橋梁工程概論范文

時間:2023-12-27 17:56:05

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橋梁工程概論

篇1

要想做好蓋梁計算工作,促使蓋梁適用性得到提升,就需要從這些方面來努力:一是簡化單元:因為蓋梁的受力主要集中在彎矩、剪力和軸力,同時考慮了蓋梁的幾何長度,我們用平面桿單元來進行模擬,就可以順利開展計算工作。二是簡化荷載:通過梁體和支座,就會將物體的荷載傳過來,那么就需要對最不利內力狀況下,汽車引起的各個支座反力給準確計算出來。通過支座和梁體,將汽車荷載傳遞下來,如果需要十分準確的計算蓋梁在不利情況下汽車產生的每個制作的內力,需要按照這些步驟來進行;求出T型梁支座的反力影響線,在布置車隊的過程中,需要充分考慮T型的支座反力,來決定線縱的橋向布置;為了讓橋梁擁有某種最不利的內力,布置于順蓋梁的方向汽車的車輪,蓋梁中不同位置其最不利內力對應的是不同的車輪布置。結合車輪的位置,求出橫向上T梁荷載的分布系數。在計算各片T梁荷載的橫向分布系數時,也有一些問題需要注意;T梁上的不同剪力及其橫向分布系數對應著不同的車輪的橫向分布,T梁是相同的,剪力的橫向分布系數是不同的,并且支點和跨中處也需要采取不同的計算方法。三是簡化邊界條件:對蓋梁和墩柱的聯結進行模擬,結合具體受力情況,科學分析??傊趯ιw梁計算的過程中,需要結合具體的橋梁情況,將科學的計算方法給應用過來,這樣蓋梁適用性方可以得到提升。我們舉了簡化邊界條件這個例子。眾所周知,相較于雙懸臂簡支梁模型來講,連續梁模型計算的支點處控制彎矩比較的小,那么如果將雙懸臂的簡支梁模型給應用過來,就可以適當的削峰處理支點負彎矩。因為模擬的支點間距離會直接影響到連續梁模型的彎矩圖量值,但是我們還沒有足夠的依據來確定這個距離。對于鋼構模型來講,支點處外側截面有著較大的計算彎矩,其余處和連續梁模型有著基本相同的計算結果。如果在計算過程中,將鋼構模型給應用過來,在設計過程中,對支點處外側截面的控制標準稍微放松,就可以保證蓋梁的計算結果,同時,橋墩橫橋向的控制內力也可以同時獲得,在橋墩設計中,需要對這些方面的內容進行驗算,我們通常將這種方法應用到實際設計中。實踐研究表明,不僅可以將蓋梁的受力承載情況給反映出來,對于施工者的施工操作也可以發揮指導性作用。因為外側面的內力被懸臂部分的荷載所完全控制,那么相較于實際情況,模型中計算的懸臂長度就比較小,模型的實際彎矩比實際彎矩的規格遠遠要小,那么將控制標準適當的放松,就可以減少資源浪費。

2結合蓋梁預應力,對施工材料優化組合

在蓋梁設計過程中,通過設計預應力蓋梁,需要促使施工過程中結構安全不受影響,在營運狀態下,蓋梁的安全性也需要得到保證。因此,在設計的過程中,就需要將較大噸位鋼束給應用過來,促使有效預應力得到提升;要分成兩批來張拉鋼束,如果有著較多的張拉次數,就會影響到正常的施工;如果有著較少的張拉次數,施工和營運要求無法得到滿足。對鋼筋合理布置,如果我們用骨和肉來分別比喻預應力筋和混凝土,那么筋就是普通鋼筋,預應力結構只有具備了普通鋼筋,方可以正常的運行。因為蓋梁有著較大的尺寸,那么就需要對普通鋼筋的直徑嚴格控制,箍筋保證在11以上,縱筋要控制在15以上。同時,要科學加密箍筋間距,這樣承受力方可以得到提升。在橋梁施工過程中,還需要充分重視空心預制板的使用;筆者認為,結合蓋梁預應力,在設計過程中,選擇的空心預制板需要具備較高的強度,并且整片梁頂板厚度在8厘米以上;如果空心板頂板度在7厘米以內,就需要將開倉處理措施應用過來,鑿除掉那些厚度不夠的部分,對芯模重新裝上,并且將補強筋增加過來,澆筑的混凝土相較于原來的混凝土,有更高一級的標號,這樣頂板厚度方可以與設計要求所符合。采取一系列的防水處理措施,如果是空心板底板密實程度不夠,或者是沒有足夠的鋼筋混凝土保護層,有滲水漏水問題出現,混凝土有著符合要求的強度,能夠順利通過靜載試驗,就可以將防水措施應用過來,在不密實的混凝土底板頂面上噴涂賽柏斯防水材料,經過滲透化學作用,混凝土密實度和強度就可以得到顯著提升。如果預制空心板建筑高度比設計要求要高,那么就會對橋面鋪裝層的厚度產生直接影響,如果橋面鋪裝厚度與設計要求無法符合,那么就可以對墩臺帽或者墊石高度進行調整,或者是將較厚的頂板部分給鑿除掉,如果已經安裝了上構,無法調整墩臺帽和墊石,可以對縱坡科學調整;將這樣的設計方法給應用過來,工程施工質量可以得到保證,橋梁的承載力也可以得到提升。

3結語

篇2

[關鍵詞]改擴建 高速公路橋梁 注意事項 質量控制 安全控制

中圖分類號:T15 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)22-0119-01

隨著經濟的快速發展,原有雙向四車道高速公路的通行能力已無法滿足高速增長的車流量,因此高速公路的改擴建工程將成為高速公路建設的一項重點工程,其中橋梁的擴寬拼接將是施工控制的重點部位。

1、橋梁擴寬拼接工藝以及施工中注意事項

1.1 空心板橋

擴寬橋梁縱向拼接縫施工工藝是基于先將梁板夾住使新老橋共同受力變形后,進行縱縫砼澆注的,此方法可解決空心板橋梁拓寬縱縫施工時的交通封道問題,同時提高了砼的抗裂性。

①空心板橋梁縱縫拼接工藝施工方法

縱縫拼接的橋梁在橋面鋪裝和新護欄澆注完畢后并達到規范及設計要求, 同時在梁板安裝三個月后,方可拆除老護欄。采用空壓機配合風鎬作業鑿除老護欄,將老護欄鑿除到梁板頂面的位置,注意不要破壞老橋的梁板,不要割除老梁板內預埋的護欄鋼筋,把這部分鋼筋加以利用,使其與種植筋共同受力。

②粘接鋼板、鋼筋焊接

老橋空心板側面進行種植螺栓及粘貼鋼板處理, 粘貼鋼板采用XH130A /B的環氧樹脂粘貼,鋼板采用A3鋼板80*10,鋼板縱橋向分段長度宜控制在5m以內,螺栓、螺母及墊圈采用定制。鋼板與鋼筋之間采用雙面焊接, 螺栓孔應避開普通和預應力筋,凡與環氧樹脂粘膠接觸的混凝土面必須鑿毛清除浮塵及雜物,充分濕潤后澆注鋼纖維混凝土。在鋼板粘貼好之后,根據設計圖進行焊接,老橋鋪裝層的鋼筋要與縱縫拼接的鋼筋焊接(綁扎)在一起。

③夾具的制作

夾具采用I22熱軋普通工字鋼制作,長度為240cm,上下各一根組成一組,每根工字鋼上打4個洞,用M20螺桿擰緊固定。工字鋼與梁板之間的支撐點要墊入鋼板等堅硬東西,不允許多點支撐,但可在螺桿擰緊后在底部工字鋼與梁板之間的空當中墊入若干木楔之類的物體,以近一步保證梁體傳力的可靠性。螺桿穿過縱縫混凝土的部分用PVC管與縱縫混凝土隔開,螺桿的擰緊采用60cm長的加力桿人工扳緊即可。

④模板制作

模板制作應按照模板的工藝要求,根據縱縫施工特點進行制作,可以采用反吊法。將模板的支撐部分反吊與縱縫的鋼筋之上,也可利用工字鋼,將需要支撐的部分架設在工字鋼上,要確保模板的穩定與牢固,模板與砼空心板應拼接嚴密,盡量減少漏漿的產生。

⑤砼澆注

鋼纖維混凝土配比:根據試驗確定水灰比,外摻劑宜1%-1.5%,粗骨料粒徑不宜大于20mm和鋼纖維長度的2/3,鋼纖維抗拉強度不低于550MPa,采用微扭平直型, 單根長度為25-30mm,等效直徑0.45-5.45mm,鋼纖維體積率取0.8%(每m3 62kg)。采用插入式振搗,保證鋼纖維分布均勻避免鋼纖維露出表面,澆筑時應先澆筑T型部分的下部,用插入式振搗器振搗密實再澆筑T型部分的上部,并用平板振搗器振搗密實,混凝土澆注時要特別注意新老橋橋面鋪裝砼的交接面,需進行認真的振搗和抹面,保證相接良好。進行澆筑時,可不封閉交通,但要注意不要讓車輛進入已澆筑好的拼接混凝土上。澆筑混凝土前,當天需要施工的縱縫鋼筋模板應全部完成,不允許在施工期間再進行鋼筋模板的工作,混凝土一旦開始澆筑即不能停頓直至一座橋完成。澆筑時應注意氣溫的變化,避免溫差太大。

1.2 I型橋梁

Ⅰ型梁縱縫拼接施工工藝是基于先將橫隔板連接后使新老橋共同受力變形, 接著進行行車道板混凝土澆筑。解決了拓寬縱縫施工時交通封閉問題,提高了混凝土的抗裂性。

①拆除老護欄

切割或鑿除護欄(座)和翼緣、鑿除橋面板混凝土,對于板結構宜先切除護欄(座),再切除翼緣,對T梁、箱梁(無橫向預應力)結構將護欄、翼緣一起切掉。切除時在橫橋向間隔先切若干切口,以保證順橋向切割完成后,形成切塊方便吊離。為使護欄的拆除不至于導致板被破壞、不出現裂縫, 禁止采用爆破方式、8 磅及以上的大錘的錘擊方式。

②種植鋼筋

老橋I型梁的側面按設計圖的要求種植鋼筋,對要植筋的端面按施工縫處理, 對作業面進行浮渣清理、清水沖洗。種植鋼筋應按種植鋼筋的要求進行打孔、清孔、灌膠、植筋,確保種植的鋼筋與梁體混凝土牢牢相接。鋼筋種植好徹底固結后進行橫隔板鋼筋的綁扎工作和橫隔板的立模工作。

③分別澆筑橫隔板

新老梁板側的橫隔板要同時澆筑,為保證后安裝的鋼板的平整度,要求兩半隔板按一整塊橫隔板進行澆筑,在中間墊一塊1cm厚的泡沫板,同時要注意將連接鋼板的螺栓位置留好。

④鋼板的連接

待整座橋的橫隔板都澆筑完畢并達到設計強度要求后就可以進行橫隔板的連結,在橫隔板的兩面用鋼板夾住并用螺栓聯結鋼板擰緊,全橋可逐一按此方法安裝鋼板,也可多個點共同安裝,直至全橋橫隔板的鋼板全部安裝完畢。

⑤行車道板模板制作

按照模板的工藝要求, 根據縱縫特點進行制作, 可采用反吊法, 將模板的支撐部分反吊于行車道板縱縫的鋼筋上,要確保模板的穩定與牢固, 模板與Ⅰ型梁應拼接嚴密, 盡量減小漏漿的產生。其他砼澆筑、養生方法同空心板施工。

2、橋梁擴寬拼接的質量控制要點

擴寬拼接橋梁的施工質量關系到工程使用壽命和安全,必須高度重視。

2.1橋梁拼接后沉降差應控制在5mm以內,施工中必須采取有效措施,減少差異沉降和混凝土的收縮徐變。

2.2 擴寬拼接橋梁的平面和高程控制必須滿足老橋拼接要求,放線應采取雙控,即設計坐標定位控制和老橋墩臺帽沿縱向的實際定位相一致來控制。

2.3 擴寬拼接橋梁的施工不得影響老橋的結構安全和臺背路堤的穩定,如果必須提前拆除部分橋梁結構,應先加固后拆除,確保老橋的結構安全和行車安全。

2.4 對于老橋不同類型的病害,監理、施工單位在拼接施工前應根據設計單位提供的維修方案補強加固,然后再進行拼接施工。

3、橋梁擴寬拼接安全控制要點

改擴建高速公路車流量較大,首先應確保施工人員及行車人員的人身安全,因此施工安全尤為重要,

3.1 對所有施工人員進行安全教育及安全措施交底,提高安全意識,嚴格按照安全施工要求進行作業施工,嚴謹隨意停放車輛及橫穿高速公路。

3.2 設置警示牌、限速牌及其它施工安全標志,成立安全小組,設置專門的安全人員指揮過往車輛減速慢行。

3.3 與交通主管部門溝通,提交施工計劃,合理安排施工,保障道路暢通及施工的順利進行。

參考文獻

篇3

[關鍵詞]橋梁工程 課程體系改革 教材建設 研究 實踐

中圖分類號:G4 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)45-0124-02

為適應目前迅猛發展的交通土建行業對橋梁建設的需要,我們有必要重建橋梁工程類課程教學體系。重建課程體系宗旨是按照突出應用性、實踐性的原則,更新教學內容。在課程內容上,能夠與專業要求、行業發展、崗位要求相結合,關注行業的最新動態,及時調整教學內容,突出橋梁工程領域的新材料、新工藝和新方法。即在理論教學中繼續堅持以“必需、夠用”為度,簡化原理闡述,突出與操作技能相關的必備專業知識,并把愛崗敬業和素質教育貫穿到課堂教學中。

一、明確專業課程設置目標和設置的要求

1.專業課程的設置目標

要向綜合型和講座發展,綜合性課程在“面”上擴展,講座在“點”上有所突破。課程內容要與社會經濟和工程實踐緊密結合,及時反映科技新成果;將教、學、做結合起來,融傳授知識、培養能力和提高素質為一體,將先進的教學方法、教學手段運用在教學中。

2.專業課程設置的要求

以培養職業能力為主線,教學中從培養職業能力為主,不過分強調專業的學術性、系統性、完整性和理論性,重視職業教育的職業性、技術性、實用性、目的性,加強實踐教學環節。

3.教材特色

按中職交通土建專業培養目標要求,我們確定中職橋梁課程的基本體系,并分別于2009年8月完成了《橋涵構造與識圖》及2010年7月完成了《橋涵施工》教材的編寫和出版工作,《橋涵構造與識圖》、《橋涵施工》教材內容突出了各種施工工藝的技術性和各種施工方法的示范性,以及施工過程的連貫性,教材內容組織凸顯實踐性和以工作過程為導向的教學改革特點。兩本教材近二年在教學中試用,從教師和學生兩方面都得到了高度評價,教學的效果也很理想。

二、確定了橋梁工程類課程職業技能培養目標

按中職交通土建專業培養目標要求,學生應能從事橋梁工程的測量、現場施工與管理、工程監理以及試驗檢測等工作。應具備較強的橋梁工程實踐技能,具有包含橋梁結構識圖、繪圖、橋梁施工測量、橋涵施工與管理等方面的能力。這些能力的具備依賴于學生對橋梁實體及施工過程的熟悉。原中職橋梁工程類課程主要涉及《橋涵水文》、《結構設計原理》、《橋梁工程》三門課程。橋梁工程是系列專業課,具有很強的實踐性,學生反映專業課難學、難懂。橋梁專業課是綜合性較強的課程,涉及到《工程識圖》、《工程材料》、《工程力學》等專業基礎課,同時與工程實踐聯系緊密。初中畢業生習慣于以往課程重演繹、推理的講授特點,而橋梁專業工程類教學需要偏重記憶,學生一時不能適應,故而學習興趣下降。需要授課教師及時發現并解決問題,才能達到理想的教學效果。同時建立橋梁工程類課程的基本框架――橋梁的基本知識、典型構造施工圖及施工程序。

橋梁建設是一個行業,橋梁工程是一門學科。通過學習,學生應該掌握這個行業的工程建設發展動態、基本專業術語、專業常用數據、常見設備等。以上內容都可歸結為橋梁的基本知識。施工圖是“工程技術界的語言”,對于從事橋梁建設的技術人員來說,不懂這門用圖形符號表達的特殊“語言”,工作起來不但困難重重,而且還會造成工程事故。識讀橋涵施工圖時,要多觀察橋涵構筑物的實際組成和配筋,進而熟悉構造情況,才能更好地完成橋涵施工。

三、橋梁工程類課程教學體系的構建

進入21世紀,橋梁建設步入了一個迅猛發展的新階段,橋涵構造也發生了很大的變化。為深化教學改革,強化培養職業院校學生實踐能力,重點培養學生的橋涵識圖、認知能力,為學生今后從事橋梁施工奠定基礎。

本教學體系以簡化理論、突出技能為基本出發點,以必須、夠用為度,對《結構設計原理》和《橋梁工程》內容進行了整合,特編寫了《橋涵構造與識圖》和《橋涵施工》兩本教材。教材在內容編排上突出針對性、實用性,結合職業定位,重點講述應知應會的基本知識和技能;以現行行業標準為依據,注意納入鐵路大提速后橋梁建設新技術、新工藝、新方法,緊扣時展脈搏,體現了先進性;以構造、識圖、施工為重點,兼顧了鐵路、公路橋涵施工基本規范和基本知識,增強了教材的適用性和實用性。

四、課程改革與實踐的保障措施

1.理論教學注重專業技能、綜合技能及創新能力的培養。

理論教學始終突出學生在教學中的中心地位,教師應通過課堂設計,隨時引導學生的注意力,調動其積極性、發揮其主觀能動作用,掌握其動態,注重課堂互動。只有把學生作為課堂的主體和中心,學生才會全身心投入,我們才可能有真正活躍的課堂氣氛和理想的教學效果。

2.現場教學是理論教學的延伸,但有一定局限性。

參觀橋梁施工是實踐教學的一種形式,它能讓學生直接感受工程實體的形態和施工操作過程,是教學過程的一個重要環節。但是,參觀實習受到許多條件限制,往往不能滿足教學要求,或者難以實現教學目的。第一,野外(課堂外)參觀實習存在許多安全隱患,例如交通安全、工程施工過程的安全等,于是學校領導和老師們從安全角度考慮將減少和限制參觀實習。第二,開支大,勞神費力。組織一個班學生到建筑工地,在交通和住宿等方面將增加很多開支,而且組織實施起來困難更大。第三,受工序時間的限制,學生參觀實習能夠看到的施工流程是很有限的。例如一座橋梁的施工要持續2年左右,某一道工序持續的時間可能是幾天甚至幾十天,學生到施工工地參觀哪怕住上十天半個月能看到的東西也非常有限。而橋梁類型很多,每種橋型又有多種施工方法,所以要通過現場參觀來實現對工藝流程的全面感受和了解也是不太可能的。第四,現場參觀實習雖然能直接感受,但缺乏提煉歸納和解釋,學生獲得的感知將可能是片面的、表面的。

3.教學內容改革與教學方法、教學手段改革相結合。

職業教育不同于基礎教育,它注重的不是理論教學,而是操作技能的訓練,是對學生服務于生產、管理一線的綜合素質的訓練。因而,傳統的教學方法、教學手段是難以適應的。它要求給學生提供能夠了解一線生產過程、具有接近生產一線的教學條件和環境,要求給學生更多的熟悉施工過程的訓練機會。這樣,“粉筆+黑板”的教學模式就難以勝任了。

(1)影像、施工圖片、施工案例是課堂教學與實踐教學融為一體的有效手段。

影像、施工圖片、施工案例將使教學內容更加豐富、生動、直觀,使課堂更具有吸引力。收集橋梁施工現場資料,將包含常見的橋梁工程施工的照片和影像資料進行精心編輯,制作教學動畫以更形象地反映橋梁施工工藝、施工方法和施工過程;實現將施工現場再現于課堂,從而解決現行教材和教學過程脫離實際的問題。

(2)多媒體課件是促進職業教育教學改革的重要手段。

一些發達國家,由于計算機和網絡技術的普及,多媒體教學的運用已非常廣泛。尤其對于職業教育而言,表現出兩個明顯特征。其一,多媒體教學已成為職業教育課堂教學的主要教學手段,被廣泛應用于各種課程、各個環節的教學中。其二,多媒體教學內容豐富多彩,與實踐過程結合非常緊密。多媒體教學因其具有傳統教學手段所不具備的優勢,已被越來越多的師生接受,并成為當今教學手段改革的代名詞。多媒體教學手段因其新穎的表現形式和它能為課堂提供巨大的信息量而使得課堂充滿生機與活力。

為把現代教學手段――多媒體技術運用于職業技術教育教學中,特別是研究多媒體手段在中職橋梁工程課程教學改革中的應用,進而研究和探索可行的實踐方法與途徑。例如對一個施工工藝的講解,教師即便費盡口舌學生也難以想象、難以理解,不知所云,這是文字和語言表達的缺陷,也是傳統教學手段的缺陷。然而如果用多媒體課件演示,能形象地展現崗位工作過程、施工操作流程,增加了課堂信息傳遞的通道,豐富了學生學習的方式,深受學生歡迎。為此我們自主研發了以下配套成型課件:《橋涵概論》、《T梁的構造與預制》、《梁式橋下部結構施工圖識讀》、《梁式橋上部結構施工圖識讀-板梁詳讀》、《預制梁的安裝》、《樁基礎工程》、《基坑施工工程》、《頂進涵施工》、《斜拉橋施工》。

橋梁工程類課程體系建立了適合施工現場實際需要的新體系,保證了教學內容的深度、廣度和精度,縮小了課程內容與工作實際之間的差距,保證了教學進程的科學性和學生綜合素質的提高。同時堅持教學內容改革與教學方法、教學手段改革相結合;教學內容組織與安排融知識傳授、能力培養于一體;課內理論和課外實踐相結合;強調專業技能、綜合技能及創新能力的培養。教學中以教師為主導,學生為主體,改進教學方法,橋梁施工采用案例教學方法,充分利用現代化的教學資源,改進教學手段,從而達到提高教學質量的目的。

4.課程考核評價注重學生的綜合素質培養

從強調橋梁工程基本知識、基本技能的掌握,發展到注重理論聯系實際、工程技術、創新能力的培養和應用能力的提高。結業考試以能力考核為中心,注重過程考核,培養學生的創新意識和創新思維。

當然,橋梁工程類課程改革與教材建設的研究與實踐,是一個長遠的研究課題,需要我們隨著教學科研工作的不斷深入和經驗的不斷積累,不斷補充,不斷完善,相信我們一定會探索出一條更適合目前中職學生現狀的橋梁工程類教學模式,從根本上解決現行教材和教學過程脫離實際的問題。

篇4

關鍵詞:寶蘭客專;系桿拱;縱橫向;設計

1、概況

寶蘭線客專為一次雙線,武威路中橋位于R=2000的圓曲線上,線路高度受站場布置控制??缭礁拭C省蘭州市武威路,跨越角度為87°42′14″,武威路為城市道路,瀝青路面,現狀寬度為12.0m,較為繁忙。

2.主跨結構及設計資料

2.1橋梁跨度LP=80.0m,矢跨比1/5,拱軸線方程。吊桿間距6 m,采用雙吊桿。系梁混凝土采用C55, 橋面寬,拱腳處16.60m,跨中15.00m。

拱腳處梁高3.1m,跨中梁高2.5m,截面形式采用單箱三室。拱肋采用外徑為1.0m 、壁厚為20mm鋼管形成拱肋,綴板厚度20mm,綴板外間距70cm,鋼管外間距2.8m,拱肋矢高16.0m,鋼管的鋼材采用Q345D,拱肋內灌注微膨脹C55混凝土。

2.2二期恒載 包括線路設備重,人行道欄桿及扶手,電纜槽、擋碴墻、豎墻、防水層及保護層。取200kN/m計算。

2.3溫度力 按整體升溫25℃,降溫25℃計算。

2.4限界計算: 表1

3.系桿拱計算分析

3.1拱肋計算

3.1.1拱肋截面換算

拱肋采用鋼管混凝土啞鈴形截面,兩側各設置1道“K”撐和“一”撐。

圖2 拱肋截面圖

考慮綴板,拱肋及拱肋內混凝土的換算容重:

=23.8kN/m3

考慮鋼管內其余桿件:23.8×1.3=30.94 kN/m3

3.1.2拱肋的穩定檢算

平面內穩定參照《鐵路橋涵設計基本規范》(TB10002.1-2005)第5.2.13條計算。

計算得平面內穩定系數為33.8

平面外穩定采用MIDAD Civil2012軟件計算,計算得平面外穩定系數為7.5

3.2系梁計算

3.2.1系梁縱向計算

采用橋梁結構分析系統BSAS軟件對系梁部分進行計算分析,主要控制條件及計算結果:

表2

3.2.2系梁橫向環框計算

1、單元劃分及加載圖示,縱向采用1m長

4.結語

本橋受制于城市道路及鐵路線路高程控制,結構高度嚴重受限。采用一跨跨越的系桿拱結構,造型美觀,結構簡單,施工環節較少,施工方便,工期短、成橋快。文中詳細設計過程,計算分析了結構、截面、穩定性等,對站場附近同類橋梁起到很好的借鑒參考作用。

參考文獻

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篇5

關鍵詞:市政橋梁;預應力;技術;應用

中圖分類號:TU99文獻標識碼: A

預應力技術是當前市政橋梁施工中應用較為廣泛的一種施工技術,在確保工程質量以及完善工程各項性能等方面都發揮著不可替代的作用。文章針對當前市政橋梁工程施工現狀以及存在的問題進行探討,對預應力施工技術在工程建設中的應用進行詳細的探究與討論。

1橋梁施工中預應力技術概論

預應力技術在現階段橋梁工程施工中,主要是應用在混凝土的澆筑以及使用中。通過構建相應的預應力構件,來使得混凝土在澆筑以及使用過程中能夠產生較強的預應力狀體,進而實現降低或者削弱因外界荷載力所帶來的拉應力,簡單來說就是憑借著混凝土其自身較高的、較強的抗壓強度來有效的改善和彌補強度的不足,進而實現能防止和避免混凝土在使用過程中過早出現開裂的目的。而當前的市政橋梁施工所使用的預應力混凝土大都是選擇使用強度較高的鋼材以及混凝土,此外通過使預應力構件的混凝土本身具備著較強的抗裂能力,再加上其抗滲性能較高以及剛度大還有強度較高等諸多特點,就使得在混凝土升澆筑以及使用過程中,能夠節約一定量的鋼材以及混凝土,同時也能夠減少當前混凝土結構的整體尺寸,并在實現其整體結構自重不斷降低的同時,能夠起到避免開裂以及減少相應撓度的目的。綜上所述,我們不難發現在橋梁施工作業過程中,通過使用預應力混凝土技術可以在確保工程質量的同時,改善了橋梁的外觀,更為重要的使用預應力技術能夠從一定程度上增加橋梁的使用壽命。

2當前預應力技術在橋梁施工中的應用現狀

自從上世界50年代以來,我國就已經在工程建筑作業過程中,應用和推廣預應力混凝土技術。不過當時所選擇使用的預應力筋是冷拉鋼筋,而且大都應用于吊車梁以及混凝土屋架還有一些工廠廠房的構件上。直至上世紀80年代,才將預應力技術應用到橋梁施工作業中來,再經過了30多年的研究和應用,已經取得了一定成效,同時歸納總結出了一套適合當前我國橋梁施工作業的設計理論以及計算方法還有施工技術與施工工藝。但是近些年,隨著汽車生產技術的不斷發展,再加上現階段的工農業生產對車輛自身的承載能力提出了更高的要求,因此這也就對橋梁施工作業中預應力技術提出了更高的要求。

所以在目前的橋梁施工作業過程中,需要對原有的預應力技術進行不斷的創新和改進,并在發展和研究新工藝以及新材料的基礎之上,提示提高當前施工技術水平,以在確保施工質量的同時,保證工程質量。此外橋梁施工企業還需要做好對施工設備的投入和養護工作,在完善施工工藝和施工技術的同時,提高施工質量。預應力混凝土技術在現階段橋梁施工作業中的有效應用在當前的橋梁施工作業過程中,根據預應力技術的特點以及操作過程中,可以從以下幾個方面進行有效管理,即設計方面、施工方面以及驗收方面。

3對于預應力混凝土結構進行有效設計

在對預應力混凝土進行設計時,需要結合工程特點以及施工環境,并根據相應的設計規范以及設計要求來進行具體設計。另外在設計過程中,還需要重點考慮橋梁的實際承載能力以及正常使用狀態,同時依據相關流程來對施工作業階段中的混凝土結構進行相應的強度驗算以及材料應力驗算。此外為了確保不會因其內部結構發生變形而給其正常的使用性能以及外觀帶來負面影響,需要我們對構建撓度還有反拱值進行一定限制。在施工階段進行驗算設計時,一定要確保所使用的工具在相應支撐條件之下其結構自身的安全度。另外在施工作業階段還需要注意,其內部結構所產生的材料應力應控制規定的范圍之內。并結合相關流程和相關標準來對施工作業階段所產生的拉應力以及預應力進行有效控制,所以這就要求在對預應力混凝土結構進行設計時,應確保其原有的應用效果。還有一點需要注意,在對預應力混凝土進行相應的荷載撓度驗算時,一定要對撓度值進行嚴格控制,確保其不會超過所規定的的撓度值。

4預應力混凝土結構進行施工作業的管理重點

應該說,當前的橋梁施工作業過程中,預應力混凝土的應用,不僅需要在相應的設計階段對其進行嚴格的驗算與控制,同時還需要結合混凝土結構來開展科學、合理的施工管理工作,以確保在預應力混凝土結構在澆筑以及使用過程中,橋梁工程的整體工程質量。

此外,預應力混凝土結構在施工建設時,應將對施工材料的有效管理來作為其根本基礎,并根據當前的工程設計以及施工要求來對需要進場的施工材料進行檢測和驗收,以保證已經進場的施工材料都能符合相應的質量要求。因預應力混凝土結構對所選擇使用的一些預應力筋的要求相對較高。所以需要我們對其進行認真存放和管理,要保證預應力筋在存放管理中不會受到外界雨水以及陽光等氣候因素的侵蝕,以合理有效的確保施工作業時,所使用的材料質量。在對橋梁施工作業過程中,在進行相應的預應力切割作業時,也需要嚴格依據相應的規范以及要求來進行,盡量使用砂輪鋸或者是切斷機等來進行相應的截斷作業。

在施工作業過程中,除了要重視對施工材料的保存與管理之外,同時還需要對預應力混凝土技術的管理工作。另外通過對工程施工設計圖紙還有施工方案等進行合理的分析和研究,以了解和掌握施工中相關的各項控制重點,這就為確保橋梁施工作業過程中的預應力混凝土建設打下來一個堅實的基礎。此外在施工作業過程中,通過加強對預應力制作構件的技術要求,以及做好對預應力張拉筋還有其相應放張等技術管理、封錨施工同灌漿作業等技術要求,來切實實現預應力混凝土結構其相應結構質量。此外在施工建設中,施工企業還應依據既定的設計方案以及實際的施工情況與施工方案,在遵循先張法以及后張法的基礎之上,進行科學、有效的施工管理,以確保施工質量能夠切實符合相應的設計要求。

在橋梁施工建設時,還需要重點注意的就是在封錨施工以及灌漿作業時嚴格按照既定的作業規范以及作業標準來進行施工作業,以切實實現施工質量的有效提高。應該說,在澆筑預應力混凝土作業時,是將預應力筋進入到一種高應壓力狀態,并通過對其進行一個永久性的保護工序,來完成混凝土澆筑作業。由于在澆筑作業時,需要預應力筋在完成相應的張拉作業之后,進行孔道灌漿作業,而且要確保孔道內部的一些水泥漿能夠飽滿、密實。

另外在作業時,需要強化對預應力混凝土技術方面的提升,要重視對水泥漿的實際配合比;在進行灌漿作業之前,要確??椎纼炔繚崈?、濕潤;做好對灌漿速度的控制工作。通過在澆筑作業時,掌握好這些關鍵點,來切實增強預應力混凝土質量,進而確保橋梁施工過程中的施工質量。

5結語

隨著我國工農業經濟發展的需要,再加上政府加大了對交通、水利等基礎設施的建設力度,在一定程度上促進了建筑行業的發展。像公路、橋梁以及河壩等工程建筑也被更多的興建起來。但由于這些工程結構相對比較復雜,且對施工質量有著較高的要求,因此比較重視施工技術以及施工工藝。預應力技術應用在橋梁施工方面不僅僅能夠延長橋梁的使用壽命,還能夠提升其承載能力,因此,在進行橋梁的施工時應用預應力技術是非常重要的。

參考文獻:

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[2]梁成浩.淺析市政橋梁施工中常見的質量問題與解決措施[J].科技創新與應用,2013(18)

篇6

關鍵詞:ANSYS教學模型庫;公路;橋梁

中圖分類號:G712 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)05-0197-02

模擬仿真技術是指用模型(物理模型或數字模型)來模擬仿真實際系統,代替實際系統進行實驗和研究,是產品設計和制造中的常用技術手段。該技術近年來得到了快速的發展,在公路橋梁設計施工中應用廣泛。若該技術應用于公路橋梁的教學、實際企業員工培訓、建造師考試培訓中,將有效提升教學效果。而且實現公路任課教師在多媒體教室教學中,不再帶笨重的模型進教室的愿望,同時也為學習者創造更加優越的學習環境,為使公路橋專業的學生達到職業崗位和職業能力培養的要求,本文采用ANSYS建立的仿真模型貼近公路建設的實際情況,使抽象的理論轉變為圖形、動畫、錄像。呈現結構物的基本形態,解決傳統公路橋梁教學中存在的不足。

在公路橋梁教學中,《工程力學》、《橋梁工程》、《結構設計原理》、《公路工程概論》等課程是主干專業基礎課或專業課。在《工程力學》中,學生需掌握內力計算;在《橋梁工程》課程中,學生要學習常見的橋梁構造、橋梁各部件的受力性能。在《結構設計原理》課程中,受彎構件正截面受力的全過程和破壞特征是課程的主要內容。在《公路概論》課程中,需學習公路的平面、縱斷面豎曲線、橫斷面土石方調配。上述這些知識是課程的難點和重點,由于學生普遍缺少感性認識,僅根據教材圖例和圖片信息,學生難以理解這些內容,教師授課難度較大,教學中存在較大的困難。建立土木工程專業模型后,學生可以通過觀察實物模型和虛擬節點模型,增強感性認識,較好地掌握這些知識,建立起理論知識和工程原型之間的聯系,有利于學生樹立工程概念,這符合我校培養工程應用型人才的教育模式,因此建立土木工程專業模型對改善教育教學效果、提高人才教育質量有重要意義。

對于用模擬仿真技術建立教學模型方面已有以下研究:建立超高過渡段模型;在瀝青計量教學中應用三維模型。同濟大學曾經研發了橋梁三維教學模型,研究都頗有收獲。本文在上述研究的基礎上,采用路橋專業軟件建立大型橋梁的教學模型,建立能模擬構件內部受力情況的模型。填補基于模擬仿真的公路橋梁教學模型的研究空白。

本文采用工程上較為先進的ansys分析軟件,在收集大量圖紙資料、工程量數據、工程細部尺寸的基礎上,制作路橋多媒體模型,具體制作內容分為13個部分,包括公路平面模型、縱斷面模型、橫斷面模型、超高模型、加寬防護模型、排水工程模型、路面工程模型、混凝土配筋模型、箱形梁橋模型、鋼管拱橋模型、斜拉橋模型。

其中公路平面模型包含直線、圓曲線的公路模型。公路橫斷面模型為雙向兩車道的城市道路,3米人行道+4.5米機動車道,每隔25米布置路燈。簡支梁橋的特征橫斷面類型有T梁和箱梁。模型均錄制模型構造錄像,全方位學習公路橋梁的基本構造,通過顏色,材質體現模型的真實性。

本文以公路路面為案例,講解開發出符合公路橋梁課程需要的基于ANSYS的橋梁模型的基本方法。

1.路面模型參數。本案例為雙向兩車道的城市道路,3米人行道+4.5米機動車道,每隔25米布置路燈。本文采用ANSYS軟件模擬路面結構,ANSYS軟件具有很強模擬能力,是融結構、流體、電場、磁場、聲場分析于一體的大型通用有限元分析軟件,對于公路和橋梁的模型的制作是完全可行的。ANSYS直觀性教學可以加深學生對知識的理解,激發學生學習興趣。同時,加強了特殊實驗的實驗效果,節約了資源。在教學中應用ANSYS,可以提高學生運用所學知識解決實際問題的能力,培養學生善于探索的素養。模擬混凝土是一種彈塑性材料,采用非線性應力—應變本構模型,并結合五參數強度準則,混凝土選用SOLID65單元模擬,混凝土材料的基本參數采用:軸心抗壓強度設計值fcd=20.5MPa;軸心抗拉強度設計值ftd=1.74MPa;彈性模量Ex=3.5×104MPa;泊松比V=0.1667。

2.建立路面構造模型。采用ANSYS的APDL命令流功能,成功模擬路面構造;模型體現路面結構包括面層、基層、墊層。將模型應用于教學,增強學生的感性認識,以便較好地掌握這些知識,建立起理論知識和工程原型之間的聯系,促進學生樹立工程概念。

3.模擬仿真技術應用于路橋教學模型研究的優勢。通過建立“公路橋梁教學模型”,豐富了教學素材,從根本上改善了學生的學習現狀,提高了學生的繪圖、看圖及空間想象能力,從視聽效果和理解能力方面著手,制作了含三維模型動畫的多媒體輔助教學素材。教學模型的開發在于提高高職教育水平,教學模型開發也在于加深課本理論文字的學習,并增加立體的教學模型,通過不同的教學方式,達到更好的教學效果。

在教學工作中,使用了節點多媒體模型、構件拉、壓、剪、彎曲變形多媒體模型、結構破壞教學試驗錄像等課題建設成果,取得了良好的效果。結構整體穩定破壞都是在瞬時發生的,沒有實驗和工程實例可以讓學生了解失穩發生的過程,從模型和動畫兩個方面入手,制作了多種模型,不借用復雜的實驗設備就可以直觀形象地展示構件整體失穩的現象,通過分析,提出提高整體穩定性的方法和措施,進而理解和掌握設計原理和規范,改變原來的純粹的理論公式推導的教學模式,逐步開展研討式的教學改革,使學生的學習興趣和效率大大提高。

此模型在教學中的應用可以提高學生的實踐能力,激發學生的求知欲,因此將模型在教學中應用很必要。將模型的建設與大學生學科競賽、開放性實驗等教學環節結合起來,將研究成果直接應用于學科競賽和開放性實驗等教學環節中,充分發揮了成果的作用。

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篇7

【關鍵詞】道路與橋梁;施工質量;措施

最近幾年,出現了為數不少的道路橋梁質量問題,這些橋梁還沒到達使用壽命,卻相繼出現一些問題,比如橋梁出現裂縫,路面與橋梁連接處發生問題等等,這些狀況的出現,不但影響了橋梁的正常使用,給運輸道路造成麻煩,更重要的是,對車輛及行人的來往埋下安全隱患。

在經過一系列調查研究后,道路橋梁存在問題主要有以下幾點:

1 橋梁出現裂縫

在對城市橋梁進行施工時,經常出現橋梁的開裂對工程的質量產生影響,甚至導致橋梁的倒塌。混凝土開裂有諸多方面的原因,它牽涉到混凝土的材料本身問題、整個施工過程以及混凝土的結構特點。在這里,重點討論因為施工導致的質量問題。

1.1 原因探討

1.1.1 溫度應力的原因?;炷吝M行澆鑄的時候,水泥水受熱里面的溫度不容易散發,里面溫度急劇上升,等到拆模以后,外面的溫度降低過快,這樣導致了內外溫度之差,根據熱脹冷縮的原理,導致了混凝土表面出現膨脹應力。由于澆筑初期,混凝土的抗拉能力較低,若此時溫度超過混凝土本身的抗拉能力,就容易導致混凝土表面出現裂縫。

1.1.2混凝土振搗力度不夠。因為腹板內預應力的管道較多,在往腹板澆注混凝土時,會由于局部地方振搗力度不夠,導致欠振、漏振的現象發生,造成腹板內部混凝土缺乏密實,出現孔洞或蜂窩麻面的現象發生,對腹板混凝土的整體強度產生較大影響。

1.1.3 在施工過程中,未能達到有效的預應力。工程在施工過程中,預應力放線出現錯誤,致使預應力管道圓潤度不夠,甚至有些部分出現彎折狀況,這樣導致設計位置和預應力筋的實際位置不相符合,從而導致此處徑向力發生變化。由于預應力的不足,致使腹板的抗剪能力下降,于是,腹板有了裂縫的出現。

2 橋梁與路面連接處問題的出現

橋梁兩端與路面的連接是否嚴密,對日后行人通車起著重要作用。對道路橋梁進行施工時,道路橋梁是作為兩個獨立體單獨進行施工的,工程接近尾聲時,是對道路橋梁接縫處的處理,這時,如果沒有嚴肅對待,以嫻熟的技術處理接縫處,必然影響日后的使用。由于工程施工的不嚴密,導致橋梁在使用不長時間內就出現一些狀況,比如橋梁深陷等等。而橋梁出現的狀況,對來往車輛的通行產生影響,車輛只有減緩速度,才能順利通過,如果車輛在此處行駛過快,則會出現跳車現象,對車輛的正常行駛速度造成很大影響。

3 基于以上道路橋梁施工時出現質量問題的研究,可以很明顯地看到,道路橋梁質量問題直接影響到道路交通的正常運行,直接關系到我國的經濟發展,關系到人民生命財產的安全問題。因此,為了提高道路橋梁的施工質量,這里提出幾點建議:

3.1 加強與政府的協調工作

因為個別地方的政府對產權意識認識不夠深入,在施工過程中,橋梁建設公司沒有到有關部門進行登記,所以在施工時,對當地的老百姓的生活造成較大影響,橋梁建設公司和有關部門沒有做好協調工作,也可能會對施工過程產生一些影響。

3.2 對施工現場加強管理

道路橋梁施工時,需要較多的機械來進行,而在施工過程中仍要保證道路的暢通,可是,由于施工時要對泥漿等材料進行運輸,這樣就產生了一個現象,地面上工具亂放,車輛來往不斷,很嚴重地存在安全隱患。因此,為了提高施工質量,從實際出發,可以采取以下措施:

3.2.1 把施工計劃落到實處

施工人員首先要把計劃落到實處,可以深入到施工隊伍中,督促施工的順利進行,并及時解決施工現場發生的一些問題,對于自己能處理的問題,要立即處理,自己無法做主的問題,可以成立一個生產調度組,調度組的任務就是制定出科學的工作計劃,對工程進行部署,然后做好工程方面的總結,并能制定出嚴謹的作業指導書進行指導。然后,要成立專門的安全管理小組,保證施工工程的安全進行,必要的時候,可以配置通訊工具以及一些裝備,盡量為施工隊伍創造好的施工環境。在條件允許的情況下,盡量縮短工程施工作業時間,在這樣的情況下,可以通過提高機械效率來進行。所以,工程施工時機械的投入直接影響到工程的效率。

3.2.2 必要的時候,要進行周密部署

在對道路橋梁進行施工時,由于墩身、墩帽等地方混凝土產值低、方量小,而對質量要求又高;在對橋梁進行拼接的時候,因為功效較低,難度較大;所以,在對以上兩項工程進行施工時,建議可以與施工隊簽協議,制定一系列標準及賞罰措施,對于高效率高質量的,可以適當給予獎勵,而對于低效率的施工隊,可以要求他們進行整改,要求增加勞動力,對設備進行補充等等,使施工任務在預計的時間內完成。

3.2.3 材料統一采購,加強施工隊環境保護意識

市場上,工程原材料價格波動明顯,建筑公司在中標以后,為了節約成本支出,材料可以由物質部統一進行采購,地材也可以由物質部與供應商達成協議,可以采取大批進貨的方式,把單價壓到最低,這樣可以節省成本。此類措施不僅可以讓材料供應不會那么緊張,還能解決材料問題。工程在施工時,邀請相關部門進行檢查,此做法的目的是增強施工隊的環境保護意識,使道路橋梁施工能夠順利進行。

3.3 提高技術上的管理

提高技術上的管理,包括加強混凝土質量管理以及橋梁結構質量管理。

3.3.1 在混凝土質量管理上進行加強

第一,施工單位對道路橋梁進行施工時,在采購建材材料時,要嚴格按照有關國家的規定,從頭到尾把好水泥材料的質量關,采購回來的水泥材料質量要穩定;第二,工程在施工過程中,施工工人要嚴格按照抗滲等級、強度等級來配比混凝土,混凝土入模時,要控制好溫度,采取分層澆注的辦法,另外,還要設計出科學的養護措施,可以在混凝土表面遮蓋草席或者草簾,以降低溫度應力,免得混凝土出現裂縫;第三,澆注混凝土時,一定要振搗嚴密,特別對于腹板內預應力管道集中的地方,更不能出現漏振、欠振的狀況,保證混凝土振搗嚴實。

3.3.2 加強橋梁結構質量管理

第一,施工的那位要事先做好測量,放線定位務必要準確,不能有絲毫偏差,橋臺、橋墩施工完成以后,要把橋梁的平面位置進行準確確定;第二,因為橋梁施工工序繁瑣,需要較高技術進行施工,加上橋梁結構形式較多,所以,施工單位在進行施工時,一定嚴格按照設計圖紙進行,不僅混凝土振搗要到位,對預應力的張拉更要嚴格管理,使得橋梁結構有一定的承載能力;第三,還要保證橋梁外觀的美觀大方,由于施工質量問題引起的橋梁的外觀欠缺的事故盡量避免。

3.4 強化質量管理意識

工程施工,項目經理是質量第一責任人,施工隊要堅持這個方針,要建立起完善的質量管理制度,對原材料的抽檢要定時進行,而對施工工程比較隱蔽的重點部位、薄弱環節以及關鍵工序,要積極跟蹤,及時發現問題,及時尋找解決方案。在對道路橋梁進行施工時,不僅要從道路橋梁管理本身去提高工作效率,對于路面、路基的施工,更要同時兼顧,保證工程的順利進行。

參考文獻

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[2]蘇志忠,道路與橋梁工程概論[M],人民交通出版社,2009,04

篇8

關鍵詞 斜拉式橋梁;橋梁施工技術;拉索橋施工技術

中圖分類號U445 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2010)31-0166-02

斜拉式橋梁又稱斜拉橋、拉索橋、斜拉索橋、斜張橋,是一種將橋面通過許多條拉索連接在橋塔上的橋梁,其結構體系主要由承受壓力的橋塔、承受拉力的拉索以及承彎的梁體組成,可以看做是將支墩用拉索替代的多跨彈性支承連續梁。斜拉式橋梁的建筑高度低、結構重量輕、梁體內彎矩較小且造價相對較低,在大跨度橋梁中有著較為廣泛的應用。本文主要對其深水基礎施工、主塔施工和索力的形成方法進行了探討。

1 斜拉式橋梁深水施工技術

1.1 鉆孔樁的施工

1.1.1 鋼護筒的制作

在斜拉式橋梁的設計中,鋼護筒大多采用1cm厚的鋼板卷制,內徑一般會比鉆孔樁大0.2m,并且在其底部還要設置1.2cm厚、50cm寬的鋼帶作為刃腳。在進行鋼護筒的焊接時,應盡量采用坡口雙面焊接的方式,同時要注意保持焊縫的連續性,以免發生漏水。在鋼護筒的最上一節要焊上牛腿,使其與鋼吊箱內的吊帶共同承擔承臺混凝土和鋼掉箱的重力。

鋼護筒長度的選擇要以滿足穩定性和承載力作為標準,在沉入水下并深入粘土層1m~1.5m的前提下,鋼護筒的頂部要比河床表面局部沖刷線低1m~1.5m、比潮水位高0.5m。由于河床大多屬于高液限粘土,厚度在11.5m~33.6m之間,且鋼護筒必須穿過淤泥層,因此一般會將鋼護筒的長度擬定為28m,待工程地質勘探結束后,再根據施工現場的實際情況進行適當調整

在對鋼護筒進行沉放時,要先在平臺樁的位置設置下沉導向定位架,將鋼護筒吊入導向架內并將振動錘吊放至鋼護筒的米字形架上,開動振動錘使鋼護筒下沉同時對下沉位置進行測量,以確保其水平和豎直位置能夠符合設計要求。在對護筒下沉位置進行精確測量的基礎上,將下一節鋼護筒吊入導向架內疊放到前一節護筒上并進行固定,將這兩節護筒焊接成為一個整體,在焊接過程中要注意包裝護筒的密封性和垂直度。如此往復循環,直到完成了全部的焊接任務為止。

1.1.2 鋼護筒的定位

在進行鋼護筒的沉放前,首先要用大型型鋼制作米字形架,以便在進行打樁時振動錘的力量能夠均勻的分布到鋼護筒的筒壁上,以免高達160t的振動力對護筒造成損傷。要在平臺樁的位置設置下沉導向定位架,將焊接結束的鋼護筒吊入導向架內并將振動錘吊至護筒上部的米字形架上,在開動振動錘使護筒不斷下沉的同時要做好測量定位工作,以確保護筒的沉放能夠滿足設計標準。如此往復循環,直到護筒的刃部下沉到河床面位置,再通過打樁機將其打入預定深度,然后就可以按照常規的鉆孔樁施工方法進行施工。

1.2 沉箱基礎

在進行沉箱前,要先通過水下爆破的方式使施工位置的底層巖石和堆積層變得松散,再利用挖泥船或疏浚船對其進行清理。然后,要對地基面進行加工磨削及平整清理,待清理結束后將預制的大型沉箱通過船運或浮運等方式運送到施工現場并沉放到指定位置,最后通過水上灌注船只將混凝土灌入沉箱內,使其與沉箱連接成為一個整體。

2 斜拉式橋梁混凝土主塔施工技術

2.1 施工測量

斜拉式橋梁的混凝土主塔基本上由基礎部分、承臺塔座、塔柱、橫梁及拉索錨固區組成,斜拉式橋梁主塔形式雖然多種多樣,但對于施工精度的要求卻都非常嚴格。為了確保主塔各部分的幾何尺寸和技術標準滿足設計要求,必須要建立獨立的、具有一定測量精度的控制網,同時注意做好該局部測量網與整體控制網的銜接。對主塔的測量時間最好選在每日清晨日出之前或傍晚日落之后,以便降低光照所導致的變形影響。另外,隨著施工的進行,主塔高度會不斷升高,因此施工后期的測量要選擇風力相對較小的時間進行。

2.2 塔柱的施工

斜拉式橋梁的塔柱主要分為下塔柱、中塔柱和上塔柱3部分,其中下塔柱的高度約為30m,一般采用支架法進行施工;中塔柱的施工一般采用爬模法;上塔柱的施工大多采用支架法和爬模法,結構大多為鉛直結構。由于上下塔柱的傾斜方向相反,為了確保在施工過程中塔柱保持穩定的狀態并在最大程度上消除施工所帶來的結構初應力的影響,應在中下塔柱設置拉桿和支撐桿,并施加頂力和預拉力。在塔柱的設計中,大多設有貫穿全塔的勁性骨架。在現場加工并精確安裝后,勁性骨架會發揮其方便索道、綁筋和支模定位的作用。勁性骨架在斜拉式橋梁傾斜塔的施工中具有重要的作用,在施工過程中應根據現場的實際情況對其進行適當調整,以便能夠更好的完成施工任務。

2.3 混凝土主塔施工

以橋面作為起始點,混凝土主塔的高度大約在100m左右,因此施工必然會包含泵送大流動混凝土的工藝,為了在進一步提高混凝土的可泵送性能的同時滿足施工設計對于彈性模量和收縮性的要求,可采用低水灰比、高集料、低水泥用量、使用超細礦粉并添加了泵送外加劑的混凝土,以便在滿足泵送要求的同時確保緩凝、早強、高強的要求。在確保混凝土的各項性能符合設計要求的前提下,要根據混凝土主塔施工的季節、緩凝時間及泵送高度的不同選擇最為適合的工藝。由于斜拉式橋梁混凝土主塔施工必須要用到泵送工藝,因此相關人員一定要注意對泵送工藝進行優化。一般來說,想要獲得更高的混凝土早期強度,就要降低水灰比、減少用水量,但是這就容易造成可泵送性的降低,所以要以提高混凝土拌合物的可泵送性味目標來對混凝土的配比設計進行甄選和優化。

3 斜拉式橋梁索力的形成

斜拉式橋梁索力的形成主要有一次張拉法和多次張拉法兩種方法,其中,一次張拉法指的是在施工過程中將每一根拉索張拉到符合設計要求的拉力后就不再進行張拉。通過與下一粱段接縫轉角的調整來對在施工過程中出現的塔頂水平位移和撓度與設計值差異進行糾正,而非常規的利用調整索力進行糾正。由于采用一次張拉法后,施工已經結束的主梁標高和索力都無法再進行調整,因此在很大程度上提高了對主梁線形的控制難度,對于構件的制作質量也提粗糧更高的要求,同時,強迫合攏的方法也容易造成理想恒載內力狀態的擾亂。盡管存在著上述問題和不足,但一次張拉法的施工和操作都比較簡便,因此也獲得了較多的應用。

所謂多次張拉法就是在施工過程中對斜拉式橋梁的拉索進行分批張拉,直至符合設計要求的索力值位置。采用多次張拉法有利于提高各施工階段內力的合理性,主梁和索塔的受力也大體上處于平衡狀態,并且承受的彎矩和軸向力也相對較小,對于主梁線形的控制主要通過調整拉索的索力來實現。

總的來說,多次張拉法在應用于大跨度斜拉式橋梁時會發揮更好的效果,而一次張拉法則更適合小型斜拉式橋梁的建設。

4 結論

除了上述內容之外,斜拉式混凝土橋梁的關鍵工序和施工技術還有很多,雖然在文中沒有對其進行介紹,但它們對于橋梁整體結構的強度和投入運營后的穩定性都起著重要的作用。就目前的情況看,日本對于相關技術的掌握處于國際領先水平,而國內尚處于繼續摸索的階段,所以相關工作人員除了要積極進行經驗的積累和知識的研究外,還要注意技術創新和工藝創新,從而為我國橋梁建設事業的發展做出自己的貢獻。

參考文獻

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篇9

關鍵詞:橋梁加寬設計;座板式橋臺;應用

中圖分類號: K928 文獻標識碼: A

促進世界經濟全球化,推動我國社會經濟的快速發展,基礎設施建設起著非常重要的作用。橋梁作為道路的一部分,給人們的出行帶來了方便和快捷。隨著經濟的快速發展,出行人流量的逐漸增多,需要加大道路通行能力。為了節約資源,充分利用現有道路,可加寬原有道路以增加道路的通行能力,隨之會造成眾多橋梁需加寬。為節約造價希望在不破壞原有橋臺的條件下,可以對橋臺進行加寬設計,這樣在橋臺施工的同時,也不會影響正常的交通出行。接下來筆者將圍繞在橋梁加寬中,座板式橋臺的具體應用進行敘述。

一、座板式橋臺概論及優點

一般在土壤濕度較大、土質比較松軟的地區可以較為普遍看到橋梁加寬中采用的座板式橋臺加寬的形式,這種加寬方式是在進行橋臺施工時,結合施工地點的實際需要,將預先進行施工的路基和橋臺前面的斜坡進行填土工作,填土的高度達到了路基和斜坡所需要的要求之后,再把路基和斜坡壓實,最后對橋梁樁基進行鉆孔施工,在施工的過程中要注意兩點:一個是樁基鉆孔樁頂標高一定要與橋臺蓋梁的底面標高一致,讓蓋梁與承受壓力的樁基連接,結合在一起,成為一個單獨的個體;一個是拿掉橋臺上施工肋板,這樣座板式橋臺施工基本完成,如下圖所示,座板式橋臺設計圖。

圖1 座板式橋臺設計圖

該圖為座板式橋臺的設計圖,該圖從立面、側面和平面等三個不同角度展示了座板式橋臺的總體情況。橋梁加寬設計中運用座板式橋臺有很多優點:

(一)施工安全性高

座板式橋臺在施工過程中,由于本身利用舊橋臺輔助,在進行具體施工安全措施安排時,不需要把防護欄高度安置得和新橋施工中的一樣高,然而卻有舊橋臺本身結構的穩定性做支撐,這相對比新橋重新安置防護欄要可靠和穩定的多。

(二)節約施工材料

在施工過程中不需要對老橋進行具體的處置,只要把老橋的斜坡進行一定程度的施工挖土工作,便可以使老橋橋臺變得穩定,且減少了修建新橋臺所需要的施工材料。

(三)受力均衡

座板式橋臺運用的是樁基礎,這種形式特別適合橋梁加寬設計,在橋臺結構承受壓力的各個部分,能夠較均勻的分布壓力和承受壓力,這樣可以使橋臺更加穩固可靠。

(四)節省施工時間和施工費用

座板式橋臺一般應用于老路進行加寬的橋梁工程,相較新的橋梁工程建設,座板式橋臺節省了新橋中需要重新進行施工建設的老橋那部分材料,另外在施工過程中防護欄高度安置較新橋低,這樣也能減少一些施工安全措施裝備的購買,在一定程度上節省了施工的費用;由于有老橋、老路在具體施工中作為基礎,一定程度上加快了橋臺施工步伐,縮短了施工工期,節省了施工時間。

在橋梁加寬設計中運用座板式橋臺有非常多的優點,但在施工中也存在一些缺陷,座板式橋臺需要先對路基和斜坡進行填土工作,要達到一定的高度才可以進行施工工作,所以座板式橋臺設計一般適用在老路加寬施工,老橋的斜坡防護較困難,橋臺后面的土壓力較大等情況下的工程施工中,本文接下來就對座板式橋臺在老路施工,老橋橋梁加寬設計中的具體應用,進行舉例說明,幫助理解座板式橋臺應用的優點。

二、橋梁加寬設計中座板式橋臺的應用

(一)應用舉例

北京至石家莊的某段高速公路,因長期以來車流量非常大,經常造成交通擁堵情況,所以交通部門為了解決該段高速公路上車流量過大引起的交通問題,便決定對高速公路兩旁進行加寬施工工作。

在進行加寬施工工作之前,對該段高速公路的實際路面情況做了詳細調查,這段高速公路建于1993年,隨著交通量的增大和時間的流逝,這段高速公路內部結構受到了不同程度的磨損。K1橋為預應力混凝土箱梁橋,橋梁的長度達256.87米,橋梁寬度與原有公路同寬,但隨著車輛交通的加大,橋梁通行能力以不能滿足實際交通的需求。根據這些實際情況,交通部門決定對其兩側進行加寬,每側均加寬3.5米,在進行加寬的過程中要與該段老路的路面進行連接,這樣可以保證該段高速公路可以正常使用,不影響車輛出行,保證原有交通的正常運行。

這種橋梁加寬設計中,設計人員要注意的是老橋K119兩側加寬的車道只有3.5米,運用座板式橋臺可以起到穩定橋臺基礎的作用,防止新建的橋臺基礎下沉,因為座板式橋臺采用的4根樁基,橋臺基礎非常穩定,不會發生因基礎緩慢下沉,導致新舊橋橋面發生開裂現象,最后影響橋梁的正常使用。座板式橋臺承臺部分位于上部,只需要對橋臺中的一小部分斜坡的土進行清除工作即可,減少了對老橋橋臺樁基周圍土壤的擾動,保證了橋臺的穩定性和安全性。

(二)分析計算

在橋梁加寬設計中座板式橋臺可以通過相應的計算分析軟件對其進行強度、剛度、穩定性進行計算分析為座板式橋臺的尺寸擬定提供依據。以上面提到的例子為例,對其進行分析計算。本計算采用大型通用有限元分析軟件ANSYS,根據初步擬定的座板式橋臺的尺寸建模,并根據該橋的地勘資料在計算中考慮土壤對橋臺的作用,建立有限元模型。然后加載橋梁上部傳給橋臺的豎向荷載、橫向荷載、土壓力、支座摩擦力、橋臺搭伴分配給橋臺的力等綜合考慮,運行計算后可以得到橋梁水平方向的應力分布、垂直方向的應力分布和順橋方向的應力分布以及橋頭的垂直方向的位置移動范圍等,如下圖所示。

圖1 水平方向應力分布圖2 垂直方向應力分布

圖3 順橋方向應力分布圖4 橋頭的垂直方向的位置移動

從ANSYS建立的有限元分析模型圖中,可以觀察分析得到座板式橋臺上部受力非常均勻,而且受到的壓力非常小,橋梁加寬設計中運用座板式橋臺可以使整個橋梁結構更加安全和穩定;在水平、垂直、順橋方向的應力分布中,座板水平方向、垂直方向和順橋方向邊緣受力比較大,在座板某些區域中存在應力集中現象,這種現象表明,在進行橋梁加寬設計中,這個地方屬于受力薄弱區域,一定要加強進行鋼筋的施工;橋臺垂直方向的最大位置移動距離只有3.452毫米,橋臺的下沉距離只有4毫米左右,垂直應力分布滿足橋梁剛度需求,這使得整個橋臺更安全、更可靠。

在這幾幅圖中依據應力分布的位置,主要集中在座板式橋臺邊緣、集中區域和座板頂部等區域,通過這些計算結果可知座板式橋臺對舊橋橋臺擾動非常少,座板式橋臺的豎向沉降也非常小,可以滿足橋梁加寬設計中橋臺的剛度和強度需求。

結束語

從上文中可以了解到座板式橋臺適合應用于老橋進行橋梁加寬工程中,座板式橋臺有很多優點,在橋梁加寬設計中座板式橋臺具有施工方便、節約材料、縮短施工工期的優點。通過ANSYS有限元計算分析得知在橋梁加寬設計中座板式橋臺的應用能夠讓橋變的更牢固、更安全。

參考文獻:

[1]劉遠洋.座板式橋臺在橋梁加寬設計中的應用[J].科技創業家,2014,07.

篇10

由于安全工程專業面向行業多就業面廣,很多高校將安全工程專業的人才培養目標定位為:具有堅實基礎和寬廣知識面的能滿足不同行業需要的通用安全人才[1]。不同高校的安全工程專業都有各自的特點,比如,中國科學技術大學的安全工程專業主要基于他們的火災科學國家重點實驗室,面向火災安全;中國礦業大學的安全工程主要特色是煤礦安全。在交通安全生產方面,經過多年的努力,我國交通安全生產形勢雖然在逐步好轉,但總體來說仍然比較嚴峻,生產安全隱患突出,重大、特大事故時有發生,億元GDP死亡率是發達國家的數倍甚至十幾倍,仍需大力推進安全生產技術進步與管理水平提升[2]。國家政策的支持與現在嚴峻的安全形勢促進學校更多的教師和科研人員從事安全工程相關研究,近年來也取得了豐碩的成果[3]。2011年,重慶交通大學從行業政策及就業需求角度考慮,以交通基礎設施建設與運營養護管理中的安全生產需求為目標,設立了“安全工程”本科專業。

2重慶交通大學安全工程專業實驗室建設面臨的形勢

2.1實驗室面臨的形勢

1)交通基礎設施建設與管理安全需求持續強烈。隨著交通基礎設施建設規模的不斷擴大及其復雜程度的增加,其建設與運營中的安全風險依然嚴峻甚至更加突出,安全事故特別是一些重大、特大事故仍時有發生,說明我國交通基礎設施建設與管理安全理論和技術與發達國家相比仍存明顯差距。

2)學生實踐能力需要進一步加強。交通基礎設施建設與運營安全與其施工工藝、安全監測與控制、管理等方面聯系在一起,需要加強學生工程實際應用能力的培養。

3)交通基礎設施安全技術發展迅速,實驗室建設相對滯后。交通基礎設施領域安全技術雖起步較晚但發展很快,如近年來施工安全風險評價、施工監測與控制、無損檢測、結構病害快速處理等技術都得到快速發展,實驗室建設需要跟上生產發展的步伐,為學生提供必要的實踐教學條件。

2.2實驗室面臨的困境

1)試驗設備數量不足,能夠開出試驗項目數量有限?,F有實驗室的儀器設備臺(套)數和種類不足,已經開始影響實驗項目的開設,僅能針對檢測、量測方面的課程,開設驗證性實驗、演示實驗和少量綜合性、設計性實驗,缺少前沿性安全技術及工程應用方面的實驗。

2)試驗設備與工程實際脫節問題明顯,需要加強建設??紤]到土木工程、安全工程等專業的不斷發展,已有儀器設備的更新換代、新儀器的添置和實驗設備的系統化、集成化,以及特色優勢學科的發展,實驗室的提檔升級已成為當務之急。

3)實驗室環境需要進一步建設與提升。隨實驗室開設試驗項目增加,試驗場地不足問題日益突出,急需改善。

3安全工程實驗室建設對教學效果的改善

2014年重慶交通大學通過中央與地方共建高校項目的資助,成立了交通基礎設施安全工程實驗室,項目實施后產生了以下效果:

1)滿足土木工程、安全工程等相關專業實驗實習的本科教學需求。通過實驗室項目建設,承擔了我校的土木工程、安全工程等相關專業的橋梁檢測與加固技術、橋梁工程安全管理、道路安全工程、道路工程檢測與維護、安全工程概論、安全人機工程學、安全管理信息系統等課程的相關實驗和實習教學任務,每年開出專業規范要求的專業實驗、實習。

2)為進一步提升創新型人才培養質量提供重要保障。通過實驗室項目建設,為我校的土木工程專業、安全工程專業及相關專業的本科生和研究生提供綜合型的教學科研平臺。加強“創新型、開放型”復合人才培養的硬件條件建設,提高專業人才的培養質量,為我國交通行業及安全相關崗位輸送高質量、高素質復合型人才。

3)為科研人員提供良好的科研平臺。通過本項目建設,“交通基礎設施安全工程實驗室”在滿足教學需要的同時,為校內外科研人員提供一個科研平臺,更好地為科研服務。通過該教學平臺,科研人員可以對研究成果進行驗證,為科研成果轉換為生產力提供一個實驗平臺。

4)促進實驗室在傳統的交通基礎設施“結構安全”向“大安全”的提檔升級轉變,提升學科的綜合實力、特色和優勢。傳統交通基礎設施“結構安全”以道路工程、橋梁工程、隧道工程等的專業知識為依托,以結構物的力學分析為基礎,通過觀測引起結構物災變的物理力學指標的變化,實現對結構物的安全評價與處治。

5)面向社會提供安全培訓和實驗平臺。“交通基礎設施安全工程實驗室”是針對交通基礎設施建設與運營維護的安全技術研究平臺,為交通行業相關部門、安全生產管理部門、生產經營單位和科研機構提供培訓和實驗服務,更好地服務地方經濟和社會建設,培養國家急需的安全工程專門人才。

4總結與評價

安全科學及工程學科是一門交叉學科,是隨著社會需求而發展的,近年來,我國經濟的高速發展和經濟體制的轉型,使各行各業都日益感到專業安全生產管理人才的匱乏。2011年國務院學位委員會辦公室將安全科學及工程正式列為一級學科,各個高校紛紛成立了安全科學及工程專業。由于安全科學及工程專業的特點,各個高校開設的安全工程專業都有其特點,重慶交通大學的安全工程專業主要側重于交通相關的土木工程建設施工和管理安全。在幾年的專業發展過程中,安全實驗室建設為安全工程專業的本科教學、人才培養提供了大力的支持,并為科研人員提供良好的科研平臺和良好的安全培訓和實驗平臺,取得了良好的效果。

作者:李林杰 張寶玉 劉佳亮 單位:重慶交通大學土木工程學院

參考文獻

[1]蘭澤全.關于提高安全工程專業人才培養質量的思考[J].華北科技學院學報,2010(03).