第十三章 悬索桥质量监理

第十三章悬索桥质量监理悬索桥也称吊桥，是以承受拉力的主缆索为主要承重构件，将荷载作用通过吊索、主塔和锚碇传递到基础的桥梁结构。悬索桥主要由基础、锚碇、索塔、主缆、索夹和吊索、鞍座、加劲梁及桥面系组成。现代悬索桥主要采用高强度钢丝作主缆，具有跨越能力大、受力合理、能充分发挥材料强度、造价经济、桥形美观等特点，成为跨越大江大河、海峡港湾等大跨度桥梁的首选桥型。悬索桥按悬吊的跨数分为单跨悬索桥、三跨悬索桥、四跨悬索桥和力：跨悬索桥；按主缆的锚固方式分为地锚式悬索桥和自锚式悬索桥；按吊索形式分为垂直吊索悬索桥、三角形布置的斜吊索悬索桥和混合式悬索桥；按支承结构分为单跨两铰悬索桥、三跨两铰悬索桥和三跨连续悬索桥；按加劲梁结构分为钢箱梁悬索桥、钢桁梁悬索桥和混凝土加劲梁悬索桥。我国已建的悬索桥主要为地锚式单跨和三跨垂直吊索钢箱梁悬索桥。悬索桥的施工步骤，首先足索塔和锚碇基础的施工、索塔和锚碇施工，然后转入主缆架设，为使一根一根的索股或钢丝从一端锚碇跨过索塔架设到另一端锚碇并固定，需要在锚碇与索塔间、索塔与索塔间搭设空中施工通道，该通道称为猫道，猫道架设后即可在其卜和索塔顶、锚碇区安装架设主缆的牵引系统，通过牵引系统架没主缆，主缆架设完成后在其上安装索夹和吊索，然后将预制好的加劲梁通过主缆上的吊机起吊到位与吊索连接，最后将加劲梁节段连接成整体并进行桥面系施工。本章以地锚式单跨和三跨垂直吊索钢箱梁悬索桥为主介绍锚碇、索塔、主缆、索夹和吊索、鞍座、加劲梁、防腐涂装的监理方法和要点，基础部分参见第七章，桥面系部分参见第十五章。第一节锚碇锚碇是地锚式悬索桥的主体结构，主要起锚固主缆的作用，将主缆传来的巨大拉力传到地基。白锚式悬索桥不需设置锚碇，而将士缆锚固于加劲梁体，通过加劲梁抗压来抵抗主缆水平分力达到自平衡。地锚式悬索桥锚碇分为重力式锚碇和岩隧式锚碇两种结构形式。重力式锚碇为一庞大的混凝土结构，依其白重抵抗主缆的垂直分力，由锚碇与地基之间的摩阻力或嵌固力抵抗水平分力；岩隧式锚碇则借助天然坚固的岩体开凿隧洞再浇筑混凝土而成，利用岩体强度对混凝土锚体形成嵌固作用，达到锚固主缆抵抗拉力的目的。锚碇主要巾锚碇基础、锚块、主缆锚固系统组成。此外，由于主缆在锚固前，由整根主缆分散为索股，每根索股分别锚固在固定于锚碇体的锚梁或锚杆上，如主缆不需改变方向，可只设置散索箍，当主缆需要改变方向时，一般与散索第350页结合在一起，设置散索鞍和相应的支墩(或支架)，由于地形的限制，主缆在进入锚碇时大都需要改变方向，支墩一般也就成为锚碇的组成部分。锚碇基础有箱格基础、扩大基础和地下连续墙基础。主缆锚固系统有钢构架和预应力钢绞线两种基本形式。钢构架由后锚梁、锚杆和支架系统组成，主缆索股直接锚固在锚杆前端，索股拉力通过锚杆传到后锚梁，再由锚梁传给锚碇体，支架系统起支撑、定位锚粱和锚杆的作用。预应力钢绞线锚固系统由预应力钢绞线和高强钢拉杆组成，预应力钢绞线安装在锚块混凝土内，通过张拉、压浆后与锚块成为受力整体，拉杆安装在顶应力锚板上，主缆通过主缆锚头安装在拉杆上，从而将主缆拉力传递到锚固系统。本节主要介绍基坑开挖、锚块和锚固系统的监理要点和方法，锚碇基础部分参见第七章。一、控制目标1．重力式锚碇基坑开挖、隧道式锚碇隧洞开挖应保证施工安全。2．基础承载力满足设计要求，岩面新鲜无松散。3．锚碇体大体积混凝土避免开裂。4．锚室无积水、渗水。5．锚杆、锚梁制作安装符合表13—1要求。6．预应力锚固系统施工符合表13-2要求。7．锚碇混凝土施工精度符合表13—13要求。第351页第十四章斜拉桥质量监理斜拉桥以其结构受力性能好、跨越能力大、结构造型优美、抗震能力强及施工方法成熟等特点，在桥梁工程中得到了越来越多的应用。斜拉桥由主梁、拉索、索塔及纵横联结系统共同受力而形成多种空间结构体系。与多变的结构体系相对应，斜拉桥的施工方法也是多种多样的。中小跨径的斜拉桥，根据桥址处的地形条件和结构本身的特点，采用支架法、顶推法和平转法等施工方法；大跨径斜拉桥，则主要采用悬臂浇筑和悬臂拼装的施工方法。斜拉桥的设计文件中，已规定了“施工流程”和各施工阶段斜拉索索力、主梁各控制点高程、塔的位移、温度变化的影响等详细的施工控制数据。因此，监理人员应严格遵循设计文件，以项目专用《技术规范》、《公路桥涵施工技术规范》和《公路工程质量橙验评定标准》为依据，运用系统的管理手段，科学的检测方法和试验仪器，保证每一过程’、每一阶段的施工质量达到设计和规范要求。同时，加强和业主、设计单位、监控单位的协调与联系，切实控制好施工阶段和竣工后索塔与箱梁受力的对称、均衡与协调，确保桥面内力和线形最终符合设计要求，总体工程优质高效。第一节概述一、斜拉桥的设计特点斜拉桥的设计，除了一般的结构内力和变形计算之外，还需进行如下分析：(1)对风振及地震、收缩与徐变、稳定、疲劳和锚固区应力进行分析；(2)由于构件变形较大，非线性影响使得梁、塔、索内力均有所增大，为提高设计和施工精度，须进行结构非线性设计；(3)在实际施工过程中，各种结构参数与设计值不可避免地存在差异，加上施工荷载等因素的不确定性，使得施工产生的结构内力与变位与设计值存在差异，所以还必须进行现场设计和施工控制分析；(4)在计算钢束下料长度时，须考虑预拱度的影响。二、斜拉桥的施工特点1，斜拉桥的基础施工与其他大跨径桥梁相同，水上施工技术和大型水上设备是保证施工进度和质量的前提。第376页2．斜拉桥结构形式与施工方法丰富多彩，可充分体现一个施工企业的技术能力和装备水平。3．斜拉桥的施工涉及的作业场地、工艺品种和环节较多，如材料生产、构件工厂制造、现场预制、安装、调整等。4．钢结构索塔的施工主要取决于起吊能力、安装精度和焊接工艺；钢筋混凝土索塔的形成关键在于支架与模板工艺。5．随着跨径增大，拉索长度和质量也增大，其张挂、牵引及张拉的力度与难度越来越大。6．斜拉桥上部结构的施工必须按规定的程序和步骤进行。7．由于所采用的施工方法和安装程序与成桥后的主梁线形及结构恒载内力有着密切的关系，在施工过程中必须进行严密的施工控制。三、斜拉桥技术的发展目前，斜拉桥一方面继续向更大跨径发展，另一方面则在中、小跨径范围与其他形式桥梁竞争，使其成为最具变化而又造型优美的桥梁结构形式。1．跨径继续增大斜拉桥的跨度继续向更大方面发展，受主梁能承受的压力制约，就目前可采用的材料强度来看，其极限跨径为1200、1500m。1，中小跨径亦具有竞争力斜拉桥在中小跨径的魅力在于可采取更为创新和经济的设汁方案。法国的Bourges附近的“法国中心”公路立交桥，其桥面加劲梁的斜拉索悬挂在一个四脚架的顶端，荷载经四条斜腿传至基础。玻利维亚正在修建两座跨径130m的斜拉桥，其加劲梁都采用槽形截面，由于栏板式缘石参与结构作用，这种截面具有更大的刚度和经济性。3．部分斜拉桥部分斜拉桥解决了增大桥梁刚度和降低拉索疲劳应力幅的问题，因而将会在铁路上得到广泛应用。部分斜拉桥在降低塔高的同时采取了辐射状索形，一方面增大横向稳定性，另一方面不致使斜拉索效率下降太快。由于部分斜拉桥的拉索更平坦，其水平分力更大，引起主梁的轴向力也就更大，那么提高主梁的抗压能力就变得非常重要，可以采用钢管混凝土边纵梁的设计方案，这将是部分斜拉桥的进一步自我完善。部分斜拉桥的优点：一是塔索引起的更大轴向力可以充分发挥钢管混凝土的抗压弯性能；二是封闭在钢管中的混凝土收缩徐变由于不失水而较…般混凝土小得多。4．多塔斜拉桥斜拉桥设计的最新趋势是采用多塔斜拉桥。多塔斜拉桥的主要问题是中间塔没有端锚索来有效地限制其塔顶位移，随之而来的是变形过大。丹麦吉姆辛教授及美国的邓文中博士提出了几种多塔斜拉桥的布置方法，在此不作详述。5．施工方法与控制技术斜拉索的制作、防护工艺日趋完善，基本实现专业化、工厂化；包括混凝土梁、钢梁、结合粱、混合梁等形式的加劲主梁施工工艺日趋成熟；以1高度智能化、信息化、数字化和远距离自动控制为特征的现代控制技术，正逐步应用到斜拉桥的施工过程控制管理中。第377页第十五章桥面、附属工程及涵洞质量监理第一节桥面铺装桥面铺装直接承受车辆荷载的冲击、摩擦，与梁体一起变形，共同受力，还有气候的影响，而且设计理论尚不完善，厚度较薄，施工质量控制有一定难度，因此，桥面铺装过早破损是桥梁的通病之一。一、控制目标桥面铺装质量控制的关健是要保证其与梁顶面有良好的联(粘)结，厚度、平整度、抗滑构造深度应满足设计要求，以及混凝土和钢筋(或沥青)混凝土的施工质量符合设计、规范要求(如表]5-1、表15-2、表15-3和表154)。第424页二、监理控制要点与措施(一)施工准备阶段的控制要点与措施施工前，必须要求承包人提交分项或分部工程开工报告，监理工程师应认真审查、批复。审查内容主要包括：第425页第十六章费用、进度、安全、环保及合同其他事项第一节桥梁工程的费用监理一、概述所谓桥梁工程费用监理，就是在桥梁工程投资决策阶段、设计阶段、发包阶段、施工阶段以及竣工阶段，把建设费用控制在批准的投资限额以内，随时纠正发生的偏差，以求在建设工程中能合理使用人力、物力、财力，取得较好的投资效益和社会效益。这种控制是动态的，在控制过程中，监理工程师应着重做好以下几项工作：1．对桥梁工程费用控制目标进行分解。以便在项目实施的过程中合理调整。2．对桥梁工程进展情况进行监测，收集实际数据，统计实际工程费用。3．进行费用控制目标值与实际值的比较，以判断是否存在偏差。4．若有偏差，采取措施进行调整，以确保投资控制目标的实现。5．重复2-4的工作，直至桥梁建成通车。二、重视桥梁工程工程量清单的编制与应用在桥梁工程建设中，尤其是在招标、投标报价、工程实施过程中的合同结算以及竣工决算，在很大程度上依赖于工程量清单。(一)工程量清单的概念是指由招标人发出的，对招标工程的全部项目，按统一的工程量计算规则、项目划分和计量单位计算出的工程数量列出的表格。工程量清单是合同的组成部分。工程量清单是编制招标工程标底和投标报价的依据，也是支付工程进度款和竣工结算时调整工程量的依据。(二)工程量清单的编制工程量清单主要包括工程量清单说明和工程量清单项目表两部分。1．工程量清单的编制原则(1)工程量清单的编制应遵循国家有关的法律、法规和相关政策。(2)必须按照国家统一的项目划分、计量单位和工程量计算规则设置清单项目，计算工程数量。(3)工程量清单作为招标文件的组成部分，与招标须知、合同条款、技术规范等相互照应，第465页较好地反映本工程的特点。(4)编制力求准确、合理。工程量的计算应力求准确，清单项目的没置力求合理、不漏不重。还应建立健全工程量清单编制审查制度，确保工程量清单编制的质量。2，工程量清单说明和工程量清单项目表(1)工程量清单说明主要是招标人告知投标人拟招标工程的工程量清单的编制依据以及如何使用清单。(2)工程量清单项目表的编制①编号及项目名称的确定◆所列出的项目应全面完整地反映和表示招标工程的内容，不能出现漏项、错项和重复列项，保证分部分项工程和计价项目的正确性。◆确定项目名称的过程，实际就是对分部分项工程和计价项目进行具体划分的过程，这是编制工程量清单的重要工作。◆编号一般按计算机系统的要求填列，编号与部分项工程或计价项目的项目名称一一对应，通过编号可以确定惟一对应的项目名称。②计量单位的选定，应与工程定额中规定的分部分项工程的计量单位保持一致。③工程量的计算◆工程量是工程量清单表中各个项目名称所对应的工程数量，是工程量清单的核心内容。工程量的计算是工程量清单编制中工作量最大的工作，且需细致、熟练，计算结果应当准确，能实事求是地反映工程实物状态、内容和数量，以作为编制标底价格、投标报价等的基础依据。◆准确无误地计算出分部分项工程的工程量，需要全面理解设计图纸表示的工程内容，熟悉和掌握工程量计算规则。(三)工程量清单的应用工程量清单主要用于编制招标工程的标底价格和供投标人进行投标报价，在应用工程量清干计算工程价格时应注意以下问题：工程量清单应与投标须知、合同条件、合同协议条款、技术规范和工程设计图