時間:2022-10-23 21:03:27
引言:易發表網憑借豐富的文秘實踐,為您精心挑選了九篇橋梁工程范例。如需獲取更多原創內容,可隨時聯系我們的客服老師。
關鍵字:橋梁結構分類橋梁特點超大跨海大橋施工
中圖分類號: TU997 文獻標識碼: A
隨著科學技術的發展,經濟,社會,文化水平的提高,橋梁建筑的需求越來越高。經過幾十年的努力,我國的橋梁工程無論在建設規模上,還是在科技水平上,都取得令世界矚目的成就。目前,隨著國家公路,國道主干線規劃的編制完成,幾十公里的跨海灣,海峽特大橋正等著我們去完成,我國廣大橋梁工程技術人員正在不斷地面臨著建設新穎和復雜橋梁結構的挑戰,肩負著光榮而艱巨的任務。
接下來,我從兩個方面論述對橋梁的認識
(一)對橋梁知識的了解
一、橋梁的基本組成部分
1、橋跨結構
橋跨結構又稱橋孔結構、上部結構,是在線路中跨越障礙物的結構物,也是主要的承重結構。
2、橋墩、橋臺
橋墩、橋臺又稱下部結構,是支承上部結構并將荷載傳遞給地基的建筑物。橋臺是設置在兩側,而橋墩設置在橋臺的中間。
3、墩、臺基礎
墩、臺基礎是保證橋墩、橋臺的安全,埋置在土層之中,使橋上全部荷載傳遞給地基的結構物。
二、橋梁的分類
按用途分
橋梁按用途可分為:公路橋、鐵路橋、公鐵兩用橋、農橋、運水橋(或渡槽)、其他專用橋等。
按跨徑分
橋梁按跨徑可分為:特大、大、中、小橋。 當 8m≤L30m或5m≤20m 時, 稱為小橋;當 30m≤L100m 或20m≤40m 時,稱為中橋;當 L≥100m或≥40m時,稱為大橋;當 L≥500m 或≥100m時,稱為特大橋。
按主要承重結構所用材料分
橋梁按主要承重結構所用材料可分為:木橋、鋼橋、圬工橋、鋼筋混凝土橋、預應力混凝土橋等。
按結構體系分
橋梁按結構體系可分為:梁式橋、拱式橋、剛架橋、懸索橋、斜拉橋以及各種組合式橋等。
按上部結構的行車道位置分
橋梁按上部結構的行車道位置可分為:上承式、中承式和下承式等。
按跨越障礙物的性質分
橋梁按跨越障礙物的性質可分為:跨河橋、跨線橋、跨越深谷橋、高架橋、棧橋等。
其他種類
橋梁的其他種類除固定式橋外,還有開啟橋、浮橋、漫水橋等。
三,橋梁的結構
1梁式體系
梁式橋:以受彎為主的主梁作為主要承重構件的橋梁。梁式體系是一種在豎向荷載作用下無水平推力的結構。由于梁橋恒載和活載的作用方向與承重結構的軸線接近垂直,因而梁內產生的彎矩最大,通常需要用抗彎性能強的材料(如鋼、木、鋼筋混凝土、預應力混凝土等)來建造。主梁可以是實腹梁或者是桁架梁(空腹梁)。實腹梁外形簡單,制作、安裝、維修都較方便,因此廣泛用于中、 小跨徑橋梁。但實腹梁在材料利用上不夠經濟。桁架梁中組成桁架的各桿件基本只承受軸向力,可以較好地利用桿件材料強度,但桁架梁的構造復雜、制造費工,多用于較大跨徑橋梁。桁架梁一般用鋼材制作,也可用預應力混凝土或鋼筋混凝土制作,但用的較少。過去也曾用木材制作桁架梁,因耐久性差,現很少使用。實腹梁主要用鋼筋混凝土、預應力混凝土制作,也可以用鋼材做成鋼鈑梁或鋼箱梁。
梁式橋的特點:
(1)橋梁的跨越能力高,(2)節省鋼材,(3)建筑高度減少,外形美觀,適應性好。
2拱式體系
拱橋:
拱橋的主要承重結構是拱圈或拱肋。其特點是結構在豎向荷載作用下兩拱腳處不僅產生豎向反力,還產生水力,由于水平推力的作用使得共界面的彎矩和剪力大大減小。拱式橋是推力結構,其墩臺、基礎必須承受強大的拱腳推力。因此拱式橋對地基要求很高,適建于地基和地質條件良好得到橋址。拱式橋不僅承載能力大而且造型美觀。
拱橋的特點:
(1)跨越能力較大,(2)材料適應性強,(3)橋型美觀,(4)節約鋼材,(5)耐久性好,養護維修費用省,(6)自重較大,結構比梁橋復雜,(7)建筑高度大,(8)下部結構負擔重,對地基要求較高,(9)修復困難。
3鋼筋混凝土剛架橋
橋跨結構(主梁)和墩臺(立柱)整體相連的橋梁。由于主梁與立柱之間是剛性連接,在豎向荷載的作用下,在主梁端部產生負彎矩,這樣就可以減少跨中的正彎矩,跨中截面尺寸也就隨之減少。而立柱除要承受壓力外,還要承受彎矩,在柱腳處還要承受水平推力。梁和橋墩體連接,剛性連接的橋梁。剛架橋可以是單跨或多跨。單跨剛架橋的支柱可以做成直柱式或斜柱式。剛架橋的主要承重是梁式板和立柱或豎墻整體結合在一起的剛架結構,梁和柱的連接處具有很大的剛性。剛架橋的特點是施工比較困難。
剛架橋的特點:
(1)設計比較簡單,(2)穩定性好,(3)施工比較困難。
4懸索橋(吊橋)
A、概述
由受拉的懸索作為承重結構的橋梁,稱為懸索橋(吊橋)。懸索橋可分為懸索橋和牽索橋兩種。
牽索橋是由纜索組成的幾何不變的牽索桁架作為承重結構。
懸索橋是由懸索、橋塔、吊桿、加勁梁或橋面系、錨碇五部分所組成。
B、主要體系
(1)柔性懸索橋
柔形吊橋是沒有加勁梁的。
(2)剛性懸索橋
1)單鏈懸索橋
單鏈懸索橋是指在一個吊桿平面內只設一根懸索。這種形式在半跨有活載作用下會產生S形變形。
2)雙鏈懸索橋
雙鏈懸索橋是指在一個吊桿平面內設有兩根懸索。下鏈的形式是根據橋面半跨有活載時,用來適應該荷載的力多邊形來定出的。
C、結構布置
(1)懸索的橫向布置
(2)吊桿的布置
吊桿的布置形式一般有豎向布置和斜向布置兩種。
(3)錨固的形式
錨固的形式主要有:外錨式和自錨式兩種。
外錨式是把錨固梁或錨固支架放在吊橋結構外的山體或者龐大的橋臺中。
自錨式是把錨索在加勁梁的端部聯結,錨索的水平分力傳遞給加勁梁,而垂直分力則通過連桿支座傳遞給橋臺。
D`懸索橋的特點:
(1)相對于其它橋梁結構懸索橋可以使用比較少的物質來跨越比較長的距離,(2)懸索橋可以造得比較高,容許船在下面通過,在造橋時沒有必要在橋中心建立暫時的橋墩,因此懸索橋可以在比較深的或比較急的水流上建造,(3)懸索橋比較靈活,因此它適合大風和地震區的需要,(4)懸索橋的堅固性不強
5斜拉橋
斜拉橋又稱斜張橋,是一種橋面體系受壓,支承體系受拉的組合橋梁。其橋面體系是由加勁梁構成,而支承體系是由鋼索組成。
1)斜拉橋主梁上的荷載是通過錨固點直接傳遞給斜拉索的,而懸索橋則是通過吊桿傳遞給柔性承重索的,因此兩者的結構剛度有較大的區別。
2)懸索橋的承重索是錨固在橋臺或后臺專設的錨碇上,其主梁是不承受軸力的;在斜拉橋中,主梁是要承受巨大的軸向力,形成偏心受壓構件。
3)斜拉橋是可以進行內力調整,也可以改變橋梁的剛度。在健康檢查中,如發現斜拉索失效,則可以更換;而懸索橋則無法辦到。
一方面:對于懸臂梁橋中預應力鋼束的豎向分力僅起到改善梁的抗剪作用,而對于斜拉橋斜拉索拉力的豎向分力能給梁提供豎向彈性支撐的作用;
二方面:斜拉索提供的豎向分力可以抵消梁節段產生的向下的重力,并在未加外荷載前可以不產生彎矩,而在營運荷載作用下,減少兩個斜拉索之間的局部彎矩至最小的值。
斜拉橋的幾個特殊問題
①預應力混凝土斜拉橋長懸臂不對稱、不平衡施工問題;
②斜拉橋的索力測試和長索應力松弛問題;
③斜拉橋中斜拉索的耐久性與防腐問題;
④斜拉索的風雨振動現象和振動控制;
⑤鋼箱加勁梁斜拉橋的橋面瀝青混凝土鋪裝問題。
斜拉橋的特點
:(1)跨越能力大,(2)建筑高度小,(3)斜索拉力的水平分力為主梁提供預壓力,可提高主梁的抗裂性能,(4)設計構思多樣性,(5)懸臂法施工方便安全,(6)與懸索橋相比,斜拉橋的豎向剛度與抗扭剛度均較大,抗風振穩定性好,且無需大型錨碇,故在其使用跨徑范圍內,懸索橋總造價將比斜拉橋超過20%~30%,(7)橋型美觀,(8)設計計算困難。
(二)對外來橋梁發展的展望
據有關橋梁專家介紹,21世紀的橋梁主材將采用高強度、高韌性鋼材和仰振合金材料。日本明石海峽大橋的加勁梁采用780兆帕焊接時低預熱型新型高強度鋼板,使其橋梁主跨設計刷新了20世紀的最大跨記錄,達到1990米。21世紀鋼桁連續梁將大量采用高強度低預熱型焊接用鋼板,大線能量焊接用鋼板、高韌性鋼板、抗層狀撕裂型鋼板、異形鋼板、耐候鋼及鍍鋅鋼板、抑振厚板、玻璃鋼、抑振合金材料,不僅可有效地增大鋼桁梁橋的橋跨,而且能有效地降低梁體自重,實現大跨、輕質目標。高強度混凝土是橋梁建設必不可少的主材料之一,21世紀的混凝土材料將加入來亞納米、水溶性聚合物、有機纖維以不斷提高強度與耐久性。橋梁建設將廣泛運用環保型混凝土,橋梁的韌性、耐久性及強度將得以有效地提高。
20世紀90年代以來,橋梁界設計與建造橋梁時將實用功能與藝術構思融為一體,充分考慮周邊環境保護,使一座座橋梁成為城市中新的旅游風景線。
21世紀的橋梁建設最令人振奮的是大節段、大塊件橋梁結構實現工廠預制,大噸位吊船現場快速安裝。一座數千米上萬米長的特大橋,墩臺、橋塔、梁體安裝僅需半年左右時間即可大功告成,既不破壞植被,又不污染施工水域,施工快捷質量好,并可節省大量的勞動力。目前,發達國家的橋梁施工已配有施工指導智能化系統,即利用高速計算機將現場通過自動化傳感器對橋梁各部位坐標內力、應力、變形、溫度、氣象資料進行綜合分析,自動判斷,確立下一步施工方案及確保安全的應急措施。以保障大橋建造質量安全使用壽命萬無一失。
21世紀建成的新型大橋將更人性化,智能化,通過計算機系統和傳感器系統將可以感知風力、氣溫狀況,同時可隨時得到并反映出大橋的承載情況、交通狀況。同時橋體內的傳感器可測出大橋各部位的危險及潛在故障,并及時發出警報。超載汽車、列車通過大橋之前,會被裝在橋頭的傳感器感測出來,及時傳感到智能裝置,橋頭放行柵欄將自動關閉,以防橋梁超載發生危險。未來的橋梁,將成為造福人類,代表社會進步與高度文明的標志性建筑
參考文獻:
1《道路與橋梁工程概論》教材 人民交通出版社
關鍵詞:橋梁病害 成因分析 處理措施
1、橋梁病害種類及成因分析
1.1由環境作用引起的病害
1.1.1混凝土的碳化
混凝土的碳化是指混凝土中naoh與滲透進混凝土中的co2或其他酸性氣體發生化學反應的過程。一般情況下混凝土呈堿性,在鋼筋表面形成堿性薄膜,保護鋼筋免遭酸性介質的侵蝕,起到了“鈍化”保護作用。碳化的實質是混凝土的中性化,使混凝土的堿性降低,鈍化膜破壞,在水分和其它有害介質侵入的情況下,鋼筋就會發生銹蝕。
1.1.2氯離子的侵蝕
氯離子對混凝土的侵蝕是氯離子從外界環境侵入進已硬化的混凝土造成的。海水是氯離子的主要來源,另外北方寒冷地區冬季道路、橋面撒鹽化雪除冰都有可能使氯離子滲入混凝土中。氯離子對混凝土的侵蝕屬于化學侵蝕,對結構的危害是多方面的,最終表現還是鋼筋的銹蝕。
1.1.3堿-骨料反應
堿-骨料反應一般指水泥中的堿和骨料中的活性硅發生反應,生成堿-硅酸鹽凝膠,并吸水產生膨脹壓力,造成混凝土開裂。堿-骨料反應引起的混凝土結構破壞程度,比其他耐久性破壞發展更快,后果更為嚴重。堿-骨料反應一旦發生,很難加以控制,所以有時也稱堿骨料反應是混凝土結構的“癌癥”。堿-骨料反應破壞的最重要特征之一是混凝土表面開裂,裂縫的形態與結構中鋼筋形成的限制和約束狀態有關:鋼筋限制、約束力強的混凝土形成順筋裂縫;鋼筋限制約束作用弱的混凝土形成網狀裂縫,在裂縫處有白色凝膠物滲出。
堿-骨料反應裂縫與其他原因裂縫的主要區別是:
1)堿-骨料反應引起混凝土局部膨脹,裂縫的兩個邊緣出現不平是堿-骨料反應裂縫的特有現象;2)堿-骨料反應與環境濕度有關,在同一工程中潮濕部位出現裂縫,而干燥部位卻安然無恙,是堿-骨料反應裂縫區別與其他原因裂縫的外觀特征差別之一;3)從裂縫出現的時間來判斷,堿-骨料反應裂縫出現的時間較晚,而混凝土收縮裂縫出現的時間較早,一般在施工后若干天內出現。
1.1.4凍融循環破壞
滲入混凝土中的水在低溫下結冰膨脹,從內部破壞混凝土的微觀結構。經多次凍融循環后,損傷積累將使混凝土剝落,強度降低。凍融循環破壞的混凝土剝落,開始時在混凝土表面出現粒徑為2~3mm的小片剝落,隨著使用年限的增加,剝落量及剝落塊直徑增大,剝落由表及里,發展速度很快。一經發現凍融引起的混凝土剝落,必需密切注意剝落的發展情況,及時采取修補措施。
1.1.5鋼筋銹蝕
混凝土中鋼筋腐蝕的首要條件是鈍化膜破壞,混凝土的碳化及氯離子侵蝕都會造成覆蓋鋼筋表面的堿性鈍化膜的破壞,加之有水分和氧的侵入,就可能引起鋼筋的腐蝕。鋼筋腐蝕伴有體積膨脹,使混凝土出現沿鋼筋的縱向裂縫,造成鋼筋與混凝土之間的黏結力破壞,鋼筋截面面積減少,使結構構件的承載力降低,變形和裂縫增大等一系列不良后果,并隨著時間的推移,腐蝕會逐漸惡化,最終可能導致結構的完全破壞。需要注意的是,上述所有侵蝕混凝土和鋼筋的作用都需要有水作介質。另一方面,幾乎所有的侵蝕作用對混凝土結構的破壞都與侵蝕作用引起的混凝土膨脹,最終導致混凝土的開裂有關。而且當混凝土結構開裂后,腐蝕速度將大大加快,形成導致混凝土結構的耐久性進一步退化的惡化循環。因此,對新建結構,提高混凝土結構耐久性的基本途徑是增強混凝土的密實度,防止和控制混凝土開裂,阻止水分的侵入;加大混凝土保護層的厚度,防止由于混凝土保護層碳化引起鋼筋鈍化膜破壞。對于在役結構,提高混凝土結構耐久性的基本思路是在清除病害根源的基礎上,封堵裂縫,修補破損混凝土;增設防水層,防止水分的侵入。
1.2由荷載作用或設計施工不當造成的病害
1.2.1橋梁設計荷載偏低
舊橋大多是在過去的經濟環境下建設的,已不適應當今國民經濟快速發展的需要。當年,在修建公路橋梁的時候,對于僅作為人行橋或馬車使用的古代和近代的橋梁未作任何改造就加以利用,盡管大都有一定潛力可挖,對于當時荷載等級要求不高,行車密度較稀的交通狀況是能夠適應的。但是,隨著交通事業高速發展,相當部分老橋面臨荷載等級偏低,承載能力不足的
況,導致病害日益嚴重,成為危橋。另外一個很重要的原因則是設計規范不完善。
1.2.2結構不合理
橋梁設計方案的選擇,是由當地的水文地質條件,施工技術和方法,經濟指標和使用要求等諸多因素所決定的。橋梁結構形式,構件施工方式,橋梁截面形式,還有橋梁跨徑的劃分和墩高的處理等,如果這些結構選擇或布局不合理,都會使橋梁在運營過程中出現這樣那樣的缺陷。
1.2.3施工原因
施工是設計的實現過程,設計正確性與否,是否完善,在施工中都會得到檢驗。同時,施工的質量優劣,也將影響橋梁的整體性能。在橋梁建設中,盡管設計正確,但施工方法不當,施工質量控制不嚴,施工過程中遇到一些非預見性災害,如洪水、地震等,常常導致橋梁承載能力降低,不能達到設計的預期目的。由于施工原因,導致日后橋梁承載能力不足。
1.2.4材料質量問題
施工中使用的混凝土,鋼筋,沙礫等材料質量達不到規范要求是導致結構產生各種質量缺陷的內因。
1.2.5其他原因
車流量加大,重車增多,交通碰撞事故,地震,洪水的破壞,環境惡劣,化學腐蝕,周邊出現不均勻沉降等都會使橋梁產生損壞。
2、橋梁主要病害分析
我國早期修建的高速公路上的橋梁多為中小跨徑的混凝土簡支梁橋,存在的一些常見病害有:橋面鋪裝開裂、鋼筋銹蝕、伸縮縫損壞、支座破壞和橋梁墩臺基礎的病害等。
2.1橋面鋪裝開裂
混凝土橋面鋪裝層的病害隨處可見,主要表現為較規則的縱、橫向裂縫,不規則的網狀裂縫及較嚴重的破裂等病害。產生病害的主要原因是橋面板剛度不足,在重載或沖擊荷載作用下產生較大變形,從而導致橋面板的鋪裝層出現裂縫,且發展較快。其次,鋪裝層與橋面板和主體結構變形不協調,產生附加內力也會引起縱、橫向裂縫。另外,早期修建的橋梁,由于當時人們對鋪裝功能、病害認識有限,往往存在配筋量偏小,鋼筋直徑過細,鋪裝與承載構件的界面連續不牢靠等問題。
鋪裝層的病害在高速公路上的危害性非常嚴重。首先,鋪裝層破損會使車輛沖擊荷載進一步增大;其次,防水功能失效后,雨水滲入主梁中,使主梁受力鋼筋銹蝕,這一點對于鋼筋混凝土結構而言,危害尤其嚴重;最后,鋪裝層的破壞會改變設計荷載的橫向分布狀態,使得橫向剛度變小,各梁板受力不均,并使主梁實際高度變小,縱向剛度減弱,撓度增大。
2.2鋼筋銹蝕
引起鋼筋銹蝕的主要原因是混凝土的密實性不夠以及鋼筋保護層厚度不足或遭到破壞。另外,海洋環境、大氣中的酸性氣體及潮濕環境等,都是促進鋼筋銹蝕的客觀因素。我國南方地區,因工業污染形成的“酸雨”普遍存在,加上氣候潮濕,為橋梁鋼筋的銹蝕提供了合適的外部環境。北方地區冬季普遍采用撒鹽的方法防止橋面冰凍,富含氯離子的鹽水滲入結構混凝土體內,大大加速了鋼筋的銹蝕。
鋼筋發生銹蝕時,銹蝕部分的體積可膨脹至原來體積的10倍以上,從而對周圍混凝土形成擠壓,造成混凝土開裂、剝蝕,使截面有效尺寸減小,導致結構承載能力下降。銹蝕的直接后果是鋼筋斷面積減小,對于以鋼筋作為抗拉材料的橋梁來說,斷面積的減小會直接影響結構抗拉和抗彎能力。鋼筋銹蝕還會降低混凝土對鋼筋的握裹力。銹蝕物外流,在結構表面形成銹跡,影響結構美觀。由此可見,鋼筋銹蝕對橋梁的危害是十分嚴重的,有時甚至是致命的。
由此可見,鋼筋銹蝕是影響橋梁結構壽命和安全的一個重要因素。由于種種原因,橋梁結構鋼筋的銹蝕廣泛存在,為了維持橋梁的正常運營,需要對出現鋼筋銹蝕的橋梁進行維修。
2.3伸縮縫損壞
根據目前的調查和研究認為,造成伸縮縫破壞的原因主要有以下幾個方面:
1)由于設計不周引起的伸縮縫損壞;2)由于選型不當引起的伸縮縫損壞;3)由于橋墩臺施工及梁(板)預制尺寸誤差導致實際板端預留間隙與設計間隙懸殊而引起的伸縮縫損壞;4)設計與實際伸縮量不符引起的伸縮縫損壞;5)板式橡膠伸縮縫由于施工誤差或橡膠板破壞引起的伸縮縫處嚴重跳車;6)板式橡膠伸縮縫或鋼板伸縮縫由于伸縮裝置混凝土施工先于兩端瀝青混凝土路面面層而引起伸縮縫尾端跳車;7)“反開槽法”施工操作不認真引起伸縮縫處跳車;8)材料選用不當引起的伸縮縫損壞。
伸縮縫的完好程度將
直接影響橋梁結構的服務質量,伸縮縫的缺陷會向結構主體進一步發展,而且嚴重者會引起交通事故,所以,伸縮縫出現病害必須及時維修或更換。
2.4支座破壞
支座是橋梁上部結構的重要組成部分,它的首要功能是“承上啟下”,即上部結構的荷載及行車荷載是通過支座傳遞給下部的橋梁墩臺;其次,支座還要承受溫度、風荷載引起的水平力。根據橋梁檢查的統計資料分析,橋梁支座的破壞主要有以下幾個方面的原因:
1)小跨徑橋梁采用的簡易墊層支座油毛氈老化破裂,從而失去作用;2)切線弧形支座滑動面、滾動面因銹蝕作用導致的無法正常轉動;3)擺式支座的混凝土擺柱脫皮、漏筋或其他異常現象;4)支座的滑動面不平整,軸承有裂紋、切口,滾軸偏移和下降;5)滑動鋼盆橡膠支座的固定螺栓因剪切作用而破壞,螺母松動;6)橡膠支座因時間和環境的作用出現橡膠老化、變質現象,上部結構梁體失去自由伸縮能力;7)支座墊石混凝土強度較低造成的支座座板混凝土壓壞、剝離、掉角;8)支座邊部翹起、斷裂、扭曲,座板貼角焊縫開裂;9)滑動面、滾動面夾雜塵埃和異物以及排水裝置、防水裝置的缺陷引起的漏水、溢水等。
支座相對于橋梁工程整體來講是一個小部件,但它的功能性作用卻非常大,支座的破壞會導致橋梁上部結構的加速破壞,因此支座出現病害以后要及時維修及更換。
2.5橋梁墩臺基礎的病害
橋梁墩臺基礎在常年使用過程中,除了承受上部構造荷載外,還將承受土壓力、風力、流水壓力、冰壓力和浮力等等各種力的作用。另外,自然界各種因素(如大氣、雨水、洪水等)的影響作用;以及由于過橋車輛的日益重型化,墩臺基礎經常受到過重活荷載的作用,因此,橋梁墩臺將會出現不同程度的損壞。
橋梁墩臺基礎易產生的病害有:
1)基礎結構:基礎不均勻沉降;基礎的滑移和傾斜,以及基底局部沖空;基礎結構物的異常應力和開裂等;2)墩、臺身:各種水平、豎向和網狀裂縫;混凝土剝落、空洞和老化;鋼筋外露、銹蝕;結構變形、移位等。
這些病害不僅影響橋梁的美觀,也影響橋梁的使用。
3、常見橋梁病害的維修加固方法
隨著我國交通運輸事業的不斷發展,原有公路由于技術標準低、通行能力低,不能適應國民經濟的發展。隨著交通量的增大及其他一些使用原因,造成橋梁破壞或承載力及耐久性降低。為提高橋梁荷載等級,延長橋梁服務年限,舊橋的加固、維修已成為迫在眉睫的專項工程。
3.1橋面鋪裝層病害的預防措施及維修加固方法
3.1.1橋面鋪裝層病害的預防措施:
(1)設計上可采取的預防措施
根據橋梁橋面鋪裝層病害的調查統計情況發現,較早施工的橋梁橋面鋪裝層鋼筋多采用hpb235直徑8mm或10mm盤元條鋼筋,因鋼筋直徑較細、圓鋼與鋪裝層混凝土握裹力較小、鋼筋的抗拉強度偏低等原因造成橋面鋪裝層混凝土病害情況較為嚴重。因此,在設計方面可以考慮采用冷軋帶肋鋼筋替代盤元條鋼筋,采用冷軋帶肋鋼筋可以大幅提高設計強度及與混凝土的粘結握裹力。同時冷軋帶肋鋼筋網具有良好的整體剛度,不易變形,在橋面混凝土澆筑時不會出現鋼筋網局部陷落的情況。
在設計時應充分考慮因預應力梁板的上拱度造成的跨中局部橋面鋪裝層偏薄的情況,應考慮局部加密橋面鋼筋網,以保證橋面鋪裝層混凝土的強度及耐久性。
對于受力結構剛度較小、震動大、面層拉應力較大的橋梁,設計上應考慮采用柔性路面或采用鋼釬維混凝土。鋼釬維混凝土可以提高橋面的抗裂性、耐磨性、耐久性。
(2)橋面鋪裝混凝土施工應注意的事項
橋面鋪裝混凝土的強度應大于或等于梁板強度。混凝土施工時應嚴格控制混凝土的配合比;嚴格控制所用砂石材料的含泥量、級配,認真執行黃砂過篩、碎石水洗的規定,降低集料表面的粉塵,以提高集料與水泥砂漿的膠結力;夏季高溫施工或冬季施工應采取適當的防護措施,保證混凝土的入模溫度并采取合適的養護措施以減少混凝土的裂縫、提高混凝土的強度。混凝土強度達到規范要求強度以后方可開放交通。
(3)嚴格加強施工程序控制
橋面鋪裝混凝土施工前應鑿除梁板頂面的水泥砂漿和松弱層、清除表面油污,梁板頂面鑿毛處理后用高壓水槍沖洗干凈,并不留積水,保證新老砼粘結牢固。布設橋
鋼筋網、接縫鋼筋網時應嚴格按照設計圖紙施工,確保受力鋼筋、構造鋼筋位置準確。為加強橋面鋪裝層與梁板的結合可以在梁板頂面預埋鋼筋連接。
(4)特殊部位的處理
施工縫、伸縮縫、縱橫縫等位置是橋面鋪裝層中的薄弱部位,只有采取特殊的處理措施才能保證橋面鋪裝層不從這些薄弱部位出現病害。必須在橫向連接鋼筋或橫向連接鋼板焊接完成以后,在進行橋面鋪裝層混凝土的施工,以防止橫向連接后焊造成的溫度漲縮造成橋面鋪裝層混凝土開裂。伸縮縫處澆筑的混凝土應平整并且與橋面連接平順,防止因車輛動荷載過大造成伸縮裝置的過早破壞,從而引起橋面鋪裝層的破壞。伸縮縫內填塞耐高溫、彈性好的材料,從而保證伸縮裝置能夠自由伸縮,伸縮縫安裝時的自由伸縮量應通過計算確定。水泥混凝土作為面層直接使用時,橫縫應及時鋸開,行車道、超車道及人行道的橫縫應對齊,不得產生錯縫;橫縫間距一般按照4-6米控制同時控制板長為板寬度的1.3-1.5倍。縱縫寬度應根據橋面板結構、橋面寬度等因素確定,應避開重車輪作用帶位置。鋸縫深度縱縫2-3厘米,橫縫深度為鋪裝層深度的1/3且不損傷橋面鋪裝鋼筋網。泄水管處、伸縮縫處、沉降縫處必須做好防水處理,不得漏水、滲水進入結構本體,防止水的侵入是杜絕橋梁病害的先決條件,幾乎所有的橋梁病害都與水的侵入有關系。
3.1.2橋面鋪裝層病害的維修加固方法
1)局部挖補。如果橋面鋪裝層砼僅出現小面積局部的坑塘、唧漿現象,可以采取局部挖補的維修措施。挖除前認真確定需修補的范圍,修補范圍應挖成規則的長方形或正方形,鑿除橋面鋪裝層砼至梁板頂面并清理干凈。局部坑塘范圍內鋪設上下兩層鋼筋網,坑塘周邊應采取植筋技術將鋼筋網與周邊預置鋼筋進行焊接。坑塘內采用c40或c50防水砼或鋼釬維砼澆筑以提高其抗裂性、耐久性。
2)鋪裝層改造處理方案。對于鋪裝層病害嚴重、破損面積較大的采用鋪裝層改造處理方案。首先將橋面鋪裝層全部剔除至梁板頂面并清理干凈,為確保鑿除橋面鋪裝層時不損傷梁板,砼鑿除時只能采用小型機具配合人工的方法進行施工。梁板頂面采用鉆孔植筋的方法加強橋面鋪裝層鋼筋與主梁的聯結。鋪設雙層鋼筋網片,鋼筋網建議采用直徑12mm以上的冷軋帶肋鋼筋,并且將鋼筋網與主梁頂面的預置鋼筋連接。加厚水泥砼鋪裝層,一般采用15厘米厚c40或c50防水砼或鋼釬維砼。增設橋面防水層,防水層施工前要對水泥混凝土橋面鋪裝進行鑿毛處理,保證鑿毛質量,以露出粗骨料為準,然后將橋面清理干凈;瀝青砼下粘層應同時起到防水作用,宜采用改性瀝青或其他灑布材料,不宜使用卷材。防水處理完成后頂面鋪筑4-5厘米厚細粒式(ac-13)改性瀝青砼,采用普通瀝青砼面層時應采用雙層鋪筑,總厚度不宜小于8厘米,并且上面層宜采用防滲水性能較好的細粒式瀝青砼。
3.2鋼筋銹蝕的維修加固方法
鋼筋混凝土或預應力鋼筋砼中的鋼筋銹蝕發生的前提條件是砼產生了裂縫,并且大氣環境中具備水分、氧氣等。所以對與鋼筋銹蝕的處理方法應圍繞處理裂縫,切斷鋼筋與水分、氧氣接觸發生化學反應的途徑。對于裂縫的處理下邊分墩臺裂縫及梁體裂縫兩個方面分別論述維修加固的措施,對于橋面部分裂縫的處理前文已經全面論述,此處不再累述。
3.2.1墩臺裂縫的處理措施
墩臺出現裂縫以后,應加強觀測和檢查。根據裂縫的位置、走向、寬度等特征,結合設計文件、施工資料進行全面分析,查明裂縫的性質、原因及其危害程度,然后制定具有針對性的處理方案,常見的處理措施有:
1)表面封閉法;對于不影響結構受力的溫縮、干縮及施工過程中養護原因造成的裂縫,為防止水分進入造成鋼筋銹蝕或在動荷載作用下裂縫繼續擴大,可以采用表面封閉法處理墩臺表面的裂縫。可以沿裂縫走向鑿槽嵌補、噴漿、填縫的方法使表面裂縫封閉;2)壓力灌漿法;該方法處理原理及適用范圍同上。既采用高壓灌注水泥漿或化學材料的方法,將漿液灌滿內部裂縫。該方法與表面封閉法的區別在于該方法處理的裂縫深度更深;3)表面粘貼鋼板或玻璃布等材料的方法;該方法即可以封閉表面裂縫,防止水分侵入,造成鋼筋銹蝕,又可以提高結構的強度與剛度;4)鋼筋混凝土護套加固法;該方法適用于墩臺損壞較嚴重,表面出現嚴重裂縫、混凝土表面破損面積較大時,該方法是在墩臺的四周布設鋼筋骨架,支立模板
澆筑砼的方法進行墩臺加固,該方法通過增加墩臺截面積來提高墩臺的承載力。該方法實施后的效果受墩臺四周地基土承載力的影響較大,墩臺四周地基承載力不足時可以采用加樁的方法首先對地基進行處理。
3.2.2梁體裂縫的處理措施
1)修補梁體裂縫。采用注入化學膠粘材料達到堵塞裂縫,防止鋼筋銹蝕的作用;2)橋面補強層加固法。該方法同前文論述的橋面鋪裝層改造方案,通過在梁頂面加鋪一層鋼筋混凝土面層,使其與原主梁形成整體,達到增加主梁截面高度的目的來提高橋梁的承載能力;3)增大梁截面和配筋法。在梁的底面或側面,通過增加截面積和配筋的方法到達提高抗彎截面積的方法來提高梁的承載能力。對于t梁可以采用底部馬蹄形加大與馬蹄和梁肋同時加大的方法;4)改變結構體系的加固方法。通過在簡支梁下增設墩臺支點的方法,縮短橋跨,或者將相鄰兩跨簡支梁應用預應力加固原理,使簡支梁變成連續梁結構,通過對梁的受拉區施加壓應力,以抵消部分自重應力,從而減少和避免梁體出現裂縫,以提高梁的耐久性;5)更換主梁法。梁體病害嚴重,承載能力嚴重不足的情況下,并且橋的下部結構承載能力足夠時,可以通過更換荷載等級較高的新梁的方法來加固老橋。該方法施工簡便,效果明顯,但施工周期較長,工程造價也比較高。
3.3伸縮縫損壞的維修加固方法
關鍵詞:橋梁工程;施工管理;控制措施
Abstract: In this paper, combined with practical work experience, analysis of the control measures introduced to improve the bridge construction quality control measures and to improve the safety of the bridge construction.Keywords: bridge engineering; construction management; control measures
中圖分類號:TU997文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2012)
強化橋梁工程施工質量和安全管理,是一項涉及內容較多、控制難度較大、技術水平要求較高的系統工程,需要施工企業在施工全過程中堅持標本兼治的原則,始終將施工質量和安全管理放在非常高的高度,才能樹立良好的信譽,同時也才會獲得較高的橋梁工程項目運營管理經濟效益。橋梁工程在各地交通工程中得到大量開發實施,相關橋梁工程施工質量和安全問題越來越受到各方的廣泛關注。為了高質、快速、安全、經濟地完成橋梁工程的施工建設,施工企業在實際項目管理過程中,一定要嚴把橋梁工程施工質量和安全關,才能推動橋梁工程高效優質的建設發展。
1 提高橋梁工程施工質量控制措施
1.1 制定完善系統的質量監控策略和施工方案
完善系統的施工質量監控策略和施工方案,可以確保工程按照相關技術規范和設計要求高質快速的施工建設。在實際施工過程中,如果沒有可行有效的施工質量監控策略計劃和合理的施工技術指導方案,很難保證現場施工具有較高質量和效益水平。橋梁工程施工各階段各環節中,嚴格按照施工組織方案要求進行施工,可以及時發現施工過程中存在的安全質量問題,便于管理人員有針對性的采取相應修正措施,有效提高施工質量水平。另外,制定完善系統的施工質量監控策略計劃和施工技術指導方案,才能確保現場質量監督人員有步驟有計劃有依據地進行施工質量監督控制。
1.2 嚴格監管施工原材料質量
原材料質量水平的高低直接影響到施工質量水平,其是橋梁工程施工質量監控的首要環節。要保證橋梁工程施工具有優質水平,必須把住原材料“四關”:即采購關、質檢關、運輸保險關、以及現場使用關。材料采購人員除了要具備較強的技術水平外,還應有敏感的市場經濟觀察力。材料采購人員在施工原材料采購過程中,應根據工程特性結合市場環境等因素,優選具備誠實守信、技術水平較高的原材料供應商,確保原材料按質、按時提供。要嚴格對進場原材料質量進行檢測,對質量保證書不全不完善、技術指導不系統、無廠商、無合格證書、不符合要求的產品,一律不允許進場。凡施工過程中存在質量問題的材料,應按照相關規定要求嚴格追蹤到底。
1.3 確保施工工序具有較高質量
橋梁工程現場施工的各個分項工程,其均是由一系列存在內部關系,相互制約的施工工藝工序共同組成。施工工藝工序質量是橋梁工程施工質量的重要組成部分,也是重要監控對象,在實際施工過程中,必需嚴格按照相關技術規范及設計要求的相關施工工藝工序進行施工。如果施工過程中,上道工序存在質量缺陷或安全隱患時,應立即停工進行問題排查,直到問題得到解決后方能進入到下道工序進行施工。施工現場要嚴格按照項目規定的交接班質量檢查管理制度進行交接,在任何一道工序施工中,均必須進行自檢、互檢工作,確保施工具有較高質量水平。
1.4 全面開展施工質量安全教育培訓工作
人、機械、材料是橋梁工程施工建設的主要因素,同時機械和材料質量水平又與施工人員技能素質水平有著密切的關系,也就是說人的技術水平高低、素質能力高低等,將會直接作用在橋梁施工質量中。因此,橋梁施工企業必須結合工程特性和現場基本情況,及時的、積極的開展各類質量、安全培訓教育工作,不斷豐富和提高施工人員的綜合知識和操作技能素質水平,進而以人的力量確保施工機械、材料具有較高質量水平,提高橋梁施工質量及安全水平,確保橋梁工程高效優質的建設發展。
1.5 加強工程竣工驗收質量管理
竣工驗收是橋梁工程質量控制管理的最后一個關鍵環節,也是投資資金正式轉化成使用價值的重要環節。橋梁工程項目在竣工時,建設單位(業主)應會同施工單位對工程項目進行預驗收,待所有項目符合驗收技術規范要求時,再組織運營單位、設計單位、監理單位、銀行、以及政府相關管理部門,對工程質量、安全、進度、成本控制進行全面系統的驗收
。驗收檢查工作中,對發現存在質量缺陷的項目,應提出相關整改措施及期限,直到項目按照專家意見進行整改合格為止,然后才能組織相關質檢部門進行最終驗收。所有竣工驗收資料應做到齊全、標準、規范、準確、完善、真實,確保工程驗收工作具有較高質量水平。
2 橋梁工程施工安全控制措施
2.1嚴格執行橋梁工程項目施工安全管理規范嚴格按照《公路橋梁工程施工安全質量標準化達標與工程質量驗收規范及強制性條文》等相關技術規范要求,建立完善系統的施工現場安全管理制度體系,確保施工現場具有較高施工安全系數。橋梁施工單位在實際施工安全管理過程中,一定要堅持預防為主的安全管理措施,同時結合安全培訓教育、施工現場安全技術交底等措施,強化施工作業人員的安全生產意識,讓施工人員在施工全過程中始終嚴格按照安全操作技術規范要求進行施工,真正落實安全預防預控為主的現場施工安全管理理念。
2.2 堅持以人為本規劃安全防護設施
施工單位在施工現場,對于安全防護設施的設置時,既要考慮施工順利操作問題,又要兼顧施工人員安全作業最優化要求。通過合理優化規劃,解決好施工作業人員的操作環境、空間,有效提高施工現場的安全作業系數。相對固定的施工場所,如:現場作業人員的工棚、鋼筋加工場、施工機械設備停放點、以及電力設施安放點等部位,應進行合理規劃確定,并設置好完善的安全防護措施。
2.3 加強安全生產管理
在實際橋梁工程施工生產活動中,施工單位必須嚴格按照“安全工作標準”要求,認真落實好各項安全生產防護措施,使各類施工活動在具有較高安全系數的環境前提下進行。施工企業應優化整合企業內容資源,建立完善的項目安全管理機構,并確定對應的施工安全管理人員和管理權責。要將安全生產管理工作落實到具體的人員,推動安全管理工作順利開展。由于橋梁工程施工現場作業人員大多由臨時工、農民工組成,其安全防護意識普遍偏低,施工企業在實際施工過程中,應充分做好施工隊伍的安全管理工作。對于施工現場,應指派安全監督管理人員,進行現場監督管理;對于施工人員駐地,應定期進行安全檢查工作,對于檢查發現施工現場和駐地中存在的安全隱患,應立即采取相應防護措施進行處理,確保施工具有較高安全水平。結合工程實際情況,梳理出橋梁工程中施工過程中存在的風險源及應急處理措施,并制定完善系統的橋梁安全事故應急處理預案,并進行相應的應急逃生培訓和演練,避免安全事故的進一步擴大。對于施工現場地質情況與設計不匹配、突發地質病變等重大特大險情時,應立即停工,并及時上報給相關安全監督管理管理,采取及時的安全防護措施,有效提高施工現場的安全水平。
3 結束語
作者結合大量橋梁工程實際施工經驗,總結提高橋梁工程施工質量和安全水平的技術措施,在實際項目管理中有的放矢地順利開展施工管理工作,變被動管理為主動和超前控制,有效提高施工過程中的安全水平和施工質量,把握施工各環節中的質量和安全監控要點,超前預測預控,避免或減少由于施工不規范、現場安全系數較低等出現返工和安全事故發生,有效提高施工質量和安全水平,減少工程損失,確保橋梁工程高效優質的施工建設發展,就顯得非常有工程實踐應用研究意義。
參考文獻:
“橋梁工程”是道路橋梁工程技術專業的一門必修課,鑒于課程實踐性較強以及培養方式朝著應用型人才轉變的要求,傳統的只重視理論知識的教學方式已經不能滿足現階段的人才培養需求,教學方式亟需改革。本文將從“橋梁工程”課程教學手段、教材革新、實踐教學、考核方式等方面進行課程改革探討,幫助學生更深刻地理解課程內容,掌握更多的實踐技能,提高課程教學效果。
關鍵詞:
橋梁工程;課程改革;教學手段;實踐教學
“橋梁工程”是道路橋梁工程技術專業的一門專業必修課。本課程的培養目標是使學生熟悉各種類型橋梁的組成、特點及適用條件,并重點掌握常用的中小型橋梁,包括鋼筋混凝土及預應力混凝土梁式橋、圬工及鋼筋混凝土拱橋的構造原理、設計及施工方法和橋梁下部結構方面的基礎知識。此外,也簡要介紹了大跨度橋梁結構的構造及維修方面知識。“橋梁工程”是一門實踐性很強的專業課程,要求學生能夠將課程所學知識理解并應用到實際橋梁的設計與施工作業當中,并能夠完成施工現場的管理等工作。隨著橋梁工程技術的發展,新理論、新工藝、新方法不斷應用在工程之中,這就要在課程教學的過程中能夠及時更新知識體系,將最新技術理論及規范應用到教學之中。同時,為了適應應用型人才的培養目標,老的教學方法已經不能滿足教學需要,教學方法的改革就顯得尤其必要。
1當前“橋梁工程”教學現狀
作為一門理論性和實踐性都很強的課程,“橋梁工程”課程中內容涉及范圍廣、橋型復雜多變、規范條文繁多、構造要求復雜、計算內容多且難度較大,即要求學生要有牢固扎實的先修課程基礎,又要求具備一定的實踐經驗才能很好的掌握課程內容。然而,當今的教學手段仍然是以單純的課堂講授為主,灌輸式教育仍然普遍存在,學生學習的方式仍然是以課堂聽講為主,缺乏參與性和積極性,同時也不利于學生主動思考問題能力的培養,面對“橋梁工程”這門理論性與實踐性并重的課程,陳舊的教學方法顯然已經無法滿足現如今的培養要求,具體來說,當前“橋梁工程”課程教學當中存在著以下幾點問題:
1.1教學手段陳舊
當前的教育教學手段仍然在很大程度上沿習傳統的以講授為主的方法,在“橋梁工程”課程的教學過程當中,主要還是采用“老師講授、學生聽講”的傳統教學方法,學生在學習過程中處于被動聽課的狀態,積極性和主動性都無法得到體現,老師講多少學生聽多少,對于學生在理解橋梁工程各方面知識上缺乏指導性。
1.2大班教學效果差
高校擴招帶來的入學門檻降低造成了高等學校學生激增的現象,學生的增多不可避免的導致了自然班級中人數增加。鑒于師資力量存在一定緊缺,就造成了大班教學的情況。大班教學在高校教學中較為常見,同一時間上課學生過多就容易造成授課效果差的弊端,“橋梁工程”課程難度較大,再加上大班教學就更降低了教學效率。
1.3教材革新緩慢
教材是教師教學和學生學習的主要依據,“橋梁工程”課程理論與實踐并重,其教材有著其明顯的特殊性。“橋梁工程”教材中規范條文眾多,隨著工程技術的不斷發展,規范也隨之頻繁更新換代,我們使用的教材的革新速度遠遠更不上規范更新的步伐,致使學生學習到的部分知識落后于如今橋梁工程技術的進程。此外,如今的教材也缺乏創新性和啟發性,學生只是被動的接受書本知識,沒有起到引領學生思考創新的作用。
1.4實踐環節缺失
“橋梁工程”課程的實踐性很強,學生在學習書本知識的過程中接觸到的絕大部分都是理論相關的內容,很少接觸到工程實踐。理論教學雖然能在很大程度上讓學生掌握橋梁計算方面的知識,但是“橋梁工程”課程中很大一部分內容是有關現場實踐和構造要求的,這些內容僅僅依靠理論授課很難理解,所以離開實踐教學是無法達到理想的教學效果的。實踐環節在“橋梁工程”課程教學中十分重要,它可以幫助學生在實踐中理解理論知識,幫助學生掌握橋梁結構和施工的各道工序,在很大程度上提高學生的動手能力和協作能力,同時還可以在實踐中讓學生接觸到工程管理方面的知識,在實際工作中提高能力,掌握專業知識。
1.5考核方式落后
我們現在采取的“橋梁工程”課程考核方式將最終成績劃分成兩個部分,一部分是平時成績,包括考勤、作業、互動等方面,占總成績的30%;另一部分是期末考試成績,折合后占總成績的70%。這種考核方式所考查的重點依然是以理論知識為主,對學生的要求也是以書本知識為主,并沒能重點考察學生的實踐能力和創新能力,也無法適應應用型人才的培養目標。
2“橋梁工程”課程改革方向
為了能夠突出“橋梁工程”課程中實踐環節的重要性,并且轉型適應應用型人才的培養目標,“橋梁工程”課程亟需進行改革。
2.1改革教學手段
現今“橋梁工程”課程的教學手段陳舊,一直沿用老師講多少、學生聽多少的方法,這種教學手段并沒有突出學生的課堂主體地位,也沒有能夠調動起學生主動學習的積極性,很難達到理想的教學效果。教學手段改革的主要方向是充分調動學生作為學習主體的主動性。在教學過程中采取模塊化教學的方式,將不同橋型劃分為各個模塊進行教學,增加課程趣味性。盡可能多的利用多媒體資源授課,增加圖片、視頻等資料幫助學生加深對各種橋梁結構的主觀認識,以此來彌補課堂教學無法接觸到工程實際的弊端。利用分組討論的方式作為課堂互動,充分發揮學生的創新思維,同時也在一定程度上調動起了學生自學的積極性。將課堂主角交還給學生,教師對一些必要問題進行講解,將更多的時間還給學生,讓學生作為課堂的主角進行學習、討論,將“翻轉課堂”的理念應用到課程教學當中。
2.2加快教材革新
“橋梁工程”教材有著一定的特殊性,由于教材中有大量的工程規范和構造要求,教材革新速度緩慢的話,就會造成學生所學知識已無法和實際工程接軌,甚至會造成就業后工作出現事故問題,所以就要求教材依據現行標準及時更新。另一方面,教材的編寫要突出以培養應用型人才為目標的特點,對于高職學生來說,要秉承“少學、夠用”的原則,簡化理論知識,增加實踐內容所占的比重,更好的為讓學生掌握更多橋梁工程實踐技能服務。
2.3增加實踐教學環節
橋梁結構復雜多變,結構構件繁多,橋型多種多樣,僅僅憑借書本知識無法全面認識橋梁結構。過往的“橋梁工程”課程教學當中,過多的重視理論教學環節,忽略了實踐教學環節的重要性,沒能突出本課程實踐性強的特點,學生在課程完結之后普遍存在對橋梁結構缺乏直觀認識的現象。我校在“橋梁工程”課程教學當中加強了實踐環節的教學內容。首先是生產實習環節,通過組織學生參加生產實習,幫助學生在施工第一線接觸各類橋梁,參與一線生產活動,在實際工程當中學習施工及管理知識。其次,組織橋梁建模比賽,鼓勵學生動手制作橋梁模型,加深對橋梁結構設計的理解。最后,增強校企合作,向企業輸送學生進行鍛煉,選擇校外工程技術人員擔任實踐導師,指導學生第二課堂實踐環節的學習,依據培養應用型人才的目標,使學生達到畢業后即可在就業單位勝任技術崗位的要求。
2.4改革考核方式
目前的考核方式中過分注重卷面成績,并不能很好的適應培養應用型人才的目標,因此為了更好的服務于培養高職院校學生專業技能、方便學生就業,現如今的考核方式就必須進行改革。“橋梁工程”課程的考核方式應該從重視結果向重視過程進行轉變,對成績的評定不應再僅僅局限于卷面成績的高低,而是應該更重視學生在課程學習以及考核的過程。在新的考核方式中應該增加平時成績所占比重,降低理論知識考核成績所占比重,兩者各占50%比例,以此突出技能環節在課程中的重要性,同時也更便于使學生重視起實踐技能的學習。平時成績中應包括考勤成績、實習成績、實踐技能及識圖制圖成績、橋梁模型成績等方面;基礎理論知識包括期末考試卷面成績,兩部分綜合考慮評定學生的最終成績。
3結束語
“橋梁工程”作為道路橋梁工程技術的一門專業必修課,有著其明顯的實踐性,傳統的教學方式、考核方式已經很難適應新的學生培養目標,要想適應新的應用型人才培養目標,并突出課程實踐環節的重要性,引導學生更好的掌握橋梁工程中各方面的知識及技能,就必須對教學手段、教材革新、實踐教學、考核方式等方面進行重點改革。只有通過改革,才能更好地激發學生學習的積極性,幫助學生掌握應具備的工程技能,同時也能幫助教師更全面的提高綜合素質,更進一步地提高教學效果。
作者:董文龍 馮國海 單位:商丘工學院土木工程學院
參考文獻:
[1]廖玉鳳.“橋梁工程”課程教學方法改革研究[J].科技視界,2014(36):66.
[2]孫媛媛.高職“橋梁工程”課程改革與實踐[J].課程教育研究,2015(28):150.
一個地區的發展和建設離不開當地的高等院校的人才培養,地方高等院校自身的發展和服務地方的建設至關重要,尤其在培養專業技術人才方面要結合本地區的特色和特殊性做出及時的調整和適應。地方高等院校在各個專業的自身發展與服務地方的關系影響其健康持續發展,這個問題引起高等院校自身和學術界的廣泛關注。從服務地方來看,大部分高校存在沒有合理調整各個專業內容的設置及時應對當地發展和建設的需要,脫離當地建設的實際、針對性不強等一系列問題。鹽城工學院作為一所傳統的工科院校,近幾年來一直將服務地方策略作為專業人才培養方案調整的重要依據,努力把學校建設成服務地方發展和建設的人才培養、科技創新的重要基地。自2010年我校土木工程專業準備住建部專業評估開始,土木工程學院啟動以工程應用能力為主,結合地方建設為特色的土木工程人才培養課程教學模式改革工作。作為土木工程專業道路與橋梁方向,《橋梁工程》課程是一門非常重要的專業課程,是一門要求工程實踐能力很強的專業課,與工程實際關系十分密切,因此通過一定的工程實際鍛煉,能用已學的知識理論去解決工程實際問題將關系到學生專業能力素質。結合多年的橋梁工程教學經驗,本文對工程應用能力培養進行探討和思考。
1橋梁工程課程教學存在的問題
《橋梁工程》課程是繼土木工程制圖、材料力學、結構力學、結構設計原理、基礎工程、橋涵水文、道路勘測設計等課程學完之后,以實際工程為背景,進一步運用力學知識和綜合專業基礎知識,解決橋梁實際工程問題。結合近些年當地橋梁工程建設的增多,這就對道路橋梁專業畢業生的專業知識層次要求產生了變化,我校橋梁工程課程理論教學增加到目前的88學時,注重了這門課教學的整體完整性,但也存在一些不足和需要改進之處。目前在教學中普遍存在的問題有:1)由于學生專業基礎課程學習的不夠扎實,一些專業基礎課程設計未能按要求完成,而往往基礎課和專業課是由不同老師講授,導致橋梁工程學習中運用到已學過的知識理解新的概念、理論時不能及時掌握,隨著課程的推進新的知識點越來越多時,學生學起來就感覺到困難,致使掌握程度浮于表面,甚至只是應付上課;2)由于課程相對密集的原因,沒有更多的時間在學習過程中結合實踐和運用,不能把理論知識和工程實際有效的結合,導致接下來的課程設計環節無法進行,甚至失去課程學習的興趣和信心;3)考核方式多為結合平時上課出勤情況,書本上理論知識點的期末試卷考核,這種評價體系側重于理論知識的考核,無法全面的對綜合運用學過的專業知識去解決實際問題的能力進行評價,因此不能很好的培養具備能夠提出問題—分析問題—解決問題的工程應用能力的人才,與目前倡導的卓越工程師的培養大相徑庭。針對上述大部分高校橋梁工程課程教學存在的問題,目前常規的橋梁工程教學模式、教學方法亟待需要完善和優化,這對培養應用型專業人才十分必要。因此,結合自身多年在教學工作中的體會和做法,對橋梁工程教學的一些做法和改進進行探討。
2以應用能力為主導的教學模式
眾所周知,作為土木工程專業的學生學習理論知識的目的是畢業后能夠運用到實踐工程中去,在工作中遇到新的問題如何運用已學的知識去處理和解決。因此,作為橋梁工程課程教學改革,要與實際工程相結合,建立合理的教學課程體系,培養和鍛煉學生具備工程應用能力,能夠解決實際工程問題至關重要。
2.1理論課程學習模式的改革
作為橋梁工程課程的學習,一般學生常規的學習方式是進課堂集中聽專業老師灌輸式的講授,這種教學模式不利于培養學生的工程應用能力,在教學過程中應體現工程特色,突出實踐,強化應用。我校橋梁工程課程理論教學88課時,通過加大課時量做到教學內容完全體現深化橋梁理論知識學習,加強工程實際能力的培養。課程教學大部分章節以橋梁工程案例為依托,做到從工程中學習理論知識,到運用已學知識解決工程實際問題中去,增加學生工程意識和思維方式。建立了一套工程信息資料數據庫,如BIM建模與應用模塊,實際橋梁工程施工、設計、監理、造價及管理資料模塊,橋梁工程視頻、動畫模塊,與橋梁工程有關的微信(筑龍路橋等)、論壇精品資料模塊、實驗室實踐學習模塊、工程軟件學習實踐模塊,產學研實習模塊等等,并將其穿插應用于理論教學的始終,突出課程教學的工程特色,并通過結合學校周邊近幾年大型橋梁工程建設,激發學生學習橋梁工程課程的興趣和愛好。在培養學生工程應用能力的同時,也注重自身工程應用能力的培養。近年來結合當地橋梁工程建設,有意識的投身到橋梁建設中的施工方案制定論證、橋梁的規劃與設計等環節,加強實踐鍛煉使理論聯系實踐更有效的服務于教學。因此,在教學中充分使用收集的大量的橋梁工程實踐資料,結合理論知識可以使所講的專業知識更加切實、生動、易接受,通過自身結合工程學習能夠更好的影響和培養學生的工程應用能力。如裝配式梁式橋上部結構的施工章節,把自身實踐的現場施工資料、圖片分步驟的配以施工知識要點進行鋼筋工程、混凝土工程、模板工程及吊裝工程講解,再結合圖紙和規范,做到活學活用,既理解了施工的程序和步驟知識,又很好的明白施工規范的要求,也能看懂圖紙并掌握理論知識要點,去除過于抽象枯燥的施工知識學習。制圖、計算軟件的運用也是橋梁工程學習的一個重要過程,文獻中調查學生57人中約40人認為教學應結合工程設計軟件,在教學中使學生能熟悉使用常用的一些制圖、計算軟件尤其重要,如復雜公式Excel表格化,連續梁橋使用CAD與橋博或MidasCivil交互建模計算等,針對道路橋梁方向,我校開設了土木工程CAD配套選修課程,學習道路橋梁設計計算軟件,結合實踐工程訓練,使學生能夠真正應用解決課程設計或畢業設計實踐問題,為將來從事這方面工作打下良好的基礎。
2.2課程實踐訓練環節模式的轉變
以往我校的橋梁工程課程實踐環節主要是通過虛擬一課題完成課程設計或大作業,進行設計一座預應力梁式橋或拱橋,并給出計算書和設計圖紙。通過幾屆學生完成情況的觀察,在兩周的時間內,只有少數學生能夠參考設計計算實例完成,只是依葫蘆畫瓢的照搬參考書上實例進行計算畫圖,沒有真正的去理解體會完成一座橋梁的設計計算。針對這種情況,在教學過程中通過問卷調查和與學生互相交流得知,導致這種情況的原因是集中教學模式,加之實踐中其他課程和實踐環節過多,只有無暇的應付根本沒有時間去思考和認真去做。因此,最近幾年采取了一系列的措施改變上述的狀況。首先,把一個課程設計分割成若干小的任務,在橋梁工程每一章節學完要求學生完成對應部分的內容,做到每人一題一練,加強對平時的檢查和考核,注重平時讓學生通過一些工地見習,實驗室親身的體驗,分組交流討論,加強與有設計經驗的老師、工程師等交流與學習,做到真正的自己動手解決問題,掌握橋梁理論知識點的靈活運用。其次,注重實踐環節成果圖紙手繪與軟件繪圖相結合,加強計算分析軟件的操作訓練。反映一個學生設計一座橋梁最后的成果是圖紙,手繪要求加強基本功的練習,CAD繪圖要求能夠熟練掌握繪圖技巧,而在繪制橋梁圖紙中結構尺寸和鋼筋都需要理論公式的計算和驗算,當手算繁瑣時可以用計算分析軟件進行計算和驗算,如前面提到的橋梁博士或MidasCivil等,當然在后期熟練掌握理論知識進行設計計算的基礎上可以采用現在很多流行軟件如橋梁設計師等對常規橋梁進行設計計算及出圖,節省反復的試算驗算過多的環節,使學生騰出更多的精力去思考如何優化設計,使設計更加合理和安全可靠。最后,借助產學研基地加強工程的實地教學和應用,同時多組織一些工程實踐動手比賽。在有些工程中,比如近期在我校北門建設的鹽城內環高架橋,從一開始樁基施工,到現在的上部箱梁滿堂支架施工,還有不遠處的跨河流的掛籃施工,以及1km范圍內的3層互通立交橋的整個施工等,高低年級的學生都可以不定期的去工地現場進行學習和參觀,通過對整個施工過程的跟蹤,不僅加深對橋梁基本知識結構的理解,也學習了道橋施工的流程和步驟,同時我校也定期的邀請施工一線的總工等來進行講座交流學習,用身邊的橋梁建設實例去解讀本課程的知識理論,使學生有更深的切身體會,更容易接受,真正做到理論結合實踐的學習,訓練具有工程應用能力的素養,能發現工程問題,分析存在的問題和弊端,去提出合理的防范措施。除此之外,我校還鼓勵學生參加一些課程建設實驗室開放項目,教師的科研項目,全國的競賽等,這些都能訓練和鍛煉一個學生的工程應用能力。如在我校學生可以自己申請自密實混凝土在橋梁工程中的應用項目,通過學校的資助完成橋用自密實混凝土的施工配合比試驗研究,加強對專業知識的理解。
2.3建立課程工程應用能力考核機制
強度工程應用能力,并不是放棄量化的指標考核,建立在實際教學過程中能夠進行綜合評價一個學生的評價考核體系,使學生能夠知道想學什么,要學什么,必須學什么。在考核中強度多元化的評價,如橋梁工程知識點的比賽,定期學生上臺講課匯報情況,讓學生自己解決同組或本班其他學生存在的問題。真正做到以考促學,以考促教,加強平時考核,加強知識的綜合運用能力的測評,加強自己動手解決問題的評價。總之,好的評價考核體系能夠真正區分和識別誰是最好的學生。
3結語
【關鍵詞】橋梁工程 課程建設 實踐性教學
課程建設是教學建設的基本內容,是人才培養質量的根本保證。精品課程建設是教育部“高等學校教學質量與教學改革工程”的重要組成部分,同時也是青海大學課程建設的重要內容和主要目標。其目的在于:通過精品課程建設,切實推進教育創新,深化教學改革,促進現代信息技術在教學中的應用,共享優質教學資源,全面提高教育教學質量。 2014年10月,“橋梁工程”被青海大學土木工程學院列為優質建設課程,同年12月,被青海大學教務處立項為“三類”重點建設課程。現就該課程的建設情況闡述如下。
一、教學內容組織方式與目的
針對課程中的基本概念、結構的基本組成部分結合各種橋梁模型進行講授,使學生掌握橋梁的各部分組成和基本概念,對橋梁有個感性認識。設計計算理論的部分內容根據橋梁結構的設計順序按上部結構、下部結構及支座來安排,以設計理論的應用和簡單的力學推導以及引入橋梁設計規范為主,并通過課程設計,使學生學會應用規范進行簡單的橋梁部件的設計計算,這是學生了解橋梁設計過程和施工對象的關鍵所在。最終教學目的: 使學生精施工,懂設計,會管理。
二、實踐性教學的設計思想
本課程實踐教學的設計指導思想是通過系統、完善的實踐教學,將理論與實踐相結合,增強課程教學效果,提升學生分析問題、解決實際工程問題的能力。實踐教學體系主要包括認知實習、課程實驗、課程設計、生產實習和畢業設計等環節。
1.認知實習
土木工程專業(交通土建方向)學生第二學年第一學期,組織學生到青海省西寧市附近已建成運營的具有代表性的橋梁以及大型橋梁施工現場進行參觀實習,幫助學生初步建立橋梁工程的感性認識,促進學生及早確立學習目標。
2.課程實驗
根據本課程實踐與理論結合緊密的特點,以《建筑材料》、《結構設計原理》等課程實驗為基礎,構建了以驗證性實驗為主的課程實驗項目。為有效培養學生獨立分析問題、解決問題的能力。開設綜合性實驗和設計性實驗,并逐年提高其比例。同時,為了培養學生的創新意識和創新能力,鼓勵和引導學生利用課外時間進行創新性實驗和科學研究。
3.課外科技活動
建立青海大學土木工程學院橋梁興趣中心,開展每年一度的橋梁結構承重大賽和橋梁模型設計大賽。鼓勵學生積極參與橋梁結構承重大賽和橋梁模型設計大賽,并在賽題設計時注重拓展學生的創新思維和培養學生的創新能力。
4.課程設計
在橋梁工程理論教學基礎上,安排了為期一周的混凝土梁橋課程設計。課程設計包括理論計算和結構構造圖設計兩部分。通過課程設計,加強了學生對所學知識的綜合應用,提高了學生分析問題、解決工程問題的能力。
5.生產實習
在學生學習的第四學年第一學期,安排了為期6周時間的畢業實習。學生通過深入工程建設現場,對橋梁建設動態、結構設計、施工技術等方面有更好的了解和掌握。通過校企合作,建立3-5個專業實習基地供學生進行生產實習。
6.畢業設計
畢業設計是專業教學中極為重要的環節。畢業設計始終結合理論設計與生產實際相結合,堅持一人一題,設計涵蓋了橋梁方案設計、技術經濟比較、內力計算與配筋、施工組織設計等內容,學生通過橋梁工程設計的全過程訓練,不但掌握了橋梁設計的基本方法,而且提高了綜合應用知識和分析問題的能力,確保了畢業設計質量。
三、實踐教學效果
1.增強橋梁認知能力,樹立了橋梁工程意識
通過實踐性教學環節,提高了學生對橋梁工程的認知能力,充實和深化了課程理論教學的效果,使學生對課堂教學內容有更深刻的理解。
2.鍛煉了動手能力,加深了對橋梁結構的理解
通過課程設計,學生掌握了橋梁的設計理論、方法和計算步驟,并用于具體工程設計;實驗教學可使學生掌握橋梁結構的試驗檢測方法;經過實習基地的實習,學生進一步了解橋梁的構造、施工工藝和流程、施工組織設計和管理,提高學生解決實際問題的綜合能力。
3.得到了橋梁工程設計全過程訓練,具備了從事橋梁設計的基本能力
通過畢業設計環節的綜合訓練,學生對橋梁設計全過程、構造設計、計算方法和施工組織管理有更加深入的理解;將科研項目引入畢業設計選題,使學生獲得科研工作的基本技能訓練。學生畢業后能很快適應工作,用人單位普遍反映學生基礎扎實,工作能力強、協助能力強。
四、教材的使用與建設
本課程從2000年開始一直采用由姚玲森主編的《橋梁工程》教材。2004年交通部頒布了新的《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》(JTGD62―2004),進而更換姚玲森主編的新版《橋梁工程》,此教材為“十一五”規劃教材和21世紀優秀教材。
五、促進學生主動學習的擴充性資料使用情況
由于該課程具有綜合性、實踐性等特點,為了激勵學生的學習興趣和積極性,調動學生學習的主動性,注重給學生傳授獲取相關知識的方法,提高學生的自學能力。為此,我們為學生提供了一些相關的擴充性資料:工具書、網絡資源課件、相關輔助自學教材和雜志。
六、教學方法和手段
近年來,在教學實踐中重視教學內容的更新,重視教學方式的改革,努力實現由單純傳授知識到啟發學生的思維、培養學生的創新意識和能力;堅持不斷地改進課堂教學,堅持課內外各教學環節的緊密配合;開展課堂討論、案例分析、演示試驗等教學內容,使課堂氣氛生動活潑。實現由單純傳授知識到重視培養能力的轉變;堅持精講多練使課堂成為學生智能培養的舞臺;探索高效率教學使課堂成為學生智能培養的陣地。重視課堂設計的目的性、科學性、實踐性、藝術性和思想性。總結經驗,轉變教學思想。各環節相配合,推動教學改革。
參考文獻:
關鍵詞:橋梁施工;質量管理;問題;應對措施
中圖分類號:U445 文獻標識碼:A
1 橋梁工程質量控制要點
1.1 施工前的準備控制
在橋梁工程正式施工之前的準備工作應把地質資料以及水位資料;各種所需要的圖紙以及會審紀要;施工場地和周邊范圍內的地下管線資料;施工過程中所用到機械設備的技術資料;樁基的施工組織設計;樁基的施工方案;施工過程中所需的建筑材料的質量檢查報告。在圖紙中應該標明樁的位置、編號、施工順序、水路、電路等相關設施所在的位置;制定好施工計劃、機械設備、建筑材料的供應計劃;還要制定關于季節性特征明顯的施工技術措施。
1.2 灌注樁孔的質量控制要點
應在工程正式施工前,認真核對好相關的地質資料、檢查施工中所需要的機械設備、施工技術能否達到相關規定的標準,并且進行“試成孔”工作。在正式開孔之前,應該依據建設單位進行測量的基準點,還有基線放樣定位,在監理進行審查復合之后,利用十字交叉法定出孔樁的中心位置。除此之外,還應該把樁位的定位放樣做到準確無誤,在距離樁位不遠的地方應該將龍門樁的位置設定好,由專門的負責人進行看管。如果發現護壁出現蜂窩或者是漏水的情況,應該在第一時間內進行補強防止造成事故。在設計標高被挖到的時候,孔底不應該發生積水現象,終孔后還應將護壁上面的淤泥、殘渣、積水等情況及時進行清理工作,然后再進行隱蔽工程的驗收工作。
1.3 鋼筋籠質量控制要點
鋼筋在進入到施工現場的時候應該進行質量檢驗工作,及時確定鋼筋是否有質量保證單,并且對鋼筋作出力學和焊接試驗確保質量合格,待符合標準后方能使用。不單單只要求鋼筋要有質量保證單,焊條也應該有質量保證單,但是焊條的型號要與鋼筋的性能相互適應。鋼筋籠的制作過程應嚴格按照相關規定進行設計加工,主筋的位置還要利用鋼筋定位將支架進行控制和等分距離。鋼筋籠早搬運過程和吊裝的時候,應該防止其變形;在最后安放之前還應最后確認一遍孔內的情況,以便確定孔內沒有發生塌方或者是沉渣的現象,在最終安放的時候要準確對準孔的位置,盡量避免破壞孔壁。還需要注意的是鋼筋籠的標高在達到最初設計好的位置后應該采用工藝鋼筋進行加固,防止鋼筋籠下沉以及伴隨著混凝土上浮而上浮的影響。
1.4 砼灌注施工控制要點
灌注砼工作的開展應在成孔質量檢查合格后進行。在灌注砼之前,應該把清孔工作做好,特別是孔壁和孔底是必須要清理干凈的,做到孔底無浮渣,孔壁無松動。在開始做攪拌工作的時候應該做一次塌落度的檢測工作,將流動性調整好,還要有較好的粘聚性,并且仔細觀察灌注時的塌落度,只有拌好的砼才能投入到使用當中,一旦發現灌入樁孔有離析現象應該禁止其灌入。
1.5 橋梁伸縮縫控制要點
對完成后的橋梁伸縮縫的寬度以及順直度進行細致的檢查工作,發現不符合標準的地方及時進行整改,然后在進行檢查,對合格后的伸縮縫進行清理工作,主要是蓋梁或者臺帽的垃圾,最后將預留好的伸縮縫的槽內設置好木板,將低標號的砼進行回填。伸縮縫裝置的選擇毋庸置疑一定要選擇性能良好的,這樣才能確保橋梁表面伸縮縫處的平整度是最好的。縱坡引起的梁長變化將會直接影響伸縮縫的使用周期,在T梁安裝結束后再對封錨端砼進行澆注工作,這樣不僅有利于控制好橋梁各梁端的平齊和順直,還能盡量避免背墻頂的高低度不平整,最后還要防止材料在運輸過程中遭到壓彎變形。
1.6 成本控制要點
在做好工程進度、工程質量、工程安全等工作的前提條件下,更好的把工程項目成本控制好,工程項目部應該建立起較為完善的成本控制體系,對整個工程項目所發生的一系列費用支出進行控制,在實施橋梁工程質量控制的目標成本管理中,橋梁工程項目部應該不斷的挖掘出各種可降低成本的潛在能力,并且保證鋼筋水泥等各種材料質量,大幅度降低材料價格和工程成本。
2 橋梁工程質量的檢測和修復
2.1 橋梁工程質量的檢測
2.1.1 應該對橋梁工程所使用的混凝土強度進行詳細的檢查,還應檢查混凝土抗壓能力是否達到設計要求標準。
2.1.2 對混凝土的保護層厚度要及時進行檢查,充分利用好混凝土保護層測定儀。
2.1.3 對于橋梁工程是否有缺陷或是蜂窩現象的檢測,應該注意是否因為構件內鋼筋稠密導致混凝土振搗不暢通或者是漏振,因為這些原因引起更大面積的蜂窩、漏筋等現象的發生。
2.2 橋梁工程的修復
在完成對橋梁結構的檢測之后,工作人員還應該對檢測結果進行更深入的分析,在針對發現問題的地方進行及時的修復工作。通常情況下,施工人員大量采用的是滲透性聚合灰漿修補方法,因為此種方法的技術成熟,優勢明顯,而且耐久性能良好。此外,施工人員還可以保持原有的設計斷面,但這不屬于加固只是對結構的修復。滲透性聚合灰漿修補方法有著更明顯的顯性,滲透性和粘結性能較好,不發生龜裂,還可以防止內部鋼筋的銹蝕,最重要的是無毒性保證了人身健康。
3 關于橋梁工程質量控制的幾點建議
3.1 原材料的質量控制
混凝土質量控制的好壞與否與原材料質量息息相關。在進入到施工現場的原材料必須要符合相關的規范要求,還要選擇熱膨脹系數小的骨料,因為它不僅能提高在混凝土中所占的面積,還能更大程度的降低水泥用量,這也就間接性的降低裂縫現象發生。為了保證混凝土的質量,在生產過程中要對混凝土的原材料進行嚴格的質量檢測,只有符合技術指標的才能投入使用。對原材料的質量控制,除了要經常進行檢測外質量控制人員還應該熟悉掌握含水量的變化規律,根據變化規律等信息擬定好相應的對策措施。
3.2 科學配制混凝土
橋梁工程中的主要受力結構是預應力空心板,所以橋梁工程的上下部構造物,全部都需要進行科學合理的混凝土配合比例。為了更好的滿足橋梁工程的技術性能和橋梁工程施工工藝,通過實驗來確定施工中的配合比。科學合理的將混凝土進行配制才能保證橋梁的強韌度,從而保證整個橋梁工程的順利進行,保證橋梁工程的技術性、經濟性、綜合性。
結語
目前為止,我國城市化建設正處于快速發展的態勢,但頻繁出現的質量和安全事故使橋梁工程質量控制問題成為社會的焦點,本文中所提到的相關問題都說明了橋梁工程質量的關鍵性,要想提高橋梁工程的質量,就必須嚴抓、狠抓質量控制。
參考文獻
[1]艾光建.橋梁施工質量控制管理問題研究[J].管理視野,2007(6).
[2]王建弘.橋梁施工中的技術質量問題分析及對策[J].橋梁,2006(1):64-65.
[關鍵詞]橋梁;預制;現澆;梁
常見預制梁設計應用于橋梁工程中。預制梁因為其可以工廠化流水施工作業,采用集中預制施工管理,所以在質量控制、進度控制,以及安全文明管理、信息化施工管理等方面占有優勢,這也是國家推行裝配式建筑構件(PC構件)大環境下的趨勢所在。本項目預制梁數量不多,且工期緊,施工場地有限,對于本項目的預制梁生產與現澆梁生產進行了分析總結,以期為類似工程設計及施工提供參考。
1工程概況
南安市海峽科技生態城區市政道路(一期工程)包括兩座橋:橫五路跨縱一河水系橋一座,橋梁布跨20m×4=80m,上部橋跨結構采用后張法預制空心板梁(共17片/跨×4跨=68片);橫四路跨縱一河水系橋一座,橋梁布跨20m×2=40m,上部橋跨結構采用后張法預制空心板梁(共23片/跨×2跨=46片),共114片空心板梁。空心板梁長19.96m,采用簡支梁結構體系。
2不同工況下的對比分析
預制空心板梁適用于跨徑8~20m,預制箱梁、預制T梁適用于跨徑30~40m,現澆箱梁常規跨徑為25~50m。30~40m橋跨之間既可以選擇預制梁也可以選擇現澆梁施工,還可以是兩種工藝的組合形式進行布跨設計,根據不同工況下進行設計方案經濟比選,選擇出適用且費用最低的工藝。(1)在預制梁與現澆梁分部分項工程費用相近的情況下,考慮施工工期、施工措施費的影響因素。預制梁因其可以不用在橋梁下部結構完成后再進行生產,所以相較現澆梁施工工期具有絕對優勢;而施工措施費主要考慮生產規模以及橋梁結構,在預制梁設計量較少而建設單位給的預制場建設費用較低或沒有的情況下,可以考慮委托外部協作單位進行生產,大幅減少措施費用的投入。(2)橋梁設計高度對比分析。預制梁施工成本不隨橋梁高度增加而增加,現澆箱梁支架搭設成本隨橋梁高度增加而增加。即使橋梁高度為30~50m,預制梁都能利用架橋機進行安裝而不增加措施費,而現澆梁因為支架搭設高度增加所增加的費用,以及因為高度增加,投入起重設備的費用都會導致措施費顯著增加。(3)跨越江、河、湖、海、路線等工況下采用預制梁施工相對現澆梁施工可以減少對周圍環境的生態影響,施工速度更快,減少措施費投入,在工期較緊的情況下更有利于盡早完工。
3不同施工工藝及成本效益分析
3.1不同施工工藝分析
3.1.1后張法預制梁(空心板梁、箱梁、T梁)施工工藝
清理底模、施工放樣→綁扎底、腹板鋼筋→安裝底腹板預應力管道→安裝側模→安裝內模→綁扎頂板鋼筋→安裝頂板預應力管道→錨具固定→安裝端頭模板→澆筑梁體混凝土→梁體養生→張拉、壓漿→梁端封錨→存梁及安裝。后張法預制梁(空心板梁、箱梁、T梁)施工要有1個能與生產能力相匹配、具有一定規模的預制梁場,在預制梁場進行梁片預制生產及施工管理工作。預制梁場要投入相應的預制場地、底模、多套組合模板、起重設備、鋼筋加工場等設施。可以采取多片梁同時鋼筋綁扎,依次進行模板安裝,逐片進行混凝土澆筑。在鋼筋制作及安裝上進行工序優化,實行流水施工。梁片生產更注重每片梁的生產效率,在一個生產周期內能完成多少產量體現出該規模梁場的生產能力,投入與產出比,以及生產過程、不同工序之間的緊密銜接,合理分工、密切配合。在最短的時間,保質保量地完成梁片生產任務,以最低的成本獲取最大的效益。
3.1.2后張法現澆梁(箱梁)施工工藝
下部結構施工完成→地基處理→搭設支架→全孔預壓→安裝底模、側模和支座→綁扎鋼筋(底、腹板、橫梁)→安裝內模→綁扎頂板鋼筋→澆筑混凝土→梁體養生→拆除側模→張拉、壓漿→拆除支架、底模→梁端封錨。后張法現澆梁(箱梁)施工要在下部結構完成后,對現澆箱梁垂直投影面積范圍內的場地進行地基處理,搭設滿堂支架或鋼管貝雷梁組合支架;或不用對地基處理,采用鋼管貝雷梁組合支架,鋼管直接插入地基一定范圍內,起到支撐承載作用。支架搭設好后,進行支架分級堆載預壓,預壓合格后進行相應上部結構工序施工。每道工序都在上一道工序驗收合格后方可進行。以伸縮縫為界,分幅分聯進行支架搭設,可不同聯同時施工,投入多套支架及模板等設施,考慮工期影響及設施投入的成本,在滿足工期的前提下,較少設施的投入,獲取最大效益。顯然,預制梁可以在橋梁下部結構及基礎結構還沒開始施工就開始預制施工,而現澆梁要在橋梁下部結構完成后才進行地基處理、支架搭設、支架預壓等工序施工。在施工時間上,預制梁相對現澆梁可獲得工期優勢。
3.2成本效益分析
3.2.1技術方案比選
預制梁可在橋梁下部施工或基礎施工開始后平行施工,也可在基礎施工前進行預制生產,待橋梁下部結構施工完畢驗收合格即可進行梁片安裝。現澆梁在橋梁下部結構施工完畢驗收合格后,再開始地基處理以及支架搭設施工,現場混凝土澆筑后,還要等待混凝土齡期強度增長后進行張拉、壓漿以及拆除支架,因工序搭接損耗的時間相對較長,在施工工序上,預制梁上相對現澆梁施工節省工期。在節省工期的同時也減少了成本的支出,提高了效益。
3.2.2經濟指標分析
預制梁需要建設預制梁場,預制梁場建設費用主要包括:預制場場地租賃費以及場地建設、附屬設施費、梁片安裝費。現澆箱梁措施費主要包括地基處理及搭設支架、支架預壓及支架拆除、支架材料損耗費用。在預制梁數量相對較少時進行預制場建設投入相對較高,預制梁數量越多,預制梁場建設費用分攤到每片梁的費用就越低。另外,在預制梁片相對較少,施工單位建設預制梁場投入與產出不經濟的情況下,可委托具備資質的外單位協作生產,外單位主要提供預制場地、人工、模板、機械等服務,相比自己組建預制梁場,委托外單位協作生產可節省場地建設和拆除的費用。在進行預制梁或者現澆梁設計時,應該針對措施費進行測算,在工況可行的條件下,選擇措施費費用較低的設計及施工方案,更有利于提高社會經濟效益。
3.2.3工廠化集中生產,確保質量
預制梁可進行工廠化集中生產,無論在施工環境的安全保障方面還是品質控制方面,能夠發揮工廠化流水線施工特點,在質量效益、安全保障上更具優勢。(1)在質量控制中,由于預制梁每片梁本身構件斷面尺寸規格單一,施工過程容易控制。可引進電焊機械手進行鋼筋焊接,保證鋼筋焊接質量以及焊接數量;可引進高頻振搗器模板,根據不同混凝土坍落度,進行不同振搗頻率及振搗幅度控制,確保混凝土振搗密實;可引進自動噴淋系統,根據溫控進行養護,確保混凝土的齡期內強度滿足設計要求;可引進智能張拉、壓漿監測系統,提高張拉壓漿工序施工質量。(2)在進度控制中,由于梁片都是將工藝進行簡單復制,容易學習以及量產,隨著前面的幾片梁的生產熟悉與磨合,施工進度都將加快。在進度控制過程中,可優先在鋼筋加工場將每片梁的鋼筋加工好后安裝上端頭模板,然后吊裝鋼筋籠到已經安裝好側模的臺座上,這樣有利于減少預制梁臺座的占用時間,減少制梁臺座的投入,縮短梁片生產周期,加快梁片生產速度,提高生產效益。(3)在信息化管理中,對梁片貼上二維碼標簽,標簽中原材檢測數據、施工過程影像、監測數據等信息都可以溯源。對梁片進行量化信息采集,并對數據進行分析,優化工藝,提高梁片產品質量以及效益;對生產線進行視頻監控,觀察生產動態,有發現違規操作即進行警報提醒;在各道工序中實行無紙化辦公,簽字驗收、分工明確、責任明確。(4)在安全管理中,工廠化的施工管理更有利于安全標準化管理執行。工人、機械操作手相對穩定,減少了人員的流動,培養了技術先進、安全可靠的勞動力,推進生產的同時也減少了安全隱患。同時,工廠化的生產更容易為工人提供安全保障措施,減少危險源,確保安全生產,減少安全風險。
3.2.4綠色生產,生態環保
預制梁因其在工廠集中生產,有以下優勢。(1)預制場場址可選擇在市郊無人區,可減少對周圍環境的噪聲污染和干擾,防止擾民,杜絕阻工。(2)預制場封閉施工,在粉塵控制方面,可安排固定人員進行清掃除塵、降塵,減少了對現場施工作業人員及周圍環境的影響。(3)預制場里面梁片養護用水可循環使用,在節水方面更具優勢。(4)預制場內產生的混凝土建筑垃圾可考慮重新破碎,篩分出砂、石料,循環使用。
4前景分析
預制梁與現澆梁的具體應用主要取決于不同工況下的經濟效益分析,站在建設單位的角度,主要是經過比選后的方案經濟效益更佳;站在施工單位的角度,主要是在確保安全和質量的情況下成本更低,利潤最大。預制梁不管是在質量控制、進度控制,還是安全文明管理、信息化施工管理等方面相對現澆梁都更具優勢。由此及彼,建筑裝配式構件在房屋建筑市場也同樣具備相應的特點,這是工廠化集中生產作業的成果,生產速度更快,質量更好,節約成本,安全有保障,其所帶來的社會經濟效益是顯而易見的。預制梁的生產線也不止生產預制梁,也可改良生產線,生產裝配式建筑PC構件、預制盾構管片等多種形態的產品來滿足市場的供給需求,在眾多施工企業的生產經營角逐中,在國家提倡裝配式建筑(PC)構件的市場大環境下,預制裝配式建筑構件也將在未來高質量建設的舞臺上發揮重要的作用。
5結束語
通過對預制梁與現澆梁比選及前景分析,在不同工況下比選出技術更優、經濟效益更佳的施工工藝技術方案,或對施工工藝進行優化創新,以獲得更大的社會經濟效益。同時,可在國家提倡裝配式構件大趨勢下進行設計施工,為國家建設做出更大的貢獻。
參考文獻
[1]戚龍.現澆箱梁暨預制箱梁施工關鍵技術[J].建筑工程技術與設計,2017(11):769–769.
[2]李寧.現澆箱梁及預制箱梁施工關鍵技術[J].建筑技術開發,2018(11):87–88.
[3]李樹聰,王念念,吳小婉,等.后錨固現澆混凝土梁施工方法[J].建筑技術,2020,51(4):407-409.
關鍵詞:橋梁工程施工;準備工作;重要性;分類;具體內容
1橋梁施工準備工作的重要性
施工準備工作的基本任務是為橋梁工程的施工建立必要的技術和物質條件,統籌安排施工力量和施工現場;是施工企業搞好目標管理,推行技術經濟承包的重要依據;同時也是施工得以順利進行的根本保證。因此,施工企業在承接了施工任務后,要盡快做好各項準備工作,創造有利的施工條件,使施工工作能連續、均衡、有節奏、有計劃地進行,從而保證按質、按量、按期完成施工任務。認真地做好施工準備工作,對于發揮企業優勢、合理使用各類資源、加快施工進度、保證工程質量和施工安全、降低工程成本、增加企業經濟效益,為企業贏得社會效益、實現企業管理現代化等都具有重要的意義。
通過以往的工程實踐經驗充分證明:項目的領導重視,施工準備工作做得好,其施工就能順利進行,工程的成本就能得到有效控制,質量和安全就有保證;而對思想上不重視、準備工作做得不好的工程項目,則往往會造成施工混亂,進度上不去,難以保證工程質量和施工安全,因資源的浪費而導致增大工程成本甚至給工程帶來災難性的后果。
2橋梁施工準備工作的分類
根據施工階段的不同,可將施工準備工作分為以下兩類:(1)工程項目開工前的施工準備。這是在工程正式開工之前進行的一切施工準備工作,其目的是為工程正式開工創造必要的施工條件;(2)各個施工階段前的施工準備。這是在工程項目開工之后,每個施工階段正式開工之前進行的一切施工準備工作,其目的是為施工階段正式開工分行必要的施工條件。如一座簡支梁橋的施工,一般可分為基礎、墩臺身、蓋梁、梁的預制和安裝、橋面工程等施工階段,而每個施工階段的施工內容都是不同的,所需要的技術條件、物資條件、組織要求和現場院的布置等也各不相同,因此在每個施工階段開工前,都必須認真做好相應的施工準備工作。
從上述分析可以看出:不僅在工程項目開工前要做好施工準備工作,而且隨著工程施工的進展,在各個施工階段開工之前同樣也要做好施工準備工作。施工準備工作既要有階段性,又要有連貫性,必須有計劃、有步驟、分期分階段地進行,要貫穿于工程項目施工的整個過程。
3橋梁工程施工準備工作的具體內容
施工準備工作主要包括:技術準備、勞動組織準備、物資準備和施工現場準備等。
3.1技術準備。技術準備是施工準備的核心。由于任何技術上的差錯和隱患都可能引起人身安全和質量事故,造成生命、財產和經濟的巨大損失,因此必須認真做好技術準備工作。技術準備的具體內容有以下幾點:(1)熟悉設計文件、研究核對設計圖紙。為使參與施工的工程技術人員充分地了解和掌握設計意圖,結構和構造特點以及技術質量要求,能夠按照設計要求順利地進行施工,在收到擬建橋梁工程的設計圖紙和有關技術文件后,應盡快組織技術人員熟悉、研究核對所有技術文件和圖紙。通過熟悉和研究核對,全面領會設計意圖透徹地了解橋梁的設計標準、結構和構造細節;檢查核對設計圖紙與其各組成部分之間有無矛盾或錯誤;在幾何尺寸、坐標、高程和說明等方面是否一致;技術要求是否正確等。如發現設計上確有不合理之處或其它問題,應盡早提出并加以解決。(2)進一步調查分析原始資料。盡管設計文件中已提供了有關的資料,在施工前仍應對施工現場進行實地勘察,以盡可能多地獲得有關原始數據的第一手資料,這對于正確選擇施工方案、制定技術措施、合理安排施工順序和施工進度計劃以及編制切合實際的施工組織設計都是非常必要的。首先要進行自然條件的調查與分析。主要包括地質構造、墩臺位處基巖埋深、巖層狀態、巖石性質等地質方面調查;河流的流量和水質、年水位變化情況、流速和漂浮物等水文方面的調查研究;氣候、氣溫、降水、冰凍等氣象方面的調查;施工現場的地形地物、橋梁工程所在地區的水準基點和絕對標高等情況。(3)施工前的技術交底。施工前的設計技術交底工作,通常由建設單位主持,設計、監理和施工單位參加。首先由設計單位的設計負責人說明工程的設計依據、意圖和功能要求,并對特殊結構、新技術和新材料等提出設計要求,施工中應注意的關鍵技術問題等,進行設計技術交底。然后施工單位根據研究核對設計文件和圖紙的記錄以及對設計意圖的理解,提出設計圖紙的疑問、建議或變更。最后在統一認識的基礎上,對所探討的問題逐一做好記錄,形成“設計技術交底紀要”,由建設單位正行行文,參加單位共同會簽蓋章,作為施工合同的一個補充文本。對于設計施工總承包的橋梁工程,一般應由總承包人主持進行內部設計技術交底。(4)確定施工方案。在全面熟悉掌握設計文件和設計圖紙,正確理解了設計意圖和技術要求以及進行了以施工為目的的各項調查之后,應根據進一步掌握的情況和資料,對投標時擬定的初步施工方法和技術措施等進行重新評價和深入研究,以制定出詳盡的更符合現場實際情況的施工方案。(5)編制施工組織設計和施工預算。施工組織設計是施工準備工作的重要組成部分,也是指導施工現場全部生產活動的基本技術經濟文件。編制施工組織設計的目的在于全面、合理、有計劃地組織施工,從而具體實現設計意圖優質高效地完成施工任務。因此,在施工前,必須根據擬建橋梁工程的規模、結構特點和施工合同的要求,在對原始資料調查分析的基礎上,編制出一份能切實指導該工程全部施工活動的組織設計。
施工預算是在工程中標價的基礎上,根據施工圖紙、施工組織和施工定額等文件進行編制的。施工預算是施工企業內部控制各項成本支出、考核用工、簽發施工任務單、限額領料以及進行經濟核算的依據,也是簽訂分包合同時確定分包價格的依據。那種不編制施工預算,而僅用投標書中的標價來指導施工的做法,并不能對施工過程中全部經濟活動進行切實有效地控制,因此,在施工前還應認真地編制施工預算。
3.2勞動組織準備
3.2.1建立施工組織機構。施工組織機構的建立應根據橋梁工程項目的規模、結構特點和工程的復雜程度來決定。為了有效地進行各項管理工作,在項目經理之下應設置一定職能部門,分別處理有關的職能事務,人員的配備應適應任務的需求,要力求精干、高效。并應做到分工明確、責權具體、便于指揮和管理。
3.2.2合理設置施工班組。施工班組的建立應認真考慮專業和工種之間的合理配置,其比例要滿足合理的勞動組織、并符合流水作業方式的要求。
3.2.3施工力量的集結進場和培訓。在建立工地組織領導機構后,根據各分部分項工程的開工日期和勞動力需求計劃,分批分階段地組織勞動力進場,并及時組織進行上崗前的培訓教育工作。
3.2.4建立健全各項管理制度。施工現場必須建立健全各項管理制度,以使各項施工活動能順利進行,在施工過程中,有章不循其后果是嚴重的,無章可依則更為危險。
3.3物資的準備
各種材料、構件、制品、機具和設備是保證橋梁工程施工順利進行的物質基礎,這些物資的準備工作必須在相應的工程開工之前完成,方能滿足工程連續施工的要求。
物資準備工作的內容主要包括:工程材料如普通鋼材、預應力材料、木材、水泥和砂石材料等的準備,構件和制品的加工準備,施工機具設備的準備以及各種工具和配件的準備。
4施工現場的準備
施工現場的準備工作,主要是為工程的施工創造有利的施工條件和物資保證。其具體內容有:(1)搞好路通、水通、電通和場地準備。為了蒸汽養生和寒冷冰凍地區取暖的需要,還要考慮做好供熱工作;(2)安裝調試施工機具。按照施工機具需要量計劃,組織施工機具進場,并根據施工總平面圖的布置將施工機具安置在規定的地點。對所有施工機具都必須在開工之前進行檢查和試運轉;(3)做好冬雨季施工安排。按照施工組織設計的要求,落實冬雨季的臨時設施和技術措施,做好施工安排;(4)落實消防和保安措施。建立消防和保安等組織機構,制定有關的規章制度,布置安排好消防和保安等措施。
參考文獻
[1]黃錫流.淺談做好工程項目的施工準備工作[J].廣東建材,2008(10).
[2]胡思友,向偉然.雙青公路青龍界高架橋施工簡介[J].湖南交通科技,2009(1).