時間:2022-03-13 09:06:47
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇橋梁結構論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
橋梁結構應具有足夠的強度,以承受作用于其上的重力和附加力;結構各部必須具有足夠的剛度,以使其在荷載作用下不產生過大的撓曲和變形;結構各部尺寸必須具有適當大小,以使其承受軸向壓力時的構件不發生屈曲,喪失穩定性。同時結構也要具有較高的耐久性。由于作用荷載的隨機性、材料強度的離散性、制造與施工質量的分散性、計算假定的近似性,致使在長期使用過程中橋梁結構產生病害,其具體原因如下:
1.原設計荷載偏低,交通發展后車輛荷載增大,橋梁因承載能力不足而產生病害。
2.結構設計中存在缺陷,如采用橋型結構不當、設計假定不盡合理。
3.橋梁施工質量差,未按設計要求和施工規程實施。
4.不重視橋梁后期養護工作,沒有及時消除己產生的病害。
5.洪水等自然災害使橋梁產生損壞。
6.地質條件差,如滑坡、軟基等導致橋梁產生病害。
二、橋梁加固的一般流程
在橋梁結構發生病害后,需要采取措施進行加固維修或者更換。橋梁加固工程一般應遵循以下工作程序:
結構可靠性鑒定—加固方案確定—加固設計—施丁組織設計—施工—驗收。
結構可靠性鑒定,主要是對病害結構的病情診斷。加固方案好比處方,加固設計是現行規范及有關標準對加固方案的深化過程。加固施工是對被加固結構按加固設計進行加固的施工過程,對于大型結構加固,為確保質量和安全,施工前應編制施工組織設計。
三、橋梁加固增強技術
橋梁的增強改造可以分為裂縫修補和對橋梁結構的加固增強,下面介紹其特點及其適用的場合。
(一)裂縫修補技術
裂縫修補的目的在于恢復結構物的防水性和耐久性,主要技術有:
1.表面處理法,在微裂縫的表面涂抹填料及防水材料,以提高其防水性和耐久性。對于寬度發生變化的裂縫,要設法使用有伸縮性的材料。
2.注漿法,在裂縫中注入樹脂或水泥類材料,以提高其防水性及耐久性。主要注漿材料是環氧樹脂,多采用低壓低速注入法。環氧樹脂注入法與鋼釘并用,可以增強裂縫部位的整體性,是一種防止裂縫繼續發展的好辦法。
3.充填法,這是一種適合于修補較寬裂縫的方法,具體做法是沿裂縫鑿一條深槽,然后在槽內嵌補各種粘結材料,如水泥砂漿、環氧砂漿、膨脹水泥砂漿、環氧樹脂硅、瀝青及各種化學補強劑等。4.表面噴涂法,噴漿修補是一種在經鑿毛處理的裂縫表面,噴射一層密實而且粘度高的水泥砂漿保護層,來封閉裂縫的修補方法。噴漿前,需要把結構表面的剝離部分除去,再用水沖洗清潔,并在開始噴漿之前把基層濕潤,然后再開始噴漿。
5.粘結鋼板封閉法,當鋼筋硂構件產生主拉應力裂縫時,可對裂縫先進行處理之后,再在裂縫處粘結鋼板,并用膨脹螺栓對鋼板加壓。鋼板粘結方向應和裂縫方向垂直。
(二)橋梁加固增強技術
本文以最常見的橋梁結構形式的上部結構及其常見的加固方法進行說明。
梁式橋上部結構加固增強技術主要有加大截面加固法、外部粘貼加固法、外部預應力加固法、改變結構體系加固法、增設縱梁加固法。
加大截面加固法采用增大構件的截面面積,根據荷載大小和凈空條件不同,可分為以加大截面面積為主和加配鋼筋為主兩種加固方案。
外部粘貼加固法系用型鋼、玻璃鋼等材料通過環氧樹脂等粘合劑粘貼在結構外部,以提高結構承載能力的一種方法。適用于構件尺寸受限制但又必須大幅度提高結構承載能力的場合,必須保證粘和劑的質量
外部預應力加固法指運用預應力原理,在增設的構件或原有構件上施加一定初始應力的一種加固方法。采用對受拉區施加預加壓力,可以抵消部分自重應力,起到卸載、減小跨中撓度、減小裂縫寬度或閉合裂縫的作用。
改變結構體系加固法通過增設支撐或橋墩,把簡支變為連續、在梁下增設如鋼架等加勁梁或疊合梁,以減小梁內控制截面峰值彎矩,提高承載能力的一種加固方法。
增設縱梁加固法在橋梁墩、臺基礎穩定,并具有足夠承載能力的情況下,可采用增設承載能力高和剛度大的新縱梁,這些新梁與舊梁連接在一起共同受力。由于應運中的車輛荷載在新增主梁后的橋梁結構中重新分布,使原梁中所受荷載得以減少,加固后的橋梁承載能力和剛度得以提高。當增設的縱梁位于主梁的一側或兩側時,兼有拓寬的作用。此法適用于梁體結構基礎完好,而承載能力不能滿足要求的場合。
(三)橋梁結構加固新技術——錨噴
【關鍵詞】鐵路客運專線,先簡支,后結構,連續,橋梁,施工技術
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A
一.前言
隨著我國經濟水平的提高和交通運輸的需要,高等級橋梁的建設越來越多,對橋梁的工程質量標準也相應提高,橋梁施工技術成為決定橋梁質量的標尺之一。目前,小跨徑的高等級鐵路橋梁施工技術多采用裝配式鋼筋混凝土板梁的形式;中等跨徑的橋梁施工技術則采用裝配式預應力混凝土橋梁的形式;對于大跨徑預應力混凝土連續梁橋施工方法主要采用拼裝法或者平衡懸臂澆筑法。但由于現澆連續梁橋的施工流程復雜繁瑣、成本較高、費工費時,先簡支后結構連續的施工技術應運而生。先簡支后連續橋梁結構是通過現澆混凝土使多跨的的預應力混凝土梁形成連續的結構,具有其獨特的優勢,為我國的鐵路事業發展和整個區域文化經濟的交流提供了便利。加強對其施工技術的研究,分析具有十分重要的意義。
二.先簡支后結構連續橋梁結構施工要點
1. 先簡支后結構連續橋梁結構的優點
(一)建成橋梁變形小、剛度大、伸縮縫少和行車舒適等優點。
(二)減少使用施工設備,又能避免張拉預應力鋼束造成地面上的障礙,簡支梁的預應力鋼束在工廠進行張拉,而負彎矩區的預應力鋼束布置及張拉均在主梁上進行,僅需吊裝設備起吊主梁。
(三)利于技術操作,省工省時,經濟效益高,預制梁能采用標準構件,進行工廠化統一生產和管理。
2.先簡支后結構連續橋梁的一般施工流程
(一)在進行先簡后支連續橋梁施工過程中 ,首先要嚴格按照工程的實際情況進行主梁的預先定制,待預制主 梁的混凝土強度達到設計強度后,按照1 號束、4 號束、2 號束、3 號束順序分別張拉預應力鋼束。1 號束的兩根鋼束應同時張拉,防止主梁橫向彎曲。在此過程中,當混凝土的強度達到設計施工的需要之后,將正彎矩區的預應力鋼束進行張拉,最后,要在壓漿施工的基礎上,進行主梁底板通氣孔的清潔整理。
(二)當主梁底板通氣孔的清理完成之后,可以進行臨時支座和永久支座的施工,并將主梁進行規范的安裝。并做好橋面上的鋼筋和橫梁鋼筋的鏈接,在此連接施工過程中,要設置好接頭的鋼束波紋管,并及時進行穿束,并選擇在一天中的氣溫最低時候進行混凝土的澆筑。當混凝土的強度達到施工設計的標準時候,要進行頂板鋼束的張拉并做好壓漿施工。
(三)在進行接頭的工作施工完成之后,要進行剩余混凝土的澆筑,一般而言,要由跨中朝著支點部分進行橋面整體化的混凝土的澆筑,一些臨時的施工支座一定要等到混凝土的施工已經完成之后再嚴格遵守施工規范進行拆除,在此過程中,完成整個體系的合理轉化。最后要進行工程的養護,要噴灑防水層,并將相關的伸縮裝置和設備嚴格遵守施工質量控制標準進行安裝,在此基礎上,可以轉向整個橋面的施工。
三.先簡支后連續橋梁施工的質量控制
筆者結合以前所施工的預應力混凝土簡支轉連續T梁和預應力混凝土簡支轉連續箱梁的施工過程,提出施工中質量控制,以保證施工質量。
1.臨時支座的設置的質量控制應該保證,臨時支座應有足夠的強度和剛度,拆裝方便,落梁均勻。預應力張拉完成后,待壓漿強度大于35MPa時方可拆除臨時支座。拆除臨時支座應做到逐孔對稱、均勻、同步、平穩。臨時支座拆除后,永久支座與墩頂和梁底嚴密貼合。
結合目前的施工技術,臨時支座有多種設置方法,以可卸落砂箱支座的施工方法為例。當采用砂箱支座時,要充分考慮砂箱承受T梁自重和架橋機重量后的沉降量,梁底與盆式支座間應留有空隙。在施工中會出現每個砂箱沉落置不會完全一樣的情況,而導致部分T梁吊空,產生質量隱患,解決辦法有兩點:aj通過預壓試驗取得砂箱在受力以后的平均沉降量,并以此指導現場安裝臨時支座,控制主梁的安裝標高與設計標高一致:②適當降低支座墊石標高,預留約3cm的混凝土梁靴高度。在澆注濕接頭的時候,在盆式支座上墊一塊鋼板,一次直接澆注到鋼板上,形成混凝土梁靴。
2.張拉預制底座的設置要求張拉預制底座應堅固、無沉陷,利于排水,防止由于排水不暢造成地基下沉。底座的反拱度值應參照設計文件所提供的反拱度值、結合實際施工和生產性試制梁的張拉情況確定。反拱度應做成拋物線。另外要保證橋梁安裝精度要嚴格控制,誤差不超過2mm。
3.后連續現澆段施工質量控制施工發現,對于新老混凝土的連接結合是現澆連續段混凝土存在的主要問題,為此預制梁板的端頭必須嚴格進行鑿毛處理。為了防止現澆連續段混凝土在養生硬化過程中發生收縮性裂縫影響混凝土在二次張拉過程中的承載力和橋
梁的整體受力性能,現澆連續段接頭混凝土添加微膨脹劑,摻加劑量一般控制在水泥用量的0.5%~1%之間。先簡支后連續每聯各現澆連續接頭的澆筑氣溫應基本相同,溫差控制在5℃以內,并盡量安排在一天氣溫最低時施工。
4.主梁現澆接頭與濕接縫施工的質量控制接頭混凝土澆筑順序應嚴格按設計文件要求執行,從主梁預制到澆筑完橫向濕接縫的時間不宜超過3個月。濕接縫混凝土澆筑可采用吊模施工,模板應采用鋼模板,并應有足夠的剛度和強度。模板安裝牢固后,沖洗已經鑿毛處理的混凝土表面,在澆筑次層混凝土前對施工縫應刷一層水泥凈漿。混凝土澆筑和振搗與預制主梁頂板澆筑同樣要求,宜采用平板振搗器與插入棒配合的方式,并保證設計厚度。濕接縫澆筑時宣在氣溫較低條件,并作好養護,防止裂縫。現澆接頭段混凝土可采用微膨脹水泥。
四,結束語
伴隨著我國經濟的快速發展,對鐵路客運專線的服務質量也將會越來越高,橋梁施工是整個鐵路客運專線建設施工的重要環節,其施工質量將直接關系到整個鐵路客運專線的服務質量的提升和整個交通運輸網絡的安全,因而,加強對先簡后支結構連續橋梁施工技術的分析探究,具有十分重要的意義,在此過程中,要結合具體的工程實際情況,做出規范的施工設計,嚴格施工流程,嚴格遵守施工標準,并做好質量控制措施,加強對整個施工過程中的監督管理。如此,既可以降低整個施工的難度,也可以滿足結構連續施工的施工工藝要求,也有助于提高整個橋梁的承載能力,降低整個橋梁施工過程中的安全隱患,控制橋梁的施工質量,促進我國整個鐵路交通運輸事業的發展,為我國經濟的發展和人們生活水平的提高奠定堅實的基礎。
參考文獻:
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關鍵詞:GPS技術,橋梁,變形監測,應用
1.引言
由于GPS技術具有定位精度高、作業速度快、費用節省、相鄰點間毋需通視、不受天氣條件影響等常規測量技術不可比擬的優點。因而它在測量領域得到了廣泛的應用。同樣地,在工程測量領域的大橋變形觀測中,用這種高新技術來建立其監測系統,已成為一種重要的手段和方法。
2.橋梁變形監測系統的建立
2.1橋梁變形監測的概念及其意義
大型橋梁的建設和維護是一個國家基礎設施建設的重要部分,橋梁變形監測就是運用現代傳感與通信技術,實時監測橋梁運營階段在各種環境條件下的結構響應與行為,獲取反映結構狀況和環境因素的各種信息,由此分析結構健康狀態、評估結構的可靠性,為橋梁的管理與維護決策提供科學依據。
其意義在于可以實時掌握橋梁現場的交通狀況,有利于橋梁管理部門進行合理的交通管制,及早發現橋梁病害,確定橋梁損傷部位并進行定性和定量分析,在突發事件之后還可以評估橋梁的剩余壽命,為維修養護和管理決策提供依據和指導,在橋梁運營狀況嚴重異常時觸發預警信號,有效預防安全事故,保障人民
生命財產的安全。
2.2 GPS變形網的優點
與傳統的形變網相比,GPS形變網有如下優點:
(1)GPS形變網的觀測精度與網的圖形結構關系不明顯;
(2)當整周模糊度確定之后,觀測量的權與觀測時間的增加不成正比;
(3)網中的每一條基線都含有長度和方位信息;
(4)當觀測儀器和作業模式確定之后,基線解的精度與觀測時刻緊密相連。即與觀測時刻的RDO P(相對位置精度因子)有直接關系。
2.3GPS變形監測網的建立與實施
對大型橋梁來說,GPS變形監測網一般由一個或若干個獨立觀測環構成,以三角形和大地四邊形組成的混合網的形式布設.一般來說,實地選點時要注意以下幾點:(1)點位的基礎應做到堅實穩固,并易于長期保存,不能選在夏季洪水易淹沒的地方;(2)點位視場內障礙物的高度角不能超過15°,以減少衛星信號被遮擋;(3)點位應遠離大功率無線電發射源,其距離不得小于200 m,并遠離高壓輸電線和微波無線電信號傳輸通道,其距離不得小于50 m,以避免電磁場對衛星信號的干擾;(4)點位離江(河)應有一定的距離,附近不能有大面積水域,以減弱多路徑效應的影響;(5)點位離大橋的距離至少在200 m以上,減少大橋行車時對點位本身和GPS觀測時的影響;(6)點位的數量視橋型大小而定,一般來說,在江(河)兩岸橋梁的兩側至少各有一個點,大型橋梁應適當增加,還應聯測國家已知點或施工控制網的點.
2.4監測數據處理
橋梁結構變形監測系統中,要進行的數據處理與分析主要包括:WGS一84坐標到橋梁局部坐標系變換、風對大橋位移的影響、溫度對大橋豎向位移的影響、輛對豎位的影響、頻析、監測據壓縮儲。
2.4.1監測數據預處理
對于任何一個監測系統,其監測數據中或多或少會存在一些奇異值,尤其是GPS接收信號存在噪聲,在用作演示前要進行監測數據的平滑處理,在變形分析的開始,有必要將該奇異值進行剔除。該系統是無人值守24小時連續實時監測系統,在傳輸過程中也難免會出現一些數據丟失的現象,這時應根據丟失點的前后數據通過插補得到該數據,以保證監測數據序列的連續性。
2.4.2坐標變換
由于GPS位移實時監測系統獲得的監測點的坐標是WGS一84坐標系下的坐標,為了便于分析橋梁的變形,通常應將所得到的WGS一84坐標按高斯投影變成平面坐標,然后變換成橋梁局部坐標系下的坐標。在監測站,接收來自衛星的信號和來自基準站的信息,采用GPS軟件進行實時差分處理,可得到監測站的三維坐標,并以一定的采樣率發送到監控中心;監控中心接收各監測點的監測結果,并通過數據處理軟件作進一步的處理與分析,可以得到結構在特定方向上的位移、旋轉角等參數。
2.4.3.風載溫度車輛荷載對橋梁位移的影響
實時記錄橋梁所在位置的風速、風向,根據GPS所得測點的對橋身、塔頂、主纜的三軸向位移資料,可對大橋進行風力將就監測及結構的抗風振驗算復核。GPS監測系統長時間監測大橋整體結構的位移變化,可引證因環境溫度而引發的日夜和季節性的位移變化周期。對一般大跨度橋梁而言,交通擠塞是交通(車輛)荷載的主要設計考慮因素。測量和論證交通荷載設計假設和參數的有效性是大跨橋交通荷載監測的主要項目。論文參考。從GPS監測系統得出的橋身、塔頂、主纜的三軸向位移資料,可與交通荷載分布狀況的監測資料互相驗證,協助進一步制定橋梁結構的各級應力階段,并用作大橋主要構件的疲勞估算。論文參考。繪出位移時程曲線圖,對照相應時間內的風速、環境溫度、車輛荷載等,便可很直觀地顯示出橋梁位移隨風速、溫度和車輛荷載變化而變化的趨勢,定量地分析出在某一溫度、某一風速、某種荷載時橋梁前產生的最大位移,最后由這些成果來分析風速、溫度和車輛荷載對橋梁位移的影響程度。
2.4.4.頻譜分析
通過分析監測點位移時程曲線,可以得到橋梁的震動頻率和振幅。利用快速傅立葉變換的方法,通過頻譜分析可以得到監測點功率譜曲線,與設計的理論值或不同時段的功率譜曲線進行比較,以診斷橋梁結構的穩定性。論文參考。
2.4.5.監測數據壓縮存儲
橋梁動態監測系統是一個長期的動態監測系統,因而從監測系統中采集的監測數據是海量的,以至很難采用傳統的文件形式管理監測數據,必須采用一定的措施。此外,對來自監測系統數據處理與分析子系統的統計數據、處理和分析結果也應該進行有效的管理。數據庫技術是管理海量數據的有利工具,而且采取一定的數據壓縮技術,會對數據的存儲更為有利。最為有效的辦法是對監測數據建立動態數據庫,并能進行監測數據的定期更新、備份和恢復。
3.結束語
GPS技術可以克服傳統的橋梁結構監測方法的缺點,測定位移值的精度可以達到厘米級(R T K)甚至毫米級(相對靜態)的精度.GPS可以實時地得到監測點的三維坐標,特別是可實現多點同步觀測,受外界影響小,數據采集方便,可實現實時性、自動化管理. 因此可較好的應用于大橋運營的安全性管理上, 國內外的多項實例也表明,GPS技術在大型橋梁變形監測中具有廣闊的應用前景.
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關鍵詞:橋梁結構,風振,控制
1引言
隨著大跨度橋梁的普遍興建和高效能建橋材料的廣泛應用,現代橋梁的結構形態逐漸向大跨、輕、柔方向發展。雖然這對于美觀及經濟性方面是有益的,但是卻給結構設計、施工甚至運營提出了更高更嚴格的要求。大跨度橋梁作為生命線工程的重要組成部分,在政治、經濟領域占據著重要的地位,對于它們的安全性應給予格外的重視?,F代橋梁結構趨于輕、柔的特點給結構本身抗風抗震性能提出了考驗。隨著大跨度柔性橋梁的出現,風荷載往往成為結構上的支配性荷載。風是空氣從氣壓大的地方向氣壓小的地方流動而形成的。風在行進中遇到結構,就形成風壓力,使結構產生振動和變形。橋梁受風力的作用后,結構物振動與風場間產生的互制現象―空氣彈力效應所引起的氣動力不穩定現象機率大為增加,強風、弱風都有可能使之整體或局部產生損壞。例如,1940年11月7日,美國華盛頓州建成才4個月的老塔科馬(Tacoma)懸索橋(主跨853m)僅在8級大風作用下就發生強烈的風致振動而破壞的嚴重事故。該事件促使了橋梁工程界對結構風致振動的研究,并由此發展了一門新的學科―橋梁風工程學。近幾年來,隨著我國大跨度橋梁的建設,橋梁風害也時有發生,江西九江長江公鐵兩用鋼拱橋吊桿的渦激共振;上海楊浦大橋斜拉索的渦振和雨振損壞套索等。由此可見,通過對大跨度橋梁的抗風問題進行理論研究,采取有效的措施把風對橋梁的危害控制在容許范圍內,具有十分重要的理論價值和實際意義。
2橋梁結構的風致振動
橋梁結構風致振動可分為兩大類:一類為限幅振動,主要包括抖振和渦激振;另一類為發散性振動,主要包括馳振和顫振。
橋梁的抖振是指橋梁結構在紊流場作用下的隨機性強迫振動。根據現有研究成果,抖振雖然并不像顫振那樣引起災難性的失穩破壞,但是過大的抖振響應在橋梁施工期間可能危及施工人員和機械的安全,在成橋運營階段則會帶來結構剛度問題而影響行人和車輛的舒適性以及引起交變應力縮短構件的疲勞壽命。
氣流繞過物體時,在物體兩側會形成不對稱脫落的漩渦,從而形成交替作用在物體上的橫風向的渦激力或力矩,結構在這種類似簡諧力的作用下,就會發生橫風向或扭轉的渦激振動,并且在漩渦脫落頻率與結構的自振頻率一致時將發生渦激共振。對橋梁結構而言,除透風率大于50%的桁架主梁可以不考慮渦激振動外,一般均需對主梁整體的渦激振動。此外,大跨度系桿拱橋的吊桿、斜拉橋的斜拉索、懸索橋和斜拉橋在施工階段的獨塔等也易于發生渦激振動。論文參考網。
浸沒在氣流中的彈性體本身會發生變形或振動,這種變形或振動相當于氣體邊界條件的改變,從而引起氣流力的變化,氣流力的變化又會使彈性體產生新的變形或振動,這種氣流力與結構相互作用的現象稱為氣動彈性現象。氣動力不穩定是一種典型的氣動彈性現象。氣流中的結構在某種力的作用下撓曲振動,這種初始撓曲又相繼引起一系列具有振蕩或發散特點的撓曲,這就是氣動彈性不穩定。一切氣動彈性不穩定現象都必含有因物體運動而作用在物體上的氣動力,這種氣動力就是自激力。橋梁結構的馳振與顫振是兩種最主要的氣動彈性不穩定現象,并可能造成嚴重的災難性后果。
3橋梁風振的控制方法
對于大跨徑橋梁,風致振動的形式多種多樣,各種風致振動的機理也不同。單純采用空氣動力學措施并不能兼顧各個方面。理想的做法是選擇適當的空氣動力學措施,同時采用適當的振動控制措施(如增加阻尼器)來進一步抑制和減小橋梁結構風致振動。1972年Yao提出了結構控制的概念,將控制論引入了土木工程結構之中,從而開辟了嶄新的研究領域。論文參考網。上世紀80年代以來,橋梁風振控制理論研究發展迅速,并且得到了實際應用。就目前技術水平而言,結構振動控制技術主要包括基礎隔震、被動耗能減振、主動控制、半主動控制、混合控制及智能控制等。
基礎隔震是在上部結構和基礎之間設置水平柔性層,延長結構側向振動的基本周期,使基礎隔震結構的基本周期遠離地震動的卓越周期,使上部結構的地震作用、橫向剪力大幅度減小。同時,結構在地震反應過程中大變形主要集中在基礎隔震層處,而結構本身的相對變形很少,此時可近似認為上部結構是一個剛體,從而為建筑物的提供良好的安全保障。
結構耗能減振就是把結構的某些非承重構件(如支撐、剪力墻、連接件等)設計成耗能元件,或在結構的某些部位(層間空間、節點、連接縫等)裝設耗能裝置。在小幅振動時,這些耗能元件或耗能裝置具有足夠的初始剛度,處于彈性狀態,結構仍具有足夠的側向剛度以滿足使用要求。當出現大幅振動時,隨著結構側向變形的增大,耗能元件或耗能裝置率先進入非彈性狀態,產生較大阻尼,大量消耗輸入結構的地震或風振能量。
結構主動控制是在結構受到外部激勵而發生振動的過程中,利用外部能源瞬時施加控制力或瞬時改變結構的動力特性,以迅速衰減和控制結構振動反應的一種減振控制技術。結構主動控制需要實時測量結構反應或環境干擾,采用現代控制理論的主動控制算法在精確的結構模型上運算和決策最優控制力,最后作動器在很大的外部能量輸入下實現最優控制力。在結構反應觀測基礎上實現的主動控制成為反饋控制,而結構環境干擾觀測基礎上實現的主動控制則稱為前饋控制。
結構半主動控制是在主動控制的基礎上提出的,是一種以參數控制為主的結構控制技術。它是根據控制系統的輸入輸出要求,利用控制機構來實時調節結構內部的參數,使結構參數處于最優狀態。結構半主動控制的原理與結構主動控制的基本相同,只是實施控制力的作動器需要少量的能量調節以便使其主動地甚至可以說是巧妙地利用結構振動的往復相對變形或相對速度,盡可能地實現主動最優控制力。因此,半主動控制作動器通常是被動的剛度或阻尼裝置與機械式主動調節器復合的控制系統。
混合控制是主動控制和被動控制的聯合應用,使其協調起來共同工作。這種控制系統充分利用了被動控制與主動控制各自的優點,它既可以通過被動控制系統大量耗散振動能量,又可以利用主動控制系統來保證控制效果,比單純的主動控制能節省大量的能量,因此有著良好的工程應用價值。
把經驗和直覺推理、綜合判斷等人類生物技能應用于一般控制之中,使結構具有感知、辨識、優化和自我控制等功能的控制稱為智能控制。論文參考網。結構振動的智能控制是國際振動控制研究的前沿領域,主要涉及智能材料、人工智能、自動控制、力學、電學、機械和計算機等多門學科。結構智能控制主要包括兩類:一類是利用智能材料研制的智能減振控制裝置對結構實施的局部振動控制;另一類是將模糊邏輯控制、神經網絡控制和遺傳算法等智能控制算法應用于結構的振動控制。由智能材料制成的智能可調阻尼器和智能材料驅動器等智能減振控制裝置構造簡單、調節驅動容易、能耗小、反應迅速、時滯小,在結構主動控制、半主動控制、被動控制中有廣闊的應用前景。
對于橋梁結構的風振控制,應依據不同的部位,采取響應的振動控制措施。例如,對于橋梁主體的風振控制目前主要采用減振技術。比較成熟的控制裝置有調諧質量阻尼器(TMD)、調諧液體阻尼器(TLD)等,其中以TMD應用最為廣泛。對于斜拉橋、懸索橋的索塔風振控制裝置多采用主動質量驅動器(AMD)及懸掛式TMD。對于拉索振動控制,由于其振動機理比較復雜,因而拉索控制方式的探索也較活躍。大致有三種:其一,耗能減振方式,即采用高阻尼橡膠做成膠圈,安裝在拉索的鋼導管中。其二,采用專門的阻尼減振器,即在拉索與橋面相交處設置一對阻尼器,用以減小拉索自由長度,反饋拉索振動時的相對位移和相對速度。其三,采用減振副索,即用不銹鋼絲繩將斜拉索連起來,借以增強拉索間的互相約束,增大附加阻尼。
4重點研究方向
鑒于橋梁風致振動控制當前存在的不足,應對其成橋后和施工狀態下的風振理論及控制進行進一步的研究,主要有:空氣振動的控制理論、控制措施、裝置及相應的試驗研究;數值模擬風洞及空氣的動力穩定性計算的計算機仿真技術研究;大跨度橋梁結構體系的空氣動力穩定性研究及相應的全橋模型實驗;施工階段空氣動力穩定性研究及相應試驗;空氣動力參數的識別方法、評價及相應的風洞試驗。以上問題的研究和解決勢必為橋梁的建造產生直接的指導作用,使橋梁的振動控制研究更加科學、經濟、可靠。
5結語
經過國內外學者、工程界人士的不斷探索和實踐,橋梁結構風振控制取得了豐富的研究成果和巨大的進展。雖然目前橋梁風振控制技術在工程中的應用還剛剛起步,還有許多問題尚未解決。但是相信隨著科學技術的進步,有關各種技術難題會逐步得到完善,橋梁結構風振控制技術必將會被更廣泛的應用到實際工程當中。
關鍵詞:橋梁 結構可靠度 研究現狀 研究意義 概述
1.引言
結構可靠性的定義是:“在預定的條件下,結構達到設計規定功能的能力”。結構可靠度的定義是:“結構在規定的時間內,在規定的條件下,完成預定功能的概率”。如果失效概率用Pi表示,則可靠概率就等于( 1- Pi),這就是可靠度。
2.研究現狀
加固前的可靠度和加固后的可靠度是橋梁結構加固可靠度的研究主要涉及兩方面的信息。可靠度的判斷作為決策的主要相關依據是需要摸清橋梁結構的實際情況為前提的,這將決定我們采用何種相應的加固方法。加固后仍然需要對結構進行評價,從而評估加固維修是否有效或者是否達到最大功效。
加固技術時間并不長,在各種不同的加固方法中,我們對維修與加固混凝土結構的相關經驗很有限,缺少必要的試驗數據、設計施工標準及試驗標準是很多加固方法,特別是較新型的加固技術存在的主要問題。因此,有必要收集橋梁結構加固后可靠度的研究資料,尤其對收集加固后的混凝土結構可靠性的系統研究資料。盡管,國外的相關檢測設備非常先進,然而,相應的資料偏少也是一個困擾他們的問題。
對于現在的加固設計方法,其前提基本上都是在各自的試驗研究基礎上的半經驗半理論方法,由于目前加固結構分析的復雜性,不能與現行的可靠度設計要求相協調,也無法與整個結構體系的可靠度相一致。尤其是,沒有深入的研究局部加固后對構件整體及結構整個體系的可靠度相關影響。對加固后的結構可靠度研究還局限在對加固后構件的研究。大連理工大學趙國藩教授提出了加固后結構構件的可靠度分析[1],分析了現行加固規范所具有的可靠度水平,提出了結構加
固后可靠度分析方法,對現行加固規范所具有的可靠度水平進行了分析研究;張宇[2]等分析了粘鋼加固混凝土梁可靠性,趙軍[3]長安大學碩士學位論文研究了預應力CFRP即布加固混凝土梁,而朱建俊[4]分析了CFRP卿加固受彎構件可靠度。有關國家重點項目引用了有限元理論研究混凝土一加固材料應力應變,分析了其受力模型,探討了相應的計算公式,采用分項系數形式和采用可靠度校準分析對各種加固形式進行可靠度分析,力圖與現行規范相匹配。
3.研究意義
橋梁從施工建造到投入使用,再到運營階段,性能逐漸退化,最后達到設計使用壽命,與一個人的生命過程十分相像。施工建造期相當于幼年期,在此期間失效的風險率大;使用期相當于人類的中年期,此時失效風險率降低;老化期相當于老年期,失效風險率又逐漸提高。但在任何一個階段中如果經過維修加固等措施,結構承載力將得到顯著提高,其失效風險率又會降低。
對加固后的橋梁進行使用壽命預測,不僅可以揭示潛在危機,及時作出繼續維修、加固或拆除的決策,避免事故發生,而且研究成果可以直接用于指導加固橋梁結構的耐久性評定,提高加固橋梁的耐久性。通過對加固后橋梁使用壽命的預測,一方面,根據預測結果來明確加固后新結構的實際壽命,從而做到防患于未然;另一方面,可以揭示加固后影響新結構使用壽命的內部和外部因素,然后根據工作環境、用途、經濟條件等進行有針對性的維修加固。這對提高加固工程的設計水平和施工質量必有一定的促進作用。特別是面對下一代規范將采用基于性能的設計與生命周期宏觀造價優化的設計思想,必將要求對建筑結構的壽命進行科學的預測。
4.結束語
目前,國內外對于既有橋梁可靠度研究較多,可靠度分析理論也較完善,但關于橋梁加固后可靠度的研究和資料較少,尤其是對于加固后混凝土橋梁動態可靠度的研究。因此,對于加固后橋梁結構可靠度的研究還需進一步深入。
參考文獻:
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[2]陳定外譯,何廣乾校. ISO 2394:1998,結構可靠性總原則[S].中國工程建設標準化協會、建設部標準定額站,1999
關鍵詞:智能、橋梁結構、健康檢測
Abstract: with the development of the bridge construction in our country, the bridge structure to keep the intelligent direction, the intelligent bridge structure makes it health testing trend facing more and more high level of request, intelligent bridge structure health inspection seems especially important. The author in earnest study Chinese intelligent bridge structure health test, based on study of their professional knowledge, to our country intelligent bridge structure health detection discussed carefully.
Keywords: the intelligence, the bridge structure, health detection
中圖分類號:U443 文獻標識碼:A文章編號:
隨著檢測技術、計算機技術、電子技術和通訊技術等相關學科的進‘一步深入,橋梁結構健康監測技術正朝著智能化發展。智能橋梁結構健康監測的研究,符合人們希望通過迅速發展中的工程檢測、通訊、控制與計算機技術,對采用新技術、新材料、新工藝的新型橋梁結構實施檢測和指導養護管理的目的。橋梁結構健康監測是一個復雜的系統,它包括橋梁結構關鍵部位的測試數據的現場采集、數據與指令的遠程傳輸、數據儲存與處理、結構安全狀態的評估與預警等。這些齊全的功能特性,使得橋梁結構健康監測不僅僅能夠對橋梁結構的安全狀態進行監控與評估,它還可能成為橋梁結構研究的“真實試驗室”,即通過其在橋梁運營中所獲得的結構及環境信息,不僅為橋梁維護、維修與管理決策提供依據和指導,還為橋梁的理論研究與試驗、提供最真實的第一手信息,獲得實際橋梁結構全面的動、靜力性能,加深人們對橋梁在各種交通條件和自然環境下的真實行為的理解,從而驗證大橋的理論模型、結構設計、計算假定,指導橋梁結構設計方法、施工工藝與相應的規范標準等的改進。因此橋梁結構健康監測的研究和發展,不僅對橋梁建設、管理具有現實意義,而且更將可能對橋梁設計與研究、特別是將來實現“智能公路、鐵路系統”等產生深遠的影響。
智能橋梁結構概述
智能橋梁結構的含義
智能橋梁結構是指將智能材料嵌入橋梁結構中,能使橋梁結構感知和處理信息,并執行處理結果,使橋梁結構具有自監測、自診斷、自適應和自修復等仿生功能,確保橋梁結構在外部環境和車輛荷載的作用下安全可靠。
2.、智能橋梁結構的特點
(1)具有感知與驅動性能的材料經過復合和仿生設計形成傳感器與驅動器,并布
設于橋梁結構中;
(2)對智能感知材料、驅動材料和智能器件進行集成,形成類似于生物體的智能
結構;
(3)以處理和控制為中心,對感知的信息進行處理,產生決策,控制驅動材料去
執行。
綜上所述,智能橋梁結構就是把目前廣泛使用的離線、被動、靜態的檢測變為在線、動態和實時的監測,并根據感知信息去分析、判斷,控制驅動器,使橋梁結構的各方面性能得到改善,這是減災防災的思路產生質的飛躍,是實現橋梁結構設計思想的一場革命。
二、我國智能橋梁結構健康檢測方法
橋梁結構健康監測就是要發展一種最小人工干預的在線、實時、連續的結構健康監測、檢查與安全評估系統,是根據結構在同一位置上不同的測量結果的變化來識別結構的狀態,它與傳統的無損檢測技術不同,通常傳統的無損檢測技術是直接測量結構的物理狀態,無需結構的歷史狀態,診斷結果很大程度上依靠測量設備的分辨率和精度,而橋梁結構健康監測是在同一位置上不同時間的測量結構的變化來識別結構的狀態,因此歷史數據至關重要,識別的精度強烈依賴于傳感器和解釋算法。正是由于橋梁結構健康監測的上述特點,因此,要求橋梁結構健康監測評估目標是根據獲得的大量信息,科學地、客觀地評價結構的安全性、耐久性和正常使用性,以給橋梁的管理和維護提供依據,為了實現這一目標,必須用監測到的環境信息與結構反應對大橋的結構狀態進行識別和評價,即利用測得的大橋結構特性,如應變、位移、加速度等,對橋梁結構健康狀況進行評估。橋梁結構健康監測系統作為一門多學科交叉的綜合體系,其理論覆蓋到多門學科的綜合體系,從國內外的研究來看,目前普遍采用的集系統識別、振動理論、振動測試技術、信號采集分析的試驗模態分析方法—整體法,山于橋梁結構復雜、體積龐大、材料的不均勻、冗余度大等特點,難以確定損傷是否發生、損傷的位置和損傷程度等問題。隨著現代傳感和通信技術的發展,傳感器越來越便宜和實用,把傳感器布設在橋梁結構的各個最不利位置成為可能,從而為橋梁結構監測的局部法增加了新的活力。橋梁結構監測的局部法,就是把測試傳感器布置在結構最不利構件上,根據測試值和結構安全評價指標進行比較完成橋梁結構的安全性判斷。因此這個安全評價指標的設定就顯得非常重要,如果把安全評價指標取為規范值,測試值往往遠遠小于安全評價指標,對實際橋梁結構安全預警沒有意義;如果采用大型橋梁結構有限元程序進行計算,就必須知道作用在結構上的荷載和環境參數(如溫度、濕度等),雖然我們能用有限元程序計算出荷載產生的結構反應,但是,橋梁結構的影響涉及到溫度在整個橋梁結構上的分布情況,如果要通過理論計算得到結構的變形,那么首先必須搞清溫度在全結構上的分布和在具體每一個截面上的分布狀況,事實上,橋梁結構在24小時之內溫度的分布是動態的、持續變化的,且結構變形經常不是對稱的,山此要搞清溫度在全結構上的分布和在每一個截面上的具體分布近乎不可能,這種溫度與變形和應變的復雜關系往往無法用理論計算來精確給出。如何建立溫度值和橋梁結構反應的關系模型,建立橋梁安全評價指標就顯得非常重要了,我們知道人工神經網絡是一門嶄新的信息處理學科,是一個高度復雜的非線性動力學系統,它具有大規模并行、分布式存儲和處理、自組織、自適應和自學習能力,特別適用于需要同時考慮許多因素和條件的、不精確和模糊的信息處理問題。由于人工神經網絡強大的非線性映射能力、容錯能力和魯棒性優勢,使得人工神經網絡在多種交叉學科中得到廣泛應用。
參考文獻
[1]歐進萍.重大工程結構的智能監測與健康診斷.第十一屆全國結構工程學術會議論文集,2002
關鍵詞:道路橋梁檢測技術
概述
隨著我國公路、市政橋梁檢測事業的蓬勃發展,公路橋梁檢測的任務也日益繁重。很多路橋已經長期服役,而且隨著時間的推移,出現老化、人為損壞、承載力下降,甚至成為危路、危橋,影響了交通運輸的暢通,阻礙經濟的平穩發展,對人民生命財產安全造成威脅。所以對道橋的檢測和維護是必不可少的。傳統的檢查方法在一定程度上已經不太適應日新月異的技術發展,新材料、新工藝、新結構形式的采用也越來越多。為了保證橋梁結構的安全使用,橋梁結構的檢測工作也日益突顯出它的必要性和重要性。
1、道路橋梁安全檢測的必要性分析
在道路橋梁建設項目中,由于工程材料本身的不足.以及在工程的結構設計、項目施工中出現一些失誤在所難免,道路橋梁竣工后的質量鑒定成為業主關注的重要問題。另外,一些多年前建成運營的道路橋梁工程,在負荷若干年后也需要對其安全性進行檢測。道路橋梁施工質量的不合格和運營后檢測預警的不及時,一方面增加了道路橋梁日后的維修保養成本,讓國家和地方政府背上沉重的財政負擔:另一方面極容易發生橋毀人亡的慘劇。近年不斷出現的大橋垮塌事故就是運營后檢測預警不及時最好的例證。因此,加強道路橋梁的安全檢測工作具有重要的現實意義。
2、道路橋梁安全檢測的主要內容
道路橋梁項目完工后的安全檢測內容包括:幾何形態檢測、索力檢測(懸索和斜拉索援)、結構截面的應力檢測、預應力檢測、溫度檢測、環境檢測、下部續構檢測、動態特性檢測等。已經投入運營的道橋結構的安全檢測則一般通過以下兩種方法進行:一是建立自動化系統進行實時監測:二是建立定期檢測機制,進行制度化、規范化的檢測。通過對兩種方式的比較可以發現,雖然實時監測比定期檢測機制具有很多優勢,這也是如今國際上橋梁安全監測研究的熱點但實時監測在應用上也存在許多劣勢,如監測系統不但復雜,而且投資投資還很大。并且至今損傷診斷和安全評估仍然不能實現智能化。所以,定期檢測機制的加強和完善現實意義應該更強。相關管理機構在具體實施時可以在以下方面進行加強,包括檢測制度的完善、高素質人才的培養和引進、先進的檢測手段和信息分析方法的應用等方面。
3、目前道路橋梁檢測技術應用
3.1道路檢測技術
一般而言,道路分為結構化和非結構化兩種類型。路面檢測的項目主要包括車道、路線、交通、流量、故障檢測和自檢測等,這是路面管理系統中數據采集的重要組成部分。
目前,國內采用的道路檢測方法是傳統半自動化方式,主要有如下兩種:一是路面彎沉檢測新技術。路面彎沉主要指,路面表面輪隙位置在規定的標準軸載作用下所產生的總垂直變形或垂直回彈變形值。檢測儀器有自動彎沉測定儀法、激光彎沉測定儀法等。二是路面平整度。路面平整度是指路面表面誘使行使車輛出現振動的高程變化,用于進行路面平整度檢測的設備也為兩種,一是斷面類,另一種是反應類。檢測方法主要有探地雷達法、攝像測量法。其中攝像測量法具有成本低和技術先進的優勢,在今后一段時間內或將成為路面損壞檢測的主要手段。
3.2橋梁檢測技術
目前,橋梁檢測的項日主要有承載力檢測和表觀檢測兩種。橋梁傳統的檢測方法為電檢測法,電檢測的原理主要是通過將電阻應變片粘在橋梁某個部位的外面對其應變進行測量。它主要依靠動靜載試驗和檢測人員的現場目測,并輔助使用腐蝕作用實驗、混凝土硬度實驗以及超聲波探測等方法。現在,無損檢測技術的研究也比較成熟。
4、道路橋梁檢測技術的新趨勢
目前,道路橋梁檢測新技術的發展方向主要是光纖傳感檢測技術、超聲波檢測技術以及探地雷達檢測技術三方面,側重于高新技術的應用。
4.1光纖應變檢測技術
利用對某些特定物理量敏感的特性,光纖可以將外界物理量轉換成能夠直接測量的光信號。橋梁檢測中采用這種技術,可測量和監測橋梁鋼索的索力及預應力連續混凝土梁內部應力、應變特性,構成所謂的光纖智能橋梁。與傳統的傳感器相比,光纖應變傳感器具有不受環境限制,絕緣耐高壓耐腐蝕,即使在易燃易爆的環境中也可以正常運行。同時它還具有重量輕,體積小,精度高、實用性強任意形狀等優點。
4.2超聲波檢測技術
超聲波檢測技術的原理主要是瞬間應力波,即通過采用一種短促的機械撞擊橋梁使其產生低頻應力波,該波傳導至橋梁的結構內部,由于橋梁的斷裂面、沖擊面及其它面間的波瞬間會產生共振.相應共振的波信號(時間和頻率曲線)可以進一步提供有關空隙位置的信息。據此工程人員可以測定出橋梁結構的完整性或者裂縫的位置。因此,超聲波可以被用來對橋梁進行綜合檢測和維修,包括橋梁、橋板以及樁橋等部位。但對于管道相交或相鄰或管道中有蜂窩體、水或部分空氣或采用別的材料的管道。以及道路路基密實性等方面,還有不足之處,有待進一步研究。
4.3探地雷達檢測技術
探地雷達主要是將高頻電磁脈沖波(10~¬-1000MHz或更高)由發射天線以寬頻帶短脈沖形式送入地下。在地下傳播的過程中.該脈沖將會遇到不同電性介質的交界面,部分能量將會被反射至地面被天線接收。工程人員通過反射波到達地面的時間t和反射波的波幅來反映地下介質的的特點。探地雷達能精確測定缺陷區的大小、形狀和深度,具有速度快、操作方便,不受周圍環境影響,可以在大范圍內應用檢測等優勢。探地雷達主要是對道路基層密實性、道路路面厚度、基層厚度及含水及擋土墻病害的檢測等,還可運用于道路材質、濕度、裂縫、橋粱結構等檢測。但是該技術對儀器要求分析檢測人員必須具有大量實測數據的豐富工程實踐。
5、結束語
橋梁檢測是一個多學科交叉的系統工作,需要各個環節都做好才 能達到一個最優的效果。為了保證橋梁的安全運營,必須經常對橋梁結構進行檢測,橋梁結構檢測已成為橋梁結構安全養護和保障正常使用的主要技術手段。同時,學科交叉的現象日益普遍,特別是將一些高新技術的最新研究成果應用于橋梁無損檢測技術的研究,必將推動該技術的飛速發展。
參考文獻:
[1] 潘長勝,赫廣偉, 橋梁檢測技術及其發展趨勢簡述,《 黑龍江交通科技》
關鍵詞:橋梁;加固; 耐久性
Abstract: this article mainly aims at the defects of reinforced concrete bridge, based on the principle of reinforcement, based on the analysis of the bridge engineering reinforcement technique necessity and feasibility, this paper introduces some common methods of reinforcement.
Keywords: bridge; Reinforcement; durability
中圖分類號:TU71 文獻標識碼:A 文章編號
隨著國民經濟的發展,交通運輸量大幅度增長,行車密度及車輛載重越來越大,重型車輛日益增多,承受的荷載增大,重型車輛增加及超載現象嚴重。隨著各種重型車輛,尤其是工程用重型運輸車的不斷出現,公路橋梁負荷日趨加重。橋梁在多年的使用過程中多承受風、雨、水流等自然界的侵蝕,還可能遭受地震、洪水等自然災害而受到嚴重破壞。橋梁結構自然老化, 耐久性差,老舊橋梁設計斷面單薄、安全儲備低,部分橋梁存在設計不當或施工質量差。因此對舊橋、危橋的加固維修, 以及如何提高其承載力的問題, 確保交通運輸的安全是目前和今后面臨的主要任務[1]。
近20年來,中國的道路建設蓬勃發展,新建橋梁逐漸減少,已建橋梁的維修、養護、加固已成為公路交通部門的工作重心。通過調查,2004年我國存在安全性與耐久性不足的橋梁約有1000多座。在國外,美國全國共有三分之一的橋梁處于非健康狀態;日本和德國等國都發現很大一部分的橋梁的安全與耐久性都具有潛在的危機。所以,對這些危橋、舊橋的研究已成為現代交土人的重要課題,對那些年久失修、承載能力不能滿足運營要求的橋梁全部拆除重建,不僅需要較大的投資,還不利于環保。因而我們要采取不同的手段對這些橋梁進行檢測評定,運用新型的改造的手段來保障提高橋梁的工作能力。這樣做既節約了大量的人力、物力、財力資源,又滿足了橋梁的運作要求,符合我國可持續發展的要求。
1. 橋梁加固的概念及特點
提高整座橋梁通行能力的措施主要是通過技術改造加強或增加橋梁構件進行加固??梢砸晿蛄旱暮奢d承受能力、結構類型及使用的技術要求而確定。加固的特點[2]主要包括:1)橋梁加固要比新建橋梁節省成本,新建橋梁施工費時、費力,且成本高,而加固所需費用節約相對來說要節約很多。2)橋梁的加固應使原有結構發揮最大的功效,首先應進行原橋的檢測評定,合理利用原有結構,使原有橋梁的經濟效益最大化。3)涌現出許多新的施工工藝,新技術的科學性、合理性、耐久性等必須經過大量的工程實踐的檢驗來實現。4)改造的標準與原設計時所采用的標準不同,由于舊橋設計時采用的標準只能滿足當時的需要,而不能滿足現在以及未來的使用要求,所以加固時采用標準一般比原設計時采用的荷載標準要高一個等級以確保橋梁的安全性與耐久性。
2. 橋梁加固方法的研究
2.1 混凝土橋梁結構的缺陷[3]
混凝土橋梁結構缺陷產生的原因有很多,一般分為表層缺陷和內部缺陷兩類。鋼筋混凝土表層缺陷主要有:蜂窩、孔洞、剝落、老化、露筋、層隙、磨損、掉角、表面裂縫、表面腐蝕、構件變形、接縫不平等?;炷帘韺尤毕?,其原因是多方面的,如設計、施工、維修養護不善、交通事故、地震和結構老化等等。鋼筋混凝土的內部缺陷主要有:設計方面,結構受力分析錯誤、結構不合理、計算上出現差錯、穩定性能較差、剛度不足等。施工方面:施工質量不好,施工中所使用的材料的規格與性能不符合要求,操作違反規程等原因。
2.2 橋梁加固機理研究分析
加固方法主要利用了兩個相互擠壓且做相對運動或者有相對運動趨勢的物體的接觸面之間會產生摩擦阻力這一力學原理。摩擦阻力的大小主要取決于兩個物體之間的壓力,由摩擦力的計算公式,可以看出,摩擦力F與壓力N之間是正比例關系,當壓力N越大時,摩擦力F也越大。如果當上部結構的重量G大于摩擦阻力的臨界值 時,就會打破力的平衡,發生滑動;當G≤F0時,受到的摩擦力F=G,就保持力的平衡,就不可能向下滑動,從而起到支撐上部結構重物的作用[4]。
3. 橋梁的加固方法
3.1粘貼碳纖維加固法
碳纖維材料和黏結劑必須由供應商配套提供,并同時給出材料的各項性能指標。碳纖維質輕(1.7~1.9g/cm3),高強(3~4GPa),高彈模(220~440GPa),導電性良好(10-2~10-3Ω•cm),線膨脹系數為零,是一種性能極為優良的復合材料組分[5]。加固法是利用樹脂類材料把碳纖維布材或板材粘貼于混凝土結構或構件表面,形成復合材料體。碳纖維加固舊橋具有以下優點:不增加恒載及斷面尺寸;可適應不同構件形狀,成型很方便;施工簡便;采用碳纖維加固補強,對原結構不產生新的損傷;能有效地封閉混凝土的裂縫;碳纖維布(片)具有優良的耐化學腐蝕性;不影響結構的外觀。
3.2 粘貼鋼板加固法
粘貼鋼板加固法是通過配置黏結劑把打磨好的鋼板粘貼在混凝土結構的表面,用以提高混凝土結構的承載能力。具有獨特的特點:1) 不會破壞被加固結構的外形。2) 施工工藝簡單, 施工質量易于控制。3) 施工工期短, 經濟性較好。4) 粘鋼所占空間小, 不影響橋梁凈空, 橋梁自重增加很小。5) 加固部位、范圍與強度可視設計構造需要靈活設置。6) 可在不影響或少影響交通的情況下施工。
3.3 體外預應力加固法
體外預應力加固通常是在梁底或梁側下部增加預應力加勁鋼絲索或預應力粗鋼筋補強并分別錨固在梁的兩端,通過設置一定的聯結構件使預應力拉桿與梁體構成一個體系,抵消部分恒載應力[6]。體外預應力法實際上改變了原結構,其計算方式與無粘結預應力混凝土結構相似。這種方法施工簡便、對交通干擾較小,人力投入少的特點,體外預應力加固橋梁能很明顯的提高或恢復橋梁原有的承載能力,滿通的需求。
橋梁的加固方法必將越來越先進,傳統的加固方法除了簡便易行,材料經濟而繼續得到青睞外,新方法的運用,使得橋梁加固的對象更廣,施工更方便快捷,效果更明顯,選擇最佳加固形式做出最優控制以實現橋梁的加固和耐久性的目的,保障人民的財產和生命的安全至關重要。為我們帶來最大的經濟效益與社會效益,這是我們工程人員一個前進的方向,是實現可持續發展的物質保障,立足現狀,放眼長遠,處理好橋梁設計與維修管理的關系,如何把維修加固中發現的問題,放到今后橋梁設計上加以考慮。
參考文獻:
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【關鍵字】橋梁設計安全耐久性問題對策研究
中圖分類號:K928.78 文獻標識碼:A 文章編號:
一、橋梁安全性、耐久性不足的危害
1、橋梁安全性、耐久性不足的危害
隨著時代經濟的高速發展, 人類所建造的各種大型工程結構物, 規模巨大,結構復雜, 功能眾多。國際上稱之為“超級工程”。這些工程的特點是: 投資巨大, 技術復雜, 環境影響嚴重, 襲擊破壞機率增大(風、浪、地震、海嘯、船撞、破壞等等)和維修、養護、加固難度大, 一旦出現安全耐久性問題, 影響是非常大的。
(1)巨額的經濟損失
從國外的橋梁建設經驗中發現, 如果在橋梁的設計和建造時期沒有很好地考慮梁的安全與耐久性, 將會在橋梁的運營和維護中付出慘重的經濟代價。1986年, 英國僅英格蘭中環線的11 座高架橋,使用12 年就嚴重破壞, 維修費用已高達12 億英鎊,為當年造價的6 倍。又如北京西直門環形立交橋,為緩解日益嚴重的交通阻塞, 在上世紀末拆除重建。在拆除過程中, 發現結構大量的凍融病害,橡膠支座老化結硬, 致使支座承臺破裂, 估計橋上的橡膠支座的使用壽命未滿10 年。假定該橋的原設計壽命期為50 年, 那么其間的支座就需要更換4~ 5 次。
(2)嚴重的工程事故
國際上統計, 橋梁工程事故的80% 以上是由人為錯誤造成的, 這些人為錯誤主要反映在結構的安全、質量和管理的每個環節上。如果對發生病變的橋梁不及時加固維修或拆除, 將造成嚴重的工程或交通事故, 甚至有的在使用中因意外原因導致垮塌。例如2007 年6 月15 日, 廣州九江大橋被一艘運沙船撞擊導致垮塌。九江大橋是325 國道上的一座特大型橋梁, 位于廣東省佛山市南海區九江鎮與江門鶴山市之間。橋梁全長1675. 2m, 1988 年6 月正式建成通車。運沙船撞擊導致橋面坍塌約200m。被撞的九江大橋修復工程歷時2 年、耗資1. 4 億元進行修復, 據九江大橋修復工程項目部總經理介紹, 九江大橋修復工程難度大, 技術復雜, 不可預見性因素多, “比修一座新橋還難”, 為此專責小組多次邀請了來自科研、設計、施工、咨詢和建設管理領域不同行業的國內外專家, 對受損橋體的解體拆除、重建修復、沉船打撈等方案進行多方案比選, 深入分析研究, 不斷優化方案, 反復論證。
(3)惡劣的環境社會影響
我們發現在不斷立項新建、改建橋梁的同時, 由于各種原因也在不斷地加固維修甚至拆除不到使用年限的橋。如觀瀾河大橋, 它是梅觀高速公路上的一座預應力連續梁橋, 跨徑組成為3 聯4 x 40m, 橋梁全長495. 43 m, 該橋因為承載能力降低, 不能滿足使用要求, 經專家多次論證后, 需進行拆除。還有如杭申線七星大橋、三門峽黃河公路大橋等。而且為加速路橋等公共工程建設, 國家現在鼓勵投資公司出資并給以一定期限如30 年的經營收人作為補償。如果沒有實施提高橋梁耐久性措施, 對于設計工作壽命為100 年的橋梁, 很可能30 年到期后國家接收的已是一個破舊待拆的工程。
二、橋梁設計中存在的問題
橋梁安全性、耐久性不足,既有內因也有外因,或是內、外因交叉影響。主要有以下幾個方面:
1、設計規范的先天不足
結構建設過程中的各個方面工作都需要有質量保證體系。其中最首要的即是“行為”的規范、規程、指南或標準??偠灾ǔ梢豁棿笮凸こ?,一切工作都要有管理條例,各項工作都必須按規定執行,不能隨心所欲修改或變更,也即在過程中,一切修改和變更都要有文件規定。這些規定的選擇是業主的權限與職責。
2、設計中具體細節注意不夠
具體細節方面的設計雖然繁瑣,但是保障設計的重要環節,需要設計人員不斷學習和積累經驗。如:設計人員應結合橋梁所在地區的材料實際供應情況進行結構設計。超載現象在我國公路運輸中較為普遍,汽車超載營運,會對橋梁結構長期的使用性能和耐久性產生不利的影響,因此除了交管部門要加強管理外,設計時也需要對超載帶來的后果進行研究、分析。伸縮縫處空心梁預埋數量不足、樁基主筋保護層與建筑制圖不一致等諸多問題。
3、設計人員學習、更新知識不夠
目前國內建設的現狀是工期緊,任務重,突擊建設。這導致設計人員整天忙于完成設計任務,無暇認真研究新規范,學習新技術、新材料,往往是工程設計圖基本照搬以前的設計,略作修改,而設計規范不斷更新,結果要么就是計與現行規范不一致,要么就是從規范上照搬幾條,而不考慮結構所處的環境、氣候、技術水平現狀,讓后邊的施工、監理無所適從,從設計之初就留下隱患。
三、橋梁設計的可行性對策
1、逐步健全設計規范
要減少橋梁使用期間的工程事故,提高橋梁的安全和耐久性,首先要有不斷健全的規范、規程、指南、標準等管理體系的保證,它是避免人為錯誤的重要保證,特別是職責與權限的制定。
2、重視結構的安全性、耐久性問題
橋梁在建造和使用過程中,一定會受到環境、有害化學物質的侵蝕,并要承受車輛、風、地震、疲勞、超載、人為因素等外來因素的作用,同時橋梁所采用材料的自身性能也會不斷退化,從而導致結構各部分不同程度的損傷和劣化。隨著我國經濟的快速發展,我國逐漸修建了大量的斜拉橋,但受拉索的耐久性問題而不得不提前換索,影響了使用,又增大了經濟損失。大量的病害實例也證明,除了施工和材料方面的原因,影響結構耐久性的決定性因素是來自設計上的缺陷。長期以來,人們一直偏重于結構計算方法的研究,卻忽視了對總體構造和細節處理方面的關注。結構的耐久性設計與常規的結構設計有著本質的區別,目前需要努力將耐久性的研究從定性分析向定量分析發展。國內外的研究和實踐都表明,結構耐久性對于橋梁的安全運營和經濟性起著決定性作用。
3、加強創新設計方法
近年來一些施工方、監理方也經常和設計單位進行技術交流,宣貫耐久性技術。如嘗試與設計方一起在設計文件中對材料和防腐提出要求,把設計與研究很好地結合起來,而且針對具體工程根據其特定的環境與技術要求編制專用技術指南,這種方法反映效果很好。還有,在接手工程的技術支持工作之初,先給業主、監理、施工各方的技術人員進行培訓,對混凝土性能等基本且關鍵的技術知識深入學習,這樣事前培訓加現場指導的方式解決實際問題。
4、加強重視橋梁的超載
橋梁超載主要有三種情況:(1)是早期修建的老橋超齡負載運營;(2)是橋梁通行的車流量超過原設計;(3)是車輛違規超載。前兩種產生的原因主要是設計荷載的變化和交通量的增加;后者是車輛使用者違法超載營運,后兩種超載現象在我國公路運輸中較為普遍。橋梁的超載一方面可能引發疲勞問題。超載會使橋梁疲勞應力幅度加大、損傷加劇,甚至會出現一些超載引發的結構破壞事故。另一方面,由于超載造成的橋梁內部損傷不能恢復,將使得橋梁在正常荷載下的工作狀態發生變化,從而可能危害橋梁的安全性和耐久性。
5、積極借鑒國外的經驗和成果
國內橋梁設計存在的主要問題是結構正常,但使用性能差,耐久性和安全性差。這些問題的產生固然與目前國內施工質量和管理水平較低有關,但作為工程設計人員就應該在正視這一問題的前提,充分考慮到現階段的施工和管理水平和材料工藝水平,采用適當的安全度、適當的設計方法來保證橋梁使用性能。特別是橋梁存在的耐久性和安全性問題很多與結構體系或使用材料選擇不合理及結構細節處理不當有關。橋梁安全性和耐久性不足已成為迫切需要解決的問題,要積極借鑒國外成功的經驗和做法,除了加強施工質量管理外,要從橋梁設計理念和結構體系和構造的角度做好耐久性的設計。
【參考文獻】
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【關鍵詞】幾何非線性;CR列式法;切線剛度矩陣;預拱線形
1.2由于結構線性分析采用結構變形前的位形,故在計算過程中總體剛度矩陣[K] 為常量,因此結構節點位移列向量[δ] 與結構節點荷載列向量[P] 成正比關系,亦即表現為位移與荷載的線性關系。
1.3當結構發生大變形(大位移、大轉角)時,與未受外荷載時相比,結構的位形已經有了較大的變化,且這種變化不可以忽略,若仍采用未受外荷載時的狀態來代替這個狀態,必然造成較大的誤差,此時結構位移與荷載的關系不能采用式(1)簡單表達,而是表現為非線性關系,在常規的橋梁結構分析中,一般結構的材料仍然是線性的,即材料的本構關系符合胡克定律,在這個前提下的非線性問題即為幾何非線性問題。幾何非線性分析的實質就是要求出結構變形之后的平衡狀態,然后求出這個狀態下結構的內力[1,2]。
1.4幾何非線性問題一直是近年來國內外學者研究的一個重點,而在分析和研究中,人們多采用U.L列式法或T.L列式法,近年又有人提出并采用CR列式法[3]和改進CR列式法[4]。在整個幾何非線性分析過程中,T.L列式法在建立t時刻的有限元平衡方程時,以結構的初始位形(即0時刻)作為參考位形,所有靜力學和動力學的變量總是參考于初始位形;U.L列式法在建立t+Δt時刻的有限元平衡方程時,以結構t時刻的位形為參考位形,所有的靜力學和動力學的變量都根據時刻t來定義,在分析過程中參考位形是不斷更新的。
1.5CR列式法是對U.L列式法的一種改進,CR列式法通過建立單元的隨轉坐標系,把單元的剛體平動和轉動與能引起單元變形的那部分運動區別開。在t時刻結構位形上求得t至t+Δt時段內結構的結點位移增量,對每個單元從結點位移增量中扣除單元的剛體平動和轉動,即可得到t至t+Δt時段內產生單元變形的那部分結點位移增量。與U.L列式法相比,CR列式法在計算結構大變形、大轉動的過程中,荷載不必分級太多,而且收斂速度比U.L列式法快,但是CR列式法在計算某時刻單元長度時采用此時刻單元弦長,并非此時刻單元實際長度,從而影響了桿端抗力增量的精度,因此收斂結果還會有較大偏差。本文采用一種改進的CR列式法,運用插值函數推導出單元變形曲線表達式,精確計算單元在此時刻實際長度,從而得出精確的桿端抗力增量,確保迭代計算的收斂及算法的穩定性。
3. 基于幾何非線性梁橋預拱線形的有限元計算
4. 結束語
通過對橋梁結構幾何非線性問題基本原理的闡述,推導出結構幾何非線性計算的改進的CR列式法的計算公式,并給出CR列式法實現步驟;介紹了CR列式法中有關梁單元弧長的計算方法,給出了梁單元較為精確的切線剛度矩陣;建立了懸臂梁預拱線形計算的幾何非線性模型,并得出如下結論:
(1)對于梁橋而言,按幾何線性和幾何非線性所計算出的預拱度線形相差不大,如本文例子中最大相對誤差僅為1.36%。
(2)在橋梁特別是大跨度橋梁的施工中,對線形的要求一般比較嚴格,如縱斷面高程有時候要求誤差不得超過0.5cm,顯然在這種情況下,應該采用較為精確的幾何非線性計算方法。
(3)按幾何非線性計算出的預拱線形制作梁的安裝線形,架設后更能滿足成橋線形的要求。
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本設計是根據設計任務書的要求和《公路橋規》的規定,對棋盤山立交橋進行方案比選和設計并對棋盤山跨越魚塘部分的橋梁進行結構設計計算。對于棋盤山立交橋,為使其橋型與周圍環境相協調,又節省資金,本論文提出兩種不同的立交橋型方案進行比較和選擇:方案一為小環型立交橋,方案二為變喇叭式立交橋。通過對橋梁安全、經濟、適用、美觀、和使用效果等方面的比較,確定變喇叭式立交橋為推薦方案。跨越魚塘部分的橋梁結構形式定為等截面預應力混凝土箱形連續梁橋。
在設計中,橋梁上部結構的計算著重分析了橋梁在施工過程中,恒載內力的計算。運用力法方程求解活載內力影響線,并根據新規范的規定進行活載的加載,進而求出活載內力。另外還進行了主梁的配筋計算,估算了鋼絞線的六種預應力損失。進行了預應力階段和使用階段主梁截面的強度和變形驗算、撓度及預拱度的計算。下部結構采用以鉆孔灌注樁為基礎的單墩柱,支座采用盆式橡膠支座,并分別對支座、橋墩和樁基礎進行了計算和驗算。根據本橋跨魚塘線通車的特點和現場條件,采用了滿堂紅支架的施工方案。
本設計的全部圖紙采用AutoCAD繪制。另外,本論文還翻譯了《預應力混凝土橋梁》”的英文文獻。
關鍵詞:變喇叭式立交、預應力、等截面箱形連續梁、計算機輔助設計
Abstract
AdesignofpartialbridgestructureovertherailwayinQipanshanwasfinishedinthispaper,accordingtoDesigningAssignmentandtheStandardofRoadandBridge.Basedontypeofthebridgecorrespondingwiththeambienceandcostsaving,thispaperprovidestwodifferenttypesofbridgeforselection.Thefirstonewascircularcrossroadsandthesecondoneistrumpetcrossroads.Afterthecomparisonsofeconomy,appearance,characteristicunderthestrengthandeffect,thesecondoneisselectedforthisdesign.Thebridgestridingoverfishpondadoptedpre-stressedconcretecontinuousbridge.
Inthedesign,inconstructionprocessofthestructuralcalculationoftheupperpartinthecontinuousbridge,thepermanentloadweresimulatedandcalculated.ThemethodofForceEquationisusedtocalculatetheinfluencelineofthevariableload.Alsothemethodofthedynamicprogrammingisusedtoloadthevariableload.Thenthepre-stresslosswasestimated.Thecheckingcalculationofstrengthformaingirderwasprecedednotonlyduringperiodofpre-stressingforcebutalsoinusing.Thedeformationofthemaingirder,deflection,pre-camberandtheassessmentofreinforcingsteelbarwerecheckedtoo.
Thepierofthebridgewasbasedondiggingpile,andtherubberpotbearingisadopted.Accordingtothecharacteristicoftheoverpassbridgeandlocalecondition,aredconstructionwereadopted.
AllofthedesigndrawingsweredrawbyAutoCAD.Inadditiontothethesiscalled“Pre-stressedconcretebridges”wastranslatedintoChinese.
Keywords:BridgeEngineering;Pre-stressedConcrete;ContinuousBridge;AutoCAD
引言
畢業設計對于我們土木工程專業的學生而言是一個十分重要的實踐性學習環節。我們通過畢業設計,可以將以往所學的基礎課、專業基礎課和專業課課程進行綜合性應用,同時也是我們畢業走向工作的一次演習。
本設計為棋盤山互通立交工程(跨河區域)方案比選和部分結構設計。按照設計任務書的要求進行設計。本文提出兩種立交方案:環形立交和變喇叭形立交。跨越魚塘部分的橋梁采用預應力混凝土連續梁橋。
設計共分為四部分:第一部分為橋梁設計,包括第一章介紹橋型設計方案比選,第二章介紹橋梁上部結構設計,第三章介紹橋梁上部結構設計,第四章介紹施工方案;第二部分為橋梁工程英文資料及文獻翻譯;第三部分為專題;第四部分為附錄。
設計本著安全、經濟、適用、美觀的原則按照新規范進行設計,并參考了大量的相關書籍。設計數據力求準確無誤,滿足使用要求。
由于時間、能力和知識有限,設計難免有疏漏之處,敬請指正。
目錄
引言6
第一部分橋梁設計7
第一章橋型設計方案比選7
1.1設計說明7
1.1.1設計原始資料7
1.1.2設計范圍7
1.1.3巖土工程勘查技概況7
1.1.4地層7
1.2方案比選8
1.2.1立交方案說明8
1.2.2方案比選:10
第二章上部結構設計11
2.1設計說明11
2.1.1任務依據及設計范圍11
2.1.2橋梁設計概述11
2.2橋型及縱、橫斷面的布置12
2.2.1橋梁的布置及孔徑的劃分12
2.2.2截面形式及截面尺寸擬定13
2.3恒載內力計算13
2.3.1計算恒載集度13
2.3.2解算二次超靜定結構:14
2.4溫度及支座沉降次內力計算14
2.4.1溫度次內力的計算14
2.4.2支座沉降次內力計算15
2.5活載內力計算16
2.5.1活載增大系數16
2.5.2繪制三跨連續梁內力影響線18
2.5.3影響線加載27
2.6內力組合28
2.6.1按承載能力極限狀態設計28
2.6.2按正常使用極限狀態設計28
2.7配筋設計33
2.7.1預應力筋計算與設計33
2.7.2鋼束的布置34
2.7.3毛截面的幾何特性與換算截面的幾何特性計算36
2.8預應力損失及有效應力的計算37
2.8.1摩阻損失的計算37
2.8.2錨具變形、鋼束回縮損失的計算40
2.8.3混凝土彈性壓縮損失的計算41
2.8.4鋼筋松弛引起的應力損失的計算42
2.8.5混凝土的收縮和徐變損失43
2.8.6預應力損失組合及有效應力44
2.9預加力產生的次內力45
2.10應力、變形及其它驗算46
2.10.1預加應力階段的正截面應力驗算46
2.10.2使用階段正應力驗算47
2.10.3使用階段的主應力的驗算48
2.10.4非預應力鋼筋的設置53
2.10.5截面強度計算54
2.10.6斜截面強度驗算54
2.10.7撓度與預拱度計算55
第三章橋梁下部結構的設計57
3.1支座的設計57
3.1.1支座上的荷載組合57
3.1.2支座尺寸的確定59
3.2橋墩的設計59
3.2.1荷載計算59
3.2.2配筋計算61
3.3樁基礎及承臺的設計62
3.3.1承臺的設計62
3.3.2樁的設計63
第四章施工方案65
4.1主要材料65
4.1.1施工前的準備工作65
4.2上部結構施工66
4.3預應力混凝土連續箱梁施工68
4.3.1工程材料68
4.3.2預應力體系68
4.3.4預應力后張法施工工藝69
4.4下部結構施工70
4.4.1盆式橡膠支座的施工70
4.2.2橋墩的施工70
4.2.3樁基礎的施工70
第二部分橋梁工程英文資料及文獻翻譯74
第三部分專題81
第四部分附錄91
結束語91
致謝92
附件一:彎矩影響線數值表93
附件二:設計圖紙119
參考文獻120
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關鍵詞:公路橋梁,施工,養護,管理
1.施工隊伍的管理
橋梁建設中,不僅需要有經驗高素質的設計人員設計出減少投資、提高質量、增加效益的橋梁工程,需要選擇一支優秀的施工隊伍從本質上保證橋梁質量,而且極有必要加強對施工隊伍的管理。施工隊伍作為一種人力資源,它不僅僅是構成一個單位的無形資產和企業資質,更主要是,其行為后果直接關系國家人民的安危。對橋梁施工隊伍的管理首先應該建立資信制度。橋梁施工隊伍作為技術含量相對較高的施工群體,它的業績和資信是企業賴以生存和發展的重要條件,也是業主單位挑選施工單位的基礎。在施工過程中,業主和管理單位應已各種形式對施工單位進行定期不定期的業績考評,并將考評的結果以媒體等形式予以,管理部門對施工實行過程實錄,并及時通過媒體和專業網站予以。公布內容應包括項目經理和總工程師的業務水平和從業務道德等基本情況,讓社會參與評議和監督,媒體公布欄目實行長期對外開放。一個施工單位的業績多少、優劣、真偽,任何一個需要了解情況的單位,隨時都可以點擊了解。以這種管理模式,項目業主在選擇施工單位時只要通過媒體就能一目了然。其次,對施工單位使用民工隊伍的使用情況提出具體要求并進行監督。按行業管理部門的要求和具體崗位的特點,企業在使用民工前,對從業人員必須經過一定的崗前培訓或令其經歷一定的熟練過程,以確保勞動過程中達到預期的效果和效率,尤其是鋼筋工、木工、焊工等比較重要的技能崗位的要求更高。因此,我們認為,對橋梁施工隊伍中民工隊伍的管理也是施工企業監管的必不可少的內容。
2.對公路橋梁的養護管理
一直以來,“重建設、輕養護”在橋梁管理中表現得十分突出。交通部于1997年和2001年2次下達要求加強橋梁養護管理工作的通知,但一直收效不佳。論文格式。2000年普查資料顯示,27萬余座橋梁中有危橋9597座,一些南方城市地區危橋比重甚至達到1/5~1/4。當前造成危橋的原因有很多,而橋梁失養是橋梁使用性能迅速衰變,變成危橋的主要原因之一。因此,我們要從完善養護隊伍、應用橋梁管理信息系統、嚴格橋梁檢測和管理車輛超載問題等方面加強公路橋梁的養護管理。
2.1完善養護隊伍
實行養護機制改革后,各基層公路管理機構均成立了2個或2個以上的養護隊伍,原來的養護道班基本撤消,大部分養護工人直接轉入養護隊,按市場規律和企業管理運作。養護隊的成立為完善養護隊伍,建立橋梁專業養護隊提供了基礎條件。但是由于當前的養護工人素質參差不齊,很難做到真正的專業養護。橋梁養護需要做到專業人員、專門程序和專用方法,以保證橋梁工程師的工作部署落實到位,隨時掌握橋梁的使用情況,處理各種危機突發事件,并使隊伍逐漸從日常養護過渡到具備進行橋梁中、小修甚至大修的能力。
2.2 橋梁管理信息系統的利用
2.2.1 國內外概況
橋梁管理信息系統是近20年來在世界土木工程界新出現的一個跨學科、跨領域、綜合型的工程技術集成系統。它涉及傳統的工程結構分析、材料技術、系統科學、管理科學、計算機科學等多種學科,包括網級和項目級兩個層次。經過20多年的發展,在美國、加拿大、南非、英國、法國、丹麥等國家和地區已經建立起了較為成熟的橋梁管理信息系統。國內從20世紀80年代后期開始研發公路橋梁管理信息系統,最具代表性的成果是交通部北京公路研究所于1997年推出的公路橋梁管理系統(CBMS)及上海市近年來開發的“上海市城市橋梁管理系統”。論文格式。論文格式。橋梁信息系統在改善橋梁維護和管理水平等方面起到了很好的作用[1,2]。從總體來說,目前各國投入實際應用的橋梁管理系統主要實現了公路橋梁的路網級管理,即在建立橋梁信息數據庫的基礎上,通過對現有橋梁狀況的檢查結果進行分析與評定,對橋梁的使用狀態進行等級劃分,為橋梁的維護決策和維護資金的合理分配提供依據。
2.2.2 公路橋梁管理系統(CBMS)
公路橋梁管理系統(CBMS)是“八五”期間國家科委和交通部的重點推廣項目。該成果采用現代化的計算機技術,具有100余項功能[3]。該成果的推廣應用,旨在通過計算機為公路橋梁的日常養護、維修加固與評價提供現代化管理手段及輔決策依據。
將CBMS應用于實際時應該做以下幾項重要工作:(1)正確建立自己的數據庫,包括靜態數據庫、動態數據庫、評價決策數據庫、費用分析等;(2)根據評價結果對中長期橋梁養護規劃作滾動式調整,制定橋梁養護實施計劃;(3)建立報表體系,隨時掌握營養橋梁的維修、事故等情況,保持體系的制度化和持續性。
2.3 嚴格公路橋梁的檢測制度
養護隊對橋梁以及各種防護措施應堅持日常養護巡查,注意觀察橋梁的使用狀況,并作好巡查記錄,同時各級橋梁養護工程師分別組織經常性檢查、定期檢查和專業檢查。
經常性檢查:由縣級橋梁工程師組織實施,以目測為主,配合簡單工具,至少每季度一次,填寫“經常性檢查記錄表”上報。
定期檢查:由市級橋梁工程師組織實施,按照新建橋梁竣工后,一、二類橋梁1~3年內至少檢查一次,三類橋梁3~6個月檢查一次,四類橋梁3個月檢查一次。對于所報告新增的三類以上橋梁應立即安排檢查。檢查應拍攝總體照片,填寫“橋梁定期檢查數據表”,并提交檢查報告。
專業檢查:凡遭受意外損害、定期檢查中難以判明損壞程度以及決定改造之前均需進行專業檢查。專業檢查由市級橋梁養護工程師上報,獲批準后委托具有相應資質的單位進行。專業檢查應該對橋梁的技術情況,各種缺陷和病害進行全面細致檢查,對橋梁的現狀、承載能力均做出正確的評估,提出維修加固或改造的建議性方案。
總之,各級交通管理部門要嚴格按照交通部關于超載、超限運輸治理有關文件精神,按照管理措施,遏止超載車輛上路下橋,使橋梁在正常交通量及荷載標準下使用,延長橋梁使用壽命。
參考文獻
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