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关键词:高速铁路;综合接地;施工总结
0引言
铁路接地工程是一项复杂的、综合性的系统工程。接地的主要目的,一是保证人身安全,二是保证设备安全。综合性表现在该系统提供了沿线建筑物、构筑物的防雷接地、强弱电设备的工作接地、保护接地、防过电压接地、防静电接地、屏蔽接地等,几乎涵盖了铁路沿线一定范围内所有的系统设备接地和防雷接地。
1.1 技术标准
《客运专线综合接地技术实施办法(暂行)》(铁集成【2006】220号)
《铁路防雷、电磁兼容及接地工程技术暂行规定》(铁建设【2007】39号)
《铁路综合接地系统》(通号(2009)9301)
《铁路综合接地系统测量方法》(TB/T3233-2010)
1.2 材料选择
桥梁综合接地系统主要器材包括贯通地线、接地端子(桥隧型)、接地连接导线(不锈钢连接线及线鼻子、防盗型螺栓)以及接地钢筋等。各种导线材料选取与设计接触网短路电流大小相关,具体标准如下:
材料 贯通地线 接地端子 连接导线 接地钢筋
接触网短路电流≤25KA 截面积35mm2铜芯线 M16不锈钢接地端子 总截面不小于120mm2钢丝绳 截面不小于120mm2(直径≥14mm)
接触网短路电流>25KA 总截面不小于200mm2钢丝绳 截面不小于200mm2(直径≥16mm)
1.3 施工工艺流程
桥梁综合接地系统施工与主体结构施工同步进行,由桩基承台(扩大基础)墩身梁体桥面及附属逐步施做(预制梁在预制场地施做)。
群桩基础每根桩以一根通长钢筋作为接地钢筋,在承台中每根桩进行环节并与墩身两根竖向接地钢筋连接,接引至墩帽处连接接地端子,备与梁体接地系统相接。明挖基础则是在基底设置1m×1m钢筋网片满布基底(且局基底有70mm保护层),钢筋闭合焊接,中部“十字”交叉的两根钢筋上的网格节点处施以“L”行焊接,其余绑扎连接,然后与桥墩接地系统连接。
无砟轨道桥梁桥面分别于两侧防护墙下及上下行轨道底座板间1/3和2/3处设置通长纵向接地钢筋,并与梁端横向接地钢筋连接;接触网、防护墙与梁体纵向接地钢筋连接;梁端横向接地钢筋分别与防护墙内、外侧竖墙、通信信号槽内接地端子连接,同时通过非预应力结构筋接引至梁底接地端子与桥墩接地端子通过连接导线连接。
1.4 测试与量测
在综合接地系统中,建筑物、构筑物及设备在贯通地线接入处的接地电阻不应大于1Ω,施工过程中对于单桩、承台及墩身按照独立接地体进行接地电阻测试,一般要求接地电阻不应大于10Ω。
接地电阻测试应采用四端子接地阻抗测试仪,并采用独立电源或经隔离变压器供电,仪器准确度不低于1.0级,电压表的分辨率不低于1mV。测量时可采用三级直线发或者三级夹角法。测量时,试验回路应避免与水体、地下金属物、输电线路长段并行。测量电极应采用直径不小于1.5cm的圆钢或L25mm×25mm×4mm角钢,长度大于40cm,且插入紧密土壤20cm以下,测量引线截面积应不小于1.5mm2。
1.5 质量控制要点
接地钢筋的连接(搭接、“L”型焊接)应严格控制焊接质量,双面焊缝长度应大于55mm,焊缝高度大于4mm;单焊缝长度应大于100mm,焊缝高度大于4mm。
注意对接地材料的保护,避免出现堵塞、损坏、锈蚀、截面积缩小等情况。
为控制好接地系统质量,应在隐蔽工程施工前对接地系统进行感官检查及电阻测试。
如在施工中发现接地电阻明显超标,则应在相应位置并连外部接地极以调整接地电阻。
【关键词】桥梁工程;简支梁;箱梁;预制;拼装;施工技术
1.研究概述
1.1国外研究现状
由于国外关于高大桥梁的建设施工进行较早,在上世纪初甚至是在19世纪大量的进行了桥梁施工[1],在经过了长期的施工经验的总结下,形成了以大量的不同型号、不同吨位的建桥机械施工例如各式的运梁机、架桥机等[2]。随着国外机械化程度的发展,国外现在的桥梁施工主要依靠架桥机械进行现代化施工[3]。根据文献参考,使用大量机械施工不但可以节省大量的人力以及物力还可以极大的缩短施工工期[4]。这样的先进经验为我国的桥梁建设提供了大量的宝贵的参考价值。
1.2国内主要研究现状
我国由于在桥梁大规模施工方面开始的时间较晚,近些年来我国才开始大规模的进行机械化桥梁施工[5],所以在具体的一些施工经验上与国外发达国家相比有着一定的不足[6]。随着近些年来我国高速公路热潮的开始,特别是近些年来我国高速公路发展速度加快[7],我国开始对大型施工技术进行了相当多的研究。我国在桥梁施工技术方面的研究特别是简支箱梁预制拼装施工技术方面的研究主要集中在以下几个方面[8]:
(1)简支箱梁施工设备以及施工技术研究。
(2)简支箱梁预制场地以及简支箱梁存梁区域研究。
(3)大型桥梁预制拼装施工组织设计研究。
2.大型桥梁简支箱梁预制拼装结构施工技术研究
2.1高速以及铁路桥梁箱梁预制拼装施工技术要求研究
根据对多年工作经验进行相应的总结并依靠设计文件中对高速以及铁路桥梁的施工要求进行研究。作为我国新型的高速以及铁路大型桥梁应当具有以下几个特点:
(1)桥梁刚度较大,整体性要求较高:由于我国高速列车以及汽车工业的快速发展。对于桥梁的整体性特别是竖向方向的挠度控制要求越来越高。所以根据对近些年来桥梁设计文件的研究,我们可以得到新一代的桥梁施工中关于桥梁的刚度要求要较为严格。
(2)严格限制纵向作用力产生的结构位移,减小无缝线路中的附加压力:由于经过多年工作经验总结,桥梁易受到温度影响以及车辆制动影响等外界因素产生变形。这些变形会影响行车安全性。所以,为了保证桥梁可以安全有效的进行工作必须要保证纵向结构位移。
2.2简支箱梁预制拼装施工存梁区域技术研究
在现代桥梁施工中预制箱梁的存梁区域的选择决定了桥梁施工的主要施工进度以及施工组织设计的编制。所以根据经验,在确定了箱梁的简支预制拼装施工技术后,应当马上选取相应的存梁区域的位置。主要的选取依据根据理论分析以及经验总结有以下几点:
(1)台座数量:由于在施工过程中会受到较大的其他因素影响,例如软土地区施工工期较长,应当尽量设置较多的施工台座。所以施工台座数量直接影响了存量区域的选择。所以在存量区域选择确定之前一定要编制好完整的施工组织计划,科学确定台座数量。
(2)提梁方式以及提梁便道的设计:由于在现在的大型桥梁施工中,大型运梁机可以节省较多的施工时间以及人力成本。所以在考虑存梁区域时应当考虑到提梁方式以及提梁便道的方式。
3.高速公路以及铁路大型桥梁简支箱梁预制拼装施工技术研究
3.1具体施工技术方法研究
由于在上面的研究中我们可以看到对整体刚度的要求较高是预制箱梁预制拼装施工中的施工技术要点。所以根据具体的刚度要求以及整体性要求,在高速公路以及铁路大型桥梁的施工中主要可以采取以下三种具体的施工技术:
(1)制运架梁法。
(2)桁架法现浇。
(3)架桥机桥位制梁。
主要的施工流程为:现场预制箱梁,箱梁运输至架梁位,箱梁架设安装。在施工工序中分别有钢筋绑扎、钢筋笼制作、混凝土浇筑、混凝土养护等一系列工序。在整体施工过程中具体关于决定架梁工期的主要施工工序主要为:灌注箱梁混凝土与箱梁混凝土养护。
3.2具体施工技术要求研究
具体的施工技术方面的研究结果主要集中在具体的施工工艺上。为了保证箱梁预制拼装施工效果满足现代高速桥梁的整体性高、刚度大以及平顺性好的技术要点关于施工过程中应当在以下几个方面予以重视:
(1)冬季施工技术要点要求:冬季施工是指平均气温低于零下3摄氏度的时间连续超过十天。在这段时间内施工时必须要严格参考气候资料。缩短混凝土运输时间,并保证混凝土入模时间不低于10摄氏度。特别是在气温低于零下5摄氏度时,应当马上停止预制箱梁。以免温度过低导致箱梁质量水平降低,难以满足桥梁质量要求。
(2)夏季施工技术要点要求:在昼夜平均气温高于三十摄氏度时,关于箱梁预制拼装施工应当按照夏季施工技术要点进行施工。具体的施工要点有:入模温度不能低于35摄氏度。严格控制混凝土坍落度,保证每50立方混凝土进行一次混凝土坍落度测定。在进行压浆施工时一定要保证浆体温度小于25摄氏度。
(3)施工设备的筛选:高速桥梁预制箱梁简支拼装施工中具体有三种施工技术。三种具体的施工技术可以根据实际情况进行选择或者结合使用。但是,在建设桥梁时,建议在资金较为宽裕的条件下应当尽量选择架桥机施工技术。可以选择地有轮胎式架桥机与900t架桥机。这样的施工技术可以在保证施工质量的同时满足施工进度的具体要求。
4.结论与展望
4.1结论
在进行桥梁施工时特别是在进行箱梁预制拼装施工时,因为要保证桥梁的整体性、平顺度以及刚度要求。所以应当考虑到以下几点施工技术要点:
(1)明确施工目的,保证施工技术,保证桥梁在修建完毕后可以保证良好的整体性特别是竖向的挠度与纵向裂缝的质量控制。
(2)选择合适的存梁区域,根据大机械化施工技术特点的要求,保证存梁区域可以满足施工工期要求。
(3)严格分析施工工艺流程,研究得到了影响施工工期的最主要的施工流程。
(4)为了在保证施工质量的基础上保证施工进度的要求,对于不同季节条件下的施工技术做出了一定的限制。
4.2展望
随着我国近些年来,高速铁路的大量修建,对于高速桥梁的建设特别是关于高速桥梁预制箱梁拼装施工技术的研究会越来越多。本文通过对桥梁施工技术理论研究以及多年工作经验的总结对桥梁的施工技术提出了一定的施工要求技术要求。但是随着社会的发展,今后这方面研究应该更加系统化更加专业化。
【参考文献】
[1]李志义主编.秦沈客运专线施工技术[M].北京:中国铁道出版社,2003.
[2]李怡厚主编.铁路客运专线架梁铺轨施工设备[M]北京中国铁道出版社,2003.
[3]铁建设[2004]157号,京沪高速铁路设计暂行规定.
[4]铁建设函[20051754号,客运专线无碴轨道铁路设计指南.
[5]秦沈指挥部.秦沈客运专线技术总结[MI].北京:中国铁道出版社,2002.
[6]王喜军,申全增.秦沈客运专线桥梁新结构综述[J]铁道标准设计,2002,(1):9-17.
①结构分析
桥梁结构形式不同,施工方法不同,其在施工过程中的结构状态大不相同。对桥梁结构进行分析计算,可以发现结构施工过程中的薄弱环节,可全面识别施工风险并针对性的提出风险控制措施。
②现场调研
对桥梁工程施工现场周边环境、施工区域气候条件以及施工单位现场施工情况等进行现场实地勘察,总结风险事件。并随时了解施工现场工程进度等情况变化,同时,通过对施工现场进行跟踪调查,随时发现新的风险事件。
③专家调查
专家调查法是风险识别的主要方法,各领域的专家在专业方面具有丰富的理论知识和实践经验,是获取相关信息的重要对象,可较全面地识别出各类潜在的风险。
二、桥梁施工风险分级综合评估法
桥梁工程包含多种桥型的多种施工方法,是个非常复杂的系统工程,采用单一的评估方法对桥梁工程施工过程进行评估往往不够精确。为此本文提出了基于分级评判的桥梁施工风险综合评估方法。
①一级评判
采用简便的评判方法(如专家调查法、专家评议法等)对风险源进行评估,将风险明显较低的风险源定义为低度风险,其余风险源进入二级评判。
②二级评判
采用较高精度的评判方法(如LEC等)对风险源进行评估,将风险较低的风险源定义为中度风险,其余风险源进入三级评判。
③三级评判
采用高精度的评判方法(如风险矩阵法等)对风险源进行评估,将风险较低的风险源定义为高度风险,风险较高的风险源定义为极度风险。这种分级综合评估方法能够充分发挥各种评估方法的优势,在简化评估繁琐度的同时又能保证较高风险源的评价精确度。这种方法的适用范围包括各种桥型的各种施工方法,是一种实用性较强的风险评估方法。
三、桥梁施工风险评估实例
1.工程概况
湖南省某高速公路大桥,主桥长308.04m,主跨为(80+145+80)m预应力混凝土连续箱梁,施工采用挂篮悬臂浇筑,箱梁单个“T”共分18段悬臂浇筑。悬臂浇筑施工艺流程为:浇筑0号段;拼装挂篮;浇筑1号段;挂篮前移、调整、锚固;浇筑下一梁段;依次类推完成悬臂浇筑;挂篮拆除;合龙。
2.桥梁施工阶段风险识别
2.1事故总结
桥梁事故是桥梁风险事件的主体,对桥梁事故资料的收集总结研究是风险评估的基础。本文主要针对连续梁桥悬臂浇筑施工的特点,通过科技文献、媒体报道及专家调查等途径,收集整理连续梁桥施工相关事故,得出风险事故类型,汇总于表1。同时采用事故致因理论对事故发生的原因和发展规律进行了分析研究,对事故造成的损失等进行了统计,为风险事件的识别和风险评估工作奠定了基础。
2.2结构分析
通过结构分析可以获得桥梁结构详细的受力状态,即可采取有针对性的措施改善结构受力特性。本文对大桥施工过程进行有限元结构分析,对整个施工过程中的结构受力有了全面的了解,为风险事件的识别提供了有力的支持。如“预应力筋张拉时底板崩裂”风险事件,即是通过结构分析结合桥梁事故识别得出。当施工过程中底板脱模过早、混凝土强度不够或预应力管道偏位等意外事件,极有可能发生底板崩裂事故。
2.3现场调研
桥梁施工风险识别现场调研主要对现场自然环境、技术条件和现场管理等进行调查。
①自然环境
大桥位区属亚热带季风湿润气候,春暖多雨,夏季干热,秋凉冬冷。年平均气温17.7℃,极端最高气温40℃,极端最低气温-6.8℃,年平均降雨量1169mm,多集中在6~8月,是湖南省暴雨集中地,易发洪涝灾害。桥址地表水体水系发育,横跨河流,河道内有长期性流水,水量较大,水深最大可达31m。桥位区百年一遇的设计洪水位210.37m,通航水位205.00m,施工水位188.00m,低水位174.89m。桥址所在地形属构造侵蚀丘陵地貌,河谷呈“V”字形,切割较深。桥址区未发现有滑坡、岩溶及断层构造等不良地质现象。
②技术条件
施工组织设计合理,施工机械设备齐全,施工单位长期从事桥梁施工,技术条件较好。
③现场管理
施工单位工程经验丰富,施工现场管理到位。通过对大桥施工现场多次的实地调研,得出的风险事件,参见表1施工风险事件列表。
2.4专家调查
专家调查是本文中采用的主要风险识别方法。桥梁施工风险评估邀请桥梁设计专家2位、施工方面专家2位、科研方面专家2位、管理方面专家3位,共9位从业时间长、经验丰富的专家,对风险事件的识别提出了宝贵意见。向专家组提供了大桥详细的勘察、设计、施工组织设计等资料,专家组根据自己的经验提出了许多的风险事件。
3.施工风险综合评估
桥梁施工风险识别后,进行施工阶段划分,并采用表上作业法对各个施工阶段进行风险事件的识别,确定风险评估的主体。现采用悬臂梁浇筑施工为例进行风险评估说明,该施工阶段包括模板施工,钢筋施工,混凝土浇筑,混凝土养生。
3.1二级评判
采用LEC法进行二级风险评判。该方法采用与系统风险率相关的3种方面指标值之积来评价系统中人员伤亡的风险大小:L为事故发生可能性;E为人员暴露在危险环境中的频繁程度;C为事故发生会造成的后果。风险分值D=LEC,D值越大说明风险越大。
3.2三级评判
三级风险事件评判采用风险矩阵法进行动态估测,具体评价标准参照文献。根据指标体系法对事故严重程度和事故发生的可能性进行分析计算,再对照风险等级标准表得出风险事件等级。
四、结论
【关键词】桥梁;桥梁病害;加固技术
0 引言
自从改革开放到现在30多年里,我国的道路桥梁设计建造水平已经跻身世界前列。桥梁在我们的日常生活中起到相当重要的角色,是道路里最基本的交通设施。近年间,桥梁的病害开始慢慢被关注,特别是对我国现存的30余万座的桥梁的重视,各种桥梁病害损坏着这些桥梁,对这些桥梁的加固以及维修是最近交通设施建设任务的重中之重。保证桥梁的完好畅通,可以推动人类社会经济的交流,对经济发展有相当的推动作用。如果桥梁受病害影响严重,发生事故,就会产生一定的经济链式反应,引起狙到的经济损失。相关数据表明,我国现存桥梁中有安全隐患的桥梁大约占桥梁总量的50%左右,有些地方病害率甚至高达70%,危桥大概占到综述的25%左右,为9597座[1]。万亿项目的国家投资出台,大部分将用于道路、桥梁的建造与维护。我国的实际情况,迫使桥梁的养护技术的成熟、规范。如何对现存桥梁进行检测评估,并对其进行维修加固,需要进一步进行探索。
1 桥梁病害分类
(1)裂缝
裂缝是我国现存钢筋混凝土材质桥梁里面非常常见的病害类型,几乎所有的桥梁都会产生裂缝。通常,桥梁产生的裂缝是由于混合因素作用所引起的。而且,裂缝对桥梁所产生的危害严重程度不尽相同,有些裂缝相对比较严重,如:贯穿缝等,这些裂缝会严重影响桥梁的安全。同时,裂缝也会诱发其他桥梁病害,如:钢筋锈蚀等,以此会产生恶性循环锁链式的破坏,严重影响桥梁的耐久度以及安全。
(2)混凝土的碳化和钢筋的锈蚀
混凝土碳化和钢筋锈蚀的危害在我国现存钢筋混凝土材质桥梁中存在也是相当普遍的。这种病害会引起桥梁顺筋裂缝的产生,会严重影响桥梁的结构以及安全性,降低桥梁寿命,可能导致相当严重的破坏。
(3)混凝土的内部出现气泡以及毛细孔隙
混凝土中的气泡以及孔隙可以使空气中的水、氧气以及二氧化碳进入混凝土的内部。这一现象将会严重影响桥梁的持久性。
(4)剥蚀
剥蚀是指破坏钢筋混凝土的外观结构的完整,对于钢筋混凝土表面形成的露石现象、蜂窝麻面现象、酥松起皮现象以及剥落现象等病害的总称。其可以根据机理分成风化剥蚀、冲磨以及空蚀等[2]。
(5)地基沉降不均匀造成的破坏
地基沉降的不均匀造成的破坏严重影响桥梁的结构,如锥坡以及翼墙的开裂、滑动、下沉等。
(6)自然灾害造成的破坏
洪水、山体滑坡等一系列自然灾害对桥梁的破坏以及侵蚀也是重要的病害原因。虽然这并不是我国桥梁病害的主要原因,但是桥梁的设计者及维护者必须重视这一桥梁病害。
2 桥梁病害原因
(1)内因
桥梁病害内因主要指的是混凝土内部存在的缺陷。如混凝土的内部出现气泡以及毛细孔隙,可以使空气中的水、氧气以及二氧化碳进入混凝土的内部。并且,进入内部的氯离子会严重影响混凝土的结构,使其开裂,造成钢筋的严重锈蚀;还包括桥梁设计本身的使用寿命,这些内因都会影响到桥梁本身的耐久度。
(2)外因
桥梁病害产生的外因主要包括以下几种:
1)过往车辆严重超载
桥梁再设计之初,都是根据当时车辆的实际荷载情况设计的,这就会导致桥梁原本设计的荷载较低。但是,随着经济以及科技水平的不断发展,车辆所能承受的最大荷载不断增加,给桥梁带来相当大的荷载压力,造成桥梁承载不足,从而会导致桥梁产生病害,严重影响桥梁的结构以及安全性。根据我国的实际情况,引起这种情形的主要原因是绝大多数的货车、大客车等,超载行驶,导致相当大的一部分桥梁产生安全隐患[3]。
2)设计桥梁的不合理性
桥梁设计员在进行桥梁设计的时候,桥梁结构存在一些缺陷,例如设计者的假设不尽合理、设计桥型的结构不合理。在设计桥梁规范的不断发展中,桥梁荷载已经从汽车-6级、-8级、-13级优化到汽车-15级、-20级、-超20级,而且这种趋势将会继续增大[4]。
3)桥梁的施工质量较差
桥梁的施工质量较差主要指的是,没有按照设计原本的要求及限制进行施工。施工时,相关人员,没有按照严格的设计标准以及施工标准执行施工,而且也会出现相应偷工减料现象。
4)自然灾害
洪水、山体滑坡等一系列自然灾害对桥梁的破坏以及侵蚀也是重要的病害原因。虽然这并不是我国桥梁病害的主要原因,但是桥梁的设计者及维护者必须重视这一桥梁病害。
5)地质条件较差
这一原因,通常会在施工前进行实地考察和商讨,比如是否会造成山体滑坡、是否会出现软基等造成桥梁病害的问题,通常这些问题都会在设计以及施工的时候考虑在其中,因此,这种原因所造成的危害影响相对比较小,但是也不能忽视这一病害原因。
3 桥梁的维护加强方法
3.1桥梁维护加强存在的困难
首先,桥梁的维护加强需要施工者具有较强的设计桥梁理论以及一定的力学基础,制定施工方案时才能够比较精准的判断和分析出旧桥损坏程度及内部结构的受力情况等。
其次,桥梁的维护加强的施工上具有很大的难度。因为桥梁的维护加强的施工与通车需要同时进行,所以这就使得施工的时候不可以妨碍过往车辆的正常通行,这使得施工难度大大增加。
最后,桥梁的维护加强通常需要在原有的结构上进行施工,因此施工受到很大程度的局限;并且,一般要进行维护加强的桥梁都是危桥,结构大多处于十分危险的状态,有的甚至有坍塌的危险。对于旧有桥梁来说,一般没有当时设计及施工的数据,而且对桥体内部的结构受力情况一无所知,因此很难确定桥体的极限,这就给桥梁的维护加强带来了很大的困难。
3.2 桥梁维护加强方法
(1)加强施工监管
监管,是任何工程所必须的,只有加强监管才能使工程保质保量,监管要比工程的建造难度更高。
(2)对桥梁要及时进行维护保养
桥梁竣工后,相关部门要进行维护加强监管。定期对大桥进行检测,以便及时对桥梁进行维护加强。
(3)引进国际相对先进的加强桥梁技术以及理论
对于桥梁的加强技术,需要紧跟国际技术,不断更新。
(4)加强桥梁所用的施工材料需要精选
加强桥梁所用到的施工材料必须精心挑选。不可以偷工减料,必须认真对待。
(5)完善桥梁建设地的地质勘查
(6)加强桥梁施工技术、保养水平,以及荷载能力
(7)培养桥梁养护人才
4 总结
随着经济以及科技的进步,我国道路桥梁的设计水平不断增强,桥梁维护加强问题日趋显著。目前,我国桥梁的耐久性与安全性已经收到了社会的关注,近期发生的桥梁事故,使我们不得不站出来解决桥梁安全问题。这就需要相关的部门及施工单位共同努力,提高设计施工技术水平,精选材料,保证施工质量。而且,要及时对桥梁进行维护与加强,我们要把建造与维护加强同等对待。
参考文献:
[1] 郑文典. 小议常见桥梁病害的形式及成因[J]. 工程技术.
[2] 马超祥. 浅谈道路桥梁结构病害与加固[J]. 黑龙江交通科技, 2010(8).
一、公路桥梁工程中试验检测技术的应用重要性
关于公路桥梁工程中试验检测技术的应用重要性的阐述,本文从四个方面进行阐述。第一个方面是公路桥梁工程施工中的试验检测技术的应用是对整个桥梁工程的施工质量的一种保障。第二个方面是公路桥梁工程施工中的试验检测技术的应用能够找出施工中应用的正确的施工材料,节约了施工的成本。第三个方面是公路桥梁工程施工中的试验检测技术的应用可以推进这项新技术的发展和推广。第四个方面是公路桥梁工程施工中的试验检测技术的应用能够检测工程中使用的材料的优劣性。下面进行详细的叙述。(1)公路桥梁工程施工中的试验检测技术的应用是对整个桥梁工程的施工质量的一种保障。我们在进行公路桥梁的试验检测应用是要采集相关的检测理论,并且要熟练的掌握试验检测的相关的操作技能和有关的公路桥梁的知识,只有这样才能够进行较为准确的试验检测数据。这些数据主要包含了施工的工程参数,施工中的质量控制参数和施工结束时的验收评定数据等等。(2)公路桥梁工程施工中的试验检测技术的应用能够找出施工中应用的正确的施工材料,节约了施工的成本。通过公路桥梁的施工中的试验检测技术的应用,我们可以甄别施工用的材料的特性,这样可以通过施工现场的条件来进行材料的选取和供应。这样就会减少施工材料的运输时间和采买成本。通过试验检测我们可以大幅度的降低工程的实际造价。同时还可以就地取材,通过试验可以很准确的得出当地材料的基本信息,是否符合我们施工中的要求等。(3)公路桥梁工程施工中的试验检测技术的应用可以推进这项新技术的发展和推广。在试验检测技术的应用中,我们可以使用新型的工艺和新型的材料来进行公路桥梁的施工。我们要通过新型的技术的应用来判断这种新技术的可行性和有效性等特性,为我们的公路桥梁的施工提供更多的可能。整体推进施工的进程和施工进度及施工质量。(4)公路桥梁工程施工中的试验检测技术的应用能够检测工程中使用的材料的优劣性。我们通过试验的新型技术来辨别施工用的材料的质量的好坏,进而我们可以总结出来一套相关的鉴别材料优劣的手段,这样对于提升公路桥梁施工的质量有很大的帮助。
二、公路桥梁施工工程中的试验检测技术的具体原因和相关的内容
关于公路桥梁施工工程中的试验检测技术的具体原因和相关的内容的阐述,本文主要从两个方面进行阐述。第一方面是公路桥梁施工中的试验检测技术的应用具体原因;第二个方面是公路桥梁施工中的试验检测技术的相关的内容。下面进行详细的叙述。(1)简述公路桥梁施工中的试验检测技术的应用具体原因。首先是试验检测技术的应用可以为公路桥梁的施工提供充足的施工和设计的材料;其次是试验检测技术的应用能够提升公路桥梁的质量要求,可以通过试验给出桥梁承载力的最大值,提升桥梁的质量。第三是试验检测技术的应用可以提前检测出施工过程中的施工质量事故,排除施工质量的隐患。第四是试验检测技术的应用可以提升施工的质量规范要求。最后是试验检测技术的应用能够为公路桥梁的施工提供正确的设计标准。(2)简述公路桥梁施工中的试验检测技术的相关的内容。试验检测技术主要是检测施工中的使用材料,包括石沙和混凝土等,还包括成品和半成品等。我们通过这些材料的检测得出最优的施工用材料。对于不合格的施工用材料进行打废处理。我们在这一个过程中,要严格的按照相关的程序进行试验检测。
三、公路桥梁施工工程中的试验检测技术的具体的技术点
大跨径预应力砼连续梁桥的质量和安全关系,对日常的生产生活意义重大,我们要对其施工控制予以足够的重视。
1.1高质量桥梁的保证对大跨径预应力混凝土桥梁的整个过程进行严格的施工控制,以保证施工质量。对于采用多阶段、多工序的自架设体系施工的大跨度连续桥梁上部结构而言,要求结构内力和标高的最终状态符合设计要求相当困难,它需要用分析程序对多阶段、多工序的自架设施工方法进行模拟,对各阶段内力和变形先计算出预计值,将施工中的实测值与预计值进行比较、调整,直到达到满意的设计状态。
1.2桥梁安全使用的保证大跨径预应力混凝土连续桥梁的结构安全可靠性已成为当今社会普遍关注的问题。为保证桥梁结构运营的安全性、可靠性、耐久性、行车舒适性等,乃至建设精品工程,实施桥梁的施工控制,是桥梁建设不可缺少的重要内容。要在连续梁桥施工的过程中进行控制,并预留长期观测点,将会给桥梁创造长期安全监测的条件,从而给桥梁营运阶段的养护工作提供科学的、可靠的数据,为桥梁安全使用提供可靠保证。
2大跨径预应力砼连续梁桥施工控制的内容、方法和控制流程
2.1大跨径预应力砼连续梁桥施工控制的内容
2.1.1应力监控在大跨径预应力砼连续梁桥上部结构的控制截面布置应力量测点,以观测在施工过程中截面的应力变化及应力分布情况。桥梁结构在施工过程中以及在成桥状态的受力情况是否与设计相符合,是施工控制要明确的重要问题。若发现实际应力状态与理想应力状态的差别超限就要分析原因、进行调控,使之在允许范围内变化。每一节段施工完毕,均要分析应力误差,并预测出下一节段当前己完节段或即将施工节段是否会出现不满足强度要求的状态,根据预测结果来确定是否在本施工阶段对可调变量实施调整。
2.1.2线形监控桥梁结构线形控制是施工控制的基本要求,线形控制就是严格控制每一阶段箱梁的竖向挠度及其横向位移,若有偏差并且偏差较大的时侯,就必须立即进行误差分析并确定调整的方法,为下一阶段更为精确的施工做好准备工作。
2.1.3温度观测在大跨径预应力砼连续桥梁施工过程中,温度对结构内力的影响和结构线形的影响。日照作用会引起主梁顶、底板的温度差,使主梁发生挠曲,同时也会引起墩身两侧的温度差,使墩身产生偏移。由于日照温度变化的复杂性,在挠度理想状态计算时难以考虑日照温度的影响,日照温度的影响只能通过实施观测来加以修正。因此,通常选择在日出之前进行标高测量,以消除日照温差的影响。
2.2大跨径预应力砼连续梁桥施工控制的方法大跨径预应力砼连续梁桥施工控制的主要方法有时候调整控制法、预测控制阀和自适应控制法等。
2.2.1事后调整控制法在大跨径预应力砼连续梁桥施工过程中,若发现己成桥跨结构状态与设计状态不符时,可通过一定的技术手段对其进行调整,使其达到设计要求。
2.2.2预测控制法以施工所要达到的目标为前提,全面考虑影响桥梁结构状态的各种因素,对桥梁每一个施工阶段形成前后的状态进行预测,使施工按照既定目标发展。
2.2.3自适应控制法在大跨径预应力砼连续梁桥施工过程中,控制系统的某些参数与工程实际参数不完全符合导致实际结构不能完全符合设计要求,可通过对各类参数的分析处理和修正,使各施工阶段可满足设计要求。施工监测控制中,一般采用的就是自适应控制法。
2.3大跨径预应力砼连续梁桥施工控制流程大跨径预应力砼连续梁桥施工控制的流程可以总结为:收集资料,主要是一些设计文件、混凝土试验成果、施工挂篮单数、施工工艺等;现场配合资料,现浇梁断实际尺寸及重量、温度现场记录和预应力张拉记录;控制项目测量:节点挠度和控制截面应力;参数识别分析;实时前进分析;系统误差判定;下一步施工分析提供立模标高;下一道施工工序。在此过程中要注意实时跟踪分析,如挠度分析、应力、内力分析。
3案例分析
3.1项目概况某大跨径公路桥梁,主桥为49.6m+86m+49.6m的三跨预应力混凝土连续箱梁。主梁采用单箱双室变高度预应力混凝土箱梁,梁底曲线采用半立方抛物线。
3.2施工监测与控制
3.2.1应力控制主梁在悬浇施工中各截面的应力随工况的不同,应该在截面内布置读数稳定,测得数据可靠的传感元件——钢弦式应变计(用铁丝绑扎在主梁的纵向钢筋的上)进行应力测试和施工控制。测量上采取加密测量次数、变量分段累计的方法。计算总应力时,先算出每一工况荷载变化前后的阶段应力,然后累计算出总应力,分析后可知施工各阶段箱梁控制截面混凝土应力均在设计限值要求范围内。
3.2.2变形控制箱梁挠度变形关系到悬臂浇筑箱梁能否顺合拢及合拢后箱梁内的重分布内力的大小。在施工过程中主要对主梁标高控制点进行了混凝土浇筑前后、预应力钢筋张拉前后、挂篮行走前后的挠度观测。变形监测断面设计为每节段箱梁悬臂端、桥墩支点截面和各跨跨中截面,每个断面设置3个变形测点,在观测箱梁挠度变形的同时,可以观测箱梁是否发生扭转变形。
3.2.3线形监控测量和基准点的设立利用大桥两侧的大地控制网点,使用后方交汇法,用全站仪测出墩顶测点的三维坐标,将墩顶标高值作为主梁高程的水准基点。每一墩顶布置一个水平基准点和一个轴线基准点,做好明显的红色标识,每隔10d进行一次联测,同时观测墩的沉降。
梁挠度、轴线和主梁顶面高程的测量在每一节段悬臂端梁顶设立3个标高观测点和1个轴线点。根据各节段施工次序,每一节段按三种工况对主梁挠度进行平行独立测量,相互校核。
线形测点布置采用一般水准仪对箱梁顶面、底面标高进行观测以获得桥面线形。箱梁底板线形测点布置在三块腹板下方。
3.3结论
通过对该桥梁的应力、变形、线形进行施工控制,该项目施工取得了较好的控制效果,完成了质量和安全目标。
桥梁施工控制是现代桥梁施工建设的必然趋势,是一项技术性、时间性、协调性要求都很强的工作,其贯穿于整个施工过程。我们应该认真的总结施工中存在的问题,不断完善预应力混凝土连续梁桥的施工控制措施,提高了桥梁的建设质量、外形更美观、行车更舒适。
参考文献:
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[3]孟祥娟.现浇钢筋混凝土箱梁桥施工的有关技术[J].山西建筑.2008.
【关键词】桥梁上部;质量控制;常见问题;解决措施
一、引言
近年来,国家经济的飞速发展,我国桥梁建设事业也快速发展起来了,预应力技术的应用在设计、计算理论和施工工艺方面也在不断完善,走向成熟,当前,预应力技术已广泛应用于桥梁的各种结构中。在桥梁工程上部结构施工时,预应力是充分利用材料的高强度性能,有效防止混凝土裂缝,减轻结构自重,增大桥梁跨径、刚度。在桥梁施工中引入预应力技术,不仅使结构更加轻便美观,还能延长桥梁使用寿命。本文作者根据多年充实桥梁技术管理工作,就预应力在桥梁的施工过程中存在的一些质量控制要点进行分析并采取相应的预防措施。
二、预应力桥梁上部施工常见的质量问题
(一)张拉时锚下混凝土因局部受压被压裂或出现筋断
预应力技术分为两种类型:先张法、后张法。机械锚固和摩阻锚固是预应力技术后张法中通常所使用的锚具,预应力钢材端部主要使用机械锚固类的锚具,利用机械进行加工,使其成为具备工作条件的锚固。因其具有方便连接和应力损失小等特点,预应力没有灌浆之前可以进行重复张扣或放松等操作预应力梁板的腹板一般比较薄,而锚固区的钢筋又比较密,如果混凝土中碎石振捣不好或者直径偏大,容易出现不密实情况。另外,由于预应力强度指标等不符合要求;施工时实际张拉力超出设计张拉力;或是管道渗入了水泥浆导致了预应力筋出现断。
(二)预应力材料的质量控制
目前,很多建设单位对于材料的质量把关不严格,采购材料对厂家的信息不了解,有些材料的强度、刚度、严密性等各项指标均不达质量标准就进场使用;对某些需要特殊保护的材料随意堆放。
(三)预应力施工质量控制
施工质量控制的主要目的是使施工实际状态最大限度的与设计状态相符,因此要注意施工过程中一些重要的质量控制要点。比如,焊接时,容易因为高温灼烧预应力钢绞线,发生预应力钢绞线回火,在张拉时发生断裂。钢绞线定位一定要准确,并符合设计要求,如果与设计有出入,张拉力很难满足要求,一旦坐标发生变化张拉力的合成也容易发生变化;同时,还需要注意在浇筑混凝土时,由于振捣、挤压等原因很可能造成预应力管道移位变形,甚至破裂,造成漏浆,影响张拉力工作。
施工工艺。施工控制是为施工服务,因此施工质量的好坏直接影响控制目标的实现,除要求施工工艺符合控制要求外,而必须了解因为施工过程中带来的结构制作、安装等方面的误差,或者因为安装工序的缘故导致各种质量事故的发生,使施工状态在控制之中。
施工监测。检测是桥梁施工监控的重要手段,它包括变形监测、应力检测。由于各种仪器及环境情况存在各种误差,因此结构监测也存在一定误差。
三、预应力桥梁上部施工质量控制问题预防措施
(一)加强预应力施工原材料质量管理
预应力筋进场应进行分批验收,进场时除按合同检查质量保证书,核对数量、型号、规格,进行有关试验检测外,还应加强外观质量和单位长度质量检验。锚具、夹具和连接器应按批进行进场外观检查、硬度检验。对特大桥、大桥或二级及以上等级公路的中桥、小桥使用的锚具产品应进行静载锚固性能检验,不同规格的锚具不得少于1次;具有抗震要求的构件所用锚具应做周期荷载性能试验。锚具、夹具和连接器应配套使用,同一结构或构件中应采用同一生产厂家的产品。金属波纹管宜采用镀锌,壁厚不宜小于0.3mm;先简支后连续预应力结构预留波纹管宜采用塑料波纹管。
预应力孔道压浆应采用专用压浆料或专用压浆剂配制的浆液,压浆材料应进行进场检验。施工单位应进行压浆浆液试验室试配、生产配合比验证,宜在施工前进行工艺验证(抗分离材料试验),经试配的浆液其各项性能指标均能满足规范要求后方能使用。施工、监理单位在原材料检验中累计发现有两次或两批以上同一厂家、规格、型号不合格的原材料,严禁在工程中继续使用。
(二)加强预应力施工质量管理
预应力筋张拉宜采用穿心式双作用千斤顶,整体张拉或放张宜采用具有自锚功能的千斤顶。张拉机具设备应与锚具产品配套使用,宜采用自动化、智能化张拉设备。制浆机的转速应不低于1000r/min,搅拌叶的形状应与转速相匹配,叶片的速度范围宜在10-20m/s,并应能满足在规定的时间搅拌均匀的要求。孔道压浆机应采用活塞式可连续作业的压浆泵,不得采用风压式压力泵;孔道压浆推荐采用真空辅助压浆工艺,宜采用自动化、智能化压浆施工及记录设备,以提高压浆质量稳定性和施工安全。塑料波纹管应采用专用焊接机进行热熔焊接或采用具有密封性能的塑料结构连接器连接,不得采用胶带纸绑扎连接。管道宜采用井形钢筋定位框固定在钢筋骨架上,管道施工应严格控制井形钢筋定位框间距,直线段不宜大于80cm,曲线段不宜大于50cm,管道安装应平顺。应严格按设计要求设置拉筋,防止预应力张拉时砼崩裂。
预应力钢丝或钢绞线整束穿孔时,应按照规范要求采取编束和梳理措施,防止缠绕并绑扎牢固、顺直。盖梁预应力、现浇箱梁横向预应力、拼装或悬浇的箱梁预应力张拉压浆作业时,应制作专用的张拉压浆作业支架平台或吊篮平台,除水上作业外,宜尽量采用支架平台进行施工。支架或吊篮张拉压浆作业平台设置应通过结构计算、稳定验算,并经监理办审批。作业平台尺寸应满足:平台沿预应力张拉方向长度不小于2m,平台横向边缘距最外侧预应力束不小于1m;作业平台应设置上下扶梯,作业平台和张拉压浆设备应安装牢固。预应力应按设计或经批准的张拉顺序、张拉控制应力和施工作业指导书进行施工。预应力张拉锚固后,孔道应尽早压浆,且应在48h内完成。压浆完成后,应及时对锚固端按设计要求进行封闭保护或防腐处理。后张预制构件在孔道压浆前不得移运和吊装。一般的预应力束张拉压浆施工应在预制或现浇梁板构件首件认可总结材料中进行重点分析和总结;非直线段长束预应力张拉及孔道压浆施工质量应单独进行综合分析和总结。
(三)加强张拉作用的质量控制
在预应力混凝土施工过程中,按照要求和规范,钢绞线应采用伸长量和张拉力双控张拉措施进行,因此除了千斤顶的压力表读数控制,还要让实测的伸长量不能超过理论设计值的百分之六。因此,在对锚具和钢绞线进行数据测定时,必须对施工计算程序也进行计算、审核,杜绝出现计算失误等重要数据的错误。
四、结论
综上所述,预应力桥梁上部施工直接影响着桥梁工程的安全性、美观性及使用性能,是桥梁的重要组成部分。预应力技术虽然在我国得到了迅猛发展,但是有些施工企业运用得还不熟练,还存在许多问题,文中只列举了其中一小部分,工程技术人员还应根据实际情况对施工方法进行合理选择和优化,为桥梁工程质量的提升和社会经济效益的增加做出更大的贡献。
参考文献
关键词:公路桥梁;施工;安全管理
我国正处于经济快速发展的建设时期,很多公路桥梁由此而生,但是从中也出现了很多问题,如裂缝、坍塌等现象。这些问题的产生在很大程度上是由于施工过程中没有严格按照相关程序和规定进行安全施工。由此可见,公路桥梁施工过程中安全管理是非常关键的。
一、公路桥梁病害的原因
首先,超载、船舶撞击等偶发性因素;急不可遇见的飓风、地震、洪水等偶然因素。其次,设计的错误或者缺陷。由于当前对于桥梁设计的耐久性还没有明确、具体、细致的规定,也没有系统、合理的监督管理规范,并且没有专门的耐久性设计理论研究,也就是在桥梁安全性、耐久性设计方面的理论还比较缺乏,导致对桥梁耐久性的关注度还不够,使得桥梁的安全性差、使用寿命短。通常,我们都将桥梁的安全性低、耐久性差的原因归为在施工过程中没有进行精细的管理以及管理部门的。施工不规范包括:材料强度不够、施工工艺部合格等等。例如,由于在选择材料时,没有严格执行材料管理标准或材料采购标准而导致材料强度不够,使得工程安全性低,与要求不符;由于施工管理部门的个别人员的素质与职业道德问题,在工程施工中以次充好等管理漏洞,对桥梁的安全性以及耐久性产是巨大的影响。由于当前对于桥梁设计的耐久性还没有明确、具体、细致的规定,也没有系统、合理的监督管理规范,并且没有专门的耐久性设计理论研究,也就是在桥梁安全性、耐久性设计方面的理论还比较缺乏,导致对桥梁耐久性的关注度还不够,使得桥梁的安全性差、使用寿命短。再次,施工不规范。通常,我们都将桥梁的安全性低、耐久性差的原因归为在施工过程中没有进行精细的管理以及管理部门的。施工不规范包括:材料强度不够、施工工艺部合格等等。例如,由于在选择材料时,没有严格执行材料管理标准或材料采购标准而导致材料强度不够,使得工程安全性低,与要求不符;由于施工管理部门的某些人员的素质与职业道德问题,在工程施工共以次充好、偷工减料等等管理漏洞,对桥梁的安全性以及耐久性产是巨大的影响。第四,不可遇见的飓风、地震、洪水等自然灾害等等。
二、公路桥梁施工安全管理具体措施
在施工阶段,桥梁的结构状态变化复杂,影响其安全的因素众多,安全管理的工作难度很大。需要可以从一下几个方面进行管理,降低因设计的错误或者缺陷、施工措施不力或工艺程序不当及自然灾害引起的桥梁损害。(1)建立法制观念和科学管理的良好机制,业主要有投资风险意识,从制度上保障桥梁寿命周期的安全、耐久性。在工程施工建设的过程中,要不断总结安全管理工作,并及时调整改进不合工程实际的安全管理规章制度。大家都知道实践是检验真理的惟一标准,我们的安全管理规章制度是在施工之前预制的,它虽然使我们已有经验的总结,但世间万物都是发展变化的。也许随着工程的推进一些情况起了变化,使得我们的一些安全管理规章制度也不符合实际情况。这时我们应该本着科学的精神及时调整改进不合工程实际的安全管理规章制度。(2)进行施工前的安全知识培训。培训的内容包括各部门制定的安全管理法律法规,其中重点内容应是本工程项目的施工安全管理细则。需要特别强调的是在招聘工人时一定要严格把好入口关,认真考察参聘人员是否具备做好完成相关工作的能力。工作中绝对要杜绝招收不合格人员进入工程队。(3)精心设计,精心施工。合理安排工期,严格质量监督管理,从工艺上严格把关,杜绝事故的出现。在设计和施工桥梁大梁预制时,要保证以下方面:必须采用厚度在4mm以上的钢板对大量预制台座顶面进行铺设,这样,不仅使梁底平整光滑,还能保证桥梁美观;芯摸的刚度、准确且牢固地定位,以及顶板、底板、侧板要达到足够的厚度是空心板梁的基本要求,是保证桥梁安全性的前提条件。在进行大梁浇注时,需要两次浇注。第一次要对底板砼进行浇注,然后将芯摸安放并固定好,使底板砼的内在质量得到保证;然后进行腹板以及顶板砼的浇注,在浇注时要将内模固定好,以免造成内模上浮使顶板的厚度受到影响;保证梁端封头砼的形状规章,具有垂直的断面和精准的尺寸,对大量的长度要有严格的控制,使大梁与桥的规格上下一致;张拉和压浆是非常重要的环节,张拉应力不足造成运营后梁体开裂,压浆不饱满造成钢绞线锈蚀破坏,也会导致梁体开裂严重,影响使用寿命。(4)对于跨度大、结构受力复杂、施工难度大的桥梁要进行试验研究和施工控制。通过试验和施工控制,保证结构在施工的各阶段受力合理、结构安全。顺利安全施工,较好的实现设计目标。(5)消防安全。在公路桥梁工程施工中,坚持把防火工作列入重要议事日程,健全消防机构,组建消防队伍,在规定的管辖范围内履行其防火安全职责,配备必要的消防设备器材,确保消防水源充足以及供水系统工作正常;开展定期和不定期的防火安全检查,及时消灭火灾隐患,保障施工安全。项目部应根据防火需要,配备一定数量消防器材和设备,存放于显眼处,并易于去用。消防器材及设备附近,严禁堆放其它物品。
三、结语
公路桥梁施工安全管理不仅关系着工程的质量,而且还关系着施工人员和使用人员的人身安全,因此安全管理是公路桥梁施工的一项重要管理内容。在实际施工过程中,为了确保施工安全,需要从以下几个方面进行:(1)制定完善的安全管理制度;(2)加强施工人员的安全培训;(3)确保公路桥梁施工设计的合理性;(4)加强公路桥梁试验测试力度;(5)最好消防安全工作。
参考文献:
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