时间:2024-01-05 17:07:40
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篇桥梁工程设计规范,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。
关键词:道路桥梁;工程设计;施工
中图分类号:TU997 文献标识码: A
近年来,我国许多桥梁设计大都达到了设计规范要求的强度指标,但因设计缺陷而在桥梁使用过程中出现的安全隐患却时有发生。因此,在桥梁设计时应该综合考虑构造、材料等因素,并结合以往实际工程经验,采取切实措施来减少桥梁设计中带来的安全隐患。此外,还应须知,环境不同、使用条件不同、设计对象不同,设计要求也就不同,桥梁结构体系的布局和构造等方面也要随之进行调整。桥梁设计规范再详尽也无法也不可能涵盖应由桥梁设计人员解决的所有问题,桥梁设计规范更新再快也不可能完全适应新技术、新思想、新材料快速发展对桥梁设计提出的全新要求。因此,科学合理的道路桥梁结构设计除必须满足桥梁设计规范基本要求之外,还要求桥梁设计人员具有较高的专业素质、丰富的设计经验和正确的实践判断能力以及施工人员的质量责任意识。
1 道路桥梁工程项目设计现状
近些年,随着经济的快速发展,我国加大了道路桥梁工程建设的密度与广度,虽然部分道路桥梁项目的设计满足了实际的功能需求与设计规范中的强度要求,但在实际投入使用后的几年内,均不同程度的出现了荷载裂缝、路基沉降、跳车等质量安全问题。因此,在道路桥梁工程项目的设计阶段,就应综合考虑、分析道路桥梁实际的结构、材料、环境条件、交通流量等因素,结合国外先进案例,通过各种技术手段优化设计方案,提高项目质量的耐久性、安全性。对于道路桥梁工程的设计,虽然国家颁布了相关标准与规范,但随着新技术、新理念、新工艺、新材料的不断涌现,而道路桥梁的功能需求又趋向多样化发展,有关设计规范与标准的更新很难适应现代化建设的需要。因此,现代道路桥梁的设计,在充分满足相关规范与标准的基础上,还需依靠设计人员的专业素质、业务水平来保障工程项目的质量安全。
2 公路桥梁设计的隐患问题
在公路桥梁设计的过程中,桥梁设计人员不能很好的把握和了解桥梁工程的全面情况,如桥梁规模大小、地理位置、桥梁结构性质、当地的自然气候等。这样就很有可能出现一些考虑不到位的问题,从而造成设计不合理等原因的缺陷。有些设计工作人员对公路桥梁结构强度的设计考虑过多,但从桥梁结构体系、构件材料、结构性质、结构耐久性、美观性等考虑的太少,不能很好地体现设计的全部功能意义。近年来,在我国虽然有不少桥梁工程从表面上看设计达到了规范的结构安全要求,但是有的桥梁使用了不到几年就出现了安全隐患问题,所以桥梁结构耐久性设计已经是安全设计的一个必须考虑的问题之一。
此外,公路桥梁的设计图纸样式和实际工路标符的不够明确,公路桥梁工作者如不是专业桥梁设计者,或者在计算设计过程中的一些失误,都会造成桥梁安全隐患问题的发生。忽视或不重视现阶段存在的公路桥梁设计理论体系法规,如在《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》指出,对于钢筋混凝土桥梁,因其结构重量占总荷重比例很大,活载引起的疲劳影响较小,因此不考虑重复荷载对结构产生的疲劳影响。这种理论体系对于桥梁的墩台和主梁等是有作用的,但对于桥梁的一些特殊构件的布局设计及忽略疲劳状态的设计是为隐患性的设计缺陷。再如桥梁支撑体与桥梁面板设计寿命时间不一致,在设计中没有充分考虑承载能力极限和正常使用极限情况状态。分为两种情况:一方面是指桥梁支撑体结构达到极限承载能力,结构整体或部分丧失稳定性,一方面是指在重复荷载作用下构件由于材料的疲劳而导致破坏的疲劳极限。对于桥梁墩台和主梁过于加强的特殊设计,而对桥面行车道板构件的设计不重视,显疲劳状态下的设计。
通过调查发现,多数公路桥梁主体结构承受力状态良好,而桥梁行车道板损坏严重,分析原因笔者认为是由于对行车道板的设计没有很好的把握。公路桥梁设计方案过于陈旧、缺乏创新。随着我国桥梁建设的快速发展,面对交通新形势下一些原有旧的公路桥梁的设计都跟不上交通建设形势的需要,甚至落后,停步不前。而有些桥梁设计人员思想设计观念落后、仍在模仿或运用过去的公路桥梁设计方案、缺少创新开拓精神、质量责任意识、经济等设计观念落后陈旧,设计方案单一、自然而然的就造成了缺乏论证所造成的设计方面的资源浪费、安全性问题等影响了我国桥梁的设计发展水平。
3 保证道路桥梁质量安全的相关措施
⑴合理选择设计方案对于道路桥梁工程项目的主体结构,应合理选择设计方案,以此保证工程项目的耐久性、安全性。由于道路桥梁工程建设的铺设范围较广,环境条件差异较大,从而在设计时,首先需要分析、考虑桥梁主体的结构形式,根据控制因素的不同,而选择能够充分满足项目需求,经济、合理的结构设计方案。目前,我国桥梁结构的设计形式,其主要分为标准跨径、大跨度两种。在实际的道路桥梁工程设计中,相较于大跨度桥梁设计方案,标准跨径桥梁的造价合理、施工难度小、能够预制装配,从而广为应用。
⑵ 项目设计阶段的质量控制道路桥梁工程设计水平的高低,将直接影响到道路桥梁的使用功能与使用安全,建设单位应给予设计部门充足的设计周期。在设计的过程中,设计人员在保证项目设计强度充分满足相关标准与规范的同时,应进一步创新、研究,以此保证设计方案的先进性。值得注意的是,设计人员在进行创新设计时,应本着成熟技术的原则进行分析、研究、设计,处理、协调好创新技术与传统技术间的关系,严禁采用未经检验的技术与设计,以此避免安全隐患的产生。此外,道路桥梁工程项目的设计人员,还应熟悉、掌握项目的施工技术与工艺,在设计中降低施工风险、提高质量检查的便捷性,从而设计出易于采取质量控制与施工的结构设计方案。对于工程项目中的重要部位,设计人员应进行全面、仔细的计算,保证数据、指标的准确性,以此避免发生事故。
⑶道路桥梁工程的耐久性设计道路桥梁工程项目,在施工的过程中与投入试用期间,均会受到环境因素、人为因素等影响。在地质灾害、风的侵蚀、雨水的腐蚀、交通流量的作用下,将造成桥梁部分结构材料出现老化、裂缝、断面等质量问题,以至于引发安全事故。究其原因,主要是由于道路桥梁工程在设计时缺乏综合考虑,并没有进行合理的耐久性设计而造成的。为此,在进行道路桥梁工程项目的设计时,设计人员应根据项目的自身特点与要求,针对施工场地条件、项目周边环境、最大交通流量等因素进行分析、预测,从而在保证设计强度符合标准的前提下,提高道路桥梁的安全性、耐久性。
关键词:道路桥梁;工程设计;隐患;安全性
中图分类号:U41 文献标识码:A 文章编号:
引言:近年来,我国有许多住“达到了”设计规范强度指标的桥梁,在实际使用仅仅几年的时间内,就不同程度的出现结构安全问题。因此,任开始道路桥梁设计时不止应该考虑构造材料等圳素,还应撒捌环境、设术对象、使用条件的不同采取各种切实有效的措施加强桥梁结构的耐久性设计,并对其整体布局和构造进行适当调整,力求工程的质量和耐久度的提高。毕竟,实际情况各有不同,因此,作为桥梁设计人员,必须具备高超的专业素质、丰富的设计经验和正确的实践判断力,在设计中脚踏实地根据地形地貌的各种因素的不同随叫调整设计细节,消弭隐患问题,只有这样才能真正科学合理的建造道路桥粱。
1 道路桥梁设计的隐患
在道路桥梁的设计过程中,常会出现由于设术者考虑不够全面而引发的设计缺陷问题。而在实际操作中,设计人监出于对道路桥梁结构强度的考量,人多会精心构计算,以满足规范的要求。然而在结构件系、材料、构造、维护、耐久乃至桥梁设计、施工等整个实施过程中可能的各种自然,人为因素的综合性考虑仍不够全而。例如桥梁设计中,由于对道路桥梁的实际路线不明确导致计算图式的偏差,使桥梁的局部受力过大;又如钢筋直径小,混凝土等级低等,这些问题都会严匠威胁到道路桥梁的安全性和耐久性。而由于设计人员的工作态度等导致的计算失误等问题,甚至直接影响施工进度与质量,更会直接造成道路桥粱的安全隐患。
1.1陈旧的道路桥梁设计方案
由于经济的飞速发展的要求,道路桥梁建设的规模正在逐步扩大,社会对道路桥梁的设计标准要求也相应提高。然而,在实际设计时,很多城市却不考虑自身的经济因素、人为因素乃自然因素,仍然沿用过去的道路桥梁设计方案,这样的敷衍态度自然无法满足城市发展的现实需求。面对目前迅猛发展的交通事业,具有的设计理念自然无法满足现实的交通需求。而作为道路桥梁工程的灵魂,设计在很大程度上都决定了道路桥梁工程的质量、造价、施工难易度等环节。设计观念的落后,设计人员的敷衍心态,缺少刨新意识等造成的安全性问题已经对我国的桥梁下程建设造成,很多负面影响。自鉴于此,道路桥梁设计方案的创新已经刻不容缓。但是在实际操作中,由于我目对道路桥梁设计的材料选用,以及工艺结构等方面的运用不足,情况已经不容乐观。而这种现状,大致足由以下几方面的因素造成的:
首先,由于桥梁设计的周期时间过短、争办方承接的任务量过大、而开发方只是的追求其带来的巨大经济效益,导致下设计单位没有足够的时间和资金研究如何创新,更无法进行同行业间平行比较,只能在单位时间内利用有限资会模仿或抄袭已有方案,造成了设计创新意识上的停步不前。
其次,虽然我目颁布了严格的桥梁设计审核制度和峨理制度,但是在某些不正当的外力介入影响之下,桥梁设计的竞争机制仍然无法做到真正意义上的公正、公平。以某些毫无新意、经济指标檄差酌设计方案也能通过并蛮施。
最后,由于国内的各类评优评奖活动的选评机制不够完善,导致了其只注重工程规模大小,而不顾设计理念是否符合时代需求,经济指标是否符合标准等重要环节,极大地影响设计人员的设计积极性。
1.2道路桥梁施工中存在的安全隐患
现在的道路桥粱施工周期越来越短,施工速度惊人。然而,在这种飞速进行的设计周期和施工速度下,道路桥梁的质量问题却着实令人担忧,而其中也留下了许多隐患问题。如南于施工方的城堡价格过低,导致“包上不包料”,甚至连施工设备都要由业主自行租赁或购买。使得承包方资金不足,只好层层分包,以期降低成本,而由此导致的偷工减料,以次充好等现象更是时有发生。最后完成的工程不止达不到规定的设计标准,甚至会剥道路桥梁的安全性、耐久性造成严重的威胁。除此之外,在材料市场上还存在严重的假冒伪劣问题,及币同程度的质量问题。而存施工过程中,监理制度的不完善导致的这些问题材料的流入,使得真正做到认真负责、严格把关的难度仍然较大。
1.3道路桥梁工程设计阶段存在的问题 长期以来,我国部分桥梁工程项目在设计的过程中,设计人员对于道路桥梁投入使用后的环境因素、温度因素、交通流量因素等方面缺乏考虑。许多设计人员在进行道路桥梁的设计时,往往只考虑了桥梁结构的强度是否能够满足相关设计规范与标准,而对于道路桥梁的结构体系、材料、耐久性、抗腐蚀性,以及项目设计阶段、施工期间、使用过程中可能出现人为因素、场地条件因素等影响缺乏综合考虑,以至于设计时的项目实际路线、计算图示不够明确,而造成道路桥梁实体结构的受力不均,以及保护层厚度过小、混凝土强度不足、钢筋规格不符等问题,严重威胁到道路桥梁主体结构的耐久性、安全性。
2道路桥梁设计问题的解决策略
2.1 合理选择设计方案 对于道路桥梁工程项目的主体结构,应合理选择设计方案,以此保证工程项目的耐久性、安全性。由于道路桥梁工程建设的铺设范围较广,环境条件差异较大,从而在设计时,首先需要分析、考虑桥梁主体的结构形式,根据控制因素的不同,而选择能够充分满足项目需求,经济、合理的结构设计方案。目前,我国桥梁结构的设计形式,其主要分为标准跨径、大跨度两种。在实际的道路桥梁工程设计中,相较于大跨度桥梁设计方案,标准跨径桥梁的造价合理、施工难度小、能够预制装配,从而广为应用。
2.2 项目设计阶段的质量控制 道路桥梁工程设计水平的高低,将直接影响到道路桥梁的使用功能与使用安全,建设单位应给予设计部门充足的设计周期。在设计的过程中,设计人员在保证项目设计强度充分满足相关标准与规范的同时,应进一步创新、研究,以此保证设计方案的先进性。值得注意的是,设计人员在进行创新设计时,应本着成熟技术的原则进行分析、研究、设计,处理、协调好创新技术与传统技术间的关系,严禁采用未经检验的技术与设计,以此避免安全隐患的产生。此外,道路桥梁工程项目的设计人员,还应熟悉、掌握项目的施工技术与工艺,在设计中降低施工风险、提高质量检查的便捷性,从而设计出易于采取质量控制与施工的结构设计方案。对于工程项目中的重要部位,设计人员应进行全面、仔细的计算,保证数据、指标的准确性,以此避免发生事故。
2.3 道路桥梁工程的耐久性设计 道路桥梁工程项目,在施工的过程中与投入试用期间,均会受到环境因素、人为因素等影响。在地质灾害、风的侵蚀、雨水的腐蚀、交通流量的作用下,将造成桥梁部分结构材料出现老化、裂缝、断面等质量问题,以至于引发安全事故。究其原因,主要是由于道路桥梁工程在设计时缺乏综合考虑,并没有进行合理的耐久性设计而造成的。为此,在进行道路桥梁工程项目的设计时,设计人员应根据项目的自身特点与要求,针对施工场地条件、项目周边环境、最大交通流量等因素进行分析、预测,从而在保证设计强度符合标准的前提下,提高道路桥梁的安全性、耐久性。
2.4提高道路桥梁的工程质量
首先对道路桥梁的耐久性、安全性的问题,要从科学的,可持续发展的观点审视,以提高道路桥梁的使用每命为蚕点,加强监测力度,及叫对桥梁进行养护维修:在桥梁设计和施工过程中,应对桥梁在使用寿命中所能发挥的经济价值和社会效益进行全面的分析评价。在设计方而,设计单位应采用先进的科学手段精心设计,并保证桥梁的造型美观有新意的同时确保桥梁的安全质量,尽最大努力消除隐患,利用电脑辅助手段进行快速优化和仿真分析。要克服各种不利因素,打造精品工程。
同时在道路桥梁建设的质量方面,建设单位要对整个工程进行总体规划,在投标过程中要考虑到当地环境的实际情况,不能以低价中标的方式进行竞标。预知低价中标所导致的之鞯是施工企业为保证收益向变更设计减少投入,缩小亏损空间,这样以来很可能无法保证上程质量和进度。
最后,在施工过程中,建设单位应当摆正位置,尽力辅助设计、施工单位,让他们能够全心投入的完成任务,确保工程的安全质量。
2.5提高道路桥梁的设计水平
道路桥梁工程的质量,关键在于桥梁设计水平高度。所以往工程进行中,建设单位应给予设计人员充足的时间,让其可以有充足的时问对整个工程有充分的认识和准备,从而进行合理的设计,杜绝工程质量问题的出现。
此外,在设计过程中,应处理好创新技术和固有技术之问的关系,要既其有创新意识,又能保证工程质量的稳定,决不能为了尝试新技术,新构造而用工程冒险试验。设计人应该在设计桥梁构造时,廊尽量选择施工风险较小,同时易于检查、控制的结构和施工方案。
最后,对于重大工程,甚垒于每个工程的关键性部分,设计者一定要以严谨的态度,科学的精神,周密的计算为出发点,杜绝设计计算方面的误差导致的事故,同时注意类似工程之间的对比,要充满积极性、竞争性,在确保每次万无一失的同时,不断丰富自己的认识水平,增强创新意识。
3结论:
作为一项复杂的日关系重大的系统工程,我们必须时刻重视道路桥梁设计小的隐患问题。而作为设计人员,则综合考虑多方面因素,根据具体的自然、社会环境等因素作出科学合理的工程设计。同时应当积极地引进国外先进技术,学习借鉴国内外的优秀案例和成功绎验,在道路桥梁的设计理念,上要有创新意识,在结构体系、施工管理等方面要做好防患设计,有备无患。只有这样才能解决桥梁设计中存在的隐患,确保道路桥梁的安全性和稳定性。
参考文献:
[1]郑智平 浅析道路桥梁病害及加固措施[J]中国高新技术企业,2009 (9)
关键词:桥梁设计安全性耐久性对策
Abstract: The domestic bridge design universal existence problems, durability and safety of the normal use of the structure properties and so forth. These questions are difficult to be solved in the short term, as designers, we must analyze the reasons to fully consider the construction technology, construction level of existing, combined with the characteristics of material, to formulate a scientific design method to improve the performance of bridge. This paper analyzes the reasons at present our country bridge safety, durability problems, put forward to improve the safety and durability of bridge design strategies and is of certain significance in guiding practical work.
Keywords: bridge design; safety; durability; countermeasure;
中图分类号:K928.78文献标识码:A文章编号:
引言
桥梁的安全性和耐久性是整个桥梁工程项目的重点工作,直接影响着桥梁的正常使用功能和人民生命财产的安全。近年来,我国接连发生桥梁倒塌事故,造成了严重的人员伤亡和经济损失,桥梁设计的安全性和耐久性也随之成为媒体和公众广泛关注和讨论的热门话题。目前,我国现行的相关标准、规范对桥梁设计的原则要求是“安全、适用、经济、美观和有利环保”,基本上涵盖了人们所重视和关心的重要问题。然而,纵观这几年桥梁倒塌事故的原因,大多是因为桥梁设计的欠合理、耐久设计没有明确说明、数据计算错误、施工偷工减料等原因。因此,设计人员在进行桥梁设计时必须要注重安全性和耐久性的设计,在设计上确保桥梁使用的安全、合理,满足桥梁的设计使用年限,推动我国桥梁建设事业的健康良性发展。文章就桥梁设计中安全性和耐久性的影响因素进行分析,研究和探讨、解决和提高桥梁安全性和耐久性的设计措施,以便能更好的确保桥梁建设使用的安全、合理,满足桥梁的设计使用年限。
1桥梁的安全性、耐久性差的原因分析
随着经济的高速发展,们对物质生活要求越来越高,对桥梁工程的使用年限要求也越来越高。欧洲规范规定各种土木工程结构物的使用寿命不得低于100年,美国规范将合理的使用寿命界定在75~100年。与国外桥梁设计规范相比,我国的公路桥梁设计规范的安全储备并不低,但是由于实际运营车辆的荷载水平超标、施工质量控制不力、工程项目得不到及时的养护管理等多方面的原因,出现了桥梁毁损的实例。
1.1缺乏完善的设计理论和结构体系
路桥工程是一项复杂庞大的系统工程,是由很多结构件组合而成的。设计时,各个结构件的安全性和耐久性是应考虑的主要目标和方向,而在桥梁工程的设计过程中,忽视相关的安全、耐久设计理念,对结构构造的设计体系不完善,造成了桥梁安全性、耐久性较差。结构设计首先是在满足使用功能的前提下,选择经济合理的桥梁结构方案,其次是对结构分析并进行构造设计,同时要依据有关规定的可靠性指标和安全系数进行设计,以确保结构的安全、可靠。然而,有些设计人员在设计中生搬硬套比较严重,设计与施工相脱节,造成设计环节频繁出现人为错误,降低了桥梁的安全性和耐久性。例如,有的设计受力路线或者计算图式不明确,造成局部应力过大;有的设计未能充分考虑施工工况,导致施工过程出现问题;有的结构设计的延展性和整体性不足,冗余性小;有的设计的混凝土强度偏低、钢筋的选择过细,保护层厚度过薄等等都降低了结构的安全性,影响到桥梁工程的耐久性。
1.2施工的质量控制不严
随着多处桥梁事故的曝光,桥梁工程的安全性逐渐成为人们关注的焦点。对已发生的事故做原因剖析可以发现,多数的事故都与工程施工质量控制不力有关。具体包括工程材料的选购不合格,施工工艺不符合相关规定,施工管理不善等等,这些原因造成工程质量无法达到有关规范的要求,为桥梁安全埋下了隐患。桥梁工程的材料应该具有抗压性好、轻便的特点,尤其是钢筋混凝土的使用必须按照科学的比例调试。设计方案如果不能结合当地的地形、气候条件,如空气湿度、地基松软程度等,就会出现钢筋保护层不足和目前广泛出现的构建开裂问题。水泥选用、混凝土配合比、振捣、养护不当及预应力世家不合理等因素可能在短期不会对桥梁的正常使用产生影响,但是必将影响桥梁的使用寿命,影响桥梁的安全性和耐用性。
1.3桥梁工程的监督管理体系有待进一步完善
桥梁施工需要专业人员做监督管理,施工之前,桥梁的结构构造体系、结构材料的使用在工程建设的全过程都需要专业技术人员的管理。现实施工过程中,由于工作人员疏忽导致的数据失实、结构整体性和延长性不足,冗余性较长等问题就时有发生;此外,施工过程中的图纸不明、混凝土的等级判定、钢筋直径、构件截面的厚度等问题都需要专业人员的考核。任何环节的疏忽都有可能为桥梁的使用埋下隐患,影响桥梁的耐久性和安全性。
2提高桥梁安全性、 耐久性的措施
山东理工大学(以下简称“我校”)以往6届道路与桥梁方向毕业的本科生就业情况如图1所示,可以看出我校输送出的学生接近80%在施工、监理、管理等部门就业,继续深造学业和在设计单位工作的仅占17%。由此可知,“桥梁工程”课程的改革目标应该集中在培养学生从事桥梁工程技术及管理工作的基本能力和社会急需的实践能力上。其总体思路是以实际工程为背景,以工程技术为主线,改革课程体系、知识学习方式、考核方式和评价标准,加强实践教学及能力培养方式等关键环节,提高学生的工程意识和工程实践能力,培养出创新能力强、适应企业发展需要的应用型土木工程师。
二、课程改革的具体措施
1.基础教学
选用国家规划教材,以“精、宽、新”的理念整合教学内容。精:以一种桥型的桥梁建设过程为主线,由点到面、深入浅出把繁杂的内容讲活、讲透,使学生举一反三,即可对其他结构形式采用粗讲。建立以“学生为主体,以教师为主导”的教学模式,将工程实例(最基础的混凝土梁桥、拱桥)引入课程教学。通过实施一个完整的项目来组织教学活动,采用类似科学研究与实践的方法,促进学生主动学习。具体做法是将5~6名学生分成一个小组,给每个小组下发一份既有实际工程的设计图纸,抓住桥梁建设过程主线,讲授桥梁设计基本原则、平纵横断面设计内容、桥梁建设程序和方案比选、桥梁上的作用、桥面布置与构造、上部结构的设计计算、支座、下部结构的设计计算和施工技术。对其他结构类型桥梁则以课上简介课下大作业的方式学习。宽:采用国家新标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)教学,对连续刚构、钢管混凝土拱桥、斜拉桥和悬索桥等大跨度桥梁进行类比性、归纳性讲解,使学生适应我国迅速发展的桥梁建设事业。新:利用三维动画模拟、电视录像片和纪录片等教学手段,把本专业最新动态和发展、科研成果、施工技术引进课堂,拓宽学生视野。依据CDIO教学模式,实施多样化教学方法。(1)引导性教学和自主性学习相结合。树立学生为主体的教学思想,组建学习小组,开展课堂互助讨论教学,随着课程进展预留联系工程实例的“大作业”,这些“大作业”可以是课程的重点难点、行业的动态或综合性的知识,作业以小组提交。这种教学方法能调动学生学习的主动性,增加学生之间的相互交流,在锻炼学生的独立分析能力的同时加强团队合作精神培养,以课外补课内来提高教学效果。(2)项目教学法教学。教学全过程中充分突出实践、强化应用,以实际工程项目为背景,将行业规范、现场案例、施工图纸和录像融入教学,培养学生的工程素质和工程能力。(3)网络化和信息化教学。通过课程网站建立网上互动平台,学生可以在网站上查看并下载教学大纲、教学课件、各章习题、课程设计的任务书和指导书、工程实例、行业动态等,也可以在网站上留下自己的心得和疑问,由师生进行开放性讨论,从而提高学生的学习自主性。
2.实践教学
基于应用型土木工程人才培养目标的定位特点,构建以能力培养为核心,多模块、相对独立、相互衔接的实践教学体系,该体系由计算机辅助设计软件学习、课程设计、模型制作、专题讲座和认识实习等部分组成。鼓励并引导学生使用桥梁博士、桥梁通等桥梁工程计算机辅助设计软件,改变课程设计、毕业设计完全手算及手工绘图的现状,邀请设计院技术负责骨干进行专题讲座,依托实际工程进行课程设计,在“做中学,做中教”,培养学生的工程设计能力。[4]利用课程设计的成果,以学习小组为单位按比例制作桥梁的上部结构模型,结合工程已有的其他部分图纸补充下部结构、支座、桥面铺装、栏杆、排水和照明完成全桥模型。在建造过程中,要求严格按照设计图纸施工,不能随意变更设计,在课程结束时提交实体模型和设计说明书,利用PPT演示建桥的全过程并对成果进行答辩,通过熟悉设计图纸课程设计制作模型成果答辩使理论知识具体化、实体化,不知不觉中培养学生的工程能力。
3.考核方法
为鼓励学生个性化发展,打破应试教育的桎梏,采取多元化考核模式,在强调测试理论知识的同时注重工程实践能力和工程设计能力的评价与考核。在考核方式上,采用闭卷笔试、小论文、大作业、模型制作、答辩、互评、自评相结合的形式。4.课程教学体系建设毕业设计是教学过程最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节,要求学生综合应用所学各种理论知识和技能。桥梁工程课程的改革建立的“课堂教学、课程设计、认识实习”三元一体模式实质上是对毕业设计环节的基本训练,因此改革后的桥梁工程教学模式可和其他教学环节构成如图2所示的教学体系。
三、桥梁工程课程改革效果
经过两级六个自然班的课程实践,桥梁工程课程改革取得了显著的成效,主要表现在:第一,构建了以学生工程能力培养为主线,分层次(基础教学课程设计桥梁模型)、多模块(认识实习—课程教学—专题讲座—毕业设计)、全过程、递进式的实践教学课程体系,通过连续渐进的典型工程项目设计,培养学生的工程素质、工程能力和设计能力。第二,实施多元化考核评价方式,增加小组讨论、大作业、模型制作、答辩等环节,激发了学生学习主动性,提高了学生学习能力、研究能力和工程实践能力。在后续的生产实习中,教学培养基地企业反映该批次学生较之往届“上手快,操作能力强”。第三,课程设计和毕业设计成果质量提高显著。将项目教学法纳入课程,使学生对现行规范的把握、识图、画图能力加强,将计算机辅助设计软件应用于设计验算,在内容难度加大的情况下学生的成绩没有出现下降趋势。
四、结语
关键词:桥梁工程;工程施工;质量管理
引 言
众所周知,工程质量决定了工程寿命,任何企业单位只有在保证工程质量的前提下,才能谋求更好的发展。桥梁工程也不外乎是,其质量的优劣直接影响着桥梁的使用效果,因此,桥梁工程施工质量管理的重要性可见一斑。伴随着国家科技水平的提升,建设制度逐步完善,在桥梁的施工阶段,加强对质量的控制已成为工程项目中不可或缺的环节,也只有在工程施工中实施全范围的质量管理,才能保证优越的工程质量。
一、桥梁工程施工质量管理的内容
桥梁作为跨越地理障碍的大型建筑物,其建筑规模庞大,类型也千差万别。有数据统计,在公路建设中,桥梁占了工程总量的40%,而且随着我国建筑行业持续扩建的势头,这项数值还将不断增长。此外,由于桥梁工程的施工难度远远大于挖山填谷的难度,这就使得桥梁的施工对公路建设的影响越来越大,也导致桥梁在施工与使用的过程中,难以避免地出现一些质量问题,一定程度上影响了桥梁的受载性能,使工程的使用周期严重受损。所以在桥梁的施工阶段,务必加强对工程质量的控制,分析影响工程质量的潜在因素,并加强质量控制力度,保证桥梁工程施工的质量安全。
宏观角度上,桥梁工程施工阶段的质量控制大抵包含以下几方面内容:首先,由于结构设计等原因,无论怎么改变施工工艺,桥梁的结构在施工阶段都会发生变形,这种变形会受到许多因素的影响,很容易导致桥梁的实际位置偏离预期目标,最终造成桥梁的线性形状不满足设计要求,或致使两侧桥梁难以合拢,因此一定要对桥梁采取强有力的几何控制;其次,桥梁内部结构是否稳定,直接关系到桥梁结构的安全与否,所以采取必要的稳定控制,对桥梁的强度而言有着非常重要的意义;再者,在施工与使用阶段,桥梁结构的受力状况与设计是否相符,是施工质量控制所要明确的重点内容,应力控制可以很好地解决此类问题;最后还要做适当的安全控制,只有在保证施工安全的前提下,桥梁的施工才能有效地进行,脱离了安全,其他控制根本就无从谈起。
二、桥梁工程施工中常见的质量问题
在桥梁工程的施工过程中,人工挖孔桩无疑是常见的一种施工方法,这务必要保证其孔径、垂直度、中心位置的准确性,并适时适当地进行检查、复核。另外,护壁的混凝土强度应该比灌注桩所用的混凝土强度高一等级,保证紧贴内壁,振捣密实;还应按照设计规范制作钢筋笼,在有效定位后,开始整体吊放,入孔时切忌对孔周围的保护层厚度造成影响。在桥梁施工中,柱墩上的混凝土表面粗糙、缺乏美感的现象时有发生,想要避免这一问题,在安装模板是就必须严格遵守施工规范。这其中还应考虑到立柱模板的接缝是否平整、拼接是否严密定位的精度、竖直度、保护层厚度有没有达到质量的设计指标等问题。
在铺装沥青混凝土之前,应该对桥梁表面进行严格检查,确保桥面的平直度、整洁度。横坡要满足设计的要求,如不符合,应马上处理。混凝土桥面的铺装厚度也要满足设计的条件,除此之外,其他指标如砼强度、铺装层、防水层等也必须严格地按规范实行。还有,为保证施工的规范性和工桥梁的质量与美观,在盖梁施工阶段,安装模板后,要对侧模、底模、施工尺寸、标高、平整度、平面位置、接缝处理、横坡等进行严格检查,以保证施工内容与设计内容相符;相邻模板间应该做到平整干净、接缝严实,确保不漏浆、涂料均匀,尤其是在和立柱交接的地方,更要认真检查,以防止对缝隙的处理不当,杜绝桥梁质量问题的滋生。
三、桥梁施工中的质量管理措施
1.对原材料的质量进行严格控制
在桥梁工程的施工当中,建筑材料的好坏与质量控制紧密相关。这就首先要保证进场材料满足设计的要求,尤其是对于砂、石这些变异性大的材料,稍有不虞,很容易对新配制混凝土的强度等级造成影响;再如当砂石中的含泥量大于3%时,一些细粒会在集料的面部凝聚,导致供水量的增加;还有,骨料所含水量对混凝土的强度有很大的影响。为避免以上问题的发生,所以在桥梁的施工阶段,要尽可能地选择膨胀系数低、含泥量少的连续级配型骨料,因为连续级配型骨料能够有效地提高它在混凝土中的占用体积,减少水泥的使用量,最终减少因水化热而产生的施工裂缝。因此,要保障桥梁施工中的混凝土质量,必须对建筑原材料进行全面的质量检查,除此之外,质量控制人员还要了解和掌握含水量的变化情势并及时地拟定对策,只有在材料全部满足技术指标的情况下才能投入工程中使用。
2.加强施工人员的质量安全意识
人作为桥梁工程设计施工的唯一控制者,其对质量的认识态度和安全意识决定了桥梁工程能否顺利实施,因此,只有充分调动施工人员的质量意识,进一步加强安全教育和相关的施工技术培训,才能在真正意义上保证工程的质量与安全。如何将施工人员的质量安全意识贯彻于施工中去,首先要使施工人员了解到工程质量与安全的重要性。除此之外,还需制定一套有效的管理机制,规范和约束施工人员的举止行为,保证从根本上解决和保证桥梁工程施工中的质量问题。也只有在施工人员的质量安全意识得到提高的前提下,桥梁施工的质量才得以保证,从而最终保障人们的出行安全。
3.建立质量管理信息系统
在对桥梁工程的质量管理中,应当与时俱进,运用现代化的信息技术,将桥梁工程的质量问题与计算机网络等先进技术紧密联系起来,这样可以很好地为桥梁工程的质量管理提供准确的情报,同时还需加强质量管理人员对相关软件的使用。质量管理作为工程施工管理中的重要环节,涉及到各方面大量的信息,且具备实施难度高、综合性强等特点,由此也决定了信息技术在质量管理方面的优越性。与其他手段相比,质量管理软件的工作时间短,运算的准确性高。因此,建立一个有效的质量管理信息系统,无疑对施工阶段的质量评审与控制有很大收益,比如说生成各类质量评审报表,绘制各类质量评审函数,甚至从各种实际数据中对子项目工程质量的等级进行审核等等,都表现得游刃有余,最终为工程质量的动态控制实施提供了可靠的信息保证。
4.对桥梁营运阶段进行长期监测
伴随着我国交通行业的蓬勃发展,桥路的荷载等级、行驶流量以及车行速度等指标也跟着提升,人们对桥梁的质量要求也越来越高,更由于一些不确定性的自然破坏力的存在,必将会对桥梁的营运质量构成威胁,所以,应该在桥梁施工阶段有审慎性地建立一个长期监测点,为以后桥梁的维护提供科学、准确的依据,保障桥梁在营运阶段能够安全使用。因此,在营运阶段中的桥梁急需一套完善且长期性的监测系统,从而使得桥梁在营运工作中可以依据客观情况进行有效维护。现如今,国内在这一方面的工作做得很不充足,仅仅靠一些外观检查的手段,得到一些不切实际的数据,这明显是不具备实际意义的。要想彻底地改变这一现状,科学准确地掌握桥梁结构在营运阶段的详细情况,就必须在桥梁工程施工阶段建立施工质量控制系统,并保证它能长时期地在桥梁的营运阶段实施有效监测,只有这样,才能保障这些耗费巨、与国民生计息息相关的工程方便使用、持久安全,一步一步地将我国的桥梁工程质量提升到一个崭新的水平。
参考文献
[1] 李定军;浅谈桥梁工程施工质量管理[J];工程技术;2011,(20):61-62.
摘要:在桥梁工程设计中,桩基沉降问题一直是桥梁工程设计的关键问题。本文主要结合笔者多年工作经验,阐述了桥梁工程设计中的桩基沉降问题。
关键词:桥梁;设计;桩基;沉降;群桩
1单桩沉降计算理论
(1)沉降量组成。单桩受到荷载作用后,其沉降量由下述三部分组成:①桩本身的弹性压缩量;②由于桩侧摩阻力向下传递,引起桩端下土体压缩产生的桩端沉降;③由于桩端荷载引起桩端下土体压缩产生的桩端沉降。1995年版的《桩基工程手册》与史佩栋主编的《实用桩基工程手册》均是上述意见,沉降量应该还包括一部分,即由桩土的相对滑移引起的桩端刺入量。因为一般桩端位置也有侧摩阻力,有侧摩阻力就有桩土相对滑移。但桩土的相对滑移的确较小。(2)单桩沉降计算。单桩沉降计算方法主要有荷载传递分析法、弹性理论法、剪切变形传递法等。①荷载传递分析法也称传递函数法,它是把桩划分为许多弹性单元,每一个单元与土体之间用非线性弹簧联系,以模拟桩-土间的荷载传递关系。荷载传递法的关键是确定传递函数的形式,有解析法和位移协调法两种方法,具体不再详述,可参考《桩基工程手册》。②弹性理论法。弹性理论法通常把桩分成若干个均匀的受载单元,通过桩上各单元的桩位移与邻近土位移之间的协调条件从而获得各单元受载大小的解。桩的位移由轴向荷载下桩身的弹性压缩求得,土的位移则油Mindlin解计算在土体内部某一点作用一荷载时在土体内另一点所产生的位移求得。③剪切变形传递法。Cooke(1974)提出了摩擦桩荷载传递物理模型。假定当荷载水平P/Pu较小时,桩在轴向荷载P作用下沉降较小,桩与土之间不产生相对位移,因此,桩沉降时周围土体也随之发生剪切变形,剪应力τ从桩侧表面沿径向向四周扩散到周围土体中。剪切变形法采用的摩擦桩的荷载传递物理模型比较合理。弹性理论法很容易引入到对群桩的分析,因为它考虑到土的连续性,但剪切变形传递法想要引入到对群桩的分析比较困难,还需要对其可行性进行探讨,对其方法进行深入研究。(3)影响单桩沉降的因素。由弹性理论法得出的影响单桩沉降的因素:影响单桩沉降的因素主要如下:①单桩沉降随着L/d和K的增大而减小,亦即桩愈长和桩相对愈难压缩,单桩沉降就愈小。②Eb/Es愈大,单桩沉降就愈小。即桩端土相对越难压缩,沉降越小。③对于细长桩(即L/d较大),桩端持力层性状对单桩沉降影响较小。④在《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)中采用Mindlin方法计算桩基沉降,实际上并不是弹性理论分析方法,而是分层总和法,只是用Mindlin应力公式计算附加应力。但在Mindlin应力公式中并没有Eb/Es的参数,因此桩端处持力土层的弹性模量与桩周土弹性模量之比值Eb/Es,在规范法计算时并不影响沉降大小,沉降结果只与桩端下土层的压缩模量有关。(4)单桩刚柔性分析。L/d愈小和K愈大,Eb/Es的变化对单桩的沉降影响就愈大,亦即刚性桩特性愈显明显;不仅桩身模量较低的搅拌桩表现出柔性桩的特性,而且桩身模量很大的常规桩随着桩长的增大也会呈现柔性桩的特性(指单桩沉降与持力层性状关系不大);柔性桩与刚性桩的划分主要取决于L/d和K.
2群桩沉降计算
(1)群桩沉降。变形形状是桩、承台、地基土相互影响的结果。高承台群桩,侧摩阻力的荷载传递过程仍与单桩相近,即遵循随着荷载增大侧摩阻力从桩顶开始逐步向下发挥。(2)群桩沉降影响主要因素。群桩沉降涉及的因素远比单桩沉降多,例如群桩几何尺寸的有关参数、施工工艺与流程、地基地质条件、荷载大小和持续时间,以及承台型式等,对于影响沉降的主要因素,单桩与群桩两者也不相同,前者主要受桩侧摩阻力影响,而后者(群桩)的沉降在很大程度上与桩端以下土层的压缩性有关,如图1表示持力层下有软下卧层时,单桩试验承载力和变形能满足设计要求,但群桩沉降就不一定能满足设计要求,需要验算。(3)群桩沉降计算。已有的计算方法各有其特点和适用范围,大致可分为:弹性理论法、等代墩基法、分层总和法、数值计算法等。目前在工程中应用较广泛的桩基沉降计算方法,仍是把群桩作为假想的实体深基础。计算出作用在桩端平面处的压力p后,即可按土力学课中所述的分层总和法计算桩端下土的压缩层厚度内的变形值,即作为桩基的沉降量,其计算步骤与浅基础的沉降计算相同。许多工程实测证明,应用明德林解计算群桩沉降比布辛纳斯克解更符合实际。但由于明德林解的计算方法复杂,故一直未能得到推广应用。通过大量计算工作,《桩基规范》在明德林解与布氏解之间建立相关关系,引入“等效沉降系数“e”,并推荐一种称为“等效作用面分层总和法”用以计算桩基沉降。该法既保留以布氏解为基础的分层总和法简单实用的优点,同时又考虑明德林解合理的内容。
参考文献:
[1]颜宏.公路桥梁工程设计中的桩基沉降分析[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2011,(5):45-46.
[2]周红波,牛子春.高层建筑打入桩基与钻孔桩基沉降对比分析[J].施工技术,2007,(9):98-99.
[3]邱宁新.建筑设计中桩基沉降的计算问题[J].江西建材,2012,(2):39-41.
作者:张磊 胡志强 单位:贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司
关键词:牛河梁遗址 桥梁工程 方案比选
Abstract: the bridge engineering is the city is an important part of the municipal construction, in this paper the author bridge design in many years, because the NiuHe beam to participate in the project site infrastructure bridge design engineering, due to the particularity of the project itself, in the design of the factors to consider are also many, for example in this paper, for the general design personnel tried to meet in the future similar situation can provide a reference basis.
Key words: NiuHe beam bridge engineering site selection of the alternative schemes
中图分类号:[TU997] 文献标识码:A文章编号:
桥梁工程师城市市政工程的重要组成部分,是城市道路的重要补充,本人从事道路桥梁设计工作10余年,参与过很多城市桥梁的设计工作,最近有幸参与了牛河梁遗址基础设施工程中的桥梁设计工程,由于项目本身的特殊性,在设计时需要考虑的因素也很多,现以本工程为例,为广大设计同仁日后遇到相似情况提供一个参考的依据。
一、项目基本情况:
牛河梁遗址是于1988年被国务院公布为全国重点的文物保护单位,2003年第十六地点的发掘被评为年度全国十大考古发现之一,2004年被国家文物局列入全国100个大遗址保护名单,2005年省政府颁布实施《牛河梁红山文化遗址保护规划》,2006年牛河梁遗址被列入重设的《中国世界文化遗产预备名单》,同年国家文物局批准牛河梁遗址第一、第二地点的文物本体保护工程立项。
2008年牛河梁遗址申报世界文化遗产工作列入省政府议事日程,计划用3年时间完成牛河梁遗址申遗工作。朝阳市政府按照省政府的要求,编制了牛河梁遗址申报世界文化遗产项目建议书,包括文物本体保护、基础设施建设、环境治理等项目。其中,第一地点、第二地点保护展示大棚项目委托清华大学建筑学院,按《牛河梁红山文化遗址保护规划》和国家文物局的要求,设计实施方案。
二、设计的难点:
由于工程涉及重点文物工程,因此在设计时要充分考虑其特殊性,这主要体现在项目的现状情况上:
首先,女神庙需要建一个集保护、展示与研究于一体的保护展示大棚,既可以对遗址起到保护的作用,同时使遗址具备了可供游人参观的条件;积石冢要在保护的前提下部分复原展示;部分建集保护、展示、科研于一体的保护展示大棚;已在牛河梁遗址出土的大量石器、陶器和玉器,既需要保护好,也需要有一个基础设施配套齐全的供人们参观的遗址保护展示场所。
核心区内现有187户786人。这些居民需要有计划的搬迁、安置,其稳定的生活是既涉及遗址保护,又涉及当地经济发展和社会稳定,需要妥善安置。另外,保护区已关停的铁矿场也需妥善处理。
第三,既有的锦承铁路和101国道在遗址区的中心地带穿过,列客、货车和车辆的通过严重影响了遗址的周边环境,这也是困扰牛河梁遗址申报世界遗产的主要问题之一。
第四,面对50多平方公里的保护面积,需要投入大量的人力、物力和财力,这对于财力不算宽裕的朝阳市而言,无疑是一个巨大的财政压力。
三、设计基础:
本工程在遗址区内已有桥梁一座――张福店小桥,该桥修建于1991年,形式为3跨石砌墩实心板桥,桥长14m,桥宽5m。因年久失修,桥梁主体结构及附属设施均有较大程度的破坏,不仅影响交通而且存在严重的安全隐患。在设计计划中遗址区内新建1号道路后通过此桥与101国道相连,为满足日后增长的交通需要以及从车辆的安全通行角度考虑,设计需要拆除老桥,在原桥位处新建桥梁一座。
在设计之前应全面贯彻“安全、实用、经济、美观”的技术方针,设计时选用技术可靠、经济合理、施工可行的工程方案,确保实施的可行性、安全性和使用的可靠性、耐久性。 针对原桥位处水文、地质等特定的建设条件,合理选择适宜的桥型。 桥型设计应注重与遗址区内环境氛围相协调。桥梁结构采用受力形式合理、结构简单、行车平顺、技术成熟、施工简便,易于养护管理。
桥梁设计需要涉及的相关规范较多,本文仅例举一些常用的设计规范,在实际工程中应结合项目的实际情况选取并严格执行相关的设计规范。
1、《城市桥梁设计准则》(CJJ11-93);
2、《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004);
3、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004);
4、《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007);
5、《道桥用防水涂料》(JC/T975-2005);
6、《城市桥梁桥面防水工程技术规程》(CJJ139-2010);
7、《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/TB02-01-2008);
四、桥型方案
根据拟建项目的实际情况,综合考虑各方面因素后初步拟定2种桥型方案以供比选
(1)、1跨净跨径20m钢筋混凝土空腹式板拱桥;
(2)、1跨20m预应力混凝土空心板桥。
两种桥型的具体形式及特点如下
(1)、1跨净跨径20m钢筋混凝土空腹式板拱:
本方案为钢筋混凝土空腹式板拱,桥面总宽11m。主拱净跨径20m,矢跨比为1/6,配合六跨净跨为1.5m的腹拱。拱圈采用等截面圆弧线,表面用粗石料镶面,环氧砂浆粘牢。拱上填料外立面采用细缮光条石镶面。桥上人行道栏杆采用青石栏杆。
桥梁下部为独立前墙式桥台,扩大基础。
其方案特点主要体现在:① 技术可靠、造价较低、运行性能一般。② 施工工序多,难度较大。工期较长。③ 拱桥为一种推力结构,对地基要求较高。④ 上承式拱桥建筑高度较大,使接线工程量增加。⑤ 造型优美、古朴典雅,与遗址区景观相互协调。⑥ 后期养护费用较低。
(2)、1跨20m预应力混凝土空心板桥。
本桥为先张法预应力混凝土空心板,1跨20m,桥面总宽11m。
空心板桥下部结构为桩柱式桥台,钢筋混凝土钻孔灌注桩基础。
空心板桥方案特点:① 技术可靠、造价低、运行性能一般。② 空心板工厂预制组装,施工设备少,施工速度快,难度小。③ 后期养护费用较低。④ 施工周期较短。⑤ 造型简单,与遗址区景观协调较差。
关键词:道路桥梁;设计;隐患;措施
中图分类号: U448 文献标识码: A
引言
随着我国经济的不断发展,作为我国城市建设的重要基础设施之一,道路桥梁在我国经济建设中发挥着非常重要的作用。虽然我国道路桥梁设计也有所突破,但仍然有许多新建的道路桥路在设计中仍然存在许多问题,严重影响道路桥路的施工质量。因此,为了提高道路桥路的施工质量,就必须对道路桥梁设计中存在的核心问题进行分析,以便采取有效的措施进行解决。
一、道路桥梁设计存在的主要隐患
1、设计人员没能把握住设计桥梁的全面情况
对于工程项目在竣工并且投入使用后的性能情况往往是不会过多的考虑的,如交通流量、温度因素以及环境因素等都没有综合的考虑,而设计人员考虑的往往是设计阶段的桥梁结构的刚度和强度必须是符合相关的设计规范的,同样的对于项目设计施工阶段可能会出现的环境因素或是人为因素也没有考虑,而对于道路桥梁工程的结构体系、材料的抗腐蚀性和耐久性也没有细致的研究,所以在设计阶段就无法清晰的显示出道路桥梁工程项目的计算图示和实际路线,导致钢筋规格不符合要求、混凝土强度太低以及保护层厚度不达标等质量问题的出现,同时也降低了道路桥梁主体结构的安全性和耐久性。
道路桥梁是一个大重量、高高程的人工构筑物,在结构上会出现受力点多、应力大、容易受到外界情况干扰等问题,应该进行精确的道路桥梁工程设计计算,如果计算出现失误,那么会对道路桥梁性能和安全产生影响,甚至会导致道路桥梁垮塌和寿命缩短等实际问题
2、设计方案与道路桥梁的发展情况是脱节的
在道路桥梁工程项目的实际设计工作中,我国的绝大多数城市采用的仍是传统的项目设计方案,而这显然是无法与现代化的道路桥梁建设项目的实际需求相适应的,同时还可能为日后的运行和使用留下一定的安全隐患。当前社会和交通对于道路桥梁的规模、功能、数量、施工、进度、质量等方面要求正在变得越来越严格,而在实际的道路桥梁设计工作中,很多设计人员采用简便的方法,沿用传统落后的道路桥梁设计方案,不仅没有考虑市场、社会的波动,而且也没有重视影响道路桥梁工程的经济、公众、环境等各种因素,导致道路桥梁设计工作失去了本身的意义,容易给道路桥梁留下各种问题和隐患。
道路桥梁所确定的设计方案是项目工程施工最重要的依据,而设计方案的实际水平对于工程项目的施工难度、施工进度、施工质量以及施工的工程量也会产生决定性的影响。而实际的情况却是,在我国市场经济体制下,建设单位、施工单位等各个单位都想追求最大化的经济效益,那么留给设计部门的设计周期就是很短的,并且对设计工作的投入力度也不够,随着我国桥梁事业迅速发展,新形势下原有旧的道路桥梁设计方案过于陈旧、甚至落后、缺乏创新,跟不上形势的需要。还有一些桥梁设计人员设计思想观念落后、还在模拟过去的桥梁设计方案、缺乏创新、开拓精神和责任意识等设计观念落后,造成设计方案单一、缺乏论证进而造成设计方面的资源浪费、安全性等问题影响我国桥梁的设计创新发展。
3、道路桥梁设计的安全隐患
在一些道路桥梁设计中,工期的设计存在过于短暂的问题,这会导致道路桥梁实际施工进程的加快,这样会产生严重的质量隐患和安全隐患,进而给道路桥梁的建设带来各种潜在问题。一些道路桥梁设计受到建设方的影响,对于造价控制过于苛刻,导致正常的施工企业利润得不到根本保障,施工企业只能通过分包转包来降低成本,而分包转包单位在没有正常利润的情况下,只能通过偷工减料和以次充好等方法来实现赢利,这会给整个道路桥梁工程带来各种隐患,甚至出现为了赢利而牺牲道路桥梁质量、安全和寿命等实际问题。在道路桥梁设计中,一些施工单位对于道路桥梁材料没有明确规定,给问题材料、假冒伪劣产品进入道路桥梁现场提供了可乘之机,使监理单位、施工企业难于对道路桥梁材料进行严格把关,不但导致道路桥梁质量成为一句空话,还会引起道路桥梁的安全问题。
4、对道路桥梁设计理论体系法规了解不充分
理论体系对桥梁的墩台和主梁都有作用,但是在对于一些特殊的桥梁构件的布局设计及忽略疲劳状态的的设计是为隐患性的设计。另外,桥梁的支撑体与桥梁的面板设计寿命长短不一致,设计中没有全面考虑承载能力和正常使用极限的情况以及状态。这类情况使得,桥梁支撑体结构在达到极限承载能力时,结构的整体或者部分会丧失稳定性;因为重复荷载作用下构件材料的疲劳导致产生破坏的疲劳极限。还有虽然加强了桥梁墩台和主梁的特殊设计,但是对桥面的行车道板构件的设计不够重视,显示出疲劳状态下的设计。调查中现实,很多桥梁主体结构承受力状态良好,但是桥梁道板的损坏缺严重,这些都说明没有对行车道板的设计没有把握。
二、避免道路桥梁设计隐患的方法措施
1、提高桥梁设计人员的专业水平、质量责任意识
桥梁工程的设计水平的高低直接影响到桥梁工程的质量安全问题,关系到桥梁工程的设计是否具有科学合理性。因此一座优质的道路桥梁工程与优秀的设计人员工作不可分割。桥梁的设计人员在设计工作开始前,要充分了解和查勘要建设的桥梁的实际工场地上的天文、地质构造和地理位置等综合条件。发现不利条件,通过借鉴和参考中外成熟先进的桥梁设计技术,结合实际大胆的、放开的设计,做到减少隐患甚至避免隐患。进而掌握先进科学的设计理论,加强设计人员团队建设,发挥团队人员的智慧与作用。把设计的目标和质量安全、经济指标作为评奖的依据,提升桥梁设计人员的工作热情和责任心理。
2、重视道路桥梁设计的质量
在道路桥梁设计中,应该突出工程质量这一环节,要从专业的、科学的角度对道路桥梁的设计工作进行剖析,以耐久性和安全性为核心,加强道路桥梁设计工作。要在道路桥梁设计中加强监督的力度,重点对道路桥梁施工、使用、维护等环节进行控制。在实际的道路桥梁设计过程中,应对桥梁在使用寿命中所能发挥的经济价值和社会效益进行全面的分析评价。在设计方面,设计单位应采用先进的科学手段进行精心设计,保证桥梁的造型美观、有新意,同时确保桥梁的安全质量。
3、选择最优的设计方案
要想充分的保证道路桥梁工程项目的耐久性和安全性,首先我们就要保证项目主体结构的实际质量,因此,选择最优的设计方案就是非常重要的一个措施。在道路桥梁工程项目的施工过程中,其容易受到地质、天气等外界环境因素的影响,同时其涉及的范围和内容也非常广,所以,设计人员在进行设计工作时,必须先为桥梁的主体结构选择最合理的结构形式,并且选择最优的结构设计方案。通常情况下,大跨度和标准跨径是我国桥梁结构设计工作中最常用的两种形式,与大跨度的桥梁结构形式相比,标准跨径的桥梁结构形式能够预制和装配,并且其施工难度更小、施工成本更低,因此,标准跨径的桥梁结构形式应用的也最为广泛。
4、提高道路桥梁设计水平
在道路桥梁设计过程中,应处理好创新技术和固有技术,传统模式与现代模式之间的关系,既要有创新意识,也要保证工程质量的稳定,决不能为了尝试新技术、新构造而用工程冒险试验。设计人应该在设计桥梁构造时,尽量选择施工风险较小,同时易于检查、控制的结构和施工方案。对于重大工程,设计者一定要以严谨的态度、周密的计算为出发点,杜绝设计计算方面的误差。
结束语
道路桥梁的设计是一个复杂的系统过程,设计人员一定要综合考虑各种因素,从每个桥梁工程的实际情况出发,不断丰富设计理念和完善桥梁的结构体系,并对设计的各个环节加以控制,保证桥梁工程的设计质量,实现桥梁设计安全、耐用及经济的目标。
参考文献
[1]郑茜茜.道路桥梁设计隐患问题研究[J].建设科技,2011,(6)
[2]程志花.道路桥梁设计的现状与改善措施探析[J].交通世界,2013,(36)
关键词:可靠度;桥梁结构;优化模型;设计研究方向;桩顶 ;分联墩盖梁
Abstract: Based on the reliability optimization design of bridge structure will be a whole research as a bridge structure, but also random uncertainty factors and treatment of bridge structure design, than the conventional optimization design is more reasonable. This paper describes the reliability optimization design of bridge structure and the direction of development based on the basic idea of.
Key words: reliability; bridge structure; optimization model; research direction; pile; sectional pier
中图分类号:TU2 文献标识码: 文章编号:
引言
桥梁结构设计的基本原则是安全、适用和经济。传统的桥梁结构设计主要是采用定值设计的方法,既不能描述和处理桥梁结构中客观存在的各种不确定性因素,也不能定量地分析计算安全、适用及经济的各项指标,更无法科学地协调它们之间的矛盾,使它们达到合理的平衡。事实上,传统设计方法追求的是一个满足设计规范条件下的最低水平设计,因而提出新思路、研究新方法是十分必要的。
1、桥梁优化设计特点分析
结构优化设计在桥梁工程领域日益受到重视,但其应用的范围和程度还很不理想。其原因除了桥梁工程设计取费标准不利于推动优化技术之外,还可归结为桥梁工程结构优化问题的如下特点:
1.1桥梁工程结构设计中的大量不确定性。如外部环境(荷载和结构所处场地类型等)的不确定性、结构本身的不确定性(结构材料性能、截面几何参数和计算模式的精度等不确定因素导致的结构构件抗力的不确定性)、结构整体分析中由于模型简化的误差而导致的不确定性等。为了充分考虑所涉及到的各种不确定性因素(目前主要考虑随机性因素),必须采用结构可靠度理论。
1.2桥梁工程结构设计准则的多重性。包括承载能力极限状态设计、正常使用极限状态设计以及与其它特殊功能要求相联系的极限状态。
1.3结构优化目标的多样性。对桥梁工程来说,人们既要求在目标方面考虑结构造价,还要考虑不同功能的失效概率和失效损失造成的失效损失期望、结构运行和维修费用等在内的经济指标,还可以以某些特定结构功能为目标。另外,目标函数的性质也很复杂,既有设计变量的显式函数(结构的重量或造价),又有设计变量的非线性、高度隐式函数(结构的失效损失期望);而且由结构造价和结构损失期望的加权和所构成的统一目标函数不具有对设计变量的单调性。
2、桥梁设计中混凝土结构耐久性设计内容 2.1桥梁上部结构细部设计 ①桥面铺装。桥面铺装是桥梁与车辆直接接触的部件,也是桥面排水的第一道防线。桥面铺装一方面承受着汽车的冲击碾压剪切作用,另一方面又承受着主梁传递的反复应力和挠变,经常出现早期损坏,进而破坏桥面防水系统,最终导致主梁受桥面水影响而腐蚀主筋,铺装混凝土逐渐与主梁剥离,削弱了主梁的受力性能,影响了整个结构的安全性和耐久性。②桥面防水层。桥面铺装与主梁之间的防水层是防止桥面水渗入主梁的第二道防线。不少设计中仅单一采用防水混凝土进行防水。 由于防水混凝土属于刚性防水层,一旦开裂后防水性能便大为下降。③主梁。主梁是全桥的主要承力构件,一般在设计当中均要进行整体分析和局部分析,重视程度很高,从理论计算角度均能满足规范要求。可是在实际运营当中,主梁(主要是箱梁)箱体内长期大量积水的现象时有发生,甚至积水灌满箱体的情况也有发生,极大地损伤了主梁的预应力钢筋和普通钢筋,使得主梁安全性大大下降。究其原因,很大程度上是对于主梁细节设计的不到位,主梁排水构造设置不够完善,桥面积水在长时间不能排出桥外时便通过梁顶裂隙进入箱体,进而在箱体内不断积累,最终形成箱体内积水。④伸缩缝。伸缩缝是桥面的重要组成部分,直接影响着桥梁的伸缩性、舒适性。由于对主梁收缩徐变考虑不足,经常出现的问题是型号选择不当,导致梁端或在最高温度时挤压损坏,或在最低温度时拉坏梁体。伸缩缝在保证梁体纵向伸缩的同时,也应重视防水设计。在很多设计中,采用直线式伸缩缝,这样做固然设计比较方便,但在桥梁两端的护栏处成为主要的漏水区域。因此,建议选用横向两端有翘头的伸缩缝,使得整个伸缩缝形成一个闭合良好的U型槽,可以有效避免桥面积水沿伸缩缝这个排水薄弱环节下泄到分联梁端及分联墩盖梁上。
2.2桥梁下部结构的细部设计 分联墩盖梁 分联墩处由于上部结构设置伸缩缝,桥面水经常通过伸缩缝薄弱环节泄漏到分联墩盖梁上,尤其是采用除冰盐的地区,分联墩盖梁长期承受着腐蚀性除冰盐水的腐蚀。因此,分联墩盖梁顶面应该设置横坡以便排走桥面流下的水,并且要在盖梁保护层厚度方面重点考虑防腐蚀要求。另外,为了防止腐蚀性盐水顺墩身流下,避免对墩身和桩基产生不利的影响,设计中可在盖梁挑檐上设置滴水槽。桩顶 桥梁桩基安全直接决定着桥梁的整体安全,是桥梁设计的重中之重。桩基顶部与承台或墩身相连,受截面突变的影响,属于应力集中的部位。桥梁桩顶一般设计于地面线附近,受地面水、地下水、桥面排下的含除冰盐的冰水、地面土(尤其像盐渍土、土中有机质)等因素中的一种或几种的影响,经常处于干湿交替和腐蚀性环境,对于桩基顶部的钢筋混凝土耐久性产生较大的不利作用。因此,桩基尤其是桩顶的设计中必须要根据桩顶处的水位情况、土质情况合理判定环境等级,选择相应的耐久性设计标准,最终确定保护层厚度。
3、结构优化设计研究方向
基于可靠度的桥梁结构优化设计,重点研究和解决以下问题:
3.1研究符合桥梁结构特点的、实用可行的优化模型。
3.2研究桥梁结构各构件的逻辑功能关系。在结构体系可靠度理论中,研究较多较成熟的是“串联系统”,因此,如何将桥梁结构划分为若干具有串联关系的单元(单元可以是单个构件,也可以是构件的组合,这种组合可能出现并联关系或混合关系),也是一个十分有意义的问题,可使问题得到简化。
3.3研究单元(构件)失效之间、失效模式之间的相关性问题。可靠度计算是结构优化过程中非常关键的环节,为此,合理考虑各单元(构件)失效间的相关性及失效模式间的相关性是非常重要的。
4、基于可靠度的结构优化水平的划分及公路桥梁结构优化设计
基于可靠度的结构优化方法按其设计变量的特性可划分为四个优化水平,分别是:水平一:截而优化,以截而尺寸作为设计变量;水平二:形状优化,以截而尺寸和描述形状的几何尺寸作为设计变量;水平二:结构优化,以截而尺寸、描述形状的几何尺寸和结构特性参数作为设计变量;水平四:总体优化,以截而尺寸、描述形状的几何尺寸、结构特性参数和材料参数作为设计变量。
公路桥梁结构优化设计 结构优化模型 基于可靠度的桥梁结构优化模型可以决策出各个构件的最优可靠度,各个构件的优化设计就是以最小的造价实现它的最优可靠度,这就将结构整体优化设计方法分成以下三个方面: 选择设计变量 一般把对设计要求起主要影响作用的参数作为设计变量,如目标控制参数(结构造价C1和损失期望C2)和约束控制参数(结构的可靠度PS);而将那些对设计要求来讲,变化范围不大或是根据结构要求或局部性的设计考虑就能满足设计要求的参数等作为预定参数,这可以大大减少设计、计算和编制程序的工作量。 确定目标函数 一般用全桥所设计的梁结构造价之和作为目标函数进行优化。首先,假设所设计的梁在使用期内失效概率为PF,其失效以达到或超过极限状态为标志,一旦结构损坏必须考虑重建。因此,桥梁结构的可靠度优化设计问题就归结为寻求一组满足预定条件的截面几何尺寸和钢筋截面积以及失效概率PF,从而使总费用C最小。 minC=C1+ C2PF 式中,C:目标函数; C1:结构造价; C2:结构的损失期望,失效概率为PF时可能造成的失效结构的恢复费用。结构失效概率为PF。 确定约束条件 公路桥梁结构基于可靠度优化设计的约束条件,则包括尺寸约束、结构强度约束、应力约束、变形约束、裂缝宽度约束、构件单元约束、结构体系约束、从正常使用极限状态下的弹性约束到最终极限状态的弹塑性约束、从可靠指标约束到确定性约束条件等。在设计中,要使结构优化设计应用于实际桥梁工程,则是将公路桥梁设计中实际的约束条件与目标约束条件相比较,保证各约束条件都符合现行规范的要求,以实现最优设计。
关键词:桥梁设计;存在问题;对策;分析
中图分类号:TU984 文献标识码:A 文章编号:
近几年来,我国的桥梁基础设施建设在逐渐的加大投入,桥梁工程的发展和规模也令世界瞩目。但在桥梁的设计和改进同时,也出现了一系列问题,如创新性差、经济指标不好、保守落后等,这些都影响了我国桥梁工程的技术进步。
从整体的情况来看,我国的桥梁设计出现了这样的倾向:在设计中着重考虑强度而忽视耐久性,重视结构的建造而不重视结构的维护,结构在整个生命周期中最重要的却恰恰是使用时的性能表现。桥梁设计在很大的程度上决定着工程的质量和施工的难易,而出现的这种倾向必将导致工程事故的频繁发生、使用寿命短等不良后果,因此,在桥梁设计中,保证桥梁的耐久性是最根本的要求。
1 桥梁设计中存在的具体问题
桥梁设计是我国的一项重要工程,设计是整个工程的灵魂,因此,在很大的程度上决定着施工的质量和工期的进程。现在,国内的结构设计过程中,有这样的倾向:设计中考虑强度多而考虑耐久性少;重视强度极限状态而不重视使用极限状态,因此,要结合着桥梁设计中的耐久性问题来入手,对桥梁的设计提出经济、安全、适用等要求,这些也是人们在施工中所关心的问题。
1.1 桥梁的安全性及耐久性较差
首先,施工管理水平较低
在国内外,桥梁倒塌事件时有发生,针对于这种情况,工程界开始重视桥梁安全性的问题。一般的看法认为:当前的工程事故主要是由于管理水平低造成的,大量的桥梁在没有达到预期使用寿命时,就出现了病害。
其次还有大量的桥梁在使用了几年后,甚至刚建成不久久出现了严重的耐久性不足问题,此外,工程施工的材料以次充好,钢筋保护层不做,有些施工现场的构件开裂等,这些都造成了典型的桥梁工程事故,从而对桥梁的耐久性产生了不利的影响。
1.2 桥梁的设计施工过程中存在的问题
施工是设计的过程,也是设计思想在实际中的检验,在施工中由于施工的方法不正确,对施工质量控制的松懈,都会导致桥梁的承受能力及耐久性降低,影响了工程的进度,也达不到预期的目的。
首先,混凝土不够密实
在以往的施工控制过程中,往往只注重混凝土的配合比设计,而忽视了另一个重要的指标,即密实性的控制,在对混凝土的密实性检测过程中,虽然混凝土的强度达到了设计的要求,但是密实性却不达标,并不密实。因此,在桥梁的检测中可以发现,经过20-30年的时间后,由于混凝土的碳化深度较高,钢筋也会出现锈蚀的现象。
其次,混凝土保护层的厚度不足
混凝土保护层是为了给钢筋提供良好的保护的,因此其厚度及其分布的是否均匀将是影响钢筋耐久性的重要因素。在桥梁检测中,我们可以发现,混凝土的保护层厚度分布的明显不均,有的甚至出现了露筋的情况。
1.3 桥梁的设计理论和构造体系不完善
在桥梁设计领域,特别是关于桥梁施工和使用期安全性的问题还有许多需要改进的地方。在结构设计方面,不同的设计人员、不同的设计环境都会对结构体系提出不同的布局和构造要求。结构设计的首要任务是要选择经济合理的结构方案,其次是结构分析与构件和连接的设计,并取用规范规定的安全系数或可靠性指标以确保桥梁结构的安全性,无论规范、新材料和新技术更新的有多快,都要从结构入手。
从当前的情况来看,我国的桥梁设计理论和构造体系仍不完善,许多设计人员往往只满足于规范对结构强度计算上的安全度需要,而忽视从结构体系、结构构造、结构维护、结构材料、结构耐久性以及从设计、施工到使用全过程中经常出现的人为错误等方面去加强和保证结构的安全性。设计规范不能包括所有的设计人员能够解决的问题,同时也适应不了新知识和新技术的更新发展要求。所以设计人员在桥梁设计中,要从材料、构造等多个角度去加强措施,确保结构的持久性。对于设计人员也要提出高的要求,必须具有丰富的经验及对桥梁本质的深刻认识。
1.4 缺少严格的设计审核和监理
国内很多桥梁设计中都存在一个普遍的现象——过多地依靠专家会审的方式,这样就使审核工作成为了走过场,错失了最后把关的机会。因此,这种参加评审会的方式就忽视了方案的经济性,只是单一的重视方案的可行性,从而导致了经济指标不好的设计方案得以通过。
2 桥梁设计中的应对具体问题的对策
2.1 加强公路桥梁养护管理工作
公路桥梁的养护要贯彻“预防为主,防治结合“的原则,尤其是对于旧桥的检测评定工作要高度重视,桥梁检测人员应进行专门的桥梁检测技术培训,对桥梁结构进行恰当的检测评定,发现问题应及时解决。在对旧桥梁进行加固和改造时,要选择那些技术装备齐全施工队伍进行,确保工程顺利进行。近几年的桥梁养护管理工作基本停留在疏通泄水管、建立技术档案、修复损坏的栏杆和桥面铺装的层面,这对于桥梁的验收工作只是简单的外观测量,没有做到系统的检测。因此,要定期对桥梁进行检测,真正做好桥梁的养护工作。
2.2 加强新建桥梁的检查验收工作
新建桥梁在竣工后要对现场施工质量进行重点监控,尤其是一些关键项目的检测极为重要。例如,墩台的设计、桥梁结构的固有频率、混凝土的强度等,要将这些作为技术资料存入到竣工档案,来为今后的桥梁检测提供一些可靠的数据。对于那些设计等级偏低的桥梁及一些由不具备设计资质的单位、个人设计的桥梁应进行全面的资料搜集,并对这些桥梁进行检测,以确保交通运输安全。
2.3 加强对疲劳损伤的研究
疲劳损伤是钢铁设计中的核心问题,自从桥梁设计人员将对疲劳损伤的研究进入混凝土结构之后,钢材开裂的情况明显减少了。结构的累积疲劳损伤是由于桥梁结构所承受的车辆荷载和风荷载都是动荷载引起的,如果宏观裂缝不能得到有效的控制,就极有可能引起材料、结构的断裂。加强对疲劳损伤的研究,可以对桥梁结构中的某些关键部位的疲劳失效及桥梁整体结构起到重要的作用。
2.4 学习国外的先进技术和经验
我国的桥梁设计中存在了一些问题,主要是结构开裂、使用性能差、耐久性差等,这些问题必然与国内的管理水平及施工质量的高低有关。但是目前的这种状况不是短期内就能解决的,因此,工程设计人员应该正视这一问题前提,在充分考虑现阶段的施工水平和管理水平的同时,还要借鉴国外的宝贵经验和成果。采用适当的安全度,研究结构在使用过程中所表现出来的服务性能,桥梁存在的耐久性和安全性的问题,不断地寻找到新的设计理念和方法,这对于我国来桥梁工程事业来说是具有很好的启示作用的。
3 结束语
文章结合了当前的桥梁设计过程中存在的问题,经过分析,提出了解决的对策。桥梁设计是一项综合的探索性工作,要鼓励桥梁设计工程师们大胆的创新,提高质量管理水平,确保桥梁设计事业长远的发展。
参考文献:
[1] 张妍,李明国.论我国桥梁工程的相关问题[J].辽宁工程大学学报,2009,(3).
[2] 刘海涛,杜文.浅析道路桥梁工程管理[J].青海交通科技,2011,(8).
[3] 程红,许颖强.关于公路桥梁设计的探讨[J].河南科技,2009,(9).
[4] 王学军,杜进生,吴沛林.高公路桥梁拓宽中几个问题的讨论[J].公路,2008,(7).
【关键词】路桥面铺装;施工技术
近年来,道路桥梁工程设计迅速崛起,而作为道路桥梁工程中的关键施工环节的路桥铺装施工技术也随之受到了越来越多的重视。桥面铺装在道路桥梁建设中的作用是防止车轮直接与混凝土桥面接触使混凝土行车道板面受到磨损,分布车轮压力以减少荷载对桥面板的作用力,保护混凝土桥面板及主梁防止混凝土及钢筋的腐蚀,提高行车的舒适度,增加了桥梁美观。以下是以水泥混凝土铺装为例的对路桥面铺装混凝土施工技术的研究。
1 施工前的准备
1.1 作业条件
1.1.1 桥面工程已完成基础施工,包括现浇接缝、护栏作业等工作,具备了施工的作业面。
1.1.2 进行铺装施工之前,防水层要清理干净,确保没有垃圾、杂物、油污与浮浆,并且保持无积水。
1.1.3 完成高程测量工作,并且要办理好监理工程师的验收手续。
1.1.4 准备施工所需材料以及机械设备,做好施工准备工作。
1.1.5 严格根据设计规范要求进行,检验混凝土的配比、原材料复试、技术交底、坍落度筒等工作。
1.2 材料要求
1.2.1 水泥的质量要符合现行水泥标准,其性能及强度都要符合设计要求和工程质量规范。
1.2.2 砂、石子的质量要符合现行标准,石子的粒径和砂子的细度要根据设计的结构尺寸、钢筋密度、混凝土强度等进行确定。
1.2.3 要求用自来水或者不含有害物质的洁净水即可。
1.2.4 根据工程要求确定是否要用到外加剂或掺和料,如果要用外加剂或掺和料,必须先进行试验,合格后才可以使用。
1.2.5 钢筋网的质量要符合现行质量标准,钢筋网的级别、规格、密度都要根据设计要求确定。并且要保证钢筋网清洁,无油污和锈蚀。
2 施工所用机械设备
2.1 混凝土机具
主要是配比搅拌混凝土所用的机具,有混凝土搅拌机、平板振捣器、振捣梁、塑料布等。
2.2 钢筋机具
主要用于钢筋工程的作业,有切断机、扳手、电焊机、卷扬机、撬棍等。
2.3 机械
用于整个铺装施工过程,有汽车吊、混凝土搅拌运输车、混凝土泵车等。
3 施工的工艺流程
测量放样―桥面板清理―制做标高带―钢筋网帮扎―浇筑混凝土―收浆、抹面、拉毛―混凝土覆膜养生―场地清理―下一道工序
4 铺装施工操作
4.1 测量放样
施工前由测量人员根据里程桩号放出混凝土铺装范围,具体操作是直线段为5米一点,曲线段为2米一点。为了便于技术人员测量该点高程,在施工时将两点间的带线加密到2米一点的同时,要在该点上打孔钉上钢筋头。
4.2 制做槽钢标高带
首先要给内外侧的护栏根部支模,在给测定的高程带线浇筑混凝土,所浇筑的混凝土是与桥面铺装同标号的。要求标高带顶面在考虑桥面横坡度的前提下严格收浆抹平。
4.3 桥面板清理
进行桥面板的清理时,首先凿除桥面板上浮浆及松散混凝土,然后还要将护栏根部外露的海绵条及松散混凝土清除干净。清理桥面板时注意梁顶板两端负弯矩区及支点处横梁上是否存在因振捣不密实或张拉起而形成的中空现象,如果有则必须凿毛直至露出钢筋。最后利用高压水枪或者人工进行清理,使梁顶板无积尘、浮浆及松散混凝土。
4.4 焊接钢筋网绑扎
将吊运到桥上的钢筋网进行搭接绑扎,搭接的长度为15cm―20cm,在混凝土标高带强度达到20MPa时,方可将钢筋网片锚固好。为了保证钢筋网片上下混凝土保护层的厚度为3cm―4cm,可以剪除搭接区上层的钢筋网。钢筋网保护层采用同标号水泥砂浆垫块梅花型分布,伸缩缝处钢筋网据其宽度剪除。混凝土铺装施工前要用泡沫板挡住伸缩缝,并且在泡沫板上覆盖上沙子,沙子的高度要达到梁顶板的高。进行铺装施工时,在浇筑混凝土到初凝这一段时间内用铁抹子挖一道5cm宽的施工缝。
4.5 混凝土的拌制
混凝土应按批准后的配比进行拌制,各项原材料的质量应符合设计及规范要求。根据现场骨料的实际含水量确定混凝土的施工配合比。混凝土的拌制一般采用强制式搅拌机,搅拌过程要严格控制搅拌时间,其时间按全部材料装入搅拌筒至开始出料的最短搅拌时间计算。
4.6 混凝土施工
绑扎锚固好钢筋网之后,将可调高程的钢管滑杆振捣梁安装在混凝土标高带上,混凝土的高程要用以滑杠为基准的铝合金大杠尺来控制。由测量人员复核中线位置、模板及标高,保证各项都准确无误、符合设计要求。最后一道准备工作是在桥面板上洒水,使其润湿。一切准备工作就绪之后就可以进行混凝土施工。
混凝土由预拌混凝土罐车运到施工现场,进行混凝土浇筑,混凝土浇筑要连续,宜从下坡向上坡进行,混凝土浇筑自由下落高度不宜大于2m。然后人工进行混凝土摊平,严禁抛掷搂耙。利用振捣器均匀振捣密实,一次插入振捣时间不宜少于20s,使粗骨料分布均匀;再用平板振捣器纵横交错全面振捣,振捣面重合100mm―200mm,一次振捣时间不宜少于30s,最后用振捣梁沿导轨进行全幅振捣。施工过程中要使坍落度严格控制在10cm―12cm的范围内。先用木抹子3遍找平,在初凝前20分钟的时间里用铁抹子赶光压实成活,选用排笔等专用工具沿横坡方向轻轻拉毛,拉毛应一次完成,拉毛深度要符合设计规范要求,线条应均匀、直顺、面板平整、粗糙;最后在混凝土上喷洒养生剂,进行覆膜养生。
混凝土从搅拌到进行施工使用的过程中,对其工作性能要不断进行检查,对不符合要求的要进行二次拌和,严格控制混凝土的质量。检查混凝土拌和物的工作性能时,应该在搅拌机的卸料过程中进行,具体操作是从卸料流的1/4至3/4之间的部位,采样试验。试验结果应符合的具体规定有以下几条:两次测量的混凝土砂浆密度相对误差不得大于0.8%;两次测量的单位体积混凝土粗骨料含量相对误差不得大于5%;测量混凝土拌和物的坍落度时,要在搅拌地和浇筑地风别取样进行,评定结果要以浇筑地的测量值为准;运输混凝土时,混凝土的装载量应为搅拌筒几何容量的2/3,并且在运输过程中要保持慢速搅拌,搅拌速度以2r―4r/min为宜。
4.7 混凝土保养
为了防止风裂,防止混凝土表面起皮,铺装的混凝土要用塑料膜等保水材料覆盖密封,一般每天要洒水4次,有时也可以根据空气的湿度和温度确定洒水的次数,只要确保混凝土表面经常处于湿润状态即可,然后进行7天时间的养生。
5 结论:
总而言之,道路桥梁施工是一项复杂的系统工程,而其中路桥面的铺装层是其最关键的分项工程,它对于延长道路桥梁的使用寿命起着关键的作用。对路桥面铺装施工技术的各个工艺流程进行有效的研究,加强了道路桥梁的实用性以及增添了美观性,为改进加强道路桥梁工程建设有着不容忽视的作用。
参考文献
[1]谭敬华.山区高速公路水泥混凝土桥面铺装质量控制技术研究[D].重庆交通大学.2009.
[2]梁丽斌.公路桥梁桥面铺装及防撞墙施工技术[J].山西建筑.2009(02).
[3]孙友明.防止桥面铺装早起破坏施工技术.城市建设[J].2010(03).
1道路桥梁设计的存在问题
1.1桥梁的设计理论和构造体系不完善当前我国的桥梁设计理论和构造体系仍不完善。在桥梁设计领域,结构设计的首要任务是选择经济合理的结构方案,其次是结构分析与构件和连接的设计,并取用规范规定的安全系数或可靠性指标以保证结构的安全性。然而,许多设计人员往往只满足于规范对结构强度计算上的安全度需要,而忽视从结构体系、结构构造、结构维护、结构材料、结构耐久性以及从设计、施工到使用全过程中经常出现的人为错误等方面去加强和保证结构的安全性,设计规范不能包括所有的设计人员能够解决的问题,同时也适应不了新知识和新技术的更新发展要求。所以设计人员在桥梁设计中,要从材料、构造等多个角度去加强措施,确保结构的持久性。对于设计人员也要提出高的要求,必须具有丰富的经验及对桥梁本质的深刻认识。1.2桥梁设计的安全性和耐久性不够完善具体导致桥梁安全性受到的因素较多,设计和施工中的任何不规范行为都会使桥梁的质量受到较大的影响,使桥梁可能发生坍塌的危险。设计人员对于对工作态度不严谨,设计过程中存在着计算失误的地方,这就会为桥梁留下安全隐患,影响其使用寿命。而施工人员在施工中不严格遵循相关规范的要求,为节省施工成本偷工减料,也会给桥梁的安全性带来威胁。桥梁的耐久性也就是桥梁的使用年限,桥梁如同其他事物一样,都有自己的生命周期,而在这生命周期过程中,则需要加强维护,这就可以有效的延长其使用寿命,否则,使用寿命则会缩短。但在实际桥梁设计中,往往对桥梁耐久性的设计只是简单的作为一个参考值,而没有具体的对使用寿命做出准确的预算,而且也没有对桥梁结构和功能全方位的监测。所以这些因素都使桥梁的安全性受到较大的威胁,导致桥梁事故的频繁发生。
2加强道路桥梁设计的具体建议
2.1提高道路桥梁设计水平桥梁设计是桥梁工程项目的关键环节,其为设计水平的高低,会直接决定桥梁工程的成改,所以在进行桥梁工程设计时,需要确保其设计的科学合理性,同时还要遵循成熟的设计原则来进行。但在桥梁设计中还不能一味的墨守陈规,没有创新,而要进行创新就需要处理好成熟技术和技术创新之间的关系,需要在设计中更好的体现创新意识,但却不能为了创新而去冒险,要确保工程的质量。所以作为一名优秀的桥梁设计人员,不仅要熟悉本专业的知识,同时还要对施工工作熟悉,这样才能在设计工作时,选择施工风险较小、易于对质量进行检查和控制的结构,同时对于桥梁设计中的关键部位要严格对计算的准确性进行控制,避免出现计算结果的失误,以严谨的态度和科学的精神进行计算,同时还要与相类似的工程做好优化对比工作,以确保计算的万无一失。2.2重视结构的安全性、耐久性问题桥梁在建造和使用过程中,一定会受到环境、有害化学物质的侵蚀,并要承受车辆、风、地震、疲劳、超载、人为因素等外来作用,同时桥梁所采用材料的自身性能也会不断退化,从而导致结构各部分不同程度的损伤和劣化。在大跨桥梁领域,国内从上世纪80年代以来,修建了大量的斜拉桥;虽然迄今为止出现倒塌或严重损害的例子很少,但已经有多座桥梁因为拉索的耐久性问题而不得不提前换索,既影响了使用又增大了经济损失。需要指出的是,很多这类问题与没有进行合理的耐久性设计有关,这也促使人们重新认识桥梁的耐久性问题。大量的病害实例也证明,除了施工和材料方面的原因,影响结构耐久性的决定性因素是来自设计上的缺陷。鉴于此,国内从上世纪90年代开始重视了对结构耐久性的研究,也取得了不少成果。然而,长期以来,人们一直偏重于结构计算方法的研究,却忽视了对总体构造和细节处理方面的关注。结构的耐久性设计与常规的结构设计有着本质的区别,目前需要努力将耐久性的研究从定性分析向定量分析发展。国内外的研究和实践都表明,结构耐久性对于桥梁的安全运营和经济性起着决定性作用。2.3对桥梁进行定时的监测与维修桥梁在使用过程中,需要不间断的承受着车辆的荷载,这样长时间的荷载作用下,会导致桥梁结构在循环变化作用下产生一定的应力,从而使结构振动或是损伤。而在桥梁材料的选择上,或多或少的会存在着一些小缺陷,这在长时间的承受重力下,这些小缺陷不可避免的会发展,从而使桥梁受到不同程度的损伤。如果对这些缺陷不能及时进行控制,则会导致桥梁结构断裂,从而引发事故。所以对于桥梁在做好监测和维修工作,从而确保结构上的安全生。
3结束语
道路桥梁设计是一项复杂的系统工程,需要我们在设计过程中对各种因素进行综合考虑,从而确保合理性。桥梁在使用过程中受到的影响因素较多,自然环境、有害物质、灾害、人为因素等外来作用,再加之桥梁本身材料老化、结构损伤或是劣化等都会使桥梁存在着安全隐患,威胁桥梁的安全,所以需要桥梁设计人员在加强自身设计水平的提升,借鉴先进的经验的做法,从而从桥梁的设计理念、结构体系等多方面进行设计,防患设计缺陷的发生,充分的体现出桥梁的耐久性和安全性。
作者:沈晓斌 张燕 单位:桐乡市水利勘测设计咨询有限公司