大跨度桥梁工程论文范文

时间:2023-03-17 18:12:06

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大跨度桥梁工程论文

篇1

中图分类号:TU208文献标识码: A

我国进入21世纪以来,为了满足经济高速发展要求,交通设施建设也越来越重要,同时也是为了缓解交通压力和实现良好的交通环境,许许多多的桥梁出现在人类面前,并带来了大量施工技术与方法,而其中的施工监理已经成为当前交通设施基础工程施工中的热点和难点。本文对大跨度桥梁的施工监理工作进行了探讨。

一、我国大跨度桥梁工程监理工作分析

工程建设监理是通过监理人员自身的经验与工程建设的相关知识所提供的监理服务,旨在最大程度上使得路桥项目在计划投资和进度以及质量目标之内竣工并投入使用。工程建设监理并不直接地进行生产活动,而是在最大程度上去实现或者追求工程目标。

大跨度桥梁施工监理指的是大跨度桥梁施工建设单位授权于监理单位,并签订监理合同,在合同约定的范围之内,根据相关的技术规范、建设合同以及法律、法规对建设项目的设计进行监督。监理人员在项目施工的过程中是代表业主的利益对施工的单位进行监理。近些年,由于我国大跨度桥梁工程的规范化管理,监理人员要胜任监理工作,需要不断地加强自身的基本素质,主要有:其一,对施工设计文件、施工技术要求以及施工图纸要清楚地了解并掌握,还要熟悉项目数量与相关的文字说明;其二,对合同执行过程中,要掌握承包人同监理间有关项目实施的函件、会议记录以及监理工程师签订的报表以及批准的技术方案和施工方案等等;其三,了解并掌握我国相关工程建设法律。法规以及有关部门所制定的技术标准和规范等;其四,对承包商与建设中一位之间所签订的合同内容,尤其是与费用、工期以及质量相关的规定和条款要熟悉与掌握,并且对监理单位与建设单位所签订的监理委托合同书的内容,例如有关监理单位的监理职责权利的规定进行仔细的了解;其五,熟悉我国和行业颁布的技术规程标准,了解政府部门批准的建设规划和计划。

二、我国大跨度桥梁施工监理要点分析

2.1严格做好进场原材料的把关工作

大跨度桥梁工程材料的质量对于项目质量事故以及经济损失的避免具有重要的作用。一旦由于工程材料质量低劣而出现的质量事故通常难以修复,所以,要做好进场材料的检验以及复测工作,对于检测出含有不合格或者不达标的原材料,应严禁进场和使用。此外,在材料进场的过程中,监理单位要仔细核对并清点所用材料的数量、型号以及规格,切实做好工程材料进场的控制工作。

2.2做好安全保障监理工作

一方面,安全保障监理需要监理工程师加强大跨度桥梁工程质量监理,进而凭借高质量的项目产品保证项目运行安全,同时,监理工程师还要对项目安全设施以及警示标志进行全面地检查,以便及时地提醒大跨度桥梁施工人员注意施工安全,进而确保大跨度桥梁的安全施工;另一方面,应组建一支具有高素质业务的大跨度桥梁施工监理工程师队伍。需要路桥监理工程人员不断地进行学习,加强自身专业知识的学习,从而积累丰富的大跨度桥梁施工经验。此外,有关单位还应加强监理人员的培训工作,提高其法律、法规以及技术规范意识,从而有效地实现大跨度桥梁工程监理的综合效果。[1]

2.3大跨度桥梁施工人员的资质审查

在施工单位开工之前,大跨度桥梁监理工程师要对承包商的技术人员以及施工队伍的业务素质进行全面的审查,特别是特种作业操作证书,确定其是否同施工的相关要求相符合。

2.4大跨度桥梁施工测量的监理

作为施工的基础性工作,大跨度桥梁施工测量是施工的直接依据。而控制大跨度桥梁质量的重点工作就是对施工工艺、测量精度进行严格的控制。为此,监理人员要规范大跨度桥梁施工测量程序,根据大跨度桥梁的勘测规程,进行常规测量复核。针对于特大大跨度桥梁的桥位校测,监理人员应进行全程监测。如果监理人员在监理过程中发现施工测量不符合相关要求应进行及实地处理,待充分确认达规之后,监理工程师才能够执笔签字。在大跨度桥梁施工测量的监理中,主要涉及到以下几方面的工作内容:基点埋石牢靠与否、布网通视与否,确保无干扰、大跨度桥梁测量资料的核对与复测以及编号清晰与否等等。[2]

2.5 大跨度桥梁施工阶段的质量监理

2.5.1基础工程施工监理。作为大跨度桥梁最下部结构,基础的作用是承载大跨度桥梁上部的全部荷载,同时,将其与下部结构的荷载一并传至地基。大跨度桥梁基础是相对隐蔽性的工作,所以应选用具有丰富经验的监理工程师到达施工现场,对施工的程序进行现场拍照并做好资料保存工作。另外,在大跨度桥梁基础项目施工的过程中,还应做好:在不同地质条件下的地基加固、基层基底的处理以及地基处理等工作,从而确保大跨度桥梁最下部结构―基础的质量。

2.5.2大跨度桥梁的上部结构。对于大跨度桥梁上部结构而言,其施工程序以及施工技术具有相对的复杂性,需要施工工艺达到精确性,因而,在很大程度上加大了监理工作的难度。为此,在大跨度桥梁施工中,监理人员要严格要求施工承包商根据设计图纸进行,同时还要做好如下施工工序:诸如预应力的张拉、施工混凝上塌落度控制、振捣、砼成品养护、所需钢筋骨架的焊接等等。除此之外,还要做好旁站监理制度,从而保证大跨度桥梁结构有较好的承载能力。

2.5.3桥台与桥墩的施工监理。在桥台与桥墩的施工过程中,监理工程师一方面要对外观是否平滑与美观引起足够的重视,避免由于混凝上的振捣不均匀亦或是其他方面的施工不合理而造成的外观质量的缺陷;另一方面,要注重注意大跨度桥梁结构物的每一个部位的外形及其尺寸是否同施工设计图纸相符合,具有一致性。其次一定要注意支座的安装方向,梁体必须与支座密贴。

2.5.4桥面系监理。鉴于桥面敞露在外界,因而天气状况对其有很大的影响。如果在大跨度桥梁施工中,对桥面不引起足够的重视,则会导致桥面损坏后的维修以及修补的问题。因此,监理人员应对桥面进行及时地监理。针对于桥面部分的监理,主要抓住以下几个构造方面:灯柱、缘石、伸缩缝、栏杆、桥面铺装、人行道以及防水、排水设备等等。具体到桥面工程的监理,监理人员要对影响桥面标高的种种因素进行严格的控制,诸如,悬臂部分施工过程中的梁体变形、现浇箱梁的支架沉降以及预应力的预拱度值等等,这些因素不能较好的得到控制,就会在很大程度上加大大跨度桥梁顶面标高的变化。因此,在进行桥面施工的过程中,监理工程师要根据相关的监理制度进行严格的监理,对开工申请报告、钢筋的绑扎、混凝上的振捣、模板的架立、进场材料的审查、预应力的张拉等一系列施工工艺程序进行严格的把关,从而预防出现意外安全事故。[3]

三、结束语

总之,大跨度桥梁工程质量的好与坏关系着人们的生命财产,是百年大计。公路工程的大跨度桥梁施工监理工作显得尤为重要,作为监理人员,应着重做好以下几方面的工作:其一,大跨度桥梁施工人员的资质审查工作;其二,大跨度桥梁施工测量的监理;其三,安全保障监理;其四,进场材料的把关;其五,大跨度桥梁施工阶段的质量监理。同时,遵循相关技术规范以及法律、法规,切实履行监理人员职责,从而保证大跨度桥梁施工质量,提高投资效益。

参考文献:

篇2

何庭国生于四川省眉山市一个偏远的小山村,父母常年在外工作,自小与祖母相依为伴,二人感情甚深,也是这样独立的生活与祖母慈祥的呵护造就了他后来艰苦朴素、感恩惜福的性格。谈及一直从事的桥梁工程建设事业,他特别提到1995年从西南交通大学桥梁工程专业毕业后被分配到中铁二院勘察队和铁路建设现场的3年实习经历,这让他得到了锻炼,也让他能够开始接触特殊桥梁结构的设计和科研工作。由于工作认真合格,何庭国作了一年见习生后便转为助理工程师,从1998年起开始加入到“铁路大跨度钢管混凝土拱桥新技术研究”。这是以水柏铁路北盘江大桥为依托进行的科学研究,负责大桥转体结构的设计研究和施工控制研究的他为了配合课题研究的需要,从1999年到2002年的整整三年时间内常年工作在北盘江大桥艰苦的工地,一年大约只能回家两次。1999年“五一”期间他百忙中抽空回家与相恋多年的女友举行婚礼,因工作需要,婚礼后的第二天便匆匆赶回工地。同样是在那几年时间里,因为北盘江大桥的施工工地偏僻、缺少公共交通和外界通讯设施,2001年11月与他感情深厚的祖母去世10天后他才得知消息,未能守到最亲近的祖母身边见其最后一面成为了他心中永远难以释怀的隐痛。

多年来,何庭国一直坚持在技术研发和设计的第一线工作,在领域内做了大量艰苦的研究工作,为我国的铁路桥梁工程事业奉献着青春和汗水,既得的荣誉和成绩无不是他心血和汗水的结晶。早在国内高速铁路建设初期,他就参与了中铁二院高速铁路桥梁技术公关组工作,并担任下部结构研究课题组组长,为中铁二院高速铁路桥梁设计提供了技术支持,组织完成了高速铁路简支梁桥桥墩、桥台计算软件的研制,极大地提高了铁路桥墩、桥台的设计效率,为我国高速铁路建设事业作出了积极的贡献。

苦心钻研勇于创新

铁路运输是我国工业发展的生命线,铁路桥梁技术的安全和实用性能是关系着铁路健康、稳定发展的重要因素。何庭国一直以来从事铁路桥梁技术方面的研究和设计工作,主持并参与了多项重大科研课题,在多个研究项目方面均取得了重要成果。

在“铁路大跨度钢管混凝土拱桥新技术研究”的项目中,何庭国作为主要参与者负责转体施工方案的研究和转体结构设计,并且参与了钢管拱结构的设计。他充分结合了水柏铁路北盘江大桥的设计建设,在桥梁转体技术上首次采用了凹面向上的钢与复合聚四氟乙烯滑片作为摩擦副的转体球铰,并于转体结构设计中创新性地采用了单点扣挂整个半拱拱圈,不仅提高了球铰的承载能力和稳定性,而且极大地降低了施工控制难度。后来这一球铰结构设计获得了国家实用新型专利,整个项目先后获得国家科技进步二等奖、贵州省科技进步一等奖、铁道部优秀设计一等奖、全国优秀工程设计银质奖等奖项。

作为“渝怀线大跨度桥梁关键技术研究”项目主要参与者和负责人,为解决大斜交角度的问题和保证大桥及航行的安全,何庭国大胆采用了矩形渐变到圆形的空心墩设计,这在国内同类桥梁设计中属于首创。他根据梁部跨中横隔板的作用进行了分析研究,发现了跨中横隔板的设置意义不大,同时从降低施工难度、保证合拢段施工质量角度来看,不设跨中横隔板更为有利,因此提出对桥面不是很宽的单箱单室的箱形截面梁设置跨中横隔板不必要,进而取消了大跨度混凝土连续梁跨中横隔板的设置。这一项目结合当时国内最大跨度的黄草乌江大桥进行设计研究,后来获得了总公司的优秀设计二等奖、铁道部优秀工程设计三等奖。

何庭国还是“遂渝客货共线铁路时速200公里常规跨度简支T梁桥动力特性研究”的主要研究者之一,通过计算分析归纳得出桥墩高度在一定范围内横向刚度限值的规律,提出了桥墩横向刚度限值表达式。这一公式可以用来指导实践,后来获得铁道协会科技成果三等奖。

何庭国还结合“长联大跨度及常用跨度预应力砼连续梁设计及下部结构线刚度限值研究”的成果完成了对福厦铁路乌龙江特大桥的设计和大吨位减隔震支座的设计研究。他设计的乌龙江特大桥采用了(80+3×144+80)m长联大跨预应力混凝土连续梁,建成时是国内最大跨度的铁路混凝土连续梁桥,使我国的铁路混凝土连续梁桥跨度首次突破140m,不仅拓展了铁路混凝土连续梁的跨度范围,为后续更大跨度连续梁建设积累了经验,而且促进了铁路桥梁减隔震支座的研究和应用。该桥的特点在于对曲线梁的支座进行了选型研究,确定了曲线梁上采用球形支座对于缓解梁体平弯引起的支反力异常有明显改善,并且结合桥梁研制的大吨位球型双曲面减隔震支座有效降低了地震力对下部结构的影响,解决了长联大跨连续梁的抗震难题,促进了铁路桥梁减隔震支座在我国的研究和推广应用。2010年,该项科研成果获得中国铁路工程总公司的科技成果二等奖。

除上述成果之外,何庭国还是“铁路桥梁减、隔震支座技术及标准研究”的主要参与者、“襄渝线牛角坪主跨192m大跨刚构桥建设技术试验研究”等研究项目的主要参与者和负责人。由他主持的《铁路悬索桥设计研究》课题目前已取得阶段性的重要成果,并参与指导了跨金沙江、怒江等铁路悬索桥的方案设计,还负责了《铁路工程抗震设计标准与方法研究》课题有关桥梁部分的研究工作,也已经取得了重要的研究成果,为《铁路工程抗震设计规范》的进一步修订奠定了基础。

坚持科研实践理论与实践并行

根据何庭国研发的技术,所取得的科技成果如今已经在国内桥梁工程技术的多个方面得到了积极的应用和推广。

他负责研究的《铁路大跨度钢管混凝土拱桥新技术研究》取得的成果之一转体球铰,采用了凹面向上钢球面铰,并用钢与复合聚四氟乙烯滑片作为摩擦副,提高了球铰的承载能力和稳定性,本成果发表以后,国内建设的所有转体桥梁全部应用了此项技术。而他在“渝怀线大跨度桥梁关键技术研究”当中所取得的取消跨中横隔板的技术成果,在后续的更大跨度的连续梁、连续刚构桥上等工程中也得以推广应用并且进一步被验证。

篇3

为满足国家对高层次工程人才的需求,国家把培养创新型卓越工程师计划上升为高等工科教育改革的国家战略,并列入国家长期发展改革纲要。创新型卓越工程师计划要求通过高等工程教育培养一大批创新性强、能够适应国家经济和社会发展需求的各类工程科技人才,着力解决高等工程教育中的实践性和创新性问题,提高科技创新能力,最终为社会培养一大批具有卓越人才特征的高级专门人才和拔尖创新人才。本文介绍针对卓越工程师培养计划的要求以及先前的桥梁工程教学中存在的问题和不足,进行《桥梁工程》课程教学内容、教学方法、教学手段及成绩评价标准的创新研究和改革的情况

一、创新型卓越桥梁工程师培养体系与课程建设的重要意义

同济大学桥梁工程系的本科土木工程专业桥梁工程课群组、研究生桥梁与隧道工程专业历史悠久,办学特色鲜明,特别强调理论联系实际,过去多年中参与了国内众多特大桥梁工程项目的建设和科研工作,解决了许多技术难题,培养出一批批优秀的本科生、硕士生和博士生,其中多数已成为国内相关领域的领导和技术骨干。现今国家进一步加大基础设施建设投入,大量铁路、公路桥梁项目投入建设既为桥梁工程专业提供了广阔的实践平台,但同时也给本专业提出了新的挑战。为了更好地面对国际化、创新型、竞争性的社会,保持专业的特色和优势,为社会培养出更多有用的人才,我们必须落实同济大学提出的“卓越工程师”的培养计划,建立一个完善的课程体系、实践教学平台、国际交流平台。作为土木工程学院下属的重要单位之一,桥梁工程系应当着眼于土木工程专业的未来发展方向,根据《同济大学深入开展高等工程教育改革实施方案》的精神,着力于培养具备人文精神、创新精神、国际视野和专业特色的卓越工程师。通过对当今社会需求以及桥梁工程学科发展需求的透彻分析,桥梁工程系在原有基础上,经过教授沙龙的多次讨论,最终对本科生培养计划做了大幅度调整。由于学生选择专业方向之前的大部分课程由其他系老师教授,故新修订的培养计划主要针对专业课和实践环节课程设置。新修订的培养计划中,大部分课程自2009年以来首次开课,部分课程由原有课程局部修订而来,只有极少部分课程没有改动,所以在未来四年中,新修订的课程都将纳入到“教学质量工程”建设中。同济大学桥梁工程系将继续坚持不懈、全面深入地进行本科“教学改革与教学质量工程”建设,以全面提升桥梁工程系的教学水平和质量。因此,开展创新型桥梁工程系卓越工程师培养体系与课程建设项目的教学改革研究,对该领域卓越工程师的培养是非常有必要和实际意义的。

二、先前的桥梁工程教学中存在的不足及原因

创新型卓越工程师的培养内涵就是着力于创新能力的提高,创新意识的训练,特别是重视强化培养工程意识、工程素质和工程创新精神,以达到提升学生的工程实践能力、创新能力和国际竞争力为目标,同时高等教育要在培养过程中和行业企业深化合作,创新高校与行业企业联合培养卓越人才的机制,理论与实践相统一的工程教育人才培养模式,构建布局合理、结构优化、类型多样、主动适应经济社会发展需要的创新型卓越工程师的培养机制。针对这一要求,现行的桥梁工程教学存在以下问题。

1.教学内容滞后于桥梁发展现状。目前,各专业在总的课程学时保持不变的情况下,通过大幅度精简课程学时,来增加课程的数量。由于授课学时有限,桥梁工程课程的授课内容仍然重点讲授简支梁桥和拱桥的构造与计算,对于其它桥型只作简要介绍。根据对学生的调查访问,我们发现很多学生对桥梁建设技术水平的认识还停留在十几年前,对最新的科研方向和技术水平知之甚少。

2.对桥梁施工与养护技术不够重视。近年来,随着我国交通事业的快速发展,需要修建更多的大跨度桥梁以跨越江河海峡等。桥梁跨度越大,其施工难度也越大。另外,我国既有桥梁坍塌事故频频发生,桥梁病害问题令人堪忧,种种现象表明,建国后第一个桥梁养护高峰已经来临,而养护管理是解决养护工作的灵魂。然而,在教学中我们对这两方面的重视还远远不够。

3.师生互动交流不足。在国家大力发展教育的背景下,各大学纷纷扩招,专业人数大幅增加。很多学校往往把同一专业的学生们集中在一个大教室中,集体授课。由于在上课时,老师要面对更多的学生授课,从而无法顾及到每个学生具体的学习状况,师生之间就专业问题也会缺乏充分的交流。

4.实习内容繁杂,缺乏针对性。为了让学生能够把所学理论与实践相结合,教学中学生往往会被安排很多的实习内容。然而,由于教学实践环节总学时保持不变,从而使每个实践活动安排的时间减少,这就使得学生对所参加的实践项目缺乏充分的准备,往往草草了事。

三、针对创新型卓越桥梁工程师培养而进行的课程改革

1.调整桥梁工程课群方向的专业课设置。进一步提高本科教学质量和办学水平,针对当前社会需求以及桥梁工程学科发展的需求进行透彻分析,在原有的基础上对本科生培养计划做适当调整,对本科生教学的课程进行完善,同济大学桥梁工程系在2009年2月20日、26日和3月3日分别召开讨论会和教授沙龙专题讨论土木工程专业(桥梁课群方向)专业课设置调整。经过再三讨论决定,在学生的培养计划任选课部分增加“桥梁施工与养护”、“桥梁工程发展与展望”和“轨道交通桥梁”三项内容,相应取消了“桥梁抗震与抗风”、“桥梁电算”和“箱梁分析”三项可选内容;在实践环节将“简支梁桥课程设计”、“连续梁桥课程设计”、“拱桥课程设计”和“墩台与基础大作业”四项内容穿插在“大跨度混凝土桥梁课程设计”和“钢与组合结构桥梁课程设计”中。

2.所有课程开设小班教学。在专业课总学分和总学时不变的情况下,为了提高专业课教学效果,鉴于目前土木工程专业(桥梁课群方向)学生人数已达80人左右,满足开设两个平行班的基本条件,因此,拟将所有专业课限选课由原来的一个班,修订为平行开设两个班。

3.创新教学评价方法。创新型卓越工程师人才的综合素质综合了知识、能力及人格的培养要求,在教学评价上不仅要重视书本理论知识、专业知识的评价,也要考查学生的自我学习能力、实践能力及创新能力,要实现能力的培养就要改革传统的考试方式,重视对学生获取能力的考核与评价,为不同类型的能力制定相应的操作标准和评价方法,明确能力考核目标。通过建立兴趣团队小组共同完成一个工程实践或研究项目,学习团队建设以及团队成员间的分工合作,讨论、答辩以提高运行效率。专业知识通过课堂讲授、实验、训练、习题练习、课程设计等多种形式进行教与学,具体内容根据课程大纲要求,结合专业课程要求确定实施;专业知识的评价方法可以期中、期末考试成绩为主,参考平时能力及人格的表现能力,可采用多种形式如专题论文、课程设计、平时训练、小组合作完成课程课题等进行单独或综合评价。

4.加强师资队伍、教材方面建设。安排知名教授担任各课程建设的项目负责人,参与和督促各课程教学大纲的修订和执行。在教学中,原则上每位教授所带课程不超过2门,其中专业课老师优先考虑教授。在调研和分析国外著名大学同类课程授课教材的基础上,参考编著适合本课程的双语教材,制作、完善各课程的多媒体教学课件。

实践证明,通过改进课程教学内容、教学方法、教学手段及成绩评价标准的创新,同济大学桥梁工程系形成了具有鲜明特色的创新型卓越工程师课程教学标准方法与途径,在教学实践中取得了良好的效果,提高了桥梁工程各课程的教学质量,激发了学生的兴趣和积极性。学生的学习热情,无论是在桥梁工程的理论学习还是在课程实践方面都有很大的提高,同时学术能力和职业能力得到普遍提升。

参考文献:

篇4

许多桥梁的实际宽跨比早巳缩小到1/30左右。对大跨度(500m以上)悬索桥来说,即使取1/30作为宽跨比的最小标准也是显得非常保守的。特别是对千米以上的大跨度悬索桥来说,满通要求的梁宽(或主缆中心距)一般不一定都超过1/30。但大跨度悬索桥的宽跨比至今尚无合理而具有科学性的标准值。在进行总体布置时可先参考已有的实践资料来选择一定的宽跨比值,然后在抗风设计中进行理沦分析与利用风洞试验来验证所选宽跨比值是否适宜。在理论上,当主孔跨度为定值时,宽跨比越大表示梁体越宽。因此,代表梁体横向挠曲刚度的梁体截面横向惯性矩也越大。对主孔梁体的横向最大挠度虽也可起到减小的作用,但后者的减小程度相对的来说较小一些。

由于悬索桥的加劲梁在恒载作用下除了与吊索节间长度有关的局部挠曲应力之外,一般是处于无应力状态,因此加劲梁的梁高一般与主孔跨度基本上没有什么关系。在进行总体布置时需要考虑的是采用桁架式加劲梁还是采用箱型加劲梁。桁架式加劲梁的桁高大比箱型加劲梁的梁高大要大好几倍,它对布置双层桥面的适应性较佳。箱型加劲梁从首次出现在英国的塞文(Severn)桥以后,它的优点已广泛被世界各国接受。因此,20世纪80年代以后悬索桥中除了日本的明石海峡大桥和因岛大桥之外,单层桥面的悬索桥基本上全部采用箱型加劲梁。桁架式加劲梁的梁高大一般为8m~14m。箱型加劲梁的梁高,一般为2.5m~4.5m。与宽跨比相同,高跨比越大表示梁体越高。因此,代表梁体竖向挠曲刚度的梁体截面竖向惯性矩也越大。

2施工材料的分析

桥梁工程中典型材料非线性问题主要有混凝土的收缩、徐变和材料弹塑性等问题。几何非线性问题目前主要研究三类问题:一类是大位移小应变问题,如高层建筑、大跨度柔性桥梁等结构分析大多属于此类,其特点是材料应变较小,本构关系可按线性关系考虑,但结构变形较大,可引起外荷载大小、方向的变化,在建立结构平衡方程时,必须考虑位移造成的影响;另一类是大位移大应变问题,如金属的压力加工问题,结构变形较大,应变也较大,用位移的一阶导数作为应变值已不太适合;第三类问题是大转动问题,所谓转动“很大”,不一定是量值很大,而是指在建立平衡方程时,必须计及这种转动。研究第一类问题的理论称为有限位移理论,研究第二类问题的理论称为有限应变理论。

桥梁工程中的几何非线性问题主要采用有限位移理论,如柔性桥梁结构的恒载状态确定问题、柔性结构的恒活载的内力计算问题、桥梁结构的稳定分析问题等均采用有限位移理论。接触问题在桥梁工程中主要表现有:支架上预应力梁张拉后的部分落架现象:悬索桥主缆与鞍座接触状态的改变等。非线性弹塑性问题,例如钢筋、钢材等,材料超过屈服极限后呈现出非线性性质,结构的弹塑性分析主要研究此类问题。在加载过程中,非线性弹性分析和非线性弹塑性分析从本质上说是一致的,即只要写出非线性的应力一应变关系,就可采用相同的计算方法进行,但在卸载阶段,非线性弹性问题是可逆过程,卸载后结构会恢复到加载前的位置,而非线性弹塑性问题是不可逆过程,卸载后结构出现残余变形。

3桥面铺设的施工控制技术

随着我国大跨径钢桥的大量修建,正交异性板钢桥面的铺装技术取得了很大的发展。现已形成了几套完整的钢桥面铺装方案,其中比较典型的铺装方案包括:(1)浇注式沥青混凝土铺装;(2)沥青玛蹄脂混合料铺装;(3)双层改性沥青SMA铺装;(4)环氧沥青混凝土铺装。其中双层改性沥青SMA铺装方案在2001年底已通过了交通部技术验收,有关钢桥面铺装的技术规范正在制定中。

对以上几种铺装方案进行了比较,分析其适用条件,根据其在几座桥的实际使用情况,分析了各种铺装方案的优势与不足之处。(1)大跨度钢桥本身的变形、位移、振动等直接影响铺装层的工作状态。因此要求桥面铺装层必须与桥面板紧密结合成整体,具有与钢板变形的随从性,且具有抗疲劳开裂性。(2)钢桥的季节性温度变化严重影响铺装层的变形,沥青铺装层容易受大气温度的影响。因此要求铺装层具有很好的高温稳定性和低温抗裂性。(3)在荷载作用下,钢箱梁有可能产生负弯矩,使铺装层表面承受拉伸荷载。因此要求铺装层能够承受一定的拉应变。(4)钢材容易生锈,要求桥面铺装层能够有效防水。

4结语

悬索桥是指以主缆索受拉为主要承重构件的桥梁结构。其结构构造包括基础、塔墩、锚碇、主缆索、吊索、加劲梁及桥面结构等。在桥梁设计时,当需要桥梁跨度在600m及以上时,总是首选悬索桥这一经典桥型。施工单位是桥梁施工的直接实施者,是施工控制的具体实施者与受益者,严格按设计要求与控制要求进行施工,负责反馈施工控制的实施情况与效果,提出调整建议等;社会监理对施工控制内容、方案与目标发表意见,负责监督施工单位对施工控制的具体实施,对其结果进行检查、验收,对控制提出改进意见,充当控制与施工单位之间的直接联系者;政府监督对控制内容、方案、目标发表意见,并予以监督;施工控制单位(小组)则是整个施工控制的组织者和实施者,负责施工控制内容、方案、目标的制定与实施。由此可见,施工控制是多方协作、共同努力的结果。

参考文献

[1] 李江乐.悬索桥的施工控制综述[J].山西建筑,2008(1).

篇5

作者简介:梁晓飞(1978-),女,吉林九台人,山东理工大学建筑工程学院,讲师;师郡(1966-),男,山东淄博人,山东理工大学建筑工程学院,教授。(山东 淄博 255049)

基金项目:本文系山东理工大学校级教学研究项目的研究成果。

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)13-0114-02

根据高等学校土木工程本科指导性专业规范的要求,高校要以强化工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心,重构课程体系和优化教学内容。[1]“桥梁工程”课程作为道路与桥梁工程方向的专业核心课程,是一门实践与理论并重的专业技术课,能体现材料力学、结构力学、结构设计原理等专业技术基础课在桥梁工程中的综合应用,其教学效果将直接影响到人才的培养质量,因此对其进行教学改革具有重要的现实意义。

CDIO是当前国内外先进的教育教学理念,CDIO即构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)、运作(Operate),它注重学生工程基础知识、实践能力、团队能力和工程系统能力的培养。[2-3]“桥梁工程”课程改革以CDIO工程教育理念和高等学校土木工程本科指导性专业规范为指导,整合课程体系、优化教学内容、改进教学方法、调整学生考核方式,使本课程教学适应行业发展的需要,为本专业培养创新能力强、适应企业发展需要的应用型土木工程师搭建平台。

一、课程教学改革背景

“桥梁工程”课程内容多、概念多、构造要求多、计算多、规范条文多、涉及到前期课程多,实践性、综合性强,学生在缺乏实际工程经验的情况下,难于掌握。教学形式单一,主要以灌输式和知识传授为主,忽视了学生在课程中的主体作用,使得学生缺乏自主学习的积极性。

受到“厚基础,宽口径”人才培养理念的影响,学校开设的课程要求多样化,重视自然科学知识和人文社会科学知识,突出英语教学和计算机技术应用,因此,在专业总的授课学时不能变更的前提下,专业课程的授课学时就被大幅度精简。鉴于授课学时有限,本课程的授课内容着重讲授简支梁桥和拱桥的构造与计算,对连续刚构、钢管混凝土拱桥、混凝土斜拉桥和悬索桥等大跨度桥梁则以简介兼自学为主,这种授课安排与我国迅速发展的桥梁建设事业不相适应。“桥梁工程”教学既要重视基本理论、基本方法和基本技能的培养,更应该重视新桥型、新技术、新材料和新方法在桥梁工程中的应用。

长期以来,“桥梁工程”课程的教学模式主要是课堂教学+1周课程设计+2周生产实习。实习时间较短,学生在实习中多为静态的参观。因桥梁建设周期较长,认识实习只能了解其中的部分工程或某个工序,无法全面了解整个设计、施工过程,更无法参与其中,达到理论与实践相结合的实习目的。对此,学生普遍反映所学的理论知识无法在生产实习中应用,对于桥梁建设从设计到施工的全过程没有清晰的思路。桥梁工程的课程设计在手算的前提下,设计的桥型被限定在混凝土简支桥,这也显然是远远落后于桥梁建设发展需求的。

二、教学改革思路

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。

三、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》(JTG D62-2004)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。

四、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。

五、结语

“桥梁工程”课程教学改革以实际工程为背景,以工程技术为主线,完成了课程体系、知识学习方式和考核方式的革新,两届学生实践的良好效果证明本次教改构建的分层次、多模块、全过程、递进式教学课程体系能够加强学生实践教学及能力培养,提高学生的工程意识、工程素养和工程实践能力。

参考文献:

[1]高等学校土木工程学科专业指导委员会.高等学校土木工程本科指导性专业规范[M].北京:中国建筑工业出版社,2011.

[2]EDWARD F.CRAWLEY.重新认识工程教育:国际CDIO培养模式与方法[M].顾佩华,沈民奋,陆小华,译.北京:高等教育出版社,2009.

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一、桥梁工程课程改革方案

针对目前桥梁工程教学中存在的问题,围绕教学方式、教学内容、实践环节和考核方法四个方面,对桥梁工程课程改革进行了探索和实践。

(一)教育方法改革

1.生动化教学,总结与提问相结合

教材语言作为一种书面语言陈述单调,如果将这种语言直接搬到课堂上,老师讲得枯燥乏味,学生听得更是艰涩难懂,毫无兴趣。不仅老师在台上照本宣科感觉如同嚼蜡,学生在台下也是如坐针毡,哈欠连天。因此,教师应该在课前认真准备授课内容,将呆板难懂的书面语言转化成生动有趣的教学语言,并将抽象的语言形象化、生动化,不能拘泥于教材而没有自己的理解体会。如此一来,上课时就可以充分提高学生兴趣,将教学内容层次分明、条理清晰的表达出来。除此以外,还能使所教的内容条理清楚、重点突出。

此外,在每堂课的最后,对所学内容进行总结归纳,给出简要结论。这不仅可以充分利用课堂时间强化学生的记忆,也使得教学系统性更强,授课效率显著提高。在每次上课之前也针对上次课所学的知识提问学生,有效复习巩固所学知识,促使学生养成课后复习的良好习惯。

2.有效引入多媒体技术,丰富教学方式

由于多媒体教学可以利用声、像、图、文等特点,所以利用多媒体教学可以极大改善传统教学中存在的问题。例如,课堂上仅仅是老师讲解学生读书、讲解呆板、缺乏趣味性与直观性等问题。多媒体教学既丰富了教学的表现形式,又将抽象的知识形象化、直观化,促使了学生积极自主学习。使课堂不再是传统中的照本宣科,新知识理解起来更为容易。桥梁工程这门课程与实际结合紧密的特点,需要我们尽快了解这方面在材料、结构、工艺等方面最新的前沿发展动态。与传统授课方式相比,多媒体课件含有更大的信息量,可以将该领域发展的前沿动向充实在课件中。这既能弥补教材内容有限与内容滞后的不足,延伸拓展教材的内容,也能使学生接触到最新的知识。

(二)教育内容改革

从土木工程人才培养的实际要求出发,及时更新教学内容、改革教学体系。在整个课程体系中贯穿桥梁工程设计与施工,使内容完整连贯、重点突出。同时也提高了教学内容的实用性、针对性。在这方面,高校土木工程教科研组织可以以目前桥梁工程建设基本要求作为标准,结合自身长期积累的教学经验,确定该课程的教学体系。

(三)重视实践教学

实践教学是学生增强桥梁设计能力、全面发展的重要阶段。通过课程设计、毕业实习和毕业设计三个部分进行实践。所谓实践教学,就是让学生通过课程设计、毕业实习和毕业设计等形式运用专业基础课上所学知识。使其可以利用专业知识对桥梁结构进行理论分析,并且能够解决简单的实际桥梁设计问题。实践教学主要可以从课程设计实践和桥梁模型设计竞赛两方面展开。

1.课程设计实践

桥梁实践课程是培养桥梁工程专业人才的重要途径,它对学生所学的知识的感性认识、提高实际运用能力与增强创新意识都有重要作用。此外,通过它也可以了解学科的最前沿知识,更新教材知识。工程实践作为夯实理论知识、养成工程意识和能力的关键过程,对提高学生的桥梁结构理论的分析能力和简单设计能力有重要作用。

课程设计应结合已经学过的材料力学、混凝土结构设计原理、结构力学等书,并且尽量选择常见的梁形。教师提前准备任务书和指导资料,以便学生提前预习,进行全面的桥梁设计。此外,教师也应监督辅导设计过程。

2.桥梁模型设计竞赛

为增强学生的工程创新能力,提高学生对课程知识的熟练运用和理解,我们积极组织学生参加桥梁结构模型设计竞赛。

桥梁结构模型设计与制作需要参赛者对选择结构、计算、制作工艺等多种知识熟练的掌握和应用。结构合理的受力形式对模型承载力的大小有重大影响。学生需要了解掌握各种桥梁结构形式,并了解其受力特点与传力途径,准确计算其受力情况,以找到最佳的结构。此外,设计制作过程中选择适合的材料也十分重要,不同的材料结构导致的破坏形式也有所不同,这也要求学生掌握了解各种材料的特性并进行选择。

通过参加桥梁结构模型竞赛,参赛学生在对桥梁结构形式、受力分析、结构整体性和稳定性,以及细部构造等各方面都有深刻的认识和理解,同时也巩固了力学和材料学等基础知识,对学生的课程学习具有很好的促进作用。在选择结构的过程中,学生不但对桥梁理论有了更深的理解,而且对以前所学的知识进行了很好的温习。除了材料和结构的选择之外,制作工艺对结构能否达到预期的受力设计也有很大的制约。为了防止由于制作工艺而导致结构模型的承重受到影响,参赛者必须细致处理细小构造与节点,使之与计算结果吻合。制作工艺既是学生对结构受力知识掌握情况的考核,也提高了学生对桥梁构造的理解。

(四)课程考核改革

对考核方式的改革要能够客观评价学生的综合素质,加强对实践操作能力、知识运用能力与创新能力的考核比重。以桥梁工程特点和应用型人才培养要求为标准建立一套符合人才选拔的科学系统的考核体系。要使考核方式多样化,考试内容更侧重对综合能力的考察,而不只是局限于只是记忆方面的考核,成绩评定更全面,促使学生积极主动的学习。提高作业、课上表现、论文以及资料阅读等多个方面在成绩中的比重,而不局限于最后的卷面成绩。力争使考核形式向着多样化、多种形式、多阶段的方向发展。

1.改革考核内容

考核方式改革是为了改变传统考核方式存在的种种弊端。针对传统考试考核内容局限于教材、笔记,以及老师划定的范围重点等缺点进行改革。克服传统考核方式偏重知识记忆、缺乏对创新能力与综合素质的考察而导致上课记笔记、课下抄笔记、考核背笔记、考完全忘记的情况出现。改革应该以培养应用型人才培养要求为标准,考核偏重学生对学过知识的理解和独立思考的能力。这主要体现在减少单个知识技能考核,增加对创新应用与知识能力体系的考核。

2.改革考核形式

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中图分类号:X734文献标识码: A

随着社会的不断发展和进步,建筑业也在迅猛的发展,所以公路桥梁工程项目也在不断的增加。施工企业在进行公路桥梁的施工建设过程中,其技术水平也在不断的提高。与以往的公路桥梁工程项目施工进行比较后可以得出,施工企业在对现代公路桥梁进行施工建设过程中,更加重视公路桥梁施工过程中的整体施工质量。公路桥梁的施工企业必须要完全按照相关的规章制度进行施工建设,从而避免在施工建设中有工程质量的问题出现。对公路桥梁施工建设中所存在的一些问题,需要积极的找出解决措施,这样就可以更好的保证人们的生命财产安全。

一、施工项目的准备工作

公路桥梁施工项目的施工准备工作是贯穿于整个公路桥梁工程施工的各个阶段,而不仅仅是施工前的准备工作,充分的进行施工准备直接影响着施工现场的管理工作。为了保证工程项目的施工过程可以均衡有序、连续的进行,施工企业就需要做好充分的准备工作。

第一,构建良好的施工团队及管理人员。在对管理人员进行选择时,需要尽量选择技术好、肯吃苦、能力强以及经验丰富的人员组成施工现场的项目管理部,还需要构建专业的施工团队,这就需要挑选一些工艺娴熟、技术水平高的人员。

第二,要对施工图纸以及设计的文件在现场做好核对工作。在工程项目施工过程前,相关的负责人要把交底工作完成,并及时有效的把图纸中的难点疑点弄清楚。

第三,需要把测量的准备工作做好,在对设计图纸提供的导线点以及水准点等进行加密和复测的工作时,需要构建完善的测量控制网,还要完成点位的保护工作。

第四,在施工前需要对影响施工的因素进行走访以及调查,并对建筑物的拆迁报告进行编写。还需要积极的配合施工单位及有关部门完成搬迁工作。

第五,要严格的按照相关规定及现场的实践来完成施工控制预算的编制工作。

第六,施工单位需要在施工前向所有的施工人员进行施工技术与安全的交底工作,从而使有关人员在项目施工中对安全知识和技术标准有足够的了解和掌握。

第七,还要构建相关的工地试验室。在施工中,对施工中所用到的所有的原材料进行取样试验,并且建立出具有相关参数的数据库。

第八,通过对施工工期的要求、材料供应、技术标准以及自然条件等进行研究和分析,选择出最优秀的施工方案,并且不断地对施工组织设计进行完善。

二、施工过程中对技术方案的优化

在建筑工程施工过程中,施工技术方案对整个工程的实施都有着重要的影响。在施工前的准备时期,要对施工项目进行科学的规划及设计,并且直接对各项施工项目的实施进行有效的指导,在整个项目施工的过程中占着主导地位。施工技术方案的好坏对项目施工的顺利进行有着重要的影响。而优秀的项目施工技术方案,在技术上一定是先进可行的,而在组织管理中必须是科学合理的。因此,在此基础上所进行建筑施工一定是高水平的,并且其质量以及速度也是非常好的。除此之外,还可以获得很好的综合收益。

三、施工过程中的工程质量控制

工程质量直接影响着人们的生命财产安全。为了有效的贯彻国家对于工程质量方面的总方针,施工现场的主要任务就是加强全体施工人员的质量意识并且加强质量管理的工作。

第一,让建筑施工中所有的工作人员都意识到质量的重要性,并树立质量第一的思想。

第二,对施工设计和方案进行合理有效的编制,并编制质量计划。还需要让所有的施工人员在施工过程中严格的按照规章制度及相关条款进行施工。

第三,在工程项目施工前,需要工程师及质量控制员向相关人员进行技术交底和质量交底工作,还需要有详细的书面记录。在施工的过程中,需要施工班组长向有关的施工人员进行现场工作交底,与此同时还需要跟踪检查与指导。

第四,在进行公路桥梁施工建设的过程中,要做好公路和桥梁的协调工作,以此来让人们的视觉得到满足。因此,既要使内在结构达到标准,还要同周围的景观和外观质量得到统一。如果想要满足内在质量的需求,就需要对关键的材料、工序以及工艺进行严格的控制;而想要满足外观质量的需求,就一定要工艺精细、层次清晰、线条分明等。

结语:

在公路桥梁工程的施工建设过程中,为了公路桥梁可以顺利完工且质量得到保证,就需要在施工过程中,严格的控制质量。到目前为止,我国一直没有完善的、科学的质量保证体系。施工团队还缺乏专业的技术水平以及质量控制的意识,这已经不能满足施工过程中的需求。在工程施工中,还存在着手段落后、缺乏实践经验的情况,而且类似的情况比较常见。因此,我们要积极的引进国外的先进技术,汲取他们的比较成熟的经验,还需要同我国的具体地理以及地质进行紧密的联系,并不断的提升我国公路桥梁工程的设计水平、质量控制水平以及施工管理水平。

作者简介:李明芳 (1970-)女河南省正阳县 本科学士

单位:广东肇阳高速公路有限公司 研究方向:公路桥梁施工管理

参考文献:

[1]谢海鹏.谈公路桥梁工程施工存在问题及质量管理对策[J].科技创新与应用,2012(08).

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1. 高强钢骨混凝土综述

HSRC结构是在钢筋混凝土内部埋置型钢或焊接钢构件,并使钢骨与混凝土组合成为一个整体共同工作,而形成的一种组合结构。其特点如下:

图1 高强混凝土箱梁

图2 PCI研究用T梁(1)与钢筋混凝土结构相比,由于配置了钢骨,使构件的承载力大大提高,从而有效的减小了梁柱截面尺寸,尤其是抗剪承载力提高、延性加大,显著改善了抗震性能。

(2)与钢结构相比,钢骨高强混凝土构件的外包混凝土可以防止钢构件的局部屈曲,提高构件的整体刚度,显著改善钢构件出平面扭转屈曲性能,使钢材的强度得以充分发挥。同时,外包混凝土增加了结构的耐久性和耐火性。

(3)钢骨高强混凝土结构比钢结构具有更大的刚度和阻尼,有利于控制结构的变形和振动。

钢骨高强混凝土充分发挥了钢与混凝土两种材料的优点,在桥梁工程中得到了广泛的应用,但到目前为止,国内外对其研究的成果多集中于构件的强度、刚度等方面,在施工方面经验不多,可供参考的资料很少。而施工现场的施工质量又严重影响着这种组合结构性能的充分发挥。笔者结合试验过程及具体的工程实践提出确保钢骨高强混凝土桥梁抗震延性的施工质量控制措施。

2. 典型高强钢骨混凝土桥工艺参数分析

苏州建园建设工程顾问有限公司以苏州地区典型桥梁做研究。高新区寒山桥是此研究工程项目之一。此桥的特殊之处是东西两侧分别采用强度为70~100N/平方毫米高强钢骨混凝土梁(图1)和强度为35~40N/平方毫米T梁(图2)。对不同混凝土进行造价比较。经比较,对于常规混凝土跨径37m的梁,当采用高强钢骨混凝土时跨径可达44m。

图3 最优造价曲线 高强钢骨混凝土具有较高的强度,因此可加大跨径或当跨径不变时可采用较小的梁高。同时,高强钢骨混凝土抗渗能力较强,因而氯化物的渗入可减少一半,从而提高结构的耐久性。在桥梁结构中采用高强钢骨混凝土,效果十分明显。苏州建园建设工程顾问有限公司对常用的预应力混凝土梁进行优化设计。进行经费用户效益分析如(图3), 对于图3所示的曲线分三部分讨论:

2.1 针对跨径小于27.4m的梁。此类梁的控制条件为预加应力阶段的初始预应力。由于预加应力阶段的恒载长久起作用,对于所述跨径采用高胆混凝土无实际意义。

2.2 针对跨径27.4~30.5m,混凝土强度41~55MPa和跨径27.4~33.5m,混凝土强度≥55MPa的情况。由于采用高强钢骨混凝土,梁距可以加大。在此范围存在着梁距加大带来的节约及由此引起单位桥面费用增加的平衡点。

2.3 针对跨径大于30.5m,混凝土强度在41~55MPa和跨径大于33.5m,混凝土强度大于55MPa的情况。这个范围代表了所分析断面高强钢骨混凝土的最优效益。图3还反映出:

(1)随着梁混凝土强度的递增,最优造价曲线右移。这意味着在单位造价不增加的情况下,梁的跨径增大了。

(2)梁混凝土强度超过 69MPa效益减小心高强钢骨混凝土用于较小跨径时无明显效益。

近些年来,苏州市交通局和苏州建园建设工程顾问有限公司对采用高效预应力高强钢骨混凝土在桥梁工程中的应用进行了较为深入的研究。以图4断面为例,由表1可以看出,苏州地区采用高性能混凝土空心板较普通PC空心板可节省混凝土 35%以上,可节省钢铰线15%以上,在16~30m跨径范围内,材料费用节省20%。因此对于公路桥梁工程中大量使用的空心板采用高性能混凝土井进行优化设计,其经济效益十分可观。

图4 L=16m中板优化断面

图5 焊接顺序 3. 提高钢骨高强钢骨混凝土质量的施工措施

施工现场的施工质量严重影响着这种组合结构性能的充分发挥,笔者结合工程的调查分析对组合结构中钢骨柱施工质量的缺陷及原因进行分析, 结果显示钢骨高强钢骨混凝土柱施工质量缺陷主要表现在焊接质量差、H 型钢柱不垂直、纵向产生弯曲、钢牛腿标高出现偏差四个方面。其中焊接质量差、H 型钢柱不垂直,是影响钢骨高强钢骨混凝土柱延性的主要原因。为此我们提出如下改进工艺:

3.1 提高焊接质量的施工工艺措施。

(1)焊接前应先进行工艺试验,以取得最佳工艺系数,达到工艺合格、质量可靠和降低成本的目的。

(2)在焊接时改手工焊为采用ZXGI000R自动埋弧焊机,焊接时在其焊缝的两端配置引入板、引出板,做到引入板、引出板与被焊件的坡口形式相同,其长度大于60 mm ,宽度大于50 mm ,焊缝引入、引出的长度大于25 mm ,焊缝焊接完毕后用气割割除,并修磨平整。

(3)焊接时在专用的焊接胎膜上作全自动埋弧焊,按焊接工艺要求的焊接顺序进行施工,减少焊接变形。焊接顺序见图5 。

(4)施焊时,每条焊缝原则上要连续操作完成,不得不在T 字口和构件边缘停弧或换焊条时,施焊后的焊缝应立即覆盖岩棉材料给予保温,延长焊件降温时间。

(5)配置超声波探伤人员跟班检查焊接质量,不合格者应及时返修。

3.2 减少焊接变形的方法。

(1) 采用拼装模架将H 型、十字型钢板拼装成型,拼装模架如图6所示。

图6 拼装模架(2)拼装后的几何尺寸经检验合格后进行定位点焊,定位点焊的焊缝长度为60 mm ,焊缝的间隔为200 mm ,焊缝高度为6 mm。

(3)对埋弧焊电流、电压、焊接速度参数进行监控,电流:600 A~650 A ,电弧电压:35 V~38 V ,焊接速度: 0. 42 m/ min。

(4)为防止受热不均匀造成过大变形,施焊前应进行预热,预热区域应在焊缝的两侧各100 mm ,使其产生相应的反变形。

(5)划线下料应考虑焊接收缩量,以满足组焊成型后设计尺寸,使吊装就位后保证柱顶、孔眼标高一致。

4. 结论与建议

(1)钢骨高强钢骨混凝土组合结构是钢与混凝土的优点结合,是建造高层与大跨度结构较好的途径,在我国具有广阔的前景, 施工现场的施工质量严重影响着这种组合结构性能的充分发挥,探讨它的施工方法和施工工艺具有深远的意义。

(2)采用高强钢骨混凝土梁板断面高度可以降低,从而较少工程投资,这对于新建和重建桥梁均具有重要意义。

参考文献

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1.大跨度斜拉桥施工监控的任务和目标

1.1施工监控的概念

桥梁施工控制就是对桥梁施工过程中结构的受力、变形及稳定性进行监控,使施工中结构处于最优状态,保证施工过程安全和成桥状态(包括内力和线形状态)符合设计、规范要求。

1.2施工监控的主要任务和目标

1.2.1桥梁施工控制的主要任务

桥梁施工控制的主要任务,就是桥梁施工过程中的安全控制和桥梁结构线形与内力状态的控制。桥梁施工控制,由于桥梁的结构形式、施工工艺和具体控制内容的不同。其操作方法也不相同。总的说,桥梁施工控制方法可分为事后控制法、预测控制法、自适应控制法、最大宽容度法。也有文献从控制思路上将施工控制分为:开环控制、反馈控制和自适应控制。

1.2.2桥梁施工控制的目标

(1)施工过程中和竣工后结构内力状态满足设计要;

(2)成桥结构线形、索力满足设计要求;

2.大跨度斜拉桥施工监控的主要内容

根据大跨度斜拉桥结构和施工方法的特点,施工监控的工作内容主要包括:①施工过程的仿真计算;②施工过程的现场测量;③施工过程的参数识别;④施工过程的标高和索力调整。第①项工作的目的是获取施工过程大桥的理论数据,第②项工作的目的是获取施工过程大桥的实测数据,在上述两项工作的基础上即可进行第③项工作,对大桥的有关参数进行识别。上述三项工作均是为第④项工作服务的,通过第④项工作即可对大桥的施工实施控制。

2.1大跨度斜拉桥施工控制仿真计算基本内容

桥梁施工过程的仿真计算已成为现代桥梁确定静力状态的主要手段。施工控制仿真计算是施工控制的基础,它的实质就是通过建立合理的模型,采取行之有效的结构分析方法,对桥梁的成桥状态和施工状态进行一定精度的模拟分析过程。后者也就是桥梁的施工过程计算,即在成桥设计目标状态确定后,再对成桥过程中的每一施工阶段进行模拟实际工况的仿真计算,求得斜拉桥在每一施工工况下主梁截面的应力、斜拉索的张拉力、主梁挠度、塔柱位移以及结构内力等控制参数的理论值,以确定斜拉桥从上部结构施工开始至二期恒载施加完毕后的成桥状态这一施工全过程的理论参考轨迹。无论在实际施工中采用哪种控制理论,采取恰当的施工过程模拟分析方法,得出相对准确的施工控制参数,是保证施工控制精度和施工进展速度的关键。

桥梁施工仿真计算都是为桥梁施工过程中的监测监控服务的,也是为施工控制所服务的。桥梁施工控制就是对桥梁施工过程中结构的受力、变形及稳定性进行监控,使施工中结构处于最优状态,保证施工过程安全和成桥状态(包括内力和线形状态)符合设计和规范要求。桥梁施工控制的主要任务,就是桥梁施工过程中的安全控制和桥梁结构线形与内力状态的控制。

2.2大跨度斜拉桥施工过程的现场测量

施工过程的现场测量内容主要包括索力测量、主梁与墩塔应力测量、主梁标高与塔顶位移测量、混凝土容重与浇筑量测量、混凝土弹模与收缩徐变系数测量以及温度影响测量等。

2.2.1索力测量

斜拉桥索力测量的准确与否是关系到斜拉桥施工控制能否顺利实施、斜拉桥能否成功修建的几个关键问题之一。在工程实践中,常用的索力测定方法有油压表量测法、压力传感器量测法、振动频率量测法(常用方法)、磁通量法。其中振动频率量测法是常用的方法,用该方法测量拉索的索力时,需首先设法测出拉索的振动频率,因拉索的振动频率与拉索的索力之间存在一定的关系。对于某一根给定的拉索(即已知拉索的长度、拉索的线密度及拉索两端的支承条件),只要测定拉索的自振频率就可以求得拉索的索力。

2.2.2应力测量

在斜拉桥上部结构的控制截面布置应力测点,以观察在施工过程中这些截面的应力变化及应力分布情况,根据当前施工阶段向前计算至竣工,预告今后施工可能出现的状态并预告下一阶

当前已安装构件或即将安装的构件是否出现不满足强度要求的状态,以确定是否在本施工阶段对可调变量实施调整。由于电阻应变传感器在混凝土振捣时极易被损坏,即使不损坏,其绝缘度也无法保证,另外,在混凝土表面贴片也不能保证可靠,容易发生漂移,不能保证长期监测时读数的可信性。所以,在主梁各断面应力监测用钢弦应变计,钢弦应变计为一密封式自保证体系,与外界物质并不直接相关,测试是,通过测其频率即可得到混凝土的应变,从而得到应力。

在应力测量中,测量得到的应力要经过处理分析后才能应用,因为在测量的应力中包含混凝土收缩、徐变引起的应变计变形。所以测量得到的数值一般偏大。因此,在施工现场用混凝土做一个试验块,在试验块中埋应变计,这样可以测量出在相同情况下不同时间混凝土的收缩量。

单索面斜拉桥是大悬臂箱梁,由于拉索的布置方式及锚固点偏向箱梁顶板及预应力布置有关,存在一定的剪力滞效应,因此,布置应变计是要注重测量箱梁截面的剪力滞效应。应变计的布置如图所示。

2.2.3温度测量

斜拉桥的温度场测试包括:主梁截面的温度场测量、主塔截面的温度场测量、斜拉索内部温度场测量以及温度对主梁标高、索力、塔顶偏位、相关截面的应力应变的影响测量。

通过温度测试提供主梁、索塔、斜拉索的各测试断面的温度短期变化曲线(即测量出比较有代表性的某一天或几天24h内结构温度变化情况)和季节性温差变化曲线以及索内外温差和中心点温差的对应关系曲线。结合塔柱偏移和主梁线形以及索力的测量结果,总结出结构日照温差变形规律和季节性的温差变形规律。 主梁及主塔的温度测试采用在测试断面预埋测量元件(热敏电阻),用数值万用表测量热敏电阻的电阻值,然后根据电阻与温度的标定曲线,由所测电阻值推荐出温度值。

斜拉索的温度测量,采用特制的长约2m的试验索段,试验索段的构造方法与实际索完全相同。在试验索段的内部钢丝上埋设热敏电阻,用数值万用表测量其电阻值,然后根据电阻与温度的标定曲线,由所测电阻值推荐出索的内芯的温度值。

2.3施工过程的参数识别

2.3.1参数识别的特点

大跨度斜拉桥结构一般采用节段悬臂方法施工,施工阶段多,工况复杂,影响参数众多。由于施工因素的不确定性,施工误差不可避免,造成实际结构参数往往偏离设计理想值。而在大部分情况下,受场地条件和测量仪器所限,实际结构参数往往无法直接量测得到。此时,为了更好地对当前及后续的结构状态进行把握和控制,需要进行结构辨识工作。换言之,必须通过结构响应的某些可观测量,采用间接的数值分析方法来对实际结构参数进行识别估计。

2.4施工过程的标高与索力调整

斜拉桥节段施工过程中主梁标高(挠度)及结构内力的控制至关重要,它直接关系到成桥线型及成桥内力的控制以及各施工阶段相应的调整措施的准备。预应力混凝土斜拉桥主梁施工控制主要是通过对主粱标高(含立模标高)与索力的调整来实现的,这种调整是相对于设计值而言的。

2.4.1主粱标高的调整

主粱标高的调整包括主粱每节段施工完毕后当前节段的标高(简称阶段未标高)的调整以及主梁立模标高的调整等。

(1)阶段末标高的调整

阶段末标高的调整量必须控制在一个较小的范围之内,同时要确保主梁线型平顺,即既要保证主梁各节段绝对标高的精度,也不能让主梁出现明显的折点。

(2)立模标高的调整

主粱立模标高的调整量由四部分组成:

①阶段末标高的调整引起的立模标高调整量,取为阶段末标高调整量;

②牵索挂篮施工具体方案(挂篮刚度与牵索方案)以及识别后的主梁阶段重量与调整后的施工索力引起的立模标高调整,可以通过前述的主梁牵索挂蓝施工模拟计算活得;

③挂篮的非力学因素变形引起的立模标高调整量,可根据经验确定,一般在5mm~lomm左右;

④温度效应引起的立模标离调整量。

2.4.2施工索力的调整

所谓的施工索力是指主梁每节段施工完毕后当前节段的斜拉索张拉力。根据控制理论,可以适当的调整施工索力来及时消除或者减少施工误差引起的影响。这种调整方式可以理解为是一种单索力调整方式,他的一个最大的好处就是索力调整与节段施工同步完成,不需要占用额外时间,可以确保

工期。

施工索力的调整有两个作用:

①及时消除主梁节段超重的影响;

②当上一节段的阶段末标高实测值与设计值的差异超过±30mm时,可以消除一部分差异,使下一节段的阶段末标高调整量可以同时满足绝对标高与线性平顺两方面的要求。施工索力的调整量可以通过理论值计算获得。

结束语:本文仅以综述的形式概括大跨度斜拉桥施工监控的技术流程,介绍了国内外斜拉桥的发展现状,斜拉桥的特点,施工监控的主要内容等。通过学习桥梁施工监控这门课程,我们可以对桥梁的施工监控有一定的了解,得到了两个结论:

(1)桥梁施工监控是确保桥梁施工宏观质量的关键;

(2)桥梁施工监控是桥梁建设的安全保证。

参考文献

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[9] 颜东煌.斜拉桥合理设计状态确定与施工控制.学位论文.湖南大学,2001

篇10

中图分类号: U445 文献标识码: A 文章编号:

一.引言

自改革开放以来我国社会主义市场经济得到快速的发展,现代化建设进程也在逐步加快,尤其是基础设施建设更是飞速度发展。而桥梁建设规模与基础设施建设的规模也在不断扩大。当前我国在跨度大以及大型桥梁施工中大多采用的是悬臂浇筑法。

挂篮施工在跨度较大的桥梁工程中假如采用大跨径的箱梁悬臂浇筑法则应该使用挂篮施工技术,它不需要架设支架,不使用大型吊机。与其他方法相比,具有结构轻.拼制简单方便和无压重等优点。确保了高精度.高质量安装,使得全部安装精度均满足设计要求,节约了人力.物力.财力,创造了较好的经济效益。

二.挂篮的简介

挂篮施工,是指浇筑较大跨径的悬臂梁桥时,采用吊篮方法,就地分段悬臂作业。它不需要架设支架和不使用大型吊机。挂篮施工较其他方法,具有结构轻拼制简单方便无压重等优点。挂篮是悬臂施工中的主要设备,按结构形式可分为桁架式、斜拉式、型钢式及混合式4种。根据混凝土悬臂施工工艺要求及设计图纸对挂篮的要求,挂篮自重轻、结构简单、坚固稳定、前移和装拆方便、具有较强的可重复利用性,受力后变形小等特点,并且挂篮下空间充足,可提供较大施工作业面,利于钢筋模板施工操作。

挂篮施工的主要特点。1、能承受梁段自重及施工荷载; 2、刚度大,变形小;3、结构轻巧,便于前移;4、适应范围大,底模架便于升降,适应不同的梁高。

三. 挂篮施工在桥梁工程中应用技术要点

1 挂篮施工原则

在桥梁工程施工过程中假如使用挂篮施工技术,应尽可能的缩短使用挂篮施工技术的周期。假如梁段的全段面都是采取一次性浇筑方法,则比较适宜于使用挂篮施工技术。挂篮是悬臂浇筑的主要机具,是一个沿着轨道行走的活动支架,挂篮悬挂在已经张拉锚固的箱梁梁段上,悬臂浇筑时箱梁段的模板安装、钢筋绑扎、管道安装、混凝土浇筑、预应力张拉、压浆等工作均在挂篮上进行,当一个梁段施工程序完成后,挂篮解除后锚,移向下一个挂篮施工。

设置挂篮的除了要保障达到要求的强度之外,还应该满足下面几个标准:便于拆装、行走方便、质量轻、变形程度低等。

2 挂篮的形式、构造

随着技术水平的不断改进,挂篮由过去的压重平衡式发展成现在通用的自锚平衡式,自锚平衡式挂篮的形式主要有桁架式、斜拉式,其桁架式挂篮按其部件的不同,可分为万能杆件挂篮、贝雷或公路钢桁梁组合式挂篮、型钢组合式等,按桁架构成的形状不同,又可分为平行桁架式、平弦无平衡重式,弓弦式、菱形式等;斜拉式挂篮是在桁架式挂篮的基础上研究出来的,由于其质量小、结构简单、受力明确、运行方便、坚固稳定、变形小、拆装方便等诸多优点,目前使用比较多。

挂篮的组成:l)上纵桁梁2)行走系统3)底篮4)后锚系统

3 挂篮的设计选择

挂篮的合理设计不仅关系到桥梁工程的施工进度,而且还关系到保证施工质量的重要因素,在设计过程中应要求挂篮的质量小、结构简单、受力明确,坚固稳定、变形小、拆装方便,并尽量利用当地现有条件。设计时首先需确定悬浇的分段长度,还应考虑各项实际可能发生的荷载情况,进行最不利荷载组合。

3.1 挂篮的荷载

设计挂篮的荷载可依据不同的施工阶段与部件,选择使用不同的结合方式,设计荷载大体有以几种:1)挂篮自重;2)模板支架自重(包括侧模、内模、底模和端模等);3)振动器自重和振动力,千斤项和油泵及其他有关设备自重;4)施工人群荷载;5)最大节段混凝土自重等。

3.2 设计挂篮的长度

应该依据悬臂灌注分段的强度来设计挂篮的长度。而布置挂篮的横断面则应该由箱梁截面的形式以及桥梁的宽度来决定。

3.3 验算

验算挂篮的杭倾覆稳定性能,应当验算挂篮在空载行走状态下的平稳性。在设计过程当中要确保能够满足挂篮施工的安全性以及稳定性。挂篮的重量要与设计估算的重量相符合,并且将挂篮的实际重量与相关数据及时的反馈给桥梁设计部门,以便于进行后期验算。

4 挂篮的安装控制

在进行挂篮安装时言严格保证位置的准确性,在挂篮组拼完之后,为了保证安全而产生的塑性变形,应该测试加载状态下的挂篮弹性变形,并且对组拼后的挂篮实施加载预压。在解决倾覆稳定性的问题上,能够采取使用箱梁竖向预应力筋的方式,这样就既能够减轻挂篮自身的重量,而且也减轻了配重。

四. 挂篮施工在桥梁中的应用

我集团公司承建的蕉门水道特大桥就采用了挂篮施工技术。蕉门水道特大桥为(83m+140m+83m)三跨变截面预应力混凝土连续箱梁,桥梁全长306m。第三部分为主桥1~16#块及1’#~16’#采用挂蓝现浇的施工方法。根据设计要求,施工方法采用先临时固结成“T”构,后连续的方法,即先按“T”构悬臂浇注施工,每浇筑完一对梁段,待达到规定强度后就张拉预应力筋并锚固,然后向前移动挂篮,进行下一梁段的施工,直至合龙成为连续梁。主桥连续刚构箱梁受工期限制,所包括的四个“T”构需同时施工,需加工八套挂篮。根据本桥的特点,本桥挂篮选用菱形桁架式挂篮。

1 挂篮设计

挂篮是悬臂浇筑箱形梁的承重设备,又是极为重要的吊挂施工平台的施工设备。悬臂的前端承担新浇筑梁段混凝土的重量,后端锚固在已浇梁体上,保持整体平衡的施工结构。在施工过程中,挂篮受力的情况必须清晰、明确,稳定必须保证,并且在施工的全过程要有尽量大得作业空间和施工阶段的每个施工步骤简洁可靠,保证施工安全。综合各方面因素,设计菱形挂蓝。

2 挂篮检验验算挂篮受力

本工程两个挂篮拼装好后,在灌注1#块(或1’号块)梁段前,按3#块梁段混凝土重量的1.2倍荷载对挂篮进行模拟压重。测量并详细记录各加载时其吊杆的弹性变形、非弹性变形,主梁前后端及各主要构件的变形情况,为下步工作提供参考数据。此工作,按挂蓝的设计,在地面做,直接消除栓接的非弹性变形,试验所得的弹性变形,用以检验理论计算值。

挂篮自重为68. 3t(含包括模板系统重量),箱梁最重节段为3#节段,梁长L=3.5m,砼方量106.24m3,砼重2762KN;产生弯距最大节段为7#节段,梁长L=4.0m,砼方量99.43 m3,砼重2585KN,外导梁前吊杆轴力NMax=237.5KN,主桁架弯距为MMax=237.5×5.5×2=2612.5KN.m,挂篮加载试验取7#节段产生的弯距2612.5KN.m。

3 挂篮走行

挂篮走行采用三个10t倒链牵引,均衡用力,拉挂篮前行,并在挂篮后端同样加挂三个10t倒链拉住挂篮桁架的尾部,实现挂篮行走安全的双保险。挂篮走行速度不宜过快,应做到挂篮三片主梁同步走行。挂篮前移到位后,将后锚杆与竖向预应力筋连接好,并且纵桁前支点为重要受力处,必须支承牢固,绝不允许在浇筑时产生滑动。挂篮前移时,应采取跟踪测量的方法,以保证中线误差不超过规定限值,并便于随时调整。

4 挂篮的使用情况

在挂篮施工前已完成的0#块上完成拼装主桁架。并且利用千斤顶来实施分级预压,从而取得挂篮的实际变形数值以消除非弹性变形。再进行拼装挂篮的底模,完成拼装底模后,再进行绑扎底、腹板钢筋以及支设内模,之后完成绑扎预板钢筋。在浇筑混凝土之前要按监控指令所给出的标高值来调整挂篮预抛值。再进行养护、浇筑、注浆、张拉、挂篮走行完成块件的施工。

在施工过程中应严格控制好块件轴线的偏位,仔细的测量块件在浇筑前、浇筑后以及张拉后的标高,从而控制悬臂端上下左右的偏移。确保合龙前对接位置偏移符合设计的要求。在主桥悬臂施工过程中,菱形桁架式挂篮的变形符合要求,走行过程十分安全、稳定,没有发生箱粱粱体扭转、变形现象。所有的悬臂在合龙前对接标高、轴线偏位都控制以内,挂篮是可靠安全的。

五.结束语

在桥梁工程施工过程中,挂篮施工得到了较为广泛的应用。对于大跨度桥梁施工挂篮施工是最重要的组成部分。本文结合工程实例,根据施工工艺流程阐述了主桥挂篮及悬臂浇筑施工技术要点,对质量控制措施等进行了阐述。在施工实践过程中,应不断积累经验,学习新技术,完善和充实挂篮施工技术水平。

【参考文献】:

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[2].陆泽平.挂蓝技术施工的要点[期刊论文]-福建建材.2010(01)

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中图分类号:U445 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)36-0160-01

1 引言

桥梁工程是交通建设的基础保障,尤其是在高速公路方面的桥梁施工的质量关乎着交通运行的顺畅与否,也一定程度上决定了社会经济发展的效益。桥梁施工中的高墩施工控制测量技术对于提升高墩的建设质量发挥着重要的影响,论文将做简要的论述。

2 桥梁施工中高墩施工控制测量的意义

目前我国的桥梁施工中的高墩施工主要是应用与高速公路的建设当中,在跨海、跨江或地形复杂的情况下发挥着重要的影响。但是桥梁施工的高墩建设工程涉及到大跨度、半高空、大规模和高质量的要求,需要大量的建设材料、施工设备、资金和人员,其施工是存在着一定的风险的,施工具有复杂性和困难性的双重问题。但由于此类工程属于社会建设的基础工程,发挥着重要的影响,同样,如果高墩施工的质量控制没有到位,所带来的负面影响也是非常巨大的。因而研究桥梁施工中高墩施工的控制测量,对于保障其工程质量具有深远的意义。

3 桥梁施工中高墩施工控制测量研究

3.1 桥梁施工中的高墩施工

高墩施工控制测量时必须了解工程建设的特点,并且对各个部分和环节都有充分的认识,才能确保工程控制测量工作的顺利进行。高墩施工最为显著的特征即是墩柱墩身较高,处于半空施工的范畴,墩身的模板全部是特制的定型钢模板,由若干块模板结合拼凑起来,组成了墩身的整体式的模板,每节的高度超过了1.4m,质量和惯性都非常大,因而需要采用大吨位的吊车进行模板的安装。由于模板的惯性大,需要对模板进行固定紧固,并且要确保模板具有一定的垂直度,以免安装中出现较大的精度误差。当模板固定定位好之后,墩身的浇筑形状已经塑造好,需要进行混凝土的配比和浇筑工作,由于墩身浇筑属于大型工程,对浇筑的时间也有要求,因而采用大吨位的混凝土吊车和吊斗,利用串筒进行浇筑工作,浇筑过程中为了确保浇筑的质量和均匀性、密实性,需要使用插入式的捣振器进行捣振。此外,混凝土在浇筑过程中除了要确保浇筑的时间控制之外,还要注意分层浇筑,每层的厚度在0.3m以内,浇筑过程必须确保连续性,不能出现中断的情况。

3.2 桥梁施工中高墩施工控制测量的要点

3.2.1 测量放样工作

测量放样工作是后续工作的重要参考和基础,对于施工质量的准确性与进度都影响深远,科学合理的测量放样工作是高质量整体施工的必要条件。测量放样工作的可靠性与精确性的操作需要有专业的人员来执行,在提出科学的工作方法和合理的执行计划, 擅长运用各种测量放样其一,如光学测距仪、全站仪和水平仪等设备,确保测量放样所得的数据的真实性和可靠性。测量放样工作还要将工作的责任落实到位,需要有专人负责,确保工作的认真负责。由于高墩施工现场的环境复杂,跨度大,并且高墩施工是在半高空,因而测量放样时还要进行对现场的清理,非施工的材料或物品不得遗留在放样现场。

3.2.2 支架的施工控制测量

高墩支架的施工控制测量包含三个主要的方面,论述如下:

(1)支架施工控制测量的技术要求:高墩的支架施工操作是垂直运输的基础,因而要保证施工的质量安全,需要保障足够的稳定性、刚度和强度,足够的强度是保证支撑面积的基础,在承台上铺设好有底托的碗扣件和枕木,以确保有坚实的施工基础,支架的立杆间距必须满足要求。

(2)支架的搭设:支架的搭设要对基土进行清理夯实的工作,将支架支承于墩柱承台上,在大桥的高墩柱施工过程中采用双排架设方法,其中立杆与横杆之间的间距为1.2m。对基土进行整理压实,保证其支架搭设的稳定和精度。

(3)支架受力分析研究:支架作为施工支撑的基本机构,其强度和刚度必须满足条件,因而要对支架的受力分析进行验证研究,对于一般的扣件钢管脚手架进行力学验算,支架的传力结构部件为纵向水平杆、横向水平杆、立杆、垫木、地基等部分,在这些力学的验算中,受力最大的为杆底端,在计算中需要注意地基和主杆底段的力学分析验证。支架力学测量工作可以综合测量所承载的载荷因素,包括载荷方向和大小的各类情况,此外,还要将构件的自身重量计算在内,由于桥梁施工中高墩施工建设的墩身自重非常大,并且桥梁的高墩有一部分是在水中,受水流的冲击,力的方向变化比较复杂,只有经过综合的力学测量,才能测算出比较符合实际的数据。

3.3 高墩施工模板工程控制测量

模板工程是高墩技术施工的基础结构,模板的控制尺寸要严格按照技术规范的要求,并且保证其精度的范围。施工模板的位置正确性,以免出现偏离或错位的情况,在内部的原料注入时不会出现漏料,此外,工程模板的位置安装测量可以保证模板的稳固性特点,材料之间的相互衔接到位,方便其后的拆卸,并且可以根据实际情况进行调整和组合。

3.4 高墩施工控制的钢筋工程测量

桥梁中的高墩是交通运输的承载部分,施工的首要条件是确保工程的质量安全,避免安全事故。保持高墩的支撑稳定性,需要对其中的钢筋工程进行控制测量,要确保其施工的严格。高墩中的钢筋经过捆扎,并与混凝土相互作用起到基本的支撑作用,在施工之前要对施工钢筋的型号种类、钢筋捆扎的数量、位置的布置、均匀性控制等都需要进行测量验证。此外,钢筋施工控制测量还要做好记录标记工作,如长钢筋、短钢筋、钢筋位置和型号等进行标记,以便可以有计划性的进行规划,确保钢筋施工的顺利,以免出现延误工期的情况发生。此外,施工之前,施工控制测量人员需要经过实地的调查,分析评估钢筋的用量和布置情况,进行施工模拟验证,以便能够充分的利用已有的资源并减少不必要的工期延误的情况。

3.5 浇筑混凝土施工控制测量

混凝土的施工是桥梁施工的基础材料,也是其结构与载荷承载的基础,混凝土的材料、配比、浇筑等都是影响施工质量的重要因素,科学合理的混凝土浇筑方案可以提升高墩施工的质量。

4 总结

随着桥梁施工的数量和规模的增长,其中的高墩建设影响整个工程的质量,因而研究施工控制测量,可以改善施工建设,并且预防可能出现的问题。论文结合笔者的研究经验做出简要的阐述,其中有许多不足之处,有待进一步指正,相关研究有待进一步深入。

篇12

一、前言

在现代大跨度桥梁中,预应力混凝土箱梁桥因为其结构和受力的优点成为常用桥型。但理论研究和实桥建设均发现其由于腹板刚度比较大,影响了预应力效率,并且上部结构的重量比较大,影响了其跨越能力[1][2]。

而且,预应力混凝土箱梁结构中腹板开裂的问题却是我们不能忽略且急需解决的问题。通过分析箱梁的截面构成可知,箱梁顶底板受到结构受力和施工性能的制约,通过减薄其板厚达到减小自重的效果很不明显,而腹板的面积占总截面的25%-30%,还有较大的减小空间[3]。

为解决预应力混凝土梁桥的存在的问题,波形钢腹板PC组合箱梁桥,一种新型钢――混凝土组合结构桥梁应运而生,本文,结合国内已完成的几所大桥介绍了波形钢腹板PC 箱梁桥中体外预应力筋的布置方式。

二、体外预应力束的优点

在普通混凝土PC箱梁桥的基础之上,采用波形钢腹板代替混凝土腹板而形成的波形钢腹板PC 箱梁桥,在两方面进行了改进:第一、采用质量较轻的波形钢腹板代替质量厚重的混凝土腹板。第二、鉴于顶底板位置的有限性,采用体外预应力束代替一部分或者全部体内预应力束。

相比体内预应力的桥梁,体外预应力桥梁有较为突出的优点:能够相对的减小构件截面尺寸,从而达到减轻自重、节省材料、增大跨度的能力;能够提高构件的质量;在更换和维修体外预应力索时更为容易;在预应力钢索线型的设计上能够更为理想,更为合理;鉴于体外预应力筋的变形与混凝土截面的不协调,体外预应力筋的应力沿长度方向分布均匀,变化幅度小,减少因应力引起的疲劳;省去了梁体制孔和压浆等工序,节约材料和劳动力,加快施工进度。

三:波形钢腹板PC 箱梁桥中预应力筋的布置方式

3.1鄄城黄河公路大桥

鄄城黄河公路大桥位于山东与河南两省交界处,跨越黄河,其主跨为70+11x120+70m,是我国首座波纹钢腹板预应力混凝土连续箱梁桥。

纵向预应力筋采用体内束和体外束两种配筋方式,体内束用于承受恒载,体外束用于承受活荷载。

波形钢腹板与混凝土顶、底板采用埋入式连接,通过波形板上的穿孔形成的混凝土销, 穿过钢腹板的贯通钢筋( PBL 键) 以及焊接于波形钢腹板上、下缘的纵向接合钢筋来实现[4]。

3.2花天河大桥、卫河大桥

位于湖北沪蓉西高速公路中的花天河大桥,其主桥85+148+85m和位于大广高速冀豫界一南乐段的卫河大桥,其主桥47m+52m+47m两者均采用上部结构采用波形钢腹板PC结构。

大桥依据分工不同,预应力束采用了体内预应力束和体外预应力束混合体系。体内预应力束用来承担施工阶段的荷载以及恒载,体外预应力束用来承担二期恒载以及试用阶段车辆等可变荷载。

花天河大桥的体内预应力束分纵向和横向两种,其结构形式较传统预应力混凝土连续刚构桥相类似。其中,纵向体内预应力采用竖弯布置于顶板和平弯布置于底板两种形式,而横向体内预应力采用平弯布置于顶板。

卫河大桥采用在箱梁受拉区的混凝土底板或顶板内配置体内有粘结的预应力筋的配筋形式,在两钢腹板内侧配置立面为折线形的体外预应力索,两端锚固于端横隔板上,中间转向点处设置转向块或转向横隔板[5]。

3.2英屿沟Ⅱ号天桥

英屿沟Ⅱ号天桥是坐落在郑州至洛阳高速公路中的一座波形钢腹板组合箱梁桥,主跨为25m+65m+25 m。

该波形钢腹板PC 组合箱梁桥同样采用体内预应力筋与体外预应力索的相结的配筋形式。体内预应力筋承受自重、施工荷载和二期恒载等横荷载, 体外预应力筋承受桥梁运营中的车辆等可变荷载。 配筋形式主要为:在箱梁受拉区的混凝土底板或顶板内配置体内有粘结的预应力筋, 在箱梁内配置折线形体外索[6]。

四:结论及展望

通过对比诸多钢腹板PC 箱梁桥(本文仅列出四种桥)中预应力筋的布置方式,笔者总结为:最为常用采用体外预应力和体内预应力两者相结合的方式,有的桥型也采用了全部为体外预应力方式。体内预应力束用于承受恒载,体外预应力束用于承受活荷载。

相比传统的的混凝土腹板,体外预应力起到了补充了受力方面的作用,同时减少了预应力的损失,提高了安全储备。因此,在我国的桥梁建设中,波形钢腹板PC箱梁桥会得到广泛的应用。

参考文献

[1]黄剑源,谢旭.城市高架桥的结构理论与计算方法「M].北京:科学出版社,2001

[2]范立础.桥梁工程「M].北京:人民交通出版社,2001

[3]张兴志.波形钢腹板PC组合连续箱梁桥施工过程与预应力参数分析[D]:硕士论文.西南交通大学2009

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