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关键词:铁路桥梁;材料;工程技术;发展趋势
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.104
1 铁路桥梁材料的发展
材料在铁路桥梁的建设上起到了至关重要的作用,材料的发展意味着铁路桥梁的发展,新材料的应用为铁路桥梁的发展指明了方向,一旦新材料的发展存在滞后,那新型桥梁的建设就如同涸泽之鱼,失去维系的依据。就目前来看,仍有部分具备巧妙构思的桥梁设计因没有与之匹配的材料而无法投入实际生产的案例,足以看出新型材料在铁路桥梁建设中的重要地位。铁路桥梁构建过程中有两样重要材料,为钢材和混凝土。这两种材料具有质量轻、性能高、功能全的发展前景。笔者将对铁路桥梁应用材料发展进行阐述。
1.1 钢材材料发展
现在跨度较大的桥型多为钢桥类型,钢桥如此盛行因为它自身优势就受到很多工程师的青睐,包括它的防腐性、可焊性、高强度高韧性和抗疲劳力等性能。如何在原性能的前提下提高钢桥的强度一直是世界各国桥梁设计建造者关注的话题,不仅提高钢桥的强度,还要提高钢桥的韧性、抗疲劳里等其他性能,这凸显出人类对材料的极致的追求。德国在三十年代就开始生产ST52-3钢(德标低合金钢),ST52-3钢中以锰钢为主材料,再配以硅材料,强度能达到620MPA,随后英国在60年代生产出550~640MPA的低碳合金钢应用于铁路桥梁建设中,之后美国、苏联、日本等国在铁路桥梁建设中也使用了强度较高钢材料。我国在焊接与应用材料上与美国日本就有一定差距,所以我国应联合冶金部门根据铁路桥梁的需求研制出实用性钢材,达到能与国际接轨的程度。
1.2 高强度钢筋、钢丝与钢绞线
高强度的钢筋因为具有降低修建费用、提高拼接功能、增强桥垮能力等优势被许多国家推崇,尤其是精轧螺纹形状的钢筋,因为这种钢筋上有不对称的螺纹,可根据需求任意切割,再用套筒的螺母连接,这种可自由搭配长短可控的钢筋已被很多国家应用。
英国最早研究的低松弛的钢丝和钢绞线被很多国家认可并应用,究其原因首先他在通过稳定处理后松弛率较普通的钢丝和钢绞线低2/5~1/5,达到节约成本的目的;其次处理后钢丝和钢绞线具备更好的屈服强度和韧性;最后他的耐热性也会相应提高。这些特征在铁路桥梁的运用中是至关重要的,所以也广泛应用各个国家。
1.3 混凝土
应用在铁路桥梁的混凝土一般分为两类,一类是高强度混凝土,另一类是轻质混凝土。高强混凝土我国规定要高于C60级别强度,但在美国高于41MP的就可定义为高强度混凝土,它实用又牢靠以及抗击性大抗压强度高等特点使其在长期应用在铁路桥梁建设上。
轻质混凝土的材料为轻质的骨料,这种材料没有被广泛使用主要因为他在使用中存在一定缺陷,比如在小跨径的铁路桥梁中运用可以减轻自重达到抗震效果,但在大跨径的铁路桥梁就不能达到效果,所以它的运用有局限性。
1.4 其他复合材料
碳纤维强化复合材料具备质量轻和强度大的特质,而且热膨胀系数低、耐腐蚀抗疲劳等。这些优点都让其备受关注,尽管许多国家研究的火热,但鉴于其投入成本高,没有被广泛应用。
2 桥梁基础技术发展
(1)桥式时展。我国铁路桥梁发展分为以下几个时期:第一段时期:十九世纪中期到末期,铁路桥梁的修建阶段,材料多以熟钢为主,而且很少涉及深水基础;第二段时期:二十世纪初期到末期,钢桥的发展突飞猛进,钢筋混凝土材料的桥也慢慢崛起,这个时期桥型多以拱桥为主,此时已开始用沉箱和沉井做深水基础;第三段时期:二十世纪中期到今天,我国一直发展预应力钢筋混凝土桥,并同时开始涉猎新的桥型。
(2)桥梁种类。桥梁种类分为悬索桥、斜拉桥、拱桥等。悬索桥有一个突出的特点就是其的跨力大,它的跨径范围为1000~4000m左右,虽然这种类型的桥在我国应用不是很多,但未来也是会有很多发展前景的。斜拉桥虽然没有悬索桥跨径那么大,但是它造价低和钢度大的特点为其赢得很多国家的青睐,相比悬索桥的高造价斜拉桥显得更加实用并适用。拱桥也具备跨度大的特点,它的历史相比前两个更加悠久,我国有许多著名的石拱桥,例如小学课本中的赵州桥,不禁感叹古人的聪明才智,拱桥在五十年代左右是最兴盛的时期,但由于其他更适合时展的桥型的出现,它逐渐淡出人们视线,就拱桥修建技术而言美国、德国及日本仍是技术水平较为先进的国家。
3 施工技术发展
(1)桥垮结构的架设。铁路桥梁上部结构的架设修建方法在国内外已经具备成熟技术水平,种类繁多。尽管架设方法上不同但是在施工技术上都很类似。比如安装预制前方法会应用在跨度大的钢桥上,预制拼接架设就地支架和平衡悬臂的方法会应用在混凝土桥上,我国在混凝土铁路桥梁建设中应用后者居多。(2)基础结构施工。由上述内容我们可知,我国进入九十年代,已经具备先进的技术水平,尤其在铁路桥梁建设中的深水基础已与日本渐渐缩小差距,在基础结构施工中能利用全自动技术进行装渣、排渣,而且配备精准的检测系统来完善整个流程,充分利用先进的技术可以使铁路桥梁建设中深水基础的施工达到自动机械化水平。
4 结语
虽然我国的铁路桥梁工程技术发展水平已经达到世界相关水平的中上层,但仍有某些方面落后于其他国家,我们要善于学习,无论是应用材料上还是施工技术上,毕竟在铁路桥梁工程上,材料是基础,技术是脊梁,通过研发更加完善的材料和高水平的施工技术才会使铁路桥梁工程蓬勃发展,才能让我国铁路桥梁更加安全,建设效率更高。相信通过我们各方面的不懈努力,进入世界先进水平队伍并引领铁路桥梁的建设并不是梦。
参考文献:
[1]高宗余,方秦汉,卫军.中国铁路桥梁技术发展与展望[J].铁道工程学报,2007(01).
关键词:桥梁工程;加固技术;意义;分析;方法
在我国大力发展桥梁工程的过程中,越来越多的部门以及施工单位对桥梁的施工质量以及桥梁的运行使用情况有了极大的重视以及监督管理。面对着我国桥梁工程发展进入快车道,作为我国交通发展的重要一环,桥梁工程的质量安全保障尤为重要。我国经济发展的过程,随之而来的运输任务也在加剧。但是我国有大部分的桥梁工程由于修建年代久远,对于施工材料以及施工设计以及施工情r并没有考虑到我国的运输任务加大的问题。这样就导致了我国的现有桥梁很大部分都不能够满足我国现阶段的交通运输要求,很多的桥梁出现了破损问题。长时间的超负荷运行,我国的桥梁在性能上已经处在了破坏的边缘,有的已经被破坏。例如我国车辆超载的情况越来越多,这样就无形中导致了桥梁承受外界压力的加大,导致了桥梁结构以及施工材料出现严重的老化以及破坏问题,同时由于自然灾害的发生,也会在很大程度上导致桥梁受到破坏,严重的影响了桥梁的使用性能以及桥梁的使用寿命。因此我国针对这些使用性能有问题的桥梁进行修复以及加固是十分必要的,也是我国桥梁工程发展过程中的一个必然趋势。
1 我国桥梁工程中的桥梁加固的主要内容
目前我国的桥梁中危桥占有一定的比例,这些桥梁较窄,无法满足通车的净空及通行能力的需求,由于在设计和施工时由于存在着不完善的地方,所以长年在自然环境的侵蚀及洪水的冲刷下沉降、拱起、开裂情况严重,再加之超载车辆的增多,使桥梁的安全性无法保证,近几年来,桥梁坍塌所造成的群众生命和财产受到损害的事故频繁发生,使人们对桥梁的安全性提出了更高的要求。
2 我国桥梁工程中桥梁加固技术的主要原则
2.1 在桥梁加固的过程中不应该改变原有的桥梁建筑结构
我国的桥梁加固技术在设计以及规划的过程中首先需要注意的就是不能够对桥梁的建筑结构本体进行改变,应该是在原有结构的基础上对桥梁结构进行加强或者是对其中的部件进行更换,通过这种形式来提升桥梁的强度以及能力。一旦在不改变桥梁建筑结构的基础上的加工施工没有达到应有的施工效果,我们就要考虑对桥梁进行重建。
2.2 在桥梁加固的过程中要针对不同的问题进行灵活处理
(1)改变原有的桥梁结构,用新的结构替代原有的承载能力有限的结构;(2)将原有结构的构件横截面积增加或者扩大,用以增加桥梁原结构的刚度和强度;(3)将原有的受力系统进行调整,减少原结构的受力大小;(4)加固时若用增加或扩大桥梁截面的方式,须注重新增加部分和原来的部分的结合,让二者能够组成一个整体发挥加固效能;(5)对原有的结构新增外应力,改变原有结构的受力层次,将提高桥梁的刚度和强度;(6)无论使用哪一种加固方法,在施工时都应考虑功效快、投资低、不影响交通、技术上具有可操作性、能够持久耐用的施工要求。
3 我国桥梁工程中桥梁加固设计的主要方法
3.1 桥梁外部预应力加固法
桥梁预应力加固这一种桥梁加固方法主要的应用原理就是在桥梁的下部受到拉应力的周围增加应力材料,这样就能够在预应力材料的作用下产生桥梁预应力,这种预应力能够让桥梁的梁体出现上拱效果,上拱效果能够在很大程度上抵消了自重产生的应力,能够最大限度的减少桥梁壳体的结构变形速度以及相应的裂缝产生宽度,从根本上改变了桥梁的受力体系,让桥梁的受力结构更加的提升以及加强。正是由于预应力加固方法能够在很大程度上提升桥梁的负荷承载能力。因此这种方法的桥梁加固技术在应用过程中最为便捷和广泛。但是预应力加固技术有一个较为显著的缺陷,那就是在加固施工过程中的钢筋防腐问题,钢筋防腐能够在施工过程中提升施工的成本。也是由于这一个明显缺陷,导致了虽然应用广泛,但是并不是第一选择。
3.2 在加固设计过程中针对桥梁结构的系统受力加固法
桥梁系统受力改变加固法技术的基础就是通过相应的施工技术来有效的改变桥梁的受力基础,最大限度的实现桥梁的负荷承载能力。在施工过程中的操作步骤如下,首先我们要将简支梁进行纵向的搭接,这样就能够让每一个单一的简支梁成为一个连续的整体梁;其次我们可以在桥梁的下部位置设置相应的叠合梁来提升桥梁的负荷承载能力。虽然通过这种方法的桥梁加固技术有很多的施工形式,但是任何一种施工都需要在桥梁上进行永久性施工处理,这样做的一个弊端就是大大减少桥梁下部的有效运行空间,同时在加固施工的过程中对于交通运输也是一种影响。需要注意的是在应用这种加固技术的过程中,要对桥梁的泄洪能力以及通行性能做出提前科学的评估,否则这种方法虽然对桥梁起到了加固的作用,但是也会影响桥梁的后续使用以及功能使用。由于施工过程中需要进行临时之间的搭建,因此为了确保施工过程的绝对安全,我们要对支架的受力进行科学的计算。
3.3 在桥梁桥面补强加固法
这种方法理解起来较为简单,主要就是在桥梁的上部添加一层钢筋结构的混凝土。在加固施工的过程中,首先要将原有的旧桥面进行凿除施工,这样做的目的就是要保障新施工的混凝土层能够有效的同桥梁形成一个整体,提升桥梁的桥面厚度,通过对桥梁横截面的负荷分布改变来提升桥梁上部的承受能力,这样能够较为明显的提升桥梁整体的负荷承受能力。这种方法原理简单,但是在施工过程中对混凝土的浇注过程有严格的要求,因此在施工过程中要严格的按照施工要求进行混凝土的施工。
3.4 桥梁加劲以及增加截面加固法
这种桥梁加固技术主要应用在桥梁出现刚度不稳定,强度不稳定以及抗震能力下降的情况下。这种加固技术是通过增加桥梁两侧的面接和提升桥梁两侧的主筋来实现桥梁强度以及刚度的提升,这样也能够实现桥梁的负荷承载能力提升的效果。需要强调的是,这种桥梁加固技术在拱形桥梁的加固施工中应用的最多,效果最明显。
3.5 碳纤维粘贴以及钢板粘贴加固法
碳纤维粘贴以及钢板粘贴技术是我国引进国外的一项桥梁加固技术,这种加固技术最主要的优点在于具有很强的抗腐蚀性能,同时加固后的桥梁强度高。现阶段我国相关行业正在积极的对这种加固方法进行推广。这种方法在加固的过程中并没有改变原有的桥梁受力结构,同时技术较为成熟可靠,因此这种技术是我国桥梁加固技术的研究发展方向。
参考文献
[1]韦荣强.桥梁加固技术探析[J].科技信息,2011,08.
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关键词:桥梁工程 桥梁转体 施工方法 关键技术
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
在进行桥梁施工过程中,采用转体施工的方式具有诸多的优势,此种施工技术的最大特点就是无需采用支架,并且广泛应用在跨越山谷与河流的桥梁工程中。采用合适的施工方式与技术是保证桥梁工程质量的基础,同时也可以实现桥梁工程经济效益与社会效益的统一。
一、桥梁工程中的主要施工转体方法
竖转法的组成部分通常包括牵引系统、索塔、拉索。竖转的拉索索力处于脱架的状态下力量最大,这是由于脱架的时候拉索的水平角是最小值,此时的竖向分力也是最小的,同时拱肋要实现从多跨承到铰支承和扣点处索支承的过渡,在脱架的过程中不仅要实现桥梁本身结构的转化,并且还要承受相应的力度,有时为了促使竖转脱架顺利实行,需要在提升索点的时候设置助升的千斤顶。
平转法还可以细分成平衡转动体转体施工和无平衡重转体施工,分类的根据是实现平衡的方式有所区别。平衡转动体施工的主要特点是转体结构的重心全部落在球铰的中心位置。这种方式还可以细分成结构自平衡转体施工以及需要专门配重的转体施工。前者在桥梁施工的过程中仅仅依靠桥梁结构自身就能达到平衡的目的,后者则需要配置专门的平衡设施。无平衡重转动施工体系的主要组成部分包括锚固体系、转动体系、和位控体系,三者的作用是和谐统一的。锚固体系的组成部分有锚碇、尾索、平撑、立柱等;转动体系的主要构成包括下转轴、拱箱和扣索;位控体系的操作目的是有效控制拱肋在施工过程中的转动速度以及位置。
平转和竖转相结合的转体施工方式综合了二者各自的特点,通常多用在跨度比较大的拱桥转体的施工中。
总体来看,在桥梁工程中采用转体施工的方式具有很多的优点,第一点是该种施工方式充分运用了桥梁自身的结构特点形成科学的转动角度,发挥了桥梁钢结构的特性,可以有效避免在河道或者山谷间另外搭建支撑体系的施工环节,降低了钢管材料的使用量,减少了桥梁工程的施工成本,同时可以有效提高施工的效率。第二点是有效拓展了施工的场地,将传统的高空或者水面作业都转变为陆地作业,同时也可以充分保证施工人员的安全性,保证了桥梁工程的施工质量。第三点是在施工过程中也不会影响正常的交通运营状况,可以先将主要的结构部分进行合拢施工。第四点是在施工过程中使用的机械设备比较简单,便于操作,同时可以有效地保证桥梁施工完毕之后的整体线条流畅程度,不会与设计图中的造型有所出入。
当然在看到此种方式的优点的同时也不能忽略其在施工中的不足之处。主要的不足之处主要体现在以下几个方面:第一点是在桥梁的施工过程中混凝土球铰的加工制作以及磨合过程非常的复杂,涉及到的工序有很多,并且在精度的控制方面有很高的要求,实际操作起来有一定的难度。第二点是在桥梁构件的合拢过程中,连续千斤顶沿着钢绞线只能上升不能自动下降,当顶升超位,需要把结构高程下调时,必须手工放松夹片,在实际的操作中具有非常大的难度,稍有不慎,夹片就难以取出。
二、我国桥梁工程中转体施工的关键技术
在球铰的设计和施工方面,通常采用的球铰材料有混凝土材料和钢材,很多新型的材料也广泛得到研发,包括高强混凝土球铰,钢纤维混凝土球铰。在桥梁施工的实际应用中,超过万吨以上的桥梁转体施工工程中使用的球铰通常是钢材制成的,在5000吨以下的桥梁施工过程中则使用的是混凝土材料制成的球铰。这主要是因为钢材的球铰在使用的时候具有更高的强度,摩擦系数也不是很高,适合重量比较大的桥梁工程使用,但是钢制球铰的制作成本比较高,使得桥梁工程的经济效益甚微,混凝土球铰的成本费用远远比钢制球铰的低很多,且制作的工艺也比较简单,具有广阔的发展前景。钢制球铰与混凝土球铰的施工工艺有着很大的不同之处。第一点体现在球铰的形式上,钢制球铰一般是上凸下凹的形式,混凝土球铰通常是下凸上凹的形式。第二点体现在制作流程和施工方式上,钢制球铰通常是在工厂来完成制作的,现场施工操作的程序一点也不复杂,而混凝土球铰则须现场打磨球面,其施工要点主要是其一研制母线板,准确浇筑球铰转动轴,其二涂油细磨,提高球铰表面圆顺光滑度。现阶段的球铰设计很大程度上是参照以往的设计经验,缺欠比较成体系化的设计理论,随着桥梁转体施工技术的进一步发展,在理论研究方面也应该取得一定的突破,以便更好地指导实践。
转体桥梁的稳定性控制主要包括两方面:
第一是有效控制转动体的倾覆稳定性。
当施工支架全部进行拆除以后,转动体的自平衡性或配重平衡性则影响整个桥梁工程的安全性,所以要进行有效的控制。在拆除所有的施工支架后,转动体的平衡体系很有可能出现两种现象,第一是转动体球铰摩阻力矩比转动体不平衡力矩要小一些;第二是转动体球铰摩阻力矩比转动体不平衡力矩要大一些。如果转动体球铰摩阻力矩比转动体不平衡力矩要小一些时,将支架全部拆卸之后,转动体部分会在自身的不平衡力矩作用的情况下产生转动;当转动体球铰摩阻力矩比转动体不平衡力矩要大一些的时候,将支架全部拆卸之后,转动体部分不会在自身的不平衡力矩作用情况下发生任何转动。为了确保桥梁转动体形成整体后拆架过程中的安全和转体过程的顺利进行,在有效的时间期限中给桥梁转体过程的设计与实施方案提供可靠的依据,就要在实施转体前对转动体进行称重检测,以保证转动体结构的的不平衡力矩、静摩擦系数等符合相关的施工标准,最大限度地确保桥梁工程的安全性。
第二是有效控制拱肋屈曲稳定性。
加强拱肋的稳定性可以充分保证拱桥的施工质量。在传统的研究中,比较偏重于对光滑的理想的圆弧拱、抛物线拱或者是悬链线拱的形式,这些理想的状态研究在实际的施工中的指导意义不大。为了减轻桥梁的自重,通常会使用薄壁结构,那么相应地也会增加桥梁整体在转动过程中的不安全隐患,尤其是对钢箱薄壁截面拱肋,当主拱在合拢前后会造成加劲肋板及侧板的局部屈曲问题,同时如果混凝土是刚浇筑完毕,还没有承受重力的能力,完全通过自重荷载的形方式施将压力加在薄壁箱形的拱圈之上,不利于桥梁的安全,在施工过程中一定要采取相应的保护措施。
结束语:
综上所述,经过研究和实践的证明,桥梁转体施工在实际的应用中的确是一种非常高效的结构施工技术方式性,不仅可以发挥桥梁的重要承载作用,还可以提高桥梁施工的经济效益。随着经济技术的不断发展,相信桥梁转体施工的关键技术也会得到不断的提升。
参考文献:
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[3]周文胜. G312跨沪宁高速公路跨线桥转体施工[J].桥梁建筑,2004(1)
[关键词]道路桥梁;施工;管理措施
随着我国土木建设与科技的发展,我国路桥工程以逐渐踏入世界前列。无论是在技术指导或材料运用方面都有可行之处,这有赖于科学化的管理和施工人员的努力工作。在现代化社会的发展中,路桥工程应利用开放性的学术探讨来进一步发展施工技术,利用社会资源优势发展路桥工程。总而言之,在目前的社会中,路桥工程作为我国土木建设中的一项基本工程,有着广阔的发展前景。
1、道路桥梁工程项目的现状
自2008年经济危机爆发后,我国相继投入了4万亿的政府刺激资金,这些资金大多数流入到了铁路、公路、基础设施建设的用途之中,这些资金促进了全国的基础设施建设。在如火如荼的道路与桥梁建设过程中,我国的桥梁与道路总长已经达到了世界第一位,全国的铁路线路长度也已经跃居世界第二,高铁的数量居世界第一,道路与桥梁数量建成不计其数,但是随着近些年的使用,道路桥梁的使用质量问题逐渐暴露出来,很多道路与桥梁都出现了翻修和重建的现象,这些问题主要表现在如下一些方面:第一,工程质量合格率较低,国家工程检验相关系数报告中显示,全国有40% 的项目都存在不合格的现象,而其中优等量就更少了,某些大桥已经翻修和修补了多次,仍然未见桥梁质量达到优良;第二,地方政府部门,“豆腐渣”工程数量过多,在资金下拨给地方政府后,地方政府为了增加获利,一些官员满足其自身利益,会选择贪污行为,在原材料的购买过程中选择较差的建材,影响这种现象产生的主要因素就是人为因素,道路桥梁建设因此存在较大的质量问题。
2、道路桥梁建设施工管理问题分析
由于当前道路桥梁工程量的加大,很多工程的施工单位和建设单位人员配备就比较紧张,对建设施工的管理力度就不足,再加上很多工程管理者的管理意识落后,导致了工程管理工作欠缺,同时,由于欠缺工程管理意识,很多分包单位在没有总承包单位的管理之下,很多施工工作和管理工作都是应付了事,给工程质量埋下了很大的隐患。道路桥梁工程施工质量关系到了人们的生命和财产安全,是整个道路桥梁工程成功与否的关键所在。欠缺质量管理主要表现为以下两点,第一,质量管理工作落实不到位。有些道路桥梁施工单位和建设单位总是把质量管理工作停留在计划或者是文件上,并没有真正的实行,这就导致了工程质量管理工作流于形式,道路桥梁施工质量得不到保证。第二,没有专业化的质量管理队伍。为了节省人力和物力,很多质量管理工作都是由从事其他工作的人员,显然他们在管理流程和专业知识上都不具有专业性,对影响工程质量的因素和施工环节掌握不到位,对细节工作的关注力度不足,质量管理力度也明显的不足。
3、道路桥梁建设施工的管理对策
3.1进度的管理
工程项目进度管理主要就是施工单位根据组织设计中的进度安排而进行的一个全面的协调的管理工作,在满足质量和费用要求的条件下,将项目的工期时间控制在计划之中。在施工过程之中项目的管理人员和负责人必须要经常性的检查项目工程完成的实际情况,是否与计划实施的过程或工期一致,一旦发现工程滞留和偏差问题必须要加强管理和询问,了解其中存在问题的原因,还要制定一定的工程进度图形,根据图形判断未来的发展与走势。在施工过程中每一位员工都要认真对待,加强进度说明,要让管理人员与施工人员一些紧密配合,发挥团队的力量。
3.2质量管理
道路桥梁工程质量问题一直是急需政府和相关建筑单位解决的问题。历年来由于工程质量的不过关而导致多起事故发生,这是值得我们反思的。良好的工程质量管理也是为施工单位在国内外打响知名度,提高声誉。建设者加强工程质量管理通常可以通过监督检查、内审和管理评审等手段来实施。需要按照工期定时在工程项目现场为施工人员展开培训,加强员工的安全意识,提升工程质量的意识,要帮助每一位施工人员树立正确的工程建设价值观,端正施工态度,还要确保每一位员工都严格按照规定的工程施工结构图纸与细节进行建设,防止隐患的出现,做好技术工作。
3.3施工安全管理
在进行道路桥梁建设的过程中一定要加强施工安全方面的管理工作,这对保证施工人员的人身安全、桥梁的质量安全等方面都具有不可忽视的重要作用,具体要注意以下几方面的内容:第一,要对施工人员的工作时间进行合理安排,保证他们有充足的休息时间,避免由于过度疲劳而造成的事故,给安全施工带来隐患,具体可以采用轮流换班的工作方式,使施工人员在进行大量工作之后能够得到良好的休息、降低疲劳,这样才能保证下次工作的安全有效进行;第二,要不断加强员工安全意识的培训,通过游戏与答题的类型帮助施工人员改变对传统施工的认识,还要开展技能比拼大赛,帮助员工熟练施工操作技术,提升施工的速度,改善施工效率和质量,减少安全隐患。
3.4施工环境管理
除了以上几点之外,施工环境管理在进行道路桥梁建设的施工管理过程中也是很重要的,我们不仅要注意施工现场采光照明、环境温度等问题,还要注意对现场环境对施工造成的影响,具体内容如下:第一,采光照明问题。施工现场的各种采光照明设备一定要根据具体施工环境进行调整,给施工人员提供一个良好的照明环境,同时还要注意各种指示灯以及其他彩色标志的摆放;第二,环境温度问题。当人们在过高或者过低的温度下工作时,身体都会产生一定的不适感,尤其是快要达到37.5℃的时候,人身体内部的热量就很难通过皮肤散发出去,人身体会感觉到不适,会产生一些生理反应。第三,现场环境问题。比如说施工过程中由于环境混乱而造成了安全隐患,施工仪器和设备的安排不当,杂物的堆放,机械防护装置的失修,施工人员制造的灰土与烟尘,噪音等等,这些都会引起施工人员的生理与心理反应,造成安全事故。
4、结束语
道路桥梁是任何一个国家经济发展的关键所在,在我国更是如此,所以,在道路桥梁建设中的施工质量就显得异常重要,而施工管理是对工程施工的各个环节进行规划协调的过程,一定程度上能够提高道路桥梁工程的施工质量。同时,施工管理还能够在一定程度上实现成本控制,保证承建单位获得最大的经济效益。因此,无论是从国家的社会经济发展还是从企业的经济效益来说,加强道路桥梁工程施工管理都是必须的。
参考文献
关键词:轻骨料混凝土现状问题
中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号:
轻骨料混凝土是指以天然多孔轻骨料或人造轻骨料作粗骨料,天然砂或轻砂作细骨料,用硅酸盐水泥、水和外加剂(或不掺外加剂)按配合比要求配制而成的干表观密度不大于1950kg/m3的混凝土。与普通混凝土相比,轻骨料混凝土具有轻质(重量减轻20%~40%)、抗震性好、抗裂性好、耐火性好等诸多优点。
一、国外研究现状
轻骨料混凝土最早由美国研制,距现在已有百年历史,1913年美国研制成功了页岩陶粒(国外又称膨胀页岩),用它配制了抗压强度为30MPa~35MPa 的轻集料混凝土,并在1928年将这种混凝土进行商业生产,此后轻骨料混凝土开始应用于桥梁、船舶制造和房屋建筑工程中。1967~1969年美国采用干表观密度为1840 kg/m3的轻骨料混凝土修建了52 层218 米高的休斯顿贝壳广场大厦,取得了显著的技术经济效益。2001 美国用轻骨料混凝土建成了总长2716 米的Benicia-Martinez 桥(林同炎国际咨询公司设计), 所用轻骨料混凝土28 天抗压强度为45MPa,干表观密度1920kg/m3。由于海洋开发的需要,在美孚石油公司等企业的资助下,美国和加拿大的科研机构联合开展了严酷环境下高强轻骨料混凝土的综合研究,取得了丰硕的成果,现在利用高强轻骨料混凝土建造的石油开采平台已经开始投入使用。
日本在第二次世界大战后才开始发展轻骨料,1955年开始生产和使用轻骨料混凝土,此后迅速推广使用,并于1998 年成立了一个由18 家公司组成的高强轻骨料混凝土研究委员会,专门研究粉煤灰轻骨料混凝土。日本不仅用轻骨料混凝土建造民用与工业建筑,还在城市公路、铁路桥梁及海洋构筑物中广泛使用。
挪威是轻骨料混凝土应用技术最为先进的国家之一,自1987年以来已经用高强轻骨料混凝土建造了11座桥梁,在1999年建成的Stolma桥和Raflsund是当时世界上跨度最长的2座悬臂桥,主跨分别为301 m和298m。
如今,欧美发达国家高性能轻骨料混凝土的应用已取得了丰富的经验,轻骨料混凝土已在工程中大量使用,其抗压强度最高可达到80MPa。1995年和2000年在挪威混凝土协会、美国混凝土协会和国际混凝土结构联合会地共同资助下,在挪威召开了第一届和第二届国际结构轻骨料混凝土会议,这个国际会议代表了目前对轻骨料混凝土研究的最高水平和研究方向。
二、国内研究现状
我国从20世纪50年代开始研究轻骨料混凝土,以陶粒混凝土的研制居多,沸石和煤矸石等轻骨料混凝土研究较少。我国1958年在北京建设了第一栋轻骨料混凝土装配式大板试点建筑;1960 年在河南平顶山建成了第一座轻骨料混凝土大桥-洛河大桥;此后轻骨料混凝土逐渐开始在工程中应用。
在70~80年代,结构轻骨料混凝土已经应用在工程上,当时强度只能达到20~30Mpa,发展缓慢。同时由于造价原因,在非结构工程中的应用中经济效益不显著,使其发展受到一定的限制。
20世纪90年代中后期,在国内外轻骨料混凝土技术迅速发展的推动下,我国高强轻骨料混凝土的研究和应用出现了新的转机。1997年我国高强陶粒、高强度陶粒混凝土的问世,标志着我国轻骨料混凝土的研究、生产和应用进入一个全新的发展时期,轻骨料混凝土又开始在高层建筑和桥梁工程中获得应用。
目前,我国轻骨料年产量达500m3,但主要用于低强度的非承重结构,如生产砌块等等。在高层建筑和大跨度的桥梁中应用与国外相比还很少,虽然现在也能配制出抗压强度达70MPa的结构轻集料混凝土,但在工程中实际只用到LC40。在桥梁工程中的应用近几年虽有所突破,但最大跨度仅达35m。全用轻集料混凝土的工程(包括桥梁、桥面板、承台、桥墩、基础)和在旧桥改造(修复、加固、加宽等)中应用仍然很少。在采油平台、水上漂浮物、船坞等特殊工程中应用更未见报导。高层建筑、大跨径桥梁的发展,对混凝土提出了轻质、高强、高韧性的要求。2004年2月“高性能轻骨料混凝土的成套应用技术研究”通过验收。该项目在昆明地区的软土地基上建成了5层框架结构试点工程,标志着结构轻骨料混凝土在我国高抗震设防区、软土地基地区房屋建筑和桥梁工程的建设中具有绝佳的应用前景。
三、目前轻骨料混凝土研究面临的主要问题
轻骨料混凝土作为一种新的建筑材料,在我国存在起步晚、研究少的问题。与欧美发达国家相比,不管是从研究水平上还是生产规模上都有较大差距。目前存在的问题主要集中在以下几个方面。
1)强度问题。
当轻骨料混凝土达到一定强度以后,在继续增加水泥用量的情况下,其强度增幅不大。
2)泵送问题。
LC40~LC60 的高强轻骨料混凝土已经开始在工程上应用,但在泵送施工过程中易离析的问题并没有根本解决,影响了轻骨料混凝土的推广应用。
3) 轻骨料的吸水问题。
在当前生产工艺条件下制造出来的陶粒吸水率都比较大,这不仅影响泵送效果,也给施工带来很大麻烦,急需研制吸水率低的轻骨料。
4)收缩和徐变问题。
高强轻骨料混凝土的收缩、徐变值通常比普通混凝土高,造成了结构物易开裂,预应力损失大等一系列问题,这些问题会对结构的安全稳定产生比较大的影响,也急需解决。
四、结束语
轻骨料混凝土在组成、结构和性能方面与普通混凝土有很大的差别,其轻质、高强、多功能的特点在大跨度结构、高层建筑、软土地基等工程中有着广泛的应用前景。随着我国经济的迅速发展,建筑高度不断增加,桥梁跨径不断增大,采用普通混凝土材料施工就显得越来越困难,因此开展高性能轻骨料混凝土的研究很有意义。
参考文献
[1]袁大伟,杨翠娜 轻骨料混凝土的研究现状分析及定义探讨(J)。混凝土,2011(6):26-28。
[2]丁建彤,郭玉顺.结构轻骨料混凝土的现状与发展趋势(J)。混凝土,2000(9):23―26。
关键词 预应力施工技术;公路桥梁施工;质量
中图分类号U41 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)97-0175-02
0 引言
预应力技术在我国公路桥梁结构施工中取得了很大的进步,而且极大地提高了公路桥梁的施工质量。预应力技术主要应用于一些工程量大施工面积广的中、小型桥梁工程中,对于一些跨径为300m~500m的大桥也可以采用这种预应力混凝土结构。在许多西方发达国家,最初修建了很多的钢桥,但是随着使用年限的加长,很多桥梁的维修养护也在与日俱增,而随着预应力混凝土技术的不断推广和应用,逐渐的弥补了这方面的不足,使得桥梁的使用寿命得到了延长,进而提高了桥梁的社会效益和经济效益。最近几年国内采用预应力混凝土进行施工的桥梁工程越来越多,这就使得使用钢桥以及钢筋混凝土进行施工的桥梁越来越少,所以说预应力技术的发展前景还是很广阔的,我国桥梁施工单位要加强这方面的重视。
1 公路桥梁预应力施工技术的应用范围
1.1应用到受弯构件中
因为碳纤维的强度比较高,加上施工操作流程简单,所以施工人员经常选择碳纤维片材作为混凝土受弯构件的加固方法。一般受弯构件在加固前其内部结构里面就存在着初始内力,而混凝土本身便含有压应变以及拉应变,所以一旦受到压力影响区域的混凝土自身的压应变升到一个最高极限值时,就会使受弯构件的承载力升到极限。
1.2应用到工程的加固施工中
道路桥梁施工过程中一定要采取必要的加固措施,也就是要对构件采取补强措施,并且要尽量的改善桥梁的结构性能,从而恢复或者将现有桥梁的承载能力提高,使得桥梁的寿命得到延长,并能满足现代交通运输的需要。而对桥梁构件还需要采取一定的卸载措施,目的是为了把桥梁加固施工时混凝土所具有的初始应变减小。这个时候可以提前对桥梁构件增加一定的预应力,并使得受压区能够产生一定的拉应力,当受拉区形成一定的压应力就会使得构件的拉应变以及压应变减小,即便这个时候构件的承载力达到极限还会促使其应变增加,并能起到加固钢筋应力的作用,这样加固钢筋所起的作用便能得到充分发挥。
1.3应用到多跨连续梁桥梁施工中
多跨连续梁分为两种,一是正弯矩区,这是指跨中区的桥梁;二是负弯矩区,通常是指支座区域。如果梁的抗弯载力以及抗剪承载力不能满足施工规定的要求,就需要施工人员采取一定的加固措施进行处理。如果跨中正弯曲的抗弯承载力难以满足施工规范规定的要求时,就需要采取必要的粘贴碳纤维加固措施,尽管施工操作流程比较简单,但是形成的主要原因还是没有解决好加纵筋锚固问题。
2 公路桥梁预应力技术施工工艺
2.1 在桥梁预应力施工过程中采取下料处理工艺
张拉工序的整个环节结束前一定要在锚垫板和钢管中进行灌浆,以便粘结段的形成,从而达到固定预应力筋的目的。此外在对预应力筋进行下料时一定要先清洗干净粘结段部位的钢绞线,并将PE 层和油脂去除。 此外施工人员一定要控制好粘结段的长度以及位置,以免工程施工过程中出现错位现象,而且在对钢绞线进行穿束时不仅要考虑到钢绞线下垂所带来的影响,还要将张拉伸长所带来的影响纳入施工考虑范围中,从而确保整个预应力筋两端的粘结段的粘结力大致相等。
2.2 在桥梁预应力施工过程中采用穿索工艺
桥梁预应力施工过程中所采用的预应力筋常将长度控制在150米以上,施工人员在开展穿索施工时的中间部位常会从墩顶导向槽以及跨中转向装置中穿过。但是倘若想把12根钢绞线全部从箱梁里面穿索,这个过程是非常困难的,所以施工人员在对预应力筋进行穿索时,一般会采取单根穿索的办法进行。穿索过程中要尽量避免钢绞线在整个桥梁范围内缠绕起来,这样便能促使预应力能够按照施工规范进行施工。在开展穿索工作前,要事先把施工所需的钢绞线、锚板孔、以及密封盖小的孔都分别进行编号, 随后用单束穿索的方法来对12 根钢绞线进行穿索, 最后根据钢绞线的位置采取必要的限制措施,以免出现钢绞线缠绕的现象。
2.3 采取压浆施工方法
桥梁构件在采用预应力技术进行施工时,通常会采用局部粘结的方法对体外索锚横梁进行固定,而且它的粘结度要达到施工设计要求的标准。通常来讲在确保压浆密实度的前提基础上需将粘结路段的粘结力保持在施工设计规定的张力的108%以上,只有这样才可以达到锚固施工规定的标准。由于压浆施工属于桥梁预应力施工项目中一道非常重要的施工工序,通常需要按照1:1 的模型试验方可开展工程的正式施工。通常压浆施工工序需要在张拉施工结束后的24小时之内进行,而且只有采用手动压浆机才能控制好压浆的均匀稳定性以及压浆的压力适度,确保整个桥梁工程能够取得最佳的施工效果。
3 控制好桥梁预应力的施工质量
3.1 控制好施工过程中的质量
1)在对桥梁采取预应力技术进行施工时一定要保证张拉应力以及伸长值的变化能够满足施工设计以及施工规范规定的标准,而且张拉以及灌浆阶段必须严格准确的对灌浆量进行计算,以免孔道的浆体不够饱满;
2)施工时一定要防止异物流入管孔,以免造成堵塞或者渗漏现象的出现。针对这种问题施工人员要把预应力的孔道接口位置以及孔道、孔端等多个位置密封起来,特别是一些下层孔道中长度比较大的灌浆孔以及排气孔一定要加强它的牢固性。另外施工人员在浇筑振捣混凝土时,为了减少损伤或者移位现象的出现,振捣时采用的振动棒切记不可以跟预应力孔道以及锚具接触在一起。通常预应力孔道以及锚具设置的部位比较集中,所以施工难度比较大,为了确保整个浇筑振捣工作的密实性,施工人员一定要在容易出现塑性沉缩裂缝的地方,选择合适的钢筋棒并辅助上人工进行插捯,接着在安装完合适的模板外还要进行敲振施工。施工人员再把混凝土浇筑完以后要及时的开展孔道检查以及清理工作,只有这样才可以把张拉端口、灌浆孔以及排气孔管口封堵住,也才能避免其它杂质进入里面,影响到后续张拉以及灌浆施工工作的顺利开展;
3)因为预应力筋外皮比较柔软,所以很容易被刺破,因而桥梁施工时一定要避免绑扎钢筋时猛放或者猛插现象的出现。在开展焊接施工过程中采用的搭接线一定要避免采用预应力筋,而且还须在安装预应力筋的构件周围采取必要的保护措施,然后开展焊接施工。等到预应力筋的铺设施工彻底结束后才能对板面筋进行绑扎,以免不能对预应力筋准确进行穿筋定位。最后才可以对板底筋进行绑扎。此外施工人员在对混凝土进行浇筑时,特别是张拉端和梁柱节点这些关键位置,必须保证混凝土能够浇捣密实;
4)因为水泥浆需具备充足的流动性,但是不能利用添水的办法来增加流动性。在采用预应力技术进行桥梁施工时定需把控好浆水、水泥以及外加剂的使用量;施工人员一定要确保搅拌好的浆体能够满足施工进度的需要;压浆前管道里面不允许丝毫的水分和其它杂物的存在,这时可以采用事先准备好的空压机把管道里面残留的水分或者杂物排除干净,然后才能开展压浆施工;
3.2 控制好桥梁预应力施工后的质量
1)预应力施工时采用的原材料要整理好检查试验的报告,并且要做好工程施工记录,此外对于工程施工过程中的一些隐蔽验收手续以及质量评定标准也要做好记录并保存好;
2)一般张拉施工完成以后的第二天才能开展封锚工作,对于一些比较长的预应力筋要选择合适的手持砂轮切割机进行切割,且要沿着封锚线进行切割。通常预应力筋切割以后要将剩余长度控制在30毫米以上;施工人员要采取措施清理干净锚具以及锚孔,需注意的是封锚一定要按照施工规范规定的进行设计,另外锚具以及预应力钢丝头必须采取一定的封锚材料将封锚堵密实,不允许出现空隙或者有外露现象出现。
4 结论
目前预应力技术已经成为公路桥梁施工中应用最为广泛、而且发展速度最快以及发展潜力最大的一门技术。然而预应力施工技术也存在着自身的不足之处,比如施工工艺流程比较复杂,而且对施工技术的要求比较高,所以施工技术人员一定要不断的提高自身的素质以及施工技术,严把工程的施工质量关,只有这样才能提高桥梁工程的施工效益,延长工程的使用期限,确保整个桥梁的性能能够得到充分发挥。
参考文献
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【关键词】大跨径 预应力 桥梁 施工
在桥梁的建设过程中因为跨度太大导致的断裂问题时有发生,再过去一味的加固增加了桥梁自身的荷载,降低了活荷载适用范围反而导致一系列断裂坍塌事故。在过去的三十年内总结了相关断裂数据提出了一系列桥梁改革方案,比较成功的就是斜拉钢索,而最为成熟的提案经过近年来的不断完善才得以展现出来,就是抵消力的作用,因此在桥梁受压之前先给一个与压力相反方向的力抵消部分桥梁自身受压形变以提高桥梁的受载能力,提升大跨度桥梁的稳固性,这类方法在很多建筑领域都有应用,即预应力混凝土应用。
一、大跨径预应力混凝土桥梁建设的意义
我国的工程设计以及工程建设的综合能力与现代化桥梁建设的技术水平有着很大的关系,同时现代化桥梁建设的技术水平也体现着我国科技水平的发展状况。在现代化桥梁的施工中,最重要的就是对施工的各个环节进行合理的控制与管理,并大力推进新技术,这对施工的质量有着重要影响。在目前的桥梁工程中,大跨境预应力混凝土梁桥的施工技术,对桥梁的建设有着重要作用,并有着广阔的发展前景。
随着我国科技水平的不断提高,在桥梁的建设方面也取得了重大进步。在桥梁的建造中,桥梁建造技术正在不断的创新以及完善中,其中预应力混凝土技术的应用使桥梁的跨度长度迅速增长,为造桥工程开辟了新的局面。施工法预应力技术的应用在很大程度上提高了桥梁施工的机械化程度,增强了对施工的管理,使钢筋、混凝土技术得到了飞跃性的进展,延长了桥梁的使用寿命,并对工程的质量做出了重要保障。
二、关于大跨径预应力混凝土桥梁的施工技术
在大跨径预应力桥梁的施工中,要以工程的具体要求为依据,结合施工的环境以及实际情况进行综合思考,合理的选择施工方法。可以选择移动模架法、分片预知安装法或者落地固定支架法对普通钢筋混凝土简支梁进行施工,可用分段悬臂浇筑法、顶推施工法、落地固定支架法、分段预制悬臂拼装法对连续梁桥与钢架桥中的主梁进行施工,采用分片预制安装法,对预应力钢筋混凝土简支梁进行施工,可使用分段悬臂法、固定支架或者专题施工法对拱桥进行施工。下面将对这几种施工方法进行具体阐述:
1、分段预制悬臂拼装法的技术分析
在桥梁工程的进行中,因为桥梁跨越能力得到了提高,导致主梁具有很大的自重,这就使分片预安装法不能顺利的进行,这时我们可以采取分段预制悬臂拼装法,这种施工方法是现将主梁进行分段预制,采取的横向分段的方式,然后从桥墩开始,以对称的形式进行悬臂拼装。
2、分段悬臂浇筑法的技术分析
悬臂施工法以前适用于钢桥的建造中,后来逐渐被引入到混凝土桥梁的施工中。这种方法基本上不用支架,从桥墩处开始,以对称的形式向不同方向进行悬臂拼装施工或者分段悬臂浇筑施工。此种方法的优点是,不影响河道的通航状况,而且这一技术在连续梁桥、混凝土悬臂梁桥、T型钢桥中被广泛使用,得到了很好的发展。
3、顶推施工法的技术分析
顶推施工法是由钢桥的纵向拖拉施工法演变而来的,它的首次使用是在1959年,奥地利的阿格尔桥的建造之中。在我国得以首次运用是在1974年狄加河铁路桥的施工中。此种施工方式是首先在桥台的后部设置预制场地,以桥的纵轴方向为开辟场地的方向,将主梁进行分阶段预制,预制出一个节段就用千斤顶施以压力,通过千斤顶的施力将梁体推出预制场地,依次将全部的梁段都被顶推就位。
4、移动模架法的技术分析
随着桥梁结构的发展,各种桥梁陆续的建造起来。在对跨径进行设计的时候,往往要对经济分孔原则进行思考,采用等截面梁的方式,这样会对施工的要求很高,施工速度要快,而且就用一套设备进行连续作业。移动模架法就是利用大型的设备,对梁进行一系列的相关作业后,将施工设备纵向移动。这样就等同于将桥梁的预制场地移动到桥位来,利用机械设备完成施工。
5、预制安装梁法的技术分析
在桥梁工程中,桥梁构件的工厂化程度越来越大,这就产生了一种新型桥梁,装配式钢筋混凝土简支梁桥。这种装配式混凝土简支梁桥,是以纵向方式进行分片预制,在经过安装与作业后再横向将它们连成一个整体。如今预应力技术被广泛运用在桥梁的建造中,起重能力也在不断的提高,这种中小跨径的装配式预应力混凝土简支梁桥也得到了广泛的应用。
6、转体施工法的技术分析
所谓转体施工法,就是充分地利用地形优势,在河流的两岸选择合适的位置,制作简单的支架,利用支架将半桥进行预制,然后利用相关的机械设备,以桥梁的结构作为转动体,将两个半桥进行转动,转到规定的轴线位置,合并成一座桥。由于一些水上造桥或高空造桥都是比较复杂的,这种施工方法可以在岸边进行施工,这样不仅保证了安全性,又减少了施工的成本,也不影响桥下的通航。
三、大跨径预应力混凝土桥梁技术的应用情况
所为预应力混凝土,就是如果在凝土结构上出现裂缝的状况,就可以发挥高强度混凝土的性能,先用荷载将压力施加在受拉区的混凝土上,这种施加压力之后的混凝土就是预应力混凝土。这种力可以对荷载所导致的混凝土拉应力产生一定程度的抵消作用,从而能够较易的对混凝土结构的构件进行控制,使混凝土的裂缝现象得到推迟,从而提高混凝土构件的硬度以及强度,对延长桥梁的使用寿命也有一定的作用。
四、大跨径预应力混凝土对桥梁施工材料的影响
所谓混凝土,就是一种建筑材料,具有着抗拉强度低、抗压强度高、抗拉变形能力小的特点,它的抗拉强度在抗压强度的百分之十到百分之十五之间,在开裂的时候没有预兆。所以需要有材料来与混凝土一期承受拉应力,以在一定程度上避免混凝土的开裂,这种材料的钢筋,钢筋的拉应力在20Mpa至30Mpa之间,如果混凝土出现开裂状况并且裂缝的宽度在0.2至2.5之间,那么钢筋的拉应力会在150Mpa至250Mpa之间。在某种情况下,钢筋可在一定程度上对混凝土产生的裂缝以及变形进行控制,例如跨度增大或荷载增加时,可以增加钢筋的用量或将钢筋混凝土结构构件的载面积增大,但是此种方法会比较麻烦,还会造成浪费现象,而且结构的自重也会因此而增加,从很大程度上限制了钢筋混凝土结构的使用范围,使其使用范围缩小。要想有效防止混凝土开裂,使混凝土的结构能够更加坚实、可靠,就要想办法对混凝土抗拉性能弱这个缺点进行有效改善。
结束语:
综上,桥梁的跨度问题属于技术难题,作为大跨度桥梁施工需要考虑问题有很多,在科技不断发展的推动下,预应力混凝土技术已经日益完善,作为新兴的钢筋混凝土技术这类技术在桥梁建设的应用前景有着不可估量的价值,并且在一定程度上提升我国桥梁跨度的最远距离,节约了桥墩施工的造价费用和相关技术难度,预应力钢筋混凝土的应用还处于有待完善的阶段,因此需要相关桥梁专家们的不断研究与试验,总结出相应更高效更有利的应用方法和造桥方案。
参考文献
[1]覃淇锋 大跨径预应力桥梁的施工技术初探[J] 房地产导刊 2013(6)
关键词:铁路桥梁;工程技术;发展趋势
一 、材料的应用技术发展
从铁路桥梁的逐步发展来看,材料的应用对它有着重要的作用,新式材料的应用引导了铁路桥梁的发展。如果材料的发展止步不前,就没有新型桥型的更进。但是在目前看来,还有一部分已经有了构思和思路的大跨桥梁设计,因为没有找到合适的材料而迟迟不能实现。所以可以看出,新型材料确实是铁路桥梁建设的基础所在。钢材、混凝土是铁路桥梁建设中的两种重要材料,目前此类材料具有高性能、质量轻、功能全的发展前景,下文将阐述铁路桥梁建设中应用材料的发展。
1.1钢材材料
从目前来看,各种跨度大的桥型都是钢桥类型,之所以会有这种现象是得利于钢材料的优质发展。因钢材桥发的高性能性质,桥梁钢材料的强度提高问题在世界上都是受瞩目的。对于桥梁的建造上,钢材料不仅要注重高强度,有爱有其韧性、防腐性、抗疲劳力和可焊性等质量性能。得过早在30年代就开始生产St52钢,它以锰钢为首要,其次加硅,使之强度可以达到620Mpa。接着是英国于60年代采用了强度可达550~640Mpa的低碳合金钢与铁路桥梁的建设中。美国、日本、苏联等这些国家是在铁路桥梁建设技术中使用的钢材料强度较高的国家。我国在修建南京长江大跨桥的时候,第一次使用16Mnq的低合金钢。因桥梁逐渐加大跨度的延伸来考虑九江大桥的跨度需要,屈服点、极限强度都在一定程度上提高。在1991年建立的耐候钢桥上采用的是NH-359的耐候钢,为养护费的支出节约了很大一部分。所以在我国应用到焊接中的桥梁钢只有两种,15Mnp与16MnVNq,
与美国和日本相比,我国在水平上面依然有着一定的差距所以今后要联合冶金部门对铁路桥梁的建设进行深入研究,研制出更有实用性的桥梁建设钢材,特别是不同尺寸和性能的钢材料。
1.2高强度钢筋
根据调查现实,混凝土桥上若是采用了高强度钢筋,可大程度上提高拼接的功能,还可以使大桥的桥垮能力提高的同时,降低修建结构中大半的费用,所以有了这个优点,很多国家都在极力推崇和研究这种预应力强的大直径高强钢金。因为高强钢筋不适合对焊的纵向连接,所以精轧螺纹形状的钢筋也被多国家所青睐,都在进一步研究发展。这种钢筋上含有不对称的螺纹,可以任意长度的切割,切断之后可以使用套筒的螺母用来连接,还可以提高与混凝土之间的粘结力。此种钢筋已经被很多国家广泛应用。
1.3高强度的钢丝与钢绞线
目前国外一直流行着低松弛的钢丝和钢绞线,这些最早是英国研究成功的,是一种经过了稳定处理过的钢材。这些钢丝和钢绞线在经过处理之后与普通的相比会有3/5-4/5的松弛率,所以相对会节约部分钢材。而且钢丝和钢绞线在经过处理之后,它们的屈服强度、钢的韧性、耐热性也会有一定的提高。这些高强度的钢丝与钢绞线已经在多数国家广泛采用,我国也在采用之中。
1.4高强度混凝土
高强度混凝土,顾名思义是比普通的混凝土强度高的一种,国家对其标准并没有确定的要求,在我国高于C60级强度的混凝土便标为高强度的混凝土,而美国把大于41Mp的就可以作其定义。苏联对其定义为48Mp以上的就可以称做是高强度混凝土。高强度混凝土有很多有点,即实用又牢靠,有抗压强度高和抗击性大,持久性强的特点。
1.5轻质混凝土
轻质混凝土在很多国家的铁路桥梁建和中都被采用过,它是以轻质的骨料制成的混凝土。轻质混凝土虽然也被投入使用,但并不非常普遍、广泛,因为轻质混凝土在使用中还存在着一些缺点。很多人认为为了抗震选择轻质混凝土也会对小跨径的铁路桥梁自重的减轻达到好的效果。可是如果在大跨径的铁路桥梁上便不适用这种材料,它不能达到理想的效果。
1.6碳纤维的强化复合材料
在构建中应用到碳纤维强化复合材料,它具有刚度大和重量轻的特质,并且热膨胀系数较低、抗疲劳以及抗腐蚀的优点。以上这些有点都为它的采用性创造了很大的可行性质。目前很多国家对其的研究也很火热,但因为它成本较高,所以并未被广泛应用。
二、桥式基础技术发展
2.1各国桥型时展
我国在铁路桥梁建设材料的研究技术方面不断发展、创新。不一样结构的和不一样体系的桥梁便在跨径与长度之间不断增加,而且铁路桥梁大跨桥一般都位于水位较深、水流较急的恶劣环境中,地区的地质都较为复杂,这也就造成水中的基础增大、增多。从我国铁路桥梁发展可以分为以下几个时期:
一期:在19世纪的中期到末期是铁路桥梁的修建阶段,这时期多以熟铁作为主要材料,桥式几乎是桁梁桥、拱桥两种,只有少数的是平炉钢桥,深水中的基础并不多。
二期:在20世纪的初期一直到末期,钢桥是这个时期的主流桥型,钢筋混凝土桥也是在这个时期开始发展。此时期内钢桥多数是拱和桁梁,拱桥多数是由钢筋混凝土为材料,用沉箱和沉井作为深水基础。
三期:从20世纪的中期到今天为止一直发展预应力钢筋混凝土桥,同时也开始推崇新型钢桥。拱形桥、箱型桥以及桁梁桥是这个时期钢桥的种类。
2.2悬索桥
悬索桥是跨力最为突出的桥型,它是唯一一种可以跨越跨径大于1000m的铁路桥梁类型。根据研究来看,它甚至最大限度跨径可以大到4000m左右。现有的铁路悬索桥并不是很多,但相信在日后此种悬索桥还会不断被修建,并且跟随桥梁跨度技术的研究和发展来看,强应力钢筋混凝土材料的悬索桥的出现也指日可待。
2.3斜拉桥
斜拉桥是仅次于悬索桥跨度的桥型,它有造价低、刚度大的特点,并且用钢料少,从以上这些优点来看,它比悬索桥更具有实用价值。
2.4拱桥
拱桥也是一种跨度较大的桥型,它的历史比较久远,它的发展自1916年美国起,在本世纪的50年代左右是最兴盛的时期。在这之后,由于其他性能更高的桥型越来越多,拱桥的应用便开始减少,目前美国、德国以及日本仍旧是拱桥修建技术水平处于先进阶段的国家。
三 、施工技术的发展
3.1架设桥跨结构
国内、外对于铁路桥梁上部的结构架设的修建方法有很成熟技术水平,但是种类较多。可是不论是哪一种桥型,它们之间的架设施工技术都很类似。大跨度钢桥在进行架设的时候,会采用安装预制前方法,混凝土桥运用了预制拼接架设就地支架和平衡悬臂的方法,在国内的混凝土铁路桥梁建设中此种方法运用的较多。
3.2 基础结构施工
从上述内容可知,才我国进90年代之后,铁路桥梁建设中深水基础的先进技术水平与日本的差距并不是很大,在施工中利用全自动的装渣、排渣还有挖掘机等,运用具有现代化水平的检测系统。在充分利用这些之后就会使铁路桥梁得深水基础施工达到一定程度上的自动机械化水平。
结束语:综上所述,我国的铁路桥梁技术水平已经在世界上达到偏中上等的水平,还有很多不足的基础反面落后于先进水平的国家。相信在经过我们各方面不懈努力的坚持下,我国的铁路桥梁技术工程水平会步入世界先进水平队伍之中。
参考文献:
[1] 汪胜义;碳纤维复合材料(CFRP)在桥梁工程中的应用及前景[J];重庆交通学院学报;2005年01期
1.高职院校对该专业应当给予高度的重视
道桥专业由于受到专业的限制,很少有学生会切实到现场去进行实习,所以,高职院校道桥专业的教师在上课之前,最好是能够组织学生到施工现场去看一看,这样一方面能够增强学生的感性认识,另一方面也能够培养学生的兴趣,充分调动学生学习的积极性,使学生能够从被动学习向主动学习的方向转变。高职院校是培养应用型人才的摇篮,正因如此,教师就更应该多多组织学生到施工工地去参观。除此之外,我国高职院校应当构建学习型教学团队,一手抓学生的基础知识,帮助学生深入的了解知识内涵。另一手要着重抓学生的实践能力,建立长效管理机制,为进一步提高学生的成绩打下坚实牢固的基础。
2.进一步提高教师的综合素质
我国绝大部分高职院校的教师在一毕业就从事了教育工作,实战经验相对比较匮乏,这种现状不利于教师在教学过程中将理论知识和实践知识有机的结合到一起。正因如此,高职院校应当定期或不定期的组织教师到施工工地进行参观,鼓励教师到施工工地进行实习,切实提高教师的实践能力。不仅如此,高职院校还可以建立校企合作平台以及教师交流平台,通过这两种方式,实现教师之间的沟通和交流,实现资源共享,以此来提高我国高职院校路桥专业教师的综合素质。
3.要求学生掌握一项核心技能或是核心试验检测
教师在教学过程中,应当做到从实际出发,针对学生的具体情况去实现教学,帮助学生树立学习目标,使学生能够在在校期间熟练的掌握一项核心技能或核心试验检测,学生在掌握上述核心知识的基础上,在毕业后以零磨合的前提下迅速投身到工作岗位上去,极大的增强了学生的竞争力。不仅如此,学生如果掌握了一项核心技术或是核心试验,也极大的增强了学生的自信心,在以后的工作和学习中,也能够积极的面对挫折与挑战。
4.进一步加强培养学生的情商
通常情况下,道桥专业的工作场地都是在野外,因此,学生在就业后应当快速处理好自己的生活,闲暇时间可以看看书,养成不断学习的好习惯,不仅如此,高职院校的教师还应当对学生的口才进行培养,使本专业的学生在毕业后能够和相关工作人员做好沟通和交流,能够在团队合作的背景下完成自己的工作,提升整个团队的工作效率。
5.建立校企合作模式,实现工学的有机结合
通常情况下,实习被安排在大二。高职院校道桥专业的教师在安排学生实习的过程中,一定要注重工学的有机结合,很多学生、教师以及家长对工学结合存在一定的认识错误,认为工学结合就是为了能够多赚钱,在校期间应当以学习为重,不要将精力都浪费在赚钱上面,这种想法是错误的,工学结合是将学校学到的知识,通过一定的途径应用到实践当中去,实现理论与实践的有机结合。建立校企合作模式,实现校企合作模式,对于学校、学生以及企业来说都是非常重要的,对于学校来说校企合作模式能够使其深入的了解道桥行业的发展前景以及技术更新等方面的信息,进而进一步提高学校的教学质量。对于学生来说,通过校企合作模式实现教学交流与合作,能够实现理论与实践的有机结合。对于企业来说,企业通过校企合作模式能够进一步选拔专业人才,为企业注入新鲜的力量,从而促进企业的进一步发展。
6.建设专业,应当将学生的层次进行划分
绝大多数学生毕业后都是从事实验员以及测量人员的,而以后能否逐步发展成为技术师以及测量师就是高职院校的教学质量来决定的,因此,高职院校应当尽可能的对学生进行层次划分,从而建设专业建设,不仅如此,高职院校在建设专业的过程中,还应当加大教师的培养力度,培养更多的双师型教师,实现教学质量以及专业建设的双方面发展。
结语