桥梁结构论文范文

时间:2023-04-08 17:45:31

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桥梁结构论文

篇1

桥梁结构应具有足够的强度,以承受作用于其上的重力和附加力;结构各部必须具有足够的刚度,以使其在荷载作用下不产生过大的挠曲和变形;结构各部尺寸必须具有适当大小,以使其承受轴向压力时的构件不发生屈曲,丧失稳定性。同时结构也要具有较高的耐久性。由于作用荷载的随机性、材料强度的离散性、制造与施工质量的分散性、计算假定的近似性,致使在长期使用过程中桥梁结构产生病害,其具体原因如下:

1.原设计荷载偏低,交通发展后车辆荷载增大,桥梁因承载能力不足而产生病害。

2.结构设计中存在缺陷,如采用桥型结构不当、设计假定不尽合理。

3.桥梁施工质量差,未按设计要求和施工规程实施。

4.不重视桥梁后期养护工作,没有及时消除己产生的病害。

5.洪水等自然灾害使桥梁产生损坏。

6.地质条件差,如滑坡、软基等导致桥梁产生病害。

二、桥梁加固的一般流程

在桥梁结构发生病害后,需要采取措施进行加固维修或者更换。桥梁加固工程一般应遵循以下工作程序:

结构可靠性鉴定—加固方案确定—加固设计—施丁组织设计—施工—验收。

结构可靠性鉴定,主要是对病害结构的病情诊断。加固方案好比处方,加固设计是现行规范及有关标准对加固方案的深化过程。加固施工是对被加固结构按加固设计进行加固的施工过程,对于大型结构加固,为确保质量和安全,施工前应编制施工组织设计。

三、桥梁加固增强技术

桥梁的增强改造可以分为裂缝修补和对桥梁结构的加固增强,下面介绍其特点及其适用的场合。

(一)裂缝修补技术

裂缝修补的目的在于恢复结构物的防水性和耐久性,主要技术有:

1.表面处理法,在微裂缝的表面涂抹填料及防水材料,以提高其防水性和耐久性。对于宽度发生变化的裂缝,要设法使用有伸缩性的材料。

2.注浆法,在裂缝中注入树脂或水泥类材料,以提高其防水性及耐久性。主要注浆材料是环氧树脂,多采用低压低速注入法。环氧树脂注入法与钢钉并用,可以增强裂缝部位的整体性,是一种防止裂缝继续发展的好办法。

3.充填法,这是一种适合于修补较宽裂缝的方法,具体做法是沿裂缝凿一条深槽,然后在槽内嵌补各种粘结材料,如水泥砂浆、环氧砂浆、膨胀水泥砂浆、环氧树脂硅、沥青及各种化学补强剂等。4.表面喷涂法,喷浆修补是一种在经凿毛处理的裂缝表面,喷射一层密实而且粘度高的水泥砂浆保护层,来封闭裂缝的修补方法。喷浆前,需要把结构表面的剥离部分除去,再用水冲洗清洁,并在开始喷浆之前把基层湿润,然后再开始喷浆。

5.粘结钢板封闭法,当钢筋硂构件产生主拉应力裂缝时,可对裂缝先进行处理之后,再在裂缝处粘结钢板,并用膨胀螺栓对钢板加压。钢板粘结方向应和裂缝方向垂直。

(二)桥梁加固增强技术

本文以最常见的桥梁结构形式的上部结构及其常见的加固方法进行说明。

梁式桥上部结构加固增强技术主要有加大截面加固法、外部粘贴加固法、外部预应力加固法、改变结构体系加固法、增设纵梁加固法。

加大截面加固法采用增大构件的截面面积,根据荷载大小和净空条件不同,可分为以加大截面面积为主和加配钢筋为主两种加固方案。

外部粘贴加固法系用型钢、玻璃钢等材料通过环氧树脂等粘合剂粘贴在结构外部,以提高结构承载能力的一种方法。适用于构件尺寸受限制但又必须大幅度提高结构承载能力的场合,必须保证粘和剂的质量

外部预应力加固法指运用预应力原理,在增设的构件或原有构件上施加一定初始应力的一种加固方法。采用对受拉区施加预加压力,可以抵消部分自重应力,起到卸载、减小跨中挠度、减小裂缝宽度或闭合裂缝的作用。

改变结构体系加固法通过增设支撑或桥墩,把简支变为连续、在梁下增设如钢架等加劲梁或叠合梁,以减小梁内控制截面峰值弯矩,提高承载能力的一种加固方法。

增设纵梁加固法在桥梁墩、台基础稳定,并具有足够承载能力的情况下,可采用增设承载能力高和刚度大的新纵梁,这些新梁与旧梁连接在一起共同受力。由于应运中的车辆荷载在新增主梁后的桥梁结构中重新分布,使原梁中所受荷载得以减少,加固后的桥梁承载能力和刚度得以提高。当增设的纵梁位于主梁的一侧或两侧时,兼有拓宽的作用。此法适用于梁体结构基础完好,而承载能力不能满足要求的场合。

(三)桥梁结构加固新技术——锚喷

篇2

就目前的发展来看,我国的桥梁结构设计的倾向如下:比较注重强度而忽视耐久性;重视强度极限而忽视使用极限;重视结构的建设而忽视结构的维护,这样的设计倾向直接导致了桥梁工程事故的不断发生,不利于和谐社会的发展。我国的桥梁设计理论和结构构造体系还有诸多需要完善的地方,在桥梁设计过程中,尤其在桥梁施工和使用期安全性上改进的空间还是比较大的。在结构设计中首先要选择科学合理、经济的方案,其次是结构分析与构件和连接的设计,还要运用规范的安全系数或可靠性指标给结构的安全性以最大的保障。

2我国现代桥梁结构设计的注意事项

2.1对于结构的耐久性问题要重视

在我国的桥梁建设过程中,很多时候都缺少建设前期所需要准备、视察及考证等工作,这是一大问题。周围的环境会在很大程度上影响到桥梁的建设和使用,不仅包括由于车辆超载而出现的疲劳情况,还包括桥梁结构本身的老化和损伤。我国从上世纪九十年代有些研究者就针对桥梁结构的耐久性进行了研究,但多集中在桥梁的材料及统计等方面,而对桥梁结构及设计的研究却是忽视的,还缺少以设计及施工人员为出发点改善桥梁的耐久性。设计人员所关注结构的计算方法比较多,而容易忽视总体构造的设计和一些细节处的把握。结构耐久性的设计应该有别于其他普通的结构设计,就现阶段而言,我国桥梁结构的耐久性研究应转变为定量分析而不是传统的定性分析。诸多研究实践表明一座桥梁是否能够安全使用,结构的耐久性发挥了很大的作用,经济性也包含在其中。

2.2充分重视桥梁的超载问题

超载会造成桥梁疲劳应力幅度加大、损伤加剧,严重的情况下还可能引发结构破坏事故。桥梁的超载不仅会引发疲劳问题,还可能造成桥梁内部损伤难以及时恢复,进而使得桥梁在正常荷载下的工作状态产生一定的变化,将威胁到桥梁的安全性和耐久性。所以设计人员应加强分析超载所带来的严重后果,最大限度的加强桥梁的稳定性。

2.3重视对疲劳损伤的研究

动荷载是桥梁结构所承受的车辆荷载和风荷载的主要方面,其会在结构内产生循环变化的应力,除了会引起结构的振动外,结构的累积疲劳损伤也是不可忽视的方面。在桥梁建设中所使用的材料实际上均匀性和连续性都不是很理想,诸多微小的缺陷夹杂其中,在循环荷载作用下,它们会不断发展、合并进而形成损伤,最终形成宏观裂纹。一旦宏观裂纹没有得到很好地控制,就会产生材料、结构的脆性断裂。疲劳损伤在初始阶段被察觉的可能性比较小,所产生的严重后果却是毁灭性的。所以应该加强疲劳损伤的研究工作。

2.4积极借鉴国外的经验和成果

我国桥梁设计中存在结构使用性能差、耐久性和安全性差等诸多问题,这和现阶段我国的施工质量和管理水平不高是分不开的,但问题已然存在,并且在短时间无法得到有效解决,设计人员对此问题要有一个清醒的认识,在设计时对上述问题充分考虑到,运用恰当的设计方法、恰当的安全系数使桥梁的使用性能达到要求的标准,这才是设计的关键。尤其是桥梁的耐久性和安全性问题与结构体系、使用材料选择不合理、结构细节处理不当有着千丝万缕的联系。针对我国设计中存在的问题应积极借鉴国外的有益经验,PBD就是其中之一。PBD即为性能设计,涵盖了结构设计的众多方面,如变形、裂缝、振动、耐久性等。PBD研究不仅保证了桥梁结构在使用中的安全性,还具有很多优良的使用性能,这其中包括寿命和耐久性、耐疲劳性、美观等。对此,我国应该积极借鉴其优良方面的性能,并结合我国桥梁设计的实际和使用过程中的具体情况来最终寻找适合我国的设计。

3对我国现代桥梁结构设计的建议

总而言之,我们在对桥梁结构的耐久性、疲劳损伤以及桥梁超载问题进行必要研究的同时,还可以把研究面放得更宽一些,诸如结构系统的可靠度、模糊随机可靠度等,这样做的目的都是为了加强桥梁结构设计的使用性、安全性及耐久性。下面就选择几个方面就行分析,希望为研究人士提供参考。

3.1结构系统的可靠度分析

结构系统可靠度分析其实不是一项容易的研究课题,具有一定的复杂性,近年来不少研究者对其从不同方面进行了研究,并且取得了一定的研究成果。例如利用系统系数,主要针对结构各种破坏水平所对应的极限状态不同,计算系统可靠度并进行结构设计的方法;利用蒙特卡洛法应用重要抽样技术最终将结构系统的可靠度计算出来。另外还有研究者对系统可靠度界限进行深入的研究。总而言之,在进行系统可靠度的研究上难度系数比较大,内容也包罗万象。在研究上还是有一定的上升空间的。

3.2在役结构的可靠性评估与维修决策问题

对在役建筑结构的可靠性评估与维修决策正成为建筑结构学的边缘学科,它既包括结构力学、断裂力学、建筑材料科学、工程地质学等比较基础的理论,还离不开施工技术、检验手段、建筑物的维修使用状况等方面的内容。值得注意的一个方面是对于在役结构的可靠性评估的研究,经典的结构可靠性理论也可在此过程中得到更为广泛、更有深度的进步和发展。

3.3模糊随机可靠度的研究

模糊随机可靠度理论研究作为工程结构广义可靠度理论研究的重要内容,在不断健全的模糊数学理论与方法的推动下,会得到不断的完善和发展。

4结束语

篇3

关键词:高铁连续梁桥施工;控制问题;探讨

Abstract: high-speed rail bridge construction is a relationship between the beneficial to the people's livelihood projects, during the construction process, safety must be full control of construction, to put one's heart and soul into serving the people, people's satisfaction with the project construction. At present, the high-speed railway in our country most of the use of continuous bridge hyperstatic structure, the bridge structure stiffness, little deformation, driving comfort, less expansion joint, stress the key section of high-speed rail continuous beam construction control including control, linear control, temperature control, work structural stability control and safety control work, this paper mainly discusses the high-speed rail construction control of continuous beam bridge and control method.

Keywords: high-speed rail continuous beam bridge construction; problem; discussion

中图分类号:TU755 文献标识码:A文章编号:

1、引言

近些年来,我国的高速铁路得到了迅速的发展,给人们的交通出行带来了极大的方便,但是,高速铁路的建设要求很高,在施工中也存在一些困难,尤其是桥梁的设计和施工,给设计人员和施工人员带来了巨大的挑战。由于悬臂结构和T型刚构的桥梁需要设置较多,容易出现“搓板”现象,因此,我国高速铁路大多使用超静定结构的连续式桥梁,这种结构的桥梁刚度大、变形小,行车平顺,伸缩缝设置较少,优势明显。本文主要针对超静定结构的连续式桥梁来探讨桥梁的施工控制方式。

2、高铁连续桥梁现场施工控制内容

高铁连续梁现场施工控制的内容包括线性的控制工作、关键截面应力的控制工作、温度控制工作、结构稳定性控制工作以及施工安全控制工作。

2.1 线性控制

线性控制是高铁连续桥梁现场施工控制工作中最为重要的内容,其具体的内容包括几何外形控制工作以及挠度变形控制工作。在桥梁施工的过程中需要严格的控制好梁体的竖向挠度变形以及桥梁的几何外形。

2.2 关键截面应力控制

为了控制好关键截面的应力,必须要在桥梁关键截面处设置好应力的观测点,对应力变化进行实时的检测,如果发现应力出现偏差,就要做好调整工作,提高桥梁结构受力的稳定性。

2.3 温度的控制

温度的控制是桥梁施工控制工作中的主要内容之一,合理的温度控制能够检测出现场气温的变化以及桥梁内部混凝土的温度变化,能够有效的防止开裂情况的出现。

2.4 稳定性的控制

高铁桥梁中有大量的高桥墩、大块度以及薄壁的箱型结构,这种结构的大量使用会降低桥梁的整体刚度,影响桥梁的稳定性,因此,必须要重视好桥梁结构稳定性的控制工作。

2.5 安全的控制

高铁桥梁施工时一项关系国计民生的大工程,在施工的过程之中,必须要全程控制好施工的安全性,做到全心全意的为人民服务,建设好人民满意的工程。

3、高铁连续桥梁现场施工控制方式

对于高铁连续桥梁的施工控制工作,需要严格的根据施工进度和施工方案来完成,从现场梁体的整个施工开始时期到最后的合拢期,控制人员都必须对整个现场梁体内部的温度和应力进行及时的观测,再根据观测数据的变化来修改理论模型,计算出下一节桥梁的预拱度,并建立好模标高来对整个施工过程进行指导。

3.1 高铁连续桥梁的施工控制方式

待整个桥梁下部结构的施工完成之后,由于实际的现场环境有一定的限制性,因此,施工单位以及设计单位必须对设计方式进行反复模拟分析,对设计方案进行优化。此外,为了更好的控制施工过程的应力,必须要对桥梁结构应力变化进行实时的检查,以便保证整个梁体结构受力的稳定性。同时,在埋设传感器时,需要考察现场钢筋网的实际情况,在测点处沿纵桥方向设置好传感器,以便对连续桥梁结构的应变值和应力进行实时的测量,此外,还要注意到导线沿腹板钢筋处的温度和应力变化情况。

3.2 高铁连续桥梁施工过程中温度与裂缝的控制措施

对于高铁连续桥梁的施工,必须要注意到温度应力的产生,如果混凝土温度应力较大,就可能导致混凝土施工完成后出现开裂的情况。对混凝土温度应力产生影响的因素十分复杂,水泥品种、施工现场环境、混凝土浇筑温度、混凝土收缩等问题均会对温度应力产生影响,因此,在浇筑混凝土的过程中,必须要对其内部温度进行实时的监控,在混凝土浇筑完成后,要做好后续的养护工作,在养护时要注意降温,防止由于温度应力的影响导致浇筑完成的混凝土出现开裂。此外,要注意到,如果浇筑作业在冬季或者晚上气温较低的情况下施工,混凝土很容易出现不均匀的温度变化,进而出现裂缝,因此,在浇筑完成后,要在混凝土表面进行保温处理,在其表面加盖干草、棉絮等,防止由于温差的因素而发生裂缝。

3.3 高铁连续桥梁配筋的设置

据国内外的研究调查结果表明,当混凝土由于内外温差的影响出现收缩时,并不会导致钢筋出现收缩,但是在钢筋与混凝土之间也必然会出现收缩的应力,由于混凝土材料具有非均匀性的特征,在混凝土出现收缩时,内部的各个质点也会出现非均匀性受力情况,也会出现一些集中的应力点,在受力的增加下,就会发生局部变形,如果发生变形,那么就会出现地方裂缝。为了防止该种裂缝的产生,必须在应力集中点的位置合理的配置钢筋,减少混凝土的受力,提高混凝土的抗拉性能。

参考文献:

[1]周雄.沪杭高铁连续梁桥施工控制若干问题研究[期刊论文],武汉理工大学,2011,05(01)

[2]汪琴,何亚伯.基于自适应的大跨径连续梁桥施工控制[期刊论文],建设工程安全理论与应用——首届中国中西部地区土木建筑学术年会论文集,2011,08(06)

篇4

关键词:连续刚构桥;施工监控;有限元;计算模型

中图分类号:TV331文献标识码: A

1引言

预应力混凝土连续刚构桥具有变形小、结构刚度好、行车平顺舒适、伸缩缝少、养护简单以及抗震能力强等优点。其与连续梁的主要区别在于柔性桥墩的作用,使结构在竖向荷载作用下基本上属于一种墩台无推力的结构,而上部结构具有连续梁桥一般特点。

预应力混凝土连续刚构桥在施工过程中,由于桥梁结构的空间位置及形状随施工的进展将不断发生变化,要经过多次的体系转换过程,若同时考虑到施工过程中的结构自重、施工荷载以及混凝土材料的收缩、徐变、施工荷载等因素的影响,将可能导致桥梁合拢困难、成桥线形与设计要求不相符、设计状态难以保证等问题。因此,必须对大跨度桥梁的施工预拱度、主梁梁体内的应力等进行严格的施工控制。施工控制是连续刚构桥修建和发展必不可少的保证措施,主要包括几何(变形控制)、应力控制、稳定控制和安全控制,其中安全控制是桥梁施工控制的重要内容,变形控制、应力控制、稳定控制的综合体现。由于结构形式不同,直接影响施工安全的因素也不一样,在施工控制中需根据实际情况,确定其安全控制重点。

本文以温福铁路客运专线田螺大桥作为工程背景,对该桥悬臂浇筑施工过程进行了应力控制研究,对施工控制理论在工程实践中的具体运用进行了详细的分析,采用大型计算软件MIDAS/CIVIL对全桥进行了仿真模拟分析,并对实测值和计算值进行比较分析。

2. 工程背景及测试方法

温福铁路客运专线田螺大桥位于云淡门海纯潮区,通航净空为120 m×24 m,主跨为(88+160+88)m预应力混凝土连续刚构。全桥立面布置见图1。

图1 田螺大桥总体布置立面图(单位:cm)

梁体采用C60混凝土,墩柱采用C45混凝土,承台和桩基采用C30混凝土。预应力钢绞线均采用《预应力混凝土钢绞线》(GB/T5224-1995),标准强度1860MPa,直径15.2mm,弹性模量Ey=1.95x105MPa的低松弛钢绞线。

3 有限元计算模型的建立

田螺大桥为三跨高墩的大跨径连续刚构梁桥梁,分析计算采用有限元综合分析程序MIDAS/CIVIL, 且桥的单元类型采用MIDAS/CIVIL中的“变截面梁单元”,由2个节点构成的,是属于“等截面或变截面平面梁单元”,具有压、剪、弯的变形刚度。为了更真实的模拟实际工程现场,在MIDAS/Civil中材料的选取时混凝土选用自定义材料,从现场及实验室的资料定义材料参数。全桥计算模型共划分155个单元,164个节点,其中上部结构123个单元,桥墩32个单元,全桥采用“自适应控制法”进行施工监控。全桥计算模型如下图2所示。田螺大桥

图2田螺大桥有限元模型

4 成桥阶段内力及应力计算结果

施工控制仿真分析,就是通过合理的模型,采取有效的结构分析方法,对桥梁的成桥线形、受力状态和施工中的线形、受力状态进行一定精确度的模拟分析的过程。现以田螺大桥的成桥状态为例,在恒载+活载组合下结构的内力及应力见图3和图4.

(1)主梁弯矩图(kN.m)

图3全桥弯矩图

(2)主梁剪力图(kN)

图4全桥剪力图

(3)主梁应力图(MPa):

图5全桥上缘应力图

图6全桥下缘应力图

通过图3-图9可以看出,成桥状态下的弯矩、剪力和应力完全符合设计要求以及满足铁路桥涵施工规范中对C60混凝土的抗压极限强度为20MPa,抗拉极限强度为1.17MPa的安全要求。

5 应力监控

在施工过程中,对每一节段的施工循环,在立模、混凝土浇筑之前、混凝土浇筑之后、张拉预应力之前、张拉预应力之后均应进行应力应变测试并与变形测试同时进行。

图7 计算应力与实测应力的比较

图8 计算应力与实测应力的比较

图11 计算应力与实测应力的比较

图4-34计算应力与实测应力的比较

通过以上的比较可以明显的看出,计算应力与实测应力的曲线形状大致相同,这说明本桥的有限元计算模型符合实际,施工也是基本符合规范要求的。对于梁段的上缘应力,实测值明显大于理论计算值,这是由于施工过程中预应力的超张拉及施工过程桥面上的施工荷载等引起的。对于梁段的下缘应力,则基本上表现为在20#块施工前实测应力小于计算值;而在20#块施工之后以及后续的合拢段施工中则表现为实测值大于计算值。这是由于前期受桥梁自重以及施工荷载影响导致箱梁下缘受压,抵消了一部分张拉的预应力,使得实测值偏小;而自20#块的施工开始桥梁即将合拢并完成体系转换,使下缘压力减小,实测值重新高于计算值。

由上述实测值与理论值的比较可以看出主梁应力实测值与理论计算值的误差较小,箱梁混凝土采用C60,在允许应力法施工中其抗压极限强度为20MPa,抗拉极限强度为1.17MPa,计算值及施工过程实测值均在规范限值之内,整个过程混凝土的应力是安全的。这说明混凝土浇注、预应力张拉以及合拢等施工过程是规范的,同时也说明了本文所采用的计算模型是正确的、计算结果是可靠的、测点的埋设是成功的,进而可以判断连续刚构桥在悬臂施工过程中是安全可行的。

6.结论

本论文从工程实际出发,以田螺大桥为工程依托,对大跨度预应力混凝土连续刚构桥施工监控、稳定性分析。监控过程表明,“自适应控制”理论能很好的适用于连续刚构桥的施工监控,只要系统逐渐过渡到自适应状态,桥梁状态即在控制之中。因此,对系统参数以及计算模型的修正是施工控制的核心内容。

结构自重误差在大跨度桥梁中普遍存在,并且对结构的变形和应力影响都很大,施工中应严格控制自重误差。本工程在施工过程中应力与位移均在控制范围内,并且实现了误差极其微小的主跨精准合拢,合龙后线形与预计线形有很好的吻合,可见田螺大桥的控制系统是有效的。

参考文献

[1] 黄建跃, 王树林.大跨度连续刚构桥施工主梁变形监测的必要性与方法. 桥梁建设,2003(1):48-52

[2] 武芳文等. 连续刚构桥梁悬臂施工线形控制分析. 铁道工程学报,2006,7 (4) :29-34

[3] 张永水, 曹淑上. 连续刚构桥线形控制方法研究. 中外公路,2006, 12 (6): 83-86

[4] 雷俊卿, 王楠. 预应力混凝土连续刚构桥施工监测与仿真分析. 铁道学报,2006, 4 (2):74-78

[5] 陈浩. 大跨高墩连续刚构桥的稳定性分析[学位论文].西南交通大学,2004

篇5

关键词:斜拉桥,线型,拼装,零初位移法

Linear monitoring of cantilever assembly line of long span cable stayed bridge

zhouyuanyi

(chongqing jiao tong university,congqing,400074 china)

Abstract:Long span composite girder cable-stayed bridge is a trend in the future development of cable-stayed bridge, because it can give full play to the mechanical properties of the material and can maximize the span of the bridge. The linear control method based on geometric principle is widely used in the process of the cantilever assembly of the main girder of the cable-stayed bridge. The zero initial displacement method can be used to realize the control of the assembly process.

Keywords: cable-stayed bridge, linear, assembly, zero initial displacement method

所谓叠合梁梁斜拉桥即边跨采用混凝土主梁,而主跨采用钢混叠合主梁,混凝土梁和钢混叠合梁的链接点设在主塔附近。当边跨采用混凝土主梁而主跨采用钢主梁时,边主跨的刚度比和恒载重度比相差比较大,从而使边跨具有良好的锚固作用和压重作用。钢混叠合梁是大跨度斜拉桥常采用的主梁形式,其特点是较混凝土主梁而言自重大大减轻的同时充分发挥了材料的力学性能,从而增加了桥梁跨越能力。钢混叠合梁在施工过程中一般采用悬臂拼装的施工方式,首先在预制场分段加工制造钢主梁,然后悬臂拼装就位预制的钢主梁节段,最后安装张拉斜拉索及桥面板。本文以贵州某特大斜拉桥为例,对悬臂拼装主梁的线型问题进行讨论,计算过程采用零初位移法计算了主梁的制造线形及安装线形,解决了悬臂拼装过程中线形控制的难题。

乌江特大桥主桥长610m,为(54+71+360+71+54)m双塔双索面混合式叠合梁斜拉桥,无引桥。边跨主梁采用混凝土主梁。中跨采用钢混叠合主梁,全桥钢梁划分为A(钢混结合段)、B、C共3种类型梁段,长度分别为12m、12m、8m三种,共29个梁段,标准梁段长度12m,最大吊装重量约27t。

1成桥线型

成桥线型是指桥梁施工结束时,桥梁主梁所要达到的目标线型,它是在桥梁设计标高的基础上考虑了恒载、收缩徐变以及活载引起的竖向变形,成桥线型=设计高程+预拱度。结构总体静力计算分析采用空间有限元理论,以主梁桥轴线为基准划分结构离散图。主梁、主塔、主墩为梁单元,斜拉索为索单元。边界条件:索塔与主梁成桥后:竖向约束,横向约束;索塔与主梁施工过程中临时固结;边墩与主梁:横向及竖向约束,纵向滑动。全桥共划分689个节点、570个单元,其中梁单元458个,只受拉索单元112个。主桥有限元模型见图 1。

图 1主桥有限元模型图

在施工中成桥线型公式为:

式中:

成桥线型; 设计线型; 预拱度。

通过理论计算,得到中跨钢主梁在恒荷载(包括二恒)、收缩徐变以及公路I-级荷载下切线拼接位移,由此得到:累计位移值=恒载及收缩徐变位移+1/2活载位移。将钢主梁切线拼接位移值反号后,加上主梁设计线形高程差,即为主桥钢梁制造线形。

3安装线形

3.1基本概念

悬臂拼装的斜拉桥结构在设计、制造和施工阶段涉及到几个不同线型概念。

设计线型:桥梁在施工结束后各控制点所要达到的高程,即所谓的目标线型。

制造线形:主梁在无应力制造状态下的线型,该线型由构件的无应力状态构型组成。

成桥线型:施工结束后再设计目标阶段下各控制点所要达到的高程。

安装线型:在主梁拼装过程中自由端的连线组成的线型。

当主梁结构在材料线弹性条件下有以下公式:

式中:

悬臂拼装的桥梁施工控制最关键的任务是选择合适的制造线型和安装线型,使得成桥阶段的结构线型和内力状态达到目标状态。目前在施工中常用来指定新拼装单元自由端高程的方法有零初始位移法和切线初始位移法。本文将介绍零初始位移法在悬臂拼装中的应用。

零初始位移法:新安装单元除公用节点之外,其他节点安装到设计坐标上,即初始位移为零。

3.2安装线型

该桥采用两次张拉,初次张拉仅为了安装需要,二次张拉将直接影响到成桥线型和成桥索力。

1)初次张拉的安装高程

根据零初始位移法原理可得初次张拉后高程=成桥线型+刚纵梁从初张拉至成桥的位移。

2)二次张拉的安装高程

根据零初始位移法原理可得二次张拉后高程=成桥线型+刚纵梁从二次张拉至成桥的位移。

4结语

本文基于几何控制的基本原理,阐述了叠合梁斜拉桥主梁构件无应力状态量的计算方法。零初位移法比较合理的解决了斜拉桥在悬臂拼装施工过程中线型不易控制的难题,使得斜拉桥在施工完成后能够与目标线型比较吻合,成桥阶段的结构线型和内力状态达到目标状态。

参考文献:

[1]石雪飞,项海帆斜拉桥施工控制方法的分类分析[ J ].同济大学学报,2001.

[2]马膘南浦大桥安装施工控制[A].上海市政工程设计院.年斜拉桥国际学术讨论会论文集[C]上海上海市政工程设计院,1994.523-527

[3]陈德伟斜拉桥的非线性分析及工程控制[D].同济大学博士学位论文,1990.

篇6

【关键词】公路桥梁 养护管理存在问题对策

中图分类号:F540.3 文献标识码:A 文章编号:

一.引言

随着交通运输事业的发展,交通运输量大幅度增长,行车密度及车辆载重越来越大,尤其是拖挂运输、集装箱运输、个体户载重货物运输等重型车辆日益巨增,这对许多公路桥梁的安全性提出了更高的要求,特别是年代较远的低等级载荷桥,已远远不能满足使用上的要求,危桥数量逐年增多,特别是近年来桥梁坍塌事故频繁发生,所以加强桥梁日常养护检查,维修及病危桥梁的加固,力求充分利用,延长其使用寿命,以满通运输发展的需要。

二.目前桥梁管理中存在的问题。

1. 部分桥梁设计承载力低,不能满足重载交通要求。

2. 注重桥梁构件强度验算,忽视耐久性设计。20世纪60年代~90年代初期建造的公路桥梁,限于当时的技术标准,仅验算构件强度,对耐久性设计重视不够。目前桥梁构件材料老化、退化现象严重,病害频发,沿海桥梁构造物混凝土受氯离子侵蚀,损坏现象严重,直接影响在役公路桥梁的安全通行。公路桥梁使用寿命不仅取决于其构件强度,还取决于构件的耐久性,也就是构件在使用期内保持强度和结构完整的性能,限于当时技术水平和经济发展水平,2004年前我国公路桥梁对耐欠性设计重视不够,未按使用寿命验算,桥梁设计时仅要求满足强度指标。因此,目前在役的大多数公路桥梁耐久性不足,使用寿命难以达到期望设计基准期,造成在役公路桥梁提前“退役”。

3. 对中小桥梁次要构件和附属设施设计重视不够。同时,通航河道桥梁缺少防撞防护设施,通航船舶碰撞桥墩或净空高度不足碰擦梁板造成桥墩和梁板受损,存在严重安全隐患。

4. 施工技术水平低,检测措施不到位。早期建造的公路桥梁限于当时的施工技术条件,机械化程度低,应用新技术、新材料、新工艺、新设备少,监控检测手段不到位,未推行监理制,难以保证桥梁构造物的施工质量。

5. 超限运输车辆对桥梁的损害。受超限车辆频繁通行影响,造成桥梁承重结构损坏。

6. 部分公路桥梁疏于养护管理。一是公路养护管理重养路面质量、轻养桥梁,对桥面、支座、伸缩缝、护栏等养护管理重视不够,橡胶支座、伸缩缝老化变形破损,原钢支座锈蚀失效,原活动支座变为固定支座,主梁由受弯构件变成弯拉构件;二是桥梁检查不够。桥梁服役期内,由于构件材料的劣化、外因作用等原因,会出现各种病害,只有通过检查才能及早发现病害,评定其技术状况,进而提出维修对策;三是早期修建的桥梁资料缺失,不利于后续养护管理。旧桥加固设计需竣工图,不然无法进行加固设计验算,只能采用拆除重建方案;四是河床下游挖砂严重,疏于管理,受汛期洪水冲刷,圬工墩台易被冲空毁坏;五是桥梁加固修复资金短缺,得不到及时修复,潜在严重安全隐患。

7. 桥台桩基出现环向裂缝。受当时施工、资金等因素影响,部分桥梁两侧台背回填、基底软基处理不够,桥头跳车现象严重,受车辆动荷作用、桥头填料压密及基底压缩变形,产生土侧压力,造成桥台桩基出现环向裂缝,影响桥梁运营安全。

8. 桥梁抗灾能力弱。据检测分析,台州市在役公路桥梁易受台风暴雨、河水急流、河床变迁和冲刷等影响,造成桥梁墩台冲空、毁坏。

三.公路桥梁养护管理对策。

1. 明确养护管理职责。根据现行《公路桥涵养护规范》(JTGH11)、《公路桥梁养护工作制度》等规定,明确公路桥梁养护管理单位和监督单位,合理确定工作职责。按照交通运输部和浙江省桥梁养护工程师制度要求,结合辖区公路桥梁数量,配备足额的桥梁养护工程师和技术人员,明确管养职责。

2. 健全检查评定制度。贯彻“预防为主、安全至上”工作方针,提高公路桥梁结构的耐久性和安全性,开展周期性检查,每年安排一定数量的公路桥梁检测,系统掌握桥梁技术状况,进行分类评定,制定相应养护对策。

3. 明确危病桥梁确认权限。

4. 规范桥梁检查程序。

5. 建立桥梁管理体系和数据库。改变传统的桥梁应急抢修养护管理方法,注重监控防范,把安全隐患消灭在萌芽状态。抓好在役公路桥梁的检查、技术状况评定、养护对策、维修加固或改造、交(竣)工验收等有关技术资料的搜集、整理、归档,建立完整的桥梁养护档案和数据库。建立桥梁工程师管理网络、信息快速传输系统,不断提高桥梁工程师的技术业务水平,对桥梁病害勤检查、早发现、善处理,建立健全一桥一档的桥梁管理系统,发挥桥梁经常性检查、定期检查、特殊检查的作用,做到防微杜渐、有备无患。

6. 加大公路治超力度。禁止大于桥梁设计荷载标准的车辆通行,或采取技术措施后通行。根据在役公路桥梁的承载能力,综合分析并确定限载标准,设置限载标志。一般情况下,一条技术标准等级相同的公路应设置相同的荷载等级,避免设置不同等级的荷载标准。对未达到标准的在役公路桥梁,可通过维修加固或改造升级达标;对一时难以达到标准的桥梁,可通过应急加固措施达标。同时,应加强桥梁应急处置管理,制定以桥梁坍塌事故为重点的养护突发事件及灾害性事件应急预案,重视四、五类危病桥梁及超过使用年限的危旧桥梁管理。

7. 加强桥梁修复改造计划及施工管理。根据桥梁检查评定技术状况,确定养护对策,科学制定桥梁小修保养、中修、大修或改造等方案,规范管理工程实施,加强监督检查。注重提高公路桥梁抗灾防灾能力,加大对河床下游挖砂监管,确保使用状况良好。随着公路大桥、特大桥、跨海大桥、结构特殊桥梁的日渐增多,在现有公路养护管理体制下,单纯依靠公路管理部门,无论从人员配备、技术水平、机械设备等方面均难以保证。

8. 提高认识,加强领导。桥梁是公路构造然包括对桥梁的养护。各级政府、交通公路部门要克服重路面养护轻桥梁养护的思想倾向,牢固树立养路必养桥的理念。要认识到桥梁是打通河流沟壑等天堑的十分重要的建筑物,且是投资较大、使用价值较高的交通公路基础设施。如果不加强养护维修,小毛病会发展成大毛病,严重者甚至造成桥梁寿命缩短和坍塌。各级政府、交通公路部门要把公路桥梁养护工作作为提升公路整体养护水平的一项重点工作来抓,每年对桥梁养护工作做出安排部署,定期召开专题会议,研究确定桥梁养护工作的重点和任务,及时处理桥梁养护工作中存在的问题。全面落实专职桥梁工程师为主的桥梁养护管理责任制,配备专职桥梁养护工程师和专职桥梁养护技术员,明确各自工作职责,严格落实桥梁养护管理责任体系。

四.结束语

桥梁养护要按照“预防为主,防治结合”的原则,以桥面养护为中心,以承重部件为重点,加强全面养护。认真落实部颁《公路桥涵养护规范》,每年在桥梁定期检查的基础上,制定详细的维修计划,提出相应的处治和修复措施及时进行养护维修。加强养护维修质量监督,确保处治有效。增强责任意识,明确工作目标,对持之以恒地开展好公路桥梁养管工作,共同推动此项工作朝着更加科学、更加规范的方向发展奠定了坚实基础。

参考文献:

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[3]王中成 周方旭Wang ZhongchengZhou Fangxu 浅析我国高速公路桥梁养护管理 [期刊论文] 《价值工程》 2010年36期

[4] 陈敏 试论公路桥梁养护管理中的问题以及应对措施[期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2013年16期

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【关键词】铁路客运,专线,先简支,后结构,连续,桥梁,施工技术

中图分类号:TU74 文献标识码: A

一.前言

随着我国经济水平的提高和交通运输的需要,高等级桥梁的建设越来越多,对桥梁的工程质量标准也相应提高,桥梁施工技术成为决定桥梁质量的标尺之一。目前,小跨径的高等级铁路桥梁施工技术多采用装配式钢筋混凝土板梁的形式;中等跨径的桥梁施工技术则采用装配式预应力混凝土桥梁的形式;对于大跨径预应力混凝土连续梁桥施工方法主要采用拼装法或者平衡悬臂浇筑法。但由于现浇连续梁桥的施工流程复杂繁琐、成本较高、费工费时,先简支后结构连续的施工技术应运而生。先简支后连续桥梁结构是通过现浇混凝土使多跨的的预应力混凝土梁形成连续的结构,具有其独特的优势,为我国的铁路事业发展和整个区域文化经济的交流提供了便利。加强对其施工技术的研究,分析具有十分重要的意义。

二.先简支后结构连续桥梁结构施工要点

1. 先简支后结构连续桥梁结构的优点

(一)建成桥梁变形小、刚度大、伸缩缝少和行车舒适等优点。

(二)减少使用施工设备,又能避免张拉预应力钢束造成地面上的障碍,简支梁的预应力钢束在工厂进行张拉,而负弯矩区的预应力钢束布置及张拉均在主梁上进行,仅需吊装设备起吊主梁。

(三)利于技术操作,省工省时,经济效益高,预制梁能采用标准构件,进行工厂化统一生产和管理。

2.先简支后结构连续桥梁的一般施工流程

(一)在进行先简后支连续桥梁施工过程中 ,首先要严格按照工程的实际情况进行主梁的预先定制,待预制主 梁的混凝土强度达到设计强度后,按照1 号束、4 号束、2 号束、3 号束顺序分别张拉预应力钢束。1 号束的两根钢束应同时张拉,防止主梁横向弯曲。在此过程中,当混凝土的强度能够慢死工程设计施工的需要之后,将正弯矩区的预应力钢束进行张拉,最后,要在压浆施工的基础上,进行主梁底板通气孔的清洁整理。

(二)当主梁底板通气孔的清理完成之后,可以进行临时支座和永久支座的施工,并将主梁进行规范的安装。并做好桥面上的钢筋和横梁钢筋的链接,在此连接施工过程中,要设置好接头的钢束波纹管,并及时进行穿束,并选择在一天中的气温最低时候进行混凝土的浇筑。当混凝土的强度达到施工设计的标准时候,要进行顶板钢束的张拉并做好压浆施工。

(三)在进行接头的工作施工完成之后,要进行剩余混凝土的浇筑,一般而言,要由跨中朝着支点部分进行桥面整体化的混凝土的浇筑,一些临时的施工支座一定要等到混凝土的施工已经完成之后再严格遵守施工规范进行拆除,在此过程中,完成整个体系的合理转化。最后要进行工程的养护,要喷洒防水层,并将相关的伸缩装置和设备严格遵守施工质量控制标准进行安装,在此基础上,可以转向整个桥面的施工。

三.先简支后连续桥梁施工的质量控制

笔者结合以前所施工的预应力混凝土简支转连续T梁和预应力混凝土简支转连续箱梁的施工过程,提出施工中质量控制,以保证施工质量。

1.临时支座的设置的质量控制应该保证,临时支座应有足够的强度和刚度,拆装方便,落梁均匀。预应力张拉完成后,待压浆强度大于35MPa时方可拆除临时支座。拆除临时支座应做到逐孔对称、均匀、同步、平稳。临时支座拆除后,永久支座与墩顶和梁底严密贴合。

结合目前的施工技术,临时支座有多种设置方法,以可卸落砂箱支座的施工方法为例。当采用砂箱支座时,要充分考虑砂箱承受T梁自重和架桥机重量后的沉降量,梁底与盆式支座间应留有空隙。在施工中会出现每个砂箱沉落置不会完全一样的情况,而导致部分T梁吊空,产生质量隐患,解决办法有两点:aj通过预压试验取得砂箱在受力以后的平均沉降量,并以此指导现场安装临时支座,控制主梁的安装标高与设计标高一致:②适当降低支座垫石标高,预留约3cm的混凝土梁靴高度。在浇注湿接头的时候,在盆式支座上垫一块钢板,一次直接浇注到钢板上,形成混凝土梁靴。

2.张拉预制底座的设置要求张拉预制底座应坚固、无沉陷,利于排水,防止由于排水不畅造成地基下沉。底座的反拱度值应参照设计文件所提供的反拱度值、结合实际施工和生产性试制梁的张拉情况确定。反拱度应做成抛物线。另外要保证桥梁安装精度要严格控制,误差不超过2mm。

3.后连续现浇段施工质量控制施工发现,对于新老混凝土的连接结合是现浇连续段混凝土存在的主要问题,为此预制梁板的端头必须严格进行凿毛处理。为了防止现浇连续段混凝土在养生硬化过程中发生收缩性裂缝影响混凝土在二次张拉过程中的承载力和桥

梁的整体受力性能,现浇连续段接头混凝土添加微膨胀剂,掺加剂量一般控制在水泥用量的0.5%~1%之间。先简支后连续每联各现浇连续接头的浇筑气温应基本相同,温差控制在5℃以内,并尽量安排在一天气温最低时施工。

4.主梁现浇接头与湿接缝施工的质量控制接头混凝土浇筑顺序应严格按设计文件要求执行,从主梁预制到浇筑完横向湿接缝的时间不宜超过3个月。湿接缝混凝土浇筑可采用吊模施工,模板应采用钢模板,并应有足够的刚度和强度。模板安装牢固后,冲洗已经凿毛处理的混凝土表面,在浇筑次层混凝土前对施工缝应刷一层水泥净浆。混凝土浇筑和振捣与预制主梁顶板浇筑同样要求,宜采用平板振捣器与插入棒配合的方式,并保证设计厚度。湿接缝浇筑时宣在气温较低条件,并作好养护,防止裂缝。现浇接头段混凝土可采用微膨胀水泥。

四,结束语

伴随着我国经济的快速发展,对铁路客运专线的服务质量也将会越来越高,桥梁施工是整个铁路客运专线建设施工的重要环节,其施工质量将直接关系到整个铁路客运专线的服务质量的提升和整个交通运输网络的安全,因而,加强对先简后支结构连续桥梁施工技术的分析探究,具有十分重要的意义,在此过程中,要结合具体的工程实际情况,做出规范的施工设计,严格施工流程,严格遵守施工标准,并做好质量控制措施,加强对整个施工过程中的监督管理。如此,既可以降低整个施工的难度,也可以满足结构连续施工的施工工艺要求,也有助于提高整个桥梁的承载能力,降低整个桥梁施工过程中的安全隐患,控制桥梁的施工质量,促进我国整个铁路交通运输事业的发展,为我国经济的发展和人们生活水平的提高奠定坚实的基础。

参考文献:

[1]穆挺 刘文斌 先简支后连续梁桥施工技术探讨 [期刊论文] 《中国科技博览》 -2012年13期

[2]吴玉友 浅谈先简支后结构连续桥梁施工技术 [期刊论文] 《价值工程》 ISTIC -2011年18期

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1 道路桥梁在使用中存在的问题

a.缺乏科学合理的设计,工程规划不明确。b.桥梁的施工质量较差且没有达到工程设计的要求。c.道路桥梁在实际运营了一段时间后,出现较严重的病害,很大程度上限制了桥梁的承载能。d.工程在建设时期,桥梁的施工质量以及实际运营情况都比较好,但经过一段时间后,仍不能满足承载需求。e.许多特大桥梁的检测工作仍不到位,而这种桥梁还需要较高的检测技术。

2 道路桥梁检测的准备工作

检测即是要根据桥梁的实际情况对其进行评估,因此,在检测前需要全面细致的了解被检测桥梁的各种情况,根据工作要求事先准备好各类试验和检测器具,并做好相关的安排计划。此外,更重要的内容就是收集资料,收集的资料不仅包括设计资料,还包括施工资料以及相关的养护、维修、加固资料。

3 关于道路桥梁检测的几种方法

3.1 外观检查

对道路桥梁进行外观检查可以分析桥梁病害发生的原因,首先要根据桥型确定检查的要点。桥梁的检查要点主要有:跨中的裂缝和挠度、端部的斜裂缝、构建的质量外观以及主梁连接部位的状况等等。拱桥的检查要点有:墩的位移以及拱圈拱顶裂缝等等。桥梁从总体上可分为上部结构、下部结构、附属结构。在梁式桥中,上部结构主要是指主梁;下部结构包括桩、基础与承台、桥台、桥墩等;附属结构包括栏杆、伸缩缝、桥面铺装等。它们每个部位都有自己的受力特征,病害也存在着一些共性,如发现不是常规病害,还应当对其仔细的研究以找出病因。

3.2 内部缺陷检查

混凝土构件中常见的缺陷有裂缝、蜂窝、空洞、剥落、钢筋侵蚀和环境侵蚀等。有些缺陷仅靠外观检查难以发现,还需要借助其他的方法进行检测。目前,常用的无损检测法主要有雷达检测技术和声波检测法。超声波脉冲速度法可检测焊缝、钢材以及混凝土中存在的空洞、裂缝、夹渣、火灾损伤等。

3.3 材料特性检查

现今新工艺的不断发展和桥梁的多样化,致使越来越多的材料运用到桥梁结构中,然而最基本、最广泛使用的是钢筋与混凝土。导致钢筋锈蚀有诸多因素,如混凝土的渗水性、含水量、密实度、碳化深度、保护不足以及缺损等等;反过来,钢筋锈蚀又可促使混凝土进一步破损。这些可通过简单的外观检查或敲击检查即可检测出钢筋锈蚀程度。本文由(建筑论文)整理提供,转载请注明出处!随着时间的推移,混凝土的强度会随之产生一些变化,一些大的桥梁通常以同期的试块来确定强度。而其他一些没有试块的桥梁多采用回弹法、贯入法、超声波法、取芯试验法、断裂法等去检测。其中,回弹法和超声波法以及综合法为非破损检测法,应用非常广泛。

3.4 结构性能状况检测与评价

当桥梁无法获得详细资料时,需要借助动力或静力试验进行检测,从而正确的反应出桥梁结构受力性能状况。常用的结构性能检测方法主要有静力试验和动力试验。传统的无损检测技术,如自然电位测、超声检测、声发射、红外检测、磁试验及振动试验分析等得到了较大的发展,可对桥梁的外观以及部分结构性能进行检测,虽然可以做出较为合理的分析判断,但还是无法全面的反映出桥梁的整体健康状况,对桥梁结构的安全度,剩余寿命等方面也无法做出系统的评估。这时,需要采用比较现实的损伤检测法——局部细化检测和综合整体损伤定位。

4 国内外路桥检测技术的发展

许多国内外学者在路桥试验检测方面取得了一些进展,如强迫振动试验,它可以分析路桥结构模态参数对结构局部变化的影响;用环境振动法对路桥进行自动检测的可能性研究;在车重、车速、路面及支承对路桥模态参数的影响方面也有了研究成果。此外,还开发了各种基于频率、振动曲率、振型、应变振型等改变量的定位技术和损伤检测方法。

目前,国外已积累了比较先进的道路桥梁检测技术,主要有:a.桥面板测系统。这个检测系统包括地面渗透雷达系统和双带远结外热成像系统。b.桥梁测试与健康检测系统。这个系统包括全桥检测的无线电发送,运用分式全球定位系统对桥梁变形进行测量,运用传感器对桥梁的超载系数进行检测等。c.疲劳裂纹检测系统。该系统包括测量桥梁裂纹磁分析仪系统、热成像仪系统、便携式声发射系统以及电磁声发射传感器等。d.锈蚀探测与评估技术。包括埋入式锈蚀微传感器、磁漏探测技术以及以磁为基础的测量系统等。

5 道路桥梁检测技术的发展趋势与展望

道路桥梁检测技术发展至今已经历了三个阶段。第一阶段是以领域专家的感官及专业经验为基础的经验式检测技术,这种方法只能对检测信息作简单的数据处理。第二阶段是以建模处理和信号处理为基础的,运用动态检测技术和传感器技术的现代检测技术,此种方法在工程中得到了广泛的运用。而第三发展阶段则是智能检测技术手段,它是以知识处理为核心,信号处理、数据处理和知识处理相融合的方法,智能化已成为路桥试验检测的主流。根据目前取得的成果,未来大型路桥的检测技术的发展方向主要体现在以下几个方面:a.现代网络技术与实时的检测系统相结合,实现信息网络共享。b.为了更方便、快捷、准确地采集数据,开发以无线通信技术为手段的数据采集系统以及能适用于风荷载、交通荷载、定点测试荷载的传感器最优布设技术。c.建立自动损伤识别系统,将数据处理、测量系统、识别系统一起组装到路桥检测系统中,能够自动识别检测与反馈,达到控制的目的。d.从设计、施工到运营阶段建立完整可靠的数据库,积累大量的知识和经验,并最终建立专家系统。

6 结语

道路桥梁的检测是一项十分复杂且重要的工作,它要求相关工作人员具备非常丰富的实际现场经验,更需要科学的检测技术和系统的理论基础,同时吸收国外先进的路桥检测技术,才能做好道路桥梁的检测工作,从而保证工程的质量。

参考文献

[1]谢中尧.论公路桥梁的检测及技术应用[J].建材与装饰,2008(4).

[2]杨文俊.公路桥梁检测技术的研究[J].山西建筑,2008(12).

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关键词:连续刚构桥,悬臂浇筑,合拢

 

1.引言

桥梁是公路、铁路线路的重要组成部分,大跨度桥梁的结构形式变化多样,连续刚构桥的桥墩纵向刚度较小,在竖向荷载作用下,基本上属于一种无推力结构,而上部结构具有连续梁施工的一般特点,因此有较好的技术经济性,同时预应力技术的迅速发展使连续刚构桥得到了较快发展,因而连续刚构桥以其优良的性能在桥梁建设中占有重要的地位。因此,连续刚构桥的施工对桥梁建设和国民经济的发展有着重要意义。

2.连续刚构桥的特点

桥梁上部结构和桥墩整体刚性连接,在竖向荷载作用下,主梁在墩顶截面产生负弯矩,桥墩也承受弯矩作用,这种桥型即为连续刚构桥,预应力混凝土连续刚构桥是连续梁桥与T形刚构桥的组合体系,也称墩梁固结的连续梁桥。

连续刚构桥的梁体连续,墩、梁、基础三者固结为一个整体共同受力,这使得连续刚构桥有着突出的优点。墩梁固结省去了桥梁支座,不必像简支梁桥或连续梁桥那样对支座进行设计、制造、养护和更换,因而节省了相关的费用;连续刚构桥,可以仅在桥梁两端设置伸缩缝,因而相对简支梁桥而言,连续刚构桥整体性及行车舒适性好;恒载作用下的连续刚构桥和连续梁桥的跨中弯矩及竖向位移基本一致,连续钢构桥中双肢薄壁墩使墩顶截面的恒载负弯矩小于相同跨径连续梁桥,同时,墩梁固结使得墩梁共同参与工作,连续刚构桥由活载引起的跨中正弯矩较连续梁要小,因而可以降低跨中区域的梁高,并使恒载内力进一步降低,因此,连续刚构桥的主跨径可以比连续梁桥的大些,所以连续刚构桥跨度较大,这样就减少了桥墩的数量,一定程度上降低了桥墩造价;墩梁固结使各个桥墩可参与承受水平地震力的作用,而在一般的连续梁桥中,需要设制动墩并且需要采用价格较贵的抗震支座,因而,连续刚构桥相对连续梁桥而言,抗震性能较好;墩梁固结使得便于采用悬臂浇筑法施工,就不必像一般的连续梁桥那样在施工过程中进行体系转换时需要采用临时固结,在一定程度上,施工过程得到一定的简化;由于闭合箱形截面抗扭刚度非常大,同时因其顶板和底板都具有较大的截面面积,能够有效的抵抗较大的正负弯矩,因而连续刚构桥的主梁大多采用箱形截面,因此顺桥向抗弯刚度和横桥向抗扭刚度很大,可以满足大跨径桥梁受力要求,同时薄壁墩顺桥向抗推刚度小,从而能有效地减小温度、混凝土收缩徐变和地震的影响。

3.连续刚构桥的施工方法

连续钢构桥的施工方法包括支架施工和悬臂施工。支架施工是在支架上现浇混凝土,因而施工时需要大量支架,一般在连续刚构桥的直线段用支架施工,悬臂法施工用于连续刚构桥的T构段施工,尤其适用于深水、大跨、高墩的情况,工序较简单。悬臂法施工是连续刚构桥施工的核心问题,下面重点阐述悬臂施工方法。悬臂施工法又包括悬臂拼装和悬臂浇筑,前者是将预制块拼装在一起,后者是利用挂篮现场浇筑混凝土。相对而言,悬臂浇筑施工法利用泵送混凝土现场浇筑,不需要占地很大的预制场地,逐段浇筑使得梁段的位置易于调整和控制,悬臂浇筑后的结构整体性好,悬臂浇筑不需要大型机械设备,各段施工属于严密的重复作业,需要施工人员少,工作效率高。因此悬臂浇筑施工的方法在连续刚构桥施工中有着广泛的应用。免费论文参考网。

悬臂浇筑施工可分为0号块托架施工和以后各块的挂篮施工两个阶段。0号块位于墩的正上方,可以利用托架浇筑混凝土。在墩顶托架上浇筑0号块并实施墩梁固结系统,当托架施工为挂篮施工提供了足够的起步长度后,可以拼装挂篮进而应用挂篮进行悬臂浇筑施工。免费论文参考网。挂篮悬臂浇筑可以分为以下几个步骤:挂篮拼装与立模、绑筋、管道安装、混凝土浇筑与养生、预应力筋的张拉、压浆,接下来移动挂篮进行下一阶段的悬臂浇筑。在悬臂浇筑过程中,需要注意以下几个问题:

3.1混凝土的浇筑与养生

悬臂浇筑一般采用泵送混凝土,混凝土浇筑,原则上是一次浇筑,一般先浇筑底板,然后分别对称浇筑两侧腹板,浇筑过程中应严格控制混凝土浇筑质量。免费论文参考网。混凝土浇筑后,应派专人进行养生,以确保混凝土水化硬化过程中不出现较大裂缝,从而保证施工质量。

3.2预应力钢筋张拉时的混凝土强度

只有当混凝土的强度达到预定要求时才能进行预应力钢筋的张拉,否则就有可能会在张拉时引起混凝土崩裂或者桥梁的受力性能不能达到设计中的预定目标。混凝土强度可采用标准试件尺寸为150mm×150mm×150mm的立方体试块测定,根据养生方法的不同可以分为实验室标准养生和同体养生。根据养护时间的不同可以分为7d和28d。

3.3立模标高的确定

温度变化对桥梁结构的受力与变形影响很大,这种影响程度随温度的改变而改变,在不同时刻对结构的变形和应力进行量测,结果不同,尤其是悬臂较长的阶段,悬臂受力及变形受温度变化影响更加显著,如果施工过程中忽略了该项因素,就难以保证施工质量。

一般来说若在上午6~8时测定立模标高,可不进行修正,在其它时间测定立模标高时,均应进行日照温差影响的修正。对于阴雨天气应视具体情况分析,也可不作修正,立模标高修正值可根据现场实测数据而定。

3.4跨中合拢段施工中应注意的问题

悬臂浇筑进行到跨中合拢段,是悬臂浇筑施工过程中悬臂处于最长的时候,此时,悬臂的受力和变形较之前些阶段受温差的影响最大,所以此时更应该考虑到温差的影响。因而,跨中合拢段浇筑一般宜选在夜间进行。为了保证混凝土浇筑过程中跨中合拢段的稳定,可以在两侧悬臂端部配重,配重方式宜用水池蓄水做平衡重,同时应注意,为确保平衡重不使悬臂发生扭转,要保证将水池沿桥梁的中轴线对称砌筑,在施工过程中,宜一边浇筑混凝土一边放掉水箱中的水。

4.结束语

连续刚构桥由于自身的优点在大跨度桥梁建设中占据重要的地位,施工过程中,施工质量的控制对连续刚构桥的使用性能有至关重要的作用,只有在施工中能够全面的考虑影响施工质量的因素,保证施工质量,才能使桥梁在国民经济建设中发挥重要作用。

参考文献:

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[2].杜洪,蒋陈.连续刚构桥梁施工控制[J].公路交通技术.2003.(4):44-46

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关键词:中小型桥梁 加宽 连接方式 施工工艺 1、概述

近年来,我国公路建设获得了蓬勃发展,公路的通行能力和服务水平进一步得到改善和提高。但是许多旧桥的设计荷载较低、桥面宽度过小,无法满足目前的交通需求,而重建桥梁费用高,且会引起交通中断,因此迫切需要对其进行加宽改造。这样既可以节约大量资金,收到良好的社会经济效益,又可以消除交通安全隐患,提高公路通行能力和服务水平。

2、桥梁加宽连接方式的几个类型

加宽桥梁新、 旧结构之间的连接方式是桥梁加宽成败的主要因素。借鉴国内成功的公路桥梁加宽连接方式,对现有公路桥梁进行加宽和改造,加宽方式主要有三种:

2.1 上、下部结构均连接

加宽部分与旧桥梁上部构造之间与下部构造之间均连接。 加宽部分和旧桥上部之间的对应位置通过横向植筋、 浇筑湿接缝连接起来,下部对应的墩台帽、系粱等也通过植筋连接,然后浇筑混凝土形成整体。

2.2上、下部结构均不连接

加宽部分与旧桥梁上部构造之间与下部构造之间均不连接或上下部构造之间小连接,在加宽部分和旧桥之间留工作缝,桥面水泥混凝土铺装层连续。

2.3上部结构连接、下部结构不连接

加宽部分与旧桥梁上部构造之间连接,下部构造之间不连接。

3、工程实例

大夫屯桥为旧桥拓宽改建工程。工程位于沈阳市棋盘山泗水小镇中心路上。原有旧桥全长25米,横向宽度:3米(人行道包含栏杆)+12米(机动车道)+3米(人行道包含栏杆)=18米,本工程将旧桥伸缩缝拆除,西侧人行道、栏杆、耳墙拆除,并在西侧加宽5米,旧桥东侧人行道保留。加宽后桥梁横向全宽:3米(人行道包含栏杆)+17米(机动车道)+3米(人行道包含栏杆)=23米。加宽段新建桥梁跨径、结构形式、结构标高均与旧桥一致。桥梁现状图如图1所示,立面图如图2所示。

4、桥梁加宽设计及其施工工艺

该桥梁加宽设计的内容包括新旧桥梁翼板、桥面铺装的连接设计及其相应的施工

图1 桥梁现状图

4.1新旧桥梁翼板的链接设计与施工工艺

该桥梁加宽采用上部结构连接,下部结构不连接的连接方式并采取单边加宽。采取这样的连接方式,首先,新桥与旧桥上部结构连接,形成整体,有利于上部结构共同受力,可以使行车舒适,路容美观;其次,新桥与旧桥的上部结构的变形不一致以及新旧桥基础的不均匀沉降都会导致附加内力的产生,下部结构不连接,这样下部结构各自受力,不仅不会影响新旧桥相互之间的内力,而且还可以减少附加内力的产生。单边加宽与双边加宽相比,施工方便、工作量小,可以在不阻断交通的情况下施工,且桥梁结构整体性也好。由于该桥在施工过程中,必须保证其交通的通畅,且单侧加宽不会影响道路与桥梁连接线形的平顺性,故决定采用单侧加宽、新旧桥之间铰接的加宽方式。如图3所示,加宽时将原桥西侧人行道、路缘石以及护栏进行拆除。新旧桥梁翼板横向连接铰缝处插入T型钢板,并在钢板底侧填充弹性混凝土。新旧桥梁翼板连接如图4所示

4.2新旧桥面铺装设计与施工工艺

为了加强新旧翼板间横向连接的结构强度,同时加强其连接处水泥混凝土铺装层的结构强度,应对桥面铺装层进行详细设计,其设计与施工工艺如下。

施工中新旧混凝土结合面采用涂刷界面剂粘合

(一)施工中所用界面剂产品均为改性环氧类界面剂,其技术性能指标满足B级或B级以上要求。材料购买后应一次进场到位。进场时,应对其品种、型号、包装、中文标志、出厂日期、产品合格证、出厂检验报告等进行检查,并应对下列项目进行见证抽样复验:1、与混凝土的正拉粘结强度及其破坏形式;2、剪切粘结强度及其破坏形式;3、耐湿热老化性能现场快速复验。

材料剪切粘结强度

材料正拉粘结强度

具体的指标要求如上表格所示。

材料耐湿热老化能力

材料经现场快速老化复验后,其抗剪强度下降百分率应满足下列规定:

对于A级材料:抗剪强度下降百分率≤8%;

对于B级材料:抗剪强度下降百分率≤12%。

(二)涂刷混凝土界面剂的施工工艺

1)底层施工:采用工程用吸尘器将经过处理的桥表面上的浮尘吸除清理,使用空压机对其表面进行高压吹风,使其表面满足要求,保证在除尘过程中不要二次污染施工作业面,如油渍或任何成分的水溶液。

2)涂刷界面剂:将配制好的界面剂分装在便于施工使用的手提式小桶内,间隔一段时间进行一次搅拌(一般10-15分钟),因为桶内胶体上表面与空气相接触时间过长形成氧化物质,最终会影响涂刷质量和施工质量;用毛刷均匀地在混凝土表面进行涂刷,保证其表面厚度不小于3mm。

(三)浇筑混凝土:在涂刷界面剂后,指触干燥即可进行新混凝土浇筑施工,并在新旧翼板板连接横向 1.2 m范围内,铺装8cm厚C40钢筋网混凝土。在新混凝土施工过程中,注意不要将界面剂结合层破坏,为保证新旧混凝土两层结合牢固,如有局部被破坏需即时对破坏部位进行修补,方能进行下一道工序。

5、结论

该桥加宽改造完工距今已有半年多时间,新旧翼板连接处无任何裂缝迹像,进而证明该桥的加宽设计及其施工工艺是合理可行的,希望本文能够对参与类似工程的同行有所帮助。

参考文献:

[1]徐志强,公路T梁桥拓宽拼接技术研究[D]:[硕士学位论文].南京,东南大学,2005.

[2]潘小明,论高速公路桥梁拓宽技术[J].中国水运,2008,8 (10):221-222.

[3]叶生.旧桥整体加宽中若干问题的研究[D]:[硕士学位论文].合肥,合肥工业大学,2006