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1预应力技术的应用原理
在道路桥梁施工中,预应力技术的混凝土工程的应用原理是结合混凝土使用过程中所产生的高强度抗压使低强度抗拉强力得到弥补,推迟混凝土受拉伸位置的裂缝产生的时间。
2预应力技术的发展
从时间上来看,预应力技术从发展至推广时间相对较短,但该技术具有独一无二的优势,例如安全可靠性、较高抗裂性等。在公路桥梁设施的建设中得到更为广泛的应用,并在发展中得到不断完善。
二预应力技术在公路桥梁工程施工中存在的问题
1有关预应力孔道压浆质量的问题
这个环节在预应力的技术应用当中有重大的意义:首先,孔道压浆可以让预应力筋受到良好保护,不让外面环境的影响对它造成锈蚀。其次,它对预应力筋和公路桥梁结构的一起作业提高了有力的保障。因此,如果预应力孔道压浆的质量不合格,它的密实度处于不高状态时,实际上已经出现了漏浆和漏灌的情况。所以施工人员应当提高对预应力孔道的压浆质量的认识,根据我国的建筑行业要求,循序渐进地进行。
2预应力钢筋施加预应力过大的控制问题
在公路桥梁建设中,对于预应力钢筋预应力过大的控制问题,首先要做到对预应力材料的质量加强检验,在施工过程的每个环节都要严格把关。另外还要做好桥梁梁体当中混凝土的养护工作,要对专业人员加强培训,在对梁体进行张拉作业之前,不仅对梁体混凝土的强度要严格控制,在混凝土的养护龄期还要加强管理,才不会造成过早张拉而影响到了混凝土的养护工作。
3锚具产生的问题
在公路桥梁建设中,很多的建筑企业一味地追求利益,私自对截面尺寸进行缩小。扁锚技术在运用当中还有一定的局限性,如果把扁锚运用在板梁结构和预应力箱梁底板中,会造成钢绞线的受力不平衡。扁孔所占据的位置比较小,在施工过程中对孔道压浆的密实度没办法把握。因此,要对其灌入浆体有一定的难度。
三预应力技术在公路桥梁工程施工中的技术要点
1对后张结构张拉力的控制
在预应力施工中应精确控制张拉力,特别是后张法构造中的张拉力,若实践施工行动对标准性有所缺乏,张拉力控制则会较大程度上对桥梁的运用质量造成影响。然而,由于后张构造张拉力控制问题,一方面是对领先的张拉力计量方式进行选用,另一方面则是提升操作人员素质,选用专业化的控制人员,严格要求,伸长值计量的浮动标准在我国相关标准中,对伸长值的误差明确规定要控制在6%以内。
2孔道压浆施工
在施工过程中,孔道压浆经常会有较多问题产生,例如管道压浆不实、不满,都会有渗漏等问题出现。对于孔道压浆问题,主要在浆体配置时,应尽可能对外加剂方式进行使用,只有这样才能将水和灰的比例降至0.35,使浆液的压实度得到保障。同时,运用先进的搅拌机械,使搅拌速度得到提升,开展规范化操作等,只有这样才能有效确保孔道压浆的质量。
3锚具
3.1锚具连接方面的问题
此处所指的锚具主要是指扁锚。一般扁锚的使用是有约束条件存在的,在使用的环境为构造的界面尺寸有相应约束或者是构造衔接。然而,在这一方面所呈现出的主要问题则是较多施工单位为了追求经济利益,在“箱梁底板”与“板梁构造”中一起对扁锚进行使用,甚至一些施工单位还申请了该方面专利,显然该种方法的运用是不正确的。对于这个问题,最为适宜的处理方法是在“箱梁板、腹板、空心板”等桥梁构造中避免对扁锚进行使用。
3.2锚具的尺寸问题
为了追求最大利润,许多厂家所生产的锚具夹片长度有所减小。缩减了厚度和孔距,锚具质量无法达到要求。所以,在施工中应对锚具尺寸的检验进行特别关注。对于锚具尺寸而言,若夹片的长度低于50mm,一定要避免在施工中,尺寸和厚度应与工程的实际需要相结合进行注重。
四预应力技术在公路桥梁工程施工中的应用
1预应力在混凝土空心板中的应用
作为一种建筑材料,混凝土空心板的显著特点在于它的横截面为多道圆孔,正是因为这一特点,使其质量较轻,便于安装和运输,尤其是在小跨径的公路桥梁建设当中,混凝土空心板的应用是极其广泛的,也取得了良好的效果。一般来说,当公路桥梁的跨径小于一定尺度的时候,可以先张法张拉单根低松弛度的钢绞线,后张法则使用扁锚中等张拉吨位,这样会减轻压力,避免出现问题。
2预应力在混凝土T型梁中的应用
在公路桥梁当中,T型梁是一种最为常见的形式,之所以称其为T型梁,主要是因为其横截面为T型,这也是其独特之处,我们可以通过施加预压应力的形式向其提供反向拉力,实现各种力量之间的平衡。当桥梁的跨径达到一定程度的时候,要运用相应的技术来进行作业,通常是先张法拉张拉高强度、低松弛钢绞线,后张法则使用群锚中等张拉吨位。
3混凝土路面施工中预应力技术的应用
从预应力路面的属性进行分析,可以将其划分为两大类型:一种为单独型路面,另一种则是连续型路面。从单独型路面来分析,具有膨胀缝间隔较长的特点,因此路面之间也被隔离开来,然后对路面施工运用的钢筋实施预应力处理。在该性质上的处理过程中,可将处理方式划分为两种类型。这两种处理方式在预应力技术方面得到有效体现。与施力顺序的不同相结合,适用范围又分为先拉钢筋后浇筑混凝土和先浇筑混凝土后预拉钢筋两种。与实际操作状况相结合进行分析,很多施工单位会对先浇筑混凝土后预拉钢筋的方法进行使用,该方法的运用基本上能使当前公路桥梁施工在质量方面的要求得到满足,在操作上看极为简单,并容易被掌控。
五结语
20世纪80年代,随着我国建筑工程的发展,工程监理管理制度从国外引进到了国内。伴随经济的发展,施工过程中的质量监管也逐渐被社会和国家重视。路桥是我国的基础设施之一,对其质量的要求也十分必要。施工过程中,难免会产生一些人为的或非人为的因素,影响着施工进程或者施工质量,此时监管工程师就要充分发挥监管作用,不断修正建筑施工中出现的偏差,以保证路桥工程完工后,能为加快国家的经济建设和改善人民生活质量发挥重要作用。的问题都是越快越好。处理事故的时间要根据施工的天气条件或是技术条件进行适时处理。处理质量问题要结合安全、技术、时间、资金多方面的因素,进行综合考量。
1施工质量问题处理的基本要求
1.1注意综合治理
发生事故时,要从全局考虑,并综合全局进行事故处理几。如果不考虑全局,很可能会治理一段事故而又导致其他事故的发生。事故的处理方法可以是多元的,即不采用单一的处理方式。
1.2重视事故原因的分析
分析事故的原因不仅是治理事故的基本要求,也是防治事故发生的重要措施。分析事故的原因可以从根本上起到治理的作用,并使事故的治理更加科学快速。分析原因之后,尽可能不给以后的施工工作留下安全隐患。
1.3科学的选择处理事故的时间和方法
有些人认为发现事故时越快治理越好,其实事故问题的处理时间不能一概而论,也不是所有的问题都是越快越好。处理事故的时间要根据施工的天气条件或是技术条件进行适时处理。处理质量问题要结合安全、技术、时间、资金多方面的因素,进行综合考量。
1.4认真复查事故的实际情况
事故的调查报告内容与实际情况存在较大差异时,要及时停止施工来考察差异存在的原因,调查出问题的实质,提出解决的措施后,才能继续施工。
2施工质量问题的处理措施
施工过程中,难免会发生一些意外,而产生施工质量问题或是隐患,监管工程师一旦发现这些问题,要想方设法来纠正,保证施工过程回到原有的进程轨道上。针对施工问题,主要可以采取以下几种措施。
2.1检查核实
如果在路桥工程监理施工过程中发现了问题,首先要核实该问题,检查问题是否真实存在。检查的过程中要将各种可以提取的针对该问题的信息进行仔细的核对,以发现问题存在的范围和根源,确保问题存在的真实性和存在的大小。核对信息来源时,主要包括对直接施工人员的询问,对问题部件的查看和对直接施工材料的检查。通过各方全面的检查,才能找到施工质量问题发生的真实原因。确保在解决问题的基础上,不造成其他问题或者是徒劳的修复。
2.2抽样检查
工程质量的检测,如果采取逐个排查的方法费时费力,而且也不科学。要做到定期检查工程项目中的质量问题,抽样检查是一种简单有效的排查方式,这种排查方式尽可能地节省了时间并节约了人力,又能对施工质量问题进行一定了解,并在了解的基础上为施工质量给出一定评价。抽样检查主要可以在两个场地采用这种方式:一是在时间检验时,二是在施工现场检验时。
2.3实地测量
施工是一个复杂的过程,不是仅依靠理论估计和规划就可以完成。施工过程中,为了检测施工质量,实地测量也十分必要。为了检测实际工程建筑的高度、角度等影响工程质量的因素,工程监管师要在实地进行数据的测量采样,然后和图纸中的数据进行对比,当出现偏离预估较大的误差,就要及时进行修正补正。实地测量是检测工程质量和进展的依据,所以是一种十分重要的检测方式。
2.4工地巡视
工程质量的监管除了来源于数据,还需要切实的观察,并且切实的观察更为实际和可靠。当发现施工人员出现违规操作,并可能导致施工质量出现问题时,监管人员可以及时进行提醒和纠正。施工的直接主管人员或者是一线施工的工作人员都可以直接向监管人员反映问题。巡视工地也是管理人员直接获得整个工程实际进展情况信息的重要来源
2.5施工质量问题的修补和加固
路桥施工过程中,当施工质量出现问题时,需要及时解决问题。但是问题的解决方式与实际情况不同,根据施工问题产生的位置或者是出现的问题而采取不同的方法。施工质量的修补过程是一个多方交流的过程。首先要征求承包商的意见,其次还要适时与道路规划的政府部门进行交洽。
2.6处理工程中的质量事故
在施工过程中,应尽可能避免质量事故,但是如果发生了事故也要有所准备。道桥施工的质量事故主要是在施工时出现了道路或者桥梁的裂缝或者倾斜。一旦发生问题,监理工程师就要立即停止施工,并以最快的速度进行施工隐患排查。在全面掌握隐患信息之后,将事故报告以书面的形式上交到施工企业。工程监管师要积极调查事故产生的原因。根据事故出现的范围确定具体的责任人,评估具体损失并进行一定比例的赔偿。
2.7做好相关信息的搜索
工程监管师对全部工程监理作用是需要具体数据,这些数据包括工程检查的时间、过程、结果等。数据的记录过程中,要与施工人员进行交流。及时的交流与记录能够保证工程质量进展的检查更加便利,也方便在发生质量问题时及时进行处理。
3结语
喷粉桩就是把水泥粉与空气气流混合起来,利用钻孔将其喷入到软土中。利用特制的钻头进行搅拌,将孔中的土充分进行扰动,并且利用含粉气流把粉和土充分进行搅拌,当搅拌均匀的时候要进行压实,这样就行成了粉喷桩。在这个过程当中利用了土粒与水泥的水化、水解反应以及一系列的物理化学反应,次年改成了水泥土桩,该土桩的特点是强度和刚度比较高,能够改变局部地基土的工程性质,形成复合地基。运用该方法对软土地基进行加固,施工的费用比较低,而且对环境的污染比较小,能够减少人力、物理,并且还具有防水、加固和支护的功能,广泛应用与软土地基施工中。
2水泥粉喷桩技术在该工程中运用的可行性分析
(1)水泥粉喷桩技术具有节约劳动力、加快施工进度,减少劳动强度,而且不受施工场地限制的特点。
(2)水泥粉喷桩技术能够节约工程成本,相对于其它施工技术来讲能够获得更大的利润。
(3)水泥粉喷桩技术的施工工期相对于其它技术来讲要短,从时间上能够节约成本。
(4)泥粉喷桩技术不会对周围人群及建筑物产生噪音干扰,具有环保性比较好。
3公路水泥粉喷桩施工技术的运用
3.1施工材料的实验工作
在进行施工时,粉喷桩水泥通常会选择325或者425规格的矿渣水泥以及普通硅酸盐水泥。在施工过程中必须选择符合施工设计要求的水泥的品种和标号。在进行施工之前要对施工用到的水泥进行抽检,确保每一批水泥都达到施工规范的要求。在堆放水泥的时候尤其要注意防潮、防雨,避免水泥出现各种质量问题而影响施工的进度及工程的质量。
3.2施工过程技术控制
3.2.1粉体计量的控制
喷粉自身的均匀性和掺入其中的水泥都会对粉喷桩的质量产生巨大的影响,所以,施工人员在进行施工过程中必须要对粉体的计量质量进行严格控制。施工人员在计算每延米喷粉的数量、总灰量和深度的时候,通常将钻机深度和电子称重法两种计量方法有效的结合在一起。主要从以下两个方面对计量粉体进行控制:
(1)保持喷粉均匀性的关键就是能够掌握好钻头的提升速度。在进行水泥喷入施工时要完全依赖于人工,不能够只是一味的去追求能够达到每米喷粉量的标准,对记录器数字进行虚拟伪造,导致出现喷粉不均匀的现象。
(2)从开始喷灰到钻头中有灰出现的这段时间里,施工人员要将钻机钻到桩底,要进行一小段时间的预喷,才能够提钻,要根据管道的长度来确定预喷的时间。在喷灰过程中,施工人员进行机器操作的时候,要将管道输送水泥的速度控制在大约1m/s,当管道的长度大于40m时,就需要将它钻到桩底然后再进行喷粉提钻,这样在桩底少灰的实际长度就差不多有1m,在这个时候进行搅动不仅就会将桩底原状软土破坏掉,还能够逐步增大沉降量。
3.2.2桩体打入持力层的控制
在施工时一定要将粉喷桩穿过软弱的土层打入到具有极高强度的持力层当中,通常将其进入到持力层里面50厘米当成是合格。然而在实际施工过程中,桩底设计标高与持力层在通常情况下是不一样的。所以,在施工时,施工现场经常会出现桩长和实际标高不达标的情况。当出现这种情况时会给后面的施工带来很多的不利影响,例如不能够保证排水的顺畅,在非常长的时间内,预压施工的温度都不会将下来;如果桩尖下面留有几米软土,就会产生很大的工后沉降。所以,粉喷桩施工的桩长必须要进入持力层才能够保证整个施工的质量。通常施工人员可以运用钻机钻到最深位置时电流表显示的度数和下降的速度来判断是否进入到持力层,将这两个数据与施工工艺试桩所得数值进行比较才能够得到合理准确的结论。一般情况下,额定电流值需要达到125%以上,下钻速度为0.5m/min。
3.2.3复搅拌的控制
对水泥和土的搅拌是否均匀都会对粉喷桩桩体的强度产生非常大的影响,因此,在施工过程中,要在正常搅拌施工结束之后进行复搅,一般来讲,经过复搅之后的粉喷桩的施工质量要远远好于没有经过复搅的粉喷桩施工质量。钻头在通常情况下喷出的粉体呈现的是脉冲状,如果搅拌的不够好,就会在桩中出现层状的粉体,加上处理的不够及时,就会出现“夹生”现象,即便是在后期施工过程中加入大量的水泥也不能够很好的提高其强度。所以,在施工时有必要进行复搅,这样能够确保水、土、粉体进行充分接触、混合,形成符合施工规范的质量比较高的桩体。因此,施工人员在进行搅拌过程中,必须对搅拌叶旋转的速度和整个钻机的提升速度进行严格控制,要确保能够对全桩进行充分复搅并且要其均匀性符合要求,以此来确保桩体的质量。
3.3成桩质量检测
在我国,对粉喷桩的成桩质量进行检验时主要依据以下四种方法:(1)静载试验(群桩、群桩复合、单桩、单桩复合);(2)桩身抽芯;(3)弹性波动测法;(4)N10轻便探。第一种方法能够对粉喷桩的各种技术数据进行定量的确定和分析,后面的三种方法是对粉喷桩的施工质量进行定性的判定和分析。一般来说,静载试验方法是用来检测涵洞结构物或其他重要构筑物基础的,弹性波动测法和N10轻便探用来检测路基部分的成桩质量,在本工程中运用以上几种方法进行了检测分析,符合规范和设计的要求。
4结束语
[关键词]钢筋骨架;预应力钢筋;焊接接头;机械连接;蒸汽养护
本文以公路桥梁为主简要介绍各类钢筋施工要点,包括钢筋加工、钢筋连接、钢筋骨架和钢筋网的组成与安装、预应力筋安装等施工技术。钢筋施工:钢筋施工包括钢筋加工、钢筋连接、钢筋骨架和钢筋网的组成与安装、预应力筋安装等内容。
1 一般规定
1) 钢筋混凝土结构所用钢筋的品种、规格、性能等均应符合设计要求和现行国家标准的规定。2) 钢筋应按不同钢种、等级、牌号、规格及生产厂家分批验收,确认合格后方可使用。3) 钢筋在运输、储存、加工过程中应防止锈蚀、污染和变形。4) 钢筋的级别、种类和直径应按设计要求采用。当需要代换时,应由原设计单位作变更设计。5) 预制构件的吊环必须采用未经冷拉的HPB235 热轧光圆钢筋制作,不得以其他钢筋替代。6) 在浇筑混凝土之前应对钢筋进行隐蔽工程验收,确认符合设计要求。
2 钢筋加工
1) 钢筋弯制前应先调直,钢筋宜优先选用机械方法调直。当采用冷拉法进行调直时,HPB235 钢筋冷拉率不得大于 2%;HRB335、HRB400 钢筋冷拉率不得大于 1%。2) 钢筋下料前,应核对钢筋品种、规格、等级及加工数量,并应根据设计要求和钢筋长度配料。下料后应按种类和使用部位分别挂牌标明。3) 箍筋末端弯钩形式应符合设计要求或规范规定。箍筋弯钩的弯曲直接应大于被箍主钢筋的直径,且HPB235 不得小于箍筋的 2.5 倍,HRB335 不得小于箍筋直径的 4 倍;弯钩平直部分的长度,一般结构不宜小于箍筋直径的5 倍,有抗震要求的结构不得小于箍筋直径的10 倍。4) 钢筋宜在常温状态下弯制,不宜加热。钢筋宜从中部开始逐步向两端弯制,弯钩应一次弯成。5) 钢筋加工过程中,应采取防止油渍、泥浆等物污染和防止受损伤的措施。
3 钢筋连接
3.1 热轧钢筋接头应符合设计要求
当设计无规定时,应符合下列规定:
1) 钢筋接头宜采用焊接接头
或机械连接接头。2) 焊接接头应优先选择闪光对焊,机械连接接头适用于HRB335 和HRB400 带肋钢筋的连接,且应符合国家现行标准的有关规定。3) 当普通混凝土中钢筋直径等于或小于22mm 时,在无焊接条件时,可采用绑扎连接,但受拉构件中的主钢筋不得采用绑扎连接。4) 钢筋骨架和钢筋网片的交叉点焊接宜采用电阻点焊。钢筋与钢板的T形连接,宜采用埋弧压力焊或电弧焊。
3.2 钢筋接头设置规定
1) 在同一根钢筋上宜少设接头。2) 钢筋接头应设在受力较小区段,不宜位于构件的最大弯矩处。3) 在任一焊接或绑扎接头长度区段内,同一根钢筋不得有两个接头,在该区段内的受力钢筋,其接头的截面面积占总面积的百分率应符合规范规定。4) 接头末端至钢筋弯起点的距离不得小于钢筋直径的10 倍。5) 施工中钢筋受力分不清受拉、受压的,按受拉办理。6) 钢筋接头部位横向净距不得小于钢筋直径,且不得小于25mm。
4钢筋骨架和钢筋网的组成与安装
施工现场可根据结构情况和现场运输起重条件,先分部预制成钢筋骨架或钢筋网片,入模就位后再焊接或绑扎成整体骨架。为确保分部钢筋骨架具有足够的刚度和稳定性,可在钢筋的部分交叉点处施焊或用辅助钢筋加固。
4.1 钢筋骨架制作和组装规定要求
1) 钢筋骨架的焊接应在坚固的工作台上进行。2) 组装时应按设计图纸放大样,放样时应考虑骨架预拱度。简支梁钢筋骨架预拱度应符合设计和规范规定。3) 组装时应采取控制焊接局部变形措施。4) 骨架接长焊接时,不同直径钢筋的中心线应在同一平面上。
4.2 钢筋网片电阻点焊要求
1) 当焊接网片的受力钢筋为 HPB235 钢筋时,如焊接网片只有一个方向受力,受力主筋与两端的两根横向钢筋的全部交叉点必须焊接;如焊接网片为两个方向受力,则四周边缘的两根钢筋的全部交叉点必须焊接,其余交叉点可间隔焊接或绑、焊相间。2) 当焊接网片的受力钢筋为冷拔低碳钢丝,而另一方向的钢筋间距小于100mm 时,除受力主筋与两端的两根横向钢筋的全部交叉点必须焊接外,中间部分的焊点距离可增大至250mm。
4.3 钢筋现场绑扎规定
1) 钢筋的交叉点应采用绑丝绑牢,必要时可辅以点焊。2) 钢筋网的两行钢筋交叉点应全部扎牢,中间部分交叉点可间隔交错扎牢,但双向受力的钢筋网,钢筋交叉点必须全部扎牢。3) 梁和柱的箍筋,除设计有特殊要求外,应与受力钢筋垂直设置;箍筋弯钩叠合处,应位于梁和柱角的受力钢筋处,并错开设置(同一截面上有两个以上箍筋的大截面梁和柱除外);螺旋形箍筋的起点和终点均应绑扎在纵向钢筋上,有抗扭要求的螺旋箍筋,钢筋应伸入核心混凝土中。4) 矩形柱角部竖向钢筋的弯钩平面与模板面的夹角应为45 度;多边形柱角部竖向钢筋弯钩平面应朝向断面中心;圆形柱所有竖向钢筋弯钩平面应朝向圆心。小型截面柱当采用插入式振捣器时,弯钩平面与模板面的夹角不得小于15度。5) 绑扎接头搭接长度范围内的箍筋间距:当钢筋受拉时应小于5d,且不得大于100mm;当钢筋受压时应小于10d,且不得大于200mm。6) 钢筋骨架的多层钢筋之间,应用短钢筋支垫,确保位置准确。
4.4 钢筋的混凝土保护层厚度,应符合设计要求设计无规定时应符合下列规定:1) 普通钢筋和预应力直线形钢筋的最小混凝土保护层厚度不得小于钢筋公称直径,后张法构件预应力直线形钢筋不得小于其管道直径的1/2。2) 当受拉区主筋的混凝土保护层厚度大于50mm 时,应在保护层内设置直径不小于6mm、间距不大于100mm 的钢筋网。3) 钢筋机械连接件的最小保护层厚度不得小于20m m。4) 应在钢筋与模板之间设置垫块,确保钢筋的混凝土保护层厚度,垫块应与钢筋绑扎牢固、错开布置。
5 预应力筋安装的要求
1) 先穿束后浇混凝土时,浇筑混凝土之前,必须检查管道并确认完好;浇筑混凝土时应定时抽动、转动预应力筋。2) 先浇混凝土后穿束时,浇筑后应立即疏通管道,确保其畅通。3) 混凝土采用蒸汽养护时,养护期内不得装入预应力筋。4) 穿束后至孔道灌浆完成应控制在下列时间以内,否则应对预应力筋采取防锈措施:空气湿度大于70%或盐分过大时,7d;空气湿度 40%~70%时,15d;空气湿度小于40%时,20d。5) 在预应力筋附近进行电焊时,应对预应力筋采取保护措施。
[参考文献]
[1] 王洪顺,张志刚,曲磊. 真空灌浆工艺在后张法预应力桥梁施工中的应用[J]. 公路交通科技(应用技术版) , 2008,(01) .
[2] 唐咸富. 桥梁施工技术[J]. 科技创新导报 , 2008,(04) .
在道路桥梁工程混凝土结构中,预应力技术可以在混凝土结构承受实际荷载之前,预先对其施加压力,使其在外荷载作用时的受拉区混凝土内力产生压应力,用以抵消或减小外荷载产生的拉应力,从而使得结构在正常使用的情况下不产生裂缝或者裂得比较晚。在机械结构中,可以预先使其产生应力,提高构造本身刚性,减少振动和弹性变形,改善受拉模块的弹性强度,使原本的抗性更强。在道路桥梁施工中,运用预应力技术增强混凝土和钢材的强度,可进而增强混凝土构件的抗抗渗的强度、刚性和抗剪力,从而节约工程施工的材料,提高道路桥梁工程施工的质量,降低工程的成本以及延长桥梁的使用寿命。
2预应力技术的重要作用
(1)提高混凝土构件对内应力的承受力在道路桥梁的混凝土构件中,混凝土构件侧面荷载的承受力比较薄弱,容易导致混凝土产生裂缝、变形,影响工程的质量。采用预应力技术,改善碳纤维贴片和混凝土构件,可以提高承弯构件的刚度,改善混凝土侧向压力的耐受能力,较少构件出现裂缝的可能性,进而提高道路工程施工的质量。
(2)提高承重构件的承载力承重构件是道路桥梁工程建设的基础。因此,做好承重构件的施工工作具有重要作用。运用预应力技术对承重构件进行适当的处理,改变承重构件内部受压的拉应力,减少构件的拉应变和压应变,提升承重构件的整体强度,可以有效地保证道路桥梁工程高质量建设。
(3)延长道路桥梁的使用寿命在道路桥梁的施工中,通过预应力技术对路面进行预先构筑:
①混凝土构件中,预先对其施加压力,使其在外荷载作用时的受拉区混凝土内力产生压应力,用以抵消或减小外荷载产生的拉应力,使结构在正常使用的情况下不产生裂缝或者裂得比较晚;
②在机械构件中,预先使其产生应力,提高构造本身刚性,减少振动和弹性变形,改善受拉模块的弹性强度,使原本的抗性更强。通过改变混凝土构件和机械构件来改善桥面的刚度和强度,提高桥面的承载力和抗变形能力,保证道路桥梁工程的施工质量,延长道路桥面的使用寿命。
3道路桥梁工程中的预应力技术
3.1钢筋混凝土结构中的预应力技术
通常情况下,钢筋混凝土容易出现裂缝。在钢筋混凝土中运用预应力技术,即在钢筋混凝土构件中使用加载线,向其受拉区的混凝土进行钢筋张拉,预先施加一定的压力。混凝土构件受到外荷载力所施加的拉力后,会先消受拉区的混凝土中预先承受的压力,然后再受其他方面的拉力,从而有效地控制混凝土的伸长,减少钢筋混凝土出现裂缝。
3.2碳纤维片预应力技术
碳纤维具有许多优良的性能,具体如下:
(1)轴向强度和模量高、密度低、比性能高、无蠕变;
(2)非氧化环境下耐超高温,耐疲劳性好;
(3)比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小且具有各向异性;
(4)耐腐蚀性好,X射线透过性好等。碳纤维兼具碳材料强抗拉力和纤维柔软可加工性两大特征,是一种力学性能优异的新材料。在道路桥梁工程中把预应力技术运用到碳纤维片中,可以充分地发挥碳纤维的强抗拉性,提高道路桥梁的混凝土梁的相关性能,进而提高道路桥梁的工程质量。
3.3混凝土路面工程中的预应力技术
对混凝土路面所用的混凝土构件和钢筋构件等采用预应力技术,对路面进行相对的约束,可提高桥面的承载力和抗变形能力,进而提高整个道路路面的工程质量,保证道路桥梁工程的施工质量,延长道路桥面的使用寿命。
4预应力技术存在的问题
在道路桥梁施工中,运用预应力技术增强混凝土和钢材的强度,进而增强混凝土构件的抗裂抗渗的强度、刚性和抗剪力,可有效节约工程施工材料,提高道路桥梁工程施工的质量,降低工程的成本,提高道路工程的质量,延长桥梁的使用寿命。尽管如此,仍存在着一些问题。
(1)钢筋管道堵塞问题在混凝土的浇筑过程中,可能会由于操作不当、时间把握不准以及不能及时地跟进保护等因素导致混凝土不能顺利地穿过预应力钢筋,造成混凝土质量不能达标,影响道路桥梁工程施工。
(2)预应力构件在张拉前出现裂缝混凝土收缩应力和温差应力的改变会导致裂缝的产生。再者,季节的变化、温度湿度的改变都有可能使预应力构件产生裂缝。
(3)预应力构件张拉力的失控预应力的施工主要靠人为操作,如果施工作业不规范,预应力张拉力控制不当,就会造成桥梁的质量问题,影响整个道路桥梁工程建设。
5解决预应力技术问题的措施
5.1钢筋管道堵塞问题的解决措施
(1)应先提高施工人员的综合素质,避免因操作不当引起的钢筋管道堵塞问题。
(2)为预防管道堵塞问题的产生,在施工之前仔细检查波纹管的质量,确定波纹管的安装位置,做好各方面的检查工作。
(3)当出现钢筋管道堵塞问题的时候,应及时将有问题的钢管替换下来。
5.2预应力构件张拉出现裂缝的解决措施
由于道路桥梁施工为户外作业,不能保持一个常温的工作环境。针对这个问题最主要的措施就是控制好温度和湿度,保证预应力构件的预制质量。在夏季施工时,可以用凉水来化热水泥;在冬季温度低的时候应做好保温措施,保证构件不因为热胀冷缩产生裂缝。
5.3应力构件张拉力失控的解决措施
提高施工人员的专业技能和业务素质,严格按照规范进行施工,保证张拉作业采用预应力筋伸长量和张拉力双重控制,保证预应力构件的质量。
6结语
【关键词】公路桥梁;隔震设计;环境;优点;要点
1引言
公路桥梁工程建设可以弥补城市固有的缺陷和不足,也可以更好地帮助城市缓解交通压力,在开拓新的领域过程中,减少了很多的烦琐问题,但值得注意的是,公路桥梁工程的建设,需要很多方面的努力,特别是在隔震设计方面[1]。
2公路桥梁隔震设计的运用环境与优点
2.1隔震设计的运用环境
在技术上,隔震设计技术是一类保护性的技术,其操作过程是在抗震理念当中发展而来的内容,可以说是抗震技术的延伸和拓展。从环境的角度来分析,公路桥梁工程的建设多数是在城市的中心和边缘层面上开展,表现出了极端化的趋势。在中心位置上,城市人口、车辆及建筑都比较多,隔震设计的考虑因素较为复杂;在边缘位置上,各类基础设施非常不健全,为了确保公路桥梁工程的良好开展,则需要配套建设内容[2]。
2.2隔震设计技术的优点
结合以往的工作经验和当下的工作标准,认为隔震设计技术的优点,主要表现在以下几项内容上[3]。(1)隔震设计技术的应用目的在于减小地震对公路桥梁工程造成的不良影响。从近几年的发展来看,很多城市都存在地震的危险,再加上地下空间的开发出现了恶化的情况,以至于地面上的抗震能力不断地下降,现如今的公路桥梁工程建设,倘若在抗震指标上达不到相应的需求,则很容易造成严重的安全隐患。运用隔震设计后,能够将公路桥梁工程的内部性能做出良好的改变,加强地震发生时的能量疏导,从而减少对公路桥梁框架及内部的各项损害、经济损失和社会损失。(2)与传统的抗震设计有所不同,隔震设计的操作具有多元化的特点,能够在很多方面与公路桥梁工程良好地融合在一起。例如,我国在目前的公路桥梁建设当中,施工人员会针对各个地方的限制性条件做出较多的考虑,同时还需充分考虑到各个地方的未来规划情况。在众多因素的影响下,隔震设计的应用,基本上很难按照主观的想法来完成,因此,公路桥梁隔震设计的应用能够将公路桥梁工程的结构强度和变形性能等做出良好的改变处理,再配合柔性装置的安全作用,对抗震产生了很大的积极作用。
3公路桥梁隔震设计的基本要点
公路桥梁工程的施工过程中,要将隔震设计进行良好的贯彻和落实,就必须在多个方面投入足够的努力。在既往的工作当中,很多技术的应用都是从单一的角度出发,以至于公路桥梁工程的建设未能够达到最佳,反而出现了较多的隐患,造成了比较严重的经济损失和社会损失。鉴于这种情况,隔震设计在具体的操作上,应该首先从桥梁本体出发,运用一系列的技术方法和手段,提升公路桥梁的稳定性,从而减少不稳定因素造成的影响,具体从以下几方面来进行实施。
3.1做好隔震装置的设计
隔震桥梁抗震设计主要是结构及其他构件的设计和隔震装置的设计。目前,在桥梁隔震设计中常用的方法是弹性反应谱法,在设计时需要注意的是,隔震装置的等效阻尼和等效刚度的计算与隔震装置在地震中的最大变形之间的关系。此外,整个桥梁的地震响应程度也受隔震装置变形的影响,因此,桥梁设计人员在进行桥梁结构设计时,还需要掌握和预估好地震响应的程度,才能做好隔震装置的设计[5]。
3.2选择合适的执行方式和标准
从公路桥梁工程的角度来看,不同的桥梁类型,选择的技术执行方式存在较大的差异。例如,针对大型桥梁的隔震设计,选择中小型桥梁的隔震标准,虽然在成本方面得到了良好的控制,可是在隔震设计的性能上出现了严重的下降。相反的,如果是中小型桥梁,按照大型桥梁的隔震设计标准来完成,则在成本上会得到大幅度提升。因此,设计人员还必须在相关的施工内容上有所强化。在隔震设计的施工操作过程中,必须要调查周边人文环境和自然环境,从而确保技术执行方式与公路桥梁工程本身相互符合。
3.3注重公路桥梁工程隔震细节设计
经过长久地发展与讨论,研究人员认为公路桥梁工程的建设在运用隔震设计以后,完全可以达到预期的效果。但是从现有的工程来看,有些地方的公路桥梁工程,针对细节上的关注度不高,即便是未出现严重的事故,可是后续的维护频率较高,耗费的经济成本也较高,因此,不利于公路桥梁的长久服务。在此种状况下,各地方的公路桥梁工程都应对细节上的设计投入较多的关注度,并由此来获得更好的发展,同时在减少缺失的同时,实现对公路桥梁的整体优化。相对而言,隔震设计在施工操作过程中,细节方面的设计有很多注意事项需要遵守。(1)公路桥梁附属结构和构件较多,包括限位装置、伸缩缝及防落梁装置等,每一个部分都要与隔震设计技术较为匹配,以便更好地开展设计工作,从而为整体抗震性能的提升提供较多的帮助。(2)在施工过程中,细部构造的设计应该充分考虑地震的原因和影响。我国领土面积辽阔,有些地方地震严重,有些地方则地震非常小,所以在开展细部构造设计时,应了解到地震的原因和能量等,减少隔震设计的偏差,以实现公路桥梁工程整体性能的提升。(3)在细部构造设计的过程中,一定要从长远的角度来考虑,任何一座公路桥梁的建设,都是为了长久地服务城市发展,并不是为了获得短期内的稳定。
4结语
本文通过对公路桥梁工程中的隔震设计展开讨论,从已经取得的成果来看,很多地方的工作都出现了明显的转变,未发生恶性循环的状况。因此,在今后的施工操作过程中,应在隔震设计上进行深入的研究,以减少各项问题的不良影响,加强技术的可靠性,提高工作效率和工程质量。
【参考文献】
【1】贾双瑞.桥梁隔震设计要点[J].科技展望,2016(7):41.
【2】涂海.桥梁工程隔震设计探究[J].中国新技术新产品,2015(18):126.
【3】李燕红.公路桥梁设计中隔震设计的探讨[J].黑龙江交通科技,2015(9):108.
【4】秦慧,张润钢.公路桥梁隔震技术与设计初探[J].科技信息,2010(3):687+722.
论文摘 要:本文将从公路桥梁施工监理信息的基本任务、构成与分类、信息流程、信息收集等方面对公路桥梁施工过程中监理信息管理进行分析阐述,并对公路桥梁施工的组织协调原则进行简要的论述,希望能够对指导和提高公路桥梁施工工作有一定的借鉴作用。
一、公路桥梁的施工监理信息管理
公路桥梁的施工监理工作是工程的重要组成部分,有其自身的一套科学体系,其主要手段是控制。实施控制的基础是能够及时准确、完整有效地掌握信息,从而卓有成效的完成监理任务。因此,施工监理信息管理工作的好坏,直接影响到工程项目的成败。
(一)公路桥梁施工监理信息管理的基本任务
1.实施最优控制
控制的主要任务是把计划的执行情况与目标进行比较,找出分析差异,进而采取有效措施预防和排除差异的产生。为了控制项目的进度、质量及费用目标,监理工程师应掌握有关项目三大目标的计划值,及时了解执行情况,实施最优控制。
2.进行合理决策
工程监理决策直接影响公路桥梁工程项目建设总目标的实现,以及监理单位和监理工程师个人的信誉。监理决策的正确与否,其决定因素之一就是信息。为此,在工程的设计、招标和施工等各个阶段,监理工程师都必须充分地收集、分析以及整理各种信息。只有这样,方能作出科学的、合理的监理决策。
3.妥善协调关系
公路桥梁工程建设项目,涉及到众多的方面及单位。如地方政府部门,施工单位及沿线居民等,都会对项目目标的实现带来一定的影响,为了支持工程顺利进行,就需要妥善协调好各部门之间的关系。
4.提供参考信息
根据监理工作进展,监理工程师应随时与及时向业主及总监提供有参考价值的信息,以便业主和总监综合考虑,进行正确决策。此项任务亦是监理工程师(驻地高级监理工程师)在监理工作中应重视的且应努力完成的任务。
(二)公路桥梁施工监理信息的构成与分类
1.公路桥梁施工监理信息的构成
(1)文字信息。包括合同、工作条例及规定、实施性施工组虫设计、情况报告、报表、信件等。(2)语言信息。包括指示、谈判交涉、汇报、工作讨论和研究等。(3)其他信息。包括电话、电传、电视录像、磁盘等。监理工作涉及的部门多、环节多、监理信息量大,监理工程师不仅要适应这种格局,还应能捕捉各种信息进行加工处理并加以运用。
2.公路桥梁施工监理信息的分类
在公路桥梁工程建设监理的过程中,会涉及到大量的信息,这些信息可根据不同的标准进行分类,如:按照工程监理信息的来源划分,可分为项目内部信息和项目外部信息;按照工程监理的目标划分,则可分为投资控制方面的信息;质量控制方面的信息和进度控制方面的信息。
(三)公路桥梁施工监理工作中的信息流程
“信息流”即信息在上下级之间、内部组织与外部环境之间的流动。监理工作中的信息流程则反应了监理工作中各参加部门、单位之间的关系。监理工作中常有的信息流有如下几种:自上而下的信息流;自下而上的信息流;横向间的信息流;以咨询机构为集散中心的信息流和工程项目内部与外部环境之间的信息流。
(四)公路桥梁工程施工监理信息的收集
在公路桥梁工程施工监理过程中,信息管理工作质量的好坏,很大程度上取决于收集到的原始资料的全面性和可靠性。
二、公路桥梁的施工组织协调
在公路桥梁的工程项目施工监理中,具有较强的组织协调能力也是十分重要的。施工组织协调是监理过程中实现工程项目目标控制不可缺少的方法和手段。施工单位应充分发挥综合协调管理的优势,对各专业承包商进行有效的组织协调,调动各方积极性,相互配合、相互支持,共同处于合理有效的受控状态。
在整个工程的建设过程中,项目管理总目标与格参与方目标之间是既联系又矛盾,要保证各方围绕项目展开工作,使项目顺利完工,这就需要组织协调。组织协调应分为内部关系的协调、近外层关系的协调和远外层关系的协调。能排除障碍、解决矛盾、保证项目目标的顺利实现。其内容包括:人际关系;组织机构关系;供求关系和协作配合关系。组织协调的内容应根据在施工项目运行的不同阶段中出现的主要矛盾而及时调整。
(一)内部关系的组织协调,包括内部人际关系的协调;项目经理部与企业管理层关系的协调和项目经理部与劳务作业层关系的协调。项目经理部进行内部供求关系的协调应做好下列工作:
(1)做好供需计划的编制、平衡,并认真执行计划。
(2)充分发挥调度系统和调度人员的作用,加强调度工作,排除障碍。
案例:由北京华通公路桥梁监理咨询公司中标的云南水麻高速公路第五监理合同段承担着土建十三、十四、十五合同段的施工监理工作,联络线2.85672千米,起讫里程桩号为K61+163.38~K75+700。在14标预制场台座建设完成后,高监办在检查时发现底座设了2.1cm的反拱值,及时要求其更正,开始施工方还有异议,不想返工因底模全部为钢模操作难度大,经过耐心细致说明不能设反拱的道理后,施工方主动进行返工处理,避免了梁板预制后造成更大的损失。
(二)近外层关系和远外层关系的组织协调,必须在企业法定代表人的授权范围内实施,其目的是搞好协作,履行合同约定,保证工程顺利开工,应贯穿于施工项目管理的全过程。同时,项目经理部接受监理单位的监督和管理,搞好协作配合。在处理远外层关系时,必须严格守法,加强与政府机构和单位的协调,取得相关部门机构的支持,同时遵守公共道德,加强与周边居民的交流,创造一个良好的外部环境,从而保证施工生产的正常进行。
只有通过积极的组织协调,才能使公路桥梁项目工程各方彼此沟通,相互了解,共同合作,使桥梁公路的施工监理工作运行顺利,确保工程建设目标的实现。
参考文献:
1.1 路面和桥面的铺装层易产生裂缝
由于道路桥梁是长期暴露在外界环境下的,并且使用的次数是数以万计的,需要承载着不同重量的物体。在道路桥梁工程建设中,路面和桥面铺装层往往采用的是半刚性结构,这种结构虽然在某一程度上增强了铺装层的的强度和承受能力,但这种结构易受温度的影响,温度差异越大,铺装层产生裂缝的可能性越大。尤其是北方寒冷地区,路面或桥面铺装层常常会产生裂缝。由于早晚温度差异过大,导致半刚性结构路面的受压性降低,最终在日常使用中出现裂缝,甚至导致崩塌。路面和桥面铺装层产生裂缝的另外一个原因就是长期的使用量,相对于人行道路的铺装层,车辆行驶的道路更易产生裂缝,由于车辆在行驶过程中往往会出现超载或急刹车的现象,车辆会严重的挤压并磨损地面,因此容易发生路面凹陷,进而产生断裂层,在这样长期的磨损情况下,路面和桥面必然产生裂缝,从而使得道路桥梁工程出现质量问题。
1.2 道路桥梁地基不均匀造成沉降问题
道路桥梁的地基质量决定了道路和桥梁的使用寿命,地基不均匀造成沉降的主要原因有以下几点:首先是在道路桥梁工程建设前期相关人员勘测施工场地不到位,进而设计的道路桥梁不合理,导致施工过程中施工技术存在一定漏洞;其次是一些施工人员在工程建设中为谋取利益而偷工减料,忽略了工程质量的达标成果,满足不了施工要求,最终导致道路桥梁地基发生沉降;最后是施工人员在施工过程中没有充分考虑到施工地点周围环境的地质变化情况,建设道路桥梁是需要很长时间的,长时间下地表层会遭到破坏,地质发生变化,土质的软硬度不均衡,造成地基不均匀,甚至引发地基沉降。地基沉降不均匀,则会使路面和桥面受力不均衡,对人们日常生活和车辆的行驶造成严重影响。
1.3 钢筋锈蚀出现断裂问题
在道路桥梁的建设过程中,钢筋是路基工程中重要的原材料,在路基的底层起着主要承重的作用。但是钢筋结构处于路基的内部,容易受到一些环境因素的影响而最终影响其原本的承载能力。比如说,钢筋和混凝土构成了桥梁的承重结构,若是混凝土施工过程或是后期受环境因素影响出现裂缝时,那么钢筋就相当于失去了混凝土这层主要的保护层,一些空气中的水分会大量的侵蚀到钢筋结构的表面,钢筋表面会在长期的水分影响下而发生化学变化,也就是产生表面锈蚀,锈蚀情况严重时,继而会引发钢筋结构的断裂。在外界环境中若是存在一些硫化成分的化学品时,更会加剧钢筋结构的锈蚀程度,使得道路桥梁工程在短时期内发生严重的断裂现象。
1.4 低质量的施工材料引发的桥头破损
桥头破损也是道路桥梁工程中常见的一种病害现象,桥头破损会使得道路桥梁的两端产生严重的变形,这种变形现象会使得整体桥梁的应力结构发生变化,进而使得道路桥梁原本的使用寿命和安全使用系数都在一定程度上有所降低。产生这种现象的主要是由于施工材料的质量不合格引起的,若是施工材料的质量不合格,则不能满足道路桥梁主要结构部件的支撑力的要求,道路桥梁上面长年累月的载重车辆行驶,会使得桥头不堪重负的碾压而产生局部断裂,给道路桥梁的安全通行埋下了严重的隐患问题。
2 道路桥梁工程的施工处理技术分析
2.1 裂缝修补技术
裂缝修补技术是专门针对道路桥梁铺装层的裂缝现象提出的一种施工技术,具体来说裂缝修补技术可分为表面修补、裂缝填充、裂缝灌浆等多种方法,具体方法的选择要依据表面裂缝的具体情况来确定。本节主要介绍表面修补技术。表面修补技术:这种方法适用于表面裂缝较浅的情况,其裂缝的宽度在0.2cm以下的情况。具体方法是,采用环氧胶泥或是水泥浆每隔5分钟便对路面裂缝涂抹一次,使涂抹的厚度达到1mm以后,再对其表面涂抹油漆或是沥青,以作防腐保护,最后采用玻璃纤维布覆盖表面,防止表面再次受外界环境的破坏影响。
2.2 裂缝填充技术
这种修补技术相对于裂縫修补技术来说,更具有加固的作用,适用于裂缝较宽,裂缝现象较严重的情况。具体方法是,在路面的裂缝处进行纵深方向的挖槽,在槽位里边采用水泥浆和环氧树脂胶按照一定比例的调配之后填充到路面的裂缝中,由于环氧树脂胶的性能较为稳定,其与水泥浆进行一定比例的调配后,性能稳固,对表面裂缝的修补更能起到稳固的作用。此外,在填充的工程材料中,还可添加一些防水性能较好的橡胶材料,这样更能使得裂缝在雨水天气时所受的影响较小。
2.3 锚喷施工技术
锚喷施工技术是针对于桥头破损提出的一种施工技术。锚喷具有凝结快、稳固性能高的特点,是处理桥头破损常采用的一种施工技术。具体的技术方法是,在借助锚喷设备超强喷射力的条件下,向裂缝部位喷射一定量的硅胶材料,然后在模板的加固作用下,用硅胶材料将桥体有效的粘结在一起。
2.4 钢筋锈蚀问题的处理
钢筋作为道路桥梁承重系统的中心环节,之所以会出现锈蚀现象,主要是失去了混凝土的保护作用。作为主要的承重构建,钢筋一旦失去了混凝土这层保护层,很容易受到外界空气或是腐蚀性因素的影响,进而使得钢结构的硬力和韧性降低。为此,在处理钢筋锈蚀问题时,首先需要做好混凝土的质量控制工作,对钢筋起到很好的保护作用。具体可行的办法可采用增加混凝土厚度的方式来加强对钢筋的保护,可在混凝土的表面涂刷覆盖层、封闭层、砂浆层等一系列的保护层来加强保护,或是在混凝土施工的初期阶段,可通过改变施工材料配比的方式来加强混凝土的密度,通过掺杂一些矿渣、煤灰粉等来增强混凝土的防渗透性。
【关键词】高速公路桥梁工程;空间桁架模型,承台撑-系杆模式
引言:20世纪以后,桩基作为一种深基础,其应用范围不断扩大。预应力高强度混凝土管桩(PHC桩)作为一种新型基桩在我国应用空间较大。但是在高速公路桥梁工程中,PHC桩的应用还存在诸多的技术性问题,这严重制约了PHC桩的应用推广。目前国家缺乏统一的技术规范,对预应力高强度管桩的设计方法、稳定性和变形问题等缺乏系统全面的研究。尤其是对松软地基中PHC桩基础的设计与应用缺乏深入的研究,制约着其在东部沿海发达地区的应用。本文针对以上问题,对PHC桩基础的优化设计进行研究,为其在高速公路桥梁工程中应用提供参考。
1、PHC管桩承台设计研究
桩基承台具有承上启下的作用,即将桩基上部的荷载作用安全可靠的传递到桩体截面上,其安全性能直接影响着建筑物的安全。空间桁架模型是桩基承台的设计方法之一,在欧美国家得到大力的推广应用。桩基承台的破坏和传力模式是影响其设计的关键因素,本文通过桩基空间桁架模型的建立和分析,系统全面的研究PHC桩基承台的受力特点,为优化设计PHC桩基提供一些可靠的依据。
1.1 承台撑-系杆设计模式
承台撑-系杆设计模式建立在空间桁架理论基础上,其计算方法用于解决混凝土平均应变不符合平截面假定的深受弯构件的受力问题。而桥梁施工中使用的承台都具有相应的厚度,都符合深受弯构件的受力特性。撑-系杆模型从结构的整体力流出发,以撑杆代表压应力流,系杆代表拉应力流,二者的交结区定为节点区。因此撑-系杆模型对承台构件的分布区域,尺寸大小和钢筋的锚接问题具有重要的指导作用。
1.1.1 承台空间桁架模型界定条件
依据承台空间桁架模型,认为承台荷载主要由其内部的钢筋和混凝土构成的桁架承担。承台分为薄承台和厚承台,二者的破坏形态以距厚比 的大小为依据,其中 代表柱子边缘至桩中心的水平距离, 代表承台有效高度。当 >2时薄承台以弯曲破坏为主,当 ≦2时厚承台以冲切破坏为主。依据文献中有限元的分析,承台压杆劈裂的临界条件是所有撑杆与水平面中的最小夹角 满足 ,即为承台计算中撑-系杆模型的限定条件。
1.1.2 承台空间桁架模型的破坏形式
目前,随着对承台的破坏机理的深入研究,我们知道厚承台类似于深梁,当 时,承台破坏的主要形式是包含斜弯破坏和斜压破坏两种形式的剪切破坏。当1﹤ ﹤2时,承台发生斜弯破坏,破坏过程为弯曲裂缝首先出现在跨中,伴随着荷载的增加,桩边出现斜裂缝,此时系杆的功能将决定着承台斜弯破坏发生;当 ≦1并且纵向钢筋存在时,承台发生斜压破坏,破坏过程为劈裂缝首先出现在腹部,并向节点延伸,此时桩柱交接处的混凝土极限抗压强度决定着承台的破坏程度,也即撑杆的斜压破坏。由此可见,桩基承台的破坏形态是撑杆屈服,系杆发生斜压破坏。
1.1.3 承台撑-系杆设计模式的计算公式
承台撑-系杆模式建立在空间桁架模型的基础之上,其破坏形式是以撑杆的破坏为控制条件的撑杆屈服,系杆发生斜压破坏。其受力特点与桩基厚承台相似。
1.撑杆承载力计算
2、高速公路桥梁PHC桩承台的优化设计
2.1 高速公路桥梁PHC桩承台优化问题分析
工程实际中,PHC桩承台的距厚比和 角要比工程假设情况的数值偏大,而PHC桩承台在正常使用情况下的距厚比和 角都达到了撑-系杆设计模式的要求,因此桥梁中使用的PHC桩一般满足撑-系杆设计模式的临界条件。PHC桩承台的优化目的是为了达到设计的合理化,即在耗费相同工程材料的基础上使得撑杆和系杆的承载力尽可能大。依据空间桁架模型,撑杆和系杆的优化途径主要包括:第一是依据撑杆、系杆和桩顶反力三者之间的受力平衡关系,坚持以最少的耗材达到最大的承载力的原则,利用撑杆和系杆的空间布置变换达到撑-系杆的最佳受力状态;第二是通过改变相关工程材料的属性改善其功能,包括钢筋型号和用量的改变、不同强度的混凝土等。
通过撑-系杆模型的分析可知,影响撑杆和系杆承载力的因素是不同。其中系杆区域内的钢筋抗拉强度和截面面积是影响系杆承载力的主要因素,而混凝土强度等级,钢筋的配筋量等式影响撑杆承载力的主要因素,通过对影响撑杆和系杆承载力的因素的综合分析可以寻求到最佳优化方案。
2.2 PHC桩承台的整体综合优化
(1)撑-系杆的整体受力分析
撑-系杆的受力性能与力的传递有关,一般而言,传力途径越直接,材料的功效越得到利用。承台的有效厚度同桩间距之间的最优化设计是影响PHC桩承台整体效用的关键。承台厚度影响着工程的经济效益,较小的承台厚度要求轴心受压构件靠拢,从而柱间距减小。但与此同时,桩的数目也随之增加从而增加施工难度,降低施工质量。因此,在PHC桩承台的优化设计中,必须同时考虑经济性、实用性和可行性原则。
2、PHC桩承台的优化结果
3、结论
本文通过对高速公路桥梁PHC桩承台设计理论和方法的分析,采用空间桁架模型原理,利用撑-系杆体系设计模型,对影响承台设计中的因素进行综合性的分析,撑杆和系杆的承载力同时受到桩间距和承台厚度变化的影响,高速公路桥梁PHC桩的理想化应用应满足承台厚度∕最小承台厚度大于1。利用MATLAB优化工具得出PHC桩承台的最优桩径和承台有效厚度。求解结果对于PHC桩承台的设计和应用推广具有重要的意义。
参考文献:
[1]徐至钧,李智宇.预应力混凝土管桩基础设计与施工[M].北京:机械工业出版社,2005.
[2]黄强.桩基础工程若干热点技术问题[M].北京:中国建材工业出版社,1996.
[3]刘瑾瑜,刘明虹.简述PHC管桩的发展态势[J].黄石理工学院院报.2005.25 (1):24-26.
[4]Y K Chow,V Thevendran.Opti mization of pile group[J].Jourmal ofCompu tational Geotechnique,1987,(4):649~661.
[5]刘金砺,迟铃泉.桩土变形设计模型和变刚度调平设计[J].岩土工程学报,2002,3:151-157.