钢筋混凝土结构物

钢筋混凝土结构物（共7篇）

钢筋混凝土结构物 篇1

裂缝是建筑行业存在的广泛的一种病害, 下面我就针对于在工业民用建筑中砖结构和钢筋混凝土结构裂缝, 结合我这些年来的工作经验对裂缝的防止和处理总结的经验给予说明。

1 首先说下砖结构, 砖结构造成的裂缝多由于是温度、砌体刚度不足、砌体强度不足、地基沉降造成的

1.1 高温是造成热膨胀裂缝最长见得原因, 现浇整体或装配整

体式钢筋混凝土屋板和屋盖, 当气温超过起形成的温度时, 钢筋混凝土就膨胀, 由于钢筋混凝土的温度膨胀系数问0.000012, 而砖体为0.000005。两者相差2.4倍。两者的变形差造成砖砌体与钢筋混凝土产生剪切应力, 砖砌体沿水平灰缝抗剪强度极少, 因此往往开裂。在现场实际测过, 钢筋混凝土在阳光直射下, 吸收的热量很难扩散, 因此实际温度比气温高。在夏天, 混凝土的实际温度常超过40摄湿度, 在加上墙面的粉刷材料常掺有较好的隔热与反射热的材料, 墙体实际温度一般低于气温。这样钢筋混凝土与墙体还存在温差, 造成两者变形与温度应力更大。

表现的形式如要为“一”字行裂缝, 且发生在房屋的两端是最为严重的。裂缝越向中央越小, 这说明是钢筋混凝土屋盖与砖砌体之间的剪切破坏。

前些年看过一个料库就是装配整体式混凝土屋盖长40米, 无保温。钢筋混凝土屋盖形成于气温10摄湿度的春天。建成后在36摄湿度的夏天。屋顶出现水平裂缝与“八”字行裂缝。经实测, 屋顶实际温度为40摄湿度, 砌体为35摄湿度。我门通过计算验证了一下。

钢筋混凝土的伸长=0.000012* (40-10) *40000=14.40mm

砖砌体的伸长=0.000005* (35-10) *40000=5mm

钢筋混凝土屋伸长14.40mm, 相当于屋盖受到拉力变形, 其应力为=2.6*105*14.40/40000=9360kg/cm2

相当于整个屋盖受到拉力=936.00*

砖墙伸长5mm相当于砖墙受到拉应力为 (砖75号, 沙浆为25号) =700*22*5/40000=1.925 kg/cm2

相当于顶层墙体 (由于门窗洞, 墙体横断面高度取层高的一半) 受到的拉力为=19.25*0.24*1.50*4+27.72t

屋顶圈梁兼作顶层过梁, 则在顶层窗口发生剪切应力。设纵墙一半长度开有窗洞, 则剪切应力与抗剪切应力验算如下=1713.24/10.00*0.24*4=178.46t/m2大于Rj=20t/m2

上式说明水平剪切应力大大超过砌体的通缝抗剪强度应此, 开裂是必然的。

低温也可造成裂缝。现浇整体式或装配整体钢筋混凝土屋板屋顶, 当气温低于形成的温度时, 钢筋混凝土就发生收缩。由于钢筋混凝土与砖墙两者的温度膨胀系数的差别, 也能导致剪切裂缝。处于严寒地区, 而室内不采暖时, 会更加剧裂缝的展开。

1.2 由于砌体刚度不足而产生的裂缝。

刚度不足, 是指β=H0/α超过规定值, 发生的平面的弯曲, 所造成的裂缝。对于这中的裂缝是属于设计范畴, 不考虑在施工中。

1.3 由于砌体强度不足产生的裂缝。

所表现的形式是在同一层内出现多次断裂, 这说明该墙在竖向荷载下以超过允许值。因此需要补强。

在当竖向裂缝连续长度超过四皮砖, 则该部位的砖以接近破坏, 如果这种裂缝在一室的范围内数量很多, 间距大于或等于240, 则此室墙体有发生倒塌的危险。

砖的强度一般在受到抗拉、抗弯、与抗剪强度都很弱, 所以当竖向荷载达到砌体抗压破坏强度60%左右时, 单块砖就会断裂。当竖向荷载达到砌体抗压破坏强度的80~90%时, 单砖裂缝就发展成为长度超过四皮砖的连同裂缝。

还有就是在受到外部原因, 比如说不恰当的增加负载, 超过墙体的允许荷载值。经历了吸水、冰冻、冻融反复过程而裂开, 使墙体承载力逐步下降。清水墙, 在自然的风化, 特别是红砖, 尤为严重, 是承载力逐渐降低。

2 钢筋混凝土的裂缝

钢筋混凝土的裂缝一般是由混凝土收缩造成的、基础的不均匀沉降造成的和正常受力构件的裂缝几种

首先说下由混凝土收缩造成的裂缝, 混凝土地坪表现为纵横向均有长条裂缝。面层裂缝多呈龟裂状。

钢筋混凝土的构件是在任何方向, 如果配筋间距较大, 次方向可能发生收缩。

还有就是水泥与水化合物形成胶体的过程, 体积不多缩小, 几年到几十年, 但最初半年可完成收缩的85%左右。混凝土在浇筑时, 多于的水份, 以后蒸发, 使混凝土的体积减小。混凝土在浇捣施工中, 一般在0摄氏度以上进行。混凝土形成以后, 当气温低于0摄氏度, 体积就会缩小。在较高温度中凝结混凝土, 遇到较低温度就会收缩。以上的三种来源, 是导致混凝土裂缝。

基础不均匀沉降造成的裂缝

指的是上部结构物于荷载都是对称的, 则由此造成的裂缝都具有对称性, 但都不在构件因正常负载而破裂的部位。地基不均匀沉降造成的弯曲, 超过了梁原设计的抗弯能力与抗剪能力, 因而有竖向与斜向裂缝出现。

处理欠佳的施工缝后遗症

裂缝出现的位置在经常设置施工缝的部位, 多由于在施工缝接口时留下了木片、树叶、泥块或沙粒。施工停顿时, 未按规定正确留置施工缝。旧混凝土初凝后, 再浇筑新混凝土时, 未按规定刷水泥浆或采用“减半石混凝土”。

正常受力构件的裂缝

板上的裂缝有支座负弯矩的裂缝 (部位板与梁) , 裂缝属于支座构造负弯矩 (部位板于柱) , 裂缝属于跨中计算正弯矩的裂缝

梁的裂缝有构造负弯矩的裂缝 (部位梁墙) 计算负弯矩的裂缝 (部位梁上部于柱) 计算正弯矩的裂缝 (部位梁下部于柱) 计算剪力的裂缝 (部位梁中下部)

柱的裂缝分为中心手压裂缝, 小偏心受压裂缝, 大偏心受压裂缝, 裂缝是竖向的不连贯裂缝, 横向裂缝只有在出现大偏心裂缝时才出现

构件产生的裂缝的部位均有拉应力, 属于手拉型裂缝的范畴。因强度不足或由于超负载所致。

本文涉及到的数据及计算公式均选自《建筑工程施工手册》

山区公路结构物基础设计探讨 篇2

【摘 要】某高速公路，该工程里程K14+440～K14+620段路基处于一个多年乱采形成的废弃矿坑范围内。矿坑长约180m、宽5～30m，坑底距山坡地表5～35m。矿坑平面形状不规则，现状坑底地面起伏很大，初步调查，矿坑大部分范围内有堆积物，堆填的弃渣厚度及粒径变化较大、无规律性，且堆填时间不详。该段高速公路路基的两端设计有两个下穿的排水盖板涵，涵洞长41～61m，净高4.8m，宽3.5m，上覆土厚2～8m，设计要求地基承载力不小于400kPa。该段高速公路路基、涵洞基础所处的废弃矿坑地形变化大，地质条件相当复杂，同时高速公路设计要求的地基承载力、路基沉降及差异沉降要求都很高，这给路基处理施工带来了很大难度。建设单位和设计、施工单位多次开会探讨，均感觉地质情况不明，矿坑处理难以进行，因此委托我单位进行矿坑的详细工程地质勘察工作，并要求提供适宜、可行的地基处理方案。

【关键词】山区公路；矿坑；地基处理；强夯

1.工程地质条件

1.1地质构造

区域地质构造较为发育，主要以东西向、北东向、北北东向褶皱、断裂构造体系为主，多集中成带状分布，其中以北东向和近东西向断裂构造变形最为强烈。受构造作用影响，工程场地岩体较破碎～破碎，岩石风化程度较高。

1.2地形地貌

工程场地处于秦岭余脉的延伸地带，为构造剥蚀低山地貌，地形起伏中等。矿坑位于山体斜坡的下部。

1.3地层岩性

经过对废弃矿坑的现场调查，该矿坑开采矿区位于太古代片麻岩体内，矿产种类为铁矿，大致于20世纪90年代后期开始开采，近期关闭后矿坑内堆填有废弃矿渣，因此矿坑具体的开挖范围、深度等情况不明。因此我们针对性地策划了勘察方案，在加强现场地质调查、测绘的同时，布置了勘探钻孔，并在钻孔中进行标准贯人和重型动力触探原位测试。

1.4地下水情况

勘探时发现矿坑内堆积物中分布有地下水，分布不均匀，水位距坑底0.5～2.Om.为大气降水人渗及周围地面流人汇集而成，属滞水，水量随季节具有较大变化。

2.勘察建议的地基处理方案

2.1场地整平

场区地形变化大，为便于机械施工，缩短工期，降低造价，勘察建议先进行场地的整平工作，以为下一步地基处理工作打好基础。填方整平的地面应根据设计路面高程并结合现状地形回填整平（需要在回填过程进行初步压实）至涵洞基础底面以下一定高度，在此基础上再进行下一步的路基及涵洞基底下地基加固处理亡作。

2.2方案及技术建议

场地整平后，考虑到目前已堆填矿渣以砂状、碎屑状为主，颗粒相对较均匀，整体上含水量较低。勘察报告中提出以下三种路基及涵洞基础的处理措施及技术建议，以供设计、施工比选。

2.2.1方案1—强夯法加浆砌片石回填

①强夯处理平面范围及方案的设计、施工须严格按有关规范执行，确保强夯处理后的地基能够满足高速公路设计关于地基容许承载力、变形及地基稳定性等方面的要求。

②强夯施工前须对目前矿坑区域内表层已杂乱堆积的松软土、杂物及树木等进行清除，做好整平工作。

③由于场地内矿坑深浅不一，堆填物质密度具有一定差异，在设计有效加固深度、单位夯击能基础上，结合场地地层条件，合理设计夯点布置、夯击方法及夯击次数。

④建议在施工现场选择代表性场地作为试验区进行试夯或试验性施工，根据预计加固处理效果，选择适宜的施工机械，在现场试夯时，要根据夯沉量或地面隆起情况、起锤难度等及时调整夯点布局及夯击次数，局部坑深、土质松软处，可适当加大夯击遍数。施工过程中要实行动态检测，及时调整设计方案。

⑤强夯施工过程中的质量控制及加固效果检测等均须严格按照国家及行业现行的有关规范执行。

2.2.2方案2—复合载体夯扩桩法

①经加固处理以后的复合地基须满足设计对地基承载力、地基变形及稳定性控制的要求。复合地基承载力标准值须根据复合地基的载荷试验等原位测试结果，结合地基处理的设计、施工经验综合确定。

②具体复合地基加固处理方案可根据本工程建筑设计条件、地基土层分布特点，结合地基处理的设计、施工经验综合确定。

③应按相关规范的规定，加强对复合地基施工质量控制及加固效果的检测工作。

2.2.3方案3—对于涵洞基础亦可以考虑大直径（扩底）灌注桩方案

①桩端应进入坑底下强风化片麻岩内不少于1m，坑底形态陡变的斜坡处可适当加大桩端嵌岩深度，建议不考虑侧摩阻力，桩端片麻岩的饱和单轴抗压强度标准值可按5MPa考虑，岩石按破碎考虑。

②桩端局部矿坑深度较大处，有可能分布滞水，需妥善排除。

③须采用安全、可靠的护壁方法，保证成孔、施工安全。

④成桩前桩端虚土或碎屑应清除，桩端岩性检验发现有不利于基坑稳定的软弱岩石时应清除。

3.强夯处理方案的实施及效果

3.1强夯方案的选择

该场区的主要特点是地形高差悬殊，坑底基岩面起伏不平，回填整平后土质相对疏松。若采用夯扩桩处理，由于基岩面起伏不平，桩长很难控制，长短不一的桩长也使处理效果很难保证；若采用大直径扩底灌注桩方案，则由于土质较疏松，局部分布有滞水，挖桩时容易塌孔，安全隐患大。考虑到上述两种方案均工程造价较高，施工工期相对较长，因此本工程地基处理选择强夯法。

3.2设计原理

强夯法又名动力固结法或动力压实法，这种方法是反复将夯锤（一般为圆形，质量10-40t）提到一定的高度使其自由落下（落距一般为10～40m），给地基以冲击和振动能量，从而提高地基的承载力，降低地基压缩性，改善地基性能。其加固原理基于动力压密理论，冲击型动力荷载瞬间使土体中孔隙体积缩小，土体密实，承载力提高。非饱和土夯实变形主要是由于土颗粒相对位移重新排列而引起，亦是土中孔隙中气相（空气）被排出的过程，经强夯处理后，土体达到最密实状态。

3.3强夯施工

针对填土情况、现有设备及施工经验，主夯：2000-3000KN.m，满夯：2000KN.m。（2）分层厚度每层虚铺5～6m，经推土机初步压实后再进行强夯作业，整体上需铺3层。（3）施工机械采用25t履带式吊车，夯锤为直径2.5m左右的铸铁锤（18-20t），带自动脱钩装置。

3.4强夯处理效果检测

从已完成的处理效果检测结果来看，处理效果良好，能够满足设计要求。

4.结语

钢筋混凝土结构物保护层厚度控制 篇3

混凝土质量通病是影响公路水运工程质量的重要因素, 已成为制约结构工程质量的一个突出问题。当前混凝土质量通病主要表现为裂缝超限、钢筋保护层厚度合格率偏低、混凝土结合面处理不当、预应力孔道压浆不密实等。据有关资料统计, 钢筋混凝土结构物开裂的主要原因是钢筋保护层厚度不合格引起的。从结构物受力、耐久性的角度考虑, 加强桥涵等结构物保护层厚度的控制非常必要。目前, 施工、监理等技术人员对钢筋保护层厚度的施工质量控制还不够重视, 保护层偏差超标现象普遍, 合格率一直处于较低的水平, 混凝土露筋现象时有发生, 这将直接影响到混凝土结构工程的耐久性和安全性。笔者结合多年的公路工程监理实践, 分析了影响钢筋混凝土保护层厚度的主要原因, 并提出提高保护层合格率的质量保证措施。

2 影响钢筋混凝土保护层厚度合格率的主要因素

2.1 钢筋保护层厚度设计值偏小

目前, 有些设计人员片面追求构件外观轻盈美观, 压缩结构尺寸, 导致钢筋保护层的设计值偏小, 有些保护层甚至只有2~3cm, 这就要求施工精度更高, 客观上造成施工困难。

2.2 施工人员对钢筋保护层的质量控制意识不强

在施工过程中, 施工技术人员、一线工人一般比较重视混凝土的实体质量, 对于钢筋保护层厚度直接影响结构物耐久性、安全及使用功能的重要性还认识不够, 导致在施工过程中, 对如何提高钢筋保护层合格率的措施研究还不够深入, 施工技术人员对涉及钢筋保护层工序检查不够仔细, 未能全过程跟踪检查、控制。另一方面, 工地试验室未配备检测仪器进行工后检测, 没有检测数据及时指导施工, 使得钢筋保护层合格率普遍较低。

2.3 钢筋骨架制作质量的影响

钢筋骨架加工、制作不规范, 导致钢筋骨架实际尺寸和设计存在偏差, 钢筋骨架线形不顺直;帮扎、焊接不到位, 导致钢筋稳固性差;在钢筋骨架运输、吊装过程中钢筋骨架变形比较严重;钢筋骨架定位不准确, 导致钢筋保护层产生偏差。

2.4 模板制作及安装质量的影响

模板制作的质量差, 模板的平整度、强度及刚度不满足要求;模板安装位置不准确;模板固定及限位措施不到位等, 导致模板在混凝土浇注过程中出现涨模、移位等现象, 使得成型构件钢筋保护层出现偏差。

2.5 垫块制作及设置不规范

钢筋保护层垫块不标准, 垫块厚度与保护层设计值不一致;垫块的强度不足、设置密度和数量不足, 在施工过程中, 经常导致垫块出现变形、移位和脱落, 对混凝土保护层厚度产生较大影响。

2.6 混凝土浇注工艺不科学, 过程控制不严混凝土在浇注过程中, 施工工人没有施工

操作平台, 不注意对垫块的保护, 操作工人任意在钢筋骨架上走动, 混凝土浇注工艺不科学, 导致模板和垫块发生移位和变形, 特别是混凝土浇注过程中, 没有技术人员旁站监理, 对出现的问题不能及时进行纠正和处理。

3 提高钢筋保护层厚度合格率的质量保证措施

施工、监理单位要充分认识到钢筋保护层质量直接影响到结构物的耐久性和受力状况。针对目前钢筋保护层厚度合格率较低的现状, 要重视对钢筋保护层施工质量控制, 应该制订相应的监理细则和工序检查、验收程序, 改进施工工艺, 加强现场质量管理, 强化过程控制, 确保结构物钢筋保护层厚度满足规范要求。

3.1 严格执行首件工程认可制

在分项工程正式施工前, 施工、监理单位应坚持实行首件工程认可制, 加强对施工人员的技术交底工作, 明确详细的施工工艺。施工、监理单位均应配备钢筋保护层厚度检测仪器, 严格检测并将保护层厚度合格率作为首件认可的一票否决性指标。对保护层厚度合格率小于90%的首件, 要分析原因, 改进工艺, 返工后重新进行首件施工和认可, 直至合格率大于90%, 同时要固定满足要求的施工工艺, 保证结构物保护层施工质量的稳定性。

3.2 垫块的质量控制

选择优质标准的垫块, 宜采用与结构物混凝土同强度等级的水泥砂浆垫块。垫块的厚度必须与保护层设计值相符。目前已有专门生产高强砂浆垫块的厂家, 垫块的形式、尺寸也可以根据具体的使用部位定型加工, 购买、使用均比较方便。目前较多的施工单位采用厂家生产的塑料垫块, 虽然省工、方便、经济, 但由于塑料的性能和混凝土性能差异较大, 且塑料相对混凝土来说还存在老化快的问题;对于一些大型的钢筋骨架, 塑料垫块因承载力不足, 易变形、破碎, 使用效果更差。所以, 采用砂浆垫块更有质量保证。

垫块的设置。垫块的设置要科学、合理, 应准确、牢固地绑扎在受力主筋上, 在钢筋密布的地方要多布置垫块, 防止钢筋重量过大导致垫块损坏。垫块布设的数量、密度要满足要求。结构物底板钢筋保护层垫块, 设置间距宜控制在50~100cm, 侧模垫块间距宜控制在100~120cm。模板和钢筋之间宜设置一定数量的限位钢筋, 防止垫块受力变形。

3.3 钢筋骨架施工质量控制

钢筋骨架加工、制作质量控制。钢筋加工、制作必须严格按照设计和规范进行, 成型的钢筋骨架尺寸必须符合设计和规范要求, 为了保证钢筋骨架的稳固性, 要保证钢筋绑扎及钢筋焊接质量, 钢筋绑扎位置、绑扎密度、数量要符合要求, 杜绝为了追求钢筋保护层厚度, 随意调整钢筋骨架的尺寸错误做法。

钢筋骨架安装质量控制。要注意钢筋骨架在运输、吊装过程的变形, 安装工艺要合理、科学, 安装完成后, 必须认真检查, 确保位置准确, 不符合要求的必须纠正处理。安装后钢筋骨架的固定措施还必须得当, 固定牢固, 防止发生倾斜、移位等。非焊接钢筋骨架, 如现浇箱梁的底板钢筋、桥面铺装多层钢筋之间, 应该用短钢筋进行支垫, 保证位置准确;负弯矩钢筋 (上排钢筋) 绑扎施工时, 钢筋马凳或钢筋撑脚应按双向不超过1m的间距, 固定在上部负弯矩钢筋之下和下部受力钢筋之上, 悬挑钢筋马凳要垂直受力主筋通长布置, 间距不超过1m。对于桥梁墩柱骨架钢筋和桩基钢筋相接, 桩基钢筋位置的准确性直接影响到墩柱钢筋骨架位置准确。由于交通部质量检验评定标准中规定, 单排桩桩位的允许偏差是5cm, 而墩柱钢筋保护层厚度允许偏差是规定值±5mm, 所以在施工过程中必须严格控制桩基钢筋位置, 在安装墩柱钢筋前, 要对桩基钢筋位置认真检查、复核, 偏差较大时, 必须要对桩基钢筋进行合理的纠偏, 然后才能进行墩柱钢筋骨架的安装施工, 否则难以保证墩柱钢筋位置的准确性, 进而影响保护层厚度合格率。

3.4 模板施工质量控制

模板的几何尺寸、平整度、刚度和强度必须要符合要求, 并要防止模板在使用过程中发生变形。模板的安装位置应准确, 固定和支撑要牢固, 对于体积比较大的钢筋混凝土构件, 要对模板的支设方案进行专题审查, 防止混凝土施工过程中出现跑模、移位等现象, 从而影响钢筋保护层厚度合格率。

3.5 混凝土浇注过程控制

在混凝土浇注过程中, 要搭好操作平台, 尽量避免施工人员直接站在钢筋骨架上进行混凝土的施工;在进行振捣时, 要防止冲击到钢筋和保护层垫块, 要加强对模板支设情况进行跟踪检查, 及时处治跑模、涨模等情况;保护层混凝土要振捣密实, 要正确掌握拆模时间, 防止过早拆模, 碰坏棱角导致露筋。混凝土浇筑过程中, 监理人员必须全过程旁站, 发现问题要及时指出并解决, 保证钢筋保护层质量满足要求。

4 结论

通过高速公路施工监理实践证明, 只要施工单位高度重视钢筋保护层厚度的控制, 从保护层垫块的选用和设置、钢筋骨架的加工制做及安装、模板的选用及安装、混凝土浇筑及振捣等环节入手, 精细化组织施工;监理人员加强事前、事中的控制和监督, 事后及时进行检测、分析、总结, 固定成熟的施工工艺, 钢筋保护层厚度合格率要达到大于90%的水平是完全能实现的。

摘要：针对目前钢筋混凝土结构物保护层厚度合格率偏低的现状, 笔者结合高速公路工程施工监理实践, 分析了影响钢筋保护层厚度的主要因素, 并提出提高钢筋保护层厚度合格率的质量保证措施。

关键词：钢筋混凝土,保护层厚度,控制,措施

参考文献

钢筋混凝土结构物 篇4

1 PC结构物的探测诊断内容

土木工程结构物的维修管理,一般均应日常检查或定期检查。检查的方法主要靠目测和敲击声。如发现有异常,应进一步进行详细检查,以取得结构物发生变化的详细情况和数据。

检查PC结构物的主要项目和方法如表1所示。有关具体内容将在下一节介绍。为对结构物进行恰当的探测诊断,在实施中不得严重伤害结构物,要求高精度、快速地取得有关数据的技术。

注:表中12、15、17为本文着重介绍项目

2 PC结构物的探测诊断技术现状

作为PC结构物的变化特征,目前主要表现在盐害、碱骨料反应和PC灌浆不良三个方面。此外,还会有其它结构物的变化情况,但本文介绍的仅限于这三个方面及其相应的探测诊断技术动向。

2.1 有关盐害的探测诊断技术

PC结构物发生盐害的代表事例多发生在沿海地区,PC结构物多采用不易受氯化物离子浸透的低水灰比混凝土,但在严重盐害环境下仍具有早期发生恶化的可能性。

对于盐害,首要任务是高精度地把握浸入混凝土的氯化物离子量,对此一般多采用在深度方向取芯分析的方法,但在最近已在研究一种氯化物离子量现场快速测定方法。

例如正在研究的简易型荧光x射线分析装置测定混凝土氯化物离子量的方法,是在物质经x射线照射所发生的固有x射线(荧光x射线),经检出和分光进行元素分析,通过预先作成的校正曲线,以推断出氯化物离子量。在实施时,钻孔直径20～30 mm,取骨料和水泥同等试样,使用如图1所示轻便式荧光x射线装置进行氯化物离子量的定量,所取得的分析结果与电位差滴定法比较(见图2)近似。目前正用于实际结构物,经多种多样的测定和资料积累,将形成一种决窍技术。

此外,在同样的20～30 mm的钻孔内,插入如图3所示传感器,通过近区红外线分光法进行氯化物离子量的测定。近区红外线(波长800～2 500 nm)分光法是用近区红外线照射物质,基于透过光或反射光的一种吸收分光法。

在混凝土中的砂浆经近区红外或照射,由扩散反射的近区红外光的吸光度光谱即可推测氯化物离子量。该项技术如图4所示,通过与电位差滴定法比较,经确认两者具有较高的相关性。

以上两种方法都可对结构物的任意点进行氯化物离子量的测定,但对混凝土面层氯化物离子量的测定仍在研究开发,以电磁波雷达法为例,使用时由钢筋电磁波反射波形的振幅量,利用混凝土中氯化物离子量的变化,以推测从表面至钢位置的平均氯化物离子量。这项技术目前已在栈桥工程中应用。所测得的氯化物离子量浓度的分布如图5所示。另有一项研究表明,在混凝土表面外加电流电压,在频率发生变化时的电压差(实测性),通过与表面氯化物离子量阻抗法相组合,以推测钢筋位置氯化物离子量。这项技术的研究经验证将获得进展。

有关氯化物离子量的推测方法已如上述,但对结构物钢筋腐蚀的可能性及其腐蚀状况,也应有效把控。对钢筋腐蚀的检查,一般多采用凿开钢筋直接进行目测观察的方法,但也有可使用的自然电位法和极化电阻法。近年来,对这类电化学方法的研究仍在进行,有关数据和资料也正在进行积累,见图6。以自然电位法为例,有关临介值的判断,据认为随着环境与混凝土的条件不同而有所差异;又如图7所示,利用极化电阻法对钢筋腐蚀减重的推测,据报告认为,这项技术对于涨退潮地区也大有实施的可能。

2.2 有关碱骨料反应的探测诊断技术

碱骨料反应发生后,经确认是由于膨胀压力导致钢筋弯曲加工部分和压接部分损坏。迄今,有关PC结构物钢筋因碱骨料反应而破坏几乎尚未发现,但有无发生破坏的判断仍很重要,并有赖于非破损或微破损技术的研究和开发。

钢筋是可以利用的磁性体,作为钢筋破坏判断的一种方法是在钢筋导磁后,以测定其磁通密度的方法,简称磁力法。采用这种方法探测诊断转角部分,前提是须从顶面和侧面两个方向进入,而结构物有时也不可能单从一个方向进入。为此,目前正在开发的正是一种单从一个方向进入的技术,正在对其应用性能进行扩大研究,对测定面将按平行方向导磁和测定,以实现判断钢筋破坏的可能性。

2.3 有关PC灌浆不良的探测和诊断技术

如发生PC灌浆不良,PC钢筋就会出现腐蚀。甚至破坏,显著影响PC结构物的安全。对此在国外已有因PC钢筋腐蚀破坏引起桥梁垮塌的报告实例。

有关PC灌浆不良的探测诊断方法,目前尚无确认的有效方法,但据目前的有关研究,对灌浆不良的检查诊断已有可能实现。

冲击回声法是目前正在研究的一项有关灌浆不良的检查方法。其概念如图8所示。通过弹性冲击力输入弹性波,采用变位传感器进行检波、记录经高速傅利叶变换处理,以期取得其相应的频谱。由于钢筋的影响,频谱上因而存在多个峰值,对灌浆不良很难确认。为对灌浆不良的缺陷进行评价,由冲击回声所得频谱,就应使弹性波的反射影响图像化,从而开展了SIBIE法研究,即冲击回声频谱全幅成像术的开发。如有最终成果,就可用SIBIE法,不管钢筋位置如何,对灌浆未填充部分即可进行评价。

除冲击回声法外,目前还有正在研究的电磁脉冲法。该法是在混凝土表面设置振动传感器,在非接触形态下,对套管施加电磁力,由接收的弹性波对灌浆填充状态进行评价。对于脉冲法的研究,如切实取得开发成果,通过混凝土表面输出波形的最大振幅值,如图9所示,就可大致把握灌浆未填充区间和不同的填充率。

3 结束语

钢筋混凝土结构物 篇5

为了严格控制桥涵结构物的施工质量,本文将针对影响桥涵结构物施工过程中的关键工序,开展全面的、系统的施工质量管控技术研究[1,2,3,4],旨在能够实时监控影响桥涵结构物施工质量的关键参数、施工工艺,进一步提高工程质量监管水平、施工效率,确保实体工程质量,延长使用寿命[5,6]。

1 管控一体化技术

桥涵结构物施工质量管控技术,充分利用基于物联网架构的传感技术和基于2G和3G的传输技术[6,7],通过改造或利用现有的各类设备,对水泥混凝土的拌和生产数据以及压力试验机试验数据进行实时采集,并利用网络传输技术,及时上报到服务器[8,9]。系统对采集到的数据信息进行自动分析对比,如若超出容许的偏差范围,则会提供预警机制,以短信的方式将出现的问题以及具体的纠偏方案发送至相应级别的管理人员。如图1所示。

2 管控一体化技术的开发研究

2.1 管控一体化技术的开发

确定桥涵结构物关键施工质量管控技术参数后,对施工现场的拌和楼、试验室等生产、检测设备的信息化水平进行调研、分析,开发桥涵结构物施工质量管控系统软件。并最终在依托项目施工现场进行调试,及时发现并解决存在的问题,完善系统软件使用功能与效果。如图2所示。

2.2 管控一体化的评判技术研究

桥涵结构物关键施工质量参数智能化管控技术利用拌和楼生产设备、试验机检测设备实时采集各材料用量、生产配合比、拌和时间以及混凝土强度等参数,系统自动将采集到的信息数据与评价体系中的理论值进行对比分析。若超出容许偏差的范围,则自动根据误差程度设定初、中、高级预警,建立解决方案数据库,并以实时短信预警的方式通知相应管理人员,达到实时监控的目的。如图3所示。

2.3 管控系统的建立与功能

为了使桥涵结构物关键施工质量参数智能化管控系统结构更加完整,进一步完善管控系统的功能,将影响桥涵结构物使用寿命的管控技术参数、管控评判分析技术融入其中,充分利用传感技术与网络传输技术,搭建全面的桥涵结构物关键施工质量参数智能化管控系统,并且平台的操作应简单化、人性化、高效化。管控系统结构如图4所示,主要功能如图5所示。

3 管控一体化技术在工程中的应用

为了检验系统的应用效果,在345国道南通东绕城公路桥梁1标拌和站进行了水泥混凝土拌和楼的安装、调试和应用,并进行了跟踪分析。系统硬件设备如图6所示。

3.1 拌和时间监控

根据拌和时间监控走势图可知,搅拌时间在管控系统安装初期波动很大(波动范围30~120 s),混凝土的拌和时间设置存在较大的随意性。技术人员根据监控情况编制了阶段性分析报告,并提出了混凝土最短搅拌时间的建议值。经过整改后拌和时间的控制有了很大改善,相对集中在45~50 s左右。由此可见对拌和时间的管控对于混凝土生产质量的波动起到了较好的稳定作用。

3.2 预警统计分析

安装初期水泥混凝土管控系统预警统计如表1所示。

从表1可看出,在管控系统安装初期,预警频率偏高,其中减水剂预警次数所占比例最大,初级和高级预警次数均已达到3 000多次,且大部分为正偏差预警,技术小组针对此现象改进了减水剂称量装置,加装了缓冲阀以减少减水剂添加过程中的冲击量,有效降低减水剂正偏差预警现象。

技术小组利用管控系统跟踪了后期的改进效果,该拌和站的各项预警次数有了明显的下降,全线高级预警率控制在3%以内,初级和中级预警率下降到27%以内,质量波动趋于平稳,如表2所示。

3.3 混凝土强度

345国道南通东绕城工程强度波动图如图7所示。

由图7可看出,345国道南通东绕城工程中设计强度C30和C50的混凝土各出现一次不合格的试件,其余绝大部分的强度试验合格率都达到了100%,不同等级混凝土强度控制较好,且各等级混凝土抗压强度试验值都分布在中心线附近,处于上下控制线以内,质量波动处于可控范围内。

查询试验记录可知,设计强度C30的混凝土试件实测强度代表值为23.8 MPa,制件日期为2014-08-11,通过查询当天的预警情况,发现当日外加剂出现连续多次的超标预警(正偏差),其中两次为高级预警。因此,初步分析C30试件强度不合格的原因为外加剂超标导致水泥掺量减少引起的。

4 结语

管控一体化技术的应用,有助于实时监控桥涵结构物施工过程中的重要工序。当出现质量缺陷时,能识别出是由于原材料、混凝土配合比、拌和工艺还是现场施工等哪个环节出现的问题,及时有效地查找问题原因,实时提出解决方案,确保工程质量,延长使用寿命。管控一体化技术在桥涵结构物工程中的应用都有着重要意义。

参考文献

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钢筋混凝土结构物 篇6

塔贝拉水电工程位于巴基斯坦首都伊斯兰堡西北部113公里处, 工程主要用于灌溉、发电、防洪等, 包括主坝和副坝, 主、副溢洪道, 灌溉隧洞, 引水隧洞和发电站, 主坝最大坝高143m, 总填筑方量为1.2亿立方米, 是迄今为止世界上填筑体积最大的土石坝。该项目始建于1968年, 1976年正式发电。

塔贝拉水电站是巴基斯坦最重要的水电站之一, 是巴基斯坦首都伊斯兰堡最重要的供电来源, 其自建成以来累计进行过三次扩容, 截至目前, 前三期水电站厂房总计装机3478MW。因巴国电力需求上升非常快, 全国电力缺口相当大, 巴基斯坦水电开发署 (简称Wapda) 决定对塔贝拉水电站再次进行扩容, 将右岸最后一条引水灌溉隧洞改造为发电洞, 并新建一座装机3台单机470MW的水力发电站, 使总装机容量增加至4888MW, 以增加巴国电力供应。

塔贝拉四期扩建水电站厂房位于目前现有3&4号灌溉隧洞出口部位, 需要将灌溉隧洞出口部位的现有混凝土结构物进行拆除并开挖至设计的建基面高程。本工程混凝土结构物的拆除工作特点如下:

1. 混凝土拆除工程量大, 累计拆除工程量达26万立方米以上;

2. 拆除结构物复杂, 其中包含泄洪闸门控制结构物/闸室/泄洪道边墙及翼墙/钢筋混凝土底板/钢纤维混凝土流道/挑流坎/底部大体积混凝土/钢筋混凝土面板等;

3. 混凝土种类多, 包含大体积混凝土, 钢筋混凝土, 碾压混凝土, 抗冲耐磨混凝土等多种类别的混凝土;

4. 拆除工期短, 拆除强度大, 从开工到拆除完成26万方混凝土总工期仅9个月, 高峰期月拆除强度达4万立方米;

5. 拆除工作干扰大, 拆除阶段需要和补充地质勘探工作协调, 爆破拆除不得影响现有发电厂房的正常运行, 现有厂房距离爆破开挖区不到100m范围, 对爆破飞石和振动控制要求非常严格。爆破拆除控制标准严格, 爆破质点振动速度控制在2cm/s, 在靠近现有发电厂房部位几乎要求零飞石, 防止飞石损坏电站厂房上安装的高压电气设备。

二、拆除方法简述

针对本工程混凝土结构物拆除特点, 经过现场论证和试验, 对应结构物的拆除方法如下:

1. 钢筋混凝土面板液压破碎锤和液压反铲配合, 推土机辅助;

2. 泄洪道边墙及翼墙、钢纤维混凝土流道、挑流坎、闸室手风钻浅孔梯段控制爆破, 液压破碎锤辅助;

3. 钢筋混凝土底板、底部大体积混凝土液压钻钻孔, 浅孔梯段控制爆破, 液压破碎锤辅助;

4. 泄洪闸门控制结构物金刚石绳锯切割使其倒塌, 液压破碎锤辅助。

三、爆破拆除

1. 概述

4号隧洞泄洪道及两侧砼挡墙拆除主要采用浅孔梯段控制爆破的方式。消力池隔墙及底板为钢筋砼结构, 爆破孔钻孔之前需采用液压锤凿除表层砼保护层, 然后采用气体切割法或液压剪割除钢筋。爆破孔采用YT28手风钻、Roc-D7液压钻、100B潜孔钻钻孔, 爆破采用人工装填炸药, 非电毫秒爆破网络, 导爆索传爆, 火雷管起爆 (巴国当地不能生产电雷管) 。由于爆破作业距离现有厂房距离很近, 为减少爆破对现有厂房结构的影响, 每次爆破应严格控制单响最大装药量, 通过爆破质点振动速度监测成果及时调整爆破参数, 并计算出允许最大单响装药量, 使之满足合同技术条款对于爆区周围建筑质点峰值振速 (2cm/s) 的要求。拆除/开挖设计边坡轮廓线采用预裂爆破方式控制, 建基面至少预留1.0m保护层采用浅孔小药量爆除或采用液压锤、人工凿除。

2. 梯段分层

4号隧洞泄洪道及两侧砼挡墙拆除EL336.2m以上为条形隔墙小体积砼结构, 炮孔间、排距较小, 梯段爆破层高按1.5m~2m布置, 钻孔采用YT28手风钻钻孔, 孔径42mm。

EL336.2m以下为大体积砼结构, 梯段爆破层高按2m~4.0m布置, 钻孔采用Roc-D7液压钻、100B潜孔钻钻孔, 孔径76mm。该部位拆除施工临空面垂直于爆破孔, 不利于爆破作业, 在爆区中部设置一排空孔作为导向掏槽孔。

建基面预留1.0m保护层, 采用手风钻钻孔小药量爆除或采用液压锤、人工凿除。

3. 砼拆除/开挖施工工序

混凝土结构物主要拆除施工工序如下图所示:

4. 典型爆破设计 (大体积混凝土结构面以上, 以2m梯段为例)

(1) 炮孔布置, 如下图所示

(2) 装药结构, 如下图所示

(3) 爆破网络, 如下图所示

四、实际爆破效果及振动监测

经过爆破试验反复多次的调整爆破参数, 在实际爆破作业中通过对比爆破振动监测数据和爆破飞石的数量, 单次爆破药量控制在150Kg以内, 单响药量控制在30kg以内, 在距离爆破位置90m处的水电站机组处所测得的爆破质点振动速度控制在0.5~0.8cm/s以内, 爆破控制取得了非常好的效果。

爆破控制措施

为满足控制爆破飞石的要求和加快施工进度的要求, 现场主要采取如下措施应用于每次爆破作业, 并取得了良好效果:

1. 每次爆破设计均进行爆破质点振动速度计算和预测, 保证单响药量控制在允许范围内, 优化爆破网络;

2. 每次装药连线结束后, 使用沙袋, 废旧皮带机皮带对爆破孔进行覆盖, 覆盖三层, 第一层为沙袋, 第二层为旧皮带, 第三层为沙袋压重, 能有效控制爆破飞石;

将整个混凝土爆破拆除区域划分为若干区块, 提前做好爆破钻孔规划设计, 多个区块装药, 每个区块独立成爆破网络, 各个区块同时使用导火索点火, 做到大延时起爆, 增加每次爆破的次数, 每个区块的距离均满足不被先起爆的区块影响到, 尽量减小单向爆破。

五、结束语

物联网结构概述 篇7

关键词：物联网,结构框架,概述

1 物联网概念的提出与发展现状

把用以表达连接互联网与信息传感设备以实现智能化地识别与管理的概念称之为物联网 (The Internet of Things, 简称Io T) , 此概念最初由美国麻省理工学院 (MIT) 的自动识别中心 (Auto-ID Labs) 于1999年首次提出。物联网的提出受到了世界各国广泛的关注和研究, 经过十几年的发展已经成为当前信息领域的重要组成成分, 是信息技术的一次重大发展和变革, 是最为关注的热点之一。物联网的提出和建设对解决现代社会问题作出了巨大的贡献。用射频识别技术替代条形码识别技术, 实现了物流管理的智能化、系统化。

“物联网”概念的初步确立是在2005年11月举行的信息社会世界峰会 (WSIS) 上提出的, 该峰会由国际电信联盟 (ITU) 主办, 并且发布了一份关于物联网的报告——《ITU互联网报告2005:物联网》, 该报告描绘了物联网运用的新模式, 确立了物联网的概念, 并指出即将来临的物联网通信时代无所不在, 世界上所有人或物体都能通过因特网实现人与人、人与物、物于物的连接[1]。在这个过程中, 推动了射频技识别技术、纳米技术等高科技技术广泛的使用, 同时物联网如雨后春笋般不断兴起。

2006年3月, 在欧盟举行了名为“From RFID to the Internet of Things”会议, 该会议对物联网的概念和发展方向进一步做了描述, 并且还制定了未来物联网研究策略路线图。

2009年1月, 美国总统奥巴马积极回应了IBM首席执行官Samuel J.Palmisano提出的“智慧地球 (Smarter Planet) ”的概念, 并提出把各种类型和功能的传感器嵌入装备到像铁路建设、公路建设、桥梁工程、隧道工程、建筑工程、电网建设、大坝工程、供水系统、石油管道等各类与人民现实生产生活相关的各种建设应用中, 使得管理智能化系统化, 成为美国在21世纪保持竞争优势的方式。

2009年8月, 国务院总理温家宝在江苏无锡考察时, 参观了该地区的微纳物联网工程技术研发中心, 当时曾提出建设“感知中国”的物联网发展理念, 并指出发展物联网要把传感系统和3G系统相结合建立传感信息中心, 开始了我国物联网发展战略。

由此可知, 物联网是在互联网技术的基础上建立起来的人与物相结合的泛在网络, 在人与人的基础上扩展延伸到了物与物、人与物的信息通信和交流。所以, 可以把物联网具体定义为:通过射频识别 (RFID) 、全球定位系统 (GPS) 、红外传感器、激光扫描器等信息传感设备, 按照约定的协议, 把所有物体与互联网相连接, 进行信息通信和交换, 从而实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等为一体的网络[1]。如图1为物联网的概念模型图。

由该图可以看出物联网通过二维码, 传感设备, 激光扫描, GPS系统等设备或系统, 并通过物联网实现人与物的信息交流沟通。

2 物联网结构框架

从结构框架上看, 物联网可以分为三个层次, 即感知层、网络层和应用层。如图2所示。

感知层的主要功能是全面感知、识别物体和采集数据, 即通过各种种类的传感器针对周围的物体、环境、状态等静态或动态的信息进行多角度、多方面、大规模、分布式的采集和辨别, 然后将获得的信息转化为数据, 并通过传感网设备将所采集的数据信息上传到网络层。就相当于人的耳鼻喉眼等感官器官和神经末梢, 可以从获得外界物体的各种属性一样。由此可知, 感知层是由各种传感器网关构成的, 包括RFID标签、二维码标签、GPS、温度传感器、红外传感器、湿度传感器、重力传感器、压力传感器、磁敏传感器、声敏传感器等类似触觉、味觉和嗅觉的感知终端。

网络层的主要功能是通过各种私有网络、移动通信网、互联网、无线接入网、有线通信网、网络管理系统、卫星网等网络设备平台, 实现感知数据和控制指令信息的双向交流, 笼统的说就是网络层主要对感知层获得的信息进行实时传递、存储和处理。如, 手机内置的RFID设备可以识别图书的二维码, 通过识别采集图书的书名、编号、书架号等信息保存在手机中, 方便学生查找图书。因此, 网络层相当于人体的神经系统。

应用层就是用户和物联网进行信息交换的借口, 构建各行业的实际需求应用, 如地震监测、车辆监控、物流运输等, 实现物联网的智能应用, 用户可以利用物联网提供经过分析的感知数据来享受特定的服务。由此可知, 应用层是物联网发展的目的。

3 结论

本文只是简要的叙述了物联网概念的提出, 发展现状以及对物联网的技术结构, 但真正的物联网结构要更加的复杂, 而且其结构的设计和应用的方式需要与实际情况相结合, 根据不同的情况选择适合的应用方式。

参考文献

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