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爱是桥梁

时间:2023-05-30 10:16:00

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇爱是桥梁,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

爱是桥梁

第1篇

爱学生,是做教师的起码条件,教师对学生的爱和暗含的期待可以产生巨大的感召力、推动力。教师的爱心不仅能激励学生积极向上,而且影响着学生智力、情感、个性的发展。对后进生尤其要多关心、多爱护。

一、爱蕴含着时机。小学生的情感表现十分明显,有的愿听表扬和赞许的话,有的期望得到他人的同情和支持。教师如果略加体味后进生的情感需求,及时给予鼓励和帮助,后进生会迅速燃起进步的火焰。在新学期或者新学年的开始,后进生不例外地内心萌发积极向上的心理,希望自己有个良好的开端,因而我们要把握住这一时机;其次,为他们开展一些多形式的社会活动,教师对后进生微小的成绩给予肯定、表扬,借此成为后进生转化的新起点。

二、爱蕴含着尊重。教师与学生应是平等关系,应相互尊重。对后进生那种暗含爱的尊重,是沟通情感的桥梁,而不是一种权威式、支配式的恩赐。不能把自己的话当上级的命令,要求学生绝对服从。后进生有了再大的缺点、过失,教师不能采取简单粗暴的手段指责,施加压力,更不能采取体罚、辱骂、训斥、挖苦讽刺等侮辱人格的做法。教师要用颗火热的心去温暖、激励他们的心。

三、爱蕴含着信任。“教育就是信任。”信任是思想品德教育的动力,也是做好思想转化工作的基础。信任后进生要突出一个“爱”字。要真正做好后进生的转化工作,首先应该了解他们,亲近他们,进而鼓起他们的信心和勇气。对他们的缺点、错误要历史地辩证地分析,充分理解、相信他们有着不可估量的可塑性,相信他们渴望着、憧憬着美好前景。因此,我们要善于发现后进生的优点和长处,对他们的点滴进步要鼓励、表扬。

四、爱蕴含着关心。爱就是为学生操劳,要使学生将抗成长。爱学生就要从生活上、学习上、思想上各个方面无微不至地关心、爱护他们,帮助他们解决实际困难。还要关心他们的课外生活,知道他们喜欢什么,爱看什么书籍,家庭中有哪些影响他们学习的因素。这就要求教师要全力以赴、任劳任怨,为学生的成长尽可能多地赋予爱的关心。

五、爱蕴含着威严。教师应是学习上的严师,严格要求学生是爱生的尺度,教师爱学生主要是从学生全面发展、健康成长着眼。所以爱学生不等于迁就学生,放任学生,也不是溺爱学生。教师要充分了解后进生的心理特点,有针对性地全面教育他们,对他们要爱中有严、严中有爱,做学生学习上的严师,生活上的慈母。

总之, 教师热爱学生,是教师高尚品质的自我表现,也是一种强有力的教育手段,它作为一种十分重要的教育力量,发挥了其它教育因素和力量所不能发挥的作用。

第2篇

关键词:桥梁,抗震,设计

 

我国是一个多地震国家,地震灾害会使大量地面建筑物和各种设施遭到破坏,造成大量人员伤亡,甚至严重地阻断交通。铁路桥梁、公路桥梁、城市高架桥等受到损坏,会使后续救助工作变得更加艰难。为了保障人民财产的安全及公路桥梁设施的完好,更好地发挥公路运输在抗震救灾中的作用,在桥梁设计中应充分重视抗震设计。

1.桥梁震害现象分析

二十世纪七十年代以来,国内外了发生过一系列较大的地震,有许多桥梁遭受了不同程度的破坏。通过对这些震例进行调查研究,分析桥梁结构的抗震性能、震害特点及产生原因,可以总结出以下几点:

1.1地基与基础破坏。地基破坏主要是指因砂土液化、不均匀沉降及稳定性不够等因素引起的地层水平滑移,下沉、断裂,进而导致结构物的破坏,震害较重。基础的破坏与地基的破坏紧密相关,当结构周围的地基受到地震作用强度降低时,基础就会发生沉降或滑移,桩基础可能发生剪断、倾斜破坏,进而引起墩台倾斜、倒塌或折断。

1.2桥台沉陷。当地震作用下,由于桥台后填土与桥台并非完全固结,桥台填土的纵向土压力增大,桥梁与桥台之间的冲撞会产生相当大的被动土压力,使桥台有向桥跨方向移动的趋势。由于桥面的支撑作用,桥台将以桥台顶端为支点产生竖向旋转,从而导致基础破坏。。若桥台基础建造在液化土上,则可能引起桥台垂直沉陷, 最终导致桥台因承受过大的扭矩而破坏。

1.3墩柱破坏。墩柱破坏主要包括弯曲强度不足、弯曲延性不足、纵筋搭接区的抗弯能力以及剪切强度不足等。墩柱的破坏往往引起连锁反应,如落梁、整个结构的倒塌等。

1.4支座破坏。。在地震力的作用下,如果上、下部结构的相对位移过大可能造成支座锚固螺栓拔出、剪断,活动支座脱落及支座本身构造上的破坏等,导致结构力传递形式的变化,进而对结构的其他部位产生不利的影响。

1.5落梁破坏。支撑连接构件失效后,上、下部结构的相对位移进一步加大,相邻梁体发生相互冲击,造成撞击破坏甚至落梁的发生。

1.6节点破坏,节点区域钢筋大量相交,连接节点在地震荷载和重力荷载的作用下处于复杂而又变化的应力状态,常导致节点区域混凝土的压碎和锚固筋的破坏。

7.盖梁破坏。盖梁的破坏形式主要表现为抗剪强度不足或锚固筋不能满足抗拉要求,引起锚固端破坏。

2.桥梁抗震设计方法

2.1 采用隔震支座。采用减、隔震支座在梁体与墩、台的连接处增加结构的柔性和阻尼以减小桥梁的地震反应,采用减、隔震支座桥梁结构的梁体通过支座与墩、台相联结。在梁体与墩、台的联结处安装减、隔震支座能有效地减小墩、台所受的水平地震力。

2.2采用隔震支座和阻尼器相结合的系统。可以利用桥墩在地震作用下发生弹塑性变形耗散地震能量以达到减震的目的。

2.3利用桥墩延性减震。。该法在当前桥梁抗震设计中经常用到,桥墩延性减震是将桥墩某些部位设计得具有足够的延性,以便在强震作用下使这些部位形成稳定的延性塑性铰产生弹塑性变形来延长结构周期、耗散地震能量。

2.4采用减震的新结构。型钢混凝土结构是在混凝土上包裹型钢做成的结构,与钢筋混凝土构件相比,抗剪承载力强,延性好,滞回曲线较为饱满,耗能能力强,呈现出良好的抗震性能。能够隔离、吸收和耗散地震能量,减小桥梁结构的地震反应,使桥梁的变形限制在弹性范围,避免因塑性变形而造成的累积损伤破坏和永久残余变形,大大提高了桥梁结构的安全度还可节约材料,降低造价。

3.桥梁抗震设计原则

⑴结合地形、地质条件、工程规模及震害经验,合理选择桥型及墩台、基础形式。⑵同一座桥中,尽量避免高墩与大跨的结合,宜采用减少上部结构自重并有利于抗震的结构形式。⑶体形简单、自重轻、刚度和质量分布均匀、重心低、便于施工。。⑷采用有利于提高结构整体性的连接方式,墩台结构采取提高其延性、震动衰减快的相关措施,必要时设置减隔震支座,塑性铰等防震装置。⑸尽可能采用技术先进、经济合理、便于修复加固的结构体系。⑹进一步开展减震、隔震支座的研究和应用;加强钢筋混凝土桥墩的延性分析与计算,确定桥墩塑性铰区域的范围。⑺对于高墩、大跨的特殊桥梁,应进行专题抗震设计与研究。

4.桥梁抗震设计的几点建议

⑴尽量采用连续的桥跨代替简支梁跨,进而减少伸缩缝的数量。降低在此处落梁的可能性同时也提高了桥上行车的舒适性。⑵对采用橡胶支座而无固定支座的桥跨。应加设防移角钢或设置挡轨,作为支座的抗震设计。⑶桥梁的基础应尽可能的建在可靠的地基上.否则软土的液化会加大地震反应。⑷位于常年有水河流上的特大桥、大中桥,当地基为液化土或软土时,其墩台基础应采用桩基础,且桩尖埋入稳定土层内一定深度。⑸高墩宜采用钢筋混凝土结构,按照延性要求进行设计。在桥墩塑性铰区域及紧接承台下桩基的适当范围内应加强箍筋配置。⑹在高烈度地震区,尽可能地采用整体性和规则性较好的桥梁结构体系,结构的几何尺寸、质量和刚度力求均匀、对称、规则,避免突变的出现;从几何线性上看,尽量选用直线桥梁。⑺设置多道抗震防线,尽可能用超静定结构.少采用静定结构。⑻对于较高的排架桥墩,墩之间应增设横系梁以减少墩柱的横向何移和设计弯矩。⑼选择合理的连接形式对桥梁抗震性能十分重要。对于高墩桥梁,建议采用上部结构与下部结构有选择性的刚性连接;对于矮墩桥梁,上部结构和下部结构连接建议采用支座连接方式,并合理设置梁墩的搭接长度。

5.结语

桥梁结构抗震设计是桥梁设计中的重要环节,在当前我国的高速公路、铁路正处在大规模建设之际,桥梁结构的安全问题更不容忽视。在桥梁设计中需采取一系列有效的抗震措施,进一步提高和完善桥梁的安全性、适用性、耐久性和社会效应性。

参考文献

[1]袁腾文.浅谈公路桥梁的防震设计.科技资讯,2009,、(3).

[2]谭文.浅谈桥梁抗震设计中应注意的几个问题.山西建筑,2008,(5).

[3]叶爱君.桥梁抗震[M].北京:人民交通出版社,2002.

[4]叶爱君.胡世德.范立础.大跨度桥梁抗震设计实用方法.土木工程学报 2001,(02).

[5]王樾.桥梁结构抗震设计研究.山西建筑,2009,(2).

第3篇

关键词:桥梁管理系统养护

中图分类号:K928.78 文献标识码:A 文章编号:

1引言

桥梁管理系统(BMS:Bridge Management System)是一门新型的综合管理技术。应用系统分析方法,以计算机技术为工具,综合考虑技术、经济、政治、社会等若干因素,以相互协调和有组织的方式把同桥梁有关的各个方面组合在一起。如桥梁数据的采集、处理、分析,从而实现对桥梁施工,监督养护,维修加固的设计,评析及决策的系统化管理。

2桥梁管理系统的历史背景

桥梁管理系统的出现有其深刻的背景,主要基于两点:一、公路交通网络经过几十年的发展建设,越来越多桥梁需要专业的养护维修,传统维护管理的方法已不能应付大规模的桥梁维修需要,急需更加先进的管理方法;二、是大量桥梁需要维修,资金有限,需要对有限资源进行合理配置。

桥梁管理系统最早在美国出现。由于受到银湖桥突然倒塌事故的影响,美国联邦公路局率先在世界上研发出“国家桥梁档案数据库”,这是世界上第一个BMS的雏形,有初步的辅助决策功能。随着时间的发展和对桥梁管理系统认识的不断加省,美国形成了两个桥梁管理系统:PONTIS[1]和BRIDGIT。同时美国的宾夕法尼亚,佛罗尼达堪萨斯,爱阿华,明尼苏达等州也根据自身情况,开发出各自的BMS。

我国桥梁管理系统的研发始于80年代中期,先后有四川省、广东省、北京市、河南省、台湾省等开发的各自的桥梁管理系统。交通部开发了中国公路桥梁管理系统,同济大学于1995~1998年开发了上海市桥梁管理系统[2],使我国对桥梁管理系统的研究更加深入。

3桥梁管理系统的功能

3.1桥梁数据管理

桥梁管理系统最原始的功能为桥梁数据管理。这些数据包括:交通量分析、桥梁、方位、结构、材料,设计和基本设施等信息。按桥梁结构位置不同又分为上部结构信息和下部结构信息及桥面信息。上部信息包括上部结构几何尺寸、材料、受力等信息。下部结构信息包括墩台几何尺寸、材料、受力等信息。桥面信息包括桥面铺装、分隔带、栏杆、人行道和升缩缝等信息。为了使人们对桥梁形成过程和桥梁立体形状有所了解,收集的信息还包括档案信息和图形信息。档案信息记录了桥梁档案的存放,施工、设计、运营等单位的信息,图形信息则包括桥梁档案的全景图、施工图、设计图。

3.2评分评价

桥梁管理系统的另一个主要功能是桥梁病害的评分与评价。不同国家的桥梁管理系统都会针对本国的桥梁养护规范进行定制开发。在对桥梁的检查完毕后,需要根据桥梁的缺损状况对桥梁的技术状况进行评价决策。桥梁管理系统评分评价主要特点是实现了自动化和智能化评定:即用户在录入结构病害时自动在程序后台依次分别进行对该病害的评分、对病害所在部件的评分及部件所在桥孔的评分及全桥评分等四个过程。这个过程不需要操作者的任何介入,从而完成桥梁管理系统的综合评价。

3.3决策分析

桥梁管理系统对桥梁管理的分析模型包括退化分析模型、经济分析模型、养护分析模型、可靠度分析模型、优化分析模型、决策分析模型等。其中经济分析模型在资源有限的情况下占椐核心的地位,它是对不同施工或维修方案的花费和养护费用及从此带来的经济效益、社会效益进行分析。它以系统分析运筹学为工具,计算机技术为手段,力图以最小的投入实现预定的桥梁管理任务或在一定投入下实现尽可能的桥梁管理任务。

决策分析模型是桥梁管理系统中较为高级的目的,不同于简单的数据统计查询,它能根据技术、材料、环境、经济、政治等因素,选择一个技术先进、经济合理的方案对桥梁交通进行管理。

4中国公路桥梁管理系统的开发分析[3]

4.1开发技术

中国公路桥梁管理系统使用.NET开发平台,AJAX技术、C#开发语言,MS SQL Server关系数据库,系统采用基于B/S架构的设计。使全国各地用户通过浏览器实现远程浏览访问,全国公路桥梁所有信息都存贮在网站服务器,更新情况可以通过网络实时,从而实现全国公路桥梁系统的实时动态管理。

4.2基本功能

中国公路桥梁管理系统基本功能包括用户信息处理(进行密码修改、变更用,界面组织方式调整用,)、多媒体数据处理、用户管理(用户添加、删除、修改)、备份恢复(进行数据库数据的备份及恢复用)。

4.3基本模块

4.3.1数据管理

数据管理模块是实现对已建立的数据文件进行各种管理的能力,包括数据编辑、数据字典、数据管理三项子模块。

4.3.2报表处理

报表处理包含基本视图,统计报表和社会服务模块。基本视图包括了桥梁信息卡片、单桥事故卡片、单桥维修卡片、桥梁特检卡片、重车过桥卡片、经济指标卡片。统计报表包括了根据不同需要进行的各类报表处理、统计汇总,可根据需要进行统计与处理,生成相应的报表并可与桥梁卡片一样导出到电子报表Excel中进行存贮或打印。社会服务模块可根据养护单位所管养的各条线路,按路线进行桥梁限高统计、各路线桥梁载重量统计、弯坡斜桥梁统计、桥梁耐久性、安全性、适应性统计,生成相应的报表供查询。

4.3.3评价决策

桥梁评价与决策模块是根据桥梁基础数据库和桥梁病害数据库中的数据对桥梁目前的情况进行评分,为桥梁维修养护提供依据。该模块提供桥梁使用功能评定及加固对策人工智能处理两个模块。同时包括评价和历史评价两个子模块。其中评价决策包括以下七个子功能:权重分设置(构件评分)、构件扣分值、评级分界表、整理及评价、桥梁评价结果表、桥梁部件评分结果表、查看历史数据。

4.3.4费用分析

费用分析模型模块是基于评价决策中的加固对策模型及费用分析模型的设计原理,根据用户在实际工作中的需求,加强了人机对话功能。费用分析模型模块包括:处治对策求解、确定各种费率、确定方案及工程量、费用查询修改、费用分析报表等5项。

4.3.5维修优化决策

维护方案优化包括维修方案优化排序、预算费用维修排序、检查计划和养护报告四项功能。其中维修方案优化排序功能包括按单位维修排序和按路线维修排序。排序原则是:将桥梁状况最差的或实施时间最近的排到输出表的最前面。检查计划功能包括定期检查、特殊检查、公路定期检查表、公路桥梁经常性检查表、日常养护任务单。养护报告功能可自动生成各年份的养护报告表。

5 小结

本文通过对桥梁管理系统系统的阐述,指出了桥梁管理系统的历史背景和主要内容,同时介绍了国内广泛使用的中国公路桥梁管理系统。

6 参考文献:

[1] Thompson P D, Small E P, Johnson M, et al. The Pontis bridge management system[J]. Structural engineering international. 1998, 8(4): 303-308.

[2] 贾丽君,郭瑞,许俊,等. 城市桥梁信息管理系统(2.0版)的研究与开发[J]. 同济大学学报(自然科学版). 2004(1): 24-26.

[3] 交通部CBMS推广工作组,北京新桥技术发展有限公司. 中国公路桥梁管理系统CBMS3000用户手册[R]., 2007.

作者简介:

第4篇

关键词:大跨度桥梁,抗震程度,检测技术

引言

在以往地震灾害事故发生的经验下,政府相关部门对地震防范的意识逐渐的重视起来。我国地域范围较大,地震区域分布比较广泛,地质条件差异较大,各个地区的发展水平不一致,因此在交通运输方面,一定要让桥梁抗震意识强大起来[1,2]。传统的桥梁抗震检测技术其拉力与压力都较小,不能在地震灾害发生时支撑住整个桥梁,为此,对大跨度桥梁的抗震程度检测技术进行了研究[3,4]。首先使用现场检测抗震性能评估、已有信息性能评估、精准计算桥梁抗震程度检测技术对大跨度桥梁的抗震程度进行了检测。其次,为验证该技术的有效性进行了实验。由实验可以得出结论,桥梁抗震程度的检测技术能够改善传统技术作用力的问题,还大大增强了防范的力度,为我国人民的生命安全提供了保障。

1大跨度桥梁的抗震程度检测技术

1.1现场检测抗震性能评估技术

为了预防地震灾害的发生对桥梁的损害,使用现场对大跨度桥梁检测进行抗震性能的评估。该评估的方法可以根据桥梁外表的情况进行桥梁的检测,通过标记不同颜色来评估桥梁受到地震灾害导致危险情况的等级。从轻到重的颜色分别为:绿、蓝、黄、橙、红来标记桥梁结构的危险等级,损伤程度较小的用绿色进行标记;轻度损伤用蓝色进行标记;损伤程度较大的用黄色进行标记;严重损伤用橙色进行标记;损伤程度已达到最高或桥梁坍塌用红色进行标记。

1.2已有信息性能评估技术

在已发生的地震灾害的经验上进行总结与分析,按照实际情况建立桥梁的模型,进行模拟地震灾害的发生,由此观察出桥梁抗震性能的级别和损伤的程度,进而完成对桥梁抗震的检测。该方法对模拟环境要求标准非常的高,不仅需要考虑大跨度桥梁的整体结构,还要对桥梁的位置与地面的高度和地震强度的数据进行综合分析。根据已有的信息对桥梁抗震性能进行评估有利于在地震灾害发生时能够快速的对灾区的交通情况进行维护,起到全局运输性能的主导作用;尤其是在外界与灾区不能通信的状况下,其优势能够较大的体现出来。

1.3精准计算桥梁抗震程度检测技术

在对桥梁进行抗震程度检测的时候,以支座为保险的桥梁最先需要进行检测,桥墩出现易修复或者损坏的时候,桩基是万万不能被损坏的。应该优先考虑群桩的基础承受力,避免使用桩柱式的基础,在桥墩上方设置塑性较强的耗能机制,避免脆性的损伤,对极易发生损坏的地方进行维修,墩柱的抗剪能力计算公式如下:其中,Fn为墩柱的抗剪能力;Fc为承台的支持力;Fs为桥梁盖的支持力;αc为大跨度桥梁弯曲的角度;fc为桥梁之间的拉力;fc'为各个小阶段之间的拉力;Dc为脊柱的支持力;Pc为墩柱极限弯矩的力度;s为桥梁的面积。基于墩柱抗剪能力的计算公式,对桥梁抗震性能进行评估主要采取以下两种方法:能力需求比法、能力谱法。能力需求比法是将地震数据进行分析,而后得到信息的总汇,对比桥梁构造中的任何一个构件的地震能力来估量大跨度桥梁的抗震程度。如果抗震性能的需求大于1,那么桥梁的结构就不会受到地震的破坏,否则该结构将存在较大的危险。这种方法主要在可能会发生地震灾害情况下的桥梁结构抗震程度的检测中使用。能力谱法是将桥梁的框架当成一个独立的框架,运动的状态为刚性状态,分析使用情况极限下的状态,并将设计与实际的情况进行对比,从而判断大跨度桥梁的抗震情况。

2技术对比

桥梁内力的分布与结构的位移情况在理论上是不对称的,其内力与主桥梁竖向的位移相对来说比较大。由此可得出该结构总体抗震技术性能与传统的检测技术的对比情况如表1所示。由此可得出结论:传统桥梁抗震技术的拉力与压力都较小,不能在地震灾害发生时支撑住整个桥梁。抗震性能与大跨度桥梁的桥型有关,也与场地的环境、条件等因素有关,而且在实际的工作中,根据具体的情况综合考虑各种因素,遵循小震不坏、中震可修、大震不倒的思想,本文技术的应用充分结合了上述的这些优点,其检测技术能够在实际的桥梁工程建设中解决抗震设计的问题。

3结语

大跨度桥梁作为当前建筑领域中一个重要的产业,其整体结构的设计与地震灾害带来的影响是密不可分的。抗震性能的好坏直接关系到桥梁的安全性,对于桥梁的结构原则太过于宽宏,应该进行细化,并对桥梁结构的不同位置与不同的构件在不同地震级别的水平下,使用不同的量化指标。现场检测抗震性能评估技术、已有信息性能评估技术、精准计算桥梁抗震程度检测技术都能够充分的满足桥梁抗震性能的检测,为我国未来的桥梁抗震检测技术提供了启示的作用。

参考文献:

[1]夏修身,戴胜勇,陈兴冲,等.川藏铁路大跨度桥梁抗震设防标准研究[J].铁道学报,2016,38(10):85-89.

[2]张新军,张超.大跨度悬索桥合理抗震结构体系研究[J].世界桥梁,2017,45(1):39-44.

[3]沈星,倪晓博,叶爱君.大跨度斜拉桥边墩横向抗震体系研究[J].中国公路学报,2016,29(11):82-89.

第5篇

关键词:桥梁工程;抗震破坏;抗震设计

中图分类号:TU997文献标识码: A

我国是世界上的多地震国家之一,随经济建设和城市化进程的进展,城市抗震防灾日趋

重要。在城市综合防灾的研究中,作为交通工程的枢纽-桥梁工程的抗震设计与研究则是重中之重,因为它将极大影响震后救灾工作的开展。本文将在介绍桥梁抗震设计方法的基础之上,重点探讨反应谱法及动态时程分析法的研究现状和展望。

1桥梁抗震设计方法

1.1桥梁抗震概念设计

抗震概念设计是指根据地震灾害和工程经验等获得的基本设计原则和设计思想,正确地解决结构总体方案。材料使用和细部构造,以达到合理抗震设计的目的。合理抗震设计,要求设计出来的结构,在强度、刚度和延性等指标上有最佳的组合,使结构能够经济地实现抗震设防的目标。应当指出,强调概念设计重要,并非不重视数值计算,而是为了给抗震计算创造出有利条件,使计算分析结果更能反映地震时结构反应的实际情况。桥梁抗震概念设计阶段的主要任务是选择良好的抗震结构体系,主要根据桥梁结构抗震设计的一般要求进行,对于采用延性抗震概念设计的桥梁,还包括延性类型选择和塑性耗能机制选择。

1.2桥梁延性抗震设计

目前延性抗震验算所采用的破坏准则主要有:强度破坏准则、变形破坏准则、能量破坏准则、基于低周疲劳特征的破坏准则以及用最大变形和滞回耗能来表达的双重指标破坏准则等。在对悬臂式单质点系统的非线性地震反应进行分析后,将其破坏机理总结为:在形成完全的塑性反应之前,出现某种程度的塑性应变,由此而消耗的能量自然的构成结构等效粘滞阻尼的一部分;当完全进入塑性变形后,产生塑性漂移,并在单方向发展直到倒塌发生,他认为塑性反应阶段,保证结构不破坏的条件是让其保有足够的耗能能力。

1.3地震响应分析及设计方法的改变

随着人们对地震动和结构动力特性理解的加深,目前已经发展了多种抗震设计理论和地震响应的分析设计方法。从地震动的振幅、频谱和持时三要素来看,抗震设计的静力理论只考虑了高频振动振幅的最大值;反应谱理论虽考虑了振幅和频谱,但持时则始终未能得到明确的反映;动力理论不但考虑了地震动的持时,而且还考虑了地震动中反应谱不能概括的其他特性。

2设计方法的研究动态

因反应谱法和动态时程分析法都明显地各有其成功的一面,所以目前国内外主要是针对这两种方法进行了广泛的研究。

2.1 反应谱法

反应谱方法概念简单、计算方便,可用较少的计算量获得结构的最大反应值。但是它

显然存在一些不足,近些年众多学者均在围绕以下几方面来发展这种方法:

1)该法基于弹性假设,应用叠加原理,只反应了地震动强度和平均频谱特性,属于一

种等效静力方法,使用范围受限,目前众多学者致力于发展非弹性反应谱。

2)该法只得到最大反应,不能求得结构在地震激励下的反应时程,略去了地震动持续时间这个重要因素对结构物的影响,需研究如何提出反应谱的合理组合方法提高计算的准确度。

3)对于大型桥梁,地震动的空间变化非常明显,采用何种方法使应用反应谱法能考虑这种多点地震动激励的行波效应。解决好上述三方面问题,反应谱曲线的长周期部分将得到补充,能合理解决非线性问题,则反应谱法的应用范围能够较大拓展,从研究进展来看该法至今还是一种很有潜力的方法。

2.2 动态时程分析法

动态时程分析法虽然计算繁杂,但是能精确考虑地基与结构的动力相互作用、地震时程相位差以及多点多维激励、结构的各种复杂非线性因素(包括几何、材料、边界连接条件等)以及分块阻尼等,所以是一种公认的精细分析方法。目前的研究主要围绕地震动多点多维变相位激励输入、土-桥梁动力相互作用、结构的各种非线性以及地震分析的专用程序这些方面。

3桥梁结构抗震设计计算模型

3.1 缆索单元

目前计算缆索线形的方法可以分为解析法和有限元法。现在重点谈谈在有限法计算缆索单元的非线性刚度矩阵等效弹性模量。

在斜拉桥或悬索桥中,缆索的垂度影响缆索的表观刚度,随着缆索张力的增加,垂度减少,倾斜缆索的轴向表观刚度增加,简便计算方法是等效弹性模量计算方法。

3.2 支座单元

支座是桥梁结构最易受地震作用损害的部位之一。支座及其它连接部件的力学性能和构造特点对桥梁主体结构的地震反应和抗震性能的影响很大。桥梁减震、隔震措施也重点放在支座以及其它连接部位的减震耗能处理上面。正确地设计和描述支座的性能在桥梁抗震、减震和地震反应分析中十分重要。

3.2.1 支座系统

一般的桥梁支座由四部分组成。普通板式橡胶支座、滑板橡胶支座、弧形钢板等耗能器、挡板或预应力拉索。

3.2.2 支座计算模型

普通板式橡胶支座的恢复力特性可近似按线弹性。滑动支座和弧形钢板条耗能器均理想弹塑性的恢复力模式。对于滑动支座模式的屈服力亦即最大滑动摩擦力,考虑它随相应的正应力的变化。

3.3 桩土相互作用模型

3.3.1 桩土结构相互作用对地震反应影响

在动力模型中,由于覆盖土层的存在使得结构体系变柔,从而降低了体系的固有频率。桥梁结构桩-土结构相互作用,则是自由场地地震反应加上考虑土壤对桩基约束作用的多点激振下的桥梁结构地震反应。

3.3.2大跨度桥梁桩基计算模型

在大跨度桩基桥梁非线性地震反应分析中,桩基周围土的约束作用可以用等代土弹簧来代替。用一个单质点体系来代表桥梁上部结构,用一个质量-弹簧体系来代表桩基础和地基,建立桩基桥梁平面和空间杆系有限元力学模型。

4结语

1)同一桥梁对不同地震动输入有不同地震反应,桥梁设计中究竟取怎样的地震动输入将起决定作用,合理的地震动输入至少应是桥址区的可能地震动,所以地震动记录以及地区

地震危险性分析研究变得相当重要。

2)桥梁的地震分析本质上是一种结构的随机振动计算,理应发展桥梁抗震的随机分析方法。

3)从已有的许多桥梁震害分析来看,桥梁地震破坏不能单独看做是结构的强度不足所致,需由传统的强度理论向延性抗震理论转变。

4)加强桥梁结构各种减隔震、地震动控制的研究,目前国内外这一领域的研究非常活跃。各种减隔震装置的应用效果、各种控制算法等均得到了广泛的关注。

5)目前大跨度桥梁结构的抗震设计广大国内设计单位基本上是请专业科研人员完成,这是很不正常的,因为他们往往并没有参加对桥梁抗震性能起决定作用的方案设计。只有广大设计工程师们亲自参与抗震设计,才能将抗震设计思想融入桥梁设计的各个设计阶段,达到预期的抗震效果,才是真正的抗震设计。

参考文献:

[1] 范立础 ,胡世德 ,叶爱君 .大跨度桥梁抗震设计[M].人民交通出版社,2001.

第6篇

关键词:桥梁;路面排水;技术措施

中图分类号:S276文献标识码: A 文章编号:

0引言

目前我国跨越公路、铁路、通航河流的桥梁和城市高架桥的桥面降水,一般是通过横坡和纵坡流入进水口,汇集到排水管排至地面排水设施或河流中。过水断面侵入行车道的宽度和深度是影响桥梁通行能力和行车安全的重要因素,进水口的参数设计直接影响桥面过水断面的宽度。因此,桥面表面排水措施建设尤重要。

1道路桥梁防水技术的现状

1.1所使用的防水材料落后

目前在道路桥梁的防水过程中使用的主要防水材料仍然是沥青混凝土,虽然沥青混凝土在道路桥梁的防水方面有一定的作用,但很难达到日益提高的交通量对路面的要求。由于沥青混凝土的半刚基层抗低温能力很差,而且在温度降低时发生低温收缩裂缝的现象十分普遍,因而沥青混凝土道路桥梁的使用寿命往往都比较短,相比之下造价十分昂贵。在水分渗透到路面以下后,在水分的散失过程中沥青混凝土道路桥梁很容易发生干缩裂缝,在一定的条件下就会在形成反射裂缝。此外道路桥梁的沥青面层与半刚性基层的连接也比较困难,在结合面上的不连续应力会发生很大的变化,从而也会对其使用寿命产生很大的影响。由于水分散失比较困难,从而使得水分大量滞留在半刚性层而形成泥浆,使整个路面的承载能力下降,严重时还可能导致界面形成滑动,从而使整个路段严重损坏。

1.2道路桥梁的结构设计不合理

在道路桥梁的防水过程中,使用好的防水材料固然重要,然而道路桥梁的结构对于其防水能力也有很大的影响。目前在我国的道路桥梁的设计过程对于道路桥梁的结构显得重视程度不够,很多道路桥梁的结构都很不合理。很多道路桥梁都没有完善的排水系统和渗入水排出系统,这些在结构设计方面的缺陷严重的影响了道路桥梁的排水能力,降低了其使用的寿命。经研究表明若干细微构造设计的不合格而形成的道路桥梁的薄弱环节是道路桥梁渗漏的主要原因。例如在桥梁建筑时,如果桥头的搭板、桥墩甚至是栏杆底座等设计不合理都会对整个的桥梁产生极大的影响。

2城市道路防水的技术措施

2.1 道路工程施工中的防水技术措施

2.1.1 提高道路的防、排水能力

提高阻止雨水和雪水渗入的能力,就要采用在粗粒式沥青混凝土上设土工布防水层这种方法,土工布防水层要采用二油一布的形式. 由于各种原因所产生的水和雨水、雪水渗入到面层以后,要使其迅速排出,这需要增强基层综合排水能力,要求基层有足够的孔隙率以供排水之需与建立完整的排水通道.通过调整水泥稳定碎石基层混合料的级配组合,使它不但能够满足作为受力基层的力学性能,而且具有足够的排渗入水能力.建立排水通道,在水泥稳定碎石下加设级配碎石层,让从水泥稳定碎石基层渗下来的水能够及时排出路面。

2.1.2 使用土工布防水层乳化沥青

防水层虽然能有效地提高路面的防渗能力,但是随着时间的推移,网裂等病害出现在路面上以后,乳化沥青防水层也就丧失了它的作用.在粗粒式沥青混凝土与细粒式沥青混凝土的中间加设土工布防水层,把沥青混凝土面层做成“有机玻璃”的形式,可以有效地提高面层的抗裂能力,使防水层的有效性得到保证.下乳化沥青层的作用是填充粗粒式沥青混凝土的表面空隙,能够保证粗粒式沥青混凝土粘结密实牢固.由于粗粒式沥青混凝土表面已经相当平整并且已经有了沥青,所以下乳化沥青层的乳化沥青用快裂型比较适宜,同时这样也有利于随即铺设土工织物.土工织物采用的纤维织物最好是结构比较稀的那种,这样既能保证上下层乳化沥青形成一体,又具有“加筋”性能,防止面层网裂.在下乳化沥青层与土工织物铺设完后,要随即用慢裂型乳化沥青撒布,这样能够保证整体性和防水性及与随后要铺设的细粒式沥青混凝土的结合,20-40 分钟后撒中砂或者石屑,使上下乳化沥青层有效结合,包裹土工织物并让砂粒嵌入土工织物孔内。

2.1.3 采用透水性的水泥稳定碎石基层

高速水泥稳定碎石的级配,应在组成级配试验时充分考虑到排水性的要求,总的原则是在级配符合基层施工规范要求的同时,还要作如下调整:减少 4.75 毫米以下的细料(300m /d,要作变水头或者常水头试验,以确保其可靠性。

2.2路面的排水设计

路面是道路的重要组成部分,是在路基的顶部用各种资料或混合料分层铺筑的供车辆行驶的一种层状结构物。在其设计中,存在的问题主要表现为:路面的强度与刚度不够,路面不具有较高的稳定性,路面的耐久性较差,表面的平整度不够以及抗滑性和耐磨性较差等。在路面设计时,要保障路面的强度与刚度,保障路面的稳定性、耐久性,并且通过对所选材料的使用,保证路面的平整度。最后对于排水设施的设计,要建立针对不同水源的排水设施,把影响路基强度和稳定性的水排到路基范围以外适当的地点,以保证路基常年处于干燥状态,确保路基、路面具有足够强度和稳定性。

2.3桥梁的排水设计

在当前国内的结构设计过程中,设计者偏重于考虑桥梁的强度而忽视了耐久性;偏重于强度极限状态而忽视了使用极限状态;偏重于结构的建造而忽视了结构的维护。事实上,耐久性只在概念层面上受到关注,当前的桥梁设计并未明确提出使用年限的要求,也并未对专门的耐久性进行设计,即没能在材料及结构措施、设计程序上确保耐久性,而且也未能明确声明在何种维护、使用条件下,桥梁所相应具有的耐久性。通常,结构使用性能差、使用寿命短及工程事故频发的不良后果,都在一定程度上与设计者的这些倾向有关。因此,在进行具体的排水管道的安置时,要注意使其管道的安装能够更好地适应国内桥梁材料强度较强的特质,因而应该针对不同的结构进行一些刚度较大的排水设施的铺设。

3总结

当前在道路桥梁的防水方面还有很长的路要走,虽然之前也取得了一些阶段性的成果,但是还远远不够。在以后工作中还需要更加的努力,从而使得我国道路桥梁的排水技术能够快速的发展,在较短的时间内达到甚至超过西方等国家。

参考文献:

[1]穆祥纯.城市桥梁结构防水技术的研究和应用.第十四届全国桥梁结构学术大会论文集[J].同济大学出版社 ,2002.

第7篇

关键词:特大型 有限元 自振特性 参数

中图分类号:U448 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2013)001-001-03

特大型桥一般往往处于交通运输的枢纽,具有刚度大,变形小,经济成本低等优点,在我国城市和公路桥梁中分布极为广泛。随着理论研究和施工技术的发展,正在向多跨的的方向发展。近年来这种特大型桥在我国的不断发展和应用。桥梁结构的动力问题包括桥梁结构的自由振动和桥梁结构的动力响应这两个方面,国内外的学者对这些方面都进行了研究。大跨度桥梁在移动车辆荷载作用下的结构振动研究也成了普通关注的问题。在所有桥梁结构振动分析中,必须首先确定结构的固有频率这个结构动力特性,它是研究桥梁动力学的基础。所以研究桥梁的自振特性具有较大的工程应用价值。

1 模型概要

1.1连续梁模型

桥跨为132m+230m+132m的单箱单室变高度连续箱梁,左墩高54.5m,右墩高109.644m,见图1,整体采用C55混凝土,桥墩墩身采用C40混凝土,弹性模量E=3.25e10Pa,密度 =2600kg/m3,泊松比 =0.3。纵向及横向预应力采用预应力混凝土用纲线(GB/T5224-1995),弹性模量Ey=1.95?05Mpa。竖向预应力采用直径32mm的40Si2MnMOV精轧粗钢筋,弹性模量Ey=2.0?05Mpa。

运用shell63号壳单元划分箱梁,用beam188号来模拟桥墩,link10号来模拟预应力筋。对每个桥墩都施加固定端约束(即约束沿x,y,z轴的平动和绕x,y,z轴的转动),最后约束桥身端部,约束桥身端部沿x,y轴的平动和绕x,y轴的转动。

2自振特性分析

2.1根据设计值计算的自振特性

由表1分析可得:由于桥位很高,纵桥向保持一定的柔性对桥梁是有好处的,一般来说,纵桥向刚度在满足桥梁施工、运行稳定性要求的前提下要尽量小;相反大跨度高墩连续刚构桥在横桥向的约束很弱,桥梁在横向不平衡荷载或是风载作用下,易产生扭曲、变位,为了增大其横向稳定性,桥梁的横向刚度应该大一些。从计算的结果来看。振型的2,4,6,8,10阶振型均为横向弯曲,为了提高桥梁的侧倾稳定性和旅客的舒适度,必须控制其横向刚度,本桥横桥向基频计算值f=0.27143Hz,满足桥梁检测刚度大于90/l=0.182 Hz的条件,所以原模型简化是合理的。

其横向自振周期为3.68s,满足大跨梁桥横向自振周期限制的规定。由于该桥采用双肢墩,桥墩很高,所以,第五阶振型主要是高墩的横向弯曲。在第一,二,三阶振型里,高墩和矮墩都只是产生横向移动,不出现弯曲。从第四阶振型起,高墩产生横向弯曲。矮墩是到了第十阶才开始产生横向弯曲。

2.2改变参数后的自振特性分析

由表1可以看出:改变桥身端部的约束条件对桥梁的自振频率影响非常大。设计值的约束条件是约束两端部x,y方向的平动和转动。现在把两端部施加固定端约束,所得到第一阶到第八阶频率是设计值所得频率的2-3倍,第九阶和第十阶和设计值很接近。在桥身底板中部添加多余预应力筋,在静力方面它对箱梁的刚度贡献要大于对自重的影响,与设计值相比,频率非常接近。所以通过在在桥身中部底板增加多余横向筋对桥梁每阶的频率影响不是很大。

由表2和图3可以看出:在改变桥梁刚度,对桥梁的第二阶自振频率影响不大,对其他自振频率影响较大。特别是对高阶的自振频率影响最大。由表3和图4可得:改变桥墩刚度时,对每阶自振频率都有较大影响(第一,三阶除外)。由图4可得:改变钢筋刚度,对各阶自振频率影响均不大。

在设计桥梁时,可以结合这些变化规律,合理调整各个部位的刚度值,在确保在成桥安全变形位移值的范围内,以及造价等经济因素等综合考虑。从而避开危险频率带,减小对桥梁结构的破坏性。

参考文献:

[1] 马保林.高墩大跨度连续刚构桥[M].北京:人民交通出版社,2001.

[2] 周军生,楼庄鸿.大跨径预应力混凝土连续刚构桥的现状和发展趋势[J].中国公路学报,2000(01).

[3] 宋一凡.公路桥梁动力学[M].北京:人民交通出版社,2000.

[4] 张涟英.东平大桥静力和动力特性分析研究[D].长沙:长沙理工大学,2006.

[5] 屈爱平.三维梁-墩-桩的动力特性研究[D].成都:西南交通大学,2001.

[6] 张小占.大跨度连续刚构桥动力特性初步分析[D].成都:西南交通大学,2006.

[7] 刘清华.大跨高墩连续刚构桥三维动力响应的时程分析[D].成都:西南交通大学,2004.

[8] 于建华,谢用九,魏泳涛.高等结构动力学[M].成都:四川大学出版社,2001.

第8篇

一、教师用爱搭建起师生沟通的桥梁,走进学生心灵世界。

教师职业的特点使教师在平淡充实,日复一日的工作和生活中度过自己平凡的一生,教育教学过程琐碎却又丰富,每天点点滴滴,喜怒哀乐构成了教师多姿多彩的生活。所以我们深爱着这种平凡中的幸福。教师职业精神是用爱铸就的,作为教师的我们在教育教学中最大的能力先要跟学生打开沟通的管道。所以,我们需要用爱搭建师生沟通的桥梁。

1.爱是教师从教的动力。

教师只有爱学生,才会选择与学生共同成长的职业,才会孜孜不倦地去耕耘奉献。

2.爱是教师生命力量的体现。

陶行知说:"爱满天下。"一个人最崇高的爱是爱别人,一个教师最崇高的爱是爱每一位学生。教师要爱每一位学生,爱教育事业,爱我们的国家。用教师一人之爱唤起亿万学生之爱。

3.爱是师生沟通的桥梁。

学生只有亲其师,方能信其道。有的教师曾感慨说:"我要走进你的世界,你不让;要你走进我的世界,你不进。"那么,怎样才能让师生真诚坦然地沟通呢?古往今来的教育实践告诉我们:只有爱才能架起师生交往的桥梁。有了爱,师生之间才能以诚相见,共同进步。师爱是一种积极的情感,润泽着师生的心田;师爱是一种教育的力量,催生累累的硕果;师爱是一块坚实的基石,可以构建理想的大厦。总之,教师的爱如果能像阳光一样洒满学生的心田,就会点燃学生智慧的火花,塑造美好的心灵。只有师爱才能缩短师生之间的心理距离,搭建起师生沟通的桥梁,提供教育的契机,服务于教育教学。爱是教育的出发点,也是教育的归宿。

二、教师要用心经营好我们的课堂,课堂教学应看做师生人生中一段生命经历。

一个教师的成长离不开丰富的实践,一个教师的进步更离不开精彩的课堂。许许多多的名师、教育专家,他们始终坚持教育第一线,勇于实践,善于积累,用丰富的经验成就了自我。每一个生命都是鲜活的,我们需要用一辈子的时间来研究在课堂上如何教学生?教和教的差别很大:天才老师会把学生教成天才,但是学生不会认为老师是天才,学生认为自己是天才;蠢材的老师会把学生教成蠢材,但是学生不会认为老师是蠢材,而认为自己是蠢材。当今时代,作为教师的我们,什么样的教师在课堂上对学生具有极强的吸引力。让学生爱上他所教的课程?我们每天几乎都要备课、上课、谈心、改作业,我们付出很多,也很努力,但是孩子们为什么越来越难教,新课程越来越难教了吗?原因在于我们多长时间没有反思、研究我们的教学方式了?所以,要想经营好我们的课堂,我们得用科学合理的教学方式。我们不仅需要在课堂上实践,更要在课堂上积累自己的经验,只有好好地整理、积累,去伪存真,去粗存精,才能成为我们进步的基石,成为我们追求做平凡讲台上走向优秀教师的阶梯。

三、教师要对教师职业的幸福感有一个清醒的认识,在平凡课堂中也能够创造属于我们的精彩人生。

第9篇

关键词:土木工程专业;桥梁工程;课程教学;教学研究

中图分类号:G6420;TU997文献标志码:A文章编号:10052909(2015)06008604一、桥梁工程课程绪论部分内容的重要性

桥梁工程课程是土木工程专业的一门必修课,其内容主要是各门专业基础课知识在桥梁工程中的综合应用,是一门实践与理论并重的专业技术课[1]。桥梁工程课程实践性很强,教学中应注意激发学生对桥梁工程课程的兴趣,充分调动学生学习的积极性和能动性;此外,课堂教学还应注意与工程背景相结合,以提高教学质量。“绪论”是课程的开始,良好的绪论教学是课程教学的良好开始。在桥梁工程课程绪论部分的教学中,通过优化整合桥梁的定义与功能、分类、跨径发展、桥梁美学与造型、技术创新、灾害与应对措施以及全球交通网络等知识点,可以让学生对该门课程有个整体的认识,了解桥梁工程的发展历史与发展现状,激发学生学习该门课程的积极性。同时,适应土木工程专业培养方案的需要,结合桥梁工程自身特点,在课堂讲授中整合与优化绪论的讲解内容,改善教学手段,对提高课程教学质量是十分重要和必要的。

二、桥梁工程课程绪论部分内容的整合优化

(一)桥梁的定义与功能

按百科全书的定义,桥梁是跨越障碍(河流、峡谷、道路等)的结构工程物。桥梁在学科分类上,属于土木工程专业的一个分支,是道路工程的关键部位与核心工程;在环境美学上,桥梁往往又是当地的标志性建筑物。相对于隧道,桥梁固定于地表各处,形体庞大,构造各异,承受交通荷载及自然环境的影响。桥梁的本质特征为用自身的跨越能力实现连接,跨越行为是桥梁结构的本质。在课堂教学中,可以结合学校周围或本地的桥梁来讲述桥梁的作用与重要性。

(二)桥梁的分类

高等建筑教育2015年第24卷第6期

曾勇 ,等桥梁工程课程绪论部分教学内容的整合优化

桥梁的分类很多,按桥梁用途来划分,有公路桥、铁路桥、公路铁路两用桥、人行桥、农桥、运水桥(渡槽)以及其他专用桥梁(如用作通过管路、电缆等的桥),当然主要的是公路桥与铁路桥。随着轨道交通的发展,公路铁路两用桥也日益增多。按跨径大小分类,依据中国《公路工程技术标准》(JTG B01-2003),桥梁可以分为特大桥、大桥、中桥与小桥。多孔跨径总长L>1000 m,单孔跨径Lk > 150 m,属于特大桥;多孔跨径总长100 m≤L≤1 000 m,单孔跨径L k > 150 m,属于大桥;多孔跨径总长30 m(40 m)

由于桥梁分类众多,课堂讲授时应突出重点,根据学生的专业特点,抓住主要的分类方式,如按结构体系、建筑材料、用途等进行分类的方式应作重点讲解;而把按行车道的位置划分桥梁的内容放到拱桥章节去讲授,因为拱桥的主要分类方式是按行车道的位置来分类的。在后续讲授斜拉桥或悬索桥内容时,也会涉及到按材料进行桥梁分类的知识点。同时,授课时还应注意各个分类之间的组合,如大跨度预应力混凝土连续刚构等。

(三)桥梁的跨径发展

近年来,中国的桥梁建设发展迅速,桥梁跨径不断增加,许多桥梁建设达到世界水平,取得了举世瞩目的成就。已建成的著名桥梁有:主跨1 088 m的苏通长江大桥(钢箱梁斜拉桥),2012年前是世界第一跨度斜拉桥;主跨1 650 m的舟山西堠门悬索桥(世界第二跨度悬索桥);主跨550 m的上海卢浦大桥(钢箱拱桥);主跨552 m的重庆朝天门长江大桥(钢桁拱桥)。这些著名桥梁代表着中国桥梁建设的水平,受到世界桥梁界的高度赞誉。课堂讲授时,应该对不同桥型展开讲授,并注意内容的侧重点,抓住几种有代表性的桥型进行讲述,力求简单明了,与生活贴近。如,钢悬臂桁架梁桥的主跨在19世纪初超过500 m,而后极少修建,该类桥梁中国也较少见,课堂讲授时一般仅简单提及。钢连续桁架梁桥19世纪50年代至今,单孔跨度控制在200 m~300 m之间,向更大跨度发展的可能性较小,课堂教学时,可以结合武汉长江大桥与南京长江大桥来讲授。中国混凝土拱桥,即万县长江大桥,则在1997年达到了420 m,超过了克罗地亚主跨390 m的KRK-1号桥。钢拱桥在20世纪30年代就超过500 m,发展相对平稳。进入21世纪后,在中国出现了2座主跨500米以上的钢拱桥,即主跨550 m的卢浦大桥与主跨552 m的朝天门长江大桥。钢斜拉桥从1950年主跨约200 m到今天主跨超过1 000 m,钢悬索桥主跨从1930年主跨约1 000 m到今天约2 000 m,发展都很迅速。

课堂讲授时,应重点突出中国桥梁在跨径上的突破,并配以相应的桥梁图片,增强教学效果,激发学生的学习兴趣,以达到事半功倍的效果。

(四)桥梁的美学与造型

相对隧道而言,桥梁的直观性强,造型优美,视觉效果较好,往往给人以较强的震撼力;相对道路而言,桥梁是交通的关键部位,更能引起人们的关注。对桥梁的美学与造型应给予重点关注,讲授桥梁的跨径发展时,也需要借助图片或动画予以讲解。桥梁是土木工程皇冠上的明珠[2-3]。桥梁结构的形式与造型多种多样,为桥梁工程师们的设计提供了无限的空间,也最能体现桥梁工程师们对桥梁结构的理解和热爱[2]。在课堂教学中引入美学思想,可以激发学生学习该课程的兴趣和求知欲望,引导学生更好地理解与认识桥梁,提高学生的审美情趣,达到更好的教学效果。

(五)桥梁的技术创新与发展动力

桥梁的发展史其实就是一部技术创新史。最早的桥梁可能源自雷击而倾于河上的树木。拱是曲线中最优美的线型,中国文字“桥”即是“木”与“拱”象形复合而成的。因此,绪论部分的课堂教学应重视这一内容的讲解。

赵州桥又名安济桥,建于公元610年,是位于中国河北的一座著名石拱桥,也是目前世界上最古老的保存得最完好的大跨度单孔敞肩坦弧石拱桥。赵州桥圆弧拱的跨度大,通航净空大。这种跨度大、扁平率低的单孔1/4圆拱桥梁结构,是桥梁史上的一个奇迹。赵州桥被誉为“国际土木工程里程碑建筑”。

桥梁结构设计分析理论、电子计算机技术、建筑材料、施工工艺、行业竞争等因素的发展和进步,是推动桥梁工程发展的内在动力[4]。经济发展、社会需求和技术创新,为桥梁工程提供了所需要的设计计算理论、计算手段、建筑材料、机械装备、施工技术等,对桥梁工程的发展有着直接的支撑作用。

英国工业革命后,世界钢铁产量快速增长,以钢材为主要承重材料的工程结构得到较大的发展,钢桥开始大量出现。20世纪30年代经济大萧条后,美国为了经济的恢复和持续增长,修建了大量高速公路,钢拱桥和钢悬索桥由此得到了较快的发展。二战后,由于钢材短缺,混凝土桥梁大量出现,斜拉桥、正交异性钢桥面板、混凝土塔、挂篮悬浇、预应力技术、连续刚构、钢砼组合结构等新的结构和技术应运而生,并出现了许多先进的施工技术,如悬臂拼装、顶推、移动模架、大型浮吊整体吊装架设等[4]。日本经济的发展,推动了高速铁路的发展,相继建成了多座世界级的大跨度斜拉桥和悬索桥。20世纪80年代以来,中国改革开放,经济的腾飞促使公路铁路迅猛发展,桥梁建设成就辉煌,建成了大量连续刚构拱桥、大跨斜拉桥、大跨度悬索桥等世界级的大跨度桥梁。

(六)桥梁灾害事件的发生与应对措施

尽管桥梁建设取得了瞩目的成就,但是不时出现的桥梁事故与灾害仍无法回避[5]。古今中外发生的桥梁灾害事故很多, 2007年8月,美国《时代周刊》杂志评选了百年世界十大最恶劣塌桥事故。每次事故都是一个血的教训,重要的是应思考导致桥梁事故发生的原因。

1940年11月7日,在风中振颤的塔库马大桥在八级大风荷载的动力作用下,经过剧烈扭曲震荡后,吊索崩断,桥面结构解体损毁,半跨坠落水中,桥梁最终倒塌(见图1)。当年人们未能全面认识悬索桥受力体系,也没有足够重视空气动力对桥梁的影响。塔库马大桥的倒塌促使桥梁风工程学的诞生,推动了桥梁工程的发展,至今仍有警示意义。

魁北克大桥在施工中先后出现2次工程垮塌事故(见图2)。这座桥主跨度为549米,是当时全世界最长的悬臂桥。1907年8月,大桥杆件失稳引起全桥倒塌,19 000吨钢材落入水中,造成75人死亡。1916年9月,中间跨度最长的一段桥身在被举起过程中掉落水中,11名工人被夺去了生命。垮塌的原因之一是南锚跨靠近主墩的下弦杆的压屈导致大桥在施工过程中倒塌。稳定问题是力学中的一个重要分支,桥梁失稳事故促进了桥梁稳定理论的发展,桥梁技术的发展使桥梁稳定问题更显重要。

1970年,位于澳大利亚墨尔本的一座钢箱梁桥(密尔福德天堂桥)倒塌。钢箱梁桥本来已有很长的历史了,由于二战后钢结构焊接与安装技术的发展,钢箱梁桥跨度做得越来越大,箱壁尺寸越来越薄。最终由于钢箱梁板件的焊接残余应力、几何缺陷发生失稳,导致该桥倒塌。工程师从该桥的垮塌中认识到薄壁箱梁的剪力滞后效应,由此推动了薄壁构件设计理论的发展。

湖南凤凰桥在拆除桥上的脚手架时发生垮塌,事故造成64人遇难。2008年汶川大地震,2010年青海玉树大地震,均造成道路、桥梁损毁严重。位于震中的汶川县附近道路基础设施受到严重破坏,其中桥梁震害最为典型和严重。

因此,在课堂教学中,应适时引入桥梁灾害事故的介绍,并适当进行评述,既完成了教学内容的讲授,也活跃了课堂气氛,还拓展了学生的工程视野,能收到较好的教学效果。此外,这些桥梁灾害事故案例,与后面章节教学的内容是相关的,在绪论部分引入这些章节,为后面章节的教学提前作好铺垫。

(七)全球交通网络

加拿大人类学家费利克斯―菲兰德将美国国家海洋与大气管理局、国家地理空间情报局等机构的人类出行数据与地球夜景照片进行叠加,形成了地球上错综复杂的交通网络。从中可以看出,空中交通与海路交通已相对完善,但是陆路交通还较匮乏,尤其是洲际公路中跨越海峡的桥梁建设较薄弱。

由于全球化与世界经济的发展,跨海工程也不再是可望而不可及的宏伟蓝图,21世纪或将迎来世界范围内更大规模的桥梁建设[6-8]。著名海峡通道方案有白令海峡工程、直布罗陀海峡工程、墨西拿海峡工程、厄勒海峡工程、马六甲海峡工程、大带海峡工程、博斯普鲁斯海峡工程等。中国交通运输部已制定了“五纵七横”国道主干线规划,其中“二纵二横”已基本连通。全部工程要求2020年前完成五个跨海工程,自北向南依次跨越渤海海峡、长江口、杭州湾、伶仃洋、琼州海峡。其中,渤海海峡与琼州海峡跨海工程尚在规划中,长江口与杭州湾跨海工程已经建成通车,伶仃洋(粤港澳)跨海工程正在建设中。

通过这部分知识点的讲授,帮助学生认识到作为土木工程的桥梁工程建设是一项大有可为的事业,有很大的发展空间,学生们毕业后能够施展自己的才能。由此使学生感到学习桥梁工程不再是一门枯燥的事情,而是跟自己的事业发展和自身的生活密切相关,学习桥梁工程课程还能与世界相联系,从而激发学生课程学习的热情与积极性。

三、结语

良好的绪论教学是桥梁工程课程教学良好的开始。在桥梁工程课程教学中,应结合土木工程专业培养方案要求和桥梁工程课程的自身特点,优化整合绪论部分的内容,改善教学方法,活跃课堂教学气氛,激发学生学习知识的兴趣,提高教学效果,培养素质高、实践能力强的桥梁工程专业人才。

参考文献:

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[3]曾勇,谭红梅.桥梁工程教学中若干能力培养的探索[J].高等建筑教育,2014,23(2):66-69.

[4]李亚东.桥梁工程概论[M].北京:人民交通出版社,2008.

[5]阮欣,陈艾荣,石雪飞.桥梁工程风险评估[M].北京:人民交通出版社,2008.

[6]万明坤,等.桥梁漫笔[M].北京:人民交通出版社,1997.

[7]唐寰澄.世界著名海峡交通工程[M].北京:中国铁道出版社,2004.

[8]中国公路学会桥梁和结构工程分会.面向创新的中国现代桥梁[M].北京:人民交通出版社,2009.

On the teaching of introduction content of bridge engineering course

ZENG Yong1, TAN Hongmei1,WU Guoxiong1,2,DONG Lili1,3

(1. School of Civil Engineering, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, P. R. China;

2.Chongqing Jianzhu College, Chongqing 400072, P.R. China;

3. College of Architecture and Urban Planning, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, P.R. China)

第10篇

一、“原材料的准备”——沟通的前提

要建造一座真正的桥梁,需要钢材、水泥、沙子以及石子等,我们要搭建心灵之桥,同样也需要有丰富的“原材料”。心灵之桥的“原材料”来自班主任的自身素养,这是沟通的前提。

1.身正为范——用人格魅力感染学生。

班主任的人格魅力往往体现在点滴的小事上和细节中,也正是点滴小事和细节感染影响着学生。

当教师以饱满的热情微笑着走进课堂时,给学生传递的信息是教师热爱他的这份工作,教师喜欢他们。

当教师和学生一起在操场上跑步,一起跳绳,大声地为学生呐喊加油时,给学生传递的信息是教师开朗活泼、平易近人,和他们一样有一颗未泯的童心。

…………

点点滴滴犹如丝丝春雨,滋养净化着学生的心灵,同时,教师的人格魅力也在这点点滴滴之中体现出来并深深吸引着学生。

学生喜欢教师,佩服教师,敬仰教师,正所谓“亲其师,信其言,效其行”,班主任的人格魅力是沟通中最为重要的“原材料”。

2.爱生于心——用真情实感打动学生。

只要爱生于心,就把这份爱用真情实感表达出来,让学生明白教师的爱,感受教师的爱。

当然,并不是每个学生都有可爱的表现,面对淘气的、顽劣的、木讷的、懒散的、违纪的学生,作为普通的人是不可能由心生爱的,但教师特别是班主任与普通的人所不同的是:即使心中没有生爱也绝不让学生感觉到教师不爱他,而是用教师的真诚善良与学生进行心灵沟通,去除他们品行中不良的成分,使之成为教师喜爱的学生——爱与尊重、宽容相伴。

3.心平则智——用耐心智慧悦纳学生。

我们常说“冲动是魔鬼”,表现为急躁、动怒,恶语伤人等。可班主任每天面对的都是易让人冲动的事儿:某个学生又没交作业、某个学生又打架骂人了、某某课堂上又违纪了并且教师批评还不服、卫生没做好、自习纪律乱、任课教师反映班级课堂学习气氛不好、作业不认真、考试成绩太差……

这时可以深呼吸,提醒自己“调整情绪,保持理智,他(们)还只是孩子”,针对出现的状况,教师可以表现出生气和发火的样子,但不能伤害学生自尊,同时调整情绪,使自己的心境趋于平和——“心平则智生”,最终以耐心与智慧悦纳学生。

二、“施工工艺”——沟通的方法

要建造一座真正的桥梁,要掌握施工工艺,搭建心灵之桥,同样也要掌握“施工工艺”,那就是沟通的方法。

1.体态传情:用教师身体的某一部分或几部分传达教师对学生的情感。

2.倾听释怀:认真地听取学生抒发自己内心的苦闷与烦恼。

如果学生能把教师当作知心朋友,愿把心中的苦闷与烦恼倾诉,教师是幸福的、自豪的。此时作为教师需要做的就是:倾听。

3.同感润心:设身处地、像体验自己精神世界那样体验学生精神世界,滋润温暖学生的心灵。

4.言语入理:教师运用恰当、简洁、亲切、幽默的语言使学生领悟做人与做事的道理,感受教师的爱,以达心灵相通。

5.笔谈示意:通过书信、作业评语等方式表达教师对学生的评价、期许、心愿、鼓励等。

6.抓点促面:抓住教育的最佳时机(关键点),促成师生良好沟通,塑造学生美好心灵。

7.活动动人:寓教育于活动中,寓沟通于活动中,用活动打动、感动学生。

在体育比赛、文艺汇演、科技活动、主题班会、特别是春游(郊游)等各类集体活动中,学生的心情是愉悦的,精神是放松的,热情是高涨的,表现欲是强烈的。此时就是教师与全班学生沟通的最佳时机。如果教师放下架子,融入其中,与他们一起玩儿,一起笑,师生的情谊就在这欢声笑语中达成了,心儿贴近了。

三、“施工方案的设计与选择”——沟通需因人而异,因事而定

第11篇

关键词:桥梁;垮塌;原因;养护;反思与对策

1 概述

桥梁一般处于运营公路的节点和咽喉部位,桥梁的安全对整个公路运营影响巨大[1]。近年来国内发生了多起桥梁坍塌事故,尤其是2011年以来,桥梁事故极为频繁[2]。这些桥梁的坍塌事故不仅造成严重的桥梁结构损坏与经济损失,而且由于事故多发生在桥梁的运营期间,导致人员伤亡并造成了恶劣的社会影响,加强桥梁的桥梁运营期间的管养工作,防止桥梁坍塌等恶性事故的发生,或者当事故不可避免时可以做出适当的预警将是十分有意义的工作。

2 典型案例

2.1 武夷山公馆大桥垮塌

大桥1999年11月20日竣工通车,主桥为中承式系杆拱桥,2011年7月14日上午突然垮塌,造成1人死亡,22人受伤。事故后对外直接原因为严重超载(80余吨),长期超载运行最终导致吊杆破坏,而另一方面,直至桥梁垮塌,该桥一直没有落实管养单位,常年缺乏养护投入,管理责任主体的缺位也是桥梁垮塌的间接原因。

2.2 太阳河大桥发生坍塌

2011年8月8日,正在加固中的太阳河大桥垮塌,造成2人死亡,2人受伤。该桥在2010年10月洪灾中被洪水冲击成为危桥,经过专家鉴定后,在原大桥加固的基础上对大桥南段进行延长新建。事故原因是施工方违规施工,但事故中该桥的桥墩先发生坍塌,导致该桥失去支撑点,然后引发了大桥坍塌,桥墩及基础已经在洪灾中损毁严重,加固基础上新建上构的方案存在瑕疵,管理及决策单位对事故有不可推卸的责任。

2.3 株洲红旗路高架桥坍塌

2009年5月18日,原定爆破拆除的该高架桥发生坍塌事故,事故造成9人死亡,16人受伤。事故原因为违规施工,但是施工方案技术评审和论证环节形同虚设,桥梁进行试爆破之后,受力结构有明显改变,但业主管理方和行政主管部门未能尽到监管的责任,监理和业主方的监督缺失也是事故的重要原因。

2.4 赣粤高速城南匝道桥坍塌

匝道桥2005年12月建成通车,2015年6月19日四辆大货车鱼贯通行该匝道时,匝道桥梁整体侧移垮塌,事故造成1死4伤。事故原因为超载(4×100吨)引起,但是四辆超载严重的大货车一路走来,公路治超没有起到应有的作用。

2.5 倮果大桥桥面下沉

倮果大桥建成于1993年,建成后出现过多次病害,且常年超载运营,管养单位进行多次维修。2012年12月10日,大桥一根吊杆突然脱落,导致桥面出现“V”字形塌陷,所幸管养单位在运营期间对桥面进行整体化处理,有效防止了事故的扩大,事故没有人员伤亡。事故主要原因为吊杆防腐技术问题,另外超载运营也是原因之一,管养单位常年的维修保养和加固卓有成效,事故未造成大的损失。

3 原因分析

针对多起桥梁意外垮塌事故,专家学者进行了多方面的分析研究,事故分析表明,桥梁跨塌往往是多方面因素共同作用产生的结果,但针对主要成因的分类,可分为洪水地震等;设计及技术原因;超载及碰撞等社会因素;违章施工、Q策失误、维修保养缺失等管理原因[3]。有学者统计了部分国内外座桥梁安全典型事故,并对数据进行分类研究[4]。情况如表1。

(1)自然灾害因预警技术限制,几乎无法避免[5],目前对桥梁结构造成影响的主要自然灾害有地震、洪灾、泥石流、冰棱。但是随着社会经济进步,防灾减灾水平逐步提高,自然灾害的破坏性将会得到逐步的改善,而防灾减灾是社会整体性的工程,对此不展开分析。

(2)设计及技术原因主要包括结构的认识不足,设计不合理;或者某些新结构、新材料、新工艺技术不成熟。

目前重要的规范中桥梁设计使用年限都为100年,但实际情况却不容乐观,根据李亚东教授收集的座桥梁安全事故的统计分析,从桥梁通车到事故发生的平均时间仅为29年,其中中国25年,美国24年、欧洲39年。当然出现这样的情况是多方面综合的因素导致的。单从设计层面考虑,一方面是相关领域的认知水平和理论研究不成熟因而设计不科学,比如2004年前[6],国内没有进行桥梁耐久性设计的规定,导致众多公路旧桥钢筋锈蚀严重,承载能力衰减很快,使用寿命远远达不到设计基准期;另一方面,严重压缩的设计周期造成设计不合理,甚至出现设计错误,比如宁波招宝山大桥施工中出现描板预应力连接器位置混凝土破坏性崩裂。

新结构桥梁推广时期均出现过不成熟的现象,比如上世纪末,钢管混凝土拱桥因造型美观,跨越能力大等因素得到推广运用,但是当时中国拉吊索制造水平偏低,造成部分关键构件(拉杆、吊索)耐久性很差,出现多起因吊索破断引起的桥梁垮塌事件。

(3)超载及碰撞等社会因素,目前,货车超载运输和船舶偏航已经超出单一管理部门的管理能力,所以将其归类到社会因素。研究发现,当汽车轴载超过标准载一倍时,行驶公路一次,相当于标准车辆行驶水泥混凝土路面65536次,而且核定载重量越大的车辆,超载对公路的破坏越严重,而对于桥梁结构,1次超过结构极限承载能力的超载都将是致命的。根据推算,1条设计使用15年的公路,如果行驶车辆超载1倍,其水泥路面使用年限将缩短90%,即只能使用1年半;桥涵结构物使用年限将缩短87.5%,设计寿命100年的桥梁只能使用12.5年。

(4)管理原因是除了自然因素外,桥梁垮塌事故的主要原因,而且,综合来看,即使是其他原因占主导地位,管理责任依然存在,管理原因仍然是桥梁垮塌事故的原因之一。而且管理原因贯穿于桥梁规划直至桥梁拆除废弃,主要体现在违章施工和后期管养缺失。

从上面的分析可以知道,因管养缺失原因造成的桥梁垮塌的事件占比约为6.3%(含拆除施工),虽然事件发生的原因有所差别,但是桥梁垮塌事件绝大部分出现在运营期,而且除极端情况之外,一般桥梁垮塌是多种原因共同作用的结果,是量变累积为质变的过程,那么加强桥梁管养,及时发现问题,掌握桥梁状况,控制桥梁的发展趋势将是非常有必要的工作。

4 桥梁养护面临的问题

由于目前国家各种资源都集中到基础建设领域,造成目前整个行业“重建轻养”的氛围。处于当前时代的大背景下,建设任务繁重,建设投资巨大,养护管理在大盘面上自然显得弱小。但是养护具有长期和复杂的特点,桥梁养护处治更不单单是技术问题,在有限的资源和许多的限制条件下找到合适的方法,保持桥梁的正常运营,尽量使桥梁处于良好的工作状态,延长其使用寿命,是桥梁养护工程师需要具备的能力,桥梁养护工程任重而道远。

4.1 超载

交通量问题,交通量增长迅速,许多旧桥的承载能力以不能满足现有和远景荷载等级的要求。桥梁超载情况越来越多,一是老桥的超负荷运营,主要是桥梁设计规范的变化、交通量的增长和重载车辆的发展所致,二是违规超载车辆的存在。而且目前默认超载,以罚代管的管理方式很难改变。

4.2 耐久性

随着大规模建设期的结束,许多公路桥梁已通车10年以上,桥梁病害的发展十分迅速,桥梁耐久性问题突出,桥梁结构的承载能力随时间推移而下降迅速,根本不能达到桥梁设计的使用寿命,而一旦荷载超过桥梁的实际承载能力将出现灾难性后果。在桥梁新建设计时注重耐久性设计的考虑,避免以损失结构耐久性而进行的优化设计,虽节省一点建设成本,但造成桥梁全寿命成本的增高,给运营带来了安全隐患。

4.3 缺乏技术支持

目前社会注重短期效益,无论是资金还是人员都更加愿意进入公路建设市场,开展针对建设的各种技术研究,而耗时长,效益不明显,同时也由于养护资金的限制,在桥梁养护方面的专项课题研究不多,有效成果也很有限,许多很早就存在的管养技术难题一直没有彻底解决。

4.4 事故

意外事故频发,船只和车辆撞击,火灾等事故常有发生,严重的导致车毁、船沉、桥塌的事故,极大的威胁桥梁的正常使用,社会影响也很大,管养单位也时刻紧绷神经。目前完全依赖于路政部门依据《公路法》的行政处罚。

4.5 检查设施

检查附属设施的缺失,公路桥涵设计通用规范第八节虽然规定,但其语焉不详,各设计院均没有遵照执行,设计审查也未征求养护人员意见,设计人员和专家有的根本没有考虑到日后的养护工作。对数量众多的中小跨径桥梁的检查设施的设计,规范更是没有规定。建议集团公司强调检查设施的重要性,要求公路新建时,设计单位必须列入,作为验收和接管的不可缺少的条件。

4.6 养护人员缺少

由于科技水平的限制,桥梁运营中的许多情况是我们所未知的,如桥梁地震特性、风振特性及控制、桥梁结构损伤及承载能力的评估、桥梁结构的参数识别等研究只是初步的,至少也是不全面的,这些要求养护人员具有较高的专业素质,实际考虑个人发展和收入等因素,极少有桥梁专业人员进入养护队伍。目前,一线的桥梁管养人员不足而责任较重,桥梁管养比较吃力。

5 反思与对策

(1)配备高素质养护人员,为了了解桥梁的真实状况,需要对其进行检查,发现问题需要找到合适的解决方案,这需要配备相应的桥梁养护工程师,这些人应当有桥梁专业知识,熟练使用检测工具和仪器,较强的责任心,良好的身体素质(经常高空检查、爬越边坡),并对所辖路段桥梁比较熟悉。

(2)完善设备设施,各养护站需申请必要的检测设备,安装必要的检查设施。拨少量专款,由各运营公司分批分期予以添置和更换。同时制定部分规定,强调检查设备的重要性,要求设计单位将设备的费用计列到开办费,作为验收和接管的不可缺少的条件。联合设计单位,制定若干检查设施的参考图、通用图或标准设计图,以促进此项工作的开展。

(3)加强责任管理,一方面要落实每一座桥梁的责任主体,不能出现责任漏洞,更加不能出现没有责任主体的情况。另一方面要加强督促桥梁管理人员要按规定开展桥梁经常性、定期检查和安全隐患排查、病害跟踪检查,动态掌握桥梁技术状况;对所有五类危桥一律设置钢筋砼隔离墩,禁止机动车辆通行,并设立相关标志,引导好车辆绕行;对存在通行隐患的三、四类桥,应根据其通行能力,完善相应的限速、限载及警示标志等措施,并拍照存档、跟踪监控,防止发生各类事故。

(4)强化技术管理,一是适当提高荷载标准,我公司管养的2005年前通车的桥梁均为汽-超20,但是目前规范的荷载标准为公路-Ⅰ级,中小跨径桥梁对此比较敏感,在后续的大修和中修时,应该将荷载标准提高的现行标准。二是针对存在病害而不能及时维修的桥梁,应跟踪检查桥梁病害发展状况,制定桥梁应急预案,加强现场安全措施。三是加固施工前需认真审核桥梁改造方案和对策措施,按照程序组织专家评审和论证。

(5)保证养护资金投入,根据交通运输部的测算,如果将现有公路路况维持在中等偏低的水平,全国普通公路养护资金需求缺口达到50%,整体养护资金偏少,既要采取措施保证桥梁养护资金的投入,也要按照轻重缓急的原则合理安排资金的使用。

(6)加大电子化和信息化建设,将桥梁设计、施工中存在的问题和运营后产生的病害、损坏等,以及为解决这些问题所采取的加固、改善措施,均要在管理系统中详细记载。方便日后查询,无论人员的调动,均能很好的掌握桥梁的技术状况。

(7)创新管理模式,比如超载,除了《公路法》和《公路安全保护条例》外,作为业主单位能否采用《物权法》,采取必要的措施保护自己的资产?能否在收费站入口配置一个称重车道,将那些明显超载的车辆拦截住,不允许进入高速公路?

6 结束语

桥梁事故往往是综合原因造成的,加强桥梁的管养,一方面希望预防和避免事故的发生,及时发现问题,采取加固和维修的措施,及时遏制事态往不利的方向发展;二是当事故的发生无法难免时,也可以做出适当预警,及时采取有效的措施,避免人员伤亡、控制经济损失。能够达到上面两个目的中的任意一个,那么加强桥梁的管养工作都将是有意义的事情。

参考文献

[1]项海帆,潘洪萱,张圣城,等.中国桥梁史纲[M].上海:同济大学出版社,2009.

[2]杨国兴.桥梁垮塌引发的反思[J].黑龙江水利科技,2012,8:241.

[3]刘美铭.桥梁事故分析[D].成都:西南交通大学,2013.

[4]刘斐.近期桥梁安全事故深度调查与分析[D].长沙:中南大学,2014:10-104.

[5]叶爱君,管仲国.桥梁抗震[M].北京:人民交通出版社,2011.

[6]范立础.桥梁工程安全性与耐久性一展望设计理念进展[J].上海公路,2004(1):1-7.

第12篇

【关键词】桥梁;施工;运营;智能健康;监测控制技术

1 智能健康监测与控制技术系统概念

桥梁智能健康监测与控制技术是一项系统性技术,涉及到检测、计算机、通讯、网络及人工智能领域等,在桥梁智能监测和控制中包括测试技术、数据自动采集与传输技术、结构仿真分析技术及桥梁诊断评估技术。其过程为桥梁的施工及运营过程中采集关键部位的实时数据,远程传输到分析计算机系统中进行分析,再输出相应的监测结果,并给出合理的下一步施工技术方案或桥梁结构安全状态和预警,以指导施工及运营。

2 智能健康监测与控制技术系统在桥梁施工与运营中的作用

2.1 技术系统在桥梁施工阶段的主要作用

桥梁在施工阶段控制不当可能会引起桥梁线形变形、内力状态不符合设计要求、施工精度不足等问题,应用桥梁智能健康监测技术系统,监测实际每一步施工工序,获取现场关键点的参数值,对桥梁结构进行实时的理论分析和验算,根据分析的结果输出相应的施工控制指令,并能够分析施工过程中各类误差积累情况,提高施工的精度,最终实现控制施工质量的目的。

2.2 技术系统在桥梁运营阶段的主要作用

桥梁在完工之后,其运营的质量效果如何,是政府部门及人们极为关注的问题。桥梁在经历温度变化、风雨侵蚀、车辆碾压等作用后能否保持在原有的设计要求范围内,是否存在隐蔽性损伤等都是技术系统要辨别的。技术系统通过实时检测,及时发现问题所在,并输出相应的控制指令,施工人员根据输出结果针对问题部位进行补救调整。

3 智能健康监测与控制的主要技术内容

3.1 传感器及其优化布置技术

传感器是技术系统开始的源头,所以要求其具有良好的性能,如良好的可靠性、高度的敏感性及短时反应,以达到快速、准确、如实的反映出桥梁测试部位的信息。同时,要求传感器不易受周围环境影响,耐久性好及低噪音等。根据监测目的不同,传感器可以分为五种。1)环境监测,主要监测的是桥梁环境包括温度、湿度、有害气体等,此类数据的监测收集是为了评估桥梁的耐久性能;2)几何监测,桥梁不论在施工还是运营阶段都需要及时的记录下几何变化,包括平面数据和竖向数据,尤其在施工阶段有效的监测数据和结果输出,能够从根本上避免桥梁发生大的建筑问题;3)载荷监测,其监测对象包括风载、地震载荷及交通载荷等,主要是应用在桥梁运营阶段;4)结构静、动力反应监测,结构静力监测主要针对温度、不均匀沉降引起的桥梁反应,为运营的可靠性评估提供数据。结构动力监测主要针对的是风载、交通载荷等动态性载荷作用下的位移、速度及加速反应谱等 ;5)结构材质监测,结构材质监测是采用现代无损监测技术对桥梁构成材料监测,包括混凝土和钢筋强度变化和损伤情况等。采用的技术手段有超声波发、电位差法、射线法等。目前由于监测技术难以嵌入到桥梁结构中,所以该监测技术主要通过人工方式进行。

3.2 数据自动采集与传输技术

数据采集是指将传感器采集的数据进行信号放大,转换成模拟量或以数字记录。而传输技术则是指将采集转换的数据通过远程传送的方式传送到监控中心,以达到实时监控和远程监测的目标。数据的采集需要两种技术作为支撑,即数据采集的硬件技术和软件技术,数据采集的硬件技术包括信号调理、模数转化、贮存器等。其中贮存器主要起到数据缓冲作用,有时还可长期贮存数据。数据采集软件技术能够实现采集系统与计算机之间的数据通信,为用户提供系统操作界面等作用。

数据的传输技术要对实时监测数据进行压缩,并通过一定的方式传输到处理中心。同时传输技术还要能够实现“机-机”和“人-机”相互传输数据的功能。目前无线通讯技术及无线网络技术的发展为数据的传输提供了更为方便、高效的实时监控方式,但是真正实现广泛应用还需要进一步的研究。

3.3 结构仿真技术

现代计算机技术的发展,为我们模拟实际的桥梁结构提供了很好的平台。通过结构仿真技术,可以根据不同条件和要求,建立各种合理的结构力学分析模型或者构建不同形式构件组成的桥梁,来模拟分析预测桥梁结构力学中的关键点,以确定所需的材料强度特性。在桥梁施工阶段,通过仿真模拟可以突出施工中的重点和难点,以便采取有效措施避免问题发生。而在桥梁运营阶段,以采集到的数据为基础建立相关的全桥或关键结构部件的内部应力变化模型,而实现结构内力的重点监测的目的。结构仿真技术也可以实现全桥梁空间结构的模拟、加载时桥梁真实表现模拟等。

4 桥梁诊断评估技术

桥梁的诊断评估主要内容有承载能力、运营状态和耐久能力三方面的内容。在承载能力方面,其目的在于寻找确定出桥梁结构的实际安全储备,以免在使用中发生灾难性事故,是评估的主要内容。在运营状态方面,它与桥梁结构变形、裂缝及振动等相关,是指结构在正常的工作和定期护养的情况下的运营状态的评估。在耐久能力方面,主要的内容是评估桥梁的损伤情况和成因,及相应的材料的物理特性的变化。桥梁损伤可粗略分成结构性和非结构性损伤,就混凝土结构来说,结构性损伤主要是值混凝土的开裂、剥落及钢筋的腐蚀等,而非结构性损伤常会对桥梁的运营状态和耐久能力产生影响。桥梁的诊断评估工作是一个分析辨别数据,利用有效数据对桥梁进行评判的过程。目前,结构仿真技术的数据检测,多采用动力检测方法,如系统识别法、动力指纹法及神经网络法等。

5 存在的问题

在桥梁的施工过程并不是所有的方法都能实现,主要原因在于一些监测技术的实现需要有全面的布置,如传感器的布置,很难实现在施工过程中全面布置。同时一些关键技术仍有待深入的研究,包括1)系统硬件的稳定性、可靠性及抗干扰能力,桥梁搭建的地方常出在较为恶劣的环境条件下,如何有效的保证系统硬件的长期有效是值得广大相关工作者研究的,目前虽然光纤传感技术有不错的表现,但是真正实现普及应用还需一段时间。2)传感器的优化配置及数据处理,只有传感器有效配置才能实现真实反映桥梁结构变化,而数据的及时有效处理才可实现准确高效的实施施工控制或预测补救。3)规范与标准,目前针对与桥梁智能监测技术的规范和相关标准缺乏。4)有待发展成熟有效的健康诊断和安全评估方法。

6 结语

桥梁在施工和运营阶段的智能监测和控制技术综合了各方的技术优势,而实现施工和运营实时智能健康监测的目的。该技术系统的实现能很好的解决桥梁在施工和运营阶段的所遇到的问题,但是仍旧面临着很多的问题,需要研究者们进一步深入研究。

参考文献:

[1]郑凯锋,陈宁,张晓翘.桥梁结构仿真分析技术研究[J];桥梁建设,1988,(2):10-13.

[2]王岩松,冷曦晨.桥梁健康监测技术研究与应用[J];吉林交通科技,2005,(1):53-54.

[3]潘志强,浅谈桥梁健康监测技术[J];中国水运,2006,4(3):77-78.