大跨度隧道施工

大跨度隧道施工（精选十篇）

大跨度隧道施工 篇1

关键词：隧道,大跨度,地表沉降,双侧壁导坑法

1 工程概况

广州地铁二号线公园前站—纪念堂站区间,在YDK14+180～YDK14+202处形成左线、右线、存车线、渡线四线并存段,从而形成了长度为22 m,开挖跨度达21.6 m大跨度隧道。这样跨度的隧道在国内还是首座,即使在亚洲也是罕见的。

该大跨度隧道所处地面环境非常复杂,右侧紧靠市政府大楼,附近有一棵百年古树为保护文物。左侧为连新路和市建委大楼,附近有一棵历史纪念树。因此,要求施工时必须严格控制地表变形和地下失水,保证地面和地下结构物的安全。

2 开挖设计及计算

2.1 双侧壁导坑法设计

根据双侧壁导坑法设计开挖步骤,大断面开挖时各个开挖部位之间在空间上前后要有一定的错开距离,以减少同步开挖相互之间的影响及引起地表较大沉降,产生施工不安全因素,由此确定各步开挖的最小错开距离。如表1所示为开挖步骤与前后错距,如图1所示为大跨度隧道施工步骤[1]。

2.2 ANSYS数值模拟施工[2]

计算直接选取中间断面YDK14+190来分析建模。洞顶覆盖地层从上到下分别为松散杂填土3 m,少粘性粉土2.50 m,全风化砂岩2.8 m,全风化含水量砾砂岩6.9 m,隧道穿过的地层为强风化含砾砂岩和中风化砂岩及粉砂岩。模拟施工作了一定的简化,把施工分为双侧壁导坑施工、上导洞施工、下导洞施工以及二衬混凝土施工。前3个步骤各有2个时间子步,共计7个时间子步。如图2所示为二衬混凝土施工的有限元模型。

2.3 地表沉降曲线分析

通过对7个时间子步的数值模拟得出了地表的沉降槽曲线。如图3所示为YDK14+190断面地表的沉降槽曲线。

从图3中可以看出:在双侧壁导坑施工的2个时间子步中的地表最大位移为1.9 mm,在上导洞施工中的第1个时间子步中地表最大位移为8.6 mm,第2个时间子步中地表最大位移为13.1 mm,说明在第2步施工中控制地表沉降是整个施工的关键部位。在下导洞施工中的2个时间子步中的地表最大位移为13.4 mm,是上一步的102%,第3步并不影响地表沉降。在二衬混凝土的施工中地表最大位移为14.1 mm,比第2步增长7.6%,比第3步增长5.2%。说明在二衬混凝土施工中,拆除临时支护时,会使地表沉降有一定的增长。施工中应严格控制施工工艺,以免拆除不当而带来地表沉降值的增加。

3 结语

通过有限元程序ANSYS对浅埋暗挖大跨度隧道的开挖与支护进行平面数值模拟。 结果均在施工技术控制标准(+1 cm～-3 cm)范围内。说明利用双侧壁导坑施工的方法确实有效。

结果表明:二衬混凝土施工完毕后的地表最大位移为14.1 mm,比下导坑施工增长7.6%,比上导洞施工增长5.2%。说明采用双侧壁导坑法施工是可行的。

参考文献

[1]关宝树.隧道工程施工要点集[M].北京:人民交通出版社,2003.

[2]李权.ANSYS在土木工程中的应用[M].北京:人民邮电出版社,2005.

大跨度钢结构施工安全措施 篇2

大跨度空间结构施工中,高空作业量多,施工难度大，结构的施工质量尤为重要,并且施工人员的安全防护要求特别高。

高处作业的一般要求

(1）

进行高空作业的各工种和现场人员必须遵守本规程，从事高空作业的人员，必须定期检查，患有下列疾病,不宜从事高空作业:高血压、低血压、心脏病、贫血病、颠病.(2）

高处作业者必须使用安全帽、安全带、穿软底鞋,登高前严禁喝酒，并清楚鞋底泥沙和油垢。

（3)

脚手板、脚手架、栈道、斜边、梯子、吊蓝、挂板等高处作业设备，必须搭设稳固，材质优良，巡回检查使用情况.（4）

高处作业的设备，不许有翘头板、空头板、断裂板、露头钉、朝天钉、空缺挡、折断等缺陷，施工中的“五口”应设围栏及盖板，在“五口”处不得放置落下的料具.(5)

斜道、斜跳板及操作平台上除钉有或焊有防滑条或涂上防滑漆外，应及时清扫上面的泥沙和油垢。

(6）

必须使用梯子登高,不准从模板或脚手架外登高，不允许用起重机吊人员。

(7)

传送工具和材料应用绳索系送，禁止抛掷，禁止从高处向下推掷料具。

（8）

脚手架和起重设备上空及附近空间,如有高压线，应按安全距离控制,脚手架上所有的电线和电器设备应绝缘良好，以防止漏电。

(9）

六级强风和雨雪天及夜间，一般应停止高处作业，如需进行高处作业，则应制定相应的防护措施。

（10)

钢结构吊装前，应进行安全防护设施的逐项检查和验收，验收合格后，方可进行高处作业。

悬空作业安全

（1）悬空作业处应有牢固的立足之处,并必须视具体情况，配置防护栏杆、栏网或其他安全设施。

（2)悬空作业所使用的索具、脚手架、吊蓝、平台等设备，需经过技术验证或鉴定才能使用。

（3)钢结构的吊装，构件应尽可能在地面组装,并搭设临时高空设施，以利于高空固定，点焊、螺栓连接等工序。拆卸时的安全措施，也应一并考虑.高空吊装大型构件前，也应搭设悬空作业中所需的安全设施.（4）进行预应力张拉时，应搭设站立操作人员和设置张拉设备用的牢固可靠的脚手架或操作平台.预应力张拉区域标示明显的安全标志，禁止非操作人员进入.(5)悬空作业人员，必须佩戴好安全帽、安全带等。

攀登作业安全

（1）

现场登高应借助建筑结构或脚手架上的登高设施,进行登高作业时，也可使用梯子或其他登高设施。

（2）

柱、梁和滑轨等构件吊装所需要、的直爬梯及其他用于登高用的拉攀件，应在构件施工图或说明内作出规定,攀登用具在结构构造上，必须牢固可靠.(3)

梯脚底部应垫实，不得垫高使用，梯子上端应有固定措施。

（4）

钢柱安装登高时，应使用钢挂梯或设置在钢柱上的爬梯.（5)

登高安装钢梁或轨道时,应视钢梁高度,在两端设置挂梯或搭设钢管脚手架.（6)

在网架或网壳上、下弦登高操作时,应视跨度大小在两端及跨中设置攀登时上下的梯架。

交叉作业安全

（1）

结构安装过程各工种进行上下立体交叉作业时，不得在同一垂直方向上操作，下层作业的位置,必须处于依上层高度确定的可能坠落范围半径之处，不符合以上条件时，应设置安全防护层.（2)

脚手架边缘、上层结构边缘，严禁堆放拆下的构件。

（3）

施工高度较大时，凡人员进出的通道口均应搭设安全防护棚.（4）

由于上方施工可能坠落物件或处于起重机扒杆回转范围之内的通道,在其受影响范围内，必须搭设顶部能防止穿透的双曾保护廊.结构焊接安全

1、防止触电

（1)

电焊机外壳，必须接地良好,其电源的装拆应由电工进行.（2）

电焊机设备单独开关,开关应放在防雨的匣箱内，拉合匣时，应戴手套,侧向操作.（3)

焊钳与把线必须绝缘良好,连接牢固,更换焊条应戴手套.潮湿地点，应站在绝缘胶板或木板上。

（4）

严禁在带压力的容器或管道上施焊，焊接带电的设备必须先切断电源，(5）

贮存过易燃易爆、有毒物品的容器或管道,必须先清楚干净,并将排气孔口打开。

(6)

焊接预热工件时,应有石棉匝布或挡板等隔热措施。

(7）

把线、地线禁止与刚丝绳接触，更不得用钢丝绳或机电设备代替零线.所有地线接头，必须连接牢固。

(8）

更换场地移动把线时，应切断电源,并不得手持把线爬高攀登.（9)

雷雨时，不得进行露天焊接作业。

(10)更换焊条时一定要戴皮手套，不要赤手操作。带电情况下，为了安全，焊钳不得夹在腋下去搬被焊工作件或将焊接电缆挂在脖子上。

(11)下列操作,必须在切断电源后才能进行：

a）

改变焊接接头时;

b）

更换焊件需要改变二次回路时;

c）

更换保险装置时;

d）

焊机发生故障需进行检修时；

e）

转移工作地点搬动焊机时；

f)

工作完毕或临时离开现场时。

2、防止爆炸

防止爆炸主要发生在气割过程中,由于要用到乙炔瓶，所以储存和使用乙炔瓶注意以下几方面问题：

（1)乙炔瓶储库的设计和建造，应符合建筑设计防火规范中乙炔站设计规范的有关规定.(2)储存间应有专人管理，在醒目的地方应设置标志。

（3)严禁与氯气瓶、氧气瓶及易燃物品同间储存.(4)储存间与明火或散发火花地点的距离，不得小于15m,且不应设地下室或半地下室。

(5)储存间应有良好的通风、降温等设施，要避免阳光直射，要保证运输畅通，在其附近应设置有消防栓和干粉。

(6)乙炔瓶储存时,一般要保持竖立位置,并应有防止倾倒的措施。

(7）使用乙炔瓶的现场，储存量不得超过5瓶，超过5瓶但不得超过20瓶，应在现场或车间内用非燃烧体或难燃体隔墙分库;储存量不超过40瓶的乙炔库房，可与耐火等级不低于二级的生产厂房毗郐建造。

钢机构吊装安全

1、一般规定：

(1）吊装前应编制结构吊装施工组织设计或制定施工方案，明确起重机吊装安全技术要点和保证安全技术措施。

（2)参加吊装的人员应经体检合格,在开始吊装前应进行安全技术教育和安全技术交底。

(3)吊装工作开始前，应对起重运输和吊装设备以及用索具、卡环、夹具、锚锭等的规格、技术性能进行细致检查和试验，发现有损坏或松动现象,应立即调换或修好。其中设备应进行试运转，发现转动不灵活、有磨损应立即修理。重要构件吊装前应进行试吊，经检查各部件正常，才可进行正式吊装。

2、防止高空坠落

（1）为防止高处坠落，操作人员在进行高处作业时，必须正确使用安全带.安全带一般应高挂使用。

（2)在高处安装构件时，要经常使用悄杠校正构件位置，这样必须防止因撬杠滑脱而引起的高空坠落。

（3）在雨期、冬季里，构件上常因潮湿或积有冰雪而容易使操作人员滑倒，采取扫清积雪后在安装，高空作业人员必须穿防滑鞋方可操作.(4）高空操作人员使用的工具及安装用的零部件,应放入随身佩戴的工具袋内,不可随便向下丢掷。

（5）在高空用电焊切割或气割时，应采取措施防止割下的金属或火花掉下伤人。

(6）地面操作人员，尽量避免在高空作业的正下方停留或通过，也不得在起重机的吊杆或正在吊装的构件下停留或通过。

（7）构件安装后，必须检查连接质量，无误后，才能摘钩或拆除临时固定工具，以防构件掉下伤人.(8）设置吊装禁区,禁止与吊装作业无关的人员入内.3、防物体下落伤人

(1)高空往地面运输物体时，应用绳捆好吊下。吊装时,不得在构件上堆放或悬挂零星物体。零星材料和物体必须用吊笼或钢丝绳保险绳捆扎牢固，才能吊运和传递,不得随意抛掷材料物件，工具,防止滑脱伤人或意外事故.(2)构件绑扎必须绑扎牢固，起吊点应通过构件的重心位置，吊升时应平稳，避免振动或摆动.(3)起吊构件时，速度不应太快，不得在高空停留过久，严禁猛升猛降，以防构件脱落。

(4）构件就位后临时固定前，不得送钩，解开吊索索具。构件固定后，应检查连接牢固和稳定情况。当连接确实安全可靠才可拆除临时固定工具和进行下步吊装。

(5）风雪天，霜雾天和雨期吊装,高空作业应采取必须的防滑措施，如在脚手架、走道、屋面铺麻袋或草垫，夜间作业应有充足照明.4、防止吊装结构失稳

（1）构件吊装应按规定的吊装工艺和程序进行，未经计算和可靠的技术措施，不得随意改变或颠倒工艺程序安装构件.（2)构件就位够，应经初校和临时固定或连接可靠后方可卸钩,最后固定后方可拆除临时固定工具。高宽比很大的单个构件，未经临时或最后固定组成一稳定单元体体系前，应设溜绳或斜撑固定。

（3）构件固定后不得随意撬动或移动位置，如需要重新校正时,必须回钩。

（4)多节吊装时，应吊完第一节后,将下节灌浆固定后，方可安装上节构件.5、防止触电

（1）吊装现场应有专人负责安装、维护和管理用电线路和设备。

(2）起重机在电线下进行作业时，工作安全条件应事先取得机电安装或有关部门同意。起重机在电线附近行驶时,起重机与电线之间的距离不应小于相关规定。

(3)构件运输时,距高压线路净距不得小于2米，距低压线路不得小于1米,如超过规定应采取停点或其他措施.（4）使用塔式起重机或长吊杆的其他类型起重机，应有避雷防触电设施，各种用电机械必须良好的接地或接零，接地电阻不应大于4欧姆，并定期进行接地极电阻遥测试验。

6、塔吊、起重机等大型设备施工安全

（1）大型机械设备的拆装作业，必须由具备安装资质的专业队伍和人员承担，一般人员不得参与.(2)安拆作业前,承接单位要召集工程技术、安全部门人员一同勘察现场情况，协商制定安全技术保证措施。

(3)大型机械的拆除安装，对参加拆装人员要进行安全技术交底，严格遵守拆装程序，拆装时，要有安全监管员和技术负责人在现场指挥.(4)大型机械的安装拆除作业,应遵守电气、机械、高空作业安全规程，防止触电、坠落、挤伤等事故.（5）安装完毕的设备,应符合《起重机械安全规程》和《建筑机械使用安全技术规程》的要求，并通过公司或劳动部门验收后方可使用。

(6)各种机械设备都应遵守《建筑机械使用安全技术规程》。要加强对操作人员的安全教育，经常深入施工现场检查规程执行情况，发现问题及时解决，消除安全隐患。

(7)对操作人员必须经过安全操作技术培训、考核,取得操作证后,方可单独操作.（8)执行定机、定人、定岗位制度,加强责任心教育，要求操作人员不仅要保证本机的安全，且要保证协同作业人员的安全。

(9）结合机械设备的定期检查，委派专人对设备的安全保护装置和指示装置进行检查,以确保安全装置齐全，灵敏、可靠。

（10）机操人员必须听从施工人员的正确指挥，精心操作。对于施工人员违反安全技术规程和可能引起危险事故的指挥，操作人员有权拒绝执行。

（11)各种型号塔吊使用,必须实行定人、定机、定岗位责任。配备1~2名司机和2名以上指挥人员及维修工，团结一致，统一指挥。

(12)塔吊作业前按规定对机械进行调整、紧固、润滑及防腐。经常检查塔身垂直度，垂直度偏差要小于4％。

（13)塔吊作业前应进行空载与重载运转试验，并经常检查各电气保险装置、限位装置、报警指示系统是否齐全有效。

(14）起吊重物时，严禁超负荷使用。

(15）不论有无安全装置和设备,严禁任何人随吊物品升降。

（16)作业前先发信号，然后将重物离地0.5米左右停车，确定刹车、钓钩、重物绑扎无问题后，方可指挥起升作业，塔吊停用时，钓钩上升距吊杆距离不得小于1米.（17）塔吊在停电、停工时，应将重物卸下,不得悬空挂在空中。

(18)塔吊卷筒上钢丝绳不得少于三圈，钢丝绳在筒上应排列整齐，并经常保持油润,达到报废标准时应及时更换。

(19)塔吊司机应认真作好塔吊运转记录及交接班记录方可离岗。

大跨度大空间梁式结构转换层施工 篇3

【关键词】大跨度；梁式结构；转换层

0.引言

现阶段，最为常见的转换层，都是直接在建筑体系中直接选择一层作为转换层进行建造。通常来说，转换层之下的结构空间较大，多数属于大跨度、大空间的梁式结构转换层。由于梁式结构转换层本身所起到的作用至关重要，因此，必须要针对该环节的施工措施加以重视。下文主要针对大跨度、大空间梁式结构转换层施工进行了全面详细的探讨。

1.施工的重点和难点

1.1模板

该类型结构由于本身跨度较大，并且必须要满足较大的承载、荷载需求，因此，在进行设计的过程中，往往为了符合这方面需求，而将转换层本身的自重设计得较大。例如一根截面能够达到1m@2m的大型梁线，其荷载能力便能够达到52kN以上。但是，再考虑到工程建造过程中，其转换层在完全达到荷载标准之前，实际上其转换层本身的模板承重体系还需要承受来自上部其他环节结构、施工设备、施工材料的荷载影响。因此，在这一部分的承重架本身所需要承受的线荷载往往能够达到150kN左右，因此，转换层的搭设场地、承重架本身必须要具备充足的承重能力。

由于空间大，要求承重架搭设相当的高度。如某铁路新客站C区空间高度约43m，接近常规钢管脚手架搭设高度的极限，对承重架的整体稳定和扣件的抗滑力提出了较高的要求。所以在转换层结构尚未形成足够的强度前，必须解决大荷载的支承和传递问题。

1.2钢筋

转换层往往要求承受较大荷载、弯矩甚至扭矩，因此梁柱截面大，钢筋粗、密集且多排布置。如某铁路新客站C区转换层的大梁和大柱KZ0，钢筋间距非常小，尤其是在梁柱节点部位，钢筋绑扎、混凝土下料及振捣较困难。

1.3混凝土

为提高结构强度，承受上部荷载，转换层混凝土强度等级往往较高。如某铁路新客站C区从标高13.200m起均采用C60混凝土。高强混凝土流动度大、初凝时间较短，对施工现场技术及管理水平要求较高，对混凝土的垂直运输、浇筑和养护的要求均较高。

2.施工措施

2.1支模

在针对转换层模板承重架进行施工的过程中，通常情况下都是直接使用48@3.5的钢管来进行搭设。但在实际施工期间，由于所需承受的荷载力较大，那么就应当要合理的减少立杆呈现出的间距、步高，提升剪力撑在其中的数量，利用双扎头形式来促使架体本身的稳定性、强度得以提升。在较为特殊的情况下，相应的承重架可以直接使用钢结构来进行施工。

（1）某铁路客站的长度达到200米，而宽度则仅有20米左右。该客站的结构转换层处在工程的中央位置，其下部位置存在着相应的施工材料运输通道，并且有施工人员存在。因此，禁止在该位置进行密集、大面积的承重搭设；依据设计要求来看，承重架必须要在客站的主体结构完全封顶以及转换层内部预应力钢筋完全张拉完工之后，才能够拆除掉；再加上工程建设中的承重架高度达到了43m，这一高度已经处在了常规搭设的极限高度；搭设期间，本就不宽敞的施工现场以及施工道路，需要进行大量的钢管、扣件运输，并且要在短时间内完成，这极大的影响到其他环节施工。

针对以上的工程建造问题来看，工程施工期间可以使用整体自升形式的钢平台承重架。并且该类型的平台本身搭设了约24根钢柱，上部还有9榀承重桁架，在桁架之上，铺垫了相应的钢板施工台，通过该方式，能够有效的对于转换层重量、施工重量进行承载。施工期间，相应的钢平台可以直接在地面上进行组装，可以随着格构柱的提升而提升，当达到了工程设计标高之后，便可以进行使用。

（2）在搭设承重架时应注意荷载传递问题。

在采取常规措施进行施工期间，如果说浇筑层所呈现出的施工荷载、结构荷载并不大，并且相应的下部建筑结构完全能够承受这一重量，那么承重架便仅仅只需要搭设一层即可。如果说转换层自身的配筋较为密集，同时转换层结构尺寸也超出一般标准，那么就必须要针对承重架采取完善的加固处理。

（3）模板选用除常规施工的要求外，考虑到大体积混凝土侧压力较大，应特别注意保证模板体系的刚度及支撑牢固，以防混凝土浇筑后位移和胀模。

2.2钢筋绑扎

（1）转换层梁钢筋密集，直径一般都在25mm以上，特别是梁柱节点处钢筋绑扎难度更大，故计算钢筋下料长度时应充分考虑钢筋的相互关系，在规范及设计允许的范围内（锚固长度不变）按主筋-次筋-预埋件的先后次序做适当调整，使钢筋能顺利就位。

（2）由于钢筋粗，数量多，自重大，按常规方法绑扎固定很困难，故应先制作钢筋支架（用钢管或型钢），待钢筋（包括箍筋）绑扎就位后再拆除。

2.3混凝土浇筑

（1）转换层混凝土强度等级一般较高，且多为大体积混凝土，施工中应从原材料配合比、搅拌、运输、浇筑振捣、养护等方面进行控制，其中关键问题是配合比控制、浇筑和养护。

（2）混凝土浇筑应重点解决运输、浇筑、振捣三个环节。混凝土运输应把握适时足量的原则。大空间转换层泵送高程高、难度大，在支设泵管时应尽量牢固、避免弯头转角过多。高强混凝土初凝时间较短，浇筑时应采取合理的路线，防止出现冷缝。

（3）混凝土养护主要应防止混凝土温度升降过快、升幅降幅及表面与中心温差过大，要求底、侧模缓拆，并外包泡沫塑料板进行保温保湿养护。

3.结语

综上所述，在是实际进行转换层施工的过程中，必须要对于梁式结构加以重视，采取完善的施工措施进行施工，并且各个部分的细节都要有所考虑。其承重结构本身所能够承受的重量都应当要超标准进行设计，避免出现安全隐患的可能性。大跨度大空间梁式转换层施工的发展，对于建筑行业的提升来说，有着至关重要的作用。 [科]

【参考文献】

[1]张旭.某高层大跨度钢骨混凝土转换梁模板支撑系统施工技术浅析[J].福建建材，2011（08）.

[2]詹国伟.浅谈高层建筑梁式转换层施工支撑体系的优化[J].福建建材，2011（05）.

大跨度拱桥施工方法简介 篇4

关键词：大跨度,拱桥,施工,方法

大跨度拱桥具有外形美观、跨越能力较大等优点, 是今后大跨度桥梁发展方向之一。已建成的钢拱桥最大跨度已经达到550 m。钢拱桥和其他大跨桥梁相比, 它的刚度较大, 稳定性和抗震性较好。当桥址处于风速或地震烈度较大的地区, 或桥梁承受铁路荷载且地质条件良好时, 钢拱桥不失为一种较佳的大跨度桥梁方案。

拱桥的施工大致可以归纳为两大类:有支架施工和无支架施工。有支架施工主要用于中小跨径的石拱桥和钢筋混凝土拱桥 (现浇混凝土拱桥及混凝土预制块砌筑的拱桥) ;无支架施工主要用于大跨度拱桥。常用的无支架施工方法有:悬臂施工法、缆索吊装施工法和转体施工法等。

1 悬臂施工法

悬臂施工法是钢拱桥最主要的施工方法, 根据施工中临时辅助设施与拱圈组成的受力结构的不同, 又可分为自由悬臂拼装法、斜拉悬臂法、悬臂桁架法等。

1) 自由悬臂法——实际悬臂半拱仍需要辅助结构, 一般采用少量拉索拉住上弦使拼装过程中半拱能以悬臂曲梁承受拱圈的自重, 只不过这种辅助结构 (如拉索) 与斜拉悬臂法相比非常小, 因而称之为自由悬臂拼装法。由于钢拱桥的构件均为加工好的构件且构件重量不大, 所以施工中常采用自由悬臂拼装法进行架设。狱门桥、悉尼港桥等就采用了这一方法 (如图1所示) 。在采用自由悬臂施工法时, 还可以通过使用独立的临时支承, 来减小自由悬臂长度。贝永桥就是采用了这种方法。

2) 斜拉悬臂施工法——大跨度钢拱桥中广泛使用的施工方法, 此法先在两边搭设施工塔架, 用拉索拉住悬臂的拱肋。主拱肋分节段施工, 节段间接头用拉索扣挂于塔架上。塔架的平衡由背索来维持, 背索锚固于地锚或边跨上。施工时逐渐向拱顶悬拼拱肋节段, 直至全桥合龙。美国Eads桥是最早采用这种施工方法的桥梁 (见图2) 。该桥不仅因首次把钢材应用于桥梁中而在桥梁史上闻名, 更因为它是第一座采用斜拉悬臂法施工的桥梁而载入桥梁史册。它所开创的斜拉悬臂施工法不仅在拱桥中得到广泛的应用, 而且也很快地推广到其他桥梁之中。美国新河谷桥也采用了斜拉悬臂法进行施工。同时, 斜拉悬臂施工中可以先架设主拱, 也可以同时架设主拱和拱上建筑。美国与加拿大交界处的彩虹桥的施工就采用了后者 (见图3) 。

3) 悬臂桁架法——即是将一般桁架拱两端适当位置处的上弦节点断开, 使两端各自成为墩台的一部分的一般悬臂桁架梁, 与墩台整体连接支承中部的桁架拱, 其计算跨径相应就减小, 总的外形使两者成为串联式的梁拱组合体系。施工时, 按桁架T构逐节悬臂拼装 (利用人字钢桅杆吊机) , 直至合龙。最后在上弦杆的两端适当位置处, 放松预应力粗钢筋, 并各自张拉两端的预应力粗钢筋 (去掉部分施工用的粗钢筋) , 完成体系转化而构成悬臂桁架拱。

2 缆索吊装法

缆索吊装施工法一般是由一孔桥的两端向中间对称进行, 在最后一节构件吊装就位, 并将各接头位置调整到规定标高以后, 放松施工吊索, 各接头合龙后撤去扣索的一种施工方法。瑞典的Askerofjord桥在施工过程中采用了这一方法 (如图4所示) 。拱的每段从岸上运到船上, 再运到指定的位置, 然后通过悬索吊起。拱顶先安装, 然后再向两拱座对称地进行安装。

3 转体施工法

转体施工法是将拱圈分为两个半跨, 分别在两岸利用地形作简单支架, 现浇或拼装半拱;接着用扣索一端锚固于拱肋端部 (靠近拱顶) , 另一端经拱上支架至桥台处锚固;之后张紧扣索, 使拱肋脱架;接着借助台身间预设的滑道 (即转盘装置) , 慢速将拱肋平转就位, 最后进行拱肋合龙。这种施工方法转体过程中用扣索拉力代替另一半拱推力, 与肋重及肋上支架的竖直反力、台身自重等形成平衡, 并在该状态下将拱肋的受力状态调整到不出现拉应力。佛山东平大桥是我国桥梁转体施工方法研究成果的集中体现, 该桥首次采用了无扣索竖直提升转体结合平转 (两次转体) 的施工方法 (见图5, 图6) 。

4 组合施工法

一些桥梁根据具体情况选择悬臂拼装法与其他方法相结合的施工方法, 称之为组合施工法。委内瑞拉首都加拉加斯 (Caracas) 附近的三座姐妹桥施工时采用了悬臂拼装与缆索吊装的组合施工法 (如图7所示) 。该桥先在两拱脚处各修建一个塔架, 利用塔架悬臂拼装钢桁架拱肋至1/4跨处, 利用固定在边跨桥墩的后拉索将其悬扣挂住;拱顶段的拱肋部分, 在谷底利用少量支架拼装, 然后用拉索提升, 拼装到指定的位置进行合龙。2003年建成通车被誉为“世界第一拱”的上海卢浦大桥, 550 m的跨度为世界同类桥梁第一, 比排名第二的美国西弗吉尼亚大桥长出32 m, 比悉尼港大桥长47 m, 该桥采用了斜拉悬臂和缆索吊装组合的施工方法。

桥梁的施工方法极大地影响着桥梁技术的进步。钢拱桥在早期除了材料方面的原因外, 在Eads桥中首创的悬臂施工法是其得到快速发展的主要原因。然而, 近现代随着预应力梁式桥的悬臂施工方法的发展、悬索桥与斜拉桥的大量应用, 钢拱桥尤其是大跨度钢拱桥的应用越来越少的主要原因之一是其施工方法复杂和施工费用较高。钢拱桥的施工架设方法与拱的结构、桥址自然条件、造价、工期都有很大的关系。总体而言, 它的发展趋势是从早期的有支架施工朝着少支架或无支架的方向发展。历史上, 钢拱桥中创新的施工方法如悬臂施工法曾被推广至其他桥梁的施工之中, 其他桥梁的施工方法, 如顶推法、悬索吊挂法, 也被大量应用于拱桥施工之中。今后在大跨度钢拱桥的施工技术发展中, 借鉴其他桥型, 尤其是钢筋混凝土拱桥中应用的施工架设方法, 应是其主要发展方向。

参考文献

[1]陈宝春, 高蜻, 吴庆雄.钢拱桥发展概况[J].北京交通大学学报, 2006 (sup) :11.

[2]吴冲.现代钢桥 (上) [M].北京:人民交通出版社, 2006.

[3]钱冬生, 夏建国.铁路钢桥——设计和制造[M].成都:西南交通大学出版社, 1994.

[4]田仲初, 彭涛.佛山东平大桥施工监控的关键技术[A].钢桥科技论坛 (SBSTF2006) 全国学术会议交流论文集[C].2006.

[5]徐伟, 段雪炜.重庆朝天门长江大桥主桥钢桁拱桥设计[A].钢桥科技论坛 (SBSTF2006) 全国学术会议交流论文集[C].2006.

大跨度隧道施工 篇5

【关键词】超高层；大跨度；高支架；加强带；斜向立杆

[文章编号]1619-2737（2016）01-30-665

近年来，全国范围内发生因模板高支架坍塌而导致重大恶性事故多起，因此对此方面的安全监理工作应特别引起施工现场人员的重视。根据《建设工程安全生产管理条例》和建设部建质〔2004〕213号文件《危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家论证审查办法》要求，模板工程施工前施工单位应当单独编制安全专项施工方案，对水平砼构件模板支撑系统高度超过8m或跨度超过18m，施工总荷载大于10KN/m²或集中荷载大于15KN/m²的模板支撑系统必须由建筑施工企业组织不少于5人的专家组，对编制的安全专项施工方案进行论证审查。

1. 工程概况

大观天地MALL购物中心位于南京市静海寺古建筑风景区，热河路东侧，静海寺西侧，建宁路北侧，北邻静海寺公园，拟建项目为2～6层购物中心，设有2层地下室，局部为一层，且连成一体作为地下车库或其他用房。

2. 高支架搭设方案大跨度高支模，分为三种情况考虑其搭设方案：

（1）直接在屋面板上方的斜屋面板部位，采用48×3.2钢管纵向距不大于800×800，步高不大于1500，模板支撑立杆直接支撑在屋面板下，44层（29层）模板支撑体系不拆除。

（2）直接在屋面板上方的斜屋面梁部位，48×3.2钢管，梁底纵距不大于800，横距400+550，步高不大于1500，模板支撑立杆直接支撑在屋面板下，44层（29层）模板支撑体系不拆除。

（3）屋面构架17～19/H轴模板支撑体系除满足（1）、（2）要求外，不同时的模板支撑立杆支撑在工字钢支架上。

2.1高支架脚手架搭设要求：

（1）48×3.2钢管为主要受力杆件，通过扣件连接的钢管满堂脚手架支撑体系。

（2）底板：梁底纵距不大于800，横距400+550，步高不大于1500。

（3）竖向剪刀撑、水平剪刀撑45°～60°。

（4）高支架两端于（17）、（23）轴与结构可靠相连。（17）轴在结构面上予埋钢管，（23）轴在柱上予埋钢板埋件，上焊16号工字钢，每两步高设置一道。

2.2监理项目部要求施工单位：

2.2.1编制《屋顶高空大跨度高支架设计和施工专项方案》

（1）施工方案应有计算书，包括荷载计算、模板及其支撑系统的强度、刚度、稳定性的验算。

（2）因是17°44′的斜面层，梁跨20.8m，施工方案应有水平杆步距和剪刀撑设置等构造措施的详细说明。

（3）方案应有支撑平面布置图、模板及其支撑的立面图和剖面图、节点大样施工图。

（4）方案应对砼浇筑方法和程序提出要求。

（5）方案应有支撑系统安装验收方法和标准。

2.2.2由于是在超高层180m处又值台风季节，方案编制后，我们提出一定要经过专家组的论证审查，提出书面论证审查报告，专家提出5点意见：

（1）由于架体一侧高19m，一侧高14m在高度12m处增设加强带（见图1），加强带的高度为一步高，设斜撑，梁下两侧，板下横向间隔4m设。

（2）梁下支撑考虑到架体较高，虽原方案已够，但应适当加密调整到400×1200，梁下为400×800立杆间距（图2）。

（3）由于是斜梁板，为平衡斜梁板的水平分力，考虑对架体抵抗水平力做加强，具体为（23）轴处的水平型钢增加拉杆，架体上增加水平加强桁架（扣件搭设如同加强带），此外，在桁架顶部有水平加强带的基础上再增设斜向顶杆（图3）斜向顶杆设在大跨度斜梁部位。

图3

（4）斜梁及斜板的砼浇筑应考虑防下滑措施。

（5）搭设完成后，组织各方全面检查验收，施工单位技术员负责签字后报监理进行审查。

2.2.3监理组织相关专业监理工程师进行审查，对方案中的相关技术指标，根据相关规范进行验算，认为该方案可以保证安全，总监签字后同意交施工单位施工。

2.3由于篇幅所限，这里我们仅列出梁、高支撑计算书：

高支撑架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）。

模板支架搭设高度为20.0m，基本尺寸为梁截面400mm×1200mm， 梁支撑立杆的横距（跨度方向）L=0.80m， 立杆的步距h=1.50m，梁底增加一道承重立杆，采用的钢管类型为48×3.20。

2.3.1梁底支撑的计算。作用于支撑钢管的荷载包括梁与模板自重荷载、施工活荷载等。

2.3.2梁底纵向钢管计算。纵向钢管只起构造作用，通过扣件连接到立杆。

2.3.3扣件抗滑移的计算。纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按下式计算：

3. 施工安全要求

3.1施工要求

（1）悬挑支架所用材料应有出厂质保书或复试合格。

（2）所有焊缝必须饱满并要满足焊缝高度要求。

（3）搭设过程必须由专职安全员在场，按安全操作规程指导下进行，在施工全过程认真检查受力情况，脚手架稳定性，安全设施是否正常。

（4）悬挑工字钢底部与砼接触部分应是紧贴。

（5）认真注意钢管与悬挑工字钢的连接是否可靠。

（6）竖向、水平剪刀撑应搭接规范。

（7）严格按照设计尺寸搭设，立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置。

（8）确保每个扣件和钢管的质量满足要求，每个扣件的拧紧力矩都要控制在45～60N.m

（9）精心浇筑砼，确保模板支架施工过程中均衡受载，最好采用由中部向两边扩展浇筑方式。

（10）浇筑过程中，派人检查支架和支承情况，发现下沉、松动和变形情况及时采取措施。

3.2交底与验收。

脚手搭设前，施工负责人必须组织作业人员进行技术交底，搭设后组织人员按照施工方案进行验收，报监理复查，符合要求后方可使用。

（1）严格按建筑施工安全检查标准（JGJ59-99）表3.0.4-2检查验收。

（2）按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）表8.2.4规定进行验收。

3.3安全管理

3.3.1脚手架搭设人员必须经过考核合格的专业架子工，持证上岗施工。

3.3.2脚手架构配件必须符合质量要求，搭设分以下几个阶段验收：

（1）悬挑工字钢支架施工完成后。

（2）每搭设完10m高度后。

（3）达到设计高度后。

（4）剪刀撑搭设完毕后。

（5）（17）、（23）轴与结构连接施工质量。

（6）遇有六级大风或大雨后。

六阶段验收达到质量要求方可使用。

3.3.3模板面上的施工荷载必须符合设计要求。

3.3.4注意事项

（1）主节点处的各杆件的安装，剪力撑的构造是否符合要求。

（2）脚手架避雷、接地措施按国家现行规范的有关规定执行。

（3）拆除脚手架时，地面应设围栏及警戒标志，并有专人指挥。

大跨度桥梁施工关键技术 篇6

1 大跨度桥梁施工控制方法

当前大跨度桥梁的施工控制方法一般有3种。

(1)桥梁施工的单项控制方法。

相对于一般的普通桥梁来说,需要按照之前的设计进行荷载的估算,算出预拱度施工,之后就能够达到之前的线形和内力。这种控制方法就是单项控制。

(2)大跨度桥梁施工的反馈控制。

在进行大跨度桥梁的实际施工时,往往会出现实际的施工和设计不相符合的情况,如果对此纠正不及时,就会造成线形偏差较大的情况,对桥梁的安全造成一定的影响。在这种情况下,需要进行桥梁的实际测量,把设计数据和实际数据的偏差范围缩到最小,此种方法就是反馈控制。

(3)大跨度桥梁施工的自适应控制。

在进行大跨度桥梁线形的实际计算时,由于各种因素的影响,其各个系数不可能与实际的施工系数相一致,因此就需要根据实际的施工不断进行磨合与调整,最终使得计算模型和实际的结构大体一致,达到最好的施工控制。

2 大跨度桥梁施工技术分析

2.1 大跨度桥梁的基础工程施工技术

对较大规模的渗水桩基工程进行施工时,在进行钻孔平台的搭建工作时,需要采用钢吊箱和钢护筒等相关的技术。钢护筒主要是作为钢吊箱在进行纵向承载时的一个支撑点,从而在进行打桩工作中可以更加有效地利用其进行精准的打桩工作。钻孔平台需建立在钢护筒的顶部,其适用范围主要是在承台高程以下部位的较松软的土层及承台比较高的河床上。但在大型钢吊过程中,应当利用精确的定位技术以及水下封堵的形式进行施工进度及施工精度的提升措施,从而对其结构进行良好的保证。此外需要桩基施工基础通过计算机处理进行处理,最大程度上避免规模与结构对造成的影响,可更加有效地保障钢吊箱下方施工的连续性以及准确性。需要在进行泥浆制备时,保证泥浆孔径,保证钻孔的垂直度进行有效施工工作。对沉井施工,为保证整个施工无风险以及快速进行,需要结合实际的情况,对下部沉井锚固接高进行有效的优化,从而保证适宜的拖轮力,需要根据刚性导向定位系统进行沉井的准确定位,结合实际的水文地质以及河床冲刷情况,然后确定其具体的着床时间以及着床位置,更好的配合吸泥技术,进行基础性施工工作。

2.2 大跨度桥梁的索塔施工技术

大跨度桥梁的索塔技术中,钢塔是比较常见的一种设备,由于对其结构件的尺寸及自身的重力较大,在进行塔柱阶段时需要进行高空吊装作业,并且在进行高空吊装时其连接紧密型以及结构的整体度相关要求比较高。因此就需要在钢结构施工完成后,借用船舶或者大型的吊装设备进行安装完成。例如,某市桥梁的人进行实际的施工中,由于钢塔本身是曲线状,因此需要使用金属作为接触面,同时需要依据磨光顶和强螺栓完成统一的传力,这样可以保证每个端口之间能有准确以及紧密地对准位,在进行起吊时,需要使用吨位较大的起重机进行结合施工,并对自然合龙等节段进行高精度的索塔的安装。如果在施工中是混凝土索塔,就需要对塔身高度安装的定位精准度进行安装,在进行衡量施工时,需要采用同步或异步进行施工,需要按照相关尺寸在施工时进行分层施工和浇筑工作,对于低于5m的索塔,需要采用适合的张拉预应力进行一次浇筑或者张拉施工。

除此之外,为防止塔桩发生开裂现象,需要建立其相对应的水平约束力或者支撑力进行施工,以防止其变形。例如某市大桥的塔高在305m,因此在综合各种情况下选取的是爬模系统方法,主要是保证其线性的合理性,此工程对钢锚箱进行可集合全程控制模型的建立模式,并结合精度较高的三向千斤顶进行首届钢锚箱的准确定位。

2.3 安装钢塔的施工技术

钢塔柱的施工架设作为桥梁施工重点项目,要做好刚塔柱架设,就需要在进行刚塔柱的实际制造时,需要注意其匹配节段与相连接的金属接触率。由于钢塔柱吊装阶段属于超高型,并且其结构部件是超大型,因此对于安装钢塔施工技术来说是其重要的一项工程。以某桥为例,其为曲线状钢塔,各个节段间是使用金属面的接触端强螺栓与磨光顶一同传力。进行钢塔安装时需要满足借口的对位精密以及金属的接触率。

2.4 桁架拱方面的施工技术

钢桁架悬臂由抗风、抗颠覆的线性控制。一般中跨型桁拱悬臂安装时需要将大口安装在上弦节点位置,并且将双排扣锁锚固定在主桁上以达到提高主桁的刚性,从而降低悬臂安装时可能出现的结构变形。施工时采用钢结构件,安装在有压载平衡能力的节点跨边,同时将混凝土承重块在悬臂上进行安装,进而达到平衡倾覆力的平衡和稳定,将其倾覆系数稳定在1.3左右。合龙控制无应力作为大中型桁拱桥重要的施工环节,将钢架安装位置前移从而使桁架向中心偏移并且适当减少周边小支点,起到桁拱悬臂向跨中偏移,达到桁拱跨桥梁的无应力合龙。经过调整后临时系杆的安装和索力达到最佳施工要求,桁拱量成功合龙后,将临时系杆安装到主桁下的弦点位置,最后进行中跨钢系杆的安装及调整,一系列合理有效的施工顺序保障了主梁在牵动过程中塔侧的顺利合龙。

2.5 超长的斜拉索方面施工

在当前实际的施工中,一般比较常见的大跨度斜挎斜拉桥梁最长的为500m,单根索梁一般在50t左右,这就要求在进行斜拉索桥梁施工中需要根据不同的索长采用不同的张拉牵引方式,通常情况下,需要在主梁完成后,然后把桥面的吊机进行张拉到下一阶段,之后在进行重复的张拉。一般采用的张拉位置为塔机顶端部位,这样做的目的是对桥面的负荷起到一定的减轻作用。在进行实际的斜拉索施工时,需采用塔柱附近的大型塔式起重机来完成提升塔端的挂索,然后需要利用塔端来进行张拉梁内手板,使用锚固进行套管索引,需要使用超长斜拉索进行吊桥面的吊索,千斤顶连续使得梁端将索套引入加固索锚。在进行斜拉索施工时,塔式起重机和汽车是重要的设备,在进行长斜拉索辅助设备运行时,需要重点关注其中两个环节:梁面及吊机,对于自身重量超过50t的锁盘,使用此种方式可以提放到桥面在进行放索,然后在塔顶位置进行吊机。

3 结束语

随着我国交通事业的迅速发展,大跨度桥梁的建设如火如荼地进行,其主体结构样式不断增加,跨度也在不断刷新纪录,这就促使大跨度超长桥梁的建设不断进行发展,在进行大跨度桥梁施工时,由于其对施工环境的要求较为复杂,因此,其实际的施工技术要求相对较为严格。需要保证大跨度桥梁的强度使其真正地做到安全可靠为广大人民服务,交通部门应当认真对施工时常见的关键难点进行科学分析,从而熟练地掌握大跨度桥梁施工技术。

参考文献

[1]龙腾.基于BIM的变截面桥体可视化施工技术应用研究[D].武汉:武汉科技大学,2015.

[2]宋郁民,石嵘,吴定俊.重载高速长联大跨度连续刚构桥施工控制研究[J].建筑技术,2014,45(12):1123-1127.

基于大跨度隧道施工技术的研究 篇7

一、大跨度隧道实际工程案例

现有一大跨度隧道工程, 其处于西南某地多山地区, 为了提升当地的交通运输能力, 需要建设一条穿山隧道, 根据实地调研, 决定按照100km的时速进行设计。通过地质勘察发现, 该隧道所处地区的山体主要是单脊山岭, 在洞口进口地段地质条件一般, 其洞轴线与两组节理的走向相互平行, 围岩的等级为V级。在隧道设计的出口位置, 其地形较差, 左线小角度进洞, 右线围岩级别V级, 稳定性不高。在隧道两侧的自然边坡上, 其稳定性不高, 容易出现碎石崩落或是坡体下滑的问题。隧道洞身的围岩主要是由粉砂质千枚岩和千枚岩组成, 构造相对简单, 性质较为单纯。在隧道的进出口都不存在泥石流、滑坡等不良地质。但是, 由于该隧道工程的跨度较大, 存在埋深浅、受力复杂以及断面大等特点, 使得开挖施工和支护施工都必须贴合实际, 灵活多变的选择可靠的施工技术。

二、洞口施工

由于绿色节能理念的不断深化, 隧道施工也在尽可能向绿色节能靠齐, 这就使得传统的隧道施工技术无法满足当前的新要求, 因此提出了全新的“零进洞”施工要求, 即不对隧道轮廓线产生之外的山体、植被等形成扰动, 凭借洞内预加固技术, 实现洞口施工的原生态进洞。

第一, 偏压挡墙施工。由于该隧道洞口处地势右高左低, 导致了较为严重的偏压, 因此需要施作偏压挡墙对该问题进行处理。从K13+506-K13+526 隧道左侧向下开挖3m基坑, 直到基岩露出。然后反压挡墙施工, 顶部宽为60cm, 面坡为直坡, 背坡为1:0.2 进行施工。在偏压挡墙和隧道间隙之间, 需要利用碎石土或是片石混凝土对其进行分阶段回填, 最后将其压实, 与墙顶高程保持一致。

第二, 对地表进行加固。进洞20m地段, 利用直径42mm小导管以梅花形式打入地下, 深度控制在2m, 每排28 根, 共20 排。然后将水泥浆注入其中, 注浆压力控制在0.8-1.5MPa。

第三, 设置超前管棚。从洞口开始, 使用长管棚 (40m) 对洞口施行超前支护, 管棚施工完成之后, 就可以进行注浆。注浆完成之后需要封闭钢管, 确保其刚度和强度。

三、支护施工

就支护施工说来, 其可以分为超前支护和初期支护两个环节, 这两个环节支护施工的作用是存在显著差异的。

1.超前支护

在超前支护环节, 由于隧道公工程存在大断面、扁平形的特点, 因此在实际的开挖作业过程中经常出现小坍塌、掉块等问题, 因此对其进行超期支护加固, 以确保后续作业施工顺利安全进行。首先, 利用直径42mm的无缝钢管支撑小导管, 小导管的长度为5m, 管头是锥形体, 端头花管长度为2m。在花管部分, 其每隔20cm就钻了一个孔, 孔径在6mm-10mm。根据外插角的实际要求, 需要将其维持在10°到15°的范围内, 若是超出这一范围就可能引起注浆环节出现不顺畅的情况。而在注浆的环节, 需要对多方面的因素进行控制, 才能确保加固效果和质量。掌子面需要喷射混凝土作为止浆墙, 厚度控制在20cm左右。注浆施工时需要添加适量的速凝剂, 以便注射浆液能够快速凝固。注浆顺序一般是按照由两边至中间, 从上到下的顺序进行。

2.初期支护

在初期支护环节, 由于支护断面和地质状况会不断发生变化, 因此在进行支护时, 可以根据实际情况选择多种支护手段。

锚杆支护在大跨度隧道工程中十分常用, 其施工流程如下:首先依照设支护设计方案, 确定不同级别围岩采用的锚杆参数以及锚杆布置的形式。其次, 根据支护设计方位, 对锚杆支护的孔位进行钻进。在不同地质条件下进行钻孔时, 适用的钻孔方法是不一样的, 因此需要在不同的条件下选择不同的钻孔技术。在完成钻孔、清孔等环节之后, 需要进行止浆塞、螺母、垫板等配件的安转。安装结束之后, 就可以注入水泥浆液。在注浆时, 其压力需要控制在0.5-1.0MPa范围内。在浆液溢出止浆塞时, 就可以停止注浆了。最后, 灰浆强度达设计要求之后, 就可以上紧螺母和垫板等, 使其对围岩能够充分支托。

喷射混凝土在隧道初期支护中也比较常用, 其主要是通过喷射机, 将按照一定比例调配的混凝土喷射到隧道岩壁表面, 使其快速凝结, 形成一层支护结构, 达到支护围岩的目的。在实际的大跨度隧道工程中, 喷射混凝土的支护形式既可以作为永久性支护, 也可以作为临时性支护, 这主要依照工程实际选择。在该工程中, 其某一段就使用喷射混凝土作为临时支护。

钢筋网支护能够实现减少喷层收缩裂缝的效果, 对加强支护结构的稳定性和抗震性具有良好的效果。在该工程中, 若是使用钢筋网支护, 就可以采用8mm圆钢, 以20X20cm间距进行布置。

四、防排水施工

在大跨度隧道当中, 尤其是在多山地区, 隧道中的渗漏水问题是比较常见的。这一问题若是得不到有效解决, 势必会降低隧道内部混凝土的耐久性, 同时恶化隧道内部环境。所以, 在隧道工程中, 必须要加强对防排水施工的重视, 落实施工活动。排、防、堵、截是防排水施工的重点, 一般可以通过两个途径实现防排水施工。第一, 防水措施的落实。其主要是在二次衬砌施工时使用防水混凝土, 在存在施工缝的部位设置膨胀止水条, 并且使用止水带对沉降缝进行封堵。此外, 在隧道二次衬砌和初期支护之间, 还可以设置符合防水板, 实现防水的效果。第二, 排水措施的落实。在隧道二次衬砌和初期支护之间, 需要进行塑料盲沟的环向铺设, 一般10m设为一环。如果会出现漏水的问题, 则需要对一环的长度适当进行缩减。此外, 在隧道内部的泄水孔高程处, 需要设置透水管盲沟, 水从盲沟被引导至排水管, 最后排除洞外。

五、材料应用和管理

在大跨度隧道施工当中, 会涉及到许多施工材料, 对材料的应用和管理, 也是保证隧道施工质量的关键。不论是水泥, 还是钢筋, 在采购的时候就需要加强质量检测, 入场应用时也需要再次进行质检, 合格之后才能进行实际施工。在材料存放的过程中, 一般需要按照品种、性能等级以及采购时间等分类存放, 而取用的时候一般是按照先到先用的原则取用。在隧道施工中, 材料的取用需要根据工程的实际需求量, 适量多取, 但是不能随意取用, 避免造成材料浪费。在应用水泥制备混凝土时, 需要根据施工要求对配合比合理设计, 同时根据不同的用途对外加剂的种类和用量科学把控。比如在超前支护注浆时, 就需要通过实验对注浆液进行性能检测, 以确保隧道施工可靠。

结束语:

大跨度隧道工程在交通建设不断发展的背景下, 对其施工技术进行研究越来越有其必要。从工程实际角度出发, 大跨度隧道施工需要从洞口施工开始, 逐一加强支护施工、排水沟施工以及材料应用管理等方面的工作, 如此才能切实保证大跨度隧道施工质量。

摘要：随着交通建设的不断发展, 大跨度隧道在交通建设工程越来越常见, 给工程施工造成了不小的难度。在大跨度隧道施工中, 主要涉及到洞口施工、支护施工、防排水施工以及工程管理等方面的内容。由此, 本文就从这些方面出发, 结合实际的隧道工程案例对大跨度隧道施工技术进行了深入分析, 以期能够对相关人员起到一定参考作用, 促进大跨度隧道施工水平不断提升。

关键词：大跨度隧道,施工激素和,洞孔,支护,防排水

参考文献

[1]仇文革, 李俊松.小净距大跨度公路隧道安全风险管理与施工技术[J].现代隧道技术, 2011, 05:18-22.

[2]曹文权.铁路大跨度隧道施工技术[J].铁道建筑技术, 2010, 02:40-43.

大跨度桥梁施工误差预测方法 篇8

一、误差分析方法

由于施工过程中只能知道已施工梁段或以前施工阶段的理论标高和实际标高的误差Wk, 因此误差分析采用传统的Kalman滤波法。

二、施工过程中的误差调整方法及实例

1. 误差调整方法。

(1) 施工过程主要误差。一般施工过程中的误差主要有4种:参数误差、挠度计算误差、施工立模误差、量测误差。参数误差主要通过施工前参数试验进行修正, 修改模型中所采用的参数, 然后调整立模标高的理论值, 用来指导后续立模施工;挠度计算误差是在计算过程中采用的模型与实际情况有差别时产生的。施工立模误差与量测误差是在实际施工过程中发生的人为随机误差。

(2) 改进方法。本文, 笔者将施工立模误差与挠度计算误差 (模型计算误差) 区别开来, 采用两次Kalman预测法分别预测下阶段立模标高值和挠度计算值。在立模施工过程中, 对施工误差进行滤波并预测下阶段施工立模误差;在挠度观测过程中, 对挠度计算误差进行分析并预测下阶段挠度计算误差。首先, 根据前两个施工阶段的误差值, 通过Kalman滤波法对下一梁段可能出现的立模标高值进行预测。然后, 根据预测结果, 在下一梁段立模前, 调整立模标高, 使实际立模标高最大限度接近理想值, 即立模标高的理论值。再根据实际量测的立模标高误差, 预测下一梁段施工可能出现的误差, 并在施工前进行调整。最后, 按照施工梁段依次重复上述过程, 进行误差预测。

2. 实例。

本文以一座刚构桥为例 (130+2×275+130) , 进行理论分析。为了使仿真效果更加真实, 在理论计算得到的数据中加入各种随机误差的影响。对理论分析得到的状态变量加上均值为零的高斯白噪声, 用来模拟实际施工过程中的施工误差和程序计算误差等随机误差。考虑实际工程中出现误差的幅度, 取立模标高最大允许误差为0.03m, 量测最大允许误差为0.003m。由于篇幅有限, 本文仅做某跨几个悬臂阶段的分析, 仅为了证明本方法的适用性。

(1) 立模标高误差分析。表1列出了某端0～2号立模标高 (含噪声影响) 。从表中可以看出立模标高存在着较大的误差, 有必要对其进行调整。根据前两个施工阶段的误差值, 通过Kalman滤波法对下一梁段可能出现的立模标高值进行预测。根据预测结果, 在下一梁段立模前, 调整立模标高, 使实际立模标高最大限度接近理想值, 即立模标高的理论值。再根据实际量测的立模标高误差, 预测下一梁段施工可能出现的误差, 并在施工前进行调整。应用Kalman滤波法对施工立模误差进行调整, 调整结果见表2 (限于篇幅, 仅给出3个梁段的分析结果) :

单位:m

单位:m

从表2可以看出, 预测精度主要决定于对误差统计特性估计的准确性以及误差的大小, 即如果本阶段的误差与上阶段误差的大小相近, 那么预测值比较接近真值。因此在实际施工控制之前, 要先对误差的统计特性进行准确的估计。

(2) 挠度计算误差分析。采用两次Kalman滤波法, 在对施工误差分析的同时, 对挠度计算误差进行分析。并根据两种误差的分析结果, 调整立模标高, 减小两种误差对桥面标高的影响。为了计算方便, 假设挠度计算误差均方差为σ=0.00006x (x为悬臂长) 。挠度误差分析结果见表3。

单位:m

至此, 线形误差分析结束。接下来, 将其各项标高及误差进行统计, 见表4。表中, 误差值为经过施工误差分析调整后的实际标高与理论标高的差值, 差值为不进行施工误差调整, 仅按理论立模标高进行施工得到的实际标高与设计目标的差值, 可见经过施工误差调整可以有效减小施工误差对标高值的影响。

单位:m

三、结论

大跨度桁架现场吊装施工研究 篇9

本文介绍了无站台柱雨篷管桁架结构工程的施工经验[1,2,3], 对以后的大跨度桁架吊装施工具有借鉴意义。

1 施工要点

1.1 钢桁架分段

为满足运输限界要求, 桁架梁组装成整榀后检查其几何尺寸, 精度符合质量规定后, 严格按技术交底要求分割。分段可采用模板划线、手工气割的方法, 也可采用半自动爬管机切割, 断口处须开制坡口。手工模板法适用于断口为45°角断口, 半自动爬管机切割适用于垂直断口, 应根据设计要求选用相应的切断方法。

现场分段拼装完成后对桁架部件进行检查, 如发现有超差变形则必须进行矫正。各工序完工后, 对构件进行全面检测, 测量数据整理成资料存档, 合格后发放合格证。

拼装完成后将管口用塑料布封头, 以防雨水进入;所有焊缝处用电动钢丝刷清理干净, 编号标识, 分段后及时用记号笔在断点断面处标出轴线位置。

1.2 钢桁架重心及吊点标识

在吊装时, 只要钢桁架上弦标出重心长度方向的水平距离位置即可。其钢桁架长度方向重心位置可按理论计算。首先采用AutoCAD按1∶1制图, 对桁架建立空间直角坐标系, 确定出钢桁架上每个零部件的水平距离位置及采用Excel计算出每个零部件的重量, 然后按式 (1) 计算出其理论重心位置的水平距离 (见图1) 。

XG=∑GiXi/∑Gi=∑GiXi/G[4] (1)

其中, XG为钢桁架X轴坐标, mm;Gi为钢桁架第i个零部件的重量, kg;Xi为钢桁架第i个零部件的X轴坐标, kg;G为钢桁架所有零部件的总重量, kg。

亦可按照吊车试吊法确定构件重心位置。如前所述, 当通过试吊的方法确定钢桁架重量的同时, 也可求出重心位置, 计算示意图见图2。

根据图2所示, 可列下式:

G=GA+GB。

GXAG=GBL。

XAG=GBL/G=GBL/ (GA+GB) 。

其中, G为钢桁架总重量, t;GA为吊车吊起钢桁架A端时扣除吊钩及吊索后的重量, t;GB为吊车吊起钢桁架B端时扣除吊钩及吊索后的重量, t;L为钢桁架支撑点到吊点的水平距离, m;XAG为钢桁架A端到重心点的水平距离, m。

通过计算或试吊确定重心位置点后, 在桁架上用记号笔标出, 以便于现场准确绑扎吊索, 减少试吊及吊索绑扎时间。

1.3 钢桁架吊装就位

1) 拆卸钢桁架运输绑扎钢丝绳, 对需现场地面拼装的桁架杆件进行组拼、焊接;利用手拉葫芦进行调整找直、对口, 确保杆件组拼质量。2) 将吊索在预定吊点处挂好, 梁的两端绑上牵引绳, 并检查两头的相对方向是否正确, 然后在起重工的指挥下, 利用主吊车将桁架梁从平板车上吊起, 然后按照一定方向旋转, 使桁架由沿股道方向转为大致垂直股道方向。3) 如果主吊车满足吊装要求, 单机继续提升, 将桁架吊装就位。如需双机抬吊, 需将钢桁架放置于站台面上, 采用枕木支垫, 调整吊车位置, 然后将主、副吊车吊索绑扎在各自的吊点上, 由统一的起重工指挥吊装。4) 桁架吊起后通过梁两端的牵引绳将梁在空中旋转到位。将梁端与端的接口或与柱的相贯口对准, 检查接口的对接间隙、错边量、衬管安装, 如不合适, 采用气割进行修整, 并通过全站仪进行测量控制, 当接口、标高、轴线满足要求后, 对其定位点焊。中间合龙段吊装时可用专用抱箍将接头卡紧再进行点焊。5) 定位点焊时采用与正式焊接相同的焊接材料, 焊接电流比正式施焊时加大15%, 每段长度不小于50 mm, 并根据钢管的规格不同设定点焊数量, 点焊数量应不少于4个。

2 测量调整[5]

桁架梁安装测量内容:桁架梁轴线、标高及沉降观测。

1) 桁架梁的轴线控制。采用主轴线组成的矩形法建立测量控制网, 并将各榀桁架的轴线控制点引测在不易变动的站台面上, 用水泥钉及红漆醒目标识。桁架吊装时, 通过架设全站仪于该轴线的控制网交点上, 后视股道方向的远方控制点, 转角90°固定仪器, 望远镜上仰, 打开激光投点, 向上引测激光控制点到桁架位于轴线上的弦杆标识点上, 当桁架梁轴线弦杆标识点与激光投点重合后, 即轴线满足要求。2) 桁架梁的标高控制。吊装前对钢桁架与钢柱相贯位置的标高采用全站仪进行测量, 在设计标高点处采用记号笔标出位置。对支撑桁架的柱钢管如超高, 要做必要的修整。钢桁架断点位置的标高在桁架梁吊装前, 根据技术交底, 将支撑桁架断点位置的承重支架调整到分段断点理论高度 (一般比理论高度高一些, 结合设计起拱要求, 视桁架的跨度大小定) , 吊装后再进行跟踪观测, 如有变化, 通过断点处设置的可调U形托来进行调整, 应保证分段点处两根下弦或上弦杆相对标高一致, 以保证桁架东西轴向平顺。根据桁架的分段情况, 选择各断面作为观测依据, 目标偏差控制在0 mm～15 mm以内。3) 桁架梁沉降观测。在钢桁架梁与钢柱连接段吊装完毕后, 联合甲方和监理单位对钢桁架轴线、断点标高每天进行复测一次, 观察钢桁架下沉及承重支架变形情况, 以便吊装中间段前作适当的调整。

整榀钢桁架梁吊装完毕后, 全面复测钢桁架梁标高及下挠情况, 为次桁架梁及檩条安装提供数据。

3 结语

1) 选用有铁路专运线及龙门吊车的铁路货场或材料厂作为加工场地, 便于构件装车及铁路运输;2) 采用ϕ48×3.5脚手管、可调U形支托及枕木搭设钢桁架的临时承重支架, 材料易得, 可操作性强, 可根据桁架安装循环, 承重支架的脚手管搭、拆循环使用, 施工费用少, 经济效果好;3) 采用改装或自制的小车倒运钢桁架, 成本低, 安全可靠, 施工方便;4) 根据钢桁架分段后的每段净重, 选用单机或双机抬吊施工, 减少了重型起重设备用量, 易于操作, 节省施工成本;5) 综合考虑运输限界要求、现场站台分布以及对列车运营的影响, 采取减少桁架分段数量的工艺, 以减少现场焊接工作量, 减少高空作业的不安全因素, 减少频繁封锁时间, 缩短施工周期, 减少对列车运营的影响。

摘要：针对在不影响铁路客运既有线正常运营的环境下, 如何安全高效率的完成车站无柱雨篷改造工程大跨度桁架吊装的技术难题, 经过对无柱雨篷结构和站场作业环境的细致分析, 摸索出一整套安全高效的施工方法, 从而为同类型工程施工奠定基础。

关键词：大跨度,钢桁架,吊装,分段点,测量

参考文献

[1]中国建筑工程总公司.建筑施工实例应用手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 1999.

[2]路克宽.钢结构工程便携手册[M].北京:机械工业出版社, 2003.

[3]顾纪清.实用钢结构施工手册[M].上海:上海科学技术出版社, 2005.

[4]北大代数教研室.高等代数[M].北京:高等教育出版社, 2000.

大跨度曲线钢箱梁施工技术研究 篇10

关键词：钢箱梁；吊装施工；线形控制

1 工程概况

苏州中环快速路工程高新区段五标段钢箱梁位于G312和大同路交叉路口，上跨312国道，分为A匝道和F匝道，如图1-1所示。每个匝道均为三跨连续钢箱梁，跨径组合分别为48+58+35m和39.5+59+34.5m。全桥均布置在曲线上，桥梁中心线半径分别为101m 和180.5m，主墩墩顶设计高度最高达30.5m。钢箱梁横断面采用单箱双室，梁高2m，顶板宽14.5m，底板宽9.5m。顶板和底板均设置纵向U形加劲肋，腹板和横隔板设置板式加劲肋。

图1-1 桥梁整体布置图

2 施工计算分析

根据钢箱梁结构特点和现场场地条件，采用整体吊装施工方法进行施工。先吊装下层A匝道钢箱梁各块体，后吊装上层F匝道钢箱梁各块体。吊装各联匝道时，先吊装墩顶横梁节段，后吊装中间段各块体。在跨中下方的312国道车流量较大，且暂时不能中断交通，因此，先吊装两侧边跨钢箱梁块体，等312国道封闭交通后，再吊装中间跨钢箱梁块体。吊装中间跨钢箱梁块体时，在312国道上搭设临时支架，采用桥面满铺H型钢或工字钢作为临时支架基础，以分散支架对312国道桥面产生的应力。

由于本项目钢箱梁块大、体重，且吊装高度很高，为了确保钢箱梁吊装施工过程安全稳定、顺利合拢，采用大型有限元软Midas FEA V3.3.1建立三跨连续曲线钢箱梁三维实体模型和临时支架有限元模型，对钢箱梁吊装施工进行全过程数值仿真计算分析。

2.1 钢箱梁吊装施工模拟

依据三跨连续钢箱梁的施工流程示意图，数值计算基本完全模拟了钢箱梁吊装施工全过程，施工阶段模型如图2-1和2-2所示。

图2-1 施工过程数值计算模型

图2-2 钢管支架计算模型

2.2 计算结果

图2-3 钢箱梁竖向变形 图2-4 钢箱梁的Vonmises 应力云图

图2-5 支撑反力设计值

图2-6 钢箱梁局部梁段Vonmises 应力云图

图2-7 支架位移云图

经计算，各大节段钢箱梁的竖向变位、Vonmises 应力均满足规范要求；

钢管支架的最大竖向位移也满足规范要求。

2.3 吊耳、钢丝绳的选择与计算

根据最大最重构件吊装位置选择吊装吊耳和钢丝绳，本工程钢箱梁节段最大重量为45.2吨。每个吊装节段均在顶板上布置4个吊装吊耳，单个吊装节段重量为45.2t，考虑吊装安全因素，实际单个吊耳承受竖向力为：F=45.2*1.5/4=17t。因此，选用20～30t的D型标准吊耳。

吊装时采用4点吊装（4根钢丝绳相互独立），每根钢丝绳与吊装物体的水平吊装夹角需大于60o。

根据钢丝绳安全系数，取值8；吊装夹角为60度。

考虑钢丝绳受力不均匀系数，取值0.85，得到：

。

根据吊耳设计规范GB8918-2006，选择6*37系列钢丝绳，

3 主要施工技术

3.1 钢箱梁制造与运输

综合考虑构件工厂制作、运输、现场吊装等因素，本着尽可能将节段尺寸作大，减少高空拼接工作量等原则，对钢箱梁进行节段划分。为了安装简便，永久支墩顶节段按3m、4.8m和5m制造。以结构中心线为基准，在水平面内按水平投影线型径向划分，在竖直平面内，基准端按垂直于顶底板进行划分梁段，非基准端按施加预拱度后长度划分。分段接头处的所有纵向、横向构件的连接焊缝，留出200mm不焊，待现场拼装时再焊接。

钢箱梁分段制造完成后，通过80吨斯太尔平板车运输至工地。

3.2 钢箱梁吊装

钢箱梁运输至工地后，采用图3-1所示的中联QUY350履带吊进行吊装。

图3-1 中联QUY350履带吊

钢箱梁吊装采用四点起吊，吊耳由生产厂家在钢箱梁制造时焊接。吊装后的钢箱梁节段通过块头转动进行粗调整和千斤顶与与双向滑块组成的整体模块进行微调整，节段梁体固定后，再进行钢箱梁对接焊接。

（1）节段块体提升

钢箱梁节段运输至吊装位置，吊车就位后，根据每个块体的工况位置，将吊车扒杆变幅至实际安装姿态，为确保整个提升过程中的安全间隙，扒杆的变幅量不超过最不利工况时的设置。连接吊车吊钩与吊点，并调匀每个吊点的钢丝绳，使得每个吊点及每根钢丝绳受力基本均匀，然后开始缓慢提升。当块体脱离运梁车10cm左右时，持荷10分钟，对吊车、吊点等作一次全面检查，一切正常后进行连续提升。提升过程中跟踪块体提升状态，确保块体水平，保证吊装的安全。

（2）吊装就位与调整

块体吊装时，以桥梁中心线为基准进行钢箱梁的粗定位。粗定位时，吊装设备保持吊装状态，通过人员调节块体转动，将箱梁上标记的中心线基准线与桥位现场通过测量确立的桥位中心线进行对齐，粗定位精度要求达到40mm以内。

粗定位后采用千斤顶与双向滑块组成的整体模块进行微调。

采用4个螺旋千斤顶将钢箱梁微微顶起（约30mm），然后通过手拉葫芦移动千斤顶下部的双向滑块，以实现梁段的纵横向移动。竖向调整时，用螺旋千斤顶将钢箱梁顶起，通过调整钢墩的高度将梁段顶起或落下，每次约10～20mm，反复此过程，直至达到监控数据的要求。

（3）节段对接焊接

钢箱梁节段纵向线型和竖向线型调整后，按照腹板→顶板→底板的顺序进行对接缝的码平，然后再进行焊接。码平时宜先码平箱口刚性较大的拐角部位，然后固定中间，采用定位板和火焰矫正的方法进行局部调整，保证对接缝板面错位不大于1.0mm。

4 钢箱梁线型控制

为了控制钢箱梁线型，先测量确定支撑胎架的位置标高，然后在胎架上放置沙袋进行试压，消除空隙；根据设计桥面曲线确定钢箱梁节段安装的平面位置，根据设计预供度及竖曲线确定各个支撑点的高程，桥梁段安装到位后，对胎架的沉降进行监控，防止出现大的竖向位移；对接焊接过程中，对于桥段的平曲位置（主要是焊接收缩）进行监控，以便于及时调整焊接工艺；卸载时测量桥梁每个支点位置的卸载高度变化及各个控制点的标高变化。

为了消除温度对线型测量结果的影响，尽量选择温度变化小的时段进行测量。对钢箱梁高程起控制作用的工序测量，均选择在温度较均匀的凌晨进行。

5 结语

本文通过有限元数值计算和合理的施工方案，实现了高墩大跨度曲线钢箱梁整体施工安装，提出了曲线钢箱梁吊装施工线型控制技术，可为类似钢箱梁的施工安装提供参考。

参考文献

[1] 周水兴，金志展，邹毅松.路桥施工计算手册[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2] 钢结构设计规范GB50017-2003 [S].北京：人民交通出版社，2003.

[3] 公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000 [S].北京：人民交通出版社，2000.

[4] 高纪兵，朱浩.崇启大桥大节段钢箱梁施工技术研究[C].第十九届全国桥梁学术会议论文集.北京：人民交通出版社，2010：477-486.

[5] 杜广严.公路钢箱梁焊接变形控制技术研究[J].科技视界，2013，（11）：170-171.