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大跨度桥梁工程论文

时间:2023-02-21 22:37:57

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篇大跨度桥梁工程论文,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。

大跨度桥梁工程论文

第1篇

[关键词]跨海桥梁工程 抗震防灾设计 耐久性设计 发展趋势

中图分类号:TU712 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)05-0378-01

正文:

一、21世纪中国桥梁工程的发展

21世纪,中国的桥梁工程应该向哪些方面发展、技术上应该有哪些创新?其实许多发达国家在20世纪就已经基本完成了本土桥梁工程的建设任务,于是这些国家的桥梁工程师就把目光投向了跨海桥梁工程。本土桥梁工程的发展对象主要集中在长江黄河之上。长江黄河把中国国土三分,阻碍了南北交通的发展,虽然目前已经建成了若干跨江、跨河大桥,但为数不多,南北交通还是比较困难,影响了国内经济的快速发展。

苏通大桥的建成彰显了大跨度桥梁的主流地λ。但是我们不得不承认,大跨度桥梁必定会有其饱和的那一天,跨海桥梁工程是历史发展的方向。如果说21世纪初期是本土大跨度桥梁工程的天下,那?21世纪中后期,跨海桥梁工程的发展是避免不了的。

跨海工程的发展主要目的是为了解决一些城市之间的交通往来。东南沿海一些城市目前还主要靠渡轮来解决交通问题,一旦发展跨海桥梁工程,将会给这些地区带来很大的便捷,同时能够促进这些地区经济的进一步发展。

二、桥梁工程发展的技术难点

第一、桥梁计算问题

桥梁结构计算方面一直是桥梁工程发展道・上的一个难点。不同规范,计算方法也有一些差别。桥梁计算之所以比较困难,个人认为主要还是由于其受荷载复杂性导致的。一座使用中的桥梁,可能受到如下荷载:机动车震动荷载,水流冲击力,风荷载,意外的船撞击力,温差引起的内力,地震力等。

目前普遍采用的分析方法有四种:有限元分析法、横向分布系数法、加权参数法以及试验法。采用这四种方法计算时,难点关键在模型的选择以及受力情况的模拟,一般情况下不可能将受力情况模拟的和实际情况一模一样,所以计算结果与实际不一定吻合。虽然现在有ANSYS等有限元分析软件,但并不能够克服以上难点。所以。国内桥梁工程发展前景必定会是先进理论的发展前景,只有更加完善的分析理论推出,才会有更加优秀的桥梁诞生。

第二、?抗震防灾设计

桥梁的抗震研究是桥梁工程不可忽视的一个问题,国内外学者对桥梁震害的调查研究结果表明,现在桥梁的破坏大多沿顺桥向和横桥向发生,而顺桥向震害尤其严重。分析地震破坏的原因主要表现在以下几个方面:

(1)地震λ移造成的粱式桥梁上部活动节点处因盖梁宽度设置不足导致落梁或粱体相互磁撞引起的破坏;

(2)由于地基土(如饱和粉细纱和饱和粘沙土)的地震液化影响同样加大了地震λ移的影响,进而放大了结构的振动反应,使落梁的可能性增大;

(3)支座破坏,在地震力的作用下,由于支座设计?有充分考虑抗震要求;

(4)软弱的下部结构破坏;

由以上原因,可以发现地震对桥梁的破坏是多方面的,只要有一个环节造成桥梁的破坏,就可能导致桥梁的破坏。这也是桥梁工程抗震研究复杂性的原因。国内要在该方面有所突破,个人觉得还是比较困难的。毕竟国内的地震研究不是很出色,但这肯定会是今后科学研究着的工作方向,是发展跨海桥梁工程、大跨度桥梁工程的基础。

第三、耐久性设计

耐久性的定义为结构在预期作用和预定的维护条件下,能在规定期限内长期维持其设计性能要求的能力。这里的期限应理解为构造物的使用年限。2004年颁布的桥梁规范增加了桥梁耐久性设计的内容。桥梁耐久性设计之所以写入新的桥梁规范,是由于其逐步彰显出的问题导致的。

一般来说,桥梁结构耐久性不足的后果主要体现在以下几个方面:

混凝土方面:开裂、渗漏、侵蚀、碳化、碱骨料反应等;

钢筋、钢束方面:锈蚀、脆化、疲劳、应力损失等;

粘接方面:钢筋和混凝土之间粘接力削弱、锚具失效、注浆不密实等。 2006年4月发生的深汕高速一座跨度16米的空心板梁桥突然发生坍塌,这类事故是在桥梁运行了若干年之后发生的,很大原因在于桥梁发生了耐久性损失,承载力不足,导致了桥梁的坍塌。新世纪国内桥梁工程的发展应该主义这方面设计的力度。

三、桥梁工程的发展趋势

21世纪桥梁将实现大跨、轻质、灵敏、环保的目标。

3.1 大跨

自从桥梁出现以来, 其跨径一直在不断的加大。从几米的小桥发展到现今主跨一千多米的特大桥,体现出了人类改造自然的能力在不断变化。在21 世纪, 由于跨海工程的出现, 桥梁还要向更大跨径的方向发展。

3.2 轻质

桥梁主体材料将由高强度轻质太空材料所取代。高强度铝合金、玻璃钢、碳纤维等太空材料将取代当代的桥梁钢、混凝土成为桥梁建筑的主体材料,实现轻质目标;不同类型轻质材料组合拼装的各类新型斜拉桥、悬索桥、轻质拱桥将一跨而过大川、巨流或小海湾,实现1 500 m以上大跨目标。

3.3 灵敏

21 世纪桥梁将“头脑”灵敏,“感觉”敏捷。桥梁上装配的计算机系统、传感器系统将可以感知风力、气温等天气状况,同时可以随时通过自动监测和管理系统保证桥梁的安全和正常运行,一旦发生故障或损伤,将自动报告损伤部λ和养护对策。

3.4 环保

今后建桥应从结构体系、建材和施工方法等方面来考虑桥梁对环境的影响。例如,在山区建桥更应该照顾山体和植被;在选用建材时应使用对环境影响(能耗及CO2 气体的排放量) 小的材料。同时,21 世纪的桥梁结构必将更加重视建筑艺术造型,重视桥梁美学和景观设计,重视环境保护,达到人文景观同环境景观的完美结合。

四、结束语

桥梁的跨径代表着一个国家的经济、工业和科学技术的整体水平。随着经济的快速发展,并且,与世界各国的联系越来越紧密,尤其是在加入WTO之后,中国的经济正在与世界全方λ的接轨。随着工程技术的深入研究与发展,我国的桥梁建设事业一定会取得非常辉煌的成果。

参考文献

[1] 强士中.桥梁工程[M].北京:高等教育出版社,2004.

[2] 邵旭东.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社,2004.

[3]程进,2004年桥梁的发展;2004年工程学科的重大进展,第9期,彭栋木,冯建华,桥梁结构耐久性设计;深圳土木与建筑,2006.6.

[4] 邓学军,混凝土桥梁结构耐久性技术研究;北方交通,第12期.

[5] 李乔.桥梁工程技术发展现状[J].四川建筑,2004(3).

[6] 郭丰哲,李贞新.走向21世纪的桥梁工程[J].四川建筑,2004, 24(6).

[7] 张丽云.小议桥梁工程发展动态[J].科技创新导报,2011,2004(11).

[8] 张春海,盛余祥,杨・廷,高俊启.特大型桥梁工程技术风险分析与管理[J].城市道桥与防洪,2011,11.

[9] 刘晓光,赵欣欣.从IABSE“全球基础设施的发展与创新”国际会议看桥梁工程的技术新进展[J].世界桥梁,2008,03.

[10] 王丽丽,王运生,周振红.无线通信技术及其在桥梁检测中的应用[J].电脑知识与技术,2009,36.

第2篇

关键词 桥梁工程 研究创新型 教学方法 探索

中图分类号:G643.2 文献标识码:A

在科技快速发展和创新日异月新的今天,创新是经济社会发展的核心动力,研究创新型大学教育已经作为我国面向未来发展的重大战略选择。而创新型人才是我国建设创新型国家的重要支撑和重要保障。因此,研究创新是大学教育应具有的主要基本素质。实现创新型人才的培养首先要加强核心课程的教育改革。桥梁工程专业作为土木工程中的重要组成部分是首当其冲的。桥梁工程同时又是一项复杂的系统工程,涉及到规划、勘测、设计、施工、加固与检测、养护与维修多个过程和步骤。桥梁工程研究型教学方法探索十分有必要,桥梁工程研究型教学方法的探索与研究是桥梁工程教学改革的核心,其教学目的是使学生系统全面地掌握各种常用桥型的构造、设计计算方法及施工与检测维修等,并了解现代大跨度和特大桥梁的设计原理和特点、设计计算方法及施工要点等,使学生基本能够进行桥梁方案比选、结构尺寸拟定、设计计算以及施工方案拟定等毕业设计的基本要求。课程教学效果不仅直接影响到学生学习兴趣的培养和知识要点的掌握程度,而且还影响到他们专业素质和实际工程能力的养成。为此,对桥梁工程研究创新型教学方法探索,首先对桥梁工程课程教学现状及存在问题的分析,然后对课程教学的内容、方法等方面进行了改革探讨。

1传统教学方法的形式弊端

1.1单向的教育形式

大多数情况下采用“以讲为主”的教学方法,而这种教育形式已经难以满足学生学习的要求,不能很好地调动学生学习的积极性和主动性,不利于学生能力的培养,这些缺点是显而易见的。但是由于桥梁工程涉及的知识点多,受学时的限制,而且往往都是一年分两个学期来安排,大多采用单向填鸭式教学方式,师生之间互动较少,多数师生只在课堂上碰面,课后难有交流,不能很好地培养学生的学习兴趣。另外,受学校教学条件的限制,学生学习的知识不能马上得到实践,在桥梁构造原理及旋工要点的感性认识方面仍然欠缺,造成学生在知识衔接上难以将基础知识与桥梁理论联系起来。

1.2书本内容更新慢,新兴研究方向介绍不足

教材内容是课堂教学的主要内容,也是学生学习和复习的重要参考。但是目前桥梁工程的教材版本众多,内容繁杂,而且版本新旧程度和版本更新进度都有很大的差别。但是学时数又不断被压缩,这就需要教师及时地重新组织教学内容,精简教材。同时,即使是最新版本的教材很多现代的桥梁设计理念和桥梁的国内国际发展都不能完全覆盖,这就要求教课的教师要紧跟时代的发展并且了解最新最全的实时桥梁动态发展。但工程实际中出现的新理论、新材料、新工艺以及新结构在教材中无法体现,因此教师要及时了解当今桥梁工程的发展形势,在课堂上及时补充这些新知识,特别是科研中的新成果,实现教学内容与科技进步的紧密结合。

1.3理论与实践教学衔接不够

学生有重理论计算轻实践运用、重设计轻施工、重结构分析轻结构构造处理的思想,教学有偏重理论的倾向。桥梁工程是实践性很强的课程,需要我们通过实践从而进一步地将理性认识和感性认识相结合。然而,我们的课程安排一般是在大三进行桥梁工程教学,而实践是大四才开始的,这么长的时间差显然不能很好地将我们学习的理论知识和实践相结合起来,从而造成教学理论与实践相脱节。

2桥梁工程研究型教学形式探索

2.1丰富教学形式

不同的学校对桥梁工程开设课程教学课时不同,教学内容也不断变化,以前那种纯板书的教学形式是有些落后的,这样的教学手段已无法适应教学要求,必须推行先进的教学手段来提高教学效率、保证教学质量。如采用投影仪、桥梁录像片、三维动画模拟(3D MAX)及PPT课件等现代化教学手段进行教学,就可以将以前教师讲不清楚、学生听不明白的教学内容直观、生动地表现出来,大跨度桥梁、桥梁抗风的内容也是教学中非常重要的部分,但是桥梁的风致振动现实生活中很难遇到,学生无法直观的体会认识,这时对于有风洞实验室的学校就可以带领学生去实验室参观风洞实验。没有条件的也可以提供桥梁风致振动或者风致桥梁倒塌的视频,如塔科马大桥视频。有图像视频的教学显得很生动,还可以节约大量的板书时间来引导学生理解教学内容,提高学时利用率。不仅如此,还要充分利用校园网有效延伸课堂教学,将电子课件(如老师上课的PPT,桥梁动画视频等)在校园网上供学生下载复习。

2.2更新教学内容,介绍桥梁工程专业研究热点及前沿学科问题引导创新研究意识,培养研究兴趣

对于年复一年的桥梁工程教学,很多教师都习惯于用过去的讲义、PPT和同一版本的教材。然而随着时代的进步,桥梁工程的发展也是日新月异的,国内的规范也一直在变。所以,教师要不断更新课件,及时地关注规范的更新,关注国内国际的桥梁发展动态,及时引导学生观看大型的桥梁记录片。建立国内、国际桥梁工程专业网站链接,介绍学科前沿信息,有助于学生了解现学课程的最新动态,了解国内国外桥梁的设计施工发展。介绍桥梁工程专业研究热点及前沿学科问题,比如说桥梁颤振的最新研究,最新的风致振动对大跨度桥梁结构的影响研究,学习桥梁方向常用软件如midas,ansys,桥梁博士等,风方向的流体软件如fluent。在学习软件的基础上,学生们对桥梁的计算有了更深刻的认识,再介绍有价值的论文进行阅读,引导创新研究意识,培养研究兴趣,让学生们提出自己的观点。对于某些新颖的、有价值的想法和思路,教师加以帮助和鼓励,尝试在本科阶段去,这样将极大地提升学生的学习兴趣和科研的能力。只有这样才能向研究性教学上跨越了一大步。

2.3鼓励学生参加科研课题,积极申请大学生创新试验,组织研究兴趣讨论

在课外,建立桥梁工程课程答疑室和讨论教室,有助于教师课下帮助同学理解学习,为了丰富课外生活,教师可以指导学生参与自己的科研项目和课题。真正地参与科研项目后,学生们会产生责任感和使命感,在课余生活中不断地去完善自己不懂的专业知识,同时也加深了自己对桥梁工程专业的认知。组织桥梁结构模型大赛,通过学生自己动手制作桥梁模型,理解各种桥型的受力特点和结构特点,不但能增强学生对专业知识的理解,也能提升学生的动手能力。积极申请大学生创新试验,在实验中激发自己的创新思维,同时,团队的协作能力也将起着重要作用。对于学校有科技立项的活动,学生应该在教师的积极引导下参加学校甚至是省内的科技立项活动,在不断的发现问题、查阅书籍、学习软件后解决问题。这样丰富的课余生活对学生的研究性学习有着极大的帮助,每个学生的学术水平的提升,有助于研究型教学的发展,也有利于学校向研究型大学迈进。

2.4实践和理论课程安排

桥梁工程是一门实践性和理论性都很强的课程,因此理论与实践的有机结合显得尤为重要。校内的实验教学让学生在掌握一定知识的基础上,按实验课题来进行各种力学和理论的验证。对于能力强的学生可以采用自己动手制作桥梁实验模型,通过实验去证明他们的某些假设和理论,创造性地回答理论中的结论。

鼓励学生到桥梁施工现场参观并且直接参与施工,增强运用理论知识解决实际问题的能力,对于某些条件不太允许的,由教师带队参观讲解或者找项目负责人来讲解桥梁施工工艺和相关桥梁参数。这是一个手脑并用,形象思维、逻辑思维、灵感同时发挥作用,这样实践、认识、再实践、再认识的反复过程,在这种探索过程中,学生的综合素质会得到全面提高。

然而,这样还是不够的。以长沙理工大学为例,虽然既有校内的各种力学实验和材料实验,也有校外的桥梁工程实习。但是,实践时间安排不太合理。校内的各种实验和实践都是在桥梁工程开课之前开设的,这就造成了理论上的脱节,有些同学都不能弄懂这些理论知识是哪里来的,能运用到哪里去。而桥梁工程的校外实习和实践活动大多是等桥梁工程课程结束后一年才开设,这样虽然已经学过桥梁工程课程,但是理论都有遗忘,而且,虽然来到现场,但是已经记不起来当时到底哪里没弄懂,这样导致就知识的脱节。所以,作为从事桥梁工程教学的教师,笔者建议桥梁工程的校外实习也和桥梁工程课程理论学习同步进行。这样及时生动的现场观摩有利于同学们对知识的更深层次的掌握。

以上的实践活动都基本是属于认识实习的范围,认识实习只是对学生理论学习的基础上有一个递进过程,让学生能够更清晰的认识桥梁,认识我们所从事的领域。但是,这是远远不够的,除此之外,还应开设顶岗实习(生产实习)。有些学校由于时间、实习场地、安全等原因,在桥梁工程的学习中没有安排生产实习。这样毕业的学生,他们虽然有一定的桥梁基本知识储备,但是真正毕业上工地工作时会有明显的不适应和明显的陌生感,这都是缺乏经验的体现。所以,安排生产实习是很有必要的。

3结论

虽然,笔者对桥梁工程的几个方面进行了利弊讨论及对策的给出,但是由于不同学校的教学安排和笔者在教学上经历和经验的不同,给出的结论和对策也可能会不够全面,而且还具有一定的局限性。由于桥梁工程这门课程的复杂性,桥梁工程研究型教学方法探索及教学改革将是一个永不陈旧的话题,这就需要我们桥梁人一起努力,一起去探索。

基金项目:长沙理工大学教学质量工程项目资助(ZL1305),长沙理工大学大学生创新试验项目。

参考文献

[1] 钟华,韩伯棠.创新型、研究型人才培养实践教学范式及应用[J].中国大学教学,2012(3).

[2] 于凤云.教学研究型高校实施研究性教学的理性思考[J].教育与教学研究,2011,25(10).

[3] 李萍.论高校研究性教学[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2008(5).

第3篇

【关键词】大跨度连续刚构桥;施工控制

1 大跨度连续刚构桥的施工控制目的及内容

1.1 施工控制目的

施工控制是桥梁建设中不可或缺的一部分,是随着桥梁向大跨度方向发展而逐步发展起来的。在施工控制实施之前,首先必须结合设计图纸和相关实际情况对桥梁进行建模和计算分析,确定结构特别是主梁在施工过程以及成桥后的受力、变形等情况,在现场施工控制的过程中以此计算结果为依据,在最大程度上使成桥后的线形和受力状态满足设计和规范要求。

大跨度连续刚构桥施工过程较为复杂,施工过程中各种参数,如梁重、结构刚度、有效预应力、相对湿度等参数以及外界各种环境因素对结构的变形和内力有很大的影响,施工控制过程中可以对其密切关注,以防桥梁受力状况和结构的变形与理论计算值相差太远,从而导致成桥后主梁的线形和受力状况无法达到设计和规范要求。在大跨度连续刚构桥施工过程中进行施工控制,并预留长期观测点,将会给桥梁创造终用提供可靠保证。

1.2 施工控制内容

桥梁施工控制的项目主要包括桥墩垂直度监控、基础沉降变形监控以及主梁线型监控。在桥梁的施工工程中必须认真复核理论计算数据,同时在现场对其进行严密的监控,在最大程度上把误差控制在容许范围之内,保证桥梁施工安全、顺利。

提供箱梁悬浇过程中各节段的预拱度,并对主梁应力进行监控。在悬臂浇筑过程中,分别在张拉前、张拉后、挂篮前移前、挂篮前移后、浇筑前、浇筑后六个工况对梁段位移进行测量,将测量数据与理论计算值对比,根据比较结果对以后施工段预拱度进行纠偏修正并确定立模标高。结构应力的控制通常是通过预埋应变计,现场测试应变情况,并把实测数据反馈到计算机中,对应分析其受力状态是否满足要求。

2 大跨度连续刚构桥的施工控制关键问题探讨

2.1 基础沉降变形与桥墩垂直度控制

桥墩的主要作用是承受上部结构传来的荷载,并将荷载传递到地基上。在施工过程中为了能准确测量基础沉降变形和桥墩垂直度,需通过相关计算软件的多次复核并得出相应理论值,再结合实际情况确定桥墩模板的准确位置,且在主墩和已浇节段的适当位置布设标高观测点,对桥墩的变形进行严密监测。

在施工阶段,墩身垂直度和日照温差对墩的稳定性影响很大,实际桥梁处于偏心受压状态,尤其当垂直度控制不好时,对稳定性影响更大,在大桥的设计、施工和运营过程中,存在着各种的不确定性,主要包括物理的不确定性、模型的不确定性、统计的不确定性、人为因素的不确定性和自然因素的不确定性,所以在施工过程中要严格控制结构的各种变化。

现场施工控制过程中,需在主墩各施工节段分段处布置观测点,对每个施工阶段做出准确的测量,施工完主墩后,再在主墩的墩顶位置处沿上下游布置二个测点,测点布置在0号块的腹板位置处,并通过适时观测及时发现误差并做出适当调整。主墩基础沉降变形测点选在主墩承台上。主墩墩身垂直度测点选在墩身的不同高度位置处,测点根据所建立的平面和高程控制网布置,保证网内视野通透,桥墩沉降观测采用全站仪结合棱镜或反光片进行测量,

2.2 箱梁立模标高和箱梁应力控制

跟踪施工过程中主梁各梁段标高、桥墩的变位以及各断面(主梁及墩柱)的应力应变。在悬臂箱梁梁顶位置分别设立标高观测点。在测点位置处预埋置短钢筋并用油漆依次标号,通过对梁底标高的测量,并参照相应梁项位置处对应两个测点的标高,相互比对,最大程度上减小误差,以保证桥梁线形。线形的控制主要观测混凝土浇筑前、浇筑过程中、浇筑后以及预应力张拉后各节段挂篮的定位标高和主梁标高等,并通过与理论数据的对比,求出偏差,再通过迭代计算求出修正后的理论值,最后反馈到施工现场。

施工过程中,预应力钢束的孔道位置、钢绞线是否发生缠绞现象是质量控制的关键。如果孔道位置不准确,将改变结构的受力状态,因此孔道位置准确与否直接关系到施工的预应力度能否达到设计值,对结构安全和工程使用阶段是否会产生裂缝有着直接联系。

预应力钢束两侧和上下游应对称张拉,从而减少不对称张拉引起的预应力损失。张拉控制应力对桥梁线形和内力的影响都很大,其大小能否达到理论计算值直接影响着预应力的效果,张拉时必须控制到位,既不能小于理论计算值同时也不能超过设计规定的最大张拉控制应力。预应力钢束张拉后出现主梁应力不足和主梁应力不对称是很常见的问题,因为施工过程中影响预应力张拉的因素很多,如千斤顶压力不准确、锚具安装误差、操作失误等,有时会发生断丝和滑丝的情况,当断丝或滑丝数不超过规范值时,可采用超张拉方式补足应力,若超过规范值必须卸锚,更换钢束。

温度对预应力钢束张拉效果将产生一定影响,预应力钢束的张拉应选择主梁温度比较均匀的状态下进行。若张拉时外界温度较高或主梁上下表面温差较大,则易造成主梁沿纵向伸长且上下表面伸长量不同,给主梁预应力带来很大的影响。预应力张拉完后,由于预应力钢束表面与混凝土之间存在温差,且两者的温度梯度不同,由于温度变化产生的位移和受力状况也会不同,钢束预应力会因此而受到损失。因此,在预应力张拉过程中,必须严格控制温度和张拉时机。

2.3 主梁线形、桥面铺装标高控制

测定主梁挠度、主梁轴线偏差和桥墩位移的变化情况,主要观测混凝土浇筑前、浇筑过程中、浇筑后以及预应力张拉后挂篮各控制点的高程、主梁高程等。该预应力混凝土连续刚构桥的施工方法为挂篮悬臂现浇法,在浇筑过程中,应严格按照理论计算和设计要求控制梁段立模标高,保证施工过程和成桥后的线形平顺,符合受力要求。悬臂箱梁位移实测值与理论计算值不可能完全一致,在施工控制过程中,需要不断和理论值对比并做出相应的调整。桥面铺装标高的控制也很重要,它关系到桥面行车的平顺性,控制过程中需根据箱梁顶面的标高做出对应的修正。

箱梁合拢方案对成桥受力状态影响很大,是桥梁施工和体系转换的重要环节,不同的合拢方案会使结构的受力情况发生相应的改变,在合拢过程中应调整两悬臂端的施工荷载,使其变形相等。同时,合拢方案的调整也为施工误差的调整提供了机会。

3 结语

本文阐述了大跨度连续刚构桥施工控制的主要内容,着重介绍了线形控制、应力控制、温度控制和稳定性控制的相关内容与方法,分析了大跨度连续刚构桥施工误差等内容,论文的内容,为今后桥梁工程的施工控制提供了基本的理论基础与可参考性资料。

【参考文献】

[1]林富权.大跨度连续刚构桥梁施工控制关键问题分析与研究[J].中国建筑金属结构,2013(16).

第4篇

关键词:桥梁结构,风振,控制

 

1引言

随着大跨度桥梁的普遍兴建和高效能建桥材料的广泛应用,现代桥梁的结构形态逐渐向大跨、轻、柔方向发展。虽然这对于美观及经济性方面是有益的,但是却给结构设计、施工甚至运营提出了更高更严格的要求。大跨度桥梁作为生命线工程的重要组成部分,在政治、经济领域占据着重要的地位,对于它们的安全性应给予格外的重视。现代桥梁结构趋于轻、柔的特点给结构本身抗风抗震性能提出了考验。随着大跨度柔性桥梁的出现,风荷载往往成为结构上的支配性荷载。风是空气从气压大的地方向气压小的地方流动而形成的。风在行进中遇到结构,就形成风压力,使结构产生振动和变形。桥梁受风力的作用后,结构物振动与风场间产生的互制现象―空气弹力效应所引起的气动力不稳定现象机率大为增加,强风、弱风都有可能使之整体或局部产生损坏。例如,1940年11月7日,美国华盛顿州建成才4个月的老塔科马(Tacoma)悬索桥(主跨853m)仅在8级大风作用下就发生强烈的风致振动而破坏的严重事故。该事件促使了桥梁工程界对结构风致振动的研究,并由此发展了一门新的学科―桥梁风工程学。近几年来,随着我国大跨度桥梁的建设,桥梁风害也时有发生,江西九江长江公铁两用钢拱桥吊杆的涡激共振;上海杨浦大桥斜拉索的涡振和雨振损坏套索等。由此可见,通过对大跨度桥梁的抗风问题进行理论研究,采取有效的措施把风对桥梁的危害控制在容许范围内,具有十分重要的理论价值和实际意义。

2桥梁结构的风致振动

桥梁结构风致振动可分为两大类:一类为限幅振动,主要包括抖振和涡激振;另一类为发散性振动,主要包括驰振和颤振。

桥梁的抖振是指桥梁结构在紊流场作用下的随机性强迫振动。根据现有研究成果,抖振虽然并不像颤振那样引起灾难性的失稳破坏,但是过大的抖振响应在桥梁施工期间可能危及施工人员和机械的安全,在成桥运营阶段则会带来结构刚度问题而影响行人和车辆的舒适性以及引起交变应力缩短构件的疲劳寿命。

气流绕过物体时,在物体两侧会形成不对称脱落的漩涡,从而形成交替作用在物体上的横风向的涡激力或力矩,结构在这种类似简谐力的作用下,就会发生横风向或扭转的涡激振动,并且在漩涡脱落频率与结构的自振频率一致时将发生涡激共振。对桥梁结构而言,除透风率大于50%的桁架主梁可以不考虑涡激振动外,一般均需对主梁整体的涡激振动。此外,大跨度系杆拱桥的吊杆、斜拉桥的斜拉索、悬索桥和斜拉桥在施工阶段的独塔等也易于发生涡激振动。论文参考网。

浸没在气流中的弹性体本身会发生变形或振动,这种变形或振动相当于气体边界条件的改变,从而引起气流力的变化,气流力的变化又会使弹性体产生新的变形或振动,这种气流力与结构相互作用的现象称为气动弹性现象。气动力不稳定是一种典型的气动弹性现象。气流中的结构在某种力的作用下挠曲振动,这种初始挠曲又相继引起一系列具有振荡或发散特点的挠曲,这就是气动弹性不稳定。一切气动弹性不稳定现象都必含有因物体运动而作用在物体上的气动力,这种气动力就是自激力。桥梁结构的驰振与颤振是两种最主要的气动弹性不稳定现象,并可能造成严重的灾难性后果。

3桥梁风振的控制方法

对于大跨径桥梁,风致振动的形式多种多样,各种风致振动的机理也不同。单纯采用空气动力学措施并不能兼顾各个方面。理想的做法是选择适当的空气动力学措施,同时采用适当的振动控制措施(如增加阻尼器)来进一步抑制和减小桥梁结构风致振动。1972年Yao提出了结构控制的概念,将控制论引入了土木工程结构之中,从而开辟了崭新的研究领域。论文参考网。上世纪80年代以来,桥梁风振控制理论研究发展迅速,并且得到了实际应用。就目前技术水平而言,结构振动控制技术主要包括基础隔震、被动耗能减振、主动控制、半主动控制、混合控制及智能控制等。

基础隔震是在上部结构和基础之间设置水平柔性层,延长结构侧向振动的基本周期,使基础隔震结构的基本周期远离地震动的卓越周期,使上部结构的地震作用、横向剪力大幅度减小。同时,结构在地震反应过程中大变形主要集中在基础隔震层处,而结构本身的相对变形很少,此时可近似认为上部结构是一个刚体,从而为建筑物的提供良好的安全保障。

结构耗能减振就是把结构的某些非承重构件(如支撑、剪力墙、连接件等)设计成耗能元件,或在结构的某些部位(层间空间、节点、连接缝等)装设耗能装置。在小幅振动时,这些耗能元件或耗能装置具有足够的初始刚度,处于弹性状态,结构仍具有足够的侧向刚度以满足使用要求。当出现大幅振动时,随着结构侧向变形的增大,耗能元件或耗能装置率先进入非弹性状态,产生较大阻尼,大量消耗输入结构的地震或风振能量。

结构主动控制是在结构受到外部激励而发生振动的过程中,利用外部能源瞬时施加控制力或瞬时改变结构的动力特性,以迅速衰减和控制结构振动反应的一种减振控制技术。结构主动控制需要实时测量结构反应或环境干扰,采用现代控制理论的主动控制算法在精确的结构模型上运算和决策最优控制力,最后作动器在很大的外部能量输入下实现最优控制力。在结构反应观测基础上实现的主动控制成为反馈控制,而结构环境干扰观测基础上实现的主动控制则称为前馈控制。

结构半主动控制是在主动控制的基础上提出的,是一种以参数控制为主的结构控制技术。它是根据控制系统的输入输出要求,利用控制机构来实时调节结构内部的参数,使结构参数处于最优状态。结构半主动控制的原理与结构主动控制的基本相同,只是实施控制力的作动器需要少量的能量调节以便使其主动地甚至可以说是巧妙地利用结构振动的往复相对变形或相对速度,尽可能地实现主动最优控制力。因此,半主动控制作动器通常是被动的刚度或阻尼装置与机械式主动调节器复合的控制系统。

混合控制是主动控制和被动控制的联合应用,使其协调起来共同工作。这种控制系统充分利用了被动控制与主动控制各自的优点,它既可以通过被动控制系统大量耗散振动能量,又可以利用主动控制系统来保证控制效果,比单纯的主动控制能节省大量的能量,因此有着良好的工程应用价值。

把经验和直觉推理、综合判断等人类生物技能应用于一般控制之中,使结构具有感知、辨识、优化和自我控制等功能的控制称为智能控制。论文参考网。结构振动的智能控制是国际振动控制研究的前沿领域,主要涉及智能材料、人工智能、自动控制、力学、电学、机械和计算机等多门学科。结构智能控制主要包括两类:一类是利用智能材料研制的智能减振控制装置对结构实施的局部振动控制;另一类是将模糊逻辑控制、神经网络控制和遗传算法等智能控制算法应用于结构的振动控制。由智能材料制成的智能可调阻尼器和智能材料驱动器等智能减振控制装置构造简单、调节驱动容易、能耗小、反应迅速、时滞小,在结构主动控制、半主动控制、被动控制中有广阔的应用前景。

对于桥梁结构的风振控制,应依据不同的部位,采取响应的振动控制措施。例如,对于桥梁主体的风振控制目前主要采用减振技术。比较成熟的控制装置有调谐质量阻尼器(TMD)、调谐液体阻尼器(TLD)等,其中以TMD应用最为广泛。对于斜拉桥、悬索桥的索塔风振控制装置多采用主动质量驱动器(AMD)及悬挂式TMD。对于拉索振动控制,由于其振动机理比较复杂,因而拉索控制方式的探索也较活跃。大致有三种:其一,耗能减振方式,即采用高阻尼橡胶做成胶圈,安装在拉索的钢导管中。其二,采用专门的阻尼减振器,即在拉索与桥面相交处设置一对阻尼器,用以减小拉索自由长度,反馈拉索振动时的相对位移和相对速度。其三,采用减振副索,即用不锈钢丝绳将斜拉索连起来,借以增强拉索间的互相约束,增大附加阻尼。

4重点研究方向

鉴于桥梁风致振动控制当前存在的不足,应对其成桥后和施工状态下的风振理论及控制进行进一步的研究,主要有:空气振动的控制理论、控制措施、装置及相应的试验研究;数值模拟风洞及空气的动力稳定性计算的计算机仿真技术研究;大跨度桥梁结构体系的空气动力稳定性研究及相应的全桥模型实验;施工阶段空气动力稳定性研究及相应试验;空气动力参数的识别方法、评价及相应的风洞试验。以上问题的研究和解决势必为桥梁的建造产生直接的指导作用,使桥梁的振动控制研究更加科学、经济、可靠。

5结语

经过国内外学者、工程界人士的不断探索和实践,桥梁结构风振控制取得了丰富的研究成果和巨大的进展。虽然目前桥梁风振控制技术在工程中的应用还刚刚起步,还有许多问题尚未解决。但是相信随着科学技术的进步,有关各种技术难题会逐步得到完善,桥梁结构风振控制技术必将会被更广泛的应用到实际工程当中。

第5篇

关键词:连续刚构、施工控制、监控方案

中图分类号: TU74文献标识码:A 文章编号:

1. 桥梁概况

此连续梁桥为一座三跨预应力混凝土单线连续梁桥,跨度布置为35+80m+35m。上部结构为单箱单室变截面箱梁,中支点截面箱梁高为6.10m,跨中及边跨直线段箱梁高为3.50m,桥宽8.5m;梁部混凝土为C50;采用纵、横和竖向三向预应力体系。本桥采用挂篮悬臂浇筑法施工,全桥分两个T构对称悬浇。

2.施工监控依据和原则

本桥施工监控依据下列有关规范、标准进行:

1.《公路桥涵设计基本规范》(TB10002.1-2005)

2. 《公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(TB10002.3-2005)

3. 《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》(铁建设[2005]160号)

本大桥的施工监控原则:在保证桥梁满足设计要求的前提下,以主梁几何线形为基本控制目标,进行本大桥的施工监控工作。

3. 施工监控方法

3.1 施工监控流程

大跨度连续刚构桥的施工控制是一个“预告施工量测识别修正预告”的循环过程。计算线形控制中立模标高时,都假定参数值为理想(规范)值。为了消除因设计参数取值的不确切所引起的施工中设计与实际的不一致性,在施工过程中需要对这些参数进行采集,及时掌握结构实际状态,并通过计算,识别出各参数对主梁标高的影响程度,进而对未浇注主梁的立模标高进行修正,以满足设计要求。

3.2 结构计算内容

施工控制的第一项工作就是对桥梁施工过程中的内力、应力和位移进行有限元分析计算,确定施工过程中每个阶段的变形和受力理想状态,以此为依据来控制和指导施工过程的每个阶段。

本文采用桥梁博士3.0系统进行分析计算,并采用空间有限元分析软件MIDAS/Civil进行复核。建立有限元计算模型时,对该桥的施工过程进行了模拟,得到各个施工状态下的理论变形和应力。有限元计算模型如图1所示。

图1全桥有限元计算模型示意图

值得注意的是,施工阶段的模拟应根据实际施工过程进行调整,因此有限元模型需要不断修正,以上计算都是动态的过程。

结构计算的目标是提供以下理论控制数据:

1. 各施工梁段的计算挠度值:(1)自重、预应力以及混凝土收缩徐变引起的悬臂前端挠度值;(2)挂篮弹性变形;(3)活载挠度值。

2. 各施工梁段的立模标高:

大跨度连续梁桥悬臂施工过程中,施工控制的关键是挠度控制。挠度控制的目的是:根据计算结果和各阶段实测数据,与设计计算结果对比,调整梁段预拱度值(在立模标高计算中体现),确保成桥线形符合设计要求,保证合拢精度。

在结构线形控制时应对部分主要设计参数提前进行测定,以便在施工前对部分结构设计参数进行一次修正。根据实际情况,对于每一梁段,测量其弹性模量及容重,将实际的弹性模量和容重与计算中采用的弹性模量和容重进行对比,从而进行修正,使计算更好地反映实际情况。

1.混凝土弹性模量的测定

采用现场取样通过万能实验机试压的方法,分别测定混凝土在2d、7d、14d、48d、60d龄期的值,以得到完整的E-t曲线,为主梁预拱度的修正提供数据。

2.混凝土容重的测定

采用现场取样,在实验室用常规方法进行测定。

4. 主梁线形监测

4.1 墩顶和截面测点布置

将墩顶标高值作为箱梁高程的水准基点,每一墩顶布置一个水平基准点和一个轴线基准点。以首次获得的墩顶标高值为初始值,每一工况下的测试值与初始值之差即为该工况下的墩顶变位。0号块的顶板共布置1个水准控制点和6个测点,为方便得到梁底标高,亦可在箱梁里面的墩顶横隔板处加设一个水准控制点。

梁体标高测量的精度直接关系到线形控制的成功与否。采用精密水准仪,并由专业人员进行高程测量,测量精度在±1mm以内。浇筑梁段悬臂前端测点布置如图2。其中顶板测点可以控制梁顶的设计标高,底板测点可控制梁底标高,两者结合亦可得到精确的梁高。

图2截面测点布置图

为方便得到施工过程中梁体标高的变化过程以及成桥后线形复测,各梁段施工时需预埋测点,并保持高程测点在整个施工过程中不损坏。

4.2 主梁平面线形控制和节段挠度观测

主梁平面线形通过采用全站仪控制,通过立模前放样、立模后自检、监理复测多次测量确保梁体平面线形控制在允许误差范围内。根据监控小组提供的立模标高,专业测量人员对底模标高进行现场精测,使调整后的模板标高精确符合立模标高,误差不超过3mm。调整合格后,对前面2个已浇筑梁段的梁顶测点进行测量。在混凝土浇筑完后半天内(强度达到测量条件),对新浇筑梁段的6个测点进行测量,并对前2个已浇筑梁段的梁顶测点进行测量。在混凝土养护时间足5天后,预应力钢筋张拉前半天内,对新浇筑梁段6个测点进行测量。在本梁段预应力钢筋张拉完、模板拆除后半天内,对张拉梁段6个测点进行测量。

除保证各跨线形在控制范围内外,主梁全程线形应定期或不定期进行通测,确保全桥线形的协调性。

4.3 施工过程控制精度要求

根据《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》(铁建设[2005]160号)要求,施工控制精度如下:(1)立模标高允许偏差:±3mm;(2)梁段轴线偏差≤15mm;(3)梁段顶面高程差:±10mm;(4)合拢段相对高程差≤15mm;(5)悬臂梁段高程:-5≤h≤15(mm)。

5. 合拢段施工注意事项

合拢段施工是体系转换的重要环节,是控制全桥受力状况和线型的关键工序。线形控制过程中, 根据此三跨连续梁桥施工设计,本桥合拢段施工顺序为先合拢两个边跨合拢段,最后合拢中跨合拢段,合拢段应在当天温度最低时浇注混凝土。边跨合拢段混凝土浇筑后,张拉边跨预应力束,解除主墩临时固结,使悬臂T构变为简支结构;中跨合拢后,使两个简支结构形成一个连续梁,完成两次体系转换。

参考文献:

1 范立础.桥梁工程(上册)[M].北京:人民交通出版社,2001

2 公路工程技术标准JTG B01-2003,[S]

3 王鹏. 大跨度预应力混凝土连续刚构桥施工控制研究[D].武汉理工大学硕士论文. 2007

4 向中富. 桥梁施工控制技术[M].北京:人民交通出版社. 2001

作者简介:

第6篇

关键词:大型桥梁结构健康检测检测技术传感器

中图分类号: TU997 文献标识码: A

一、现代大型桥梁健康监测技术的概念

大型桥梁结构健康监测实际上是一个多参数(包括温度、应力、位移、动力特性等)的监测。所谓大型桥梁结构健康监测技术就是指利用一些设置在大型桥梁关键部位的测试元件、测试系统、测试仪器,实时、在线地量测大型桥梁结构在运营过程中的各种反应,并通过对这些大型桥梁结构关键部位的测试数据的现场采集、数据与指令的远程传输、数据储存与处理、结构安全状态的评估与预警等一系列程序,分析大型桥梁结构的安全状况、评价其承受静、动态荷载的能力和结构的安全可靠性,为运营及管理决策提供依据.

大型桥梁结构健康监测技术涉及多个学科交叉领域,随着现代检测技术、计算机技术、通讯技术、网络技术、信号分析技术以及人工智能等技术的迅速发展,大型桥梁结构健康监测技术正向实时化、自动化、网络化的趋势发展。目前,包含多项检测内容、能对大型桥梁状态进行实时监测,并集成了远程通信与评判控制的健康监测系统,已经成为大型桥梁健康监测技术发展的前沿.

大型桥梁结构健康监测技术主要包括监测系统总体设计技术、传感器及其优化布设技术、数据自动采集与传输技术、结构仿真分析技术、健康诊断与结构安全评估技术等。

二、大型桥梁结构健康监测系统总体设计技技术

大型桥梁结构健康监测系统是集结构监测、系统辨识和结构评估于一体的综合监测系统。通常采用各种先进的测试仪器设备对大型桥梁在外界各种激励(包括交通荷载、环境荷载等)下的各种响应进行监测;然后对监测到的各种信息进行处理,结合结构模型等知识对结构进行诊断,分析结构的损伤状况;最后对大型桥梁结构的健康状态进行评价,并确定科学的大桥维修、养护策略。其监测内容一般包括

1)大型桥梁结构在正常环境与交通条件下运营的物理与力学性能响应,包括各种荷载下的内力(应力)、变形、固有频率、模态、混凝土的碳化、钢筋的锈蚀等。

2)大型桥梁重要非结构构件(如支座)和附属设施的工作状态;

3)大桥所处环境条件等。

大型桥梁结构健康监测是运用现代的传感与通讯技术,实时监测大型桥梁运营阶段在各种环境荷载条件下的结构响应与行为,对于具体的一座大型桥梁的监测系统设计,由于其本身的结构特点和监测重点的不同,其相应的监测方法、内容、规模、监测效果也各不相同,但总体上应遵循以下设计准则:

1、系统功能要求

不同的功能目标所要求的监测项目不尽相同。绝大多数大跨度大型桥梁结构监测系统的监测项目都是从结构监控与评估出发的。如果监测系统考虑具有结构设计验证的功能,那就要获得较多结构系统识别所需要的信息。一般来说,对于大跨度索支承大型桥梁,需要较多的传感器布置于桥塔以及加劲梁以及缆索、拉索各部位,以获得较为详细的结构动力行为并验证结构设计时的动力分析模型和响应预测。

另外,在支座、挡块以及某些联结部位需安设传感器获取反映其传力、约束状况等的信息。因此大型桥梁结构健康监测系统的功能应考虑以下几个主要方面:

1)结构整体行为方面:包括研究结构在车桥共同作用、强风、强地面运动下的非线性特性以及桥址处环境条件变化对结构动力特性、静力状态(内力分布、变形)的影响等。

2)结构局部问题:例如边界、联接条件,钢梁焊缝疲劳及其它疲劳问题;结合梁结合面的破坏机制;索支承大型桥梁缆(拉)索和吊杆的振动局部损伤机制。

3)抗震方面:包括各种场地地面运动的空间与时间变化、结构相互作用、多点激励对结构响应的影响等,通过对墩顶与墩底应变、变形及加速度的监测进行大型桥梁抗震分析等。

4)抗风方面:包括风场特性观测、结构在自然风场中的行为以及抗风稳定性。

此外,也应重视结构耐久性问题、基础变形规律、桩基的承载力等问题。

2、效益/成本分析

监测系统的设计首先应该考虑建立该系统的目的和功能,对于特定的大型桥梁,建立结构健康监测系统的目的可以是大型桥梁监控与评估,或是设计验证,甚至以研究发展为目的。一旦建立系统的目的确定,系统的监测项目就可以基本上确定,也就可以确定其功能的设计要求。但由于监测系统设计过程中各监测项目的规模以及所采用的传感仪器和通信设备等的确定需要考虑投资的限度,因此在设计监测系统时必须对监测系统方案进行成本/效益分析。根据功能要求和成本/效益分析将监测项目和测点数量设计到所需的范围内,以便最优化地选择安装系统硬件设施。

三、传感器及其优化布置技术

传感器的选择主要考虑以下几个方面的因素:传感器类型的选择以及传感器的精度、分辨率、频响及动态范围;传感器布设位置以及其周围动态环境的影响程度、测量噪声的影响程度等。

大型大型桥梁健康检测、监测过程中应用的传感器主要用来测量加速度、速度、位移及应变等参数,由于大型桥梁结构尺寸庞大,同时自振频率往往非常低,结构的响应水平通常也非常小,因此,要求传感器必须具有频响范围广、低频响应好、测量范围大的特点。传统的传感器有压电式力传感器、加速度传感器、阻抗传感器、应变片等,它们己广泛应用于各类工程结构的实测中,这里不再赘述.

目前新兴的传感器主要有:疲劳寿命丝、压电材料传感器、碳纤维、半导体材料和光纤传感器等。

光纤传感器是随着光纤通讯技术的蓬勃发展而涌现出来的一种先进的传感器,是用于长期监测的最理想材料。其主要性能特点包括:

1)具有感测和传输双重功能;抗电磁干扰、电绝缘、耐腐蚀,本质安全可靠,耐久性好;灵敏度高;重量轻、体积小、可挠曲,对被测介质影响小;

2)便于复用、成网,有利于与现有光通信技术组成遥测网和光纤传感网络;

3)测量范围广。可测量温度、压强、应变、应力、流量、流速、电流、电压、液位、液体浓度、成分等。

四、大型桥梁结构健康监测系统总体设计

现代大型桥梁结构健康监测技术不只是传统的大型桥梁检测技术的简单改进,而是运用现代传感与通信技术,实时监测大型桥梁运营阶段在各种环境条件下的结构响应与行为,获取反映结构状况和环境因素的各种信息,并由此分析结构的健康状况、评估结构的可靠性,为大型桥梁的管理与维修决策提供科学依据.

1 监测系统的组建,见图1:

图 1典型大型桥梁结构健康监测系统框图

2 监测系统的设计原则

1)目的与功能的主辅原则

监测系统的设计应该以建立该系统的目的和功能为主导性原则,建立健康监测系统的目的确定后,则系统的监测项目和仪器系统就可基本确定。一般而言,建立大型桥梁健康监测系统的主要目的是掌握结构的运营安全状况,因此健康监测系统的设计应首先考虑以结构安全性为主的监测原则,是能够关乎结构安全与否的重点监测内容,而其它目的则为辅的。

2)功能与成本最优原则

健康监测系统的成本通常比较大,其成本一般由三大部分组成:结构仿真分析费用、仪器系统费用及处理软件费用。结构仿真分析部分费用一般较小,但其意义重大。仪器系统是健康监测系统成本的主要部分,监测项目及传感器数量越多,监测信息就越全面,从而系统成本就越高;反之则降低系统成本,但同时可能会因为监测信息不足而使监测数据有效性减小。所以为使系统成本更合理,有必要对功能与成本进行优化,使用最小的投资,获得最大的有效监测信息。信息处理软件费用,其主要功能是对巨量信息进行解释、存储、传输及初步评价等,

该部分费用相对也比较小。

3)系统性和可靠性原则

监测分析、仿真计算、工程经验有机结合,也只有用系统分析原理,使测点之间、监测项目之间能相互结合,从而提高整个系统的监测功效;监测系统最基本的要求是可靠性,而整个系统的可靠性取决于所组成的各种仪器的可靠性、监测网络的布置及设计的统筹安排和施工上的配合等因素。

4)关键部件优先与兼顾全面性原则

关键部件是指各种原因导致的可能破坏区、变形敏感区及结构的关键部位,这些关键部件都必须重点监测。但也应考虑全面性,考虑对结构整体性进行监测,例如基础的总体安全性监控等。

5)实时与定期监测结合原则

根据监测目的、功能与成本优化确定监测项目后,应该考虑的是实时监测与定期监测分别设置的原则。由于监测项目的不同,有些项目不必长期实时监测,但其监测频率又远高于人工监测,这时可考虑采用定期监测,以减少后期维护成本和数据处理压力。

结束语:

交通运输是一个国家的经济命脉,而大型桥梁是交通的咽喉,大型桥梁的建造和维护是一个国家基础设施建设的重要组成部分,同时也是经济发展与技术进步的象征。本文简要分析了大型桥梁的健康系统的设计,希望对同行以帮助。

参考文献:

[1]孙全胜.智能大型桥梁结构健康监测的研究,东北林业大学博士学位论文.2005.

[2]廖延彪‘光纤传感发展近况[J].光电子技术与信息,2000, 13 (3): 27-29.

第7篇

关键词:桥梁施工;温度控制;混凝土;有限元

Abstract: This paper mainly introduces the influence of temperature profile control in concrete bridge construction andthe grey system theory, and the correction measures of temperature control is discussed. The conclusion of this paper,from the view of theory is scientific and reasonable, and has certain reference and reference for the same type of bridge engineering in the future.

Keywords: bridge construction; temperature control; concrete;finite element

中图分类号: U445 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)

对大跨径桥梁施工线形控制来说温度的变化有着较大的影响,当前主要处理对桥梁施工线形控制温度变化影响的方法主要是次日早上太阳出来之前完成,或者是将线形检测安排在日落两个小时之后。但是,仅仅在上述规定的时间内来进行测量显然是不现实的,特别是在测量工作相对比较多的时候。另外,上面所说的方法还需要对线形检测的时间进行固定,极为不利于缩短施工的工期,对于混凝土桥梁,就算是在上面所说的时间内进行数据的测量,那么仍旧有可能会出现比较大的偏差。

一、温度变化对桥梁施工线形控制的影响

日照温差影响以及季节温差影响是温度影响的两个方面。桥梁各部分由于受到日照的程度不同,温度的变化必然会不均匀,这就是我们所说的日照温差影响;而季节温差影响则指的是,随着季节的周期性变化气温也随之变化,对桥梁的结构会造成一定的影响,一般情况下在桥梁内部各处假定温度处于均值变化。温度场的分布是非常复杂的,但是我们通常认为在桥梁的内部会形成较为规律的温度梯度,因此,通过桥梁上下缘的温差方法来进行模拟。接下来分别采用现场实测和有限元计算进行分析。

(1)现场实测如表1。

(2)有限元计算

采用Midas/Civi有限元软件进行分析,通过前处理模块建立有限元模型,具体见图1。

在桥梁内部日照温差形成了非常复杂的温度场,但是我们通常认为会在桥梁的内部形成比较规律的温度梯度,我们假定该温度的梯度是呈线性变化的。图2为采用软件所计算的日照温差所形成的温度梯度模型。

二、灰色系统理论

(1)建模机理与概述

含有已知的信息,同时也含有非确知和未知信息的系统就是我们所说的灰色系统,也可以称之为贫信息系统。根据一系列数学方法以及生成数灰导数、灰关联度、灰微分等观点构建起一般连续性的微分方程,对原始数据序列然后通过拟合,以求出微分方程的具体系数,最终得到灰色预测模型的方程式,这就是建其建模的机理。一般情况下GM(m,n)表示灰色模型,也就是灰色微分方程模型为m阶n个变量,在m=n=1时,也就构成了GM(1,1)灰色预测模型。

(2)GM(1,1)模型

给定原始数据序列为第一步。

利用上述公式,作以累加从而生成:

为第二步。

通过累加生成的数据序列(k)X(1)可建立起如上微分方程在方程为白化形式,为第三步。

第四步将白化形成的微分方程式求解为:

可由下述公式对公式中的,求解:

对上述公式进行一次累减生成,为第五步,原始数据序列(t)X(0)的预测函数可得为:

对模型的精度进行检验,如果检验结果不符合要求,那么可以建立残差模型GM(1,1)对原模型进行修正,为第六步。

最后一步是利用模型进行预测和分析。

(3)新陈代谢模型GM(1,1)

具有预测意义的数据在GM(1,1)模型中仅仅只是x(0)(n)数据以后的前几个数据,所以,要想提高预测的精度,就需要不断的补充新的信息。在实际的应用中,GM(1,1)模型可以先使用原始数据的序列进行建立,然后预测一个值,之后在原始数据序列中补充一个新信息数据,同时将最老的一个数据去掉,让数据的序列等维,再构建GM(1,1)模型,在完成预测目标之前,依次递补, 逐个滚动预测。这种去掉老数据和补充新数据序列,其维数由于不不变,所以相应的模型我们称之为新陈代谢GM(1, 1)模型或者是灰数递补GM(1,1)模型。对具体的问题通过该模型进行预测,便可以得出更加准确的结果。

三、对温度影响的修正措施探讨

(1)温度影响修正算例

对表1左侧11#块的实际测量高程进行修正,以-16mm 11#块的挠度预测值为例。在进行浇筑以后,测得具体标高,清晨日出前的温度为14 ℃,当时所测量到的温度为19 ℃,温差为5 ℃,将上述-16mm 11#块的挠度预测值,经过此时5 ℃的温差修正以后可得到此时-9mm 11#块的挠度预测值,通过此时-9mm 11#块的挠度预测值,修正后可以得到实际的测量标高,通过比较我们得出,经过对温度挠度预测值的修正以后,理论标高与实际测量的标高基本一致,差值可以忽略不计,能够极大程度得提高桥梁施工的线形控制精确度。

(1)修正措施

我们可以采用以下方法对桥梁施工线形控制中的温度变化进行修正,以减少或避免因温度变化而造成的影响。

1)通过理论高程与已经浇筑完成的实测高程将相应的温度挠度h计算出。

2)下一悬浇号块将会受此时温度影响的具体温度挠度s,通过灰色系统进行理论预测。

3)在实际的监控过程中由于温度每时每刻都在发生着变化,根据温度的变化量与温度挠度成正比的关系,同时将每天清晨日出之前的温度作为当天的准确温度,我们将s通过换算转为实际测量受当时温度影响的具体温度挠度y。

4)我们将实测标高假定为H,那么在考虑温度的挠度后得到的实际测量标高为H-y。

总结:本文以某特大桥梁施工的监控为背景,分析了对桥梁施工线形控制温度变化所带来的影响,并对具体的修正措施进行了探讨。总结了对桥梁施工线形控制温度的变化所产生的影响的修正方法,通过实际的监控表明,该方法对于温度对线形所造成的影响能够较好的进行修正,方法简单可行。以桥梁的内部温度差按照线性的变化为基础对日照温差进行计算,桥梁内部的实际温度场分布非常复杂,要想准确的分析温度变化所产生的影响,我们需要全面掌握温度场,在这一方面目前还有待提高和进一步研究。温度的变化在桥梁施工的线形控制当中具有非常明显的影响,特别是日照温差的影响尤为明显。本文所得出的结论,从理论上来说是科学合理的,对于今后同样类型的桥梁工程来说具有一定的参考和借鉴意义。

参考文献:

[1] 李思琪,刘廷杰,陆孜敏.大跨度桥梁悬臂施工过程中温度对主梁标高的影响分析[J].内蒙古公路与运输,2008

第8篇

【关键字】桥梁拆除 施工技术 控制方法

中图分类号:U445文献标识码: A 文章编号:

一.前言

近年来,随着经济的发展,特别是随着改革开放的不断深入,我国的经济建设取得了巨大的进步。与此同时,我国的建筑工程行业也取得了很大的发展,桥梁工程也发展的很快。由于我国的交通运输业的快速发展,导致我国对桥梁的要求不断提高。在桥梁的数量上,以及桥梁的质量上都提出了很高的要求。对于过去的一些桥梁,由于其设计理念落后,施工的技术比较的肤浅,同时对于工程质量的把握都比较的落后,同时还由于过去的一些桥梁都是一些中小型的桥梁,再加上时间上的长久,使得他们已经不能够适应现代交通运输的发展。因此,对这一部分桥梁应该进行拆除。桥梁的拆除是一项技术工程,讲究一定的技术和方法,否则就会导致很大的工程安全事故。

二.桥梁基本情况及工程概况

浙江省长兴县长牛线公铁立交桥位于长兴县城边,中心桩号为K0+546。桥梁上部结构跨铁路部分为20m钢筋混凝土简支T形梁,其他跨为16m混凝土简支T形梁,全长441m,上部结构跨径组成为15*16m+2*20m+10*16m,其中1~20跨为直线跨,横向5片梁。

桥梁设计荷载:汽―20,挂―100级。

三.桥梁拆除的施工方法

3.1.路面拆除

对于沥青铺装层使用凿除机将其进行拆除,然后使用车辆将其运输到制定的区域。对于拆除的顺序,首先是从跨中开始一直向边跨进行拆除。对于混凝土的现浇层,一般使用切割机再加上人工切割的方法进行拆除,第一步就使用切割机将其切成2m*1.5m的矩形形状。在进行切割的时候,首先就要将现浇层的钢筋切断,接着在将铜楔子打入到箱梁顶面和现浇层之间的区域,这样就可以将现浇层给张开。采用这种切割方法的效率十分高,同时破坏程度较小。

3.2.护栏及翼缘板拆除

对于钢筋混凝土的护栏以及翼缘板的拆除我们一般使用的是切割法进行。在进行拆除的时候,首先每隔3m进行横断面的切断,接着就用吊车将翼缘板的两端平衡的吊起,同时在预提重量百分之九十的预应力,然后再沿着纵向价格翼缘板从箱梁上进行切割使其分离,在将切割下来的翼缘板用车辆运走,应该注意的是,在进行翼缘板的拆除时,应该保证对其进行对称的拆除。

3.3.体外预应力束解除

在对桥梁进行拆除之前,一般对桥梁都做过外预应力的加固,所以在将主梁进行拆除之前,首先就应该将其外预应力进行解除,使用氧割法直接将其割除。其具体的施工方法表现如下:

(1)首先要确定切割点,应该将切割点设置在转向块旁边,在进行切割的时候,具体的施工人员应该站在转向块的侧面,这样做是为了保护施工人员的安全。

(2)接着就要将防蹦钢箍进行安装,这是为了防止将钢绞线进行切割时,钢绞线发生反弹。对于防蹦钢箍,一般都是安装在切割点附近两侧10m的范围内,防蹦钢箍的间距在1m左右。防蹦钢箍通过种值M12锚栓与箱粱牢固连接,这样做是为了防止钢箍发生弹动。

(3)最后在进行钢绞线的切割,切割钢绞线应该按照张拉的相反顺序进行。在进行切割时,应该使用1.5 m的长柄氧割割锯同时割除钢绞线,应该一根根的进行割断,还要保证是在对称的情况下进行切割的。

3.4.箱梁拆除

因桥跨径较大采用分节段拆除法拆除。即用吊装设备提吊住拆除节段,然后将箱梁按节段逐步切断下放吊装。根据吊装设备起吊能力的大小,将箱梁分成若下个节段,拆除顺序一般为从跨中往两端进行,切割采用链式切割机环抱住箱梁断面进行切割,根据断面大小可选用1台~2台切割机进行切割。为便于第一个节段吊装,需将断面切割成“八”字形断面,根据吊装方式,如节段竖直向上吊装断面应呈“倒八”字形,如节段竖直向下吊装断面应呈“正八”字形。

四.关键控制点以及施工的监控

4.1.施工控制要点

(1)合龙段拆除

合龙段切割过程中,整个桥梁结构的受力会发生变化,跨中部位会下挠,切割缝会变形卡住链条,切断后合龙段会被卡住,无法吊装,因此,除了需将合龙段切割成“八”字形外,还需提前将桥面板切割10 cm左右的缝隙,腹板和底板切割过程中还应不断打入钢楔,断面切断后敲掉钢楔。

(2)切割过程中切割块下坠冲击的控制

虽然切割块在切割时有吊装设备进行预提,但是对于重量过大的切割块还会有冲击,切割前在切割缝处设置防冲击挑梁可有效的消除冲击,即将挑梁的一端锚固在未切割端,另一端通过穿心千斤顶锚固在切割端,用千斤顶将锚杆锚紧,断面切断后,千斤顶缓慢卸压,让吊装设备缓慢受力,最后拆除挑梁,吊装切割块。

(3)箱梁分节下放施工同步性控制

分节箱梁的重量是非常大的,因此下放过程中各点不同步将会导致其他点受力过大,因此下放过程须分级进行,在下放过程中,须对各点下放高度严格控制,每下放一级对各点下放高度调整一次。

4.2施工观测与监控

(1)施工观测与监控的目的

浙江省长兴县长牛线公铁立交桥对其上部结构进行切割式拆除施工,施工安全是第一位的,因此,该施工监控的目的就是根据拆除施工方案,通过理论计算和在箱梁的关键部位安装应力传感器监测大桥的实际受力状况,确保桥梁拆除工作的安全进行。施工观测与监控的目的:一是保证施工人员和施工设施的安全;二是保证留用墩柱结构的安全;三是为拆除施工提供技术参数。

(2)监测截面位置和测点布置

浙江省长兴县长牛线公铁立交桥长441m,单幅有2个主墩。箱梁的应力增加测点布置本着“少而精”的原则。主要测点断面选在箱梁根部支点和合龙段、L/4桥跨位置上。单幅桥共有16个断面,总共48个测点,均布置在箱梁的顶板上。

五.结束语

桥梁的拆除施工技术是一项关键的技术,对于现阶段我国的部分桥梁已经不能够满足发展的需要,因此对其进行拆除是十分必要的。但是在拆除的过程中,一定要注重拆除的方法和方式,保证拆除的安全和可靠。

参考文献:

[1]刘小林; 崔清强; 张鹏; 黄鹏; 张海龙 大跨度旧、危桥梁的智能预警非爆破拆除法中国市政工程2006-06-25期刊

[2]杨国梁; 杨军; 甯尤军 桥梁爆破拆除的有限元法模拟研究第八届全国爆炸力学学术会议论文集2007-09-19中国会议

第9篇

【关键词】路桥施工;质量;控制

近几年,我国道桥事业得到了前所未有的发展,桥梁作为交通工程中的重要枢纽,起着至关重要的作用,随着桥梁跨度和构造复杂性的增大,大跨度桥梁的施工质量控制技术对保证桥梁的顺利建成起着重要作用。施工质量控制是整个桥梁工程质量最有力的保证。如果在工程施工过程中能及时发现问题,到少可以减少严重的后果发生。

1 路桥工程质量通病的特征及成因

路桥工程质量通病的特征主要表现在以下几点:路基整体或局部不均匀沉降;路基纵横向开裂;路基滑动或者边坡滑坍。

成因工程地质条件不良,原地面比较软弱(如泥沼地段等)若填筑前未经换土或软基处理,易形成压缩下沉或挤压位移;工程地形条件复杂,当路堤穿过沟谷时,沟谷中心填土最大,向两端逐渐减低,由于填土高度不同而产生不均匀下沉;水文气候等因素,降雨量过大、洪水、冰冻、积雪或温差过大,都可能使高填路堤产生不均匀下沉;路堤填料,若填料中混入种植土、腐殖土或泥沼等劣质土,或土中含有未经打碎的大块土或冻土等,填石路石料规格不一,性质不匀,乱石中空隙很大,在一定期限(例如雨季)可能产生局部明显下沉;设计方面,如断面尺寸不合理,边坡取值不当,排水、防护与加固不妥,未对高填路堤进行稳定性验算,且施工工艺、填料未作特别要求说明;施工方面,填筑顺序不当,未在全宽范围内分层填筑,填筑厚度不符合规定,填料质量不符合要求,水稳定性差,原路边坡没有去除植被、树根,未做台阶处理;不同性质的填料混填,因不同土类的可压缩性和抗水性差异,形成不均匀沉降,路基填料含水量控制不严,又无大型整平和碾压设备,使压实达不到要求;施工过程中未注意排水,遇雨天时,路基积水严重,无法自行排水,有的积水浸入路基内部,形成水囊,晴天施工时也未排除积水控制含水量就继续填筑,以致造成隐患,施工单位责任心不强,自检控制不到位

2 路桥施工质量控制应用

2.1 工程概况

以清远北江三桥工程为例,该工程位处北江主航道,全长994m,横跨北江,桥面宽度为22.5m。主桥采取连续钢结构,引桥为T型梁,结构以先简支后连续为主。整个桥梁共有桩基92根,0#台-2#墩的十根摩擦桩,其余以嵌岩桩为主。另外,该工程的0台、28台、14墩、15墩、16墩采取群桩基础性质,且14、15、16墩的每墩10根桩直径为2.0m;0台6根桩的直径为1.8m,28台6根桩的直径为2.2m,2#墩-12#墩采取单排两根桩形式,桩直径为2.2m;13#、17#过渡墩采取单排3根桩形式,桩径2.2m。

2.2 桩基的成孔和质量控制

2.2.1 准备工作

在钻机开始工作之前,应充分了解成孔的地质资料,并发放到钻机机组人员和施工技术人员手中,以在施工过程中,充分考虑该桩位置的地质状况,结合地质柱状图,了解溶洞大小、层数、充填等状况,将地质柱状图安装在施工的钻机上,以便随时查询。

2.2.2 护筒埋设

根据施工地质的实际情况,如果桩不深,地下溶洞较小,仅需要设置一级护筒,深度为8-12m即可;如果桩比较长,且溶洞较多,为了在成孔过程中不会出现塌孔现象,应该采取多级护筒埋设方式。以北江三桥的实际情况来看,可采取灌压浆预处理方法,只有几个相对较深的桩采取二级护筒。在覆盖层下方的第一个钢护筒中,深度约8-12m,当成孔到岩面后,即放置第二级钢护筒,只需要入岩0.5m即可。每一级护筒的内径间隔为15-20cm,第一级护筒需考虑内径的大小,否则可能造成放不下二级护筒,或者成孔后无法满足设计要求。一般护筒壁厚度为10-12mm。

2.2.3 溶洞处的施工

在溶洞处的钻孔施工,也应根据溶洞的实际情况,选择合理办法,对溶洞进行封闭处理。溶洞处理应该做好事先准备,在场地内准备大量片石,孔口位置储备一定数量的袋装水泥、黏土等。在施工过程中,要求配备泵的流量至少200m³/Hr的一台泥浆泵,并确保泥浆与水源的充足。当钻孔越来越接近溶洞时,尤其在接近溶洞顶约1m位置,冲击钻应选择1-1.5m的小冲程形式,采取轻捶慢打的方法,避免出现卡钻现象。在洞顶即将击穿之前,需要专人密切关注护筒中的泥浆变化情况。如果出现泥浆下降现象,应该迅速做好补浆或补水处理。加强对孔深、泥浆循环物等测量,当确认溶洞顶冲穿之后,暂停冲孔工作,记录孔底标高。再根据溶洞大小1:1比例,回填片石与黏土,确保抛填片石面高出溶洞顶约1m的位置,继续冲砸。如果溶洞中的进尺比较快,当孔底穿过了溶洞约1m,再次提高钻头,回填片石和黏土,反复冲砸,使黏土和块石在溶洞中形成一道环壁,提高成孔质量。

2.3 施工常见问题分析

2.3.1 掉钻和埋钻

一般掉钻事故主要由于主绳断裂而造成。因此,在施工过程中,应经常性检查主绳的破损状况,如果发现破损,及时更换。如果遇到钻头提不上来的情况,不能强制提拉,应了解实际情况,有针对性地采取措施。一定确保钻头上装有保险绳,且安装牢固。如果发生掉钻现象,应及时打捞,避免由于时间过长,钻头被沉渣埋没。为了避免沉渣埋钻现象,不能将钻头长时间停留在孔底,同时不能停止向孔底输送泥浆并使泥浆继续循环。另外,为了防止坍孔埋钻现象,应有效避免塌孔。如果沉渣埋钻不太严重,可不停地将钻头一提一松,逐渐将钻头松动,然后拔出。如果沉渣埋钻严重。用泥浆泵从上至下逐步将沉渣清除,再用钻机提拔;如仍然无效,可最后采用微量爆破。先探清钻头4个刃脚的位置,然后在刃脚处放入电雷管和微量炸药,爆破后将刃脚处沉渣震松、震散,用钻机将钻头提出孔底。如果发生坍孔埋钻,最要紧的是将主绳保住。

2.3.2 塌孔

在正常情况下,应确保泥浆面的高度与泥浆浓度,这样不容易发生塌孔。如果遇到大溶洞、空溶洞或者裂缝漏水现象,如果不能及时补水,就会发生塌孔。因此,确保泥浆高度及浓度,是有效避免塌孔的主要措施。如果发生泥浆面下降,应该先将钻头提起。当发生塌孔后,先回填满钻孔,然后回填孔外,停留几天后再进行冲孔,加深钢护筒。

2.3.3 内护筒的内径不足

由于4#-l桩比较长,预处理灌注浆不充分,第一级钢护筒12m。钻进过程中塌方,钢护简下沉12m左右;清除下沉护筒内砂,护筒向一方偏移,护筒一侧进入桩身范围4-5 cm。13#-2水上桩深度约83m,由于早期埋设的外护筒内径不足,如果按照桩径设计,无法放置二级护筒。直径宜采取1.5m,两根桩的原设计为直径28cm、42主筋,经过验算后,结合实际情况,改变成48根主筋,混凝土强度的标号也从C25提高到C30。

2.3.4 孔底沉渣过厚

在该大桥中,共有7根桩由于孔底沉渣过厚,而在初评中不合格。其中,28#-5桩由于上层溶洞的沉渣掉进孔底,造成孔底沉渣约1m厚度。为了提高桩基质量,应该对28#-5桩和其他几根桩的桩底进行沉渣处理。首先,根据沉渣的实际范围,布置4-5个钻孔,当钻到沉渣层时,判断缺陷的实际情况,然后再利用高压旋喷切割对沉渣进行冲洗,以反循环形式,将沉渣冲洗干净。这样,经过处理后的28#-5桩为合格桩,其他几根桩也属优良桩。

3 做好路桥工程施工质量管理

3.1 做好路桥施工的事前控制

3.1.1 对工程各项参与者进行审查。施工队伍和分包单位人员的思想素质、技术素质及身体素质的好坏将直接影响工程质量。为此,在审查时发现有不合格者,坚决不能上岗。

3.1.2 对工程材料进行检查。所有用于工程中的材料必须有产品合格证、技术说明、检验报告,并经质量管理人员审查认可后方能使用。

3.1.3 对工程设备进行审查。永久性生产设备的采购,应通过质量管理人员认可,并且要经过验收后才可进场。重要的施工机械设备应定期提供机械性能检测报告,经质量管理人员认可后方可使用。

3.1.4 对施工方法进行审查。审查施工方案和施工组织设计,审核后作为施工依据。

3.1.5 在施工前进行环境调查。施工环境包括施工现场的气象.、水文地质、交通及周边有关条件等。对环境进行调查的目的是掌握情况,保证施工顺利进行。

3.1.6 做好设计交底和图纸会审。

3.2 做好路桥施工的事中控制

施工操作质量检查,对违章操作及不符合安全要求的应及时纠正;工序质量的交接检查,指前道工序检查验收合格后,方可移交下一道工序;隐蔽工程的检查与验收,这一部分是防止质量隐患和事故的关键;施工过程中的监控,对某些重要的分项工程应特别注意经常进行预检和复核;成品保护的质量检查,必须对已完成部分采取措施予以保护,以免影响工程整体质量。问题的处理。如发现施工中出现问题应立刻解决,以保证质量与工期的要求:如发生严重的质量问题,则要停止施工,然后要求提出报告说明质量情况,产生的原因和处理的方法以及提出如何确保此类问题不再发生的措施,经质量管理人员审批同意后进行处理。解决完该问题后经质量管理人员认可后方可重新施工。

3.3 事后控制

事后控制也称为事后质量把关,以免不合格的工序或产品流入后道工序或市场。作为施工单位,应做好以下几点:对整个施工阶段的工程质量进行验收,如发现问题则要进行修复,必要时进行返工,绝对不可以疏忽。审核提交的质量检验报告及技术性文件。审核竣工图。建立项目的技术档案。

4 结语

本论文所提出的对策和建议对解决公路桥梁工程项目质量管理问题具有一定的实际意义,同时,对同行业类似企业解决工程项目质量管理问题具有一定的借鉴意义。

参考文献:

[1]张静.浅谈公路工程项目质量控制与管理[J].交通科技,2005(10):152~154

第10篇

关键词:预应力混凝土 连续梁 病害 防治

中图分类号:TU528.571文献标识码: A 文章编号:

一、PC连续箱形梁桥的特点

预应力混凝土变截面连续箱形梁桥具有整体性能好、结构刚度大、变形小、抗震性能好,特别是主梁变形挠曲线平缓,桥面一般仅设两道伸缩缝,行车舒适等优点。加上这种桥型的设计施工较成熟,施工质量和施工期能得到控制,成桥后养护工作量小。因此,这种桥型在我国公路、城市和铁路桥梁工程中得到广泛应用,但在建设和运营过程中也存在着许多问题值得研究[1]。

二、常见病害及相应的预防和处置措施

预应力砼连续梁桥上部结构在运营过程中经常出现以下几种病害,主要有箱梁顶板和底板的纵向裂缝、箱梁底部的横裂,箱梁腹板的竖裂与斜向裂缝,其中箱梁腹板的斜裂得格外关注。

2.1 顶板纵向裂缝。

该病害常见于顶板底部,对于挂篮分阶段施工的箱梁桥,纵裂多贯通整个阶段,部分裂缝长度较短,裂缝宽度多在0.10~0.15mm范围之内。箱梁顶板各个节段基本均存在纵裂,且间距比较密集。该病害属于预应力砼连续箱梁的常见病害,病害严重时可能危及结构的安全。

原因分析:

①沥青砼铺装层铺装时引起箱梁截面竖向温度梯度是顶板底部存在纵向裂缝的原因之一[2]。桥面铺装时沥青混凝土摊铺温度可高达150oC,一部分温度沿桥梁结构向下传递,形成温度梯度,进而引起顶板底部较大的温度应力。

②顶板的恒载及桥面活载也是引起顶板底部纵裂的原因。尤其对于宽幅单室箱梁,由桥面荷载引起的顶板底部的横向完全应力较大,也容易致使顶板底部产生纵裂。

③横向预应力度不足。由于横向预应力筋长度较短,预应力损失较大,有效预应力不足,也容易使得顶板底部纵向开裂。

处置措施:

①对于宽幅箱梁,若对应主车道位置纵裂较明显,裂缝宽度较大,则应按照横向预应力度不足来处理。可先在裂缝处涂抹环氧砂浆作为临时处理,若裂缝继续发展,应在板底沿横向垂直裂缝粘贴钢板或碳纤维布加固。

②若对应主车道位置纵裂并非更加明显,纵裂在顶板底部均匀分布,则纵裂应由施工阶段浇筑沥青砼层所产生的竖向温度梯度所致。可采取涂抹环氧砂浆的措施进行修补。

预防措施:

①在设计中,采用箱梁截面竖向温度梯度模式计算箱梁顶板横向应力,合理配置预应力束,并加大普通钢筋的配置量,以控制纵向裂缝的宽度[2]。

②施工时,采用多次、分层摊铺沥青混凝土,并尽量减少第一次摊铺的厚度,以降低截面上的竖向温差。

2.2 底板纵裂

该病害常见于变截面连续箱梁跨中合拢段及其两侧节段底板下缘,纵裂多对应于底板纵向预应力筋位置,裂缝宽度多在0.10~0.20mm范围之内,多集中于两侧腹板的中部区域。

原因分析:

①底部预应力的径向力过大:由于变截面连续箱梁,底板的预应力束多与底板的线性一致,多采用上凸的抛物线形式,抛物线的次数多在1.5~2.0之间。抛物线的次数越低在顶部的曲率越大,底板预应力束所产生的竖向等效荷载也越大。经文献[2,3]分析,底板预应力束的径向力是底板产生纵裂的主要原因。

②预应力束之间的间距,随着预应力束的间距增大,则由腹板侧向底板中部布置的预应力束将越靠近底板中部,由此引起的底板中部的横向应力也随之增加。因此预应力束间距过大也可能是引起底板纵裂的原因之一。

③大跨径箱梁桥跨中合拢段的底板一般较薄,且此处存在较多的预应力管道和普通钢筋通过,所以此处底板下缘砼的品质很难保证,这也是在跨中合拢段附近底板容易出现纵裂的原因之一。

处置措施:

①涂抹环氧砂浆封闭裂缝后,沿底板横向粘贴碳纤维布或钢板条。

预防措施:

①设计方面:当梁高和根部高度确定后,在满足抗剪要求的前提下,箱梁底部抛物线次数尽量取高些,以减小跨中合拢段纵向预应力束的径向等效荷载[2]。在按照规范要求,满足预应力束管道最小间距的前提下,预应力束应尽量向腹板靠拢。

②施工方面:要严格控制底板下层砼的品质。

2.3 腹板竖裂

腹板竖裂多与梁底横裂或翼板横裂伴随产生,腹板竖裂属于预应力砼连续箱梁的常见病害。

原因分析:

①表面收缩裂缝。这种裂缝多见于等截面连续箱梁,裂缝自腹板底部至腹板顶部,部分竖裂上端向上延伸至翼板,但延伸长度较短。裂缝在腹板1/2梁高处宽度较大,向两端逐渐闭合,一般为0.10~0.15mm。裂缝间距无一定规律,这种裂缝在梁跨间任何部位都可能出现。这种裂缝主要由砼不均匀收缩所致,当然也有荷载的部分作用。

②正弯矩区裂缝:腹板竖裂多与底板横裂形成“L”型或“U”型裂缝,此病害主要分布在1/4~3/4跨径范围内,其位于腹板的裂缝长度为5cm~30cm,部分贯通整个腹板,裂缝宽度为0.10mm~0.35mm,裂缝间距在10~40cm不等。该区域底板横裂和腹板竖裂主要是受拉引起的结构性裂缝。

③负弯矩区裂缝

在支点负弯矩区,腹板竖裂起于顶、腹板交接处,上宽下窄,并且部分延伸至翼板,形成翼板横裂,部分为通长横裂。此类病害在翼板底部集中出现,往往只有少数几条,而且分布范围较小,这是由于负弯矩峰值下降较快的缘故。

处置措施:

①对于表面收缩裂缝,采取封闭措施,以防水气侵入梁体,加快钢筋锈蚀。

②对于正弯矩区弯拉裂缝,对裂缝进行封闭处理,并且在箱梁底板靠近腹板处粘贴钢板条加固。若裂缝仍得不到控制,可采取加厚两侧腹板并设置小股预应力束,以提高跨中的抗弯能力。

③对于负弯矩区弯拉裂缝,尤其对于翼板开裂并伴有渗水结晶处,应首先对裂缝进行封闭处理,并在箱梁墩顶桥面铺装层设置小股预应力束,以提高墩顶负弯矩区的抗弯能力和压应力储备。

2.4 腹板斜裂

腹板斜裂属于腹剪裂缝,从破坏性质而言属于脆性,因此腹板斜裂属于PC连续箱梁最严重的病害。斜裂缝往往首先发生在剪应力最大的支座附近[4,5],但是对于部分桥梁,该类裂缝却首先出现在跨中区段。

对于双幅分离箱梁桥,由于外侧腹板靠近主车道,而重车一般占用主车道,故此外侧腹板的裂缝宽度一般大于内侧腹板的裂缝宽度。由于箱底板的自重以及上翼缘的悬臂,腹板内侧受到横向拉应力,因此箱内腹板斜裂缝比箱外腹板更严重一些。

病害原因:

①按平面问题分析,主拉应力偏小

设计中通常仅从纵向和竖向二维来分析主拉应力,没有考虑横向应力,横向应力主要由于箱梁底板的自重以及翼板悬臂,活载和温度梯度引起,且数值不容忽视[5]。因此如何忽略横向应力的影响,必然使得计算的主拉应力值偏小。另外,由于采用箱形截面,扭转、翘曲、畸变也会造成横向应力的增大。

②跨中弯起束配置不足,且竖向预应力损失过大

腹板砼,箍筋,弯起钢筋以及预应力束共同承担腹板剪力,在跨径的任何一个区域,均可能因为抗力不足而首先出现腹板斜向开裂。结构在跨中区段截面高度最低,竖向预应力筋的损失也最大,容易致使结构竖向预应力度达不到设计状态,并且部分桥梁在跨中区段未设置腹板下弯束,使得截面的抗力不足,故此结构容易在跨中区段出现腹剪斜向裂缝。

处置措施:

主要通过提高开裂截面的抗剪能力来避免裂缝进一步发展。首先涂抹环氧砂浆或注浆封闭裂缝,其次再采取垂直裂缝并与梁纵向成45°的方向粘贴钢板条加固,若设有预留预应力孔道,可以通过张拉备用预应力束的手段来提高结构在开裂截面的抗力。甚至于对腹板张拉体外预应力。

预防措施:采用三维模型分析箱梁的主拉应力,不要漏项,以防止计算主拉应力过小。

三、结束语

上文提到的预应力连续箱梁常见病害的原因及防治措施,部分已经成为检测界的共识,部分还在研究探索之中,希望能够为工程应用提供一些有价值的意见。

[1]席绪荣. 大跨度预应力混凝土连续梁桥常见病害及防治对策[J]. 中国水运, 2007, 7(9): 119-120.

[2]冯沛,邵旭东. 预应力混凝土连续箱梁桥病害原因分析及防治[D]. 长沙:湖南大学硕士学位论文, 2009.5.

[3]唐春霞. 大跨度预应力混凝土连续箱形梁桥的抗裂性分析[D]. 上海:同济大学硕士学位论文, 2006.3.

第11篇

【关键词】山区悬索桥;钢箱梁;缆索吊机旋转架梁法

1引言

在山区悬索桥的建设计过程中,由于受到场地地形、交通运输、安装方式等条件的限制,其加劲梁形式一般采用钢桁加劲梁方案,如四渡河大桥、坝陵河大桥、矮寨大桥等。目前国内尚无采用钢箱加劲梁的山区悬索桥建成。本文以云南普宣高速公路普立特大桥桥为背景,从加劲梁架设方法方面探讨山区悬索桥使用钢箱加劲梁的可行性。

2 工程概况

普立特大桥全长1040m,在普宣高速 公路K11+233.807~K12+237.000处跨越普立大沟,是普宣高速公路控制性工程。主桥为628m单跨简支钢箱加劲梁悬索桥,主缆边跨为166m,索塔为直塔柱门式框架结构,分离式承台,群桩基础,普立岸采用隧道锚,宣威岸采用重力锚。

加劲梁梁段划分须同时考虑吊索受力情况、规格选用以及加劲梁安装架设时的缆索吊装系统的起吊能力。采用12m的标准吊索间距,标准梁段长度为12m。全桥共划分53个梁段:标准梁段51个(含合龙梁段2个),特殊梁段2 个。标准加劲梁长12m,宽28.5m,高3m,重量约为146t。

3 加劲梁架设

由于梁段均在宣威岸预制,为了确保梁段能通过宣威岸索塔至指定的起吊位置,梁段由存梁场至宣威岸塔下的运输呈旋转90°后的状态,待通过索塔后,经缆索吊机起吊,运输至设计位置下方,再旋转至安装方向,上提安装就位。梁段吊装除塔下端梁段外,其余梁段均从跨中向两端对称安装。端梁段采用缆索吊机将其吊至临时支架上,然后向边跨侧偏移50cm,待合龙段吊装就位后,再回移端梁段,与合龙段对接。梁段吊装就位后,与相邻梁段进行临时连接,利用销钉调平板件错位,并拧紧顶板临时连接对拉螺杆至设计缝宽固定。待全桥所有梁段吊装完毕并临时连接后,再进行梁段的环向接缝的焊接。

3.1 架梁托架安装

索塔区架梁托架布置在中横梁跨中侧,由8个型钢制造的三角架组成,两个三角架通过连接系组成稳定桁架体系,四个桁架组顶面铺设分配梁形成操作平台,最后在桁架上安装垫梁、滑座、以及千金顶形成支撑和调节塔区梁段的临时支点。

3.2 加劲梁安装施工工艺

加劲梁安装施工顺序为:架设准备在主缆上测量索夹安装位置安装索夹安放吊索及连接件拼装缆索吊机、试吊加劲梁工厂制造运输到位安装吊具加劲梁起吊、缆索吊机携梁至设计位置后平转、下落就位梁段与吊索连接及调整梁段间临时连接塔顶鞍座纵向顶移继续架设至加劲梁合拢箱梁线型调整加劲梁连接鞍座固定。

加劲梁为全焊接加劲梁结构,采用分块、分段在钢结构工厂下料板材及局部焊接件,然后用汽车运输至宣威岸加劲梁拼装场,在总拼场进行梁段总拼,形成梁段。

3.3塔区钢梁段架设

塔区加劲梁存梁状态为26’、27’节段梁设计位置向边跨侧移动50cm,主要为架设跨中梁段架设提供平台,使缆索吊机能够顺利实现标准节段的垂直起吊。

3.4跨中标准梁段的架设

加劲梁由从工厂制造单元件,运输到工地现场后在加劲梁预拼场拼装成节段后吊装。跨中标准节段通过预拼场内运梁台车运输至27’#、26’#顶面,由缆索吊按常规垂直起吊,携梁走行至设计位置,再通过旋转吊具水平旋转后就位进行焊接的方法架设。吊装作业程序为:

⑴吊机作业组对设备进行安全检查,在现场技术人员的指挥下将缆索吊机移到宣威岸墩旁托架上方固定。各作业班组进入作业位置。

⑵将制作完毕的01#节段加劲梁采用运梁小车经宣威岸引桥运输至27’#顶面。

⑶吊机作业组指挥卷扬机操作人员将吊具下放到加劲梁上,这时吊具联结作业人员将吊具与加劲梁联结,并指挥微调箱梁位置,配合吊具联结作业。

⑷待吊具与加劲梁吊耳联结好后,缆索吊机微微提升预紧各吊具,使各吊点受力一致,两吊点同步提升,当加劲梁将离开而尚未离开台车时,停止提升,再检查加劲梁是否水平,调节水平后,再同步提升。

⑸启动缆索吊牵引索卷扬机,使缆索吊携梁走行至箱梁节段设计里程,通过旋转吊具旋转加劲梁至安装位置,挂吊索并下放加劲梁安装就位。

⑹用同样的方法吊装02#节段加劲梁。当02#节段加劲梁移动吊装略高于已安装加劲梁01#高度后停机,施工人员顺猫道挂梯下至箱梁顶面检查两节中梁的接缝距离,利用2个5t牵引器,将节段向已安装的节段拉拢,临时固定,稍后将吊索锚头与加劲梁的锚座联接(注意纠正吊索的扭转和吊索编号),待各吊索锚头均与永久吊点联结好,经检查无误后,指挥吊具下降,让吊索受力。

⑺拆除缆索吊机的吊具,将缆索吊机纵移至下一节段的吊装位置,进行下一阶段的吊装作业。

3.5加劲梁调节、定位

⑴梁段安装过程塔顶索鞍顶推

① 主塔索鞍的顶移:为了达到主塔在加劲梁架设过程中可以调整,需在架缆前按设计要将主塔索鞍向两岸侧各偏移一定数值;开始架梁后主塔索鞍将随梁片逐渐向主跨侧移动至成桥的设计位置上。

② 主塔索鞍在塔顶上的纵向位置变化,纵移时利用主索鞍纵向顶移支架和移动导向限位装置纵向顶移、限位。采用500t千斤顶顶移,千斤顶顶部应对准索鞍施顶中心,两侧两台顶采用并联方式与油泵相连达到同步施顶纵移。

③ 索鞍的顶移时机、顶移量执行设计及监控指令的规定。每次顶移塔顶恢复到位,应及时锁定索鞍座体;待顶移到成桥的设计位置后,应将索鞍锁定。

④ 为保证每阶段纵向顶移量达设计要求,防止顶移过量,每次顶移前要用钢尺在导向限位上做好移动的距离标记,并将导向限位设置到该位置上。

⑤ 正式顶移前,还应彻底清理索鞍的外露座板表面,并涂上减摩剂。索鞍滑动副及其外露表面在安装后和每次顶移后,都应及时妥为保护。

⑵ 钢加劲梁节段间临时联接

① 加劲梁架设过程中因主缆受力不均匀,造成最初架设的几段加劲梁标高相差较大,无法进行临时联接。施工过程中,根据监控单位提供的理论数据及现场实际情况确定加劲梁开始临时联接的时间。

② 在节段梁吊装过程中应对加劲梁节段接头进行防护,防止相邻两节段加劲梁在架设过程中发生碰撞造成节段接头损坏。

③ 加劲梁调试、定位和连接用的电焊设备、空压机、工作棚等应事先放在节段梁上随梁段一起起吊。

④ 加劲梁节段间临时联接采用临时连接匹配件,方法是吊装一段连一段,先将顶板D1、D2进行连接,底板先松连,待梁段缝隙闭合后再行连接其底板上的临时连接件。

3.6钢箱合龙

本桥加劲梁合拢在26节段,宣威岸在25’节段,合拢方法如下(以宣威岸为例):

⑴ 宣威岸塔区C、26节段焊接后存梁于主塔横梁;

⑵ 25’节段吊装完成后,并与24’临时连接;

⑶ 安装26’梁段吊索,解除塔区斜拉索与26’节段连接;

⑷ 利用缆索吊机和临时支点A上的千斤顶缓慢调整26’加劲梁和C加劲梁的位置;

⑸临时锁定25’、26’之间连接,焊接合龙。

3.7加劲梁桥位焊接

⑴ 成品梁段吊装就位后,在匹配件控制的焊缝尺寸达到要求并确认线形无误后开始焊接的焊接作业,主要包括梁段接头焊缝焊接、嵌补段焊接和行车道其它部件的桥位焊接。

⑵ 工地焊接前须根据焊接工艺评定试验,编制焊接工艺文件,经审查批准执行。

⑶ 桥位焊接顺序及措施

焊接顺序一般要求:原则上是控制焊接变形和减少焊接残余应力。横向焊缝可以从桥中轴线向两侧对称施焊;一端自由的长焊缝,可从固定端向自由端施焊;圆型构件周圈施焊时,可分几段圆弧对称施焊。

⑷ 桥位焊接接头的检验:焊接接头外观检验和工地焊缝无损检验。

⑸ 桥位焊接后的防护处理:加劲梁桥位处焊接后应按防腐设计要求进行表面处理。应按涂装工艺文件的要求喷涂最后一道面漆。

4 结语

普立特大桥位于山区峡谷中,是我国首座山区钢箱梁悬索桥,也是首次使用“缆索吊机旋转架梁法”实施钢箱梁节段吊装的悬索桥,为山区钢箱梁悬索桥的施工技术提供了借鉴和参考。

参考文献

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第12篇

为了在公路桥梁梁板安装后,加强梁板之间的整体受力效果,调整桥梁顶面的平整度,在梁板顶面一般都设置有6-10cm厚的调平层。传统的调平层施工方法往往是在混凝土摊铺后采用人工滚杠或机械三辊轴或行星式框架提浆整平机对混凝土表面进行找平提浆,纵向接缝多,平整度差,效率低下。采用悬轨式提浆整平机,轨道直接铺在防撞护栏顶面,能够克服传统施工方法的缺点,提高桥面调平层的施工质量。通过几个项目的实施,取得了较好的效果,并总结编制成本工法。

2.工法特点

2.1本工法可以最大限度的减少纵向施工接缝。传统的施工设备和方法,由于轨道铺在梁板顶面,由于护栏和轨道之间相互干扰,往往采取二次施工法,采用先施工两侧0.5m宽的辅助带,辅助带施工完成后,在其上铺装轨道;或者先在两侧架设轨道,浇筑中间部位混凝土,然后再二次浇筑两侧后浇带,显然都要增加两道纵向施工缝,混凝土整体性较差,平整度和防水性能都受影响;也有采用一次浇筑,轨道两侧部位混凝土采用振捣棒振捣人工抹平的,由于架空轨道的影响,施工效率低,平整度难以保证。而本工法利用已经浇筑完成的护栏顶部支持轨道,可以使滚轮最大限度的靠近护栏内侧,保证全幅11.75m一次施工完成,避免二次接缝。

2.2本工法可以提高平整度。由于全幅一次成型,提浆整平机整平后可以全幅一次抹面,一次拉纹,整体效果和平整度容易保证。

2.3本工法可以保证轨道位置的刚度和平顺。传统的方法采用埋置钢筋架立支持轨道,稳定度差,劳动强度大,容易造成支撑间距太大而造成轨道下挠,而本工法轨道直接铺在护栏顶部,轨道与护栏之间通过薄板支垫,操作简单,劳动强度低,可以对支垫物随时加密,容易保证轨道刚度,从而提高调平层整体平整度。

2.4本工法劳动强度低,施工效率高,可降低能耗,提高效益。

3.适用范围

本工法适用于梁板安装后先施工防撞护栏,且防撞护栏施工标高控制质量较高、线形顺畅,且梁板安装后表面平整度控制质量较高的工程项目。

4.工艺原理

在防撞护栏顶面上铺装轨道,采用薄板调整轨道高度,通过调整螺旋调整固定提浆整体机吊臂,保证提浆整平机滚轮标高,然后,整平机行走轮沿铺设在护栏顶部的轨道沿路线放线前后振动找平提浆,抹面成型养护,完成施工(见图1)。

5.施工工艺流程及操作要点

5.1施工工艺流程图(见图2)。

图2 施工工艺流程图

5.2操作要点

5.2.1护栏顶标高复测,放线

每5m一个断面,对桥面两侧标高复测,确定护栏顶与桥面调平层顶面的相对高差;将桥面顶标高标记在护栏内侧,弹出收仓墨线,用来控制混凝土顶面标高。

5.2.2护栏顶铺设轨道

根据护栏顶与桥面相对高差,铺设轨道,轨道采用10#槽钢,每5m长一节,护栏较低的断面,采用薄板支垫。支垫间距0.5-0.7m。为了保证轨道稳定,利用施工护栏时的拉杆孔,采用丝杆将轨道固定在护栏顶面。(见图3)

图3轨道支垫固定图

图1悬轨式提浆整平机工艺原理图

5.2.3桥面凿毛清理

对箱梁顶面局部松散、光滑、和较高的点,采用风镐凿毛、清理和压力水清洗,保证顶面粗糙、洁净。

5.2.4铺设钢筋网片

铺装厂家定做的宽11.6×2.3m的冷轧钢筋网片,横向全宽,纵向搭接≥20cm,全部采用绑扎。根据收仓线,拉线控制钢筋网片竖向位置,采用高强垫块支垫,为了保证钢筋网片不上浮,采用在箱梁顶面栽植钢筋弯钩,将网片拉紧固定,梅花形布置,间距1m。

5.2.5找平机就位

找平机就位,由于每联桥面铺装,轨道与桥面相对高差并不是一个数值,通过调整螺旋,调整垂臂长度来调整滚杠的高度。找平机上部调整螺杆主要是用来调整找平机整体高度;找平机下部调整螺旋主要用来调整找平机横坡和路拱。(见图4、图5、图6)

图4测量滚杠与轨道护栏高差

图5找平机上部调整螺杆

图6找平机下部调整螺旋

5.2.6浇筑混凝土

箱梁顶面在浇筑混凝土前要多次洒水湿润,洒水时要成雾状,务必不要使多余水形成集聚。然后浇筑混凝土,用刮板将混凝土刮平,平板振动器振捣。

5.2.7找平机找平提浆

找平机来回滚搓找平提浆,根据混凝土表面高低情况,调整滚杠的旋转方向,从高处向低处滚旋揉搓,将混凝土抹平提浆。(图7)

图7找平机滚搓后的混凝土表面

5.2.8抹面拉纹

在找平机找平提浆后,施工人员站在可自行行走的施工架上,对混凝土表面收面。根据混凝土和气温情况,收面不少于两次,然后拉纹,提高混凝土与沥青混凝土桥面铺装的结合力。(见图8)

图8收面拉纹

5.2.9养生

混凝土初凝后,即用土工布覆盖,少量洒水养生,混凝土终凝后,大量洒水或储水养生。

5.2.10验收

养生期结束,对桥面找平层各项指标检测合格后进入下道工序。

6.工程材料与机械设备

6.1工程材料

本项工程主要需要布置双侧轨道和用于支垫的板材,用于固定轨道的拉杆。其它材料与普通施工相同。

6.2工程所用机械设备参数如表1所示。

表1桥面调平层悬轨式提浆整平机施工机械设备技术

项 目 指标 备注

高频整平幅度 ≤12.18m

振动频率 48HZ

高频振动动力 Y100L-2/3KW

电动行走动力 0.55kw×2

行走速度 一档0.65m/mi

二档1m/min

7.劳动力组织

表2 劳动力组织表

序号 岗位 人数 责任范围

1 项目副经理 1 施工现场总负责

2 技术负责人 1 施工技术、质量等现场总负责

3 专职质检员 1 负责现场质量控制检查、施工记录、数据整理等

4 测量员 2 负责放线、找平机高度控制

5 试验员 2 负责混凝土搅拌控制和现场检测

6 司机 2 负责混凝土运输

7 操作工 1 负责找平机的操作

8 钢筋工 8 负责安装钢筋网片

9 混凝土技工 3 负责混凝土收面、拉纹

10 力工 8 负责摊平混凝土、拖拉平板振捣器

11 辅助工人 2 负责清理桥面、洒水、混凝土养护

8.质量要求及控制

8.1质量控制要求

(1)轨道铺设要严格按照标高控制,线形平顺。拉杆固定要使轨道稳定牢固,不变形,不偏移。

(2)找平机悬臂长度要严格控制,保证滚杠的垂直高度。保证桥面调平层标高。

(3)找平机下部螺旋是用来控制路面横坡的,第一次必须通过高差严格控制,下段施工,只要设计横坡不变,可以不用调整。

(4)找平机揉搓振捣找平要不少于4遍,保证顶面平整度。

(5)及时养护,避免收缩裂缝。

9.安全措施

9.1施工人员必须佩戴安全帽,穿防雨胶鞋,戴帆布手套。

9.2施工设备注意用电安全,要有可靠的安全接地设施。所有电线电缆,不允许拖地运行。

9.3设备调整维护,一定要先断电后再进行。

9.4混凝土搅拌运输车到现场后要由专人指挥。

9.5工人上岗前,要进行三级安全交底,安全落实到人。

9.6要配备专职安全人员,负责现场安全。

10.环保措施

10.1设置固定的机修点,修理前,地面上铺垫塑料布,维修结束后妥善处理垃圾。

10.2洒水时提前做好污水引流措施,防止污水流淌。

11.资源节约

本工法全幅桥面一次施工完成,避免了二次施工。同时,由于轨道直接铺在护栏顶,所用支垫材料都是可以重复利用的,节省了轨道架立在梁顶面的施工工艺中的栽植钢筋,节省了材料,提高功效,节约人力。

12.效益分析

与传统的桥面调平层施工方法,本工法在质量、进度、成本控制等方面都有相当大的优势。(见表3)

表3 悬轨工法进度、质量、经济效益分度对照表

工艺

名称 适用

范围 进度 成本 质

量 施工

效果

悬轨式 护栏施工质量线形较平顺 快 低 好 好

三辊轴 无要求 慢 高 一般 一般

行星

框架 无要求 慢 高 差 差

(1)质量方面,由于全桥面一次施工,避免了二次施工纵向接缝。防治了施工接缝处平整度、混凝土粘合力、防水等方面的质量缺陷;同时,也避免了轨道在梁顶面处,轨道下面抹面操作限制,平整度和表面质量不容易保证的缺陷。轨道用薄板支撑,薄板上加垫薄钢板,整体刚度较高,可以随时加密,克服了轨道下挠缺陷,整体施工质量良好。

(2)进度方面,由于一次施工成型,施工效率较高。轨道铺在箱梁顶面时,施工前要钻孔栽植钢筋,施工结束后还要切除,施工劳动强度较高,本工法直接在护栏顶支垫固定,只需一个人就可以完成,施工效率较高。

(3)成本方面,本工法找平层施工成本为元/m2,与传统工艺相比,有一定的效益优势。由于其施工质量好,进度快,成本低,具有一定的领先优势和推广价值。

13.应有实例

13.1杭州至瑞丽国家高速公路岳阳至常德段土建12合同段安和垸特大桥,2009年7月开工,现正在桥面调平层施工中,该路段施工质量良好,获得业主公司、总监办的一致好评。

13.2杭州至瑞丽国家高速公路岳阳至常德段土建20合同段安乡河特大桥,采用相同的施工工艺,效果良好。

参考文献

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