本文是一篇建筑工程管理论文,本文以徐州B高架快速路工程钢箱梁为研究对象,充分借鉴国内外相关参考文献和类似项目施工管理经验,结合项目施工关键技术,对钢箱梁施工的质量控制进行研究。
1绪论
1.1研究背景及意义
1.1.1研究背景
随着我国经济的高速发展和城市化进程的快速推进,城市道路网的建设已经成为缓解城市交通拥堵的有效途径[1]。而高架快速路因其承载能力大、占地面积小、交通转化效率高、路网与周边交通便捷、经济性好等优点,已成为我国城市快速路网建设的优先选择[2]。
徐州市作为国家淮海经济区中心城市,自2011年开始建设城市高架快速路以来,经过十余年的发展,“高快一体、内畅外联”的骨干路网初步形成,极大缓解了中心城区交通压力,城市功能品质显著提升。根据徐州市“十四五”综合交通运输体系发展规划,徐州将形成“环、射、联”相结合的城市快速路网。“十四五”期间,全市快速路网新建及续建里程约150公里,通车里程力争达到200公里。
徐州市的城市高架快速路结构设计形式,普遍采用预应力混凝土箱梁结构,而其中部分联段的箱梁因整体施工周期、施工难易程度等因素综合考量,改为采用结构轻、易于工厂加工、跨越能力大、施工快速方便的钢箱梁结构形式替代,从而保证了项目整体施工进度,使整座桥梁在要求的工期内建成通车。
徐州B高架快速路工程项目,作为徐州市“三重一大”重点工程,亦是创优工程与民生工程,受到人民群众广泛关注,本文以徐州B高架快速路工程中重要节点——平山北路互通式立交PM匝道第三联钢箱梁作为研究对象,基于工程特点及实际情况采用分段吊装法施工,对涉及的临时胎架制作、钢箱梁吊装、焊接、卸载等关键技术进行分析,明确重点质量影响因素,并采取针对性的措施进行质量把控,为本工程及后续类似的工程项目施工技术应用及质量控制提供借鉴与参考。
1.2国内外研究现状
1.2.1钢箱梁研究现状
自1850年起,钢箱梁桥技术的演进便拉开了序幕。英国的工程师们修建了Britania铁路桥,自此之后,这种基于钢材料的设计理念和施工方法逐渐得到广泛认可和推广,成为现代桥梁建设中不可或缺的一部分[10]。1928年美国辛辛那提市第八大街高架桥建成通车,该桥是正在使用的世界最古老的高架桥之一[11],全桥由钢筋混凝土建成,桥长3.2km,4个交通车道,5个自行车道。1984年,马房北江钢箱梁桥——中国首座自主设计、施工的跨海大桥竣工;1987年,广州市人民路立交桥的建设工程正式启动,这座跨江大桥的落成不仅是广州城市交通发展史上的一个重要里程碑,也象征着这座城市向着立体化发展迈出了坚实的一步;1998年10月,济南市首条城市高架路——顺河高架路落成启用;苏通大桥(2008年)则是当时世界跨度最大的斜拉桥,为双塔双索面钢箱梁斜拉形式;而苏州中环线高架路一期工程则是在沪宁高速上进行了钢箱梁的吊装施工。
自1950年起,钢箱梁因其优良的力学性能,已逐步在快速路建设上得到了广泛的应用[12];20世纪60年代,随着焊接、自动切割等新工艺的普及,钢箱梁的施工技术在国际上有了较快的发展[13]。在1959年,德国的建筑工程师Leonhardt首次采用了一种创新的工程技术——顶推法,成功地在奥地利的阿格尔桥上实施,这项技术的采用标志着桥梁建设方式产生了重大变革[14];1966年英国建成的Severn桥拥有主跨度达988米的悬索结构,它首次采用了带有翅膀的扁平钢箱梁设计,这种新颖的结构形式为日后的桥梁建设提供了新的思路和灵感[15];1966年竣工于德国科隆市的动物园桥(Zoo Bridge),其主梁为四跨连续钢箱梁(73.5米+259米+144.5米+119.7米),该桥为当时的世界最大跨径钢箱梁桥,同时也是世界首座高强钢桥[16]。
2相关概念及理论基础
2.1相关概念
2.1.1快速路及高架快速路概念
快速路是指在城市内修建的,中央分隔、全部控制出入、控制出入口间距及形式,具有单向双车道或以上的多车道,并设有配套的交通安全与管理设施的城市道路。快速路常见有三种型式:地面快速路、高架快速路、地下(堑式)快速路。高架快速路主要为提升行车速度、或解决道路与铁路或行人动线交会的安全问题而建筑,全线不设置红绿灯,通过匝道与地面道路连接,同时以立体交叉的方式避免与地面道路的交汇。
2.1.2钢箱梁施工关键技术概念
钢箱梁的主要施工方法有分段吊装法、顶推施工法和转体施工法。其中,分装吊装法是使用最多的方法,因为它的使用成本较低,故而各个企业倾向于选择这一方法。该方法主要是通过在钢箱梁制造时将其分成合适的段落,并在运输至现场后逐段吊装至临时胎架上。关键的施工技术包括临时胎架的制作、钢箱梁的吊装、焊接和卸载等。
2.2理论基础
2.2.1质量管理理论概述与发展
(1)质量管理理论概述
在工程中,质量管理不仅关系着工程实体的质量,而且还可能直接影响到项目的可靠度。工程质量与人的生命息息相关,故而每一个环节都要严谨。因此质量管理应当贯穿于工程的整个生命周期中,从设计阶段就要注重设计文件的严谨性,从而确保工程的规范性。而将施工技术、数据统计和运营管理进行有机结合,则为项目的顺利进行提供了重要支持。采用合理的质量标准和科学的管理方法,可以有效地降低工程中出现缺陷和错误的可能性,确保施工过程中的每一个环节都符合质量要求。最终,以最经济的方式打造出质量优良且用户满意的工程项目。
工程质量管理旨在工程建设过程中规避质量问题的出现。其主要目标是确保工程建设的质量符合客户需求。为实现这一目标,必须全程进行管理,从工程前期准备到竣工验收,及时发现并解决可能影响工程质量的问题。
(2)质量管理理论的发展
质量管理的演变总体可以划分为质量检验阶段→统计质量管理阶段→全面质量管理阶段。
1)质量检验阶段
在早期,公众对质量管理的认知局限于产品质量的控制,侧重于产品是否符合标准以确定是否继续下一步生产工序。20世纪初,质量检验主要由一线工人负责,这被称为“操作者的质量管理”。随后,泰罗提出了制造与检验分离的理论,引入了专职负责产品质量检验的工长,即“工长的质量管理”。20世纪20年代末,随着工业时代脉搏日益强劲,制造业的发展呈现出前所未有的蓬勃景象。这一时期,生产企业的规模迅速扩张,它们不仅数量众多、分布广泛,涵盖了从手工作坊到现代工厂等多种形态,由此专职质量检验人员逐渐兴起,这一阶段也被称为“检验员的质量管理”。
3徐州B高架快速路工程概况及钢箱梁施工关键技术...................14
3.1工程概况及主要技术指标............................14
3.1.1工程概况..................................14
3.1.2主要技术指标.............................16
4基于层次分析法的钢箱梁施工质量影响因素分析.........................41
4.1钢箱梁施工质量影响因素识别...................................41
4.1.1钢箱梁施工质量影响因素初识....................................41
4.1.2钢箱梁施工质量影响因素确定....................................42
5徐州B高架快速路工程钢箱梁施工质量控制措施.......................54
5.1钢箱梁施工重点质量影响因素控制措施.....................54
5.1.1“人机料法环”质量控制措施.......................54
5.1.2使用质量管理方法...........................58
5徐州B高架快速路工程钢箱梁施工质量控制措施
5.1钢箱梁施工重点质量影响因素控制措施
根据第四章节中通过采用AHP层次分析法对钢箱梁施工质量影响因素进行分析得出,在钢箱梁施工重点质量影响因素中,“人员”要素影响主要包括现场管理人员对工人技术交底及操作技术培训不到位、加工厂内操作工人操作水平较差,“材料”要素影响主要包括现场焊接焊材质量不达标、厂内焊材质量较差、钢材原材料质量较差,“方法”要素影响主要包括临时支撑和锚固措施设置不合理、钢箱梁深化设计不到位、现场吊装施工方案不合理、钢箱梁测量监测不合规,“环境”要素影响主要包括施工自然天气条件差。结合以上钢箱梁施工重点质量影响因素,具有针对性的制定以下项目质量控制方案及质量控制措施[58,59]。
5.1.1“人机料法环”质量控制措施
(1)人员控制措施
根据该项目的建设特点,制定了一套由项目经理负责的工程质量管理组织机构,采取定期与不定期的方法进行质量检验,如图5.1所示。在实施质量目标和质量管理方法的同时,还制定了详细的质量计划、管理制度和措施。在此基础上,制定各个阶段的责任目标,提高了每个人的质量意识。在此过程中,还将对项目的质量进行了全面的监督,并将其纳入到了项目的管理体系之中,制定整改措施并对实施效果进行跟踪验证。
6结论和展望
6.1结论
本文以徐州B高架快速路工程钢箱梁为研究对象,充分借鉴国内外相关参考文献和类似项目施工管理经验,结合项目施工关键技术,对钢箱梁施工的质量控制进行研究。目前,徐州B高架快速路工程已按期交付通车,运行通畅,安全性能良好,取得了中国建设工程最高质量奖“鲁班奖”荣誉,徐州东、西三环高架高速公路与已经开通的高速公路相连,构成了三环联动、便捷的都市路网,对于加速徐州北部城区的发展与建设具有重大意义。同时是徐州国省主干道路的重要组成部分,也是徐州的对外门户,对于缓解徐州北部地区的交通拥挤局面、激活城区周边交通、构筑城区立体交通网络具有