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要想做好蓋梁計算工作,促使蓋梁適用性得到提升,就需要從這些方面來努力:一是簡化單元:因?yàn)樯w梁的受力主要集中在彎矩、剪力和軸力,同時考慮了蓋梁的幾何長度,我們用平面桿單元來進(jìn)行模擬,就可以順利開展計算工作。二是簡化荷載:通過梁體和支座,就會將物體的荷載傳過來,那么就需要對最不利內(nèi)力狀況下,汽車引起的各個支座反力給準(zhǔn)確計算出來。通過支座和梁體,將汽車荷載傳遞下來,如果需要十分準(zhǔn)確的計算蓋梁在不利情況下汽車產(chǎn)生的每個制作的內(nèi)力,需要按照這些步驟來進(jìn)行;求出T型梁支座的反力影響線,在布置車隊的過程中,需要充分考慮T型的支座反力,來決定線縱的橋向布置;為了讓橋梁擁有某種最不利的內(nèi)力,布置于順蓋梁的方向汽車的車輪,蓋梁中不同位置其最不利內(nèi)力對應(yīng)的是不同的車輪布置。結(jié)合車輪的位置,求出橫向上T梁荷載的分布系數(shù)。在計算各片T梁荷載的橫向分布系數(shù)時,也有一些問題需要注意;T梁上的不同剪力及其橫向分布系數(shù)對應(yīng)著不同的車輪的橫向分布,T梁是相同的,剪力的橫向分布系數(shù)是不同的,并且支點(diǎn)和跨中處也需要采取不同的計算方法。三是簡化邊界條件:對蓋梁和墩柱的聯(lián)結(jié)進(jìn)行模擬,結(jié)合具體受力情況,科學(xué)分析。總之,在對蓋梁計算的過程中,需要結(jié)合具體的橋梁情況,將科學(xué)的計算方法給應(yīng)用過來,這樣蓋梁適用性方可以得到提升。我們舉了簡化邊界條件這個例子。眾所周知,相較于雙懸臂簡支梁模型來講,連續(xù)梁模型計算的支點(diǎn)處控制彎矩比較的小,那么如果將雙懸臂的簡支梁模型給應(yīng)用過來,就可以適當(dāng)?shù)南鞣逄幚碇c(diǎn)負(fù)彎矩。因?yàn)槟M的支點(diǎn)間距離會直接影響到連續(xù)梁模型的彎矩圖量值,但是我們還沒有足夠的依據(jù)來確定這個距離。對于鋼構(gòu)模型來講,支點(diǎn)處外側(cè)截面有著較大的計算彎矩,其余處和連續(xù)梁模型有著基本相同的計算結(jié)果。如果在計算過程中,將鋼構(gòu)模型給應(yīng)用過來,在設(shè)計過程中,對支點(diǎn)處外側(cè)截面的控制標(biāo)準(zhǔn)稍微放松,就可以保證蓋梁的計算結(jié)果,同時,橋墩橫橋向的控制內(nèi)力也可以同時獲得,在橋墩設(shè)計中,需要對這些方面的內(nèi)容進(jìn)行驗(yàn)算,我們通常將這種方法應(yīng)用到實(shí)際設(shè)計中。實(shí)踐研究表明,不僅可以將蓋梁的受力承載情況給反映出來,對于施工者的施工操作也可以發(fā)揮指導(dǎo)性作用。因?yàn)橥鈧?cè)面的內(nèi)力被懸臂部分的荷載所完全控制,那么相較于實(shí)際情況,模型中計算的懸臂長度就比較小,模型的實(shí)際彎矩比實(shí)際彎矩的規(guī)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)要小,那么將控制標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)?shù)姆潘桑涂梢詼p少資源浪費(fèi)。
2結(jié)合蓋梁預(yù)應(yīng)力,對施工材料優(yōu)化組合
在蓋梁設(shè)計過程中,通過設(shè)計預(yù)應(yīng)力蓋梁,需要促使施工過程中結(jié)構(gòu)安全不受影響,在營運(yùn)狀態(tài)下,蓋梁的安全性也需要得到保證。因此,在設(shè)計的過程中,就需要將較大噸位鋼束給應(yīng)用過來,促使有效預(yù)應(yīng)力得到提升;要分成兩批來張拉鋼束,如果有著較多的張拉次數(shù),就會影響到正常的施工;如果有著較少的張拉次數(shù),施工和營運(yùn)要求無法得到滿足。對鋼筋合理布置,如果我們用骨和肉來分別比喻預(yù)應(yīng)力筋和混凝土,那么筋就是普通鋼筋,預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)只有具備了普通鋼筋,方可以正常的運(yùn)行。因?yàn)樯w梁有著較大的尺寸,那么就需要對普通鋼筋的直徑嚴(yán)格控制,箍筋保證在11以上,縱筋要控制在15以上。同時,要科學(xué)加密箍筋間距,這樣承受力方可以得到提升。在橋梁施工過程中,還需要充分重視空心預(yù)制板的使用;筆者認(rèn)為,結(jié)合蓋梁預(yù)應(yīng)力,在設(shè)計過程中,選擇的空心預(yù)制板需要具備較高的強(qiáng)度,并且整片梁頂板厚度在8厘米以上;如果空心板頂板度在7厘米以內(nèi),就需要將開倉處理措施應(yīng)用過來,鑿除掉那些厚度不夠的部分,對芯模重新裝上,并且將補(bǔ)強(qiáng)筋增加過來,澆筑的混凝土相較于原來的混凝土,有更高一級的標(biāo)號,這樣頂板厚度方可以與設(shè)計要求所符合。采取一系列的防水處理措施,如果是空心板底板密實(shí)程度不夠,或者是沒有足夠的鋼筋混凝土保護(hù)層,有滲水漏水問題出現(xiàn),混凝土有著符合要求的強(qiáng)度,能夠順利通過靜載試驗(yàn),就可以將防水措施應(yīng)用過來,在不密實(shí)的混凝土底板頂面上噴涂賽柏斯防水材料,經(jīng)過滲透化學(xué)作用,混凝土密實(shí)度和強(qiáng)度就可以得到顯著提升。如果預(yù)制空心板建筑高度比設(shè)計要求要高,那么就會對橋面鋪裝層的厚度產(chǎn)生直接影響,如果橋面鋪裝厚度與設(shè)計要求無法符合,那么就可以對墩臺帽或者墊石高度進(jìn)行調(diào)整,或者是將較厚的頂板部分給鑿除掉,如果已經(jīng)安裝了上構(gòu),無法調(diào)整墩臺帽和墊石,可以對縱坡科學(xué)調(diào)整;將這樣的設(shè)計方法給應(yīng)用過來,工程施工質(zhì)量可以得到保證,橋梁的承載力也可以得到提升。
3結(jié)語
1施工技術(shù)的合理性
橋梁工程建設(shè)是我國交通道路的基礎(chǔ)設(shè)施工程,節(jié)段梁與現(xiàn)澆梁相比具有明顯優(yōu)勢,節(jié)段預(yù)制梁在場內(nèi)預(yù)制完成后,可以快捷有效的進(jìn)入養(yǎng)護(hù)階段,保證混凝土強(qiáng)度及養(yǎng)護(hù)周期,且在場內(nèi)存儲時間長,在施工結(jié)束后期對預(yù)應(yīng)力損失和撓度變形影響較小;橋梁上部預(yù)制和下部結(jié)構(gòu)施工,兩者可以實(shí)現(xiàn)同步施工,因此提高了橋梁的施工進(jìn)度,大大縮短了工程施工工期;節(jié)段梁整孔拼裝合理、分段預(yù)制減輕了橋梁自身重量,并且型號尺寸相對較小方便運(yùn)輸;在梁體分段上,可以在固定臺座上預(yù)制,有利于混凝土的澆筑和振搗,并且在截面之外預(yù)留了一部分鋼筋,為節(jié)段梁拼裝和質(zhì)量提供了有利條件,;節(jié)段梁預(yù)制在工廠中更容易文明施工,很大程度上降低了對環(huán)境的影響。節(jié)段橋梁也具有很強(qiáng)的適用性,對施工的具體環(huán)境沒有很高的要求。在進(jìn)行拼接的施工技術(shù)中,占用面積小,很大程度上降低了對道路交通的影響,既能保證道路交通的暢通性,還能保證施工人員的安全施工,并且在施工期間即使不適用支架也不會影響施工進(jìn)度,相對較短的施工工期、對環(huán)境影響小等特點(diǎn)非常滿足城市橋梁的施工要求。
2節(jié)段預(yù)制技術(shù)的耐用性
橋體外部與內(nèi)部預(yù)應(yīng)力的耐用性對橋梁工程具有重要作用,橋體內(nèi)部預(yù)應(yīng)力的耐久性在灌漿密實(shí)的基礎(chǔ)上,可以達(dá)到實(shí)用要求,在現(xiàn)有的施工技術(shù)以及工程管理上,要實(shí)現(xiàn)灌漿的密實(shí)性難度很大。因此采用輔助空壓等施工技術(shù),不僅可以及時更換、補(bǔ)張拉,并且方便檢查,更有利于節(jié)段橋梁預(yù)制技術(shù)對橋梁耐久性的保障。
3節(jié)段橋梁的造價
節(jié)段橋梁具有很多優(yōu)點(diǎn),會使很多人普遍認(rèn)為節(jié)段橋梁造價高,導(dǎo)致對節(jié)段預(yù)制拼裝橋梁產(chǎn)生誤解。其實(shí)在具有一定規(guī)模的橋梁建設(shè)工程中,節(jié)段橋梁的造價會明顯低于懸臂澆筑以及移動模架。
4應(yīng)用領(lǐng)域節(jié)段橋梁預(yù)制
技術(shù)雖然在很多層面具有明顯優(yōu)勢,但其中存在的問題也要引起我們的關(guān)注。這種先進(jìn)的節(jié)段預(yù)制技術(shù)一次性投入大,小平車與預(yù)制模板是節(jié)段橋梁施工的重要素材,其設(shè)計生產(chǎn)需要專業(yè)的制造工廠。另一方面,其技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域存在限制,模板系統(tǒng)在節(jié)段預(yù)制拼裝施工階段投資量大,投資最優(yōu)化的目標(biāo)只有達(dá)到一定的工程量才可以實(shí)現(xiàn)。除此之外,橋梁在施工前期設(shè)計參數(shù)不符合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),就不能使用節(jié)段預(yù)制技術(shù)。
二節(jié)段梁預(yù)制相關(guān)技術(shù)
1節(jié)段梁預(yù)制準(zhǔn)備工作
根據(jù)建筑工程師的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),應(yīng)該在同一個長線臺座上統(tǒng)一連續(xù)制作相匹配的澆筑節(jié)段,因此必須保證臺座的可靠性,節(jié)段預(yù)制精度控制在地基變形的合理范圍內(nèi),為滿足強(qiáng)度上的承載力,在模板的選擇中優(yōu)先考慮使用鋼模模板進(jìn)行支撐,鋼模板端模適用于測模和端模,保證節(jié)段的牢固匹配。根據(jù)節(jié)段的線形要求確定待澆節(jié)段的側(cè)模及底模的定位工作,移出就位應(yīng)嚴(yán)格按照梁體曲線精度進(jìn)行。節(jié)段拼裝是否完整,關(guān)鍵在于匹配節(jié)段的精確調(diào)整,因此要設(shè)置便于空間調(diào)整的相關(guān)裝置,在保證承載能力以及強(qiáng)度的基礎(chǔ)上設(shè)計具有可調(diào)整的模板系統(tǒng),滿足橋梁工程在節(jié)段預(yù)制上的精度要求。首先要進(jìn)行合理的地基處理,保證地基具有較好的承載能力。也是為了防止支架因?yàn)槌两颠^大的原因或是沉降不均勻而引起的連續(xù)箱梁墩頂負(fù)彎矩區(qū)產(chǎn)生的裂縫現(xiàn)象,是箱梁的總質(zhì)量下降,因而無法更好的對連續(xù)箱的標(biāo)高進(jìn)行控制,所以對原地面采取一定的處理措施很有必要。
2預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)
在節(jié)段橋梁施工過程中,控制好高標(biāo)號混凝土的使用量,這是調(diào)整橋體預(yù)應(yīng)力的關(guān)鍵,并且隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛躍式發(fā)展,在橋梁控制撓度、橋體結(jié)構(gòu)設(shè)計等環(huán)節(jié)中可以實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確、詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析及整理,方面確定合適的預(yù)應(yīng)力。在節(jié)段橋梁施工過程中,保證混凝土的質(zhì)量,可以在很大程度上縮減型鋼、支架、預(yù)制模板的使用數(shù)量。混凝土的性能決定著節(jié)段橋梁的耐久性,必須保證碳化與變形、鋼筋腐蝕、限縮阻裂等問題的出現(xiàn),選用優(yōu)質(zhì)材料和性能較好的外摻劑對混凝土進(jìn)行配制,并且對不同比例下的混凝土進(jìn)行性能檢測。混凝土較高的強(qiáng)度可以減少徐變、收縮等帶來的影響,降低預(yù)應(yīng)力損失。
3節(jié)段梁澆筑難點(diǎn)及采取的措施
節(jié)段梁分段預(yù)制長度4.3米,高度達(dá)到了4.5米,且腹板薄、鋼筋密度大,容易出現(xiàn)砂線、蜂窩麻面和漏筋現(xiàn)象,為了保證混凝土質(zhì)量和橋梁質(zhì)量,混凝土澆筑分三個步驟,一是先澆筑底板混凝土,靜停半小時后,在澆筑腹板混凝土,避免箱內(nèi)底板跑漿現(xiàn)象。二是腹板處澆筑混凝土?xí)r,加設(shè)附著式振搗器和插入式振搗器共同振搗混凝土。三是腹板混凝土澆筑至三分之二處時靜停半小時,在連續(xù)澆筑混凝土直至完成。
三結(jié)束語
(一)教育內(nèi)容改革
從土木工程人才培養(yǎng)的實(shí)際要求出發(fā),及時更新教學(xué)內(nèi)容、改革教學(xué)體系。在整個課程體系中貫穿橋梁工程設(shè)計與施工,使內(nèi)容完整連貫、重點(diǎn)突出。同時也提高了教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性、針對性。在這方面,高校土木工程教科研組織可以以目前橋梁工程建設(shè)基本要求作為標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合自身長期積累的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),確定該課程的教學(xué)體系。
(二)重視實(shí)踐教學(xué)
實(shí)踐教學(xué)是學(xué)生增強(qiáng)橋梁設(shè)計能力、全面發(fā)展的重要階段。通過課程設(shè)計、畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計三個部分進(jìn)行實(shí)踐。所謂實(shí)踐教學(xué),就是讓學(xué)生通過課程設(shè)計、畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計等形式運(yùn)用專業(yè)基礎(chǔ)課上所學(xué)知識。使其可以利用專業(yè)知識對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行理論分析,并且能夠解決簡單的實(shí)際橋梁設(shè)計問題。實(shí)踐教學(xué)主要可以從課程設(shè)計實(shí)踐和橋梁模型設(shè)計競賽兩方面展開。
1.課程設(shè)計實(shí)踐
橋梁實(shí)踐課程是培養(yǎng)橋梁工程專業(yè)人才的重要途徑,它對學(xué)生所學(xué)的知識的感性認(rèn)識、提高實(shí)際運(yùn)用能力與增強(qiáng)創(chuàng)新意識都有重要作用。此外,通過它也可以了解學(xué)科的最前沿知識,更新教材知識。工程實(shí)踐作為夯實(shí)理論知識、養(yǎng)成工程意識和能力的關(guān)鍵過程,對提高學(xué)生的橋梁結(jié)構(gòu)理論的分析能力和簡單設(shè)計能力有重要作用。課程設(shè)計應(yīng)結(jié)合已經(jīng)學(xué)過的材料力學(xué)、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理、結(jié)構(gòu)力學(xué)等書,并且盡量選擇常見的梁形。教師提前準(zhǔn)備任務(wù)書和指導(dǎo)資料,以便學(xué)生提前預(yù)習(xí),進(jìn)行全面的橋梁設(shè)計。此外,教師也應(yīng)監(jiān)督輔導(dǎo)設(shè)計過程。
2.橋梁模型設(shè)計競賽
為增強(qiáng)學(xué)生的工程創(chuàng)新能力,提高學(xué)生對課程知識的熟練運(yùn)用和理解,我們積極組織學(xué)生參加橋梁結(jié)構(gòu)模型設(shè)計競賽。橋梁結(jié)構(gòu)模型設(shè)計與制作需要參賽者對選擇結(jié)構(gòu)、計算、制作工藝等多種知識熟練的掌握和應(yīng)用。結(jié)構(gòu)合理的受力形式對模型承載力的大小有重大影響。學(xué)生需要了解掌握各種橋梁結(jié)構(gòu)形式,并了解其受力特點(diǎn)與傳力途徑,準(zhǔn)確計算其受力情況,以找到最佳的結(jié)構(gòu)。此外,設(shè)計制作過程中選擇適合的材料也十分重要,不同的材料結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的破壞形式也有所不同,這也要求學(xué)生掌握了解各種材料的特性并進(jìn)行選擇。通過參加橋梁結(jié)構(gòu)模型競賽,參賽學(xué)生在對橋梁結(jié)構(gòu)形式、受力分析、結(jié)構(gòu)整體性和穩(wěn)定性,以及細(xì)部構(gòu)造等各方面都有深刻的認(rèn)識和理解,同時也鞏固了力學(xué)和材料學(xué)等基礎(chǔ)知識,對學(xué)生的課程學(xué)習(xí)具有很好的促進(jìn)作用。在選擇結(jié)構(gòu)的過程中,學(xué)生不但對橋梁理論有了更深的理解,而且對以前所學(xué)的知識進(jìn)行了很好的溫習(xí)。除了材料和結(jié)構(gòu)的選擇之外,制作工藝對結(jié)構(gòu)能否達(dá)到預(yù)期的受力設(shè)計也有很大的制約。為了防止由于制作工藝而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)模型的承重受到影響,參賽者必須細(xì)致處理細(xì)小構(gòu)造與節(jié)點(diǎn),使之與計算結(jié)果吻合。制作工藝既是學(xué)生對結(jié)構(gòu)受力知識掌握情況的考核,也提高了學(xué)生對橋梁構(gòu)造的理解。
(三)課程考核改革
對考核方式的改革要能夠客觀評價學(xué)生的綜合素質(zhì),加強(qiáng)對實(shí)踐操作能力、知識運(yùn)用能力與創(chuàng)新能力的考核比重。以橋梁工程特點(diǎn)和應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求為標(biāo)準(zhǔn)建立一套符合人才選拔的科學(xué)系統(tǒng)的考核體系。要使考核方式多樣化,考試內(nèi)容更側(cè)重對綜合能力的考察,而不只是局限于只是記憶方面的考核,成績評定更全面,促使學(xué)生積極主動的學(xué)習(xí)。提高作業(yè)、課上表現(xiàn)、論文以及資料閱讀等多個方面在成績中的比重,而不局限于最后的卷面成績。力爭使考核形式向著多樣化、多種形式、多階段的方向發(fā)展。
1.改革考核內(nèi)容
考核方式改革是為了改變傳統(tǒng)考核方式存在的種種弊端。針對傳統(tǒng)考試考核內(nèi)容局限于教材、筆記,以及老師劃定的范圍重點(diǎn)等缺點(diǎn)進(jìn)行改革。克服傳統(tǒng)考核方式偏重知識記憶、缺乏對創(chuàng)新能力與綜合素質(zhì)的考察而導(dǎo)致上課記筆記、課下抄筆記、考核背筆記、考完全忘記的情況出現(xiàn)。改革應(yīng)該以培養(yǎng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求為標(biāo)準(zhǔn),考核偏重學(xué)生對學(xué)過知識的理解和獨(dú)立思考的能力。這主要體現(xiàn)在減少單個知識技能考核,增加對創(chuàng)新應(yīng)用與知識能力體系的考核。
2.改革考核形式
現(xiàn)行的考試在形式上多以閉卷筆試的考核方式為主,內(nèi)容以教材理論知識為主。改革考試形式可以結(jié)合專業(yè)特點(diǎn),進(jìn)行開卷、閉卷、開閉卷相結(jié)合、實(shí)踐操作、撰寫專題報告、模型制作、答辯以及學(xué)術(shù)論文等多種形式的考核。并且將考核分散在平時測驗(yàn)、期中期末、課堂課外多階段。改革制度多樣化發(fā)展。鼓勵學(xué)生在課外學(xué)習(xí),提升作業(yè)、課上表現(xiàn)、論文以及資料閱讀在成績中的比重。最終達(dá)到提高專業(yè)水平、綜合素質(zhì)的目標(biāo)。
二、結(jié)語