橋梁結構論文范文
時間:2023-04-08 17:45:31
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篇1
橋梁結構應具有足夠的強度,以承受作用于其上的重力和附加力;結構各部必須具有足夠的剛度,以使其在荷載作用下不產生過大的撓曲和變形;結構各部尺寸必須具有適當大小,以使其承受軸向壓力時的構件不發生屈曲,喪失穩定性。同時結構也要具有較高的耐久性。由于作用荷載的隨機性、材料強度的離散性、制造與施工質量的分散性、計算假定的近似性,致使在長期使用過程中橋梁結構產生病害,其具體原因如下:
1.原設計荷載偏低,交通發展后車輛荷載增大,橋梁因承載能力不足而產生病害。
2.結構設計中存在缺陷,如采用橋型結構不當、設計假定不盡合理。
3.橋梁施工質量差,未按設計要求和施工規程實施。
4.不重視橋梁后期養護工作,沒有及時消除己產生的病害。
5.洪水等自然災害使橋梁產生損壞。
6.地質條件差,如滑坡、軟基等導致橋梁產生病害。
二、橋梁加固的一般流程
在橋梁結構發生病害后,需要采取措施進行加固維修或者更換。橋梁加固工程一般應遵循以下工作程序:
結構可靠性鑒定—加固方案確定—加固設計—施丁組織設計—施工—驗收。
結構可靠性鑒定,主要是對病害結構的病情診斷。加固方案好比處方,加固設計是現行規范及有關標準對加固方案的深化過程。加固施工是對被加固結構按加固設計進行加固的施工過程,對于大型結構加固,為確保質量和安全,施工前應編制施工組織設計。
三、橋梁加固增強技術
橋梁的增強改造可以分為裂縫修補和對橋梁結構的加固增強,下面介紹其特點及其適用的場合。
(一)裂縫修補技術
裂縫修補的目的在于恢復結構物的防水性和耐久性,主要技術有:
1.表面處理法,在微裂縫的表面涂抹填料及防水材料,以提高其防水性和耐久性。對于寬度發生變化的裂縫,要設法使用有伸縮性的材料。
2.注漿法,在裂縫中注入樹脂或水泥類材料,以提高其防水性及耐久性。主要注漿材料是環氧樹脂,多采用低壓低速注入法。環氧樹脂注入法與鋼釘并用,可以增強裂縫部位的整體性,是一種防止裂縫繼續發展的好辦法。
3.充填法,這是一種適合于修補較寬裂縫的方法,具體做法是沿裂縫鑿一條深槽,然后在槽內嵌補各種粘結材料,如水泥砂漿、環氧砂漿、膨脹水泥砂漿、環氧樹脂硅、瀝青及各種化學補強劑等。4.表面噴涂法,噴漿修補是一種在經鑿毛處理的裂縫表面,噴射一層密實而且粘度高的水泥砂漿保護層,來封閉裂縫的修補方法。噴漿前,需要把結構表面的剝離部分除去,再用水沖洗清潔,并在開始噴漿之前把基層濕潤,然后再開始噴漿。
5.粘結鋼板封閉法,當鋼筋硂構件產生主拉應力裂縫時,可對裂縫先進行處理之后,再在裂縫處粘結鋼板,并用膨脹螺栓對鋼板加壓。鋼板粘結方向應和裂縫方向垂直。
(二)橋梁加固增強技術
本文以最常見的橋梁結構形式的上部結構及其常見的加固方法進行說明。
梁式橋上部結構加固增強技術主要有加大截面加固法、外部粘貼加固法、外部預應力加固法、改變結構體系加固法、增設縱梁加固法。
加大截面加固法采用增大構件的截面面積,根據荷載大小和凈空條件不同,可分為以加大截面面積為主和加配鋼筋為主兩種加固方案。
外部粘貼加固法系用型鋼、玻璃鋼等材料通過環氧樹脂等粘合劑粘貼在結構外部,以提高結構承載能力的一種方法。適用于構件尺寸受限制但又必須大幅度提高結構承載能力的場合,必須保證粘和劑的質量
外部預應力加固法指運用預應力原理,在增設的構件或原有構件上施加一定初始應力的一種加固方法。采用對受拉區施加預加壓力,可以抵消部分自重應力,起到卸載、減小跨中撓度、減小裂縫寬度或閉合裂縫的作用。
改變結構體系加固法通過增設支撐或橋墩,把簡支變為連續、在梁下增設如鋼架等加勁梁或疊合梁,以減小梁內控制截面峰值彎矩,提高承載能力的一種加固方法。
增設縱梁加固法在橋梁墩、臺基礎穩定,并具有足夠承載能力的情況下,可采用增設承載能力高和剛度大的新縱梁,這些新梁與舊梁連接在一起共同受力。由于應運中的車輛荷載在新增主梁后的橋梁結構中重新分布,使原梁中所受荷載得以減少,加固后的橋梁承載能力和剛度得以提高。當增設的縱梁位于主梁的一側或兩側時,兼有拓寬的作用。此法適用于梁體結構基礎完好,而承載能力不能滿足要求的場合。
(三)橋梁結構加固新技術——錨噴
篇2
就目前的發展來看,我國的橋梁結構設計的傾向如下:比較注重強度而忽視耐久性;重視強度極限而忽視使用極限;重視結構的建設而忽視結構的維護,這樣的設計傾向直接導致了橋梁工程事故的不斷發生,不利于和諧社會的發展。我國的橋梁設計理論和結構構造體系還有諸多需要完善的地方,在橋梁設計過程中,尤其在橋梁施工和使用期安全性上改進的空間還是比較大的。在結構設計中首先要選擇科學合理、經濟的方案,其次是結構分析與構件和連接的設計,還要運用規范的安全系數或可靠性指標給結構的安全性以最大的保障。
2我國現代橋梁結構設計的注意事項
2.1對于結構的耐久性問題要重視
在我國的橋梁建設過程中,很多時候都缺少建設前期所需要準備、視察及考證等工作,這是一大問題。周圍的環境會在很大程度上影響到橋梁的建設和使用,不僅包括由于車輛超載而出現的疲勞情況,還包括橋梁結構本身的老化和損傷。我國從上世紀九十年代有些研究者就針對橋梁結構的耐久性進行了研究,但多集中在橋梁的材料及統計等方面,而對橋梁結構及設計的研究卻是忽視的,還缺少以設計及施工人員為出發點改善橋梁的耐久性。設計人員所關注結構的計算方法比較多,而容易忽視總體構造的設計和一些細節處的把握。結構耐久性的設計應該有別于其他普通的結構設計,就現階段而言,我國橋梁結構的耐久性研究應轉變為定量分析而不是傳統的定性分析。諸多研究實踐表明一座橋梁是否能夠安全使用,結構的耐久性發揮了很大的作用,經濟性也包含在其中。
2.2充分重視橋梁的超載問題
超載會造成橋梁疲勞應力幅度加大、損傷加劇,嚴重的情況下還可能引發結構破壞事故。橋梁的超載不僅會引發疲勞問題,還可能造成橋梁內部損傷難以及時恢復,進而使得橋梁在正常荷載下的工作狀態產生一定的變化,將威脅到橋梁的安全性和耐久性。所以設計人員應加強分析超載所帶來的嚴重后果,最大限度的加強橋梁的穩定性。
2.3重視對疲勞損傷的研究
動荷載是橋梁結構所承受的車輛荷載和風荷載的主要方面,其會在結構內產生循環變化的應力,除了會引起結構的振動外,結構的累積疲勞損傷也是不可忽視的方面。在橋梁建設中所使用的材料實際上均勻性和連續性都不是很理想,諸多微小的缺陷夾雜其中,在循環荷載作用下,它們會不斷發展、合并進而形成損傷,最終形成宏觀裂紋。一旦宏觀裂紋沒有得到很好地控制,就會產生材料、結構的脆性斷裂。疲勞損傷在初始階段被察覺的可能性比較小,所產生的嚴重后果卻是毀滅性的。所以應該加強疲勞損傷的研究工作。
2.4積極借鑒國外的經驗和成果
我國橋梁設計中存在結構使用性能差、耐久性和安全性差等諸多問題,這和現階段我國的施工質量和管理水平不高是分不開的,但問題已然存在,并且在短時間無法得到有效解決,設計人員對此問題要有一個清醒的認識,在設計時對上述問題充分考慮到,運用恰當的設計方法、恰當的安全系數使橋梁的使用性能達到要求的標準,這才是設計的關鍵。尤其是橋梁的耐久性和安全性問題與結構體系、使用材料選擇不合理、結構細節處理不當有著千絲萬縷的聯系。針對我國設計中存在的問題應積極借鑒國外的有益經驗,PBD就是其中之一。PBD即為性能設計,涵蓋了結構設計的眾多方面,如變形、裂縫、振動、耐久性等。PBD研究不僅保證了橋梁結構在使用中的安全性,還具有很多優良的使用性能,這其中包括壽命和耐久性、耐疲勞性、美觀等。對此,我國應該積極借鑒其優良方面的性能,并結合我國橋梁設計的實際和使用過程中的具體情況來最終尋找適合我國的設計。
3對我國現代橋梁結構設計的建議
總而言之,我們在對橋梁結構的耐久性、疲勞損傷以及橋梁超載問題進行必要研究的同時,還可以把研究面放得更寬一些,諸如結構系統的可靠度、模糊隨機可靠度等,這樣做的目的都是為了加強橋梁結構設計的使用性、安全性及耐久性。下面就選擇幾個方面就行分析,希望為研究人士提供參考。
3.1結構系統的可靠度分析
結構系統可靠度分析其實不是一項容易的研究課題,具有一定的復雜性,近年來不少研究者對其從不同方面進行了研究,并且取得了一定的研究成果。例如利用系統系數,主要針對結構各種破壞水平所對應的極限狀態不同,計算系統可靠度并進行結構設計的方法;利用蒙特卡洛法應用重要抽樣技術最終將結構系統的可靠度計算出來。另外還有研究者對系統可靠度界限進行深入的研究。總而言之,在進行系統可靠度的研究上難度系數比較大,內容也包羅萬象。在研究上還是有一定的上升空間的。
3.2在役結構的可靠性評估與維修決策問題
對在役建筑結構的可靠性評估與維修決策正成為建筑結構學的邊緣學科,它既包括結構力學、斷裂力學、建筑材料科學、工程地質學等比較基礎的理論,還離不開施工技術、檢驗手段、建筑物的維修使用狀況等方面的內容。值得注意的一個方面是對于在役結構的可靠性評估的研究,經典的結構可靠性理論也可在此過程中得到更為廣泛、更有深度的進步和發展。
3.3模糊隨機可靠度的研究
模糊隨機可靠度理論研究作為工程結構廣義可靠度理論研究的重要內容,在不斷健全的模糊數學理論與方法的推動下,會得到不斷的完善和發展。
4結束語
篇3
關鍵詞:高鐵連續梁橋施工;控制問題;探討
Abstract: high-speed rail bridge construction is a relationship between the beneficial to the people's livelihood projects, during the construction process, safety must be full control of construction, to put one's heart and soul into serving the people, people's satisfaction with the project construction. At present, the high-speed railway in our country most of the use of continuous bridge hyperstatic structure, the bridge structure stiffness, little deformation, driving comfort, less expansion joint, stress the key section of high-speed rail continuous beam construction control including control, linear control, temperature control, work structural stability control and safety control work, this paper mainly discusses the high-speed rail construction control of continuous beam bridge and control method.
Keywords: high-speed rail continuous beam bridge construction; problem; discussion
中圖分類號:TU755 文獻標識碼:A文章編號:
1、引言
近些年來,我國的高速鐵路得到了迅速的發展,給人們的交通出行帶來了極大的方便,但是,高速鐵路的建設要求很高,在施工中也存在一些困難,尤其是橋梁的設計和施工,給設計人員和施工人員帶來了巨大的挑戰。由于懸臂結構和T型剛構的橋梁需要設置較多,容易出現“搓板”現象,因此,我國高速鐵路大多使用超靜定結構的連續式橋梁,這種結構的橋梁剛度大、變形小,行車平順,伸縮縫設置較少,優勢明顯。本文主要針對超靜定結構的連續式橋梁來探討橋梁的施工控制方式。
2、高鐵連續橋梁現場施工控制內容
高鐵連續梁現場施工控制的內容包括線性的控制工作、關鍵截面應力的控制工作、溫度控制工作、結構穩定性控制工作以及施工安全控制工作。
2.1 線性控制
線性控制是高鐵連續橋梁現場施工控制工作中最為重要的內容,其具體的內容包括幾何外形控制工作以及撓度變形控制工作。在橋梁施工的過程中需要嚴格的控制好梁體的豎向撓度變形以及橋梁的幾何外形。
2.2 關鍵截面應力控制
為了控制好關鍵截面的應力,必須要在橋梁關鍵截面處設置好應力的觀測點,對應力變化進行實時的檢測,如果發現應力出現偏差,就要做好調整工作,提高橋梁結構受力的穩定性。
2.3 溫度的控制
溫度的控制是橋梁施工控制工作中的主要內容之一,合理的溫度控制能夠檢測出現場氣溫的變化以及橋梁內部混凝土的溫度變化,能夠有效的防止開裂情況的出現。
2.4 穩定性的控制
高鐵橋梁中有大量的高橋墩、大塊度以及薄壁的箱型結構,這種結構的大量使用會降低橋梁的整體剛度,影響橋梁的穩定性,因此,必須要重視好橋梁結構穩定性的控制工作。
2.5 安全的控制
高鐵橋梁施工時一項關系國計民生的大工程,在施工的過程之中,必須要全程控制好施工的安全性,做到全心全意的為人民服務,建設好人民滿意的工程。
3、高鐵連續橋梁現場施工控制方式
對于高鐵連續橋梁的施工控制工作,需要嚴格的根據施工進度和施工方案來完成,從現場梁體的整個施工開始時期到最后的合攏期,控制人員都必須對整個現場梁體內部的溫度和應力進行及時的觀測,再根據觀測數據的變化來修改理論模型,計算出下一節橋梁的預拱度,并建立好模標高來對整個施工過程進行指導。
3.1 高鐵連續橋梁的施工控制方式
待整個橋梁下部結構的施工完成之后,由于實際的現場環境有一定的限制性,因此,施工單位以及設計單位必須對設計方式進行反復模擬分析,對設計方案進行優化。此外,為了更好的控制施工過程的應力,必須要對橋梁結構應力變化進行實時的檢查,以便保證整個梁體結構受力的穩定性。同時,在埋設傳感器時,需要考察現場鋼筋網的實際情況,在測點處沿縱橋方向設置好傳感器,以便對連續橋梁結構的應變值和應力進行實時的測量,此外,還要注意到導線沿腹板鋼筋處的溫度和應力變化情況。
3.2 高鐵連續橋梁施工過程中溫度與裂縫的控制措施
對于高鐵連續橋梁的施工,必須要注意到溫度應力的產生,如果混凝土溫度應力較大,就可能導致混凝土施工完成后出現開裂的情況。對混凝土溫度應力產生影響的因素十分復雜,水泥品種、施工現場環境、混凝土澆筑溫度、混凝土收縮等問題均會對溫度應力產生影響,因此,在澆筑混凝土的過程中,必須要對其內部溫度進行實時的監控,在混凝土澆筑完成后,要做好后續的養護工作,在養護時要注意降溫,防止由于溫度應力的影響導致澆筑完成的混凝土出現開裂。此外,要注意到,如果澆筑作業在冬季或者晚上氣溫較低的情況下施工,混凝土很容易出現不均勻的溫度變化,進而出現裂縫,因此,在澆筑完成后,要在混凝土表面進行保溫處理,在其表面加蓋干草、棉絮等,防止由于溫差的因素而發生裂縫。
3.3 高鐵連續橋梁配筋的設置
據國內外的研究調查結果表明,當混凝土由于內外溫差的影響出現收縮時,并不會導致鋼筋出現收縮,但是在鋼筋與混凝土之間也必然會出現收縮的應力,由于混凝土材料具有非均勻性的特征,在混凝土出現收縮時,內部的各個質點也會出現非均勻性受力情況,也會出現一些集中的應力點,在受力的增加下,就會發生局部變形,如果發生變形,那么就會出現地方裂縫。為了防止該種裂縫的產生,必須在應力集中點的位置合理的配置鋼筋,減少混凝土的受力,提高混凝土的抗拉性能。
參考文獻:
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篇4
關鍵詞:連續剛構橋;施工監控;有限元;計算模型
中圖分類號:TV331文獻標識碼: A
1引言
預應力混凝土連續剛構橋具有變形小、結構剛度好、行車平順舒適、伸縮縫少、養護簡單以及抗震能力強等優點。其與連續梁的主要區別在于柔性橋墩的作用,使結構在豎向荷載作用下基本上屬于一種墩臺無推力的結構,而上部結構具有連續梁橋一般特點。
預應力混凝土連續剛構橋在施工過程中,由于橋梁結構的空間位置及形狀隨施工的進展將不斷發生變化,要經過多次的體系轉換過程,若同時考慮到施工過程中的結構自重、施工荷載以及混凝土材料的收縮、徐變、施工荷載等因素的影響,將可能導致橋梁合攏困難、成橋線形與設計要求不相符、設計狀態難以保證等問題。因此,必須對大跨度橋梁的施工預拱度、主梁梁體內的應力等進行嚴格的施工控制。施工控制是連續剛構橋修建和發展必不可少的保證措施,主要包括幾何(變形控制)、應力控制、穩定控制和安全控制,其中安全控制是橋梁施工控制的重要內容,變形控制、應力控制、穩定控制的綜合體現。由于結構形式不同,直接影響施工安全的因素也不一樣,在施工控制中需根據實際情況,確定其安全控制重點。
本文以溫福鐵路客運專線田螺大橋作為工程背景,對該橋懸臂澆筑施工過程進行了應力控制研究,對施工控制理論在工程實踐中的具體運用進行了詳細的分析,采用大型計算軟件MIDAS/CIVIL對全橋進行了仿真模擬分析,并對實測值和計算值進行比較分析。
2. 工程背景及測試方法
溫福鐵路客運專線田螺大橋位于云淡門海純潮區,通航凈空為120 m×24 m,主跨為(88+160+88)m預應力混凝土連續剛構。全橋立面布置見圖1。
圖1 田螺大橋總體布置立面圖(單位:cm)
梁體采用C60混凝土,墩柱采用C45混凝土,承臺和樁基采用C30混凝土。預應力鋼絞線均采用《預應力混凝土鋼絞線》(GB/T5224-1995),標準強度1860MPa,直徑15.2mm,彈性模量Ey=1.95x105MPa的低松弛鋼絞線。
3 有限元計算模型的建立
田螺大橋為三跨高墩的大跨徑連續剛構梁橋梁,分析計算采用有限元綜合分析程序MIDAS/CIVIL, 且橋的單元類型采用MIDAS/CIVIL中的“變截面梁單元”,由2個節點構成的,是屬于“等截面或變截面平面梁單元”,具有壓、剪、彎的變形剛度。為了更真實的模擬實際工程現場,在MIDAS/Civil中材料的選取時混凝土選用自定義材料,從現場及實驗室的資料定義材料參數。全橋計算模型共劃分155個單元,164個節點,其中上部結構123個單元,橋墩32個單元,全橋采用“自適應控制法”進行施工監控。全橋計算模型如下圖2所示。田螺大橋
圖2田螺大橋有限元模型
4 成橋階段內力及應力計算結果
施工控制仿真分析,就是通過合理的模型,采取有效的結構分析方法,對橋梁的成橋線形、受力狀態和施工中的線形、受力狀態進行一定精確度的模擬分析的過程。現以田螺大橋的成橋狀態為例,在恒載+活載組合下結構的內力及應力見圖3和圖4.
(1)主梁彎矩圖(kN.m)
圖3全橋彎矩圖
(2)主梁剪力圖(kN)
圖4全橋剪力圖
(3)主梁應力圖(MPa):
圖5全橋上緣應力圖
圖6全橋下緣應力圖
通過圖3-圖9可以看出,成橋狀態下的彎矩、剪力和應力完全符合設計要求以及滿足鐵路橋涵施工規范中對C60混凝土的抗壓極限強度為20MPa,抗拉極限強度為1.17MPa的安全要求。
5 應力監控
在施工過程中,對每一節段的施工循環,在立模、混凝土澆筑之前、混凝土澆筑之后、張拉預應力之前、張拉預應力之后均應進行應力應變測試并與變形測試同時進行。
圖7 計算應力與實測應力的比較
圖8 計算應力與實測應力的比較
圖11 計算應力與實測應力的比較
圖4-34計算應力與實測應力的比較
通過以上的比較可以明顯的看出,計算應力與實測應力的曲線形狀大致相同,這說明本橋的有限元計算模型符合實際,施工也是基本符合規范要求的。對于梁段的上緣應力,實測值明顯大于理論計算值,這是由于施工過程中預應力的超張拉及施工過程橋面上的施工荷載等引起的。對于梁段的下緣應力,則基本上表現為在20#塊施工前實測應力小于計算值;而在20#塊施工之后以及后續的合攏段施工中則表現為實測值大于計算值。這是由于前期受橋梁自重以及施工荷載影響導致箱梁下緣受壓,抵消了一部分張拉的預應力,使得實測值偏小;而自20#塊的施工開始橋梁即將合攏并完成體系轉換,使下緣壓力減小,實測值重新高于計算值。
由上述實測值與理論值的比較可以看出主梁應力實測值與理論計算值的誤差較小,箱梁混凝土采用C60,在允許應力法施工中其抗壓極限強度為20MPa,抗拉極限強度為1.17MPa,計算值及施工過程實測值均在規范限值之內,整個過程混凝土的應力是安全的。這說明混凝土澆注、預應力張拉以及合攏等施工過程是規范的,同時也說明了本文所采用的計算模型是正確的、計算結果是可靠的、測點的埋設是成功的,進而可以判斷連續剛構橋在懸臂施工過程中是安全可行的。
6.結論
本論文從工程實際出發,以田螺大橋為工程依托,對大跨度預應力混凝土連續剛構橋施工監控、穩定性分析。監控過程表明,“自適應控制”理論能很好的適用于連續剛構橋的施工監控,只要系統逐漸過渡到自適應狀態,橋梁狀態即在控制之中。因此,對系統參數以及計算模型的修正是施工控制的核心內容。
結構自重誤差在大跨度橋梁中普遍存在,并且對結構的變形和應力影響都很大,施工中應嚴格控制自重誤差。本工程在施工過程中應力與位移均在控制范圍內,并且實現了誤差極其微小的主跨精準合攏,合龍后線形與預計線形有很好的吻合,可見田螺大橋的控制系統是有效的。
參考文獻
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篇5
關鍵詞:斜拉橋,線型,拼裝,零初位移法
Linear monitoring of cantilever assembly line of long span cable stayed bridge
zhouyuanyi
(chongqing jiao tong university,congqing,400074 china)
Abstract:Long span composite girder cable-stayed bridge is a trend in the future development of cable-stayed bridge, because it can give full play to the mechanical properties of the material and can maximize the span of the bridge. The linear control method based on geometric principle is widely used in the process of the cantilever assembly of the main girder of the cable-stayed bridge. The zero initial displacement method can be used to realize the control of the assembly process.
Keywords: cable-stayed bridge, linear, assembly, zero initial displacement method
所謂疊合梁梁斜拉橋即邊跨采用混凝土主梁,而主跨采用鋼混疊合主梁,混凝土梁和鋼混疊合梁的鏈接點設在主塔附近。當邊跨采用混凝土主梁而主跨采用鋼主梁時,邊主跨的剛度比和恒載重度比相差比較大,從而使邊跨具有良好的錨固作用和壓重作用。鋼混疊合梁是大跨度斜拉橋常采用的主梁形式,其特點是較混凝土主梁而言自重大大減輕的同時充分發揮了材料的力學性能,從而增加了橋梁跨越能力。鋼混疊合梁在施工過程中一般采用懸臂拼裝的施工方式,首先在預制場分段加工制造鋼主梁,然后懸臂拼裝就位預制的鋼主梁節段,最后安裝張拉斜拉索及橋面板。本文以貴州某特大斜拉橋為例,對懸臂拼裝主梁的線型問題進行討論,計算過程采用零初位移法計算了主梁的制造線形及安裝線形,解決了懸臂拼裝過程中線形控制的難題。
烏江特大橋主橋長610m,為(54+71+360+71+54)m雙塔雙索面混合式疊合梁斜拉橋,無引橋。邊跨主梁采用混凝土主梁。中跨采用鋼混疊合主梁,全橋鋼梁劃分為A(鋼混結合段)、B、C共3種類型梁段,長度分別為12m、12m、8m三種,共29個梁段,標準梁段長度12m,最大吊裝重量約27t。
1成橋線型
成橋線型是指橋梁施工結束時,橋梁主梁所要達到的目標線型,它是在橋梁設計標高的基礎上考慮了恒載、收縮徐變以及活載引起的豎向變形,成橋線型=設計高程+預拱度。結構總體靜力計算分析采用空間有限元理論,以主梁橋軸線為基準劃分結構離散圖。主梁、主塔、主墩為梁單元,斜拉索為索單元。邊界條件:索塔與主梁成橋后:豎向約束,橫向約束;索塔與主梁施工過程中臨時固結;邊墩與主梁:橫向及豎向約束,縱向滑動。全橋共劃分689個節點、570個單元,其中梁單元458個,只受拉索單元112個。主橋有限元模型見圖 1。
圖 1主橋有限元模型圖
在施工中成橋線型公式為:
式中:
成橋線型; 設計線型; 預拱度。
通過理論計算,得到中跨鋼主梁在恒荷載(包括二恒)、收縮徐變以及公路I-級荷載下切線拼接位移,由此得到:累計位移值=恒載及收縮徐變位移+1/2活載位移。將鋼主梁切線拼接位移值反號后,加上主梁設計線形高程差,即為主橋鋼梁制造線形。
3安裝線形
3.1基本概念
懸臂拼裝的斜拉橋結構在設計、制造和施工階段涉及到幾個不同線型概念。
設計線型:橋梁在施工結束后各控制點所要達到的高程,即所謂的目標線型。
制造線形:主梁在無應力制造狀態下的線型,該線型由構件的無應力狀態構型組成。
成橋線型:施工結束后再設計目標階段下各控制點所要達到的高程。
安裝線型:在主梁拼裝過程中自由端的連線組成的線型。
當主梁結構在材料線彈性條件下有以下公式:
式中:
;
;
。
懸臂拼裝的橋梁施工控制最關鍵的任務是選擇合適的制造線型和安裝線型,使得成橋階段的結構線型和內力狀態達到目標狀態。目前在施工中常用來指定新拼裝單元自由端高程的方法有零初始位移法和切線初始位移法。本文將介紹零初始位移法在懸臂拼裝中的應用。
零初始位移法:新安裝單元除公用節點之外,其他節點安裝到設計坐標上,即初始位移為零。
3.2安裝線型
該橋采用兩次張拉,初次張拉僅為了安裝需要,二次張拉將直接影響到成橋線型和成橋索力。
1)初次張拉的安裝高程
根據零初始位移法原理可得初次張拉后高程=成橋線型+剛縱梁從初張拉至成橋的位移。
2)二次張拉的安裝高程
根據零初始位移法原理可得二次張拉后高程=成橋線型+剛縱梁從二次張拉至成橋的位移。
4結語
本文基于幾何控制的基本原理,闡述了疊合梁斜拉橋主梁構件無應力狀態量的計算方法。零初位移法比較合理的解決了斜拉橋在懸臂拼裝施工過程中線型不易控制的難題,使得斜拉橋在施工完成后能夠與目標線型比較吻合,成橋階段的結構線型和內力狀態達到目標狀態。
參考文獻:
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篇6
【關鍵詞】公路橋梁 養護管理存在問題對策
中圖分類號:F540.3 文獻標識碼:A 文章編號:
一.引言
隨著交通運輸事業的發展,交通運輸量大幅度增長,行車密度及車輛載重越來越大,尤其是拖掛運輸、集裝箱運輸、個體戶載重貨物運輸等重型車輛日益巨增,這對許多公路橋梁的安全性提出了更高的要求,特別是年代較遠的低等級載荷橋,已遠遠不能滿足使用上的要求,危橋數量逐年增多,特別是近年來橋梁坍塌事故頻繁發生,所以加強橋梁日常養護檢查,維修及病危橋梁的加固,力求充分利用,延長其使用壽命,以滿通運輸發展的需要。
二.目前橋梁管理中存在的問題。
1. 部分橋梁設計承載力低,不能滿足重載交通要求。
2. 注重橋梁構件強度驗算,忽視耐久性設計。20世紀60年代~90年代初期建造的公路橋梁,限于當時的技術標準,僅驗算構件強度,對耐久性設計重視不夠。目前橋梁構件材料老化、退化現象嚴重,病害頻發,沿海橋梁構造物混凝土受氯離子侵蝕,損壞現象嚴重,直接影響在役公路橋梁的安全通行。公路橋梁使用壽命不僅取決于其構件強度,還取決于構件的耐久性,也就是構件在使用期內保持強度和結構完整的性能,限于當時技術水平和經濟發展水平,2004年前我國公路橋梁對耐欠性設計重視不夠,未按使用壽命驗算,橋梁設計時僅要求滿足強度指標。因此,目前在役的大多數公路橋梁耐久性不足,使用壽命難以達到期望設計基準期,造成在役公路橋梁提前“退役”。
3. 對中小橋梁次要構件和附屬設施設計重視不夠。同時,通航河道橋梁缺少防撞防護設施,通航船舶碰撞橋墩或凈空高度不足碰擦梁板造成橋墩和梁板受損,存在嚴重安全隱患。
4. 施工技術水平低,檢測措施不到位。早期建造的公路橋梁限于當時的施工技術條件,機械化程度低,應用新技術、新材料、新工藝、新設備少,監控檢測手段不到位,未推行監理制,難以保證橋梁構造物的施工質量。
5. 超限運輸車輛對橋梁的損害。受超限車輛頻繁通行影響,造成橋梁承重結構損壞。
6. 部分公路橋梁疏于養護管理。一是公路養護管理重養路面質量、輕養橋梁,對橋面、支座、伸縮縫、護欄等養護管理重視不夠,橡膠支座、伸縮縫老化變形破損,原鋼支座銹蝕失效,原活動支座變為固定支座,主梁由受彎構件變成彎拉構件;二是橋梁檢查不夠。橋梁服役期內,由于構件材料的劣化、外因作用等原因,會出現各種病害,只有通過檢查才能及早發現病害,評定其技術狀況,進而提出維修對策;三是早期修建的橋梁資料缺失,不利于后續養護管理。舊橋加固設計需竣工圖,不然無法進行加固設計驗算,只能采用拆除重建方案;四是河床下游挖砂嚴重,疏于管理,受汛期洪水沖刷,圬工墩臺易被沖空毀壞;五是橋梁加固修復資金短缺,得不到及時修復,潛在嚴重安全隱患。
7. 橋臺樁基出現環向裂縫。受當時施工、資金等因素影響,部分橋梁兩側臺背回填、基底軟基處理不夠,橋頭跳車現象嚴重,受車輛動荷作用、橋頭填料壓密及基底壓縮變形,產生土側壓力,造成橋臺樁基出現環向裂縫,影響橋梁運營安全。
8. 橋梁抗災能力弱。據檢測分析,臺州市在役公路橋梁易受臺風暴雨、河水急流、河床變遷和沖刷等影響,造成橋梁墩臺沖空、毀壞。
三.公路橋梁養護管理對策。
1. 明確養護管理職責。根據現行《公路橋涵養護規范》(JTGH11)、《公路橋梁養護工作制度》等規定,明確公路橋梁養護管理單位和監督單位,合理確定工作職責。按照交通運輸部和浙江省橋梁養護工程師制度要求,結合轄區公路橋梁數量,配備足額的橋梁養護工程師和技術人員,明確管養職責。
2. 健全檢查評定制度。貫徹“預防為主、安全至上”工作方針,提高公路橋梁結構的耐久性和安全性,開展周期性檢查,每年安排一定數量的公路橋梁檢測,系統掌握橋梁技術狀況,進行分類評定,制定相應養護對策。
3. 明確危病橋梁確認權限。
4. 規范橋梁檢查程序。
5. 建立橋梁管理體系和數據庫。改變傳統的橋梁應急搶修養護管理方法,注重監控防范,把安全隱患消滅在萌芽狀態。抓好在役公路橋梁的檢查、技術狀況評定、養護對策、維修加固或改造、交(竣)工驗收等有關技術資料的搜集、整理、歸檔,建立完整的橋梁養護檔案和數據庫。建立橋梁工程師管理網絡、信息快速傳輸系統,不斷提高橋梁工程師的技術業務水平,對橋梁病害勤檢查、早發現、善處理,建立健全一橋一檔的橋梁管理系統,發揮橋梁經常性檢查、定期檢查、特殊檢查的作用,做到防微杜漸、有備無患。
6. 加大公路治超力度。禁止大于橋梁設計荷載標準的車輛通行,或采取技術措施后通行。根據在役公路橋梁的承載能力,綜合分析并確定限載標準,設置限載標志。一般情況下,一條技術標準等級相同的公路應設置相同的荷載等級,避免設置不同等級的荷載標準。對未達到標準的在役公路橋梁,可通過維修加固或改造升級達標;對一時難以達到標準的橋梁,可通過應急加固措施達標。同時,應加強橋梁應急處置管理,制定以橋梁坍塌事故為重點的養護突發事件及災害性事件應急預案,重視四、五類危病橋梁及超過使用年限的危舊橋梁管理。
7. 加強橋梁修復改造計劃及施工管理。根據橋梁檢查評定技術狀況,確定養護對策,科學制定橋梁小修保養、中修、大修或改造等方案,規范管理工程實施,加強監督檢查。注重提高公路橋梁抗災防災能力,加大對河床下游挖砂監管,確保使用狀況良好。隨著公路大橋、特大橋、跨海大橋、結構特殊橋梁的日漸增多,在現有公路養護管理體制下,單純依靠公路管理部門,無論從人員配備、技術水平、機械設備等方面均難以保證。
8. 提高認識,加強領導。橋梁是公路構造然包括對橋梁的養護。各級政府、交通公路部門要克服重路面養護輕橋梁養護的思想傾向,牢固樹立養路必養橋的理念。要認識到橋梁是打通河流溝壑等天塹的十分重要的建筑物,且是投資較大、使用價值較高的交通公路基礎設施。如果不加強養護維修,小毛病會發展成大毛病,嚴重者甚至造成橋梁壽命縮短和坍塌。各級政府、交通公路部門要把公路橋梁養護工作作為提升公路整體養護水平的一項重點工作來抓,每年對橋梁養護工作做出安排部署,定期召開專題會議,研究確定橋梁養護工作的重點和任務,及時處理橋梁養護工作中存在的問題。全面落實專職橋梁工程師為主的橋梁養護管理責任制,配備專職橋梁養護工程師和專職橋梁養護技術員,明確各自工作職責,嚴格落實橋梁養護管理責任體系。
四.結束語
橋梁養護要按照“預防為主,防治結合”的原則,以橋面養護為中心,以承重部件為重點,加強全面養護。認真落實部頒《公路橋涵養護規范》,每年在橋梁定期檢查的基礎上,制定詳細的維修計劃,提出相應的處治和修復措施及時進行養護維修。加強養護維修質量監督,確保處治有效。增強責任意識,明確工作目標,對持之以恒地開展好公路橋梁養管工作,共同推動此項工作朝著更加科學、更加規范的方向發展奠定了堅實基礎。
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篇7
【關鍵詞】鐵路客運,專線,先簡支,后結構,連續,橋梁,施工技術
中圖分類號:TU74 文獻標識碼: A
一.前言
隨著我國經濟水平的提高和交通運輸的需要,高等級橋梁的建設越來越多,對橋梁的工程質量標準也相應提高,橋梁施工技術成為決定橋梁質量的標尺之一。目前,小跨徑的高等級鐵路橋梁施工技術多采用裝配式鋼筋混凝土板梁的形式;中等跨徑的橋梁施工技術則采用裝配式預應力混凝土橋梁的形式;對于大跨徑預應力混凝土連續梁橋施工方法主要采用拼裝法或者平衡懸臂澆筑法。但由于現澆連續梁橋的施工流程復雜繁瑣、成本較高、費工費時,先簡支后結構連續的施工技術應運而生。先簡支后連續橋梁結構是通過現澆混凝土使多跨的的預應力混凝土梁形成連續的結構,具有其獨特的優勢,為我國的鐵路事業發展和整個區域文化經濟的交流提供了便利。加強對其施工技術的研究,分析具有十分重要的意義。
二.先簡支后結構連續橋梁結構施工要點
1. 先簡支后結構連續橋梁結構的優點
(一)建成橋梁變形小、剛度大、伸縮縫少和行車舒適等優點。
(二)減少使用施工設備,又能避免張拉預應力鋼束造成地面上的障礙,簡支梁的預應力鋼束在工廠進行張拉,而負彎矩區的預應力鋼束布置及張拉均在主梁上進行,僅需吊裝設備起吊主梁。
(三)利于技術操作,省工省時,經濟效益高,預制梁能采用標準構件,進行工廠化統一生產和管理。
2.先簡支后結構連續橋梁的一般施工流程
(一)在進行先簡后支連續橋梁施工過程中 ,首先要嚴格按照工程的實際情況進行主梁的預先定制,待預制主 梁的混凝土強度達到設計強度后,按照1 號束、4 號束、2 號束、3 號束順序分別張拉預應力鋼束。1 號束的兩根鋼束應同時張拉,防止主梁橫向彎曲。在此過程中,當混凝土的強度能夠慢死工程設計施工的需要之后,將正彎矩區的預應力鋼束進行張拉,最后,要在壓漿施工的基礎上,進行主梁底板通氣孔的清潔整理。
(二)當主梁底板通氣孔的清理完成之后,可以進行臨時支座和永久支座的施工,并將主梁進行規范的安裝。并做好橋面上的鋼筋和橫梁鋼筋的鏈接,在此連接施工過程中,要設置好接頭的鋼束波紋管,并及時進行穿束,并選擇在一天中的氣溫最低時候進行混凝土的澆筑。當混凝土的強度達到施工設計的標準時候,要進行頂板鋼束的張拉并做好壓漿施工。
(三)在進行接頭的工作施工完成之后,要進行剩余混凝土的澆筑,一般而言,要由跨中朝著支點部分進行橋面整體化的混凝土的澆筑,一些臨時的施工支座一定要等到混凝土的施工已經完成之后再嚴格遵守施工規范進行拆除,在此過程中,完成整個體系的合理轉化。最后要進行工程的養護,要噴灑防水層,并將相關的伸縮裝置和設備嚴格遵守施工質量控制標準進行安裝,在此基礎上,可以轉向整個橋面的施工。
三.先簡支后連續橋梁施工的質量控制
筆者結合以前所施工的預應力混凝土簡支轉連續T梁和預應力混凝土簡支轉連續箱梁的施工過程,提出施工中質量控制,以保證施工質量。
1.臨時支座的設置的質量控制應該保證,臨時支座應有足夠的強度和剛度,拆裝方便,落梁均勻。預應力張拉完成后,待壓漿強度大于35MPa時方可拆除臨時支座。拆除臨時支座應做到逐孔對稱、均勻、同步、平穩。臨時支座拆除后,永久支座與墩頂和梁底嚴密貼合。
結合目前的施工技術,臨時支座有多種設置方法,以可卸落砂箱支座的施工方法為例。當采用砂箱支座時,要充分考慮砂箱承受T梁自重和架橋機重量后的沉降量,梁底與盆式支座間應留有空隙。在施工中會出現每個砂箱沉落置不會完全一樣的情況,而導致部分T梁吊空,產生質量隱患,解決辦法有兩點:aj通過預壓試驗取得砂箱在受力以后的平均沉降量,并以此指導現場安裝臨時支座,控制主梁的安裝標高與設計標高一致:②適當降低支座墊石標高,預留約3cm的混凝土梁靴高度。在澆注濕接頭的時候,在盆式支座上墊一塊鋼板,一次直接澆注到鋼板上,形成混凝土梁靴。
2.張拉預制底座的設置要求張拉預制底座應堅固、無沉陷,利于排水,防止由于排水不暢造成地基下沉。底座的反拱度值應參照設計文件所提供的反拱度值、結合實際施工和生產性試制梁的張拉情況確定。反拱度應做成拋物線。另外要保證橋梁安裝精度要嚴格控制,誤差不超過2mm。
3.后連續現澆段施工質量控制施工發現,對于新老混凝土的連接結合是現澆連續段混凝土存在的主要問題,為此預制梁板的端頭必須嚴格進行鑿毛處理。為了防止現澆連續段混凝土在養生硬化過程中發生收縮性裂縫影響混凝土在二次張拉過程中的承載力和橋
梁的整體受力性能,現澆連續段接頭混凝土添加微膨脹劑,摻加劑量一般控制在水泥用量的0.5%~1%之間。先簡支后連續每聯各現澆連續接頭的澆筑氣溫應基本相同,溫差控制在5℃以內,并盡量安排在一天氣溫最低時施工。
4.主梁現澆接頭與濕接縫施工的質量控制接頭混凝土澆筑順序應嚴格按設計文件要求執行,從主梁預制到澆筑完橫向濕接縫的時間不宜超過3個月。濕接縫混凝土澆筑可采用吊模施工,模板應采用鋼模板,并應有足夠的剛度和強度。模板安裝牢固后,沖洗已經鑿毛處理的混凝土表面,在澆筑次層混凝土前對施工縫應刷一層水泥凈漿。混凝土澆筑和振搗與預制主梁頂板澆筑同樣要求,宜采用平板振搗器與插入棒配合的方式,并保證設計厚度。濕接縫澆筑時宣在氣溫較低條件,并作好養護,防止裂縫。現澆接頭段混凝土可采用微膨脹水泥。
四,結束語
伴隨著我國經濟的快速發展,對鐵路客運專線的服務質量也將會越來越高,橋梁施工是整個鐵路客運專線建設施工的重要環節,其施工質量將直接關系到整個鐵路客運專線的服務質量的提升和整個交通運輸網絡的安全,因而,加強對先簡后支結構連續橋梁施工技術的分析探究,具有十分重要的意義,在此過程中,要結合具體的工程實際情況,做出規范的施工設計,嚴格施工流程,嚴格遵守施工標準,并做好質量控制措施,加強對整個施工過程中的監督管理。如此,既可以降低整個施工的難度,也可以滿足結構連續施工的施工工藝要求,也有助于提高整個橋梁的承載能力,降低整個橋梁施工過程中的安全隱患,控制橋梁的施工質量,促進我國整個鐵路交通運輸事業的發展,為我國經濟的發展和人們生活水平的提高奠定堅實的基礎。
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篇8
1 道路橋梁在使用中存在的問題
a.缺乏科學合理的設計,工程規劃不明確。b.橋梁的施工質量較差且沒有達到工程設計的要求。c.道路橋梁在實際運營了一段時間后,出現較嚴重的病害,很大程度上限制了橋梁的承載能。d.工程在建設時期,橋梁的施工質量以及實際運營情況都比較好,但經過一段時間后,仍不能滿足承載需求。e.許多特大橋梁的檢測工作仍不到位,而這種橋梁還需要較高的檢測技術。
2 道路橋梁檢測的準備工作
檢測即是要根據橋梁的實際情況對其進行評估,因此,在檢測前需要全面細致的了解被檢測橋梁的各種情況,根據工作要求事先準備好各類試驗和檢測器具,并做好相關的安排計劃。此外,更重要的內容就是收集資料,收集的資料不僅包括設計資料,還包括施工資料以及相關的養護、維修、加固資料。
3 關于道路橋梁檢測的幾種方法
3.1 外觀檢查
對道路橋梁進行外觀檢查可以分析橋梁病害發生的原因,首先要根據橋型確定檢查的要點。橋梁的檢查要點主要有:跨中的裂縫和撓度、端部的斜裂縫、構建的質量外觀以及主梁連接部位的狀況等等。拱橋的檢查要點有:墩的位移以及拱圈拱頂裂縫等等。橋梁從總體上可分為上部結構、下部結構、附屬結構。在梁式橋中,上部結構主要是指主梁;下部結構包括樁、基礎與承臺、橋臺、橋墩等;附屬結構包括欄桿、伸縮縫、橋面鋪裝等。它們每個部位都有自己的受力特征,病害也存在著一些共性,如發現不是常規病害,還應當對其仔細的研究以找出病因。
3.2 內部缺陷檢查
混凝土構件中常見的缺陷有裂縫、蜂窩、空洞、剝落、鋼筋侵蝕和環境侵蝕等。有些缺陷僅靠外觀檢查難以發現,還需要借助其他的方法進行檢測。目前,常用的無損檢測法主要有雷達檢測技術和聲波檢測法。超聲波脈沖速度法可檢測焊縫、鋼材以及混凝土中存在的空洞、裂縫、夾渣、火災損傷等。
3.3 材料特性檢查
現今新工藝的不斷發展和橋梁的多樣化,致使越來越多的材料運用到橋梁結構中,然而最基本、最廣泛使用的是鋼筋與混凝土。導致鋼筋銹蝕有諸多因素,如混凝土的滲水性、含水量、密實度、碳化深度、保護不足以及缺損等等;反過來,鋼筋銹蝕又可促使混凝土進一步破損。這些可通過簡單的外觀檢查或敲擊檢查即可檢測出鋼筋銹蝕程度。本文由(建筑論文)整理提供,轉載請注明出處!隨著時間的推移,混凝土的強度會隨之產生一些變化,一些大的橋梁通常以同期的試塊來確定強度。而其他一些沒有試塊的橋梁多采用回彈法、貫入法、超聲波法、取芯試驗法、斷裂法等去檢測。其中,回彈法和超聲波法以及綜合法為非破損檢測法,應用非常廣泛。
3.4 結構性能狀況檢測與評價
當橋梁無法獲得詳細資料時,需要借助動力或靜力試驗進行檢測,從而正確的反應出橋梁結構受力性能狀況。常用的結構性能檢測方法主要有靜力試驗和動力試驗。傳統的無損檢測技術,如自然電位測、超聲檢測、聲發射、紅外檢測、磁試驗及振動試驗分析等得到了較大的發展,可對橋梁的外觀以及部分結構性能進行檢測,雖然可以做出較為合理的分析判斷,但還是無法全面的反映出橋梁的整體健康狀況,對橋梁結構的安全度,剩余壽命等方面也無法做出系統的評估。這時,需要采用比較現實的損傷檢測法——局部細化檢測和綜合整體損傷定位。
4 國內外路橋檢測技術的發展
許多國內外學者在路橋試驗檢測方面取得了一些進展,如強迫振動試驗,它可以分析路橋結構模態參數對結構局部變化的影響;用環境振動法對路橋進行自動檢測的可能性研究;在車重、車速、路面及支承對路橋模態參數的影響方面也有了研究成果。此外,還開發了各種基于頻率、振動曲率、振型、應變振型等改變量的定位技術和損傷檢測方法。
目前,國外已積累了比較先進的道路橋梁檢測技術,主要有:a.橋面板測系統。這個檢測系統包括地面滲透雷達系統和雙帶遠結外熱成像系統。b.橋梁測試與健康檢測系統。這個系統包括全橋檢測的無線電發送,運用分式全球定位系統對橋梁變形進行測量,運用傳感器對橋梁的超載系數進行檢測等。c.疲勞裂紋檢測系統。該系統包括測量橋梁裂紋磁分析儀系統、熱成像儀系統、便攜式聲發射系統以及電磁聲發射傳感器等。d.銹蝕探測與評估技術。包括埋入式銹蝕微傳感器、磁漏探測技術以及以磁為基礎的測量系統等。
5 道路橋梁檢測技術的發展趨勢與展望
道路橋梁檢測技術發展至今已經歷了三個階段。第一階段是以領域專家的感官及專業經驗為基礎的經驗式檢測技術,這種方法只能對檢測信息作簡單的數據處理。第二階段是以建模處理和信號處理為基礎的,運用動態檢測技術和傳感器技術的現代檢測技術,此種方法在工程中得到了廣泛的運用。而第三發展階段則是智能檢測技術手段,它是以知識處理為核心,信號處理、數據處理和知識處理相融合的方法,智能化已成為路橋試驗檢測的主流。根據目前取得的成果,未來大型路橋的檢測技術的發展方向主要體現在以下幾個方面:a.現代網絡技術與實時的檢測系統相結合,實現信息網絡共享。b.為了更方便、快捷、準確地采集數據,開發以無線通信技術為手段的數據采集系統以及能適用于風荷載、交通荷載、定點測試荷載的傳感器最優布設技術。c.建立自動損傷識別系統,將數據處理、測量系統、識別系統一起組裝到路橋檢測系統中,能夠自動識別檢測與反饋,達到控制的目的。d.從設計、施工到運營階段建立完整可靠的數據庫,積累大量的知識和經驗,并最終建立專家系統。
6 結語
道路橋梁的檢測是一項十分復雜且重要的工作,它要求相關工作人員具備非常豐富的實際現場經驗,更需要科學的檢測技術和系統的理論基礎,同時吸收國外先進的路橋檢測技術,才能做好道路橋梁的檢測工作,從而保證工程的質量。
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篇9
關鍵詞:連續剛構橋,懸臂澆筑,合攏
1.引言
橋梁是公路、鐵路線路的重要組成部分,大跨度橋梁的結構形式變化多樣,連續剛構橋的橋墩縱向剛度較小,在豎向荷載作用下,基本上屬于一種無推力結構,而上部結構具有連續梁施工的一般特點,因此有較好的技術經濟性,同時預應力技術的迅速發展使連續剛構橋得到了較快發展,因而連續剛構橋以其優良的性能在橋梁建設中占有重要的地位。因此,連續剛構橋的施工對橋梁建設和國民經濟的發展有著重要意義。
2.連續剛構橋的特點
橋梁上部結構和橋墩整體剛性連接,在豎向荷載作用下,主梁在墩頂截面產生負彎矩,橋墩也承受彎矩作用,這種橋型即為連續剛構橋,預應力混凝土連續剛構橋是連續梁橋與T形剛構橋的組合體系,也稱墩梁固結的連續梁橋。
連續剛構橋的梁體連續,墩、梁、基礎三者固結為一個整體共同受力,這使得連續剛構橋有著突出的優點。墩梁固結省去了橋梁支座,不必像簡支梁橋或連續梁橋那樣對支座進行設計、制造、養護和更換,因而節省了相關的費用;連續剛構橋,可以僅在橋梁兩端設置伸縮縫,因而相對簡支梁橋而言,連續剛構橋整體性及行車舒適性好;恒載作用下的連續剛構橋和連續梁橋的跨中彎矩及豎向位移基本一致,連續鋼構橋中雙肢薄壁墩使墩頂截面的恒載負彎矩小于相同跨徑連續梁橋,同時,墩梁固結使得墩梁共同參與工作,連續剛構橋由活載引起的跨中正彎矩較連續梁要小,因而可以降低跨中區域的梁高,并使恒載內力進一步降低,因此,連續剛構橋的主跨徑可以比連續梁橋的大些,所以連續剛構橋跨度較大,這樣就減少了橋墩的數量,一定程度上降低了橋墩造價;墩梁固結使各個橋墩可參與承受水平地震力的作用,而在一般的連續梁橋中,需要設制動墩并且需要采用價格較貴的抗震支座,因而,連續剛構橋相對連續梁橋而言,抗震性能較好;墩梁固結使得便于采用懸臂澆筑法施工,就不必像一般的連續梁橋那樣在施工過程中進行體系轉換時需要采用臨時固結,在一定程度上,施工過程得到一定的簡化;由于閉合箱形截面抗扭剛度非常大,同時因其頂板和底板都具有較大的截面面積,能夠有效的抵抗較大的正負彎矩,因而連續剛構橋的主梁大多采用箱形截面,因此順橋向抗彎剛度和橫橋向抗扭剛度很大,可以滿足大跨徑橋梁受力要求,同時薄壁墩順橋向抗推剛度小,從而能有效地減小溫度、混凝土收縮徐變和地震的影響。
3.連續剛構橋的施工方法
連續鋼構橋的施工方法包括支架施工和懸臂施工。支架施工是在支架上現澆混凝土,因而施工時需要大量支架,一般在連續剛構橋的直線段用支架施工,懸臂法施工用于連續剛構橋的T構段施工,尤其適用于深水、大跨、高墩的情況,工序較簡單。懸臂法施工是連續剛構橋施工的核心問題,下面重點闡述懸臂施工方法。懸臂施工法又包括懸臂拼裝和懸臂澆筑,前者是將預制塊拼裝在一起,后者是利用掛籃現場澆筑混凝土。相對而言,懸臂澆筑施工法利用泵送混凝土現場澆筑,不需要占地很大的預制場地,逐段澆筑使得梁段的位置易于調整和控制,懸臂澆筑后的結構整體性好,懸臂澆筑不需要大型機械設備,各段施工屬于嚴密的重復作業,需要施工人員少,工作效率高。因此懸臂澆筑施工的方法在連續剛構橋施工中有著廣泛的應用。免費論文參考網。
懸臂澆筑施工可分為0號塊托架施工和以后各塊的掛籃施工兩個階段。0號塊位于墩的正上方,可以利用托架澆筑混凝土。在墩頂托架上澆筑0號塊并實施墩梁固結系統,當托架施工為掛籃施工提供了足夠的起步長度后,可以拼裝掛籃進而應用掛籃進行懸臂澆筑施工。免費論文參考網。掛籃懸臂澆筑可以分為以下幾個步驟:掛籃拼裝與立模、綁筋、管道安裝、混凝土澆筑與養生、預應力筋的張拉、壓漿,接下來移動掛籃進行下一階段的懸臂澆筑。在懸臂澆筑過程中,需要注意以下幾個問題:
3.1混凝土的澆筑與養生
懸臂澆筑一般采用泵送混凝土,混凝土澆筑,原則上是一次澆筑,一般先澆筑底板,然后分別對稱澆筑兩側腹板,澆筑過程中應嚴格控制混凝土澆筑質量。免費論文參考網。混凝土澆筑后,應派專人進行養生,以確保混凝土水化硬化過程中不出現較大裂縫,從而保證施工質量。
3.2預應力鋼筋張拉時的混凝土強度
只有當混凝土的強度達到預定要求時才能進行預應力鋼筋的張拉,否則就有可能會在張拉時引起混凝土崩裂或者橋梁的受力性能不能達到設計中的預定目標。混凝土強度可采用標準試件尺寸為150mm×150mm×150mm的立方體試塊測定,根據養生方法的不同可以分為實驗室標準養生和同體養生。根據養護時間的不同可以分為7d和28d。
3.3立模標高的確定
溫度變化對橋梁結構的受力與變形影響很大,這種影響程度隨溫度的改變而改變,在不同時刻對結構的變形和應力進行量測,結果不同,尤其是懸臂較長的階段,懸臂受力及變形受溫度變化影響更加顯著,如果施工過程中忽略了該項因素,就難以保證施工質量。
一般來說若在上午6~8時測定立模標高,可不進行修正,在其它時間測定立模標高時,均應進行日照溫差影響的修正。對于陰雨天氣應視具體情況分析,也可不作修正,立模標高修正值可根據現場實測數據而定。
3.4跨中合攏段施工中應注意的問題
懸臂澆筑進行到跨中合攏段,是懸臂澆筑施工過程中懸臂處于最長的時候,此時,懸臂的受力和變形較之前些階段受溫差的影響最大,所以此時更應該考慮到溫差的影響。因而,跨中合攏段澆筑一般宜選在夜間進行。為了保證混凝土澆筑過程中跨中合攏段的穩定,可以在兩側懸臂端部配重,配重方式宜用水池蓄水做平衡重,同時應注意,為確保平衡重不使懸臂發生扭轉,要保證將水池沿橋梁的中軸線對稱砌筑,在施工過程中,宜一邊澆筑混凝土一邊放掉水箱中的水。
4.結束語
連續剛構橋由于自身的優點在大跨度橋梁建設中占據重要的地位,施工過程中,施工質量的控制對連續剛構橋的使用性能有至關重要的作用,只有在施工中能夠全面的考慮影響施工質量的因素,保證施工質量,才能使橋梁在國民經濟建設中發揮重要作用。
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篇10
關鍵詞:中小型橋梁 加寬 連接方式 施工工藝 1、概述
近年來,我國公路建設獲得了蓬勃發展,公路的通行能力和服務水平進一步得到改善和提高。但是許多舊橋的設計荷載較低、橋面寬度過小,無法滿足目前的交通需求,而重建橋梁費用高,且會引起交通中斷,因此迫切需要對其進行加寬改造。這樣既可以節約大量資金,收到良好的社會經濟效益,又可以消除交通安全隱患,提高公路通行能力和服務水平。
2、橋梁加寬連接方式的幾個類型
加寬橋梁新、 舊結構之間的連接方式是橋梁加寬成敗的主要因素。借鑒國內成功的公路橋梁加寬連接方式,對現有公路橋梁進行加寬和改造,加寬方式主要有三種:
2.1 上、下部結構均連接
加寬部分與舊橋梁上部構造之間與下部構造之間均連接。 加寬部分和舊橋上部之間的對應位置通過橫向植筋、 澆筑濕接縫連接起來,下部對應的墩臺帽、系粱等也通過植筋連接,然后澆筑混凝土形成整體。
2.2上、下部結構均不連接
加寬部分與舊橋梁上部構造之間與下部構造之間均不連接或上下部構造之間小連接,在加寬部分和舊橋之間留工作縫,橋面水泥混凝土鋪裝層連續。
2.3上部結構連接、下部結構不連接
加寬部分與舊橋梁上部構造之間連接,下部構造之間不連接。
3、工程實例
大夫屯橋為舊橋拓寬改建工程。工程位于沈陽市棋盤山泗水小鎮中心路上。原有舊橋全長25米,橫向寬度:3米(人行道包含欄桿)+12米(機動車道)+3米(人行道包含欄桿)=18米,本工程將舊橋伸縮縫拆除,西側人行道、欄桿、耳墻拆除,并在西側加寬5米,舊橋東側人行道保留。加寬后橋梁橫向全寬:3米(人行道包含欄桿)+17米(機動車道)+3米(人行道包含欄桿)=23米。加寬段新建橋梁跨徑、結構形式、結構標高均與舊橋一致。橋梁現狀圖如圖1所示,立面圖如圖2所示。
4、橋梁加寬設計及其施工工藝
該橋梁加寬設計的內容包括新舊橋梁翼板、橋面鋪裝的連接設計及其相應的施工
圖1 橋梁現狀圖
4.1新舊橋梁翼板的鏈接設計與施工工藝
該橋梁加寬采用上部結構連接,下部結構不連接的連接方式并采取單邊加寬。采取這樣的連接方式,首先,新橋與舊橋上部結構連接,形成整體,有利于上部結構共同受力,可以使行車舒適,路容美觀;其次,新橋與舊橋的上部結構的變形不一致以及新舊橋基礎的不均勻沉降都會導致附加內力的產生,下部結構不連接,這樣下部結構各自受力,不僅不會影響新舊橋相互之間的內力,而且還可以減少附加內力的產生。單邊加寬與雙邊加寬相比,施工方便、工作量小,可以在不阻斷交通的情況下施工,且橋梁結構整體性也好。由于該橋在施工過程中,必須保證其交通的通暢,且單側加寬不會影響道路與橋梁連接線形的平順性,故決定采用單側加寬、新舊橋之間鉸接的加寬方式。如圖3所示,加寬時將原橋西側人行道、路緣石以及護欄進行拆除。新舊橋梁翼板橫向連接鉸縫處插入T型鋼板,并在鋼板底側填充彈性混凝土。新舊橋梁翼板連接如圖4所示
4.2新舊橋面鋪裝設計與施工工藝
為了加強新舊翼板間橫向連接的結構強度,同時加強其連接處水泥混凝土鋪裝層的結構強度,應對橋面鋪裝層進行詳細設計,其設計與施工工藝如下。
施工中新舊混凝土結合面采用涂刷界面劑粘合
(一)施工中所用界面劑產品均為改性環氧類界面劑,其技術性能指標滿足B級或B級以上要求。材料購買后應一次進場到位。進場時,應對其品種、型號、包裝、中文標志、出廠日期、產品合格證、出廠檢驗報告等進行檢查,并應對下列項目進行見證抽樣復驗:1、與混凝土的正拉粘結強度及其破壞形式;2、剪切粘結強度及其破壞形式;3、耐濕熱老化性能現場快速復驗。
材料剪切粘結強度
材料正拉粘結強度
具體的指標要求如上表格所示。
材料耐濕熱老化能力
材料經現場快速老化復驗后,其抗剪強度下降百分率應滿足下列規定:
對于A級材料:抗剪強度下降百分率≤8%;
對于B級材料:抗剪強度下降百分率≤12%。
(二)涂刷混凝土界面劑的施工工藝
1)底層施工:采用工程用吸塵器將經過處理的橋表面上的浮塵吸除清理,使用空壓機對其表面進行高壓吹風,使其表面滿足要求,保證在除塵過程中不要二次污染施工作業面,如油漬或任何成分的水溶液。
2)涂刷界面劑:將配制好的界面劑分裝在便于施工使用的手提式小桶內,間隔一段時間進行一次攪拌(一般10-15分鐘),因為桶內膠體上表面與空氣相接觸時間過長形成氧化物質,最終會影響涂刷質量和施工質量;用毛刷均勻地在混凝土表面進行涂刷,保證其表面厚度不小于3mm。
(三)澆筑混凝土:在涂刷界面劑后,指觸干燥即可進行新混凝土澆筑施工,并在新舊翼板板連接橫向 1.2 m范圍內,鋪裝8cm厚C40鋼筋網混凝土。在新混凝土施工過程中,注意不要將界面劑結合層破壞,為保證新舊混凝土兩層結合牢固,如有局部被破壞需即時對破壞部位進行修補,方能進行下一道工序。
5、結論
該橋加寬改造完工距今已有半年多時間,新舊翼板連接處無任何裂縫跡像,進而證明該橋的加寬設計及其施工工藝是合理可行的,希望本文能夠對參與類似工程的同行有所幫助。
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