桥梁体系论文范文（精选9篇）
桥梁体系论文 第1篇
关键词：老桥,拓宽,抬梁,叠合,植筋,沉降
随着国内经济的高速发展,城市交通量不断增加,许多原有道路的通行能力已不能满足要求,亟待拓宽、改建。如何利用以前的老桥,在满足拓宽后桥梁承载力的情况下降低工程造价,是老桥在拓宽改造中面临的主要问题。在江苏省312国道常州段梁式体系桥梁的拼接施工中采用了抬梁法和叠合梁法两种施工工艺,现对两种施工工艺的特点、适用范围及施工过程中应注意的问题作以下探讨。
1 抬梁法施工工艺分析
1.1 设计原则
采用抬梁法施工就是将原有的墩台帽抬到新的桥梁设计高程后与加宽部分同时施工桥梁上部,老桥的梁板部分可重新利用。
1.2 拓宽段
1.2.1 施工拼宽段基础及下部
为了避免出现老桥与拼宽段桥梁的不均匀沉降,拼宽段桥梁的基础和下部应尽早安排施工。新老桥桩基础采用系梁进行横向联系,对U形桥台新老桥之间通过植筋技术连为整体,植筋钢筋直径为25 mm,间距30 cm,深度40 cm。桥梁下部施工完成到桥梁上部开始施工的间隔时间,应保证有3个月以上的沉降期,施工桥面铺装时,沉降量应满足小于2 mm/月。同时为避免墩台帽因新老桥的不均匀沉降出现拉裂,拼宽段与老桥的墩台帽中间设沉降缝。
1.2.2 拼宽段架梁及桥面铺装的施工
拼宽段在支座垫石施工完成并在强度满足设计要求的前提下进行架梁、绞缝及桥面铺装的施工。桥面铺装施工完成达到设计要求的强度后可开放交通,然后进行老桥的抬梁施工。
1.3 老桥部分
1.3.1 老桥梁板的拆除
施工第一步是凿除老桥桥面铺装层、护栏等桥面系工程。凿除桥面铺装层时,应注意控制凿除时避免对梁板顶板的破坏。如老桥梁板设计为重复利用,在凿除桥面铺装后应对全桥的老梁板进行全面检查,检查老梁板的质量情况,对确定重复利用的老梁板进行编号;第二步工作为凿除绞缝混凝土,凿除时应特别注意避免破坏重复利用梁板的马蹄角,在凿除时风镐应贴近废弃梁板的侧面进行凿除。由于绞缝凿除势必会破坏一侧梁板的马蹄角,因此梁板的重复利用率最多达到50%。
1.3.2 移梁
绞缝凿除后将老梁板移走,对重复利用的老梁板现场编号,按指定的位置进行临时存放。临时存放时应注意临时存放的支点和放置的层数满足规范要求,防止因存放不当造成对梁体的破坏。
1.3.3 对老桥墩、台帽按设计图纸进行改造
在将老桥梁板抬移后,下步工作就是调整老桥墩、台帽的顶面标高,先将老桥墩台帽的钢筋保护层凿除,再根据新的设计尺寸和标高重新浇筑调平层,在浇筑调平层前根据调平层的厚度布设构造钢筋。为防止破坏老桥墩、台帽的主筋,对老桥受力情况造成影响,在对墩、台帽钢筋保护层凿除时应严格控制凿除的施工质量。上述施工方法一般应用于抬高老桥标高的情况下。
1.3.4 进行老桥架梁及桥面铺装的施工
在浇筑的调平层及支座垫层的强度满足规范要求的情况下,进行老桥的架梁、绞缝及桥面铺装的施工。在老桥与拼接段梁板之间绞缝施工前,应保证拼装段桥面铺装已完成时间为3个月以上,且拼装段桥梁的沉降期已结束,拼装段桥梁沉降已稳定,我们在312常州段桥梁施工中控制指标为沉降量小于2 mm/月。绞缝施工完成后进行桥面铺装的施工,新老桥的桥面铺装钢筋网片搭接长度不小于40 cm,以保证桥面铺装的整体性。
2 叠合梁施工工艺分析
2.1 设计原则
叠合梁计算时考虑两阶段受力。首先在施工阶段将叠合梁作为二期恒载考虑,验算老板梁的承载能力,然后在使用阶段将叠合部分与老板梁作为整体断面共同承受活载,进行承载力、裂缝、挠度验算。
2.2 拼宽段
叠合梁拼宽段的施工工艺同抬梁法拼宽段施工桥梁工艺。
2.3 老桥部分
1)对于跨径较小的桥梁(单跨≤13m),采用叠合梁法施工,首先凿除老桥桥面、护栏、安全带,凿除桥面连续,将两侧边板吊离,露出中板的绞缝钢筋,通过与加宽的中板绞接钢筋连接成整体,凿去原墩台帽挡块、耳、背墙和帽梁凸出部分,割除外露钢筋并用环氧砂浆封闭,在老桥墩台帽两侧新建加宽部分柱式墩台,新老桥墩台帽之间设沉降缝,间距1 cm。老桥部分采用叠合梁法调整横坡,施工工艺为:a.凿除原桥面铺装混凝土,露出顶板,并注意凿除过程中不要破坏老梁板,特别注意梁板的顶板不被破坏,清除残碎混凝土,保证新浇桥面调平层混凝土与老桥梁板紧密结合共同受力。b.在梁板腹板、中心位置各植入一排剪力筋,采用直径12 mm的钢筋,植入深度为12 cm。为保证植入筋的施工质量,应首先用电钻打眼,灌满环氧砂浆后插入植入筋,纵桥向间距50 cm。为减轻加铺层自重,在调平层较厚的地方每隔20 cm加一排直径为10 cm的PVC塑料管,但需保证塑料管上混凝土最小厚度为7 cm,管下混凝土最小厚度为6 cm。经计算和桥梁通车两年后的使用情况表明,老桥经叠合后承载力可达到设计要求。
2)对于跨径较大的桥(单跨>13m),采用叠合梁法的施工工艺为:a.拆除护栏、安全带,凿除桥面铺装,凿除桥面连续,并冲洗干净,然后在桥孔中搭设支架,支架的强度要足以支撑全部梁板的自重以及叠合的钢筋混凝土的自重,利用“对板楔块”相互挤紧使支架真正抬起全部自重;b.在桥面上布设横向分布钢筋,布设纵向受力钢筋,并且控制好保护层厚度,整体浇筑混凝土。叠合梁面层的纵坡、横坡、标高均按设计图纸要求,经养生后,待混凝土强度达到100%设计强度时再拆除支架。此时结构原有的恒载(叠合梁部分的自重),以及使用中的活载由叠合后的连续梁承担,充分达到了提高承载能力的目的。
如若叠合前不设支架或支架支撑的不密实,则原结构自重以及叠合部分的自重全部由原简支梁承担,仅使用时的活载由叠合后的连续梁承担,大大影响了叠合的效果,所以支撑好支架是非常关键的。叠合梁法确保施工质量的另一个关键是原桥桥面铺装要敲凿彻底并将预制梁板顶面全部凿毛冲洗干净,使新老桥混凝土紧密结合成整体。
3)叠合梁混凝土的浇筑。为保证叠合效果,在浇筑前,原板梁顶面严格凿毛并清除残碎混凝土,为防止混凝土运输车辆对钢筋骨架的破坏,叠合层混凝土的浇筑应采用混凝土输送泵送料。同时严格控制混凝土的水灰比,为防止表面干缩裂纹的出现,应采用二次收浆工艺,即在混凝土振捣、整平、抹光进行第一次收浆后,在混凝土快初凝还未初凝前再进行一次收浆抹面,并在表面拉毛后及时进行养护。
4)老桥桥面铺装层的施工。在拼宽段桥梁架梁施工完成3个月且月沉降量小于2 mm的情况下,进行老桥桥面铺装的施工。施工前应注意新老桥桥面铺装层钢筋网片的搭接长度大于40 cm,以防止出现纵向裂缝。
3 结语
在梁式体系桥梁的拼接施工中可以采用抬梁法施工,也可采用叠合梁施工,两种方法的应用有如下特点:1)在桥梁改造中纵断高程调整小于40 cm的情况下,既可采用叠合梁施工工艺也可采用抬梁法工艺;在纵断高程调整大于40 cm的情况下应采用抬梁法施工工艺。2)在同样的情况下采用叠合梁施工方法造价、工期都优于抬梁法。3)从312国道通行两年的桥梁观测情况来看,无论叠合梁施工还是抬梁法施工,都取得了成功,桥梁使用过程中未发现由于差异沉降引起的纵向裂缝。
参考文献
[1]JTJ041-2000,公路桥涵施工技术规范[S].
桥梁工程质量保证体系样板 第2篇
质量保证体系
质量保证体系
编制：
审核：
×××××××××××工程
项目经理部 ×××××××工程
质量保证体系
质量保证体系
×××××××工程项目经理部成立后，根据公司管理手册和管理程序文件的要求，结合×××××××工程项目实际工作情况，编制质量保证体系，明确项目部各部门的质量职责，以便对施工过程进行有效的质量控制。
×××××××工程项目质量方针：雕铸路桥品牌，筑就现代文明。
×××××××工程项目质量目标：一次交验合格率100％；分部、分项工程优良率100％；工期履约率100％；顾客满意度90％；重大质量责任事故0案次。
为具体实施各项质量活动，项目建立了强有力的质量保证体系并完善了各项质量管理制度，具体实施如下：
一、建立完整的质量管理体系：
1、建立项目质量保证体系，成立项目质量工作领导小组，明确质量领导小组成员的质量职责和各部门的质量职责（质量管保证系框图见附表
一、质量管理体系框图见附表三）：
项目质量领导小组成员组成如下： 组长：××× 副组长：××× ×××
成员：××× ××× ××× ××× ××× ××× ×××
1）项目经理质量职责：负责贯彻执行国家有关质量工作方针政策，对项目工程质量负全部责任；负责建立质量体系；组织编制项目施工组织设计和质量计划；负责项目质量管理评审工作。
2）总工程师质量职责：在项目经理领导下负责质量工作，贯彻执行国家有关质量工作方针政策，并进行项目质量决策工作；负责建立质量体系，协调质量管理，检查相关部门质量职责落实情况；主持编制施工组织设计和质量计划，负责技术交底并组织贯彻执行；领导质检、试验、测量工作，审定相关成果和试验报告；审定推广“四新”实施方案；组织工作质量事件的调查处理；组织质量检查工作以及技术质量总结。×××××××工程
质量保证体系
3）项目生产副经理质量职责：贯彻执行国家有关质量工作方针政策，受项目经理委托，全面落实项目施工组织设计和质量计划的实施；监督检查质量工作执行情况，协调处理接口工作；贯彻“预防为主”的方针。
4）质检部职责：在总工程师的领导下，负责监督各施工作业队贯彻执行国家、业主、监理与企业发布的工程质量规定、规程、制度和措施的情况，并检查落实；深入施工现场了解工程质量动态，对施工过程的质量控制、质量检验评定以及档案进行系统管理，协助各作业队处理施工中存在的质量问题；完成施工过程中各道工序的自检和报验工作，及时向各级领导汇报工程质量情况，并密切配合驻地监理工程师搞好质量监理工作。对各种原材料、成品、半成品的质量检查与验收；记录历次质量检查、各种验收检查的情况，记录质量事故的调查处理情况，记录机械设备、计量测试仪器、人员素质等影响工程质量因素处理情况。
5）工程部（现场办）质量职责：工程质量是通过生产过程形成的，生产管理部门是实施质量控制的主管部门，项目实施全过程认真执行合同文件、技术规范规程，作好技术交底工作；对关键工序以及影响质量的各个环节实行重点管理，保证质量受控；配合监理工程师作好质量检查；协调指导班组质量员的工作，协调班组自检、互检、交接检工作；认真填写施工日志，详细记录工程质量状况等。
6）工程部（设计室）质量职责：核查设计文件和图纸资料，遇到问题及时书面报告并取得书面答复；根据工程需要和施工队伍特点，制定相应的施工工艺和质量保证措施、施工要点等技术质量文件；深入施工现场，指导施工及解决现场施工难题。对采用“四新”及与质量密切相关的技术活动，进行及时跟踪。
7）物机部质量职责：根据合同文件、施工组织设计和生产部门提供的材料供应计划进行市场调查、采集样品，并编制调查报告，经主管同意后确定采购意向；保存供应商的质量文件资料，并对其进行有效的质量控制；加强进货检验管理并作好记录；作好库存物资管理，确保物资使用质量。负责选择配置适合本项目的各类生产设备；负责生产设备的技术状态鉴定，认真执行维护保养制度，保证设备的正常性能；负责对操作人员进行技术知识的培训和操作能力的考核鉴定，坚持执行持证上岗。
8）工程部（测量监控）质量职责：测量监控工作是施工技术质量管理的重要组成部分,负责全桥的施工控制网保证施工的精度要求。
a、施工控制网是施工测量的重要组成部分，全桥的施工控制网在开工前经提×××××××工程
质量保证体系
交，在监理工程师的协助下对控制网进行了全面复测，为了满足施工要求，在进入上部结构关键部位施工及塔锚监测施工时，对原控制网进行了加密建网、严格平差，保证施工要求和施工精度。
b上部结构塔、锚等工程对施工测量精度要求较高，采用常规施工测量很难满足要求，为此专门配备了高精度的全站仪和精密水准仪以及熟练操作人员，制定了相应的管理制度，从人力和物力上确保了施工的要求。
c 现场操作人员熟悉施工图纸、相关文件、规范进行计算，采用最优的测量方法进行施工放样，关键部位的放样要采取一种方法放样，多种方法复核。严格按照设计图纸、相关文件、规范进行进行计算、精确放样，确保测量结果满足设计要求。现场施工进行检验。对测量成果、精度进行正确分析，采取相应措施，确保测量精度。
d 施工测量严格按照规范操作，按照规范和相关要求定期检校仪器，保证仪器处于良好的工作状态，作好施工观测记录，填好相应的测量成果资料，确保施工测量程序有效进行，保证产品质量。
9）试验室质量职责：
试验检测工作是施工技术质量管理的重要组成部分，项目经理部设工地试验室，并为试验室配备与其相适应的仪器、设备，各主要技术岗位配备相应资历的技术人员，操作人员持证上岗，保证满足于工程试验的需要。
a 严把施工材料进场关，任何结构用材，进场前必须携带厂家出具的产品质量合格证，在施工现场抽检合格并取得监理工程师签证批准后，方准进场，严格执行试验规程，使每项工程开工前有标准数据，以充分反映结构物内部质量状况。
b 严把进场原材料质量关。按技术规范或招标文件要求进行抽检试验，按照规定要求作好试验报告和检测记录，而且要求厂家必须提供相应的质量保证书并及时向监理报验。进行挂牌标识，确保不误用未经检验合格的材料。
c 对混凝土质量的控制。作好配合比设计工作；在实施过程中，对混凝土拌和站自动配料器进行计量，确保配合比准确，水量采用时间继电器控制，而且对混凝土的坍落度进行检校，每班坍落度检验三次，确保混凝土质量满足设计要求。
d 预应力材料及设备的质量控制。预应力材料钢绞线、锚具和夹片等进场均按规定进行了严格的检验，张拉设备都经过定期定量的检校，确保预应力施工的×××××××工程
质量保证体系
数据准确。
e 试验仪器设备按质量体系程序文件要求和计量部门管理规定，按期进行校验并保留记录和证书，确保试验仪器的精度的试验数据的可靠。
f 作好试验仪器和设备台帐。
g积极配合监理工程师以及江苏省交通工程质量监督站对工程施工质量的抽检，并提供试验用的试件。
10)作业班组质量职责：熟悉施工图纸和说明要点，掌握工程质量标准，对所施工的工程质量负责；熟悉施工工艺，掌握施工要点和操作技能，执行工程质量保证措施；及时向施工技术人员和资历管理人员汇报现场质量信息；贯彻“质量第一、预防为主”的方针，严格遵守操作规程，提高质量意识，搞好文明施工。
1、实施项目总经理部、管理部门、作业队三级内部质量控制及外部监理工程师督促检查相结合的体系。
2、建立完善的施工工艺和质量控制审批程序，并在施工过程中严格按照控制程序执行。
二、建立健全质量保证措施
1、报批总体施工组织设计，分阶段细化施工方案、工艺流程报监理、业主审核批准，各层严格把关。按照经审核通过的施工方案、工艺流程以及业主、监理提出的质量标准组织实施。
2、严格执行落实质量标准。施工单位除应按照批准后方案配置充分人员设备外，仍需要外部协作，由业主、监理、施工单位在事前具体明确检测办法、验收标准等。
3、完善试验检测体系。项目经理部设工地试验室，试验室严把施工材料关，任何结构用材，进场前必须出示厂家提供的产品质量合格证，在施工现场抽检合格并取得监理工程师签字批准后，方可进场。试验仪器设备按质量体系程序文件的要求和计量部门管理规定，按期进行校验并保留记录和证书，确保试验仪器的精度及试验数据的可靠性。
4、完善测量检测体系。施工控制网是施工测量的重要组成部分，监控组负责标段监测与控制工作。监控工作严格按照监控方案进行，在关键部位以及可能产生重大影响部位必须进行严格的监控，确保结构的施工质量。每道分项工程开工×××××××工程
质量保证体系
前，经过对比优选，项目总工程师组织制定分项工程实施性施工组织设计、施工方案和现场质量控制要点；同时就准备工作积极同监理工程师和业主沟通，并联合检查落实进场设备和进场物资情况；组织进行技术交底，并以书面形式下发本分项工程作业指导书；联合监理工程师组织进行控制网点的复测；在监理工程师的统一指导监督下，试验室做好进货检验工作，安质部做好过程检验工作和最终检验工作；对专项检测项目，确定内容、重点、方法、工作计划、实施细则等，发现问题及时汇报解决。
三、严格施工质量检查
1、落实每道工序施工负责人和检验负责人，明确施工负责人和检验负责人的职责并建立相应的奖惩制度。
2、项目经理部每半月组织一次质量大检查，并不定期进行抽检，发现问题及时整改。
3、项目总工程师经常性组织相关人员进行质量检查和质量控制，对质量隐患及时采取纠正和预防措施。在本分项工程完成后，及时组织完成质量检验评定工作。
4、严格按照每道施工工序完成后,作业队技术人员自检、现场技术员复检、质检工程师终检、监理工程师抽检的检查制度进行现场检查，提高工序验收一次合格率，确保施工质量“零”缺陷。见附表二
四、做好质量报表和质量资料的报验
1、制定《质保资料传递管理制度》、《质保资料台帐管理制度》、《施工日志管理制度》、《施工摄像、照像管理制度》、《资料电子化管理制度》、《打印记录管理制度》、《关于竣工文件编制的通知》等各项资料管理制度。
2、建立质量资料收发、传递、整理、归档、借阅台帐，并在工作中及时完成。
3、保管整理施工资料，及时填写、及时收集、及时整理、及时传递、及时归档、及时将档案电子化。
4、及时整理现场施工工序的摄像、拍照工作，并按照管理制度执行。
5、定期填写质量报表，上报公司及监理工程师。
6、如实填写质量报表及质量资料，不得隐瞒虚报。
7、建立内部资料室，配备专职技术干部负责此项工作。按照合同条款做好施工原始记录及工序原始资料的收集、整理、归档工作，使资料管理规范化。×××××××工程
质量保证体系
质量保证体系框图思想保证提高质量意识组织保证经理部质量内控领导小组技术保证贯彻ISO9001质量标准，推行全面质量管理各项工作制度和标准施工保证创优规划明确创优规划制定创优措施检查创优效果制度保证奖罚质量TQC教育作业工区质量小组经济责任制质量第一为业主服务质量教育计划质量工作检查现场QC小组岗前技术培训熟悉图纸、规范技术交底试验验证质量内控体系测量复核应用四新技术质量信誉评价奖罚优质优价完善质量支付手续奖罚制度措施签订包保责任状检查落实提高工作技能总结表彰先进改进工作质量总结表彰先进提高工作技能接受业主和监理监督定期不定期质量检查自检互检交接检查加强现场试验控制充分利用现在检测手段奖优罚劣经济兑现质量评价反馈信息
实现质量目标附表一 ×××××××工程
质量保证体系
填写开工申请 进行下道工序 审查开工申请单 不合格 返工 交接班互检 每道工序完工后 合格 不合格 班组技术员 质检员检查 合格 不合格 质检工程师检查 填写质检验收合格单 不合格 监理工程师检查签认 返工 单项工程完工 不合格 质检工程师检查 填报中间交工证书 不合格 监理工程师检查汇总质量验收单 签认中间交工证书
附表二 ×××××××工程
质量保证体系
项目经理总工程师安全总监项目书记副经理工程技术部总会计师副经理安质部负责人综合办公室负责人成本合同部负责人现场办负责人测量队负责人设计室负责人试验室负责人财务部负责人物资机械部负责人路基作业队墩身作业队桩基作业队承台作业队塔身作业队T梁预制作业队T梁架设作业队混凝土作业队钢结构作业队上部结构施工队锚碇作业队钢桁拼装作业队
桥梁体系转换——临时支座方案优选 第3篇
邵阳至怀化高速公路是国家重点建设的"五纵七横"国道主干线中上海至瑞丽高速公路中的一段, 是我国中西部地区交通运输的大通道, 沿线桥梁所占线路比重大, 且上部结构多为预应力砼先简支后连续结构形式, 预制梁安装过程中需要2056个临时支座, 本着"方便施工、降低成本、优化工艺"的原则, 通过对临时支座施工多个方案对比, 最终确定砂箱临时支座, 并在实际施工中取得了良好的效果。
2. 硫磺砂浆临时支座
2.1. 硫磺砂浆临时支座设计原理
硫磺砂浆临时支座是通过在按一定配合比制作的硫磺砂浆临时支座内预埋电阻丝, 电阻丝通电后能够软化硫磺砂浆的原理设计的。本工程通过对传统硫磺砂浆临时支座的优化, 采用支座中下部5cm范围内设硫磺砂浆并预埋电阻丝, 上部采用C50砼, 在支座的最底部即与盖梁接触面上预先铺一层油毡。当其它工序完成后, 需要拆除临时支座时, 给预埋在硫磺砂浆层内的电阻丝通以220V的恒定电流, 硫磺砂浆被软化, 上部C50砼在自重及上部预制梁压力的作用下, 缓缓下降, 随之预制梁下落到永久支座上 (见图1) 。
2.2. 硫磺砂浆临时支座施工制作
其施工工艺为:清理盖梁顶面→铺设油毡→支设临时支座模板→熬制硫磺砂浆→下部5cm灌注硫磺砂浆、埋设电阻丝→拌制C50砼→上部浇注C50砼→养生→梁板安装→墩顶连接部位施工→硫磺砂浆软化→拆除临时支座→完成桥梁结构体系转换。考虑到桥梁结构体系转换中使用临时支座的强度要求与可熔性的有机结合, 硫磺砂浆配合比按照硫磺:细砂:水泥=35:41:24配置, 其实测抗压强度达51.5MPa;硫磺砂浆按照图2工艺流程进行熬制, 随后将熬制好的硫磺砂浆快速灌注至模板内 (临时支座的形状宜采用圆形) , 首先将硫磺砂浆灌注至2cm高度, 待其表面初步结晶后, 将已事先定型好的电阻丝均匀布置在表层, 接着灌注到预定高度;待硫磺砂浆冷却后, 进行临时支座上部C50砼的浇注, 保证插捣密实, 表面平整。
2.3. 硫磺砂浆临时支座拆除
给硫磺砂浆支座内电阻丝以220V恒定电压通电, 硫磺砂浆软化后, 上部的C50砼预制自动脱离梁底, 从而完成桥梁结构体系的转换。将软化的硫磺砂浆, 砼块及油毡及时进行清除。
3. 砂箱式临时支座
3.1. 砂箱式临时支座设计原理
传统的砂箱式临时支座是利用封闭容器内的干燥细砂, 在容器底部或侧面打开开口时易流出从而减少容器内的细砂体积的原理设计的。在本工程中我们结合永久支座为板式支座, 其高度在7~12cm的实际情况, 对传统砂箱式临时支座设计进行优化, 即:通过在一个上、下均开口钢圆柱内装砂, 在上放一块略小于容器上口的垫块, 使其高出钢圆柱上口3~5cm, 预制梁放在垫块上, 当其它工序完成后, 拆除钢圆柱砂箱, 垫板下砂子体积减少, 预制梁随之下落到永久支座上 (见图3) 。
3.2. 砂箱式临时支座施工制作及安装
砂箱式临时支座所用的砂箱采用8mm厚的钢板制成两个对称的半圆形, 其内径同永久支座内径, 高度较永久支座矮3~5cm, 使用时用螺栓连接, 其大样见图4。垫板选用C50砼, 采用定型模板事先预制成圆型, 其半径较砂箱小1cm, 厚度较永久支座薄3~5cm, 其大样见图5。预制梁安装前, 在桥梁垫石上安放钢砂箱 (接口用螺栓连接) , 在砂箱内装干砂, 并保持砂面平整, 而后在其上安放一块预制好的C50砼垫板, 通过调整砂箱内砂的厚度, 确保预制梁安装后, 临时支座上垫板表面高于永久支座顶面1cm, 为此, 在实际施工时我们做了砂子的沉降观测, 发现上述砂箱式临时支座在放置63t左右的预制梁后, 4个支座砂子的沉降量在5~10mm之间, 为了准确掌握砂子的沉降, 我们放入较均匀的细砂。然后用水润湿让其沉降, 最后发现可将放置预制梁之后细砂的沉降控制在6~8mm之间。架梁时只需保证梁底标高 (上垫板标高) 高于永久支座顶面标高1.6~1.8cm即可, 不同的盖梁可以用砂箱内砂子的多少来调整高度。
3.3. 砂箱式临时支座的拆除
在其它工序完成之后, 需要将临时支座的预制梁放置到永久支座上时先将砂箱两侧的连接螺栓慢慢拧开拆除砂箱, 后用砂铲自垫板底缘周边对称缓缓清除其下干砂, 预制梁就会随垫板底砂子的减少在自重作用下落到永久支座上, 即方便、又简单4.硫磺砂浆临时支座与砂箱式临时支座特点的比较及优选
从上述两种对传统临时支座优化后临时支座的设计制作和使用中可以看出硫磺砂浆支座和砂箱式支座有各自的特点。
4.1.从制作上看, 硫磺砂浆支座制作主要在于硫磺砂浆的配比及熬制, 简化了安装程序。砂箱式支座需用钢板制作砂箱、使用前需对砂进行沉降试验, 使用时需要现场安装, 但工艺简单。
4.2.从使用上看, 硫磺砂浆支座易发生碎裂不能重复使用, 且易出现电阻丝通电短路和产热不均匀, 难以软化拆除;而砂箱式支座不易破坏, 在施工中容易操作, 且可以重复使用。
4.3.从经济方面看, 优化后的硫磺砂浆支座虽然降低了单个制作成本, 但不能重复使用。优化后的砂箱式支座单个制作成本与硫磺砂浆支座相当, 且能够多次重复使用, 因此对于临时支座数量较多的桥梁来说, 用砂箱式临时支座要比硫磺砂浆临时支座经济的多。
4.4.从质量和安全上来讲, 硫磺砂浆支座需要通电热熔, 增加了安全隐患, 较费时间, 而且加热时很容易影响到旁边的橡胶永久支座, 偶尔对梁体也有损害。砂箱式临时支座不存在电加热, 只需人工拆除, 易操作, 且对安全和质量无太大的影响。
4.5.从环境保护方面来看, 硫磺熬制对周围环境影响很大, 无论是硫磺粉末还是加热后产生的烟雾都会对动、植物产生危害, 而砂箱式临时支座在使用中对周围环境无任何影响, 能够遵循环保施工的理念。
结语
在邵怀高速公路34标桥梁施工中, 通过对以往各类桥梁临时支座的优劣对比, 初步选定硫磺砂浆支座和砂箱式临时支座的施工方案, 在此基础上结合施工实际及传统临时支座设计方案进行优化, 并在施工中实际应用, 发现无论从质量、安全、经济、环保, 还是可操作性来讲, 优化后的砂箱式临时支座有它明显的优越性, 值得在以后的工程中大力推广使用。
摘要：本文结合邵怀高速公路34标桥梁工程施工体系转换, 通过初选后对传统硫磺砂浆支座及砂箱临时支座方案进行优化设计施工, 进一步探讨了砂箱临时支座的优越性。
关键词：体系转换,临时支座
参考文献
桥梁体系论文 第4篇
钢桁架拱梁组合体系桥梁的总体设计研究
结合现有钢桁架拱梁组合体系桥梁资料,对其总体设计中的`拱肋桁架布置形式、拱轴线的选取、矢跨比、拱顶和拱脚高度的选择、杆件截面形式、桁架节点的构造等方面进行了研究和比对.
作 者：孙海涛 Sun Haitao 作者单位：上海市政工程设计研究总院,上海,200092 刊 名：交通科技 英文刊名：TRANSPORTATION SCIENCE & TECHNOLOGY 年，卷(期)：2009 “”(3) 分类号：U4 关键词：钢桁架拱梁组合桥梁 总体设计 节点构造
大跨度桥梁建立监测体系的研究 第5篇
桥梁健康监测系统的核心功能即是通过对桥梁结构状态的检测与监控, 为大桥在特殊气候、交通条件下或桥梁运营状况严重异常时触发预警信号, 为桥梁维护、维修与管理决策提供依据和指导。为此, 完善的桥梁健康监测系统应及时准确的反馈桥梁的状况是:
(1) 桥梁结构在正常环境与交通条件下运营的物理与力学性能, 包括各种荷载下的内力 (应力) 、变形、固有频率、模态、混凝土的碳化、钢筋的锈蚀等。
(2) 桥梁重要非结构构件 (如支座) 和附属设施 (如振动控制元件:减震器) 的工作状态。
(3) 大桥所处环境条件等。
桥梁检测工作是进行桥梁健康监测和评估管理的基础。桥梁检测技术分为局部检测和整体检测两大类。局部检测以各部分的局部状态为检测内容, 通过对结构的局部部位进行集中检测, 实现对结构缺损部位的精确定位、检查, 甚至是定量分析, 主要依赖经验目测以及成熟的无损检测技术;而后者则试图对整个结构进行结构反应信息的有效采集以及系统的处理来建立对整个结构状况的了解, 其中包括结构目前的刚度、质量分布情况、结构的动力特性等等。对桥梁振动模态、挠度、斜拉桥拉索索力等进行测量分析是整体性能检测的主要手段。两种检测方法相辅相成。对结构整体安全状态的监测可用于指导对局部缺损损伤的识别和定位, 从而提高检测工作的效率, 对结构的局部检测是对整体检测必不可少的补充。最近发展起来的包含多项检测内容、能对桥梁状态进行实时检测, 并集成了远程通信与控制的检测系统称为安全监测或健康监测系统, 它对桥梁的运营状态的分析显然能起更积极的作用。
结构的局部缺损检测技术主要有目检法、压痕法、回弹法、染色法、超声脉冲法、回弹一超声综合法、振动弹性系数与对数衰减率法、红外线法、射线法、光线传感法、同位素法、电阻率法、自然电位法、泄漏测定法、磁粒子法、磁场扰动法、模式识别法等等。这些检测手段可以对桥梁的外观以及某些物理及力学性能进行监测。检测的结果通常也能在一定程度上反映该部位当前的缺损状况, 但是却难以掌握桥梁整体的健康状况, 尤其是难以对桥梁的安全储备以及退化的机理作出系统的评估。
桥梁整体检测得到线形、索力、自振特性等数据, 结合相应的计算分析, 可初步确定桥梁结构中出现局部缺陷的位置及严重程度, 克服人工检测的低效性。而且由于大型桥梁结构日趋复杂, 对于某些人工检测难以达到的部位的缺陷, 需要通过计算分析得到解决。
到目前为止, 国内外建成的桥梁健康监测系统主要应用于悬索桥和斜拉桥, 经过长时间的检测分析, 人们发现营运多年后斜拉桥的许多性能参数都将偏离设计目标, 其原因有以下几种:
(1) 桥梁因某种需要后期荷载增加而导致索力和主梁线形的变化。
(2) 钢拉索松弛的影响。
(3) 混凝土收缩徐变的影响。收缩徐变是时间效应的函数, 在一个相当长的时间内, 徐变变形一直在增长。据国内某座斜拉桥的一些记录表明, 在施工时存在着15天节段安装的时间差, 后期索力比前期增长了3%左右。对于营运多年的斜拉桥徐变的影响将更为重要。
(4) 年温差和局部温差的影响。对斜拉桥这种多次超静定结构, 年温差的影响是显著的;梁顶面和底面的温差、箱梁体内的温差。索与梁温差、索塔单侧日照等局部温差, 其影响复杂。
由上可知, 运营期斜拉桥受力状态是十分复杂的, 通过桥梁健康监测系统得到的数据必须结合相应的计算分析才一能了解桥梁的实际工作状态。此外, 桥梁健康监测数据可以为验证结构分析模型、计算假定和设计方法提供反馈信息, 并可用于深入研究大跨度桥梁结构及其环境中的未知或不确定性问题。桥梁健康监测应用前景和发展空间是十分广大的。
现代混凝土斜拉桥属高次超静定结构, 设计和施工的难度都较大, 桥梁的受力也很复杂。桥梁在运营期间, 混凝土的收缩徐变则会导致结构各部件内力的重分配, 使桥梁的受力更趋复杂。为了保证桥梁结构的安全以及为桥梁的健康监测评估提供可靠的理论分析结果, 本文以某公路大桥通航孔500m斜拉桥为工程背景, 重点分析和研究混凝土收缩徐对运营期大跨度预应力混凝土梁斜拉桥的影响。并与长期的桥梁健康监测结果进行对比, 证于我国桥涵规范的收缩徐变计算模式的正确性, 可以推广这种计算模式在桥梁健康监测中的应用。
1该桥简介
此公路大桥位于某长江中游河段, 是连接207国道的特大型公路斜拉桥, 全长4177.6米, 由9个桥段组成。其中通航孔桥为一座双塔双索面漂浮体系预应力混凝土斜拉桥, 跨径布置为200m+500m+200m。设计荷载:汽—超20, 挂—120:桥面总宽为27.0m, 行车道净宽21.50m, 双向四车道, 不设人行道。
梁:基本断面形式是开口的双主肋板式截面 (即“Π”形断面) ;梁高2.4m, 梁顶宽26.5m, 梁底宽27.0m, 主肋宽1.8m, 顶板厚0.32m, 高跨比为1:208.3, 宽跨比为1:18.51主梁材料采用60号高强混凝土。
索塔采用H形索塔。
斜拉索主塔两侧各布31对索, 此外还有两对0号索, 全桥共布置126对斜拉索。斜拉索采用PES7热挤聚乙烯拉索PESM7冷铸墩头锚锚固体系。拉索最小间距为4m, 标准间距为8m, 塔下第一对斜拉索与直索间距为11.5m。
2计算理论值与桥梁健康监测实测值的对比分析
通过对大桥进行了长期的健康监测工作, 对大桥的应力 (应变) 、位移和索力等状态变量进行长期的定期观测, 获得了许多宝贵的数据。大跨度混凝土斜拉桥的收缩徐变变形分析是该类桥进行运营期健康监测与状态评估等工作必须考虑的重要因素, 其收缩徐变计算中的计算模型和收缩徐变参数取值是桥梁结构分析理论中研究的重点之一。本文利用此大桥的健康监测数据对大跨度混凝土斜拉桥的收缩徐变变形计算中的数学模型与收缩徐变参数进行了实桥的验证与对比分析。
3斜拉桥健康监测中静力变形监测数据的采集与处理方法
对该桥的健康监测内容包括标高、位移、塔偏、索力、塔梁应变、主梁裂缝等多方面的检测, 由于混凝土收缩徐变对主梁位形的影响显著, 本文重点介绍静力变形监测中的主梁挠度的监测方法。
该桥主梁标高 (挠度) 的测量采用高精度的水准仪测量, 并用高精度全站仪 (TC2003) 复测。该桥共设34个观测点。主梁标高测量的临时水准点设在主塔的永久测点上。
为了了解桥梁在最不利情况下的运营情况, 桥梁健康检测较多的时候是在大气温度最高和最低的时候进行, 而桥梁设计结果一般是由均匀恒定的温度场 (20℃) 得到, 所以将桥梁健康监测结果和设计状态对比时, 必须对桥梁健康监测结果进行温度修正。在测量主梁标高时, 必须要密切注意外界温度变化对测量结果的影响, 同时测量结构的温度场, 及时修正有关数据。
桥梁工程中计算温度效应时, 一般把温度场转化为单元的轴向应变ε0和曲率X, 以它们作为温度参数, 以非结点荷载形式代入程序中去计算温度对桥梁结构的影响。
通过对桥梁健康监测结果进行对比, 验证基于我国桥涵规范的收缩徐变计算模式的正确性, 得出结论如下:
(1) 利用计算法建立某公路大桥北通航孔500m斜拉桥计算模型, 考虑了施工中各种复杂的因素对桥梁结构受力和位形的影响, 实现了对桥梁实际成桥状况的有效模拟, 建立了准确的运营期混凝土斜拉桥收缩徐变效应分析的模型, 并按照桥涵设计规范中的收缩徐变数学模型计算得到运营期混凝土斜拉桥收缩徐变影响的理论值。
(2) 将该桥的健康监测数据与按照桥涵设计规范计算得到的理论数据进行对比分析, 验证了规范中收缩徐变的数学模型可以用于实际混凝土结构尤其是大跨度混凝土斜拉桥的计算分析中。
摘要：为了及时了解大跨度混凝土桥梁在运营期内是否处于正常使用状态, 保证桥梁结构的安全和正常功能的实现, 必须设置桥梁健康监测系统, 对运营期大跨度桥梁进行全面的健康监测。同时通过该监测系统验证基于我国桥涵规范的计算模式的正确性。
桥梁体系论文 第6篇
关键词：转体梁,砂箱,临时支撑结构,临时锁定
1 引言
转体桥施工过程中, 桥梁梁体经过多次体系转换确保转体桥的施工质量。而每次体系的转换有各种施工工法。本文通过青荣城际铁路即墨上行联络线跨济青高速公路特大桥上跨胶济铁路 (60+100+60) m预应力混凝连续梁转体的施工过程, 阐述了在各施工环节中梁体体系转换所采取的施工工法。
2 工程概况
青荣城际铁路即墨上行联络线跨济青高速公路特大桥与胶济铁路上、交角分别为23°44′00″及23°53′00″, 采用 (60+100+60) m预应力混凝连续梁上跨通过。采用转体法施工, 转体结构长98m, 现浇支架法施工, 41#墩转体质量为5870t, 转角23°44′, 42#墩转体质量为6 139 t, 转角23°53′。转体结构由下转盘、球铰、上转盘、转体牵引系统组成。转体就位后, 由中跨2m合拢段及两侧边跨9.75m现浇段+2m边跨合拢段组成梁部结构, 如图1所示。
3 施工难点分析
1) 转体桥在施工过程中经历多次体系转换, 体系转换的先后次序尤为重要;
2) 转体桥的体系转换施工措施有许多种, 需要对比分析各种施工措施的优缺点综合考虑;
3) 体系转换时必须严格按照工序施工, 施工措施的先后顺序可能导致难以估计的损失。
4 转体桥施工体系转换
青荣城际铁路即墨上行联络线跨济青高速公路特大桥上跨胶济铁路 (60+100+60) m预应力混凝连续梁施工过程中经历了多次体系转换, 总结工艺如下。
4.1 球铰安装过程中自由体系阶段
上球铰安装完成后, 需要进行球铰的试转来验证球铰是否能够正常转动, 及球铰间填充的黄油聚四乙烯粉的密实均匀。此时球铰处于三维自由体系。
4.2 上承台混凝土浇筑后至梁体现浇张拉完成的超静定结构体系阶段
上承台混凝土浇筑后, 要限制球铰的各向位移, 方便墩身、梁体的定位施工, 为梁体的顺利合拢提供先决条件。
4.3 碗扣支架拆除后的悬臂钢构阶段
梁体要转体, 现浇碗扣支架必须拆除, 梁体形成悬臂式结构;而要实现梁体的转动, 墩身与梁体间必须进行钢构连接。
4.4 转体过程中的自由体系阶段
转体过程中, 球铰为主要受力构件, 撑脚为辅助构件, 球铰受竖向重力, 梁体不平衡弯矩及摩擦力, 即球铰此时处于三维自由状态。
4.5 转体完成后的悬臂结构阶段
转体完成后, 调整梁体按设计位置就位后, 及时封闭上下承台间转盘空间, 将球铰的三维自由状态变化为悬臂阶段, 才可进行中跨合拢段挂篮的行走, 此时依旧需要通过梁体的配重实现梁体的平衡状态。
5 转体梁各体系施工技术
5.1 球铰安装过程中自由体系阶段
上球铰安装完成后, 球铰试转时处于三维自由体系, 通过其转动, 实现球铰的验证。
5.2 上承台混凝土浇筑后至梁体现浇张拉完成的超静定结构体系阶段
上球铰试转完成后, 要保证后续墩台及梁体施工时球铰不转动, 梁体转体前球铰不受力 (避免四氟块长时间受力产生塑性变形影响球铰的转动质量) , 球铰受力要均匀 (不受竖向冲击荷载) , 综合考虑以上三方面要求, 青荣城际铁路转体桥采取了以下措施:
1) 在上下承台间预埋竖向连接钢筋, 阻止施工过程中球铰的转动;
2) 在上下承台间设置砂箱来实现后期球铰的均匀受力, 通过砂箱的预压实现球铰前期不受力。
5.3 碗扣支架拆除后的悬臂钢构阶段
本桥与其它转体桥最大的不同就是转体结构没有采用传统的钢构连接形式[1], 而是采用球形支座, 梁体要实现转动, 则必须保证梁体在转动过程中球铰不能受任何方向的荷载及扭动力, 这样就得在墩顶与梁体之间增加临时支撑及锚固结构, 进而实现转动过程扭动力通过墩身传替至梁体一起转动。
1) 梁体的临时支撑结构计算
转体过程中, 梁体质量W=1300×2.6+164+32+120+20+122=3838t。
临时支撑按浇筑C50混凝土就算, 混凝土截面积S=W/P=3838000×9.8÷50 000 000=0.75m2。
2) 梁体的临时锚固结构计算
转体过程中, 扭动力即为启动时最大牵引力矩, 按在墩顶两侧预埋φ32mm钢筋抗扭计算, 最少需要φ32mm钢筋截面积:
式中, T为启动时所需要最大牵引力;L1为启动时牵引力距离转动中心距离, 转盘半径3.8m;L2为Φ32mm钢筋距离转动中心距离, 按1.4m计算;fv为钢结构抗剪切强度设计值, 120MPa。
则S=2×808000×3.8÷ (120 000 000×1.4) =0.037m2, Φ32mm钢筋数量=0.037/ (3.14×0.016×0.016) =46.1根。
3) 梁体轴线方向抗倾覆计算
依据设计图纸, 桥梁两侧最大不平衡荷载30t。
在墩顶临时支撑内预埋φ32mm钢筋抵抗梁体轴线方向的倾覆, 最少需要φ32mm钢筋截面积:
式中, P为最大不平衡荷载30t;L为梁体悬臂长度49m;L′为φ32mm钢筋距离抗倾覆支撑点距离, 即两临时支撑间距2.5m;f为钢结构抗拉强度设计值, 205MPa。
则S′=30000×9.8×49/ (205000000×2.5) =0.028m2, φ32mm钢筋数量=0.028/ (3.14×0.016×0.016) =34.8根。
4) 梁体横向抗倾覆计算
依据设计图纸, 桥梁梁体为曲线梁, 最大偏心距11.6cm。在墩顶临时支撑内预埋φ32mm钢筋抵抗横桥向的梁体倾覆, 最少需要φ32mm钢筋截面积:
式中, W为梁体质量, 3838t;e为梁体偏心距11.6cm;L'为φ32mm钢筋距离抗倾覆支撑点距离, 取为1.4m;f为钢结构抗拉强度设计值, 205MPa。
则S〞=3838000×9.8×0.116/ (205000000×1.4) =0.015m2, φ32mm钢筋数量=0.015/ (3.14×0.016×0.016) =18.7根。
综合上述三项, 需要在墩顶至少对称布置预埋φ32mm钢筋根数=47+35×2+19×2=155根。
5.4 转体过程中的自由体系阶段
梁体转体前, 要将上下承台间的连接钢筋、砂箱进行拆除。为了保证球铰均匀、缓慢受力, 需要同时同步拆除32个砂箱。
转体时, 虽然撑脚只起到保险腿的作用, 但为了减少撑脚与下滑道间的摩阻力, 同时保证转体过程中梁体没有大的倾斜, 需在撑脚下不足20mm的空隙内尽量填充密实四氟板与钢板组合。
5.5 转体完成后的悬臂结构阶段
转体完成后, 调整梁体按设计位置就位后, 首先用至少保证每个撑脚下不少于4个钢楔子同时从4个方向加固住撑脚, 保证其不在有位移。
及时连接上下盘间预埋钢筋, 安装模板, 浇筑混凝土。浇筑混凝土过程中, 为了保证混凝土浇筑密实, 需要在上承台上预留一系列φ20cm下料孔及φ7.5cm振捣孔。下料孔间距控制在1.5m的范围之内, 浇筑时要以最终各预留孔内混凝土溢出上承台面为止。
待封盘混凝土强度达到设计强度100%后, 提前悬挂在悬臂端的中跨简易施工平台才能行走至合拢段位置, 此时梁体已经处于悬臂结构阶段, 平台行走中需要通过梁体另一侧的配重实现梁体的平衡状态。
5.6 中跨合拢简支体系阶段
简易施工平台就位后, 通过φ32mm精扎螺纹将简易施工平台悬挂于两个梁体前端1m处, 安装钢筋及内模板。连接两个梁体的临时钢结构, 张拉合拢段临时预应力钢束, 使两个梁体成为一体。
同时解除两个墩身上的临时支撑结构, 墩身两侧及左右需同时解除, 使梁体重量缓慢加载于支座上。梁体呈现简支体系状态, 在1d中温度最低的时段浇筑合拢段混凝土。
5.7 边跨合拢连续梁体系阶段
中跨合拢后, 现浇边跨合拢段, 张拉边跨合拢预应力钢束, 拆除支撑支架, 梁体呈最终连续梁体系。
6 结语
2014年3月4日青荣城际铁路转体桥试转成功, 2014年3月6日转体完成, 2014年3月28日全桥合拢。在转体桥施工过程中, 桥梁经过多次体系转换, 特别是为保护球铰均匀受力、梁体同墩身缓慢转体就位的各项措施的实际验证, 为后期类似工程的施工提供了宝贵的经验。
参考文献
V形墩支撑桥梁结构体系受力分析 第7篇
V形墩的存在使结构线条多样、流畅, 在视觉效果上较普通竖墩结构桥梁要好。但结构受力比较复杂, 同一般薄壁刚构和连续梁相比, V形墩刚构在结构自重、预应力、温度荷载和活载等作用下, 主梁墩底会产生较大水平力和弯矩。这种水平力和弯矩对刚构的受力产生很不利的影响, 大大增加基础的规模[1]。
1 工程概述
某桥推荐方案采用88 m+140 m+88 m三跨V形墩刚构桥, 整幅式结构, 桥宽为34 m。主桥上部结构采用V形墩刚构桥, 主墩采用5片分离式弧形墩柱, 墩柱宽度为2.2 m, 高度为3.0~4.7 m, 桥面梁体采用变截面钢箱梁结构, 与5片V形墩对应位置设置5个箱体。
主墩基础为承台+群桩基础, 桩采用φ150 cm的钻孔灌注桩。主桥立面与主墩断面图见图1。
2 群桩基础刚度模拟
V形墩连续刚构中, V形墩与梁体构成三角形构造, 刚度较大, 由于结构温度变化引起的次内力很大[2]。对于V形墩的群桩基础, 一般有3种模拟方式:V形墩墩底直接固结;采用土弹簧法考虑桩土共同作用;弹性系数法。
群桩基础不同模拟方式下的承台底反力见表1。
对表1结果进行比较, 可以得出以下结论。
1) 对于矮墩连续刚构, 由于升降温对下部结构内力影响较大, 用墩底固结的方式模拟不合理, 与其他模拟方式 (土弹簧及弹性系数法) 得到的反力相差2倍之多[3]。
2) 土弹簧法概念清晰, 结果可靠。但在进行结构动力计算时, 由于节点自由度多, 收敛性较差。
3) 弹性系数法根据JTG D63—2007《公路桥涵地基与基础设计规范》的m法, 计算结果与土弹簧法接近, 且计算速度快, 收敛性好。
在MIDAS有限元程序中, 通过节点弹性支承模拟水平抗推刚度、绕水平轴的抗弯刚度以及竖向刚度的作用。
3 墩底水平力和弯矩分析
对于V形墩刚构来讲, 影响墩底水平力和弯矩的主要因素有边跨跨度、V形墩墩身倾角、V形墩墩身刚度与合龙方案。
3.1 边跨跨度
本桥在设计过程中, 针对以下4种不同的边中跨比组合情况进行对比分析。
1) 83 m+150 m+83 m, 边中跨比为0.55;
2) 85 m+146 m+85 m, 边中跨比为0.58;
3) 88 m+140 m+88 m, 边中跨比为0.63;
4) 90 m+136 m+90 m, 边中跨比为0.66。
不同边跨组合在恒载作用下的主承台底水平力、弯矩计算, 多排竖直桩桩顶水平位移包括水平力和弯矩引起的平动位移及转角引起的桩顶水平位移见表2。
从表2看出, 当边中跨比越大时, 桩顶水平位移越小。综合比较并考虑结构通航净空的要求, 最后选用跨径组合为88 m+140 m+88 m。
3.2 墩身角度
V形墩刚构墩身倾角的大小对结构的受力特性有重要影响, 倾角越小, 结构的拱效应越明显, 墩底水平力和弯矩越大。本桥考虑到主跨通航净空及造型的要求, 边跨侧墩身采用倾角约45°, 主跨侧墩身采用倾角约60°。
3.3 墩身刚度
本桥V形墩墩身采用矩形截面, 在满足受力、变形的前提下, 考虑造型美观, 墩身采用变截面钢箱梁, 边跨侧墩身高度为2.86~4.08 m, 宽度为2 m, 板厚为30 mm;中跨侧墩身梁高2.98~3.10 m, 宽度为2 m, 板厚为30 mm。
3.4 合龙方式
在2个V形墩双悬臂安装至设计线位后, 有2种合龙方式:先中跨后边跨与先边跨后中跨。不同合龙方式承台底反力比较与桩顶水平位移比较见表3。
由表3计算结果可知, 该桥V形墩水平力及弯矩较大, 其下部及基础设计复杂, 针对这种情况, 在主桥跨中合龙前, 采取对结构内力状态实施主动调整的措施, 从而减小基础承担的水平力, 使基础的设计趋于合理。具体方案在主跨合龙之前对结构实施一定吨位的预拉力, 以克服或部分克服恒载产生的水平力[4,5]。此种方法由预拉力大小确定。
活载、人群荷载、整体升降温、局部温差引起的水平力是双向的。因此该部分水平力无法调整, 而恒载、施工荷载等产生的水平力是单向的, 可采用预拉力进行调整。本文针对预拉力T分别为10 000、12 000、14 000、16 000 k N进行比较, 计算结果见表4。
根据表4得到的桩顶反力 (即承台底内力) 结果, 进行下部结构配筋优化计算, 根据计算结果和工程措施的可能性, 建议预拉力T=16 000 k N。
4 钢护筒参与受力分析
对于桩顶位移, 一般认为, 如果计算出的桩顶位移>6 mm, 那么需要对m (地基的比例系数) 进行折减, 折减后的m值为原来的50%, 这时候计算出的桩顶位移应≤10 mm。因为桩顶位移>10 mm后, 土体与桩基础的作用进入非线性状态, 按m法计算出的弹性桩水平位移及作用效应误差比较大。
基于以上计算, 考虑钢护筒与桩共同受力, 计算原则如下。
1) 内力计算时, 考虑钢护筒作用, 进行刚度换算。
2) 强度计算时, 将钢护筒折算为钢筋, 偏保守认为和桩内钢筋形心位置相同。
3) 冲刷线处桩的水平位移控制在1 cm左右, 经试算确定。桩的上部按自由外露考虑。
本设计中, 钢护筒壁厚16 mm, 考虑护筒腐蚀, 计算过程中考虑10 mm的护筒参与受力[6]。
在分配轴力过程中, 认为轴力完全由桩身承当。分配弯矩时, 护筒厚度考虑10 mm。桩身弹性模量Eh=3.0×104 MPa, 钢护筒弹性模量Eg=2.0×105 MPa, 桩身抗弯惯矩Ih=0.248 5 m4, 钢护筒抗弯惯矩Ig=0.013 5 m4。
钢护筒参与受力桩顶水平位移见表5。
桩基钢筋配筋率1.76%, 以10 mm钢护筒折算配筋率2.46%, 合计桩基配筋率4.22%, 满足基础强度计算要求。
5 不同结构体系比较
V形墩刚构墩底水平力和弯矩较大, 增加下部结构的造价, 进行以下3种模型比较方案的可行性分析。
1) 高桩承台。承台底位于地面或冲刷线以上, 减小桥墩用钢量和水下施工作业, 施工方便, 但桩身内力和位移较大。
2) 低桩承台。承台位于地面或冲刷线以下, 桥墩竖直高度增加, 结构刚度降低, 需要水下施工, 难度较大。
3) 墩底设置支座。一中墩墩底设置支座, 释放水平力, 下部结构规模最小, 但上部受力体系发生改变, 上部箱梁和V形墩结构受力复杂, 用钢量增加。
对3种结构体系进行比较, 不同结构体系工程量比较见表6。
6 结语
通过对全桥的计算比较分析, 可以得出以下结论。
1) 在墩身竖直高度不大的情况下, 选择V形墩连续刚构桥型可以降低建筑高度, 节省投资。但刚构主体的受力比较复杂。
2) V形墩连续刚构墩底水平力和弯矩较大, 通过选择合理的边中跨比、调整墩身刚度、采用先合龙边跨的合龙方式以及施加预加力等手段, 可以得到有效改善。
3) 采用高桩承台可以减小结构用钢量, 节省造价, 同时在桩顶一定范围内设置钢护筒来控制桩顶位移。
4) 实施预拉钢梁的内力影响不大, 但对V形墩的弯矩影响较大, 设计中应对V形墩墩底截面适当加强。
参考文献
[1]范立础.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社, 1996.
[2]马保林.高墩大跨连续刚构桥[M].北京:人民交通出版社, 2001.
[3]湛启发.虎跳门大桥桩基等效模拟计算[J].桥梁建设, 2000 (01) :69-71.
[4]贺栓海.桥梁结构计算理论与计算方法[M].北京:人民交通出版社, 2003.
[5]赵会东, 李承根.V形支撑连续刚构桥组合梁桥合龙段设计[J].桥梁建设, 2002 (05) :39-41.
桥梁体系论文 第8篇
在最近一段时间中, 我们国家的交通建筑因为危险的隐患而发生的事故越来越多, 对于我们国家的人来说, 这些事故威胁到了人们的金钱和生命健康的安全, 必须要想尽办法杜绝。为了增强道路创建领域的设计和施工现场的安全管理, 同时提升施工场地中预防控制的良好效果, 交通机构特地颁布了很多项法律来规定安全施工的做法。但是, 这只能在操作上控制不安全问题的发生, 在施工之前, 要对桥梁工程进行风险评估, 这样才能全面保障道路桥梁施工的安全, 尽量避免影响比较重大的危险事件的产生。
1 我国国内和外部国家对于风险评估的现在的状态
1.1 风险评估在概念上的研讨
在其他国家, 有些专家通过研讨表示, 想要深入的提升桥梁工程的安全作业水准, 就要在施工的时候在进入场地前一段时间就要进行对于安全风险评估的操作。对于施工的规划和设计层面的安全设计观念在场地中作业的安全有着十分重大的影响, 它也是在桥梁工程施工创建时的一个非常主要的阶段, 这个阶段一定会制约到下一个阶段的施工, 或者是安全产出。桥梁工程的施工环节包含着地址的选择调研、规划设计、宣布规则得到所有人的规划和进行产出、创建施工、进行运用、维修养护等等工作, 而且规划设计层面要进行的调研、施工方式和流程的评价选择、施工机械设施的选择、施工的次序和施工的时间的选择、非长期设备的控制、安全方案的编排等等, 这些环节都对施工所有环节的安全问题有着非常大的影响。[1]
有调查研究表示, 很大一部分数量的桥梁工程发生事故的因素能够归于设计规划, 也就是在前期的风险评估的时候没有对安全问题进行全面的的考察, 比如说:ilo的报告中大约都有百分之六十的桥梁工程的事故中就是与前期的风险评估没有做到位有关, 澳大利亚的某些城市跨领域的调查研究表示, 百分之三十七在桥梁工程中发生的安全事故都和风险评估有着很大的联系, 而大不列颠及北爱尔兰联合王国的调查研究表明, 百分之六十的建筑物的伤害和死亡的时间也是因为这个原因。另外, 斯维博斯克在九七年就描述了享誉世界的时间和安全相互制约的曲线图, 这个图表显示出, 在一个桥梁工程的所有阶段中, 工程理论的设计层次和具体设计层次中的安全评估对于在现场中的安全制约是最多的, 假如说在工程创建的时间段之前对现场施工的安全问题缺少必须的考虑, 这就会在很大程度上导致了安全事故的发生, 也可以说是留下了安全隐患。
1.2 风险评估的法律法规的制定和使用
1.2.1 在发达国家 (地区) 归于风险评估制定法律的现实状态
现如今在所有的发达国家, 道路桥梁的施工安全的风险评估的运用已经非常的成熟, 尤其是英国的联邦国家或者是欧洲联盟中的大多数国家, 以及把对风险评估的设计工作人员对于在实际工地上的安全责任详细的列出来, 而且都在法律中有所体现。[2]
就拿桥梁施工中事故产生最少的国家, 大不列颠及北爱尔兰联合王国来说, 在一九九四年发布了一条法律规定, 这法律条文中兼顾了施工的领导人、计划工作人员、设计工作人员、风险评估人员和商家所必须承担的义务和责任, 而且对在桥梁工程中所涉及的所有连带项目, 从这个项目开始考虑施工到进行施工和施工完成之中的所有阶段的风险都进行评估, 具体的描述了各个责任方所承担的所有事项。在澳洲从1990年开始, 从施工人员这个行业的安全层面表明风险评估的重要性, 而且还提出了各种风险评估阶段该如何去做。
最近一段时间, 香港和澳门也都主动的模仿大不列颠及北爱尔兰联合王国进行桥梁管理的风险评估和管理, 它的概念和观点就是在工程施工之前就对风险进行有效的评价和估计, 而且和施工人员在一起进行思考在施工当中的合乎常理的性质和安全的性质, 而且可以杜绝或者减低日后在施工过程中的危险, 降低事故的发生。[3]
1.2.2 我们国家内部对于风险评估的现实状态
在我国的内陆区域的桥梁创建工程在现实中的风险评估当中, 最主要的就是依靠施工机构进行调控, 基本上是所有的在施工过程当中遇到的安全事故, 但是一般来说却忽略了对于安全的前期风险评估, 对于安全管理没有一定的体系和联系性质, 这样来说就为桥梁工程的施工过程中留下了非常多的隐患。而且现如今在风险评估的这一个阶段进行评估的大多数都是建筑行业的工作人员, 对于安全施工的专门的概念和认识和在实际管理中的经验是不够的, 而且对于在工地中的安全考虑也不是十分的全面, 一般来说就是非常肤浅的罗列出需要有关人员所办理的项目, 没有太大的实际操作性。
最近的一段时间, 我们国家出台了很多相关的安全生产的法律条文和法律规范, 这些规范对于风险评估单位对施工的安全职责有了在条文上的明确规定, 但是还是缺少能够在实际过程中能够履行的具体的操作及规划的职责。我们国家在同一时间也颁布了很多相关桥梁安全施工风险评估的规定, 虽然说这些规定在风险评估和发生危险之后的责任认定有了一些规定, 但是还没有从施工经过的层面来做出一定总结, 对于在施工的过程中怎样进行风险的评估还没有进行非常全面的总结和分析。另外, 交通管理部门在之前也颁布过一些指南, 对于风险评估做了一些要求。
上面的调查研究的成果表示, 我们国家尽管有计划说风险评估单位对于现场施工的安全具有一定的职责, 但是缺少详细的可以执行的体系, 导致了风险评估机构不能很好的在大局上对于桥梁工程安全进行保证。所以说, 怎样在风险评估中确定安全的方案, 成为了一个非常重要的问题。
2 桥梁工程风险评估的注意事项和方案
通过上文对国内外的风险评估事业进行分析, 获得了很多很多桥梁工程风险评估中存在的问题和其他重要信息。那么, 通过对这些问题的分析, 总结了下面这些对于的桥梁风险评估的方案。
2.1 桥梁工程风险评估的针对对象
这个针对对象主要包含:①多跨度或者是跨度半径比四十米大的石拱桥, 或者是跨度半径比150米 (含) 大的钢筋混凝土的箱梁, 和跨度半径比三百五十米 (含) 大的钢箱桥梁或者是其他类型的拱桥;②跨度半径比一百四十米 (含) 大的带有箱梁的桥, 跨度半径比四百米大的斜拉式桥, 跨度半径比一千米大的悬索桥梁的桥;③桥墩比一百米高的桥;④采取最新工艺、技能、框架、材料的桥梁工程;⑤建设背景不是特别简单、施工技术比较困难的另外的桥梁工程。[4]
2.2 桥梁工程风险评估的重要内容
在风险评估的过程中, 基本内容一般包含整体的风险评估和单项的风险评估。前者来讲是在工程开始之前, 凭借工地不同的地理环境等, 对于可以导致事故的险情进行分析。后者是在施工过程中的危险比较高的施工动作进行风险的评估。
2.3 桥梁工程评估的过程
对于桥梁工程的过程一般来讲有四点, 分别是①展开整体评估, 对风险等级进行评定;②整体风险评估级别高达三级或者更高的时候的时候, 要进行单项评估;③展开单项风险评估体制;④再次确定出现风险时候的调控方法。用这样的方式, 就能有效的预防安全事故的发生。
摘要：在桥梁工程的设计和施工中, 一定要把风险评估考虑到位。本篇文章通过对国内外桥梁工程风险评估的现状, 通过对关键问题的分析, 得到一份完善的风险评估方案。
关键词：桥梁工程,风险评估,关键问题,重要手段,制定方案
参考文献
[1]阎长忠, 童爱菊.桥梁施工的风险识别与评估的探讨[J].中国科技博览, 2012 (22) :88.
[2]阙名前.跨既有高速公路桥梁施工风险评估与控制[J].天通企业管理, 2011, 26 (4) :69-71.
[3]吴海林.船舶撞击桥梁风险评估[J].山西建筑, 2009, 35 (18) :299-300.
简支体系桥梁抗震概念设计原则研究 第9篇
众所周知, 我国西部地区大部分地形为山岭或丘陵区, 地质、水文条件极其复杂多变, 且地震频发。随着西部大开发的进一步实施, 公路里程不多增加, 同时跨越山谷的桥梁也不断增加。可以说, 在震后抢险救灾中, 一条通畅的公路不仅能保证大量物资的运送, 而且能确保伤员得到更好的转移。地震发生后救援队伍能否及时进入灾区抗震救灾, 对减少人民生命财产安全损失及地震伴生灾害的发生起着决定性作用。“5.12”汶川大地震充分反映了我国的公路桥梁等工程设施抵抗地震的能力还远远不及地震的强度, 无法在高破坏力的地震后依然保持运输的畅通, 致使救灾物资、救援人员以及药品等无法及时进入灾区, 对地震灾区的救援工作产生了极大的阻碍作用 (图1) 。
2基于桥墩保护的概念设计
2.1 桥面连续的作用及联孔长度
近几年来, 桥面连续构造已经普遍应用在多孔简支体系的桥梁中, 这样有利于提高行车的舒适性。桥面连续构造的基本原理是为了使位于伸缩缝处的桥面成为连续不间断体, 并且主梁依然能满足简支体系的受力特征, 将简支上部结构在伸缩缝处进行链杆连接。应用范围广、结构相对简单、成本较低等桥面连续的特点越来越受人重视, 所以跨径在40m以下的简支体系桥梁广泛采用了此项技术。
简支体桥梁的桥面连续构造的科学设置有利于提高每个墩柱顺桥向弯矩的分配以及结构变形的协调性和整体性;合理的联孔方案既可提高优化各桥墩内力科学分配的目的又能使每个桥墩的受力的达到平衡状态, 从而提高抗震能力。同时, 在设计布置联孔时, 设计人员应考虑地震荷载、静力荷载等其他因素。
2.2 支座优化布置及支座刚度优化
由于我国西部的地质、地形原因等, 桥址选定受到各种条件的限制, 桥梁下部一般采用高墩, 且各桥墩之间高程相差较大, 难以达到质量及刚度均衡的要求, 而此项又是桥梁抗震概念的重要因素之一。在西部山区的桥梁建设中同一联内各桥墩的高度不宜差距过大, 桥墩高度差距过大会引起刚度相差的增大, 这是各桥墩刚度不平衡, 并且在高强度震动中最先发生变位的重要诱因, 从而在整体上影响桥梁的抗震性能。
由于实际生活中存在部分一联内墩高差别相对较大的墩, 为了提高结构整体的抗震性能, 合理分配各墩间内力, 以避免桥梁结构出现抗震薄弱点, 其中合理设置各墩的组合抗推刚度使其各力达到相对平衡是种非常有效的方法。目前我国的简支梁桥采用的支座主要是两种:一种是非板式橡胶支座, 另一种是板式橡胶支座, 前者只能通过改变桥墩截面的面积来提高结构整体的抗震性能, 而后者的各墩的组合抗推刚度是由剪切刚度同桥墩的抗推刚度共同组成的, 也就是说通过改变支座剪切刚度来提高结构整体的抗震性能是可行的。
综合本章分析表明, 对于同种地质、地形条件下, 不论是桥面连续或者联孔长度的设计, 还是孔跨布置的综合考虑, 其关键点都是如何使一联内各墩内力到达平衡状态, 从而延长桥梁的使用寿命以及提高结构的整体抗震性能。
3 基于横向落梁保护的概念设计
3.1 防落梁系统
随着科技的发展, 一种新型的加固方法和抗震设计应运而生, 即防落梁系统。它的主要工作原理是防止梁从支承和盖梁上脱落, 它由以下三部分组成: (1) 墩一梁连接装置。此装置主要用于防止在地震的强烈破坏作用下桥梁由于高强度的震动使支座处发生大幅度的变位, 这是防落梁系统的第一道保护装置。 (2) 梁一梁连接装置。如果支座的支承功能由于大幅度的震动而损失殆尽后, 这时桥梁各个部分结构之间极可能发生相对大幅变位时, 此装置能有效的防止落梁, 属于第二道保护装置。 (3) 梁搁置长度。这是防落梁的最后一道防线。其作用是当地震使其它限位装置无法发挥作用时, 防止上下结构分离脱落, 从而有效的保护桥梁。
在地震的破坏作用下, 桥面连续构造的简支体系桥梁对大幅震动具有较强的抵抗力, 同时其桥梁上部的协调性和整体性也较非连续性构造的桥梁有较大的提升;同时各种新型的纵向防落梁措施的研发和广泛的推广以及桥台和伸缩缝的设置等等措施, 都大大地制约了桥梁结构在纵向上的变形, 同时降低了简支体系桥梁纵向落梁的可能性, 提高了桥梁在纵向上的安全性。设置盖梁挡块是我国目前的桥梁建设中的横向落梁保护技术的基本方式, 但令人遗憾的是桥墩盖梁设计却没有得到足够的重视, 即未对其进行必要的计算和设计等, 仅仅作为一般的建筑结构看待, 忽略了其重要的抗震功能, 在实际施工中也为对其加强加固。
3.2 挡块的设置原则
就简支体系桥梁而言, 地震作用使桥发生横向震害时, 其理想的设计情况应是即使挡块出现不同程度的损坏或者部分丧失功能, 同时桥墩亦出现裂缝或进入塑性变形阶段, 但是还没有出现倒塌或横向落梁。因此, 设计人员在对挡块设计时, 应考虑到剧烈的摇动下主梁可能发生的位移值, 即即使主梁发生横向位移, 其位移值也应小于边主梁宽度的1/2;同时, 挡块刚度的合理取值应综合考虑主梁位移和桥墩的受力情况。
从我国历年来地震中部分简支体系桥梁的震后调查结果看, 极少出现在地震后出现纵向落梁。但是大量挡块的损坏程度却相当严重, 并且部分桥梁因为挡块的破坏而出现了较大横向变位, 严重的甚至出现横向落梁。因此, 设计人员应将横向防落梁措施作为防震工作的重中之重, 其具体措施有许多种, 例如可以把挡块作为重要的抗震设防构件进行计算和设计施工, 或必要时可使用高强度高抵抗力的钢挡块等。
4 结论
在当今社会, 桥梁可以说是公路运输系统网络中最重要的部分之一。对于整个公路交通网络来说, 一旦某地发生地震, 无论桥梁的跨度大或小, 如果在地震中发生坍塌, 都能使物质运输中断, 从而严重影响灾后的救援工作, 例如数年前的坟川地震就是一个典型的例子。换句话说, 我们应重视西部山区的中、小跨度桥梁的抗震设计, 其抗震的能力的高低可以与大跨度桥梁同等重要, 都关乎着广大人民群众的切身利益。因此, 简支体系桥梁作为山区公路中小跨度桥梁的设计中最受青睐的桥型, 如果其抗震能力得到提高, 在地震中较少的损失不仅使人民的生命财产安全得到保证, 同时也能减少桥梁的后期维护费用, 可谓一举多得, 意义重大。
摘要：在公路系统中, 桥梁可以说是其咽喉部位, 在公路交通网络中有举足轻重的地位。众所周知, 无论是跨度大还是跨度较小的桥梁, 一旦无法抵抗地震的破坏力而受到严重损坏, 都会导致交通网络的瘫痪, 甚至会严重影响灾后救援队、救援物资的运输以及伤员的转移, 汶川地震即是一个典型的实例。在我国的桥梁设计中, 简支体系桥梁倍受中小跨度桥梁设计者的青睐, 所以如果能提升此种桥型的抗震级别, 那么其现实意义不言而喻。本文综合分析了简支体系桥梁的主要地震破坏类型、特点及其形成机理, 并提出了桥梁的设计意见建议。在此基础上, 本文对简支体系桥梁的横向落梁保护以及桥墩保护的概念设计原则进行了推导研究, 此项研究具有重要的现实意义。
关键词：地震破坏,横向落梁保护,桥墩保护
参考文献
[1]胡津贤.地震工程学[M].北京:地震出版社, 2006.
[2]范立础.桥梁抗震[M].上海:同济大学出版社, 1997.