青島海灣大橋工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)分析報(bào)告

1、青島海灣大橋工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)分析一、工程概況11工程概況圖11 青島海灣大橋工程地理位置圖青島海灣大橋是青島市道路交通網(wǎng)絡(luò)布局中膠州灣東西岸跨海通道的重要組成部分，也是山東省“五縱四橫一環(huán)”公路網(wǎng)主框架的重要組成部分。本工程的建成將進(jìn)一步完善青島市東西跨海交通聯(lián)系，促進(jìn)青島市經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略西移，解決黃島前灣港外貿(mào)集裝箱的疏運(yùn)，緩解青島膠州灣高速公路日趨飽和的交通壓力，擴(kuò)大青島市城市主骨架，縮小青島、紅島、黃島三島的時(shí)空距離，加強(qiáng)主城區(qū)與兩翼副城區(qū)的聯(lián)系，發(fā)揮青島市在山東省經(jīng)濟(jì)發(fā)展的龍頭作用，加快膠州半島城市群體的發(fā)展等方面，將起到極大的促進(jìn)作用。本項(xiàng)目起點(diǎn)自青島側(cè)李村河口處，終點(diǎn)位于黃島側(cè)龍泉王家，起終

2、點(diǎn)均與膠州灣高速公路相接，路線全長約27.6km，其中包括滄口航道橋（K11+890）、紅島航道橋（K22+340）和大沽河航道橋（K26+790）、海上非通航孔橋和路上引橋、紅島連接線，李村河和紅島兩個互通立交，紅島和黃島側(cè)接線道路工程。12工程氣象、水文、地質(zhì)（一）、氣象1、橋區(qū)屬季風(fēng)氣候區(qū)，氣候季節(jié)變化較明顯。冬半年（10月至翌年的3月）呈大陸性氣候特點(diǎn)，氣候干燥、溫度低；夏半年（4月至9月）受東南季風(fēng)影響，空氣濕潤，雨量充沛，日溫差小，呈現(xiàn)海洋性氣候特征。2、橋位區(qū)年均氣溫12.3左右，極端最高氣溫38.9，極端最低氣溫-16.9，1月份最低平均氣溫-1.0，8月份最高平均氣溫25.1

3、。3、累年年平均風(fēng)速為5.5m/s，最大風(fēng)速為38m/s（ENE，1965年8月12日），觀象山氣象臺實(shí)測瞬時(shí)最大風(fēng)速為40.3m/s（NNE）。4、年平均相對濕度約75%，5、年均降雨量為687.3mm，歷年最大降水量1272.7mm，歷年最少降水量308.3mm，日最大降水量269.6mm，日降水大于25mm的年平均日數(shù)為5.5d。6、橋位處的主要災(zāi)害性天氣有熱帶氣旋、雷暴、冰雹、寒潮、海冰、風(fēng)暴潮等災(zāi)害性天氣，但上述災(zāi)害性天氣在橋區(qū)發(fā)生的頻率均較低。7、橋位處離平均海平面10m高處百年一遇最大風(fēng)速為39.6m/s。（二）、水文1、大橋沿線水下地形，除局部人工挖槽外，變化相當(dāng)平緩。大橋線位

4、經(jīng)過的東岸登陸點(diǎn)附近的海底地形深度在-2-4m之間，其中距海堤1.5km處有一人工開挖的航道，最大深度為-11.4m。線位經(jīng)過的中間部分海域深度在-2-7m之間。大橋西岸岸線高程3.5m，登陸點(diǎn)附近海域水下地形深度在0-2.0m之間。 2、膠州灣屬規(guī)則半日潮類型。青島長期驗(yàn)潮站實(shí)測最高潮位為3.09m，年平均高潮位1.39m；歷史實(shí)測最低潮位-3.12m，年平均低潮位-1.40m；歷年最大潮差4.75m，年平均潮差2.78m；平均漲潮歷時(shí)5小時(shí)39分，平均落潮歷時(shí)6小時(shí)46分。3、橋位區(qū)重現(xiàn)期為20年、100年、300年一遇年極值高水位分別為3.04m、3.33m和3.54m；相應(yīng)重現(xiàn)期的年極

5、值低水位分別為-3.2m、-3.44m和-3.61m。4、工程區(qū)潮流屬于規(guī)則半日潮流類型，淺水影響較大。紅島以西潮流主要受膠州灣西北部海域納潮體控制，東大洋口門中部潮流主要受東大洋水體漲落控制，漲落潮流基本呈往復(fù)形態(tài)。實(shí)測測點(diǎn)最大漲潮流速0.76m/s，流向339°；最大落潮流速0.62m/s，流向182°。5、推算的橋區(qū)300年一遇垂線平均流速最大為1.49m/s。6、橋址斷面水體含鹽度高低隨潮汛大小相應(yīng)發(fā)生變化，一般小潮期鹽度普遍較高，大潮期次之，中潮期最小。橋區(qū)2003年10月實(shí)測鹽度最大值出現(xiàn)在小潮期，最大值為29.23，最小值出現(xiàn)在中潮期，最小值為6.57。7、橋

6、區(qū)2003年汛期實(shí)測含沙量不大，為63.4mg/l0.8 mg/l之間，其中大潮期為9.919.9mg/l，中潮期為9.625.7 mg/l，小潮期為7.816.9 mg/l。8、工程區(qū)懸沙主要成分為粉砂和粘土，分選中等，粒度區(qū)間為6 10 F（1µm 16µm）。9、大橋所在的海區(qū)基本不受外海波浪的影響，因此，一般情況下風(fēng)浪不大。大浪主要在秋、冬季，由寒潮天氣形成的偏北大風(fēng)和夏、秋季的熱帶氣旋及臺風(fēng)影響造成。據(jù)推算，工程海域100年一遇設(shè)計(jì)波高H1%達(dá)2.95m，相應(yīng)平均周期為5.3s。10、膠州灣一般年份結(jié)冰期為12月中旬至翌年2月中旬，其中1月下旬至2月上旬為盛冰期。

7、膠州灣西部、北部和東北部的灘涂和2m等深線以內(nèi)淺海內(nèi)可形成1020cm的固定冰。（三）、工程地質(zhì)工程物探基本結(jié)論如下：1、 橋址處海域海底水深淺而地形平坦，海底標(biāo)高在-4-6m之間作微小波動（近岸部分除外），僅在K10+600K10+900及K11+500K12+300段分別出現(xiàn)寬為300m和800m的相對深水區(qū)，最大水深僅78m。全線沒發(fā)現(xiàn)任何地形陡坎或陡坡。2、第四系厚度陸域很薄，東側(cè)李村河段020m，西側(cè)紅石崖段為05m；海域在東厚、西薄的總趨勢下中間變?。簴|段厚3542m，西段為225m，中西段K20+700K27+600段厚度為30m左右，而中東段因紅島外延，基巖隆起而第四系變薄，厚

8、度為125m。3、第四系在厚覆蓋段可劃為三層，巖性為淤泥、淤泥質(zhì)亞粘土(Q4)，亞粘土夾砂(Q3)及粗砂、礫砂夾亞粘土(Q3)，而淺覆蓋區(qū)劃為二層。4、橋位沿線基巖面形態(tài)及埋深分別為：東側(cè)陸域基巖面起伏較大，埋深為020m；西側(cè)埋深極淺，小于5m；中間海域在東深西淺的總趨勢下在紅島外側(cè)呈現(xiàn)水下隆起，海域全線基巖埋深不大，其標(biāo)高在-45m以上?；鶐r巖性在東側(cè)陸域?yàn)榛◢弾r，西側(cè)陸域?yàn)槠閹r和變粒巖，海域及兩側(cè)陸域近海部位（K9K35）主要為凝灰?guī)r、礫巖、安山巖及玄武巖。工程地質(zhì)情況如下：橋址區(qū)地形起伏較大，地貌類型復(fù)雜，陸域地貌主要以剝蝕、堆積地貌為主，海底地貌為水下淺灘。 橋址區(qū)位于中朝淮地臺魯

9、東隆起區(qū)東南部，級構(gòu)造單元膠萊坳陷中部及膠南隆起東北部，級構(gòu)造單元朱吳-即墨凹陷南部及膠南凸起東北部。近場區(qū)新構(gòu)造運(yùn)動以長期的間歇性的抬升運(yùn)動為特征，從晚更新世以來構(gòu)造活動減弱，所有的斷裂均已停止活動，處于較為穩(wěn)定的緩慢上升階段，屬構(gòu)造穩(wěn)定區(qū)，適宜建橋。橋址區(qū)基巖按時(shí)代、巖性劃分為3個大層組、34個亞層。松散層共分為4大層組、23個亞層。其中松散層不可作為橋基持力層，對于基巖，全風(fēng)化強(qiáng)風(fēng)化層為不良地質(zhì)層，橋墩需穿過該層，弱微風(fēng)化層除層工程性能較差外，其余各層工程性能較好，可直接作為橋基持力層。橋址區(qū)海水對混凝土具有中等結(jié)晶類腐蝕和強(qiáng)結(jié)晶分解復(fù)合類腐蝕，對鋼結(jié)構(gòu)具中等腐蝕性。13工程量統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目結(jié)

10、構(gòu)說明紅島連接線及接線工程3.2m的樁為38根,花瓶狀墩為38根,有2個三跨一聯(lián)的和8個四跨一聯(lián)的,其中有34×60m李村河互通立交工程樁有30根3.2m、18根2.9m、4根2.5m、12根1.2m、8根2.0m、232根1.5m，花瓶狀墩為54根、實(shí)心墩為143根，有4個兩跨一聯(lián)、16個三跨一聯(lián)、14個四跨一聯(lián)、2個六跨一聯(lián)，其中24×20m+23×30+2×35m+37.5m+12×38.75m+14×40m+4×42m+9×50m+3×55m+10×59m+11×60m+61m

11、紅島互通立交工程樁有58根3.2m、102根2.9m，花瓶狀墩為99根、實(shí)心墩為61根，有8個兩跨一聯(lián)、13個三跨一聯(lián)、11個四跨一聯(lián)、2個五跨一聯(lián)，其中3×52.5m+32×55m+3×57m+9×57.5m+12×58m+50×60m非通航孔橋工程樁有418根3.2m、32根2.9m、808根1.8m、128根2.2m、224根2.0m、240根1.6m，花瓶狀墩為450根、薄壁墩為1400根，有14個三跨一聯(lián)、158個四跨一聯(lián)、26個四跨一聯(lián)的剛構(gòu)、2個五跨一聯(lián)，其中670×60m10×59m100×

12、;50m6×55m2×61m通航孔橋工程滄口橋樁為106根2.5m，索塔為8根，輔助墩為8根，過渡墩為8根，其中2×80m2×90m260m；紅島橋樁為48根2.5m，索塔為4根，輔助墩為8根，過渡墩為8根，其中2×60m2×120m；大沽河橋樁為94根2.5m，索塔為一根，輔助墩為4根，過渡墩為4根，其中2×80m260m190m工程總量表樁基直徑（m）3.22.92.52.221.81.61.51.2根數(shù)54415225212823280824023212墩形狀花瓶狀實(shí)心薄壁索塔輔助墩過渡墩根數(shù)6412041400132

13、020連續(xù)梁構(gòu)造兩跨一聯(lián)三跨一聯(lián)四跨一聯(lián)五跨一聯(lián)六跨一聯(lián)四跨一聯(lián)剛構(gòu)12聯(lián)45聯(lián)191聯(lián)4聯(lián)2聯(lián)26聯(lián)跨徑長度（m）20303537.538.7540425052.5555757.558596061跨數(shù)342321121421093413912207673二、風(fēng)險(xiǎn)評估的基本理論風(fēng)險(xiǎn)評估和風(fēng)險(xiǎn)管理已經(jīng)作為一種考慮不確定性的決策輔助方法得到了迅速的應(yīng)用和發(fā)展，目前已廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會學(xué)、工程科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和災(zāi)害科學(xué)領(lǐng)域中。工程領(lǐng)域?qū)︼L(fēng)險(xiǎn)方法的關(guān)注較晚，專注于橋梁工程的風(fēng)險(xiǎn)評估研究就更少了。目前工程領(lǐng)域中常見的風(fēng)險(xiǎn)定義為：不利事件發(fā)生的概率及可能后果的嚴(yán)重度，常用發(fā)生概率與可能后果的乘積來表達(dá)。

14、風(fēng)險(xiǎn)評估的最終目的是決策輔助，其突出特點(diǎn)是考慮風(fēng)險(xiǎn)事態(tài)發(fā)生的不確定性，并且將風(fēng)險(xiǎn)事態(tài)發(fā)生的不確定性及其可能造成的損失綜合起來，以可能的損失最小為決策的主要標(biāo)準(zhǔn)輔助決策。同時(shí)，通過制定一定的風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則，風(fēng)險(xiǎn)評估是不同領(lǐng)域?qū)＜?，或是專家與決策者、專家與公眾之間交流的平臺和橋梁。風(fēng)險(xiǎn)評估可以分為確定研究目標(biāo)和內(nèi)容、風(fēng)險(xiǎn)識別、風(fēng)險(xiǎn)分析、風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)對策等幾部分。確定研究內(nèi)容主要是明確項(xiàng)目研究的范圍、主要目標(biāo)、執(zhí)行和評價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)以及涉及項(xiàng)目的各個方面對評估目標(biāo)的具體責(zé)任和權(quán)利等。風(fēng)險(xiǎn)識別主要是明確可能出現(xiàn)的各種風(fēng)險(xiǎn)事態(tài)及其發(fā)生的原因，但這一階段并不進(jìn)行量化分析，只是找出風(fēng)險(xiǎn)類別和起因。風(fēng)險(xiǎn)分析包括風(fēng)險(xiǎn)

15、事態(tài)發(fā)生概率、后果的詳細(xì)分析，并得到一個風(fēng)險(xiǎn)量值。風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)是專家對上述風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果進(jìn)行評價(jià)和分析，對各種分析進(jìn)行等級評定，形成對各種分析影響程度、重要性的、規(guī)避方法的綜合評價(jià)。風(fēng)險(xiǎn)對策是對各種風(fēng)險(xiǎn)形成最終的處理方法，如結(jié)構(gòu)修改、管理改進(jìn)、橋梁保險(xiǎn)等。風(fēng)險(xiǎn)即損失的不確定性或與預(yù)期目標(biāo)的差異。固然可通過一定的措施減少風(fēng)險(xiǎn)，但卻無法消除風(fēng)險(xiǎn)。風(fēng)險(xiǎn)的客觀性使得損失的可能性客觀存在。橋梁施工階段將面臨更多的不可確定因素，將是風(fēng)險(xiǎn)分析和研究的重點(diǎn)。從施工方法方面，將可能采用的施工工藝和流程，對施工中可能遇到的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析和研究，并對施工中將頻繁出現(xiàn)的人為錯誤進(jìn)行規(guī)律和對策研究。三、青島海灣大橋工程建設(shè)

16、風(fēng)險(xiǎn)分析的主要內(nèi)容交通基礎(chǔ)設(shè)施是公益性設(shè)施，其質(zhì)量具有特殊性、公開性和效益性。交通工程質(zhì)量不僅是產(chǎn)品質(zhì)量問題，而且關(guān)系到國計(jì)民生和人民群眾的財(cái)產(chǎn)和生命安全，與公眾利益息息相關(guān)。開放的交通設(shè)施，各行各業(yè)、各種人群都要通過，每一個人都可以對質(zhì)量的優(yōu)劣進(jìn)行監(jiān)督評價(jià)，而評價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)又十分直接，其質(zhì)量的好壞直接影響到行業(yè)、地區(qū)及至政府的形象。青島海灣大橋建設(shè)規(guī)模和技術(shù)難度史無前例，橋型復(fù)雜，技術(shù)含量高，建成通車后車流量大，對海灣地區(qū)建橋質(zhì)量提出了更高更嚴(yán)的要求。任何一個細(xì)小環(huán)節(jié)的疏忽，都可以埋下嚴(yán)重的質(zhì)量隱患，造成不可挽回的重大政治影響和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。質(zhì)量是工程建設(shè)永恒的主題，質(zhì)量問題不僅是個經(jīng)濟(jì)問題、

17、技術(shù)問題，更是個政治問題。作為青島海灣大橋建設(shè)者，必須樹立強(qiáng)烈的質(zhì)量責(zé)任感和榮譽(yù)感，嚴(yán)肅對待質(zhì)量問題，確保工程建設(shè)在質(zhì)量優(yōu)良的前提下快速向前推進(jìn)。根據(jù)青島海灣大橋的橋型設(shè)計(jì)、工程特點(diǎn)，施工過程中通過嚴(yán)密的施工組織設(shè)計(jì)，科學(xué)合理的施工工藝來保證施工質(zhì)量。加強(qiáng)工序控制，嚴(yán)格按規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求組織施工，履行工序簽證驗(yàn)收制度。本項(xiàng)目選擇以下方面作為風(fēng)險(xiǎn)分析的主要內(nèi)容：1、青島海灣大橋GPS綜合應(yīng)用系統(tǒng)施工精度控制風(fēng)險(xiǎn)分析。2、鉆孔灌注樁施工風(fēng)險(xiǎn)，主要是鉆孔灌注樁存在鋼護(hù)筒下沉深度不夠、漏漿、坍孔、掉鉆等風(fēng)險(xiǎn)；橋址區(qū)軟硬巖層分布不均勻，風(fēng)化差異性大，橋梁施工成孔困難，終孔判別難度大。3、海灣橋梁混凝

18、土結(jié)構(gòu)冬季施工風(fēng)險(xiǎn)。4、高墩區(qū)鋼箱梁安裝滿堂支架施工風(fēng)險(xiǎn)。5、海工混凝土耐久性質(zhì)量控制風(fēng)險(xiǎn)。6、后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力筋張拉、孔道壓漿質(zhì)量控制風(fēng)險(xiǎn)。7、自緢式懸索橋施工中的風(fēng)險(xiǎn)。8、水下承臺鋼套吊箱施工風(fēng)險(xiǎn)。9、施工過程中棧橋、鋼管支架、施工平臺等臨時(shí)工程船舶撞擊風(fēng)險(xiǎn)。10、人為風(fēng)險(xiǎn)，主要來自業(yè)主和承包商的資質(zhì)和經(jīng)驗(yàn)、施工的組織管理能力和水平、雇傭員工的素質(zhì)和工地的安全檢查制度。四、青島海灣大橋GPS綜合應(yīng)用系統(tǒng)施工精度控制風(fēng)險(xiǎn)分析青島海灣大橋跨海距離達(dá)28.765公里，施工定位距離長，海上風(fēng)浪及潮汐影響顯著，而施工中又要求實(shí)時(shí)、快速和精確的跟蹤定位。顯然，傳統(tǒng)的地面測量儀器（如經(jīng)緯儀、

19、全站儀、水準(zhǔn)儀等）及其定位方法已不能滿足施工定位的需要，而具有遠(yuǎn)距、精確、三維、快速、全天候、實(shí)時(shí)的特點(diǎn)的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)正好適應(yīng)了這一時(shí)代發(fā)展的要求。41連續(xù)運(yùn)行GPS基準(zhǔn)站簡介連續(xù)運(yùn)行GPS基準(zhǔn)站系統(tǒng)是利用衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)，在一個城市、一個地區(qū)根據(jù)需要按一定距離建立長年運(yùn)行的衛(wèi)星永久跟蹤站，通過數(shù)據(jù)信網(wǎng)將跟蹤站的數(shù)據(jù)集中處理，然后發(fā)布給用戶，用戶只需一臺接收機(jī)就可進(jìn)行野外作業(yè)，即可進(jìn)行毫米級、厘米級、分米級、米級的準(zhǔn)實(shí)時(shí)、實(shí)時(shí)的快速定位，事后定位或?qū)Ш蕉ㄎ?。這樣由基準(zhǔn)站構(gòu)成的網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)在網(wǎng)內(nèi)共享，對用戶可根據(jù)不同需要提供各種精度的定位服務(wù)。它不但具有全天候、全自動、

20、實(shí)時(shí)導(dǎo)航定位功能還可進(jìn)行天氣預(yù)報(bào)、災(zāi)害預(yù)測、提供無線通信和電網(wǎng)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)和電路檢測等功能。因此，當(dāng)前國內(nèi)外建立這種衛(wèi)星定位應(yīng)用網(wǎng)代替分散的、短期的、靜態(tài)的定位測量已是一種趨勢。這些網(wǎng)的建立不但可以滿足城市動態(tài)控制網(wǎng)的要求，也可以滿足大橋建設(shè)、城市規(guī)劃、城市建設(shè)、城市管理、災(zāi)害預(yù)測、科學(xué)研究等多方面的需求，因此區(qū)域連續(xù)運(yùn)行的GPS網(wǎng)是多用途的網(wǎng)，它應(yīng)是數(shù)字化建設(shè)的基礎(chǔ)工程。42連續(xù)運(yùn)行GPS服務(wù)系統(tǒng)在大橋中的應(yīng)用在橋梁設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，GPS系統(tǒng)在前期主要用于控制網(wǎng)設(shè)計(jì)、施工放樣。既可以利用陸地上的控制測量，也可以進(jìn)行江河、海面的施工放樣。為了提供全天候工作，一般建立長期連續(xù)運(yùn)行參考站系

21、統(tǒng)，這樣等到橋梁建設(shè)完成后，也可作為橋梁監(jiān)測管理的一部分。通過GPS差分服務(wù)系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)得到大橋當(dāng)?shù)氐娜S坐標(biāo)，并能用于數(shù)據(jù)采集、放樣、監(jiān)測等工作。對于已有的控制點(diǎn)可以通過GPS高程，進(jìn)行水準(zhǔn)高程的聯(lián)測。利用數(shù)據(jù)中心對各個流動站的監(jiān)控功能，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測施工用戶的作業(yè)情況，了解數(shù)據(jù)和施工的質(zhì)量，在數(shù)據(jù)中心，管理人員可以在室內(nèi)監(jiān)控施工單位的作業(yè)精度情況，也能全盤掌握工地的測量施工情況，為做出正確的決策提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，減輕業(yè)主和監(jiān)理單位工作量，而能對全程進(jìn)行科學(xué)管理。43GPS網(wǎng)絡(luò)差分系統(tǒng)的原理常規(guī)GPS單站RTK測量方法是能夠?qū)崟r(shí)在野外得到厘米級定位精度，大大節(jié)約了施測時(shí)間。但它的主要不足就是隨著

22、用戶站至參考站間距離的增加，系統(tǒng)誤差（主要為多路徑效應(yīng)、電離層、對流層影響）增加，尤其是在電離層活躍高峰期，作用距離小于10公里，這就使RTK的應(yīng)用大受限制。網(wǎng)絡(luò)RTK是在衛(wèi)星定位綜合服務(wù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上建立起來的實(shí)用技術(shù)，連續(xù)運(yùn)行站網(wǎng)與處理中心相連，形成一個網(wǎng)絡(luò)，處理中心運(yùn)用一定的技術(shù)進(jìn)行解算，并將解算出來的改正數(shù)實(shí)時(shí)發(fā)送至用戶站，用戶同時(shí)接受衛(wèi)星信號和來自處理中心的信號，求出測站三維坐標(biāo)。運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)RTK，用戶站與參考站距離可增加至40公里，并且縮短了初始化時(shí)間，提高了點(diǎn)位精度，增強(qiáng)了可靠性。VRS是網(wǎng)絡(luò)RTK中最關(guān)鍵技術(shù)：處理中心，通過接受整個網(wǎng)絡(luò)中所有參考站的數(shù)據(jù)，解算系統(tǒng)誤差改正數(shù)，為用戶

23、特別模擬一個就位于其身邊的虛擬的參考站，因此用戶比使用距離較遠(yuǎn)的參考站得出的坐標(biāo)精度要高的多。VRS工作原理：首先，GPS流動站向處理中心發(fā)送它的概略位置，具體的方式是用移動電話鏈路（如GSM等）或其他手段發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)的位置信息。處理中心接收此位置信息并進(jìn)行誤差計(jì)算，再重新向流動站發(fā)送改正過的信息。處理中心將執(zhí)行幾個重要的任務(wù)，包括：原始數(shù)據(jù)和并進(jìn)行質(zhì)量檢查；存儲和壓縮RINEX數(shù)據(jù)；改正天線相位中心；系統(tǒng)誤差的模型化及估算；產(chǎn)生數(shù)據(jù)為流動站接收機(jī)創(chuàng)建虛擬基站位置；產(chǎn)生流動站所在位置上的RTK改正數(shù)據(jù)流；發(fā)送RTK改正數(shù)據(jù)到野外的流動站。44青島海灣大橋GPS綜合應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)的目標(biāo)和功能該系統(tǒng)采用

24、目前以美國全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS為主先進(jìn)的全球衛(wèi)星定位技術(shù)，并兼顧到其他測量技術(shù)。建成青島海灣大橋GPS綜合應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)，將滿足青島海灣大橋控制點(diǎn)布設(shè)、施工測量、項(xiàng)目監(jiān)理、移動目標(biāo)導(dǎo)航、水下地形測量、地面沉降監(jiān)測、基準(zhǔn)點(diǎn)位移變化、氣象預(yù)報(bào)、大橋安全監(jiān)測等對衛(wèi)星的要求。1、建立由3個GPS衛(wèi)星連續(xù)跟蹤站組成的GPS區(qū)域網(wǎng)，成為青島海灣大橋GPS首級控制網(wǎng)。在該網(wǎng)基礎(chǔ)再與原有GPS控制網(wǎng)點(diǎn)聯(lián)測構(gòu)成二等控制網(wǎng)。這將成為青島海灣地區(qū)高精度三維大地測量控制網(wǎng)。該網(wǎng)將為大橋的建設(shè)管理提供高精度的GPS觀測數(shù)據(jù)，使后處理用戶達(dá)到毫米級的定位精度。2、利用連續(xù)跟蹤站組成的GPS區(qū)域網(wǎng)。連續(xù)發(fā)布偽距差分信號和載

25、波相位差分信號，使實(shí)時(shí)用戶能得到不隨距離變化的差分信號。45青島海灣大橋GPS綜合應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)定位誤差分析及采取的措施GPS定位技術(shù)在精密控制測量中的應(yīng)用已非常成熟，但它在大型橋梁工程中的應(yīng)用還處于起步階段，主要原因是施工現(xiàn)場情況復(fù)雜，環(huán)境干擾特別大，不利于GPS觀測，影響GPS定位的精度及其正常使用。海上測量定位產(chǎn)生的誤差，主要來源于儀器、衛(wèi)星信號和環(huán)境干擾三方面，包括儀器誤差、天線相位中心變化、衛(wèi)星軌道誤差、多路徑誤差、其他信號干擾、電離層誤差、對流層誤差、氣象因素影響以及GPS天線與設(shè)備相對位置的測定誤差。為了提高海上施工的定位精度，應(yīng)從測量定位和施工配合兩方面采取有效措施：1、選擇定位

26、精度高、性能穩(wěn)定、初始化時(shí)間短和抗干擾能力強(qiáng)的GPS接收機(jī)。2、合理選布基準(zhǔn)站控制點(diǎn)，設(shè)置基準(zhǔn)站、控制點(diǎn)間距應(yīng)小于有效作業(yè)半徑的三分之二，最好為三分之一左右?？刂泣c(diǎn)處應(yīng)避免無線電干擾和多路徑效應(yīng)，基準(zhǔn)站天線安置高度應(yīng)滿足數(shù)據(jù)通訊的要求。3、施工過程中應(yīng)對GPS定位結(jié)果進(jìn)行必要的對比檢核，避免因衛(wèi)星狀況不佳或外界環(huán)境不利等原因造成定位誤差。4、施工過程中，嚴(yán)格限制對講機(jī)等無線電設(shè)備的使用，減少環(huán)境因素對GPS定位的干擾。5、應(yīng)在系統(tǒng)測定的偏差值趨于穩(wěn)定后再進(jìn)行施工定位，以排除“假鎖定”現(xiàn)象，確保位置精度滿足施工要求。6、測量人員應(yīng)與施工人員密切配合，達(dá)到定位測量與施工協(xié)調(diào)一致，最大限度地減少風(fēng)浪

27、對定位結(jié)果地不良影響。46GPS高程測量的精度控制GPS定位技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，成功地解決了跨海橋梁工程遠(yuǎn)距離施工中平面定位地難題，但受多方面因素的制約，GPS高程測量的精度仍不十分理想，目前僅能滿足樁基和承臺施工的需要。對于定位精度要求較高的橋墩墩身、墩帽及現(xiàn)澆箱梁等部位的高程放樣，仍然需要采用傳統(tǒng)的水準(zhǔn)測量、三角高程測量等方法。GPS與重力測量、水準(zhǔn)測量、三角高程測量相結(jié)合，綜合解算橋梁高程控制點(diǎn)的高程；同時(shí)利用正式施工前建立的海上試樁平臺建立高程控制點(diǎn)，有效地縮短高程傳遞的距離；再在前期完工地部分橋墩承臺或墩身上設(shè)立加密控制點(diǎn)；采用傳統(tǒng)的跨河水準(zhǔn)測量方法進(jìn)行高程引測，逐步實(shí)現(xiàn)兩岸高程的精密

28、貫通，是實(shí)現(xiàn)近海工程遠(yuǎn)距離施工中高程放樣的一種有效途徑。47小結(jié)GPS定位技術(shù)以其全天候、高精度、自動化、高效益等顯著優(yōu)點(diǎn)，給海上工程遠(yuǎn)距離施工定位提供了一種全新的解決方案，它能有效地解決常規(guī)地面測量技術(shù)無法獨(dú)立完成地寬水域遠(yuǎn)距離施工定位難題，而且能顯著地加快施工進(jìn)度、提高施工質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益、加快實(shí)現(xiàn)施工測量自動化和數(shù)字化，但施工過程中定位存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，必須保證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，重點(diǎn)考慮可靠性的問題，在設(shè)計(jì)時(shí)采用的主要技術(shù)和方法：一是每個基準(zhǔn)站單獨(dú)成域，保證系統(tǒng)的分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；二是對系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行時(shí)可能發(fā)生的意外情況進(jìn)行詳盡的分析，并提出相應(yīng)的解決方案；三是完善監(jiān)控機(jī)制，及

29、時(shí)報(bào)警及處理問題。GPS技術(shù)在橋梁高程測量等方面的應(yīng)用效果尚不十分理想，需要深入開展相關(guān)方面的應(yīng)用研究。隨著全球定位系統(tǒng)的不斷改進(jìn)，硬、軟件的不斷完善，GPS測量定位技術(shù)將在青島海灣大橋施工中發(fā)揮越來越顯著的作用。五、鉆孔灌注樁施工風(fēng)險(xiǎn)51橋位區(qū)基巖分布概況橋位區(qū)基巖面略有起伏，且埋藏深度較淺，在K8+770K14+250段，頂板埋深25.2032.80 m; K14+250K17+600段，頂板埋深17.0021.60m；K17+600K20+600段，頂板埋深11.2016.70m，K20+600K27+950段，頂板埋深23.0027.90m；K27+950K28+600段，頂板埋深13

30、.6 18.3m；K28+600以西段基巖頂板埋深不超過10m。從東向西，總體趨勢是深淺深淺。橋位區(qū)分布的基巖有軟質(zhì)巖、硬質(zhì)巖，具有風(fēng)華差異性、軟硬不均勻性。1、風(fēng)化差異性橋位區(qū)風(fēng)化巖包括全弱風(fēng)化巖石，其中全強(qiáng)風(fēng)化巖石的礦物質(zhì)成分、力學(xué)性質(zhì)與母巖相差較多，尤其是強(qiáng)風(fēng)化角質(zhì)巖、泥巖，全風(fēng)化玄武巖、安山巖，結(jié)構(gòu)較疏松，軟化系數(shù)小于0.3，浸水易軟化，強(qiáng)度低，力學(xué)性能較差。2、軟硬不均勻性橋位區(qū)巖性主要為沉積巖和巖漿巖，沉積巖為軟質(zhì)巖，其天然抗壓強(qiáng)度一般小于2MPa，浸水易軟化，易崩解；而巖漿巖的全、強(qiáng)風(fēng)化層性質(zhì)較差，弱微風(fēng)化層天然抗壓強(qiáng)度1570MPa不等，屬較硬質(zhì)巖石。又：1、滄口航道橋，東主墩

31、巖性上部為熔結(jié)凝灰?guī)r、泥巖，天然抗壓強(qiáng)度0.31MPa，西主墩為弱、微風(fēng)化的流紋巖，天然抗壓強(qiáng)度29.141.43MPa，強(qiáng)度差異較大。2、大沽河航道橋，東主墩巖性為泥質(zhì)砂巖、角礫巖，天然單軸抗壓強(qiáng)度0.640.82MPa，屬軟質(zhì)巖石；西主墩巖性為玄武巖，揭露最大厚度為22.00 m，天然單軸抗壓強(qiáng)度63.6 0MPa，屬硬質(zhì)巖石。3、K26+780K28+700段玄武巖分布范圍大，局部分布泥質(zhì)砂巖、角礫巖，強(qiáng)度差異較大。因此，在樁基設(shè)計(jì)時(shí)，既要考慮基巖的埋深情況，又要考慮巖體強(qiáng)度的差異性、不均勻性。不管在沉積巖（角礫巖、泥巖）或巖漿巖段成樁，樁基均應(yīng)進(jìn)入弱或微風(fēng)化層一定深度，既滿足單樁軸向承

32、載力的需要，又要保持樁體的穩(wěn)定。52低墩區(qū)非通航孔橋獨(dú)樁施工風(fēng)險(xiǎn)分析低墩區(qū)非通航孔橋采用獨(dú)樁獨(dú)柱的基礎(chǔ)形式，取消承臺，直接利用樁基護(hù)筒作為墩身施工的圍水結(jié)構(gòu)。樁基施工首先利用打樁船插打鋼管樁，搭設(shè)工作平臺，利用浮吊和打樁機(jī)插打鋼護(hù)筒，若采用清水鉆進(jìn)，鋼護(hù)筒要求打入強(qiáng)風(fēng)化基巖2m左右，護(hù)筒較長，壁厚較厚，施工難度較大。成孔后吊放鋼筋籠，澆筑混凝土，混凝土由水上攪拌船供應(yīng)。1、鉆機(jī)選用低墩區(qū)非通航孔橋均采用大直徑樁，樁徑為350（320）、320（290）兩種，樁長3682 m，入巖深度大。根據(jù)基樁特點(diǎn)，采用KP3500和ZSD350等大直徑鉆機(jī)施工，須知我國在大直徑鉆機(jī)生產(chǎn)方面與國際先進(jìn)水平差距

33、較大。目前國內(nèi)這種型號鉆機(jī)屈指可數(shù)，這樣造成施工隊(duì)伍選擇面很窄。而且由于鉆孔樁嵌入微（弱）風(fēng)化很深，造成鉆孔樁成孔困難，樁基施工周期長，給后續(xù)橋梁上部結(jié)構(gòu)施工造成巨大工期壓力。2、清水鉆孔的施工風(fēng)險(xiǎn)一般來說，鋼護(hù)筒打入強(qiáng)風(fēng)化基巖2米左右，鉆孔樁采用清水鉆進(jìn)是可行的。而且施工過程中無泥漿，對膠州灣的環(huán)境保護(hù)有利，無泥皮，樁側(cè)磨阻較高。但從地質(zhì)報(bào)告看，部分基巖裂縫發(fā)育，若采用清水鉆進(jìn)，風(fēng)險(xiǎn)相對較大。而且部分軟質(zhì)巖石浸水易軟化、崩解的特點(diǎn)，需以泥漿護(hù)壁，減少孔壁土層的破壞。因此目前正在進(jìn)行試樁工程將對清水鉆進(jìn)和泥漿鉆進(jìn)分別進(jìn)行工藝試驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，綜合考慮各種因素，在合適的地域選擇合適的施工方法。

34、3、斜孔處理橋位區(qū)軟質(zhì)巖石和硬質(zhì)巖石分布不均勻，尤其是分布于軟質(zhì)巖石中的玄武巖，強(qiáng)度差異較大，施工過程中容易出現(xiàn)斜孔現(xiàn)象。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，橋墩區(qū)下伏基巖面傾斜度較大，基巖強(qiáng)弱風(fēng)化層交錯出現(xiàn)，是易出現(xiàn)斜孔的主要原因。施工過程中一旦終孔后檢測發(fā)現(xiàn)樁孔下部出現(xiàn)傾斜，處理起來比較麻煩，只能反復(fù)進(jìn)行掃孔，耗時(shí)太多，影響工期，而且成樁質(zhì)量較差。因此應(yīng)針對場地巖石層特點(diǎn)，選擇適應(yīng)能力強(qiáng)的設(shè)備和富于施工經(jīng)驗(yàn)的隊(duì)伍進(jìn)行施工，施工過程中采用減壓慢進(jìn)方法鉆進(jìn)，或改進(jìn)鉆頭，加設(shè)特制的導(dǎo)向環(huán)裝置。53鉆孔樁樁底巖石終孔判別風(fēng)險(xiǎn)青島海灣大橋鉆孔樁數(shù)量多，且嵌巖深度大，施工過程中終孔判別至關(guān)重要。支承樁終孔時(shí)，對巖渣判斷錯誤

35、而提前終孔，支承樁未進(jìn)入微（弱）風(fēng)化巖層，將使樁基承載力不滿足設(shè)計(jì)要求造成廢樁；摩擦樁施工時(shí)不檢查實(shí)際地質(zhì)情況，鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高即終孔，可能造成樁周摩擦力不夠，或樁底承載力不能滿足設(shè)計(jì)要求，造成橋梁下沉。1、終孔樁底巖石風(fēng)化程度判別原則(1)、巖石發(fā)風(fēng)化程度定性直觀判別內(nèi)容為：巖石的顏色、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦物成分、軟硬情況等。(2)、地勘報(bào)告的工程地質(zhì)縱斷面及相應(yīng)的鉆孔工程地質(zhì)綜合柱狀圖所劃定風(fēng)化層的界限。(3)、近靠地質(zhì)鉆孔的巖層抗壓強(qiáng)度。(4)、鉆機(jī)的鉆進(jìn)速率。2、巖石風(fēng)化程度的直觀鑒別本段巖石主要為沉積巖、巖漿巖、劃分風(fēng)化層如下：(1)、強(qiáng)風(fēng)化：棕紅色、紫褐色，斑狀結(jié)構(gòu)，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀結(jié)構(gòu)，含角

36、礫，巖芯呈碎塊狀，巖芯錘擊聲啞，手掰易碎，裂縫發(fā)育完全，較易鉆進(jìn)。(2)、弱風(fēng)化：棕褐色、棕紅色、褐黃色，角礫結(jié)構(gòu)、塊狀結(jié)構(gòu)、斑狀結(jié)構(gòu)、泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，巖芯較完整，呈長柱狀、短柱狀、柱狀、碎石狀，強(qiáng)度較高手掰不易斷，裂隙發(fā)育，不易鉆進(jìn)。(3)、微風(fēng)化：棕紅色、棕褐色，角礫結(jié)構(gòu)、塊狀結(jié)構(gòu)、泥質(zhì)結(jié)構(gòu)、斑狀結(jié)構(gòu)，巖芯較完整，呈長柱狀、柱狀、碎石狀，錘擊聲脆不易碎。3、進(jìn)入微風(fēng)化和弱風(fēng)化的鉆進(jìn)速率參考值當(dāng)未達(dá)到預(yù)定設(shè)計(jì)樁長，且與設(shè)計(jì)樁長差別不大時(shí)，建議用下述標(biāo)準(zhǔn)確定樁基持力層：(1)、鉆機(jī)具有鉆巖的功能，在牙輪鉆頭正常磨損范圍內(nèi)，鉆進(jìn)速度按以下原則控制，沖擊鉆頭可參照此標(biāo)準(zhǔn)：微風(fēng)化：進(jìn)入巖層不小于2.0，鉆

37、進(jìn)速度小于10c/h。弱風(fēng)化：進(jìn)入巖層不小于1.0，鉆進(jìn)速度小于10c/h；進(jìn)入巖層不小于75，鉆進(jìn)速度不小于5cm/h。(2)、巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度大于30MP以上，且?guī)r石顏色新鮮，巖質(zhì)堅(jiān)強(qiáng)，敲擊聲脆。4、施工注意事項(xiàng)(1)、由于巖層分布的變化，當(dāng)原按嵌巖設(shè)計(jì)的樁，樁底巖石達(dá)不到鉆進(jìn)速度控制原則或強(qiáng)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)一直向下進(jìn)行，直到滿足要求為止。(2)、注意辨別鉆進(jìn)中是否有硬質(zhì)巖夾軟質(zhì)巖的假象。(3)、力求樁底標(biāo)高大致一致。(4)、鉆孔設(shè)備應(yīng)采用帶牙輪鉆頭及沖擊反循環(huán)鉆機(jī)，嚴(yán)格按施工規(guī)范施工，(5)、鉆進(jìn)速度計(jì)算應(yīng)以扣除輔助工作時(shí)間后的純鉆進(jìn)時(shí)間統(tǒng)計(jì)。(6)、由于地質(zhì)巖性的復(fù)雜性，可由設(shè)計(jì)

38、代表根據(jù)現(xiàn)場情況確定巖層持力層判別。(7)、鉆孔過程中必須有專人準(zhǔn)確同步記錄，地質(zhì)變化時(shí)應(yīng)撈取渣樣并量測孔深位置，做好記錄，渣樣必須保管好，用紙條寫上墩樁號，撈取時(shí)間，標(biāo)高。當(dāng)進(jìn)入巖層時(shí)，要更加準(zhǔn)確記錄進(jìn)尺速度，要更加頻繁的撈取巖樣，并做好各項(xiàng)記錄。以此作為終孔判別依據(jù)，避免工程隱患。六 海灣大橋冬季施工風(fēng)險(xiǎn)分析膠州灣一般年份12月下旬開始結(jié)冰，2月中旬消失，冰期在60天左右。青島海灣大橋要在2008年奧運(yùn)會前通車，工期緊，混凝土冬季施工不可避免，橋梁混凝土要跨越2005、2006、2007三個冬季施工，而海灣地區(qū)冬季施工存在一定風(fēng)險(xiǎn)，對混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性不利，冬季施工容易造成混凝土凍害： 混

39、凝土表面受凍變酥，減小截面的有效截面積。 裸露混凝土受凍，使混凝土喪失強(qiáng)度。 大體積混凝土或大型構(gòu)件出現(xiàn)裂紋。61混凝土凝結(jié)和硬化的原理混凝土冬季施工的一般原理混凝土拌和物澆灌后之所以能逐漸凝結(jié)和硬化，直至獲得最終強(qiáng)度，是由于水泥水化作用的結(jié)果。而水泥水化作用的速度除與混凝土本身組成材料和配合比有關(guān)外，主要是隨著溫度的高低而變化的。當(dāng)溫度升高時(shí)，水化作用加快，強(qiáng)度增長也較快；而當(dāng)溫度降低到0時(shí)，存在于混凝土中的水有一部分開始結(jié)冰，逐漸由液相（水）變?yōu)楣滔啵ㄋ?。這時(shí)參與水泥水化作用的水減少了，因此，水化作用減慢，強(qiáng)度增長相應(yīng)較慢。溫度繼續(xù)下降，當(dāng)存在于混凝土中的水完全變成冰，也就是完全由液相變

40、為固相時(shí)，水泥水化作用基本停止，此時(shí)強(qiáng)度就不再增長。水變成冰后，體積約增大9%，同時(shí)產(chǎn)生約2500千克每平方厘米的冰脹應(yīng)力。這個應(yīng)力值常常大于水泥石內(nèi)部形成的初期強(qiáng)度值，使混凝土受到不同程度的破壞（即早期受凍破壞）而降低強(qiáng)度。此外，當(dāng)水變成冰后，還會在骨料和鋼筋表面上產(chǎn)生顆粒較大的冰凌，減弱水泥漿與骨料和鋼筋的粘結(jié)力，從而影響混凝土的抗壓強(qiáng)度。當(dāng)冰凌融化后，又會在混凝土內(nèi)部形成各種各樣的空隙，而降低混凝土的密實(shí)性及耐久性。由此可見，在冬季混凝土施工中，水的形態(tài)變化是影響混凝土強(qiáng)度增長的關(guān)鍵。國內(nèi)外許多學(xué)者對水在混凝土中的形態(tài)進(jìn)行大量的試驗(yàn)研究結(jié)果表明，新澆混凝土在凍結(jié)前有一段預(yù)養(yǎng)期，可以增加其

41、內(nèi)部液相，減少固相，加速水泥的水化作用。試驗(yàn)研究還表明，混凝土受凍前預(yù)養(yǎng)期愈長，強(qiáng)度損失愈小?；炷粱瘍龊螅刺幵谡囟葪l件下）繼續(xù)養(yǎng)護(hù)，其強(qiáng)度還會增長，不過增長的幅度大小不一。對于預(yù)養(yǎng)期長，獲得初期強(qiáng)度較高（如達(dá)到R28的35%）的混凝土受凍后，后期強(qiáng)度幾乎沒有損失。而對于安全預(yù)養(yǎng)期短，獲得初期強(qiáng)度比較低的混凝土受凍后，后期強(qiáng)度都有不同程度的損失。由此可見，混凝土凍結(jié)前，要使其在正常溫度下有一段預(yù)養(yǎng)期，以加速水泥的水化作用，使混凝土獲得不遭受凍害的最低強(qiáng)度，一般稱臨界強(qiáng)度，即可達(dá)到預(yù)期效果。對于臨界強(qiáng)度，各國規(guī)定取值不等，我國規(guī)定為不低于設(shè)計(jì)標(biāo)號的30%，也不得低于35千克每平方厘米。62

42、混凝土冬季施工方法的選擇從上述分析可以知道，在冬季混凝土施工中，主要解決三個問題：一是如何確定混凝土最短的養(yǎng)護(hù)齡期，二是如何防止混凝土早期凍害，三是如何保證混凝土后期強(qiáng)度和耐久性滿足要求。在實(shí)際工程中，要根據(jù)施工時(shí)的氣溫情況，工程結(jié)構(gòu)狀況（工程量、結(jié)構(gòu)厚大程度與外露情況），工期緊迫程度，水泥的品種及價(jià)格，早強(qiáng)劑、減水劑、抗凍劑的性能及價(jià)格，保溫材料的性能及價(jià)格，熱源的條件等，來選擇合理的施工方法。一般來說，對于同一個工程，可以有若干個不同的冬季施工方案。一個理想的方案，應(yīng)當(dāng)用最短的工期、最低的施工費(fèi)用，來獲得最優(yōu)良的工程質(zhì)量，也就是工期、費(fèi)用、質(zhì)量最佳化。目前，基本上采用以下4種方法。 1、調(diào)

43、整配合比方法主要適用于在0左右的混凝土施工。具體做法：選擇適當(dāng)品種的水泥是提高混凝土抗凍的重要手段。試驗(yàn)結(jié)果表明，應(yīng)使用早強(qiáng)硅酸鹽水泥。該水泥水化熱較大，且在早期放出強(qiáng)度最高，一般3天抗壓強(qiáng)度大約相當(dāng)于普通硅水泥7天的強(qiáng)度，效果較明顯。盡量降低水灰比，稍增水泥用量，從而增加水化熱量，縮短達(dá)到齡期強(qiáng)度的時(shí)間。摻用引氣劑。在保持混凝土配合比不變的情況下，加入引氣劑后生成的氣泡，相應(yīng)增加了水泥漿的體積，提高拌和物的流動性，改善其粘聚性及保水性，緩沖混凝土內(nèi)水結(jié)冰所產(chǎn)生的水壓力，提高混凝土的抗凍性。摻加早強(qiáng)外加劑，縮短混凝土的凝結(jié)時(shí)間，提高早期強(qiáng)度。選擇顆粒硬度高和縫隙少的集料，使其熱膨脹系數(shù)和周圍砂

44、漿膨脹系數(shù)相近。 2、蓄熱法主要用于氣溫10左右，結(jié)構(gòu)比較厚大的工程。做法是：對原材料（水、砂、石）進(jìn)行加熱，使混凝土在攪拌、運(yùn)輸和澆灌以后，還儲備有相當(dāng)?shù)臒崃浚允顾嗨艧彷^快，并加強(qiáng)對混凝土的保溫，以保證在溫度降到0以前使新澆混凝土具有足夠的抗凍能力。此法工藝簡單，施工費(fèi)用不多，但要注意內(nèi)部保溫，避免角部與外露表面受凍，且要延長養(yǎng)護(hù)齡期。 3、外部加熱法 主要用于氣溫10以上，而構(gòu)件并不厚大的工程。通過加熱混凝土構(gòu)件周圍的空氣，將熱量傳給混凝土，或直接對混凝土加熱，使混凝土處于正溫條件下能正常硬化。火爐加熱。一般在較小的工地使用，方法簡單，但室內(nèi)溫度不高，比較干燥，且放出的二氧化碳會使

45、新澆混凝土表面碳化，影響質(zhì)量。蒸氣加熱。用蒸氣使混凝土在濕熱條件下硬化。此法較易控制，加熱溫度均勻。但因其需專門的鍋爐設(shè)備，費(fèi)用較高。且熱損失較大，勞動條件亦不理想。電加熱。將鋼筋作為電極，或?qū)㈦姛崞髻N在混凝土表面，來電能變?yōu)闊崮?，以提高混凝土的溫度。此法簡單方便，熱損失較少，易控制，不足之處是電能消耗量大。紅外線加熱。以高溫電加熱器或氣體紅外線發(fā)生器，對混凝土進(jìn)行密封輻射加熱。七、通航孔橋鋼箱梁安裝滿堂支架施工風(fēng)險(xiǎn)分析青島海灣大橋有三座通航孔橋，滄口航道橋?yàn)殡p塔鋼箱梁斜拉橋（80m+90 m +260 m +90 m +80 m）；紅島航道橋?yàn)楠?dú)塔鋼箱梁斜拉橋（60 m+ 120 m +12

46、0 m+ 60 m）；大沽河航道橋?yàn)楠?dú)塔鋼箱懸索橋（80 m+190 m+260 m+80 m），三座橋梁鋼箱梁安裝均采用滿堂支架施工法，先插打鋼管樁基礎(chǔ)，在鋼管樁上拼裝主梁支撐平臺，在其上逐個運(yùn)送梁段至設(shè)計(jì)位置，然后焊接各梁段。兩座斜拉橋待斜拉索張拉完成后拆除鋼管樁支架，然后主梁滿架成橋；懸索橋是將鋼梁以成橋形焊拼與支架上，并在梁上施加壓重（保證壓重不小于二期恒載），按照從索塔向兩個錨固端的方向分批分次張拉吊索至梁上的錨固位置并錨固，然后拆除支架和壓重，在梁上安裝鋪裝等附屬設(shè)施至全橋體系形成。三座航道橋鋼箱梁安裝支架高度大，均在40 m以上，支架搭設(shè)面積大，而且處于海上施工，支架的搭設(shè)、拆卸

47、難度大，而且支架系統(tǒng)的承載力、彈性及非彈性變形、穩(wěn)定性是否滿足要求，直接決定三座通航孔橋梁上部結(jié)構(gòu)施工成敗，風(fēng)險(xiǎn)很大。71 支架系統(tǒng)設(shè)計(jì)鋼箱梁滿堂支架體系由Q235鋼管樁（80）、砂箱、分配梁、貝雷桁片組成，鋼管間采用法蘭連接。立柱間有型鋼平聯(lián)和剪刀撐，平聯(lián)與鋼管間及鋼管節(jié)段間全部采用銷接。為了方便卸落支架，每根鋼管頂設(shè)卸落砂箱，砂箱頂部設(shè)分配梁，縱向設(shè)貝雷桁片，型鋼橫橋向鋪設(shè)在貝雷桁片上。鋼管樁搭設(shè)采用打樁船或大型浮吊，根據(jù)計(jì)算確定基樁入土深度，并要參照棧橋施工經(jīng)驗(yàn)。設(shè)計(jì)荷載分析：1、鋼箱梁自重；2、施工人員及機(jī)具荷載；3、支架系統(tǒng)自重；4、風(fēng)荷載；為確保安全與穩(wěn)定，對支架系統(tǒng)進(jìn)行空間有限元

48、靜力計(jì)算和屈曲分析。支架在自重和風(fēng)荷載作用下的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)不小于1.5。72 支架的預(yù)壓及預(yù)拱度設(shè)計(jì)預(yù)壓是檢驗(yàn)支架設(shè)置和理性、安全性的重要手段，可以達(dá)到以下目的：1、消除支架的非彈性變形；2、檢驗(yàn)支架是否穩(wěn)定可靠；3、檢驗(yàn)基礎(chǔ)沉降，預(yù)留合理拱度。現(xiàn)場采用沙袋或混凝土預(yù)制塊靜預(yù)壓法，按120%設(shè)計(jì)荷載預(yù)壓。每天觀測支架的標(biāo)高，并按預(yù)壓后實(shí)測的彈性變形量確定跨中預(yù)拱度值，然后按拋物線整孔布置。八、海上混凝土的耐久性質(zhì)量控制分析青島海灣橋一期工程非通航孔橋全長約23.601km，分為李村河互通主線非通航孔橋、青島側(cè)滄口航道橋非通航孔橋、滄口航道橋紅島互通非通航孔橋、紅島互通主線非通航孔橋、紅島互通

49、紅島航道橋非通航孔橋、紅島航道橋大沽河航道橋非通航孔橋、黃島側(cè)非通航孔橋，共為七部分，全部為混凝土結(jié)構(gòu)。三座主通航孔橋下部結(jié)構(gòu)也都為混凝土結(jié)構(gòu)，因此研究混凝土的耐久性極其重要。所謂混凝土的耐久性,是指在使用過程中,在內(nèi)部的或外部的,人為的或自然的因素作用下,混凝土保持自身工作能力的一種性能?；蛘哒f結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)抵抗外界環(huán)境或內(nèi)部本身所產(chǎn)生的侵蝕破壞作用的能力。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性研究,分為材料的耐久性研究、構(gòu)件的耐久性研究和結(jié)構(gòu)耐久性研究三個層次。自19世紀(jì)20年代波特蘭水泥問世以來,混凝土材料及其應(yīng)用技術(shù)得到了迅速發(fā)展。然而在許多國家中,混凝土都面臨著耐久性不良的嚴(yán)重問題,尤其是處于

50、海洋或惡劣環(huán)境下,混凝土結(jié)構(gòu)耐久性不良的問題更加突出。我國正處于經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展時(shí)期,許多耗資巨大的重要建筑(構(gòu)筑) 物,如跨海大橋等,這些處于海洋或惡劣環(huán)境條件下混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性自然成為土木工程界關(guān)注的焦點(diǎn)。眾所周知,混凝土在海洋環(huán)境中會發(fā)生侵蝕破壞,這種破壞的主要原因是混凝土遭受環(huán)境中氯離子、鎂離子和硫酸根的侵蝕,這些有害離子通過混凝土孔隙進(jìn)入到內(nèi)部,并與混凝土中的氫氧化鈣及水化鋁酸鈣作用生成新的鹽類物質(zhì),生成的難溶鹽類物質(zhì)往往產(chǎn)生較大的體積膨脹,在孔隙的內(nèi)部產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力,長期的積累會使混凝土開裂;一些可溶性的鹽在海水的反復(fù)沖刷下溶解析出,使混凝土孔隙率增加,增大了氯離子滲入混凝土內(nèi)部的

51、孔道,加劇了鋼筋銹蝕,并使混凝土漲裂剝落。另外,如果水灰比控制不嚴(yán),施工質(zhì)量較差,混凝土振搗不密實(shí),甚至出現(xiàn)蜂窩麻面等現(xiàn)象,這些都會加劇鹽溶液環(huán)境對混凝土的侵蝕,使結(jié)構(gòu)變得松軟,強(qiáng)度降低,耐久性下降。海水對混凝土結(jié)構(gòu)有巨大的腐蝕性,由于海水與混凝土接觸部位的不同,產(chǎn)生的腐蝕性也不盡相同,其中在水位變化區(qū),即潮汐潮落區(qū),混凝土受到的腐蝕最為嚴(yán)重。在這一區(qū)域,潮汐時(shí),混凝土直接受到海水的沖刷、浸泡;潮落時(shí),混凝土要經(jīng)歷干濕循環(huán)、凍融循環(huán)等物理化學(xué)綜合作用。81 耐久性問題的特點(diǎn)耐久性問題具有以下特點(diǎn):1、引起結(jié)構(gòu)耐久性問題的因素往往有多個。事故調(diào)查分析表明,很少有單個因素引起耐久性問題的情況。2、

52、耐久性問題往往由結(jié)構(gòu)的表層開始,一般都有明顯的外觀特征,如裂縫、銹漬、剝落等。3、耐久性對抗力和使用功能的影響有一個漫長的發(fā)展過程,一般幾十年的損傷累積才會造成嚴(yán)重的后果。4、耐久性問題一般開始時(shí)表現(xiàn)為對外觀和使用功能的影響,往往不存在安全問題。但長期積累以后可能發(fā)生承載能力方面問題,有時(shí)甚至是脆性破壞。82 影響耐久性的因素混凝土結(jié)構(gòu)是由多種材料組成的復(fù)合人工材料，由于結(jié)構(gòu)本身的組成成分及承載力特點(diǎn)，其抗力有初期增長和強(qiáng)盛階段，在外界環(huán)境和各種因素的作用下也存在逐漸削弱和衰落的時(shí)期；經(jīng)過一定年代以后，甚至?xí)荒軡M足設(shè)計(jì)應(yīng)有的功能而“失效”。因此，混凝土結(jié)構(gòu)也是有使用年限(壽命)的。（一） 混

53、凝土的缺陷對耐久性的影響混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋，作為金屬材料在酸性介質(zhì)作用下會受到銹蝕而被削弱；而作為結(jié)構(gòu)主體材料的混凝土也存在缺陷?；炷林凶鳛楣橇系纳?、石體積基本是穩(wěn)定的；而水泥膠體在凝固硬化的過程中體積縮小，在界面上形成許多裂縫。這些并不連續(xù)的裂縫在受力或收縮、并在溫度作用下會互相貫通，形成裂紋并延伸到結(jié)構(gòu)混凝土的表面。混凝土在澆筑后會發(fā)生離析、泌水現(xiàn)象，多余水分溢出而形成毛細(xì)孔道并在鋼筋或粗骨料下窩水而形成疏松層，伴隨產(chǎn)生混凝土沉陷，受到鋼筋阻攔后還會發(fā)生沿鋼筋的縱向裂縫。此外，攪拌、澆筑和振搗時(shí)混凝土中還會加入氣體而形成氣泡、孔穴。所以說混凝土天生就存在著許多孔道、裂縫，這些缺陷都可以成

54、為有害介質(zhì)入侵的通道，并且隨著時(shí)間的推移而顯示出混凝土缺陷的嚴(yán)重性這就是影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的根源。由于混凝土中的這些缺陷，環(huán)境中的水及侵蝕性介質(zhì)就可能滲入混凝土的內(nèi)部，產(chǎn)生碳化、凍融、銹蝕等作用而影響結(jié)構(gòu)的受力性能,并且建筑物在使用年限內(nèi)結(jié)構(gòu)還會受到各種機(jī)械物理損傷(磨損、撞擊等)及沖刷、溶蝕、生物侵蝕的作用。（二）裂縫對混凝土耐久性的影響混凝土結(jié)構(gòu)中的裂縫,一般有七種成因:1、構(gòu)造處理不當(dāng)造成的混凝土裂縫；2、混凝土的干縮引起的裂縫；3、由于堿-骨料反應(yīng)(AAR)引起的裂縫；4、由于外界溫度變化引起的裂縫；5、由于鋼筋銹蝕引起的裂縫；6、由于荷載作用引起的裂縫；7、太陽輻射、混凝土老化、徐

55、變及疲勞作用引起的裂縫。由于其成因不同，對結(jié)構(gòu)的耐久性影響是不同的。第(1)種裂縫，由于其深度較淺，對耐久性的影響是可以忽略的；第(3)種裂縫，在正常結(jié)構(gòu)中是不允許的，屬于特殊問題，在此暫不討論；第(5)種裂縫的出現(xiàn)就意味著結(jié)構(gòu)耐久性失效，也失去進(jìn)一步討論的意義；一般情況下，僅討論(2)、(4)、(6)和(7)類裂縫對結(jié)構(gòu)耐久性的影響?；炷亮芽p對結(jié)構(gòu)耐久性產(chǎn)生影響，主要是因?yàn)榱芽p增大了混凝土的滲透性，使空氣中的有害氣體或物質(zhì)容易滲入混凝土內(nèi)，致使鋼筋鈍化膜較早破壞，鋼筋產(chǎn)生銹蝕。除裂縫的寬度外，裂縫的深度、長度、走向、搭接和發(fā)展趨勢都會對混凝土耐久性產(chǎn)生不同的影響。而目前恰恰又缺少這方面的研

56、究，因此加強(qiáng)裂縫(宏觀或微觀)特征的研究將對解決混凝土結(jié)構(gòu)耐久性發(fā)揮重要作用，也將成為一個新的研究發(fā)展方向?；炷两Y(jié)構(gòu)裂縫控制與耐久性是目前結(jié)構(gòu)工程界和材料界的研究前沿,它是一個涉及材料、設(shè)計(jì)、施工、使用維護(hù)等多學(xué)科、多領(lǐng)域的綜合性課題。我們必須認(rèn)識到，除非找一種各方合作的方法，否則很難使混凝土達(dá)到良好的耐久性。這也是目前各國普通存在的問題。要使混凝土結(jié)構(gòu)裂縫得到有效控制,最大限度地提高混凝土工程的耐久性,就必須加強(qiáng)科研,利用新技術(shù)、新方法,加強(qiáng)材料工程師、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者、施工人員等之間的合作關(guān)系,甚至通過宣傳教育使用戶對建筑物進(jìn)行合理地使用和維護(hù)。（三）鋼筋銹蝕對混凝土耐久性的影響在實(shí)際應(yīng)用中,

57、混凝土絕大部分是以鋼筋混凝土組合結(jié)構(gòu)使用，其中鋼筋對混凝土起增強(qiáng)作用，混凝土因呈高堿性對鋼筋起防止銹蝕的保護(hù)作用。當(dāng)混凝土不夠致密或存在某些宏觀缺陷時(shí),往往引起外部有害介質(zhì)的侵入，使鋼筋發(fā)生銹蝕膨脹，導(dǎo)致混凝土剝落和進(jìn)一步開裂，最終引起結(jié)構(gòu)的劣化和失效。因此怎樣有效地保證鋼筋不產(chǎn)生銹蝕是結(jié)構(gòu)耐久性和安全性研究中的一項(xiàng)重大課題。使混凝土中鋼筋銹蝕的首要條件是炭化和脫鈍,只有將覆蓋鋼筋表面的堿性鈍化膜破壞,鋼筋的銹蝕才成為可能。其次是水和氧,這是鋼筋銹蝕化學(xué)反應(yīng)所必需的物質(zhì)。當(dāng)然,侵蝕性的酸性介質(zhì)也是必須的,污染引起酸雨及其他有害物質(zhì)溶于水而通過孔道,縫隙進(jìn)入混凝土,到達(dá)鋼筋表面引起銹蝕。鋼筋銹蝕后體積膨脹將保護(hù)層混凝土脹裂,反過來又加速腐蝕的速度,最后導(dǎo)致保護(hù)層剝落。氯離子有很強(qiáng)的活性,極易破壞鋼筋表面的鈍化膜而引發(fā)鋼筋的銹蝕。使用以氯化鈣為主要成分的促凝劑會造成鋼筋腐蝕,此外攪拌混凝土若混入海砂、海水也是重要原因。除摻入氯鹽以外,外界環(huán)境中也存在氯離子入侵的可能性。鋼筋在應(yīng)力狀態(tài)下會發(fā)生電位變化,使由于電化學(xué)作用產(chǎn)生的銹蝕加速發(fā)展。尤其是處于預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下的預(yù)應(yīng)力鋼筋、鋼絞線截面面積不大,加上應(yīng)力腐蝕對截面的削弱,有可能發(fā)生脆性破壞。除了