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桥梁工程的定义范文1
关键词:桥梁工程;生命周期;环境英语;成本
当前,可持续发展已成为国际结构工程领域的共同理念,资源节约与环境友好的可持续桥梁工程是今后桥梁工程建设的发展方向。在现代桥梁建设中,环境与经济的协调发展是促进桥梁工程可持续发展的重要问题,桥梁工程生命周期环境影响成本分析已成为国内外研究的热点。我国虽然在材料工业、生态产品等领域开展了生命周期环境影响成本分析研究,但对于桥梁工程生命周期环境影响成本的研究尚处于探索阶段,因此,有必要对桥梁工程生命周期环境影响成本进行系统分析。
一.生命周期评价的定义及特点
自上世纪九十年代以来,国际上针对日趋严峻的全球变暖问题,开始从生命周期对产品的环境影响进行分析研究。所谓生命周期是指一种产品从原材料开采开始,经过制造、运输及销售,到消费者使用和维修,最终作为废弃物处置的整个过程(1)LCA是一种从原材料生产和加工到最终废弃处理等生命周期评价过程,系统性较强,是从“摇篮到坟墓”的生命周期过程的分析。(2)侧重于环境影响评价,包括能源和资源的利用、各种污染物的排放等,很少涉及经济属性和社会属性。(3)工作量大,涉及面广,因为LCA涉及整个生命周期过程,同时工作量较大,LCA研究需要大量的数据来源,获得这些数据后还需要大量的工作量进行分析及归类。(4)LCA的假定,例如系统边界的设定、数据收集的方式和所选择的环境影响类型等都带有一定的主观性,并且由于受地域环境的限制,LCA的结果不适用于所有区域,具有很强的地域性。(5)评价结果的精确度,由于数据变化更新很快,权重确定等具有较强的主观性,导致评价结果只能提供参考依据,并不能十分精确的反映相关问题的影响程度。
二.桥梁工程生命周期环境影响成本分析体系
2.1桥梁工程设计
在桥梁工程的设计阶段,是根据业主的要求进行桥梁工程的设计,一般包括初步设计、施工图设计和技术设计,设计阶段虽然是控制桥梁工程生命周期总成本的关键阶段,它间接的决定了后期整个工程成本造价,但是对环境的直接污染较小,可忽略不计,并且资源能源的消耗等方面的成本较小,对桥梁工程整个生命周期环境影响成本的影响微乎其微,可不用考虑。
2.2原材料生产与加工阶段
桥梁工程在项目施工前,都会对所需的建筑原材料进行生产和再次加工,例如水泥、混凝土、预应力筋等,在原材料生产和加工阶段也会对环境污染造成严重破坏,如排放大量的污水对河流湖泊等水体的破坏,以及建筑垃圾等固体废弃物的排放,也会消耗大量的资源和能源,产生相关的成本费用。
2.3桥梁工程施工阶段
在对建筑原材料进行生产与加工以后,施工人员就开始按照图纸和施工方案进行桥梁工程的施工阶段,在此期间,大量的建筑材料使用、施工机械与设备消耗的电力和燃料,排放出大量的CO:等温室气体,建筑材料的堆放,尤其是对施工弃土、建筑垃圾的临时堆放等,都将会影响城市卫生环境和城市景观;工程施工期间,施工机械所排放的噪声、扬尘、废气、工程垃圾、施工排水等都会对周围环境造成污染;由于施工期间废渣堆放、施工机械在城市内运输穿行,都会对城市的景观带来一定的破坏;并且在桥梁工程施工期间,施工机械作业所引起的噪声、振动可能对水生动物的生活环境产生一定的影响,使得其活动区域缩小,但由于这种影响仅局限于施工期,特别是墩台基础施工阶段,施工期桥墩基础施工、施工营地生产及生活污水的排放等工程行为可能引起该江段的悬浮物增加,总之,施工期间对水生动物的影响主要集中在桥梁水下结构部分施工阶段,即桥墩施工阶段,而桥梁水上结构施工,其施工作业噪声对水体水质及对水生生物栖息、活动环境的影响程度将大为减轻。
2.4运营和维护阶段
在桥梁工程的运营和维护阶段,主要的大气污染源是行驶在桥上的汽车及路面扬尘,行驶的汽车排放出的主要气体COx、502、NOx、烟尘和粉尘等;路面为沥青混凝土和水泥混凝土,为不透水区域,有汇流快等特点,降雨期间,路面径流所挟带的污染物成分主要为悬浮物和少量石油类,多发生在一次降雨初期,路面雨水中仅初期雨水主要污染物为COD等,并且还有过桥车辆抛弃在桥面上的垃圾等一系列环境污染问题。
2.5桥梁工程废弃阶段
桥梁工程在达到使用年限以后无法在进行运营的时候,桥梁工程处于废弃阶段,此时,便要对该桥梁进行拆除。在拆除的同时,同样要面对消耗大量的资源能源,施工机械与设备消耗的电力和燃料,排放出大量的CO:等温室气体等,还有大量的固体废弃物,包括生活垃圾和建筑垃圾的产生,这些都对自然环境和人类健康造成很大的危害,并带来一定的损失
三.桥梁工程生命周期环境影响成本分析模型
桥梁工程LCEIC分析模型的目的是去量化和表达桥梁在生命周期内的各种环境影响成本,以及定义桥梁工程的每种环境影响成本在生命周期内的分布情况,为此,桥梁工程LCEIC分析模型的基本假定如下四点所示:
(1)资源消耗与桥梁工程在生命周期内产生的污染物质等技术指标可以转换成经济指标,经济指标用货币单位来表示,有助于建立桥梁工程在生命周期内统一的标准化数据库。
(2)模型的参照基准是以国家制定的环保标准为基准,即作为桥梁工程LCEIC分析模型中参数取值的基准。
(3)桥梁工程在整个生命周期的不同阶段,桥梁工程产生的污染物质与资源消耗对于环境的影响只与其产生污染物与资源耗费的数量有关。
(4)由于桥梁工程产生的污染物质与资源的消耗难以去量化对人类健康的影响的严重程度,故假设桥梁工程LCEIC分析模型不考虑此类影响。
根据环境影响成本的定义,参考国内外环境影响成本分类方法,结合桥梁工程的结构特点,从生命周期角度考虑环境影响成本的界定,将其分为五类,即资源消耗成本、水污染成本、大气污染成本、噪声污染成本和固体废弃物污染成本。
总 结:
综上所述,通过深化桥梁工程生命周期环境影响成本研究,能够在节省桥梁工程成本的同时,将其对环境的影响降到最低,实现发展与环保的同步进行。这就要求相关部门能够在现有的基础上,对桥梁工程的生命周期环境影响成本进行仔细核算,并在此基础上采取相应的措施。
参考文献:
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桥梁工程的定义范文2
【关键词】大型桥梁工程 抗震设防标准
我国处于环太平洋地震带与亚欧地震带之间,受到太平洋板块、印度板块和菲律宾海板块的挤压,地震断裂带十分活跃,难逃地震频发的厄运。而大型桥梁一旦在地震中遭到损毁,不仅给国家带来了巨大的经济损失,也给人们的生活埋下了安全隐患,其后果不堪设想。因此,对大型桥梁工程的抗震设防标准研究意义重大。然而,这一概念的提出仍然停留于探索的阶段,迄今为止还没有一套标准和规范给大型桥梁工程的抗震设防工作提供参考。由于大型桥梁在交通出行中地位的显著,以及其本身工程规模的浩大,给大型桥梁工程的抗震设防工作带来了难度。
一、地震破坏程度的等级划分
地震可根据自身破坏程度分为以下五个等级:基本完好:大型桥梁工程在地震环境下保持基本完好指的是承重构件完好,桥梁的基本结构与基本性能没有被破坏,仅仅是个别非承重构件以及附属构件有着不同 程度的轻微破坏,基本不影响桥梁的使用;轻微破坏:轻微破坏指的是个别承受构件出现轻微的可见裂缝,而 非承重构件则有明显裂缝,附属构件遭到不同程度的损坏,只要稍加修理便可继续使用;中等破坏:中等破坏指的是出现轻微裂缝的承重构件数量较多,小部分裂缝现象明显, 个别非承重构件遭到严重破坏,需要进行一般修理后才能继续使用;严重破坏:严重破坏指的是大部分承重构件遭到损坏,威胁到桥梁整体构造,局部出现倒塌现象,给修理工作带来一定的困难;倒塌:由于多数承重构件遭到严重破坏,整体桥梁结构面临倒塌风险或已出现倒塌现象,无法修复。
二、地震给大型桥梁工程带来的经济损失
桥梁在现代交通运输中扮演者至关重要的角色,它掌握着连接不同地域交通网络的命脉,大型桥梁在地震环境中受到不同程度的损害会给国民经济带来如下影响:增加运输成本:由于受到地震的影响,桥梁可能出现交通被迫中断的现象,致使部分车辆必须绕行,从而给车辆增加了包含轮胎、燃料等因素在内的运输成本的增加;增加运输时间:地震的破坏性在一定程度上对大型桥梁工程带来了损害,从而限制了其自身职能的发挥,车辆由于受到桥梁交通被迫中断的影响而选择绕行,从而增加了运输时间,从某种程度上而言,也降低了其工作效率;增加受灾区域经济损失:因交通受到限制,车辆出行在运输成本与运输时间上的投入都有所增加,从而增加了企业的开销,降低了企业的经济效益,对整个受灾区域的经济都形成了打击。
三、大型桥梁工程抗震设防标准研究
(一)单一水准设防,一阶段设计
国内外科研工作者通过对地震灾害资料的搜集,并对其不断深入的研究,对于地震的特性以及破坏能力、构件能力方面的认识也不断加深。而我国现行的关于公路抗震方面的设计规范采用的则是单一水准设防,一阶段设计的方式,旨在保障大型桥梁工程不会受到大地震影响而发生倒塌[2]。该设计方法将重点放在延性抗震设计和验算上面。但是经过实践表明,单一水准设防,一阶段设计仍然存在些许不足之处。为了适应现代社会发展的需求,必须对该设计方法进行不断完善与改革。
(二)双水准设防,三水准设防两阶段设计
经过几十年的研究,国内外诸多地震工程专家都先后对分类设防的抗震设计思想提出了见解。这一抗震思想主要体现在遇到小程度地震的时候,结构物承重构件基本保持完好,其结构和性能都没有发生改变,不会影响其正常使用,不需要进行修理;如果遇到中等程度的地震,要保证结构物无重大损坏,在经过了修复之后仍可继续使用;而假设遇上大型地震,结构物有可能受到严重破坏,但不致倒塌。目前双水准设防,三水准设防两阶段设计的方法在国内外已经得到广泛运用,它能够有效保证大型桥梁工程在地震情况下受到最小的伤害。
(三)三水准设防三阶段设计
基于我国社会发展的实际需求,三水准设防三阶段设计的思想被要求应用到我国大型桥梁工程的抗震设防标准当中[4]。该设计指的是对应三个设防水准,分别校核各自的设计标准,保证设计兼顾三个设防水准的要求,在充分考虑到桥梁位于交通网络位置的重要性以及承担交通量的大小,针对性地采用不同的抗震设防标准。
(四)多水准设防,基于多性能目标的抗震设计
我国在多次受到地震灾害中获取的经验表明,不倒塌的抗震设计才是保证人们生命安全的基本前提,但是仍然无法避免地造成巨大的经济损失。于是,基于性能的抗震设计思想应运而生,并且得到了专业学者的广泛认可。它是抗震设计工作发展的必然趋势,也是基于对地震灾害研究的必然产物。基于性能的抗震设计思想,大致可分为抗震性能等级的定义、抗震性能目标的选择、通过合理设计实现性能目标三个部分。然而,基于多性能目的的抗震设计目前仍处于初步探索阶段。
四、结束语
对于大型桥梁工程的抗震设防标准是目前需要投入大量时间与精力深入研究的课题之一,工程抗震设防标准的原则是在保障人民安全的前提下,尽可能地降低国民经济损失。我们可以通过多水准设防,多水准设计的思路,同时参考国内外其他大型桥梁抗震设防的成功案例对我国大型桥梁工程的抗震设防标准进行不断完善与改革。
参考文献:
[1]胡献竹. 基于风险的大型桥梁工程抗震设防标准决策[J].科技资讯,2012.
[2]徐秀丽,徐清清,李雪红等. 扩建改造桥梁的抗震设防标准研究[J].桥梁建设,2014.
桥梁工程的定义范文3
近年来我国投入了大量资金进行基础设施建设,建造了很多大跨径的桥梁建筑,但有创新性的新结构、新材料、新设备、新工艺却很少出现。桥梁跨度的增加,带来技术难度的增加,但并不是跨度大了,就是创新了。我们注意到在上述23座国内跨径达到世界前十的桥梁中,真正有世界影响的创新技术并不多。另外我国的专利数量每年数以万计,但真正在国内外有影响力的只占0.1~0.2%。这些都说明我国的创新水平和创新能力还处于相对较低的水平。创新是科学技术发展之本,它影响到桥梁工程的发展、桥梁工程人才的培养和中国桥梁的国际地位。对学生“创新理念”和“创新思维能力”的培养应作为桥梁工程教学的重要任务来抓。
2.增强对创新理念的认识
桥梁工程建设的理念:简单地说就是要修什么样的桥,怎样来修建。大的原则是要修建安全、适用、经济、美观、耐久和环保的桥,而怎样更好地实现这个原则,或者说使这几个方面做得更好,就必须要创新。例如在桥梁的耐久性方面:目前的现状是桥愈修愈多、愈修愈大,但桥梁的使用寿命却愈来愈短;2007~2011年五年内,全国垮了至少17座大桥,其平均寿命不足20年,特别是2011年七月份不到十天时间内跨了4座桥,有些桥梁寿命还不足12年,引起了全国震惊。这就告诉我们:一定要树立桥梁长寿命的理念,必须要创建保持和延长桥梁寿命的核心技术。
创新在形式上有:原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新三种。原始创新是最高层次的,也是我们着力追求的,但后两种是目前阶段最多的创新形式,也是以原始创新为基础的。目前对创新有两种心态必须纠正:一种是认为创新简单、随意,到处都是国内首创、国际领先,这是不科学的;另一种则认为创新很难很神秘,这也是不必要的。邓文中先生对创新的定义,即创新是“有意义的改进”,有意义必须是有价值的增加。具体地说在桥梁结构性能、经济、美观、方便施工、增加耐久性和有利环保等方面获得更多有价值的改进,就应该是创新。
重庆交通大学的顾安邦教授通过参与钢管混凝土拱桥和波形钢腹板组合箱梁桥的科研工作,以及重庆菜园坝长江大桥、石板坡长江大桥复线桥和朝天门长江大桥的一些技术工作,对最具有创新空间的组合桥梁的创新理念有独到的见解,他认为要使组合桥梁健康发展,需要关注两个问题:组合的合理性;结构多元组合核心技术的研究。
2.1组合的合理性
组合不是简单的迭加,而是多种体系或多种材料的合理结合,以达到充分发挥各种结构体系的优点和充分利用各种材料性能的目的。例如:重庆菜园坝长江大桥,它是由钢箱拱、预应力混凝土刚构和钢桁梁三种结构结合而成。拱与Y形刚构的结合,大大减小了主跨钢拱的跨度(由420m减为320m)改善了受力;钢桁梁与刚构及拱的结合,大大增加了主拱的刚度,满足了轨道交通运营的需要;同时强梁柔拱结构亦带来了纤柔、简洁、美观的效果。这种组合合理、自然、美观,应该说是一个很好的创新理念。而有些桥梁的组合就很勉强。又如重庆石板坡长江大桥复线桥,由于要求新老两桥桥型一致,并满足300m的通航净空,必须修建主跨330m的连续刚构。主跨中部采用了108m钢箱梁与两边的预应力混凝土结构用特殊的钢混接头联结形成钢-预应力混凝土组合式连续刚构桥,不但有效降低了结构自重、增加了连续刚构的跨越能力,而且有效地减少了PC连续刚构桥开裂和跨中持续下挠的病害;同时降低了施工风险、加快了施工进度。因此钢-预应力混凝土组合连续刚构桥应该是一个很好的创新理念。
2.2结构多元组合核心技术的研究,也就是创新核心技术的研究
创新理念是一种构思、一种思想,它要成立和实现就离不开创新核心技术,因此,创新核心技术是创新理念的主要支撑。例如:钢管混凝土拱桥。该桥型在我国1990年修建第一座,至今已修了260多座,发展比较快,但人们对它的认可度还不高。主要原因是管内混凝土脱空一直困扰着人们,脱空后对结构性能到底有多大影响,如何避免和减少脱空就成了钢管混凝土拱桥的核心技术问题,我相信这个具有创造性的技术一旦解决了,这种桥型还会有较大的发展。又如菜园坝长江大桥,其核心技术是拱、刚构、桁梁如何有效地结合起来。建设中采用了分离系杆和边墩设竖直系杆的技术,前者把拱、刚构、桁梁三者有效地结合起来,后者起着主动控制内力的作用。它可以说是具有一定创新意义的核心技术。
3.教学中对学生创新理念的培养
创新理念的培养涉及因素很多,对于桥梁工程教学来说,建议如下:
(1)在教学思想上,要树立创新理念和创新思维能力的培养是桥梁工程教学的主要任务的思想,在这个思想的指导下修改桥梁工程教学大纲和教材。
(2)在教学内容上,在确保基本内容的基础上增加设计构思、方案比选、桥梁发展史、桥梁工程创新技术和国内外成功的具有创新意义的典型桥梁工程分析。通过分析对比,使学生认清不足和差距,激励学生的创新精神。推行重大科研成果进教材、进课堂的措施,提倡编写不同风格的教材,有利于相互学习交流,更有利于创新理念的培养。
桥梁工程的定义范文4
关键词:市政公路桥梁工程施工 软土地基施工技术表层排水法
Abstract: In the municipal road and bridge construction, It is often encountered in soft soil foundation. Soft soil foundation with high water content, high compressibility, low permeability is difficult to bridge construction of the municipal road. In the process of construction, so as to treatment performed better on soft soil foundation, improve the quality of the project, it need to take corresponding construction technology according to the actual situation, including surface drainage, the cement soil pile method, drainage consolidation method,ompaction method etc..
Keywords: municipal road and bridge construction; soft soil foundation; construction technology; surface drainage method;
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
一、引言
软土地基是市政公路桥梁工程施工中比较常见地基类型,如果处理不好,不仅会降低工程质量,还会影响车辆的正常通行。因此,在市政公路桥梁工程施工建设中,为了提高路基的稳定性,保证路基的质量,必须采取相应的技术措施,做好对软土地基的处理工作。文章分析了软土工程的特点,探讨了市政公路桥梁工程施工中软土地基施工技术,希望能够引起人们对这一问题的进一步关注,能够对市政公路桥梁工程施工中软土地基处理的实际工作发挥指导作用。
二、市政公路桥梁工程施工中软土工程的特征
到目前为止,关于软土还没有统一的定义,不同的学者从不同的角度对此进行界定。例如,有些人认为软土就是软土和软粘土的总称,也有人认为软土就是软弱土基的简称。但不管人们是怎样定义软土,在市政公路桥梁工程施工中,软土地基是比较常见的地基类型,并且软土地基具有自己显著的特点,总的来说,包括以下几个方面。
1、含水量高。含水量高是软土地基显著的特点,天然软土的含水量大约在34%—72%之间,远远大约一般土壤类型的含水量,有些软土甚至处于流动状态,给市政工程建设带来很大的不便,因此,在施工过程中,必须采取相应的措施进行处理。
2、压缩性大。软土地基的压缩系数一般在0.5—1.0MPa之间,并且,随着液限的增大,其压缩性往往会增大。在软粘土当中,有些属于正常固结土,有些属于未完全固结土,但不管是哪种类型,其压缩性都比较大,给市政工程施工带来很大的不利影响。
3、渗透性小。软土的固结速率很慢,与夹有薄砂层粘土相比而言,其速率要慢很多,这是由它们的渗透系数所决定的。对均质粘土来说,其渗透系数一般在0.00000001cm/s—0.0000001cm/s之间,因此,在荷载作用下,其固结速度非常慢,强度也比较低,不容易提高。如果土中有机质的含量比较大的时候,往往会产生气泡,并且会堵塞排水道,从而降低了软土的渗透性。对于带有薄纱层的粘土来说,其渗透系数会达到0.00001cm/s~0.0001cm/s之间,并且,其水平向的渗透性会明显增大。
4、抗剪度低。在快剪情况下,粘聚力大约有10KPa,内摩擦角在0—5度之间。而固结快剪的内摩擦角在15—20度之间,就粘聚力来说,它与快剪的差别不是很大。对于软土地基来说,其抗剪强度大小与排水条件有着紧密的联系。因此,为了提高软土地基的抗剪强度,要保持土层具有良好的排水性。此外,软土地基的抗剪强度还随着深度的增加而增大。在10m范围之内,其抗剪强度大约在5KPa—10KPa之间,并且,深度每增加1m,其抗剪强度大约增加1—2KPa。
三、市政公路桥梁工程施工中软土地基处理技术
在市政公路桥梁工程建设中,为了更好的处理软土地基,提高市政公路桥梁工程质量,人们探索出了多种施工技术和施工经验,具体来说,包括以下几种。
1、表层排水处理技术。在施工过程中,对于表层粘性土,为了提高固结性,增强土壤的稳定性,改善地基的压缩性能,提高地基的强度,可以为表层土中加入添加剂等物质。在软土地基上铺设砂垫层具有良好的效果,因为它不仅具有上部排水层的功效,也能够发挥地下排水层的功效,为施工机械创造良好的通行条件。如果地基土层分布不均匀,发生侧向或者沉降变位,就有必要采用敷垫材料来减少侧向或者沉降变位。为机械通行创造良好的条件,提高地基的支撑能力。在敷垫材料的选择上,应该根据填土荷载大小、地层表层强度来选择。
2、粉喷桩加固处理处理技术。该技术也是市政公路桥梁工程施工中软土地基处理中比较常用的方法,其具体操作方法如下。首先要清除路基上面的障碍,保持场地的清洁和平整,如果施工场地比较混乱,无法满足机械的通行要求,应该铺设碎石或者砂土垫层。对于低洼的场地,为了提高路基的稳定性,满足市政公路桥梁施工的要求,有必要采用回填粘性土的方法。此外,在进行粉喷桩施工之前,还应该做好相关的准备工作,例如工程地质报告、土工试验报告、高程测量资料和数据表、粉喷桩设计桩位图等等,只有在对这些资料进行全面了解和掌握的基础上,才能更好的对软土地基进行处理,才能提高该处理方法的效果。就粉喷桩施工工艺来说,它是根据设计要求,通过进行实测和配比所得到的。通过试桩来确定各项参数,为施工做好准备。
3、排水固结处理技术。软土地基的含水量大,因此对软土进行处理的一项重要工作就是排水,以增强地基的强度,满足施工的要求。排水固结法所利用的是地基排水的固结特征,在施工之前,要对地基进行加荷预压,从而加固地基的强度,满足市政公路桥梁工程建设的要求。为了使地基更好的排水固结,在粘性土地基中要设计垂直的排水柱,以增强土壤的抗剪强度。在工程建设过程中,采用深层复合地基加固和深层排水固结,可以使软土地基的承载能力显著提高。值得注意的是,一般排水固结法不单独使用,为了提高对软土地基的处理效果,常常和缓速填土法或者加载法共同使用。根据实际工作经验,在均质粘土地质中使用排水固结法的效果比较好,而在泥炭质地基中使用的效果相对要差一些。
4、加载处理技术。该技术预先促进软土地基的沉降,从而使得地基的强度得以提高,并防止填土路面沉降被破坏。在施工实践中,地基固结沉降方法主要是,减少间隙水压提高效应力法以及地基增加总压法。前者主要依靠大气的压力加载,并促进固结。后者主要是利用填土荷载式填土进行加载。对于降低地下水法来说,其适用范围有限,主要适用于上部和中间有砂层的地基。在施工过程中,为了降低地下水位,避免对周围环境造成不利影响,在施工区间常常打入钢板来围护。在使用填土加载法的时候,由于该方法与自沉时间、载荷重量有着密切的联系,它的目的是控制路面铺装完残余的沉降量,如果加载的重量过大,难以保证地基的稳定,应该考虑缓速加载法的使用。此外,在施工中还应该做好全面动态观测工作,以确定预载后的残余沉降量,避免对地基造成破坏。
5、挤密处理技术。挤密法也是施工中运用得比较广泛的软土地基处理技术,它是通过利用挤密桩间土,将桩孔用灰土或者素土分层密实夯填。由于使用的土质类型不一样,其方法略有差异,使用素土的称为土桩挤密法,使用灰土的称为灰土桩挤密法。该方法主要适用于厚度大的填土地基以及湿陷性黄土,使用方便,能够就地取材,并可以进行深层挤密和原位处理。石灰桩法采用人工地基和机械地基成孔方式,并灌入一定量的火山灰、炉渣、粉煤灰等等,通过夯实和振密,从而形成桩体。砂石桩法通过利用冲击和振动的方法,在软土地基中成孔,并填入砂、碎石、卵石、砾石等等,该方法能够形成大直径密实砂石桩体,在软土地基处理中具有良好的效果。
四、结束语
总之,软土地基是市政公路桥梁工程施工中比较常见的路基类型,如果处理不当,往往会造成地基失稳,影响整个市政公路桥梁工程质量。今后在施工实践中,我们需要根据情况,采取相应的技术处理措施,做好对软土地基的处理工作,保证路基的稳定,提高市政公路桥梁工程建设的效益,为车辆的安全通行创造良好的条件。
参考文献;
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桥梁工程的定义范文5
关键词:桥梁建设;信息管理;三维技术;信息化
随着社会的飞速发展,衡量一个地区的生活水平和经济发展水平的重要指标就是交通发展情况,而周期长、投资大和管理复杂的桥梁建设工程是重点控制的交通运输项目。由于桥梁施工信息管理极为复杂,加上桥梁在生活运输中的重要性,所以要使用能够提高项目管理质量和效率的信息化管理技术。①随着信息技术和计算机网络技术的发展,桥梁施工信息可以通过三维技术在计算机上进行全面展示。通过将现代的4D施工管理理论加入到桥梁信息管理中。把施工信息添加到桥梁三维模型的载体中,对桥梁的各种数据进行管理,为桥梁工程管理提供准确及时有效的信息支持。
1桥梁信息管理
桥梁施工成本管理、施工质量管理和施工进度管理都属于桥梁信息管理的内容。桥梁施工成本管理是对桥梁工程建造初期的筹备直到桥梁竣工所需要的各种花费,对桥梁成本信息加以管理有利于减少建造成本。施工质量管理是对桥梁施工过程中施工人员的技术性和安全性以及桥梁建造质量加以管理。桥梁施工进度管理是桥梁相关的管理人员对桥梁筹备到桥梁竣工时期之间的工程状态都有着明确的了解,对施工进度的管理能够保证桥梁建设能够在既定的时间内完成。
2桥梁信息管理系统存在的问题
2.1传统的桥梁信息展现形式无法满足当前桥梁建设需求在我国传统桥梁施工现场中,常常使用静态的网络图、表格和文字的形式对桥梁建设信息进行展示和管理。由于桥梁施工过程非常复杂,所以往往在施工过程中会出现很多的变故,在传统的桥梁信息管理的情况下,②需要大量的人员和时间对这些信息进行收集、整理和加工,一旦出现错误,还要对各种数据进行重复的核对。传统的桥梁信息管理往往是采用人工传递的方式实现信息交流,导致信息的安全性不能得到有效保证,而且还需要耗费大量的人力和时间来对信息加以审查。施工现场对桥梁建设材料等物质容易造成损害,这就导致了桥梁施工信息的准确性和有效性难以得到保证,从而降低桥梁施工管理水平。
2.2施工管理信息化、网络化、数值化程度低传统信息传递的时空阻碍在通信和信息技术的普及下大大减少。桥梁施工信息是桥梁工程施工管理的基础。由于只有受过专业训练的人员才能对传统的桥梁工程信息的表现形学科探索式进行无障碍的解读,所以桥梁施工信息的传递受到严重制约。桥梁施工信息的管理人员要想对施工信息不受时空限制地加以准确有效的控制,就必须要准确和全面地对桥梁施工信息进行掌握。桥梁信息管理人员长时间以来对施工信息管理信息化、网络化和数字化的重要性并没有形成很深刻的认识,仍然使用传统的桥梁信息管理方式,从而导致了桥梁施工中没有广泛应用三维技术,管理效率和质量不尽如人意。随着信息技术和计算机网络技术日益普及,桥梁信息管理也开始接纳并采用了三维技术。将三维技术加入到桥梁信息管理中,提高了桥梁建设施工效率。
3三维技术的应用
3.1三维虚拟现实技术虚拟现实是基于计算机技术而产生的一种集中了微电子技术、仿真、测量与传感和计算机的虚拟环境。三维虚拟现实技术共有四个特性,分别是自主性、交互性、存在感和多感知性。在桥梁信息管理中,三维虚拟现实技术的关键使用技术包括以下几个方面:(1)通过利用CAD图纸、扫描或者是对桥梁周边环境进行拍照来获取桥梁建模数据。三维虚拟现实技术建立的桥梁三维模型不仅仅是在外观上符合真实的要求,在桥梁内部结构也符合真实的要求。(2)现实用户和三维桥梁之间的信息交互能够通过计算机鼠标和键盘的操作来完成,三维虚拟现实技术能够把桥梁建设直观地展现在我们面前。(3)桥梁动态的健康监测,可以利用三维虚拟现实技术中的数据分析和传输技术、数据识别和检测技术、传感器技术来实现。桥梁信息管理可以利用三维虚拟仿真技术构建一个具有真实感的三维世界,让桥梁建设人员对桥梁建设有一个完整的把握。桥梁三维可视化的基础是基于三维的桥梁管理,目前桥梁信息管理的新道路就是通过三维虚拟现实技术来对桥梁信息进行管理,这种三维技术和桥梁信息管理相结合的手段在桥梁信息管理中具有较强的实用价值。
3.2三维构建化模型与数据管理技术之所以桥梁信息管理比较困难,其中一个原因就是各个组成部分的功能各不相同。利用三维技术可以把整个桥梁的不同构件进行逐个构建,然后在把这些构建拼接成一个完整意义上的桥梁。桥梁的各个部分可以通过三维构件化快速定位到三维场景中,桥梁组件结构的三维设备模型都可以通过数据管理技术和三维构件化模型生成来实现,对桥梁组件的空间结构和三维模型都可以采用特殊的结构定义。③地图和建筑物在三维场景中的比例尺可以不相同,不同的物体在同一个三维场景中可以使用不同的比例尺。依托系统功能设计的系统数据库不仅仅具有易于查询、显示、观察和读取等特点,而且不同用户对模型的不同要求也能得到满足。建筑空间、设备设施、道路和建筑物的三维模型数据和现实世界都是1:1的比例,不过不同模型的比例尺是可以出现在同一个工作空间的,矢量数据是实现这一要求的最好选择。桥梁的各种非图形数据和图形数据都可以采用参数建模工具进行处理,进而可以转换成三维的动态展示,然后再将相应的参数指定给用来创建特定设备或者是建筑的构建。
3.3空间数据处理与共享技术一般处理空间数据的方法,是将不同类别的数据分层分类到不同类别的空间,每一类的信息或者是每一类的专题都存放在不同的层中。这样在进行空间分析或者是数据维护的时候都比较方便。数据的分层是按照数据属性来分的,每一个属性的数据安放在每一层中,或者可以把某些具有特定作用的不同类型的数据安排在同一层中。目前对数据的管理都是将属性数据和空间数据分开来管理的,关系型数据库对属性数据进行管理,属性数据和空间数据建立连接的方式是通过唯一的内码来连接的。这种分层管理数据的方式在刚开始时看起来具有一定的条理性,但是一旦到了使用的时候或者是仔细分析的时候就会发现这种方式建立的属性数据和空间数据之间的连接比较弱,属性数据和空间数据之间的联系很容易脱节,同时把属性数据和空间数据分别安放在不同的系统中,很容易就造成了管理混乱和系统资源浪费。④三维技术中的地理信息技术对这一问题提供了一系列的解决方案,主要采取的是在同一标准的数据库中对属性数据和空间数据进行存储的思路,这个思路的根本就是实现空间数据域中的属性数据的共享。近几年来,地理信息系统厂商在解决空间数据相关系数据转换的方法就是采取这个思路,随着相关研究的深入,目前空间数据之间的共享和处理已经不再困难。
3.4基于空间位置定义的信息管理技术空间坐标和空间位置的关系是通过空间数据进行表达的,空间数据对于不同对象能够定义他们的从属关系。带空间属性的应用数据就是对空间数据的管理和应用。桥梁构件的位置可以通过属于三维技术的信息管理技术进行三维空间的定义,以此来实现三维技术对桥梁信息管理的作用。⑤对三维要素的数据模型,可以通过具有较高精确度的矢量数据对桥梁的外部和内部的构建进行定义,这样不仅能很好地判别图形特征,而且也便于对存储空间的坐标进行管理。以建筑物为参照标准的三维对象,对数据的精确度的要求并不是很高,只要能够满足三维实体的方式表达就行。三维数据要能够很好地结合市场主流开发系统,同时和数据库系统也要结合在一起,并且一定要是能够方便定义的数据。三维技术的信息管理技术在建立三维场景上使用的是分层组织,具体是将每个场景根据三维场景层次化的特点划分成和空间一一对应的物体,这样对物体的控制就是对这些空间的控制和管理。
4结语
通过对桥梁信息管理的研究,可以看出在桥梁信息管理中使用三维技术对桥梁信息管理有着很重要的作用。依托三维技术的建模技术,可以为桥梁的施工建设构建一个可视化的信息管理系统;依托三维技术对桥梁工程进行施工建设,能够实现桥梁施工信息和桥梁的构建信息之间进行联动,能够在桥梁施工时提供准确有效的桥梁施工信息,来帮助桥梁信息管理人员高效工作。
注释
①冯秋生.基于三维的桥梁管理[J].中国科技纵横,2011(9):78-79.
②邓厚雄,李丽.浅谈CAD三维技术在钢结构桥梁中的应用[C].2012中国钢结构行业大会论文集,2012(4):217-220.
③陈琳.3DSMAX技术在桥梁建模中的应用[J].软件导刊,2015.14(12):149-151.
④靳金鑫.基于三维图形技术的桥梁数字化应用研究[D].武汉理工大学,2012(11):59-60.
桥梁工程的定义范文6
【关键词】铁路桥梁;混凝土;裂缝控制
0 前言
随着高墩大跨铁路桥梁越来越普遍,相应的大体积混凝土在铁路桥梁结构中应用的越来越多,尤其是在复杂山区跨越峡谷的单线、双线或多线铁路桥梁的高墩及基础等。本文结合铁路桥梁工程实践将对此类问题进行分析,探讨裂缝出现的原因及控制措施。混凝土是应用最广泛最重要的工程结构材料之一。对于大型桥梁的基础、桥墩等大体积混凝土必需要考虑水化热引起的温度应力。温度应力引起的裂缝具有裂缝宽、上下贯通等特点,因此对结构的承载力、防水性能、耐久性等都会产生很大影响。
1 墩台混凝土裂缝产生的主要原因分析
1.1 温度应力
根据温度应力的形成过程可分为三个阶段。早期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束,这个阶段的两个特征,一是,水泥放出大量的水化热;二是,混凝土弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化,这一时期在混凝土内形成残余应力。中期:自水泥放热作用基本结束至混凝土冷却到稳定温度时止,这个时期,温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起,这些应力与早期形成的残余应力相叠加,在此期间混凝土的弹性模量变化不大。晚期:混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起,这些应力与前两种的残余应力相迭加。大体积混凝土的界定,各国不尽相同,还没有一个统一的定义。但凡属于大体积混凝土都具有一些共同特征:结构厚实,混凝土现浇量大,施工技术上有特殊要求,水泥水化热使结构产生温度变形,应采取措施,尽可能地减少变形引起的裂缝开展。
1.2 施工工艺的影响
铁路桥梁刚性实体墩台普遍采用C20混凝土,由于在施工中为加快施工进度,缩短工期,采用了混凝土泵送技术。为了满足混凝土泵送的要求,对混凝土配合比进行了调整,如加大了水泥用量等,将影响裂缝的发生发展。为保证泵送混凝土的流动性、粘聚性和保水性,便于泵送和浇筑,常采用的砂率为45%,比普通混凝土增大6%以上。砂率的加大,混凝土中粗骨料用量相对减少,而粗骨料在混凝土中是抵抗收缩的主要材料。因此,在配合比相同的情况下,随着砂率的加大,混凝土的收缩率也随之增大。大体积混凝土结构通常具有以下特点:混凝土是脆性材料,桥梁工程中常用混凝土(C15~C40)抗拉强度只有抗压强度的8%~13%。大体积混凝土的断面尺寸较大,由于水泥的水化热会使混凝土内部温度急剧上升;以及在以后的降温过程中,在一定的约束条件下会产生相当大的拉应力。现桥梁墩身及基础等大体积混凝土结构中通常只在表面配置少量钢筋,或者不配钢筋。因此,拉应力要由混凝土本身来承担。大体积混凝土施工常见的质量问题是温度裂缝。混凝土随着温度变化而发生膨胀收缩,称为温度变形。对于大体积混凝土施工阶段来讲,裂缝是由于混凝土温度变形而引起的。由于混凝土温度变化产生变形受到混凝土内部和外部的约束影响,产生较大应力,尤其是拉应力,是导致混凝土产生裂缝的主要原因。
1.3 环境方面的影响
施工时的气象条件也是影响混凝土裂缝(主要是表面裂缝)的主要因素。在气候干燥和大风季节,混凝土浇灌后不覆盖立即开裂。据介绍,风速为16mPs时,混凝土中水分蒸发速度为零风速时的4倍,相对湿度10%时,蒸发速度为相对湿度90%时的9倍以上,如果将风速作用和湿度影响叠加,则可推算出此时混凝土干燥速度是通常条件下的10倍之多。但这种裂纹一般都是表面裂纹,对混凝土结构没有影响。
2 铁路桥梁工程大体积混凝土裂缝的控制
2.1 优化铁路桥梁工程大体积混凝土的设计
铁路桥梁工程大体积混凝土裂缝的控制首先从设计方面来考虑,主要从以下几个方面来优化设计:即使铁路桥梁工程大体积混凝土不布置钢筋或者布筋较少,为避免结构突变产生应力集中,在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。如在孔洞的周围以及转角处等布置一些斜筋,从而让钢筋代替混凝土承担拉应力,提高混凝土的极限拉伸能力,这样可以有效的控制裂缝的发展。在设计中优先考虑利用中低强度水泥,充分利用混凝土的后期强度。对于混凝土中钢筋保护层的厚度应当尽量取较小值,因为保护层的厚度愈大愈容易发生裂缝。
2.2 合理选择水泥品种及用量
理论研究表明大体积混凝土产生裂缝的主要原因就是水泥水化过程中释放了大量的热量。于是,我们对于桥梁中的大体积混凝土应该选择低热或者中热的水泥品种。而水泥释放温度的大小及速度取决于水泥内矿物成分的不同。水泥矿物中发热速率最快和发热量最大的是铝酸三钙,其他成分依次为硅酸三钙、硅酸二钙和铁铝酸四钙。另外,水泥越细发热速率越快,但是不影响最终发热量。因此我们在大体积混凝土施工中应尽量使用矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥。精心设计混凝土配合比。在保证混凝土具有良好工作性的情况下,应尽可能地降低混凝土的单位用水量,采用“三低(低砂率、低坍落度、低水胶比) 二掺(掺高效减水剂和高性能引气剂)一高(高粉煤灰掺量)”的设计准则,生产出高强、高韧性、中弹、低热和高抗拉值的抗裂混凝土。
2.3 充分利用混凝土的后期强度
根据工程特点,充分利用混凝土后期强度,可以减少用水量,减少水化热和收缩。因为大体积混凝土施工期限长,不可能28d向混凝土施加设计荷载,因此将试验混凝土标准强度的龄期向后推迟至56d或者90d是合理的。基于这一点,国内外很多专家均提出类似的建议。这样充分利用后期强度则可以每立方米混凝土减少水泥40Kg~70Kg 左右,混凝土内部的温度相应降低4℃~7℃。实践证明,混凝土常见的裂缝,大多数是不同深度的表面裂缝,其主要原因是温度梯度造成,寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。从温度应力观点出发,保温应达到下述要求:防止混凝土内外温度差及混凝土表面温度梯度,防止表面裂缝。防止混凝土超冷,应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。防止老混凝土过冷,以减少新、老混凝土间的约束。
3 结语
防止铁路桥梁大体积混凝土出现裂缝是一项复杂的系统工程,产生裂缝的原因很多,且工程又千差万别。长期的工程实践证明,温度裂缝并不是不可控制的,通过采取一些技术措施是完全可以减少甚至避免的,且其有害程度是可以控制的。只要我们在设计、施工工艺、材料选择以及后期的养护过程中能够充分考虑的各种因素的影响,还是可以避免危害结构的裂缝的产生。
【参考文献】