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關(guān)鍵詞:國民經(jīng)濟(jì);公路橋梁;橋梁設(shè)計
1引言
隨著我國公路橋梁建設(shè)行業(yè)的飛速發(fā)展,各地區(qū)承建高速公路和重要橋梁的施工任務(wù)的規(guī)模和數(shù)量呈現(xiàn)出逐年上漲的趨勢,其中橋梁設(shè)計和建設(shè)工作占了很大的比例,西部一些地區(qū)的橋梁建設(shè)成本預(yù)算甚至達(dá)到了公路總預(yù)算的一半以上,這標(biāo)志著我國橋梁建設(shè)行業(yè)發(fā)展已經(jīng)初具規(guī)模。但是受我國整體基建水平的制約,橋梁工程的設(shè)計和施工環(huán)節(jié)還存在諸多問題,橋梁的安全性和耐久性難以得到保障,一些剛建成的橋梁甚至在竣工幾年內(nèi)就開始出現(xiàn)開裂現(xiàn)象,給行駛車量和個人的安全帶來極大的威脅。因此橋梁設(shè)計施工的安全性和耐久性一直是橋梁設(shè)計和建造部門的研究熱點,這也在一定程度上決定著一個國家的綜合實力。
2橋梁工程的安全性、耐久性差的原因分析
2.1橋梁設(shè)計的結(jié)構(gòu)體系和設(shè)計理論不夠完善
橋梁工程中耐久性和安全性差的根本原因就是設(shè)計理論和結(jié)構(gòu)設(shè)計不夠完善,因為橋梁工程的設(shè)計方案是一切建設(shè)活動最基本的依托和保證,一旦結(jié)構(gòu)設(shè)計中出現(xiàn)問題,橋梁結(jié)構(gòu)中相應(yīng)的各個部門的選材、施工、銜接以及組裝等都可能會造成不同程度的影響,安全系數(shù)以及可靠性指標(biāo)都有可能達(dá)不到相應(yīng)的技術(shù)要求,影響了整個橋梁結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性和完整性。設(shè)計質(zhì)量的不達(dá)標(biāo)也有可能導(dǎo)致某一結(jié)構(gòu)中的材料承受力超出該材料的承受極限,長時間使用必然會出現(xiàn)開裂甚至是斷裂的危險,導(dǎo)致整個橋面的坍塌。尤其是在現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式之下,很多重型貨車都超載行駛,一旦橋梁路面承受的壓力達(dá)到極限,很有可能出現(xiàn)嚴(yán)重的橋梁坍塌事故,這樣的例子在近幾年并不少見。因此結(jié)構(gòu)設(shè)計的首要任務(wù)就是選擇經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案,其次是分析結(jié)構(gòu)和鏈接的設(shè)計并取用規(guī)范的安全系數(shù)和可靠性指標(biāo)來保證結(jié)構(gòu)的安全性。
2.2施工水平低
從現(xiàn)實情況來看,雖然近幾年我國基礎(chǔ)建設(shè)施工技術(shù)的發(fā)展有了長足的進(jìn)步,基建水平有了穩(wěn)定提升,但是與其他技術(shù)發(fā)達(dá)國家相比還存在較大差距,具體表現(xiàn)在施工設(shè)備和施工人員的技術(shù)水平上。公路橋梁施工是一項技術(shù)復(fù)雜的工作,需要專門的大型施工機(jī)械和專門的技術(shù)人員作為保障。但是從我國的基本國情來看,還不具備重型施工機(jī)械的設(shè)計和生產(chǎn)能力,需要花費大量的資金從國外購置,而我國在很長時間內(nèi)一直處于國外的技術(shù)封鎖中,難以購買到最先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù),這就從根本上制約我國橋梁建設(shè)行業(yè)的發(fā)展。再者我國的主要橋梁建設(shè)承包單位多為大型國有企業(yè),而這些企業(yè)普遍存在人員冗余、流動性不強(qiáng)的特點,很多技術(shù)人員進(jìn)取心不強(qiáng),技術(shù)水平不高,企業(yè)難以吸收社會上的技術(shù)精英進(jìn)入本單位從事橋梁的設(shè)計與建造工作,給道路橋梁建設(shè)行業(yè)的發(fā)展帶來一定的隱患。
2.3施工管理水平低
我國道路橋梁建設(shè)部門還普遍存在現(xiàn)場施工管理水平低下的問題,這也是導(dǎo)致橋梁建設(shè)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的主要因素。一般看法認(rèn)為當(dāng)前的工程事故主要是野蠻施工和管理腐敗所造成的。很多施工企業(yè)為了達(dá)到短時間內(nèi)竣工的目的而人為的縮短建設(shè)周期,導(dǎo)致大量偷工減料問題的出現(xiàn)。另外很多材料采購部門存在腐敗現(xiàn)象,一些不法人員為了一己私利大肆收受回扣,允許質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的工程建設(shè)材料流入工程建設(shè)施工現(xiàn)場,由這些次等材料建設(shè)成的橋梁工程其安全性和耐久性必然達(dá)不到相應(yīng)的要求,這些都是對橋梁安全造成致命損害的因素。
3橋梁工程安全建設(shè)實施策略
3.1橋梁主體與現(xiàn)澆施工
橋梁工程主體建設(shè)過程中分為普通鋼筋混凝土梁、先張法預(yù)應(yīng)力梁、后張法預(yù)應(yīng)力梁以及現(xiàn)場澆筑、跨鏈接梁等幾部分組成。綜合實際情況來看,這幾個施工環(huán)節(jié)都需要在預(yù)制現(xiàn)場進(jìn)行預(yù)制加工才能達(dá)到相應(yīng)的施工質(zhì)量。在橋梁主體施工環(huán)節(jié)中應(yīng)該注意以下幾點:(1)在大梁預(yù)制臺座頂面需要采用鋼板鋪設(shè),同時鋼板的厚度應(yīng)該在4mm以上,一是為了美觀,使得臺面平整干凈,二是為了提升臺面的強(qiáng)度和抗壓能力,使得橋面在過往車輛的壓力下保持臺面的完整性。(2)空心板梁的強(qiáng)度要保持在理論值之上,同時確保空心梁頂端、底端以及側(cè)邊的厚度,防止在壓力作用下出現(xiàn)變形。大梁分兩次水泥澆筑,先在底混凝土板上澆筑一定量的水泥,再安放空心梁模具,然后再澆筑腹板和頂混凝土板。在澆筑過程中一定要維持空心梁磨具的位置穩(wěn)定性,防治由于模具上浮而導(dǎo)致頂板澆筑厚度不夠的問題。(3)重視梁端封頭混凝土,必須達(dá)到一定的形狀規(guī)格,端面垂直、尺寸精確。嚴(yán)格控制好大梁的長度,確保大梁上橋后,伸縮縫寬度一致,上下一致。(4)大梁澆筑后一定時間內(nèi)必須灑水處理,因為混凝土在澆筑時具備很大的濕度,自然風(fēng)干過程中容易出現(xiàn)表面收縮裂縫,因此在澆筑施工完成后必須在第一時間內(nèi)進(jìn)行灑水維護(hù),同時要保證灑水量和灑水時間,一般情況下灑水維護(hù)時間為兩周左右,同時灑水量隨時間的推移而逐漸減少。模具的拆除時間也應(yīng)該進(jìn)行合理控制,不應(yīng)過早,也不應(yīng)過晚。(5)工程中的各個混凝土件不允許私自進(jìn)行粉刷和修飾,特殊情況下必須經(jīng)由上級技術(shù)主管出具書面同意書后才能進(jìn)行相關(guān)粉飾工作,否則該工程的質(zhì)量等級不得評為優(yōu)良工程。(6)當(dāng)后張法梁長在20m以上時,臺座上應(yīng)設(shè)置反拱,這是非常必要的,因此對于后張法大梁設(shè)置反拱應(yīng)得到足夠的重視。后張法梁設(shè)置反拱有兩種方法:①臺座法,一般將臺座設(shè)計成向下拱的曲線;②模板法,將臺座設(shè)置成水平,將大梁模板上緣設(shè)計成兩端高、中間低,且其差值為上拱值。
3.2大梁吊裝施工
對于一條高速公路來說,其修筑過程需要架設(shè)形式多樣的橋型,同時這些橋梁的實際建筑環(huán)境也不盡相同,因此需要根據(jù)實際施工環(huán)境制定出相應(yīng)的橋梁吊裝方案,因為橋梁吊裝質(zhì)量也直接關(guān)系著橋梁的安全性與可靠性。目前工程建設(shè)中常見的吊裝方案有架橋機(jī)方案、跨墩龍門吊方案以及浮吊方案、人字趴桿方案等。在一個大型公路施工工程中,這幾種吊裝方案可能需要同時采用。3.2.1架橋機(jī)方案架橋機(jī)方案通常適用于中型或是大型的橋梁吊裝工程中,對于小型的吊裝工程經(jīng)濟(jì)實用性不強(qiáng)。架橋機(jī)可以采用雙導(dǎo)梁架設(shè)方案,也可以試用單導(dǎo)梁架設(shè)方案,具體的方案選取視實際施工環(huán)境和施工條件而定。3.2.2跨墩龍門吊方案該橋梁吊裝方案適用于大型或是特大型的橋梁吊裝工程,且常在無溪水河流的公路建設(shè)環(huán)境中使用。該方案安全性高、可靠性好、適用范圍廣,適合在我國進(jìn)行大面積推廣。3.2.3浮吊方案在一些復(fù)雜的地形環(huán)境中,傳統(tǒng)的吊車無法進(jìn)入,而采用架橋機(jī)所耗費的費用過大,經(jīng)濟(jì)性不好,這時可以考慮使用浮吊方案。3.2.4人字趴桿方案對于前幾種吊裝方案不適用的情況,為了不耽誤施工工期,人字趴桿方案可能是最合適的橋梁吊裝技術(shù),但是該吊裝技術(shù)需要較高的吊裝水平,需要技術(shù)人員掌握高超的機(jī)械設(shè)備操縱技術(shù),因而對技術(shù)人員的綜合素質(zhì)要求較高。同時為了達(dá)到制作安放平整、密貼以及橋板平順的目的,在施工時應(yīng)該根據(jù)縱橫坡的情況對支座呈面可提出調(diào)整縱橫坡或是橫坡的補(bǔ)充設(shè)計,如設(shè)置楔形鋼板,同時對支座下承受面應(yīng)通過墊石標(biāo)高幾何尺寸的實現(xiàn)精確計算來指導(dǎo)和控制施工。
4結(jié)語
綜上所述,當(dāng)前我國橋梁工程建設(shè)中還存在諸多問題,安全性和持久性難以保證,對此應(yīng)該積極借鑒國內(nèi)外先進(jìn)的建設(shè)經(jīng)驗,加強(qiáng)對橋梁設(shè)計理論設(shè)計工作的研究力度,致力于提升道路橋梁安全性和穩(wěn)定性的設(shè)計,進(jìn)而提升我國整體的基礎(chǔ)建設(shè)水平。
參考文獻(xiàn):
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1、正確區(qū)分端承樁和摩擦樁等樁基類型
通常根據(jù)樁基礎(chǔ)根據(jù)其在土中受力情況不同,我們把樁基分為端承樁和摩擦樁。
端承樁是指穿過軟弱土層而達(dá)到深層堅實土的一種樁,其上部結(jié)構(gòu)荷載主要由樁尖阻力來承擔(dān);然而摩擦樁是完全設(shè)置在軟弱土層一定深度的一種樁,上部結(jié)構(gòu)荷載要由樁尖阻力和樁身側(cè)面與土之問的摩擦力共同來承擔(dān)。實際上,大量現(xiàn)場結(jié)果表明:樁側(cè)阻力、端阻力的發(fā)揮性狀與上覆土層的性質(zhì)和厚度、樁長徑比、嵌入基巖性質(zhì)和嵌巖深徑比、樁底沉渣厚度等因素有關(guān)。
2、單樁的沉降分析計算
2.1荷載傳遞分析法
荷載傳遞分析法是單樁荷載一變形分析最常用的一種方法,這種方法是從規(guī)定的荷載變形傳遞方式來計算樁對荷載的反應(yīng)。其基本的概念是:將樁離散為一系列等長的樁段(彈性單元),每一樁段與土之間的聯(lián)系用非線性彈簧來模擬,樁端處土體也用非線性彈簧與樁端聯(lián)系。
在運用荷載傳遞曲線中,該法假定任意點的樁位移僅與那一點的摩阻力有關(guān),而與樁其它位置的摩阻力無關(guān),故沒有考慮土體的連續(xù)性,所以對分析樁群的荷載沉降關(guān)系是不合適的。
為了獲得現(xiàn)場的荷載傳遞曲線,需要安裝許多的儀器進(jìn)行樁的荷載試驗,且試驗成果推廣到另外場地并不一定是完全成功的。
2.2剪切變形傳遞法
Cooke(1974)提出了摩擦樁荷載傳遞的物理模型,該模型為了簡化計算,作了一系列假定并認(rèn)為:當(dāng)荷載水平p/pu較小時,樁在軸向荷載尸作用下沉降較小,樁土之間不產(chǎn)生相對位移,亦即樁沉降時周圍土體亦隨之產(chǎn)生剪切變形,剪應(yīng)力從樁側(cè)表面沿徑向向四周擴(kuò)散到周圍土體中;摩擦樁一般在工作荷載作用時,樁端承擔(dān)的荷載比例較小,沉降主要是由樁側(cè)傳遞的荷載所引起。
2.3彈性理論法
彈性理論法是對柱土系統(tǒng)用彈性理論方法來研究單樁在豎向荷載作用下樁土之間的作用力與位移之間的關(guān)系,進(jìn)而得到樁對土,土對樁,樁對樁以及土對土的共同作用模式。以彈性理論法為根據(jù)發(fā)展出一些計算單樁沉降的方法,這些解法雖略有不同,但一般都基于樁的位移與臨近土位移的協(xié)調(diào)條件,為此,借助于軸向荷載下樁身的壓縮求得樁的位移,又應(yīng)用荷載作用于半無限體內(nèi)某一點所產(chǎn)生的Mindlin位移解求得樁周土體的位移。由于彈性理論假定樁土界面普遍滿足彈性即界面不發(fā)生滑移這一條件,沿界面諸相鄰點的樁位移應(yīng)與土位移相等,由此即可求得樁身摩阻力和樁端阻力的分布,并進(jìn)而求得樁的位移分布。
2.4單向壓縮分層總和法
單向壓縮分層總和法就是根據(jù)各土層的參數(shù)分別計算各層的沉降后總和求得總的沉降量。這種淺基礎(chǔ)的最終沉降量的常用計算方法在樁基設(shè)計中,主要用于大直徑的的單樁(墩),考慮到其樁側(cè)阻力的荷載分擔(dān)比相對較小,樁端底面積大且其荷載分擔(dān)比也較大,因此可仿照擴(kuò)展基礎(chǔ)采用單向壓縮分層總和法計算沉降。當(dāng)用以計算深基沉降的其它條件相同時,用明氏應(yīng)力分布求得的最終沉降與實側(cè)推算結(jié)果較為接近;而用布氏公式算得的值要比實測值大1/2至1/3,并且給出的實用應(yīng)辦計算公式及附加應(yīng)力系數(shù)表格。用分層總和法分析單樁沉降時,要考慮壓縮層的計算深度,可參照文獻(xiàn)的有關(guān)規(guī)定確定,或按照一些實甩的經(jīng)驗公式確定。
3、群樁的沉降分析計算
3.1彈性理論法
彈性理論法群樁沉降分析的塞本假定與單樁相同,其主要依據(jù)是MindIin解的位移與應(yīng)力解,以此為基礎(chǔ)形成位移法和應(yīng)力法,此外還發(fā)展了一種簡化彈性理論位移法,以位移解為基本解,但采用應(yīng)力法中關(guān)子樁側(cè)摩阻力為線性的假定,疊加法是比較成熟和應(yīng)用較廣的一種簡化方法,詳細(xì)闡述了其原理和計算過程,該法在忽略樁對土位移的加強(qiáng)效應(yīng)簡單的假定基礎(chǔ)上,把單樁的分析擴(kuò)展到樁群,
3,2實體深基礎(chǔ)(等代墩基)法
實體深基礎(chǔ)法是現(xiàn)在工程界應(yīng)用最廣泛的一種計算群樁沉降的方法該計算模式是將承臺下的群樁及樁間土看作一個等效墩基的一個實體深基礎(chǔ),在此等代墩基范圍內(nèi),樁間土不產(chǎn)生壓縮如同實體墩基一樣工作,然后按照擴(kuò)展基礎(chǔ)的沉降計算方法來計算群樁的沉降。
由于計算時考慮的前提條件不同,研究者提出和使用著計算的不同模式,其主要差別在于選用的假想實體基礎(chǔ)底面的位置不同,以及對地基土中附加應(yīng)力的考慮和計算不同根據(jù)樁距地基土的性質(zhì)不同,樁間土實際上是會產(chǎn)生不同程度的壓縮變形,另一方面假想的實體基礎(chǔ)存在著側(cè)面剪應(yīng)力的擴(kuò)散作用為了消除這些差別對群樁沉降計算的影響人們采取了一些措施,集中表現(xiàn)在所采用的模式上。這些措施是:
1.變動假想實體基礎(chǔ)底面的位置,以考慮樁間土存在壓縮變形的可能,這是Peck和Terzaghi等人建議的模式Peck等建議將假想實體基礎(chǔ)底面置于樁端平面以上高度處,取為樁長的1/3處(樁位于均勻并土中時)或進(jìn)入持力層深度的1/3(柱穿過軟弱土層并進(jìn)入堅硬土層時]這種建議涉及的影響因素過于單一,因為假想基底位置上升的因素很多,采用此法不能全面反映這些情況。
2.從群樁樁頂按一定斜率(例如角或1:4斜率)向下擴(kuò)散增大假想實體基礎(chǔ)底面積,以考慮樁群總剪應(yīng)力對沉降分析的影響,這是TonlLLnson等人的模式。
3.為了改善地基土附加應(yīng)力估計的精度,近年來國內(nèi)外根據(jù)半無限彈性體內(nèi)集中力的Mindlin公式發(fā)展了一些估計樁基荷載作用下地基土附加應(yīng)力的方法,還有一種將Mindlm解與Boussinesq解對比來估計等代墩基的等效基底附加應(yīng)力。
3.3等效作用分層總和法
等效作用法最早由黃強(qiáng),劉金礪,(1940)提出,隨后被健既樁基技術(shù)規(guī)范推薦采甩此法系將均質(zhì)土中群樁沉降的Mindlin解與均布荷載下矩形基礎(chǔ)的Boussinesq解之比值用以修正等代墩基的基底附加應(yīng)力,然后按一般分層總和法計算群樁的沉降。
關(guān)鍵詞:橋梁設(shè)計問題 策略
Abstract: Bridge Engineering at the present stage of development, has the very important influence to the society, in recent years the accidents of bridge engineering greatly, both the Harbin bridge collapse or an area highway collapse accident, has aroused widespread concern in society. As an important channel connecting bridge between the two areas, must meet the relevant requirements in security. Judging from the present situation, many problems have to be ignored. Jerry building materials, major loopholes in management and to pay no heed the leadership have caused a significant negative impact on bridge engineering design, in the future work, we must be handled effectively to solve these problems.
Keywords: bridge design strategy
中圖分類號:TU201 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
從客觀的角度來說,橋梁工程設(shè)計每一個環(huán)節(jié)的工作都在積極的進(jìn)行,由于市場的快速發(fā)展,設(shè)計橋梁工程的材料能夠根據(jù)不同的需求在某一方面特別突出;而管理方式經(jīng)過不斷的探究也獲得了一定的強(qiáng)化。在領(lǐng)導(dǎo)層方面,經(jīng)過國家的重點管理和對某些不法事件的重點打擊,這方面的情況也有所好轉(zhuǎn),因此在今后的工作中,需要將眾多的工作配合進(jìn)行,保證整體的效果,這才是最佳的策略。本文就橋梁工程設(shè)計中存在的主要問題及策略進(jìn)行一定的討論。
一、橋梁工程設(shè)計中存在的問題
對于現(xiàn)階段的發(fā)展而言,橋梁工程設(shè)計中的問題主要包括以下幾個方面,第一個就是在設(shè)計的過程中,很多的設(shè)計師和工程師都將橋梁工程的強(qiáng)度放在第一位,而且很少考慮到耐久性的問題。暫時的安全并不能代替日后的良好發(fā)展,很多的橋梁在起始階段雖然展現(xiàn)出了較好的強(qiáng)度,隨著時間的推移,很多問題不斷凸顯,造成了惡性的安全事故。另一方面,片面的追求強(qiáng)度極限狀態(tài),忽視了使用極限狀態(tài)。這種問題在客觀上造成了橋梁工程的安全隱患,并且在日常的應(yīng)用中隨時都有可能發(fā)生。還有就是重視結(jié)構(gòu)的構(gòu)造,忽視了結(jié)構(gòu)的維護(hù)。從整體的情況來看,目前的橋梁設(shè)計中,對于耐久性更多的只是作為一種概念受到關(guān)注,既沒有明確提出使用年限的要求,也沒有進(jìn)行專門的耐久性設(shè)計。這些傾向在一定程度上導(dǎo)致了當(dāng)前工程事故頻發(fā)、結(jié)構(gòu)使用性能差、使用壽命短的不良后果。
二、問題產(chǎn)生原因分析
(一)施工和管理水平低
對于現(xiàn)階段的橋梁工程設(shè)計而言,之所以發(fā)生上述的眾多問題,原因之一就是施工和管理水平較低。一般的看法認(rèn)為當(dāng)前的工程事故主要是野蠻施工和管理腐敗所導(dǎo)致。對于短期內(nèi)發(fā)生的突然破壞性倒塌,多是由于施工質(zhì)量沒有達(dá)到規(guī)范和設(shè)計要求,典型的問題包括材料強(qiáng)度不足和施工工藝不合格等;也有個別橋梁存在偷工減料、以次充好等嚴(yán)重的管理問題。由此可見,在今后的工作中,必須加強(qiáng)施工和管理,尤其是一些細(xì)節(jié),比方說材料或者具體的施工方式,一定要杜絕因為私人利益造成橋梁工程的質(zhì)量問題發(fā)生。
(二)設(shè)計理論和結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系不夠完善
在設(shè)計橋梁工程的時候,設(shè)計理論是一個核心要素。有些工程師將設(shè)計理論立足于強(qiáng)度,有些設(shè)計師將設(shè)計理論立足于耐久性。設(shè)計理論在橋梁工程設(shè)計方面,具有總領(lǐng)全局的作用,而且貫穿于每一個施工環(huán)節(jié),如果在設(shè)計理論方面出現(xiàn)問題,那么在施工中一定會埋下較大的隱患。另一方面,結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系的不完善也是一個重要的原因。從現(xiàn)有的情況來看,多數(shù)發(fā)生安全事故的橋梁工程在結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系方面都會有一定的問題,有的結(jié)構(gòu)整體性和延性不足,冗余性小;有的計算圖式和受力線不明確,造成局部受力過大;有的混凝土強(qiáng)度等級過低、保護(hù)層厚度過小、鋼筋截面過薄;這些都削弱了結(jié)構(gòu)耐久性,會嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的安全性。本文認(rèn)為,在將來的工作中,必須對設(shè)計理論和結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系進(jìn)行一定的完善工作,才能將橋梁設(shè)計中的問題有效解決,避免反復(fù)的情況發(fā)生。
三、解決橋梁工程設(shè)計問題的策略
(一)重視結(jié)構(gòu)的耐久性問題
橋梁工程在現(xiàn)階段的應(yīng)用中,需要在每一個方面都進(jìn)行深化和加強(qiáng)工作,尤其是耐久性的問題。一座橋梁的修建需要大量的時間和材料,因此不可能隨時進(jìn)行檢修。橋梁和公路一類的工程有很大的不同,橋梁具有空間上的連接作用,一旦進(jìn)行檢修,勢必會影響各項工作的進(jìn)行,會對居民的生活和工作造成很大的消極影響,在經(jīng)濟(jì)效益上也會有所損失。因此在保證強(qiáng)度的基礎(chǔ)上,必須加強(qiáng)橋梁工程的耐久性。本文認(rèn)為,橋梁在建造和使用過程中,一定會受到環(huán)境、有害化學(xué)物質(zhì)的侵蝕,并要承受車輛、風(fēng)、地震、疲勞、超載、人為因素等外來作用,同時,橋梁所采用材料的自身性能也會不斷退化,從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)各部分不同程度的損傷和劣化。對于上述的因素,必須與橋梁工程設(shè)計的耐久性有效的融合,這樣才能克服外在環(huán)境上的問題以及內(nèi)在的缺陷。
(二)重視對疲勞損傷的研究
疲勞損傷問題在現(xiàn)階段的發(fā)展中越發(fā)嚴(yán)重,從主觀的角度來說,疲勞損傷并不容易發(fā)覺,因為每天在橋梁上經(jīng)過的車輛很多,一些小問題不容易被發(fā)覺。疲勞損傷就是由于小問題不斷的積攢、擴(kuò)大,最后造成了較大的安全問題。疲勞損傷過去一直被認(rèn)為是鋼橋設(shè)計中的核心問題,由鋼結(jié)構(gòu)疲勞引起的鋼材開裂案例較多,也有不少因疲勞斷裂引起橋梁垮塌的例子。近20 年來,疲勞損傷的研究已進(jìn)入混凝土結(jié)構(gòu),但對于使用期受腐蝕的鋼筋混凝土構(gòu)件的動態(tài)性能和疲勞性能的研究還需加強(qiáng)。
(三)重視橋梁超載問題
超載對于我國而言,是一種普遍發(fā)生的情況。多數(shù)地區(qū)的橋梁都會發(fā)生超載的情況,雖然法律上對此明令禁止,而且處罰措施和宣傳教育方式也在不斷的加強(qiáng),但是超載問題依然沒有得到良好的解決。每年因為超載問題造成了橋梁坍塌、損毀等一系列的安全事數(shù)不勝數(shù)。在今后的工作中,必須將超載問題當(dāng)做重點工作來對待。現(xiàn)階段的汽車超載主要有三種情況,一種是早期的修建的橋梁超齡運營,第二種是橋梁同行的車流量超過原有的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),第三種就是車輛違規(guī)超載。從整體的情況來看,后兩種是超載問題的主要情況。橋梁一旦發(fā)生超載,一方面會引發(fā)疲勞問題,另一方面會造成橋梁內(nèi)部的損傷沒有辦法恢復(fù),雙重打擊會讓耐久性降低,提高安全事故的發(fā)生概率。
(四)積極借鑒國外的經(jīng)驗和成果
我國現(xiàn)階段的橋梁工程設(shè)計從某個層面來說,已經(jīng)“原地踏步”一段時間了。之所以眾多的問題沒有得到有效解決,而且各種安全事故頻發(fā),原因之一就在于并沒有在技術(shù)上或者設(shè)備獲得較大的突破。從而導(dǎo)致很多的措施雖然看起來比較有效,但實際都是一些表面化的措施,沒有得到實質(zhì)性的效果。橋梁工程設(shè)計中的問題依然存在,隱患依然在擴(kuò)大。為了保證在將來的發(fā)展中,橋梁工程設(shè)計的更加合理,同時在耐久性和其它性能方面有一定的突破,我們需要積極借鑒國外的經(jīng)驗和成果,不可否認(rèn)的是,國外的某些橋梁工程在設(shè)計方面確實達(dá)到了較高的水準(zhǔn),而且極少發(fā)生問題。本文認(rèn)為,工程師和設(shè)計師應(yīng)該充分考慮到現(xiàn)階段的施工和管理水平和材料工藝水平,采用適當(dāng)?shù)陌踩取⑦m當(dāng)?shù)脑O(shè)計方法來保證橋梁使用性能的合格,這才是更為主動和有效的方法。特別是橋梁存在的耐久性和安全性問題中很多與結(jié)構(gòu)體系或使用材料選擇不合理及結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)處理不當(dāng)有關(guān)。
總結(jié):本文對橋梁工程設(shè)計中存在的主要問題及策略進(jìn)行了一定的討論,從現(xiàn)有的情況來看,多數(shù)的地區(qū)都能針對設(shè)計中的主要問題采用相應(yīng)的策略,在一段時間的努力之后,很多的問題都得到了改善,相信在將來的發(fā)展中,能夠?qū)蛄汗こ淘O(shè)計中的問題徹底解決。
參考文獻(xiàn):
[1]劉速,胡昊,顧群.工程設(shè)計流程中存在的主要問題[J].水運工程,2008(06).
關(guān)鍵詞:評估與管理;規(guī)劃設(shè)計階段;安全風(fēng)險;橋梁工程
引言
隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,橋梁項目工程的數(shù)量也越來越多。與此同時,在橋梁工程規(guī)劃設(shè)計階段存在諸多不確定性。目前,橋梁項目工程在規(guī)劃設(shè)計階段仍存在某些缺陷和失誤,不僅為橋梁工程帶來不利的影響,而且對人員和經(jīng)濟(jì)等方面帶來較大隱患和風(fēng)險,因此,對潛在的風(fēng)險隱患進(jìn)行安全風(fēng)險評估成為橋梁工程項目中的重要一環(huán)。工程規(guī)劃設(shè)計階段實施施工安全的風(fēng)險評估,其本質(zhì)就是體現(xiàn)橋梁施工全過程安全管理的一種理念。而工程規(guī)劃設(shè)計階段的施工風(fēng)險評估,主要是指自橋梁工程從開始構(gòu)想到發(fā)包前,對工程建設(shè)預(yù)先進(jìn)行的施工風(fēng)險評估,擴(kuò)大施工現(xiàn)場的安全責(zé)任范圍,使工程的相關(guān)單位有效地落實安全權(quán)責(zé),從而使工程項目能夠形成完整的安全一體化管理,最終提高橋梁工程的安全水平并降低事故的發(fā)生率。在崇啟大橋工程的施工安全風(fēng)險管理中納入規(guī)劃設(shè)計,實質(zhì)上就是將工程中的安全生產(chǎn)事故防控實施源頭管理。
1工程概況
崇啟大橋是江蘇省內(nèi)特大跨江大橋。該橋在施工過程中使用了185大節(jié)段連續(xù)鋼箱梁整體吊裝,屬于國內(nèi)首次應(yīng)用,所以在運輸、吊裝等各個環(huán)節(jié)中都有較大的安全風(fēng)險,并且施工也面臨著十分嚴(yán)峻的考驗[1]。崇啟大橋的主橋是一種多跨連續(xù)鋼箱梁結(jié)構(gòu),最大節(jié)段梁長為185m、寬33.2m、厚9m,起吊高度最大約46m,最大重量約2455t。鋼箱梁為變高等寬斷面,分左右兩幅,一共有6跨。
2橋梁工程規(guī)劃設(shè)計階段的施工安全風(fēng)險評估
在崇啟大橋的施工過程中,對其實施風(fēng)險評估時需要給予風(fēng)險源足夠的重視,而對于風(fēng)險的正確識別方法就是要做好源頭的風(fēng)險評估工作,需要尋找發(fā)生風(fēng)險的主要原因以及主客觀因素,同時還需要匯集分散的風(fēng)險,以此來為后續(xù)的結(jié)果評估奠定基礎(chǔ)。
2.1對于橋梁工程的結(jié)構(gòu)進(jìn)行風(fēng)險評估
由于橋梁的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,所以對其設(shè)計規(guī)劃的安全風(fēng)險評估需要關(guān)注結(jié)構(gòu)的損壞、裂縫以及耐久性等[2]。崇啟大橋橋梁存在腐蝕失效風(fēng)險,由于該橋主要采用鋼結(jié)構(gòu),橋梁長期處于各種環(huán)境下,如果長時間被雨水浸濁,必然會導(dǎo)致橋梁中的鋼箱梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度的腐蝕,從而影響到橋梁的安全性以及使用年限等;另一方面,我國的自然環(huán)境因為地區(qū)方面的差異,所以導(dǎo)致橋梁工程具有南銹北凍的情況,因此,對其實施風(fēng)險評估也需要具有差異性[3]。
2.2評估橋梁施工環(huán)節(jié)的風(fēng)險
對橋梁工程各環(huán)節(jié)的安全風(fēng)險進(jìn)行評估是十分必要的。因此,可以讓技術(shù)員定期與施工人員之間進(jìn)行交流,并在進(jìn)行施工過程中嚴(yán)格把控各項指標(biāo),將其作為風(fēng)險控制的基礎(chǔ),并對橋梁實施加固處理,充分掌握縫隙的密實度、護(hù)筒的選擇以及施工承臺指標(biāo)等工作。除此之外,橋梁在施工過程中常使用混凝土施工技術(shù),因此需要做好后續(xù)的養(yǎng)護(hù)工作,在搭設(shè)支架時必須處理好地基。在橋面的施工過程中,加強(qiáng)對混凝土的澆筑、伸縮縫以及養(yǎng)護(hù)等工作的控制,以確保橋梁建設(shè)的最終質(zhì)量[4]。
3橋梁工程規(guī)劃設(shè)計階段的施工安全風(fēng)險管理措施
3.1完善基礎(chǔ)理論體系
規(guī)劃設(shè)計階段的施工安全風(fēng)險評估基礎(chǔ)理論主要包括三個方面的核心內(nèi)容。
3.1.1安全信息嵌入機(jī)理崇啟大橋工程的規(guī)劃設(shè)計階段中,安全信息嵌入機(jī)理需要納入施工安全考慮的具體技術(shù)內(nèi)容,通過對規(guī)劃設(shè)計成果進(jìn)行安全審查以及評估,以不斷對規(guī)劃設(shè)計成果進(jìn)行完善。需嵌入的安全信息主要包括:規(guī)劃方案的安全信息嵌入以及審查、設(shè)計成果的安全信息嵌入以及評估、功能需求以及工程選址安全分析等。
3.1.2實務(wù)手冊與操作指南在崇啟大橋工程施工安全信息嵌入機(jī)理的基礎(chǔ)上,編寫操作實務(wù)手冊以及操作指南,明確橋梁工程的實施程序、方法以及要求,使橋梁工程的規(guī)劃設(shè)計人員可以更加方便地參考。
3.2提高橋梁工程質(zhì)量
橋梁工程施工質(zhì)量是最為關(guān)鍵的內(nèi)容。在對崇啟大橋工程施工進(jìn)行風(fēng)險評估時,需要防止發(fā)生安全風(fēng)險。因此為實現(xiàn)這一目的就需應(yīng)對各種風(fēng)險因素,將風(fēng)險控制在一定的范圍內(nèi),并使用最有效的方式規(guī)避風(fēng)險[5]。
3.3做好橋梁工程施工過程中的安全工作
橋梁工程施工過程中必然會存在高空作業(yè),因此,需要對施工人員做好充分的防護(hù)工作,同時要準(zhǔn)備警示標(biāo)牌。培養(yǎng)施工人員養(yǎng)成良好的安全意識,只有正確佩戴安全防護(hù)措施才可以施工。進(jìn)行高空作業(yè)時會應(yīng)用到一些特殊的材料,必須要對這些材料進(jìn)行平衡堆放,禁止出現(xiàn)高空拋投的情況以及在高空處打鬧。如果發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)象需要立即采取解決措施,禁止施工人員進(jìn)行作業(yè)并作出相應(yīng)的懲罰。除此之外,施工人員在高空進(jìn)行作業(yè)時,難免會傳遞一些機(jī)械設(shè)備,所以必須對設(shè)備安裝相應(yīng)的保護(hù)裝置,以此來達(dá)到防護(hù)的目的,同時還需要注重維修保養(yǎng)工作。如果施工人員無相關(guān)證件,嚴(yán)禁進(jìn)入施工現(xiàn)場[6]。另外,橋梁工程在施工過程中,施工現(xiàn)場必須要配備相應(yīng)的漏電保護(hù)裝置、滅火器等,同時在操作過程中必須要有兩人一起完成,以起到互相監(jiān)護(hù)的作用。值得注意的是,橋梁工程中的用電設(shè)備十分重要,所以需要對施工現(xiàn)場所有的用電設(shè)備以及線路定期進(jìn)行檢查和維護(hù)。
3.4完善技術(shù)規(guī)范性
橋梁工程在施工中,為規(guī)避安全風(fēng)險就需要制定完善的施工方法和技術(shù)并保證其規(guī)范性,并且橋梁施工現(xiàn)場必須要設(shè)置明顯的安全防護(hù)裝置,要有專業(yè)人員日夜看守,避免不法分子進(jìn)入施工現(xiàn)場對工程造成破壞或影響。
[關(guān)鍵詞]橋梁工程;畢業(yè)設(shè)計;教學(xué)
作者:劉小燕,魯乃唯(長沙理工大學(xué)土木工程學(xué)院,湖南長沙410114)
畢業(yè)設(shè)計教學(xué)是學(xué)生畢業(yè)前的最后學(xué)習(xí)和綜合訓(xùn)練環(huán)節(jié),是知識深化、拓寬和拓展課堂教學(xué)的重要過程,是學(xué)生全面深化學(xué)習(xí)、研究和實踐的階段,也是對學(xué)生綜合素質(zhì)與工程實踐能力的全面檢驗[1-3]。目前,畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量已經(jīng)成為實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要保證,還是學(xué)生畢業(yè)與學(xué)位資格認(rèn)定的重要依據(jù)[4-5]。為切實保證畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量,落實教育部關(guān)于人才培養(yǎng)的相關(guān)規(guī)定,學(xué)校采取了“加強(qiáng)過程管理,掌控最終結(jié)果”的管理方式,一方面,關(guān)注從選題、開題、文檔撰寫、答辯到成績評定的各個環(huán)節(jié),給出標(biāo)準(zhǔn)(范本或者格式)和評價指標(biāo),由校、院二級督導(dǎo)進(jìn)行監(jiān)督落實;另一方面,加強(qiáng)畢業(yè)設(shè)計期間的核心要素“人”的管控,對指導(dǎo)老師的資格、能力、指導(dǎo)時間做出了規(guī)定,對學(xué)生規(guī)定了畢業(yè)設(shè)計期間的紀(jì)律要求,安排了專門教室,全天候集中訓(xùn)練,學(xué)校還專門制定了《長沙理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(論文)管理規(guī)定》(長理工大教〔2018〕28號文件,以下簡稱“管理規(guī)定”)。這些措施和規(guī)定為完成畢業(yè)設(shè)計教學(xué)工作提供了有力的保障。長期以來,有許多同學(xué)全心投入,圓滿地完成了任務(wù),獲得了優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計。
然而,由于多種因素的影響,橋梁工程畢業(yè)設(shè)計教學(xué)質(zhì)量并不樂觀,特別是由于有些指導(dǎo)老師自己缺乏工程經(jīng)歷,對設(shè)計的內(nèi)容、難度把握不準(zhǔn),給出的題目不符合工程訓(xùn)練要求;或者對學(xué)生的知識、水平、能力不了解,題目太大;還有的對教學(xué)大綱的要求、學(xué)校規(guī)定不清楚,在畢業(yè)設(shè)計選題方面出現(xiàn)了各種各樣的問題:有些給學(xué)生商定的題目太難、內(nèi)容太多,學(xué)生根本完不成;有些老師自己水平比較高(一些博士們、或者博士后們),給學(xué)生商定的題目內(nèi)容遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出學(xué)生能力范圍和教學(xué)大綱要求,出現(xiàn)設(shè)計任務(wù)草草收場。由于選題不合適,下達(dá)布置的任務(wù)書給出的參數(shù)不具體不準(zhǔn)確,學(xué)生要花很多時間才能定好參數(shù),或者學(xué)生要花比較多的時間才能進(jìn)入設(shè)計角色;有時為了應(yīng)付學(xué)校、學(xué)院的前期、中期、后期各種檢查,加上有些同學(xué)的不自覺,隨便從網(wǎng)上、以往的學(xué)生作品中找些應(yīng)付材料,很難獲得質(zhì)量高的設(shè)計成果。因此,本文就橋梁工程畢業(yè)設(shè)計選題開展討論研究。
1選題的基本原則
選好畢業(yè)設(shè)計的題目是優(yōu)質(zhì)完成畢業(yè)設(shè)計的重要環(huán)節(jié),學(xué)校的各級領(lǐng)導(dǎo)和管理者都意識到畢業(yè)設(shè)計選題的重要性,在《管理辦法》里面對選題提出了許多原則,諸如避免大而空、符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、一人一題、選題盡可能符合工程實際、面向工程問題,特別是從學(xué)生參與的工程實踐中選取合適的題目等等。盡管有這些要求,老師們在選題時仍然心有困惑,題目把握不準(zhǔn)。總結(jié)多年的畢業(yè)設(shè)計教學(xué)指導(dǎo)學(xué)經(jīng)驗,提出在畢業(yè)設(shè)計選題方面的4頂基本原則,以共同行參考。
1.1符合性原則
設(shè)計選題應(yīng)滿足符合性原則,符合土木工程專業(yè)教學(xué)大綱、人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求,比如橋梁工程專業(yè),一般以橋梁的施工圖設(shè)計作為題目,既有內(nèi)容又有深度,能夠體現(xiàn)對基本知識的系統(tǒng)運用,又有知識的拓展,是一種非常好的選題。
1.2工程應(yīng)用性原則
選題要滿足工程性需求,工科畢業(yè)設(shè)計要緊密聯(lián)系工程實際,解決工程問題,并且在畢業(yè)設(shè)計中培養(yǎng)學(xué)生的工程理念,使其能較快地適應(yīng)從事的工作,如橋梁畢業(yè)設(shè)計題目,就可以緊密結(jié)合橋梁設(shè)計、施工、監(jiān)控、檢測的實際,能夠體現(xiàn)掌握橋梁工程中的原理、方法、計算等內(nèi)容的題目,也是很好的選題。
1.3綜合性原則
選題要有綜合性,橋梁設(shè)計本身是一個融政治、經(jīng)濟(jì)、文化、繼承發(fā)揚等多方面需求的問題,在進(jìn)行橋梁設(shè)計時,既要考慮橋梁受力合理、滿足通行功能要求,又要顧及政治、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)境保護(hù)、標(biāo)志性的建筑的需要,設(shè)計者不僅要有橋梁的專業(yè)知識,還需要熟悉國家政策、法律法規(guī)、地方經(jīng)濟(jì)、文化特點。學(xué)生進(jìn)行的畢業(yè)設(shè)計,雖然不能全面考察這些要求,但是,作為設(shè)計者的訓(xùn)練,頭腦中要有這些理念。
1.4難易性原則
選題要考慮難易性,畢業(yè)設(shè)計教學(xué)是對學(xué)生所學(xué)知識的全面系統(tǒng)訓(xùn)練,也是一個知識拓寬拓展什華的過程,學(xué)生在體驗知識什華的過程需要有一定的積累和感悟,學(xué)生如果能“頓悟”,這本身就是一種由量變到質(zhì)變的飛躍,設(shè)計題目應(yīng)該是具有能夠讓學(xué)生跳起來摘到桃子的難度,給學(xué)生、特別是學(xué)有余力的同學(xué),有一個跳起來的高度,讓他們真正體驗橋梁設(shè)計的全過程、工程設(shè)計的全方位。
2選題的高層次要求
在新工科建設(shè)的背景下,橋梁工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計的選題除了要滿足基本原則外,還應(yīng)考慮以一些更高層次的要求。
2.1時代性要求
除了選題要體現(xiàn)時代性需要,社會在發(fā)展,時代在進(jìn)步,畢業(yè)設(shè)計也應(yīng)該與時俱進(jìn),特別其中的內(nèi)容能夠體現(xiàn)時代的脈搏、韻味,諸如能展現(xiàn)BIM技術(shù)、數(shù)值模擬等現(xiàn)代技術(shù)和手段的內(nèi)容、方法,能夠融進(jìn)這些內(nèi)容,也是很好的題目,還有要體現(xiàn)規(guī)范更新,按照新的規(guī)范要求設(shè)計。
2.2科學(xué)性要求
工科畢業(yè)設(shè)計題目來源于工程,但理論研究、學(xué)習(xí)訓(xùn)練要高于工程,從工程實踐中發(fā)現(xiàn)問題,需要工程師去解決問題,在畢業(yè)設(shè)計的實踐中,訓(xùn)練學(xué)生用科學(xué)的態(tài)度去發(fā)現(xiàn)問題,用科學(xué)的頭腦解決問題。橋梁工程設(shè)計程序一般有二種方式:一階段施工圖設(shè)計和二階段施工圖設(shè)計。對技術(shù)不復(fù)雜的項目,允許采用一階段施工圖設(shè)計;對于技術(shù)特別復(fù)雜的特大型橋梁,還需要加一個技術(shù)設(shè)計階段,一般情況就采用二階段設(shè)計程序。對于本科學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計,一般按照二階段設(shè)計的方式,考慮設(shè)計題目,如采用“XXX橋梁施工圖設(shè)計”,就是比較好的選題。
橋梁工程 橋梁結(jié)構(gòu)論文 橋梁創(chuàng)新技術(shù) 橋梁設(shè)計論文 橋梁畢業(yè)論文 橋梁加固論文 橋梁施工論文 橋梁施工總結(jié) 橋梁加固工程 橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計 紀(jì)律教育問題 新時代教育價值觀