最理想的。但实际施工时，由于各种原因，不可能完全保证。如何在保证结构安全的前提下，加快施工进度，这是协调组面对的问题。协调组首先要求施工单位提出较方便的施工方案，然后要求监控组和设计单位对此方案进行论证，最终各方提出了既保证结构安全，又方便施工的新方案。

6、施工监控的成果
由于采取了有效的组织措施，拱肋施工完成后拱肋标高和横梁定位标高均达到或接近设计的要求。具体数值见表2、3。

7、结论
①施工监控的组织措施是施工监控顺利实施的重要保证；
②施工监控协调组由施工各方负责人参加，其中组长作用尤为关键；
③成立监控协调组迅速解决了施工中存在的问题，既能提高了工程的质量，又为工程建设缩短了工期、节约了成本。

8、参考文献
[1]. 陈宝春.钢管混凝土的设计与施工[M]，人民交通出版社，1999.9.
[2]. 许俊、郑信光等；影响P.C.斜拉桥施工控制目标的因素，2000.1，上海