铁路桥梁工程（精选12篇）
铁路桥梁工程 篇1
1 概述
过去封建社会的禁锢下, 我国铁路建设在相当一段时期毫无起色, 直到清光绪二年, 淞沪铁路的修建标志着我国第一条铁路诞生, 也是我国桥梁技术发展的开端。解放前的所有桥梁都是由外国人修建的, 修建在黄河上的京汉铁路黄河大桥也是外国人掌控建造的, 此桥因为跨距小的影响时常出现汛情。我国技术人员开始建造的桥梁就是浙赣线钱塘江大桥, 其特点是双层两用大桥, 上层运用钢铁简支梁, 全部都是铆接, 但是当时我国技术装备等都比较落后, 所以任然无法避免外国人的干涉。新中国成立之前, 相当一部桥梁都受到了毁坏, 我国铁路桥梁工程技术基本原地停留。
新中国成立之后, 我国的桥梁史迎来一个美好的春天, 以长江第一桥的的修建为标志, 之后一直都在快速的发展。桥梁的结构不断更进, 尤其是新型材料出现和数字化的运用等, 为我国桥梁的发展起到了很大的作用, 也体现了我国桥梁工程技术获得的成绩。
2 桥梁设计理论的确立
桥梁的建造主要涉及材料的选择和结构设计, 所以, 一般用材料学科的理论为依据。过去, 全世界都采用容许应力状态理论, 此理论主要指材料的计算应力必须不大于许应力, 而且它是建立在弹性理论之上。如今, 各国都在向极限状态理论转变, 极限状态指某结构的部分或者个别单元不满足要求的临界, 此理论由苏联提出, 逐渐被大家所公认。极限状态理论与前者相比, 它的安全系数有两部分组成, 即载荷和抗力, 这样分类的益处就是可以进行数据统计分析, 提高经济效益。
目前我国两者兼用, 即用容许应力状态理论也用极限状态理论。例如, 用容许应力状态理论计算钢结构, 但是受到轴向压力的钢筋混凝土会产生轴向塑性变形, 故一般用破坏理论计算。尤其是预应力的结构需要验证截面强度, 所以大多采用极限状态理论。在桥梁设计方面我国也规定了很多标准, 比如《建筑结构设计统一标准》、《钢结构设计规范》, 《公路桥涵设计通用规范》等等。
3 计算机辅助技术的应用
计算机辅助设计指利用计算机和图像设备帮助工作人员完成设计工作, 也称为CAD.随着计算机技术的迅速发展, 各个工程领域都运用计算机辅助技术方便高效的完成工程设计, 尤其是在铁路桥梁工程设计中。计算机辅助技术一般包含以下几个内容:结构分析、图形绘制、结构优化、工程数据库、专家系统。在实际工程当中能够用到的只有前三个, 而后两个用来储存数据以备未来之需。但是CAD技术在桥梁设计当中应用并不理想, 主要还是桥梁本身繁杂的结构、复杂的地基与桥墩和多样的施工条件所造成的。
我国桥梁CAD技术落后于美国, 美国不仅开发了专项程序来分析结构, 而且设计了专门的三维绘图软件。我一般用美国设计的的ADINA和SAP这两个程序, 前者一般用于静力学分析, 分析桥梁的静态特性;而后者用在动力学领域, 分析桥梁的振动等等。总之, 两者结合起来使用可以比较直观方便的发现桥梁设计的问题, 然后进一步进行修改和优化。对于我国虽然现在比较落后于美国, 但只要加大这方面的投入, 过不了几年就会有所突破。
4 桥梁用的材料
新中国成立之前和初期, 桥梁钢材的使用主要是从国外进口。直到70年代初期, 我国首次将15锰钒氮 (15Mn VNq) 低合金钢钢材成功用到桥梁建筑中, 主要作为桁架的材。下面分别介绍几种桥梁使用材料。
钢材。由于钢材的使用性比较好而且比较常见, 大部分情况下都会使用钢材来建造桥梁。尤其是高强度优质钢材的研制成功, 使得各国都想办法提高钢材的强度。钢材一般包括高强钢、高强钢筋和高强度钢丝等。高强度钢的焊接性、耐腐蚀和刚拉强度都很好, 目前它的最高屈服强度可以达到450MPa, 极限强度可以达到600MPa。建造预应力混凝土桥是用到高强度钢筋, 来加强桥的强度, 同时还可以减少开支, 目前Φ27~32mm高强钢筋的抗拉强度最高可以达到1350MPa。由英国发明的高强度钢丝是通过稳化处理钢材得到的, 它的松弛率比较低, 可以节省百分之七的材料, 它的整体性制都有所提高, 目前Si低合金钢镀锌高强钢丝的最高强度可达2000MPa。
混凝土。混凝土是建设建筑不可缺少的材料之一, 它不仅廉价而且容易储藏和运输, 混凝土一般分为:高强混凝土、轻质混凝土和絮凝混凝土。在中国, 混凝土中强度等级不小于C60的叫做高强混凝土。自出世后, 由于高强混凝土具有耐久性等特点, 很多场合中都很受欢迎, 尤其桥梁行业中。目前世界上高强度混凝土的最高强度等级为C200级。
复合材料。碳纤维强化复合材料具有材质轻等特点, 一般用它代替普通材料所建造的桥梁跨距比普通材料建造桥梁的跨距大2倍, 不过这都只是一个预测, 能否成为现实还需要研究。其唯一的缺点是成本很高, 所以只限于高尖端领域中所使用。
5 桥梁的种类
斜拉桥。斜拉桥的跨距长度比悬索桥差一点, 因为用材少、成本低、使用性好, 所以它更胜于悬索桥。斜拉桥最早出现于德国, 主要形式为钢斜拉桥。我国对于斜拉桥的技术掌握还算成熟;
悬索桥。如今, 在跨距能力排名中悬索桥第一, 它的最大跨距可达4000m, 这为桥梁的建设刷新了记录。在悬索桥行业中技术比较成熟的有美国和中国等国家, 美国是最早研究它的国家。我国公铁两用悬索桥的修建为我国的铁路桥梁工程技术发展指明了方向, 同时也创造了条件;梁式桥。由于梁式桥建造容易、适用性高而且制造成本低, 所以, 应用范围最广泛, 种类也多种多样。但是它存在很多缺陷, 因为本身构造的影响, 跨距不应过大, 限制了使用的范围。
6结论
通过从桥梁理论、计算机辅助技术的运用以及材料的研究角度分析, 我国的铁路桥梁工程技术起步比较晚, 和世界先进水平还有一定的差距。在材料方面差不多已经跟上了世界水平, 主要是检测技术、大型的施工设备和CAD方面需要加强钻研和投入。在未来, 我国铁路桥梁工程的主要任务是开发先进的CAD程序, 研制新型材料, 研究合理的桥梁架构, 和制造一流的桥梁用设备资源。总之, 力争达到世界领先水平。
参考文献
[1]林亚超, 王邦楣.铁路桥梁工程技术发展动态.桥梁建设, 1997:7-19.
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[4]张万久, 等.在我国铁路桥梁设计中采用极限状态法计算的若干问题, 1962.
铁路桥梁工程 篇2
铁路桥梁工程专业技术工作总结目录第一章工作简历„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2第二章专业工程工作总结„„„„„„„„„„„„„„„„22.1积极推广使用“四新”技术，营造建筑精品„„„„„22.2努力钻研专业技术业务，做好本职工作„„„„„„„42.3适应时代发展的需要，不断学习、不断更新知识„„4第三章工作小结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5第一章：工作简历1.1冉大千，现年31岁，汉族，2005年1月分配到中铁六局**铁建工作，2006年6月参加全国成人高考考入**工业大学道路桥梁工程专业学习，2010年1月毕业，学制三年。自从2005年参加工作以来，参加了大秦铁路重载安全标准线建设工程、北同蒲铁路隔离栅栏封闭安全防护工程、平朔铁路专用线店坪万吨改造工程、平朔铁路专用线工程，**大唐国际丰润热电厂铁路专用线工程，**建投**热电厂铁路专用线等工程的建设。1.22010年3月被聘任为技术员，在此期间，我努力钻研专业技术知识，在技术管理过程中努力推行“新工艺、新技术、新材料、新设备”，对科技创新和技术进步倾注了满腔热情。，遵守公司及所在项目部的各项规章制度，服从领导的安排，圆满完成工作任务，维护集体荣誉，思想上要求进步，积极响应公司的号召，认真贯彻执行公司文件及会议精神。
浅谈铁路桥梁施工要点 篇3
【关键词】铁路桥梁；施工；要点
铁路桥梁工程具有投资高和施工难度大的特点，所以一旦出现事故造成的损失是非常巨大的。作为铁路施工的主要承重部分的桥梁施工，施工技术的好坏将直接影响铁路的使用寿命和安全。故此要做好铁路桥梁施工的技术要点工作。
一、铁路桥梁钻孔灌注桩施工要点
1.钻孔
开始钻孔时，钻机钻进速度应先轻压、慢转并及时注浆，钻头钻至护筒底口时，保持低转速暂停进尺，使有无护筒临界处有较坚硬的泥皮护壁。钻进进入正常工作状态后，逐渐加大转速和钻压，均匀进尺。快终孔时，降低转速，加大注入泥浆量。各种钻孔方法都会可能发生塌孔，施工工注意及时调整进尺速度和泥浆性能。注意孔内外水头差异，及时调整护筒高度以及孔内水头高度。避免钻机碰撞护筒造成孔口坍塌。如发现钻机底座产生不均匀沉降和位移，钻杆弯曲、接头不正应立即停止钻进，容易造成斜孔。另外，冲击钻进容易卡钻，应防止孔口坠落杂物、控制使用大冲程、高稠度泥浆，大绳松紧适度。旋挖钻卡钻主要是地层地质和人为操作因素，施工前因认真审核地质构造图，掌握地层情况，操作手动作应规范，应慢提慢放，尽量减少对孔壁的扰动，不要一味求快，造成卡钻。
2.清孔
清孔必须保持孔内水头、严格控制输入的泥浆密度，刚开始时采用泥浆比重稍大些的泥浆，其包裹携渣能力强，有利于排渣。泥浆比重过大、过稠会降低泥浆流动性，泥浆比重过小，泥浆护壁就容易失去了阻挡土体坍塌的作用，导致塌孔，清孔一定时间后首先检测泥浆比重，比重检测合格后，再检测其他两个指标，直至泥浆中各项指标达到规范要求停止清孔。清孔后应在30分钟内灌注混凝土，若超过应从新测定孔底沉淤厚度。
3.钢筋笼安装
钢筋笼起吊点加一道加强箍筋。钢筋笼下放时，注意不要碰触孔壁。吊放受阻时，不能加压强行下放，观察和分析受阻原因，以免造成塌孔、钢筋笼变形等问题。下放到底钢筋笼容易倾向一侧，为此需将钢筋笼稍微提升悬空，保持对中，提高幅度控制在50mm内。
4.水下混凝土灌注
灌注过程要连续不中断，中途任何原因不能中断30min，导管埋深一般控制在2～4m，在无钢筋段灌注应尽量加快，当砼上升至钢筋笼底部的时候，应保持较深的埋管，放慢浇筑速度，防止砼顶托钢筋笼。当砼进入钢筋笼后，又要减少导管埋深。导管提升应保持轴线竖直位置居中。为预防埋管可在导管上端安装附着式振捣器。当导管中砼不满有空气时，后灌的砼不能整斗大量的灌入导管，应徐徐灌入，以免形成高压气囊。
二、铁路桥梁墩台施工要点
桥梁墩台是桥墩和桥台的合称，是支承桥梁上部结构的建筑物，其施工质量的好坏将直接影响到铁路桥梁的建设质量。在进行铁路桥梁的建设过程中需要对于墩台的施工工艺和施工质量加以控制，确保墩台的施工质量。
1.模板安装
在进行墩台模板的制作时需要注意模板的刚度、强度和稳定性，在模板的表面需要确保光滑从而避免出现混凝土粘结在模板上影响浇筑效果，由于墩台是在野外进行施工，因此在搭建较高的墩台时需要对模板加装一定的抗风拉索来保证模板的稳定性，同时在模板搭建完成后需要在模板内侧涂抹一定的脱模剂来将浇筑的混凝土与模板进行隔开。在进行浇筑之前需要先将墩台中的预埋件固定好，防止浇筑完混凝土后进行振捣作业时与预埋件发生碰撞而导致预埋件发生错位。待浇筑的混凝土凝固拆模后需要对墩台表面进行检查，如果发现表面存在预留之外的空洞需要及时进行修补。
2.钢筋骨架的搭建
在搭建钢筋骨架的过程中需要对钢筋进行调直、弯曲、下料、钢筋表面除锈、钢筋焊接以及钢筋的绑扎作业，在墩台钢筋骨架的搭建过程中需要根据墩台的设计要点进行相应形状的搭建工作，钢筋骨架的搭建过程中需要确保钢筋绑扎结实，骨架结构的合理性，在搭建钢筋骨架的过程中需要对钢筋骨架的尺寸、结构的合理性等进行严格的把控，需要吊装地的，确保吊装后能够正确进行安装。预制的钢筋骨架绑扎完成后需要置于干燥、平整的场地之中，放置于枕木之上，同时需要对不同的钢筋骨架做好标记。
3.混凝土浇筑
混凝土的浇筑，需要考虑浇筑速度、拌合效果以及振捣效果等方面的因素，混凝土浇筑速度的控制要符合有关国标和铁标的规定。在浇筑混凝土时由于混凝土水化热会产生一定的温度，过高的温度将会使混凝土在凝固的过程中产生一定的裂纹，特别是大体积混凝土，冬季及夏季施工，更容易产生此类问题。因此，在混凝土的浇筑及养护过程中，需要对拌合混凝土温度、芯部与表面温差、表面与环境温差按相关标准进行控制，避免出现上述质量问题。
三、铁路桥梁伸缩缝施工技术要点
铁路桥梁伸缩缝的设置是施工阶段关键性的环节，在这个过程中，主要的技术应用措施包括以下几个方面：
1.根据设计方案规范施工，施工单位在铁路桥梁中埋设伸缩装置锚固件的时候，提前做好埋设的准备工作，从而要提高埋设的准确度。伸缩装置锚固件的埋设是铁路桥梁伸缩缝设置的前提条件，一方面要控制好埋设的时间，另一方面需要综合伸缩缝的预期功能作用，确保埋设的有效性。
2.根据设计方案预定的位置和标准要求画线，画线也要准确无误，对准桥梁端间隙的中心线，提高桥梁端伸缩装置间隙的对称性。这种方式是伸缩缝设置精确度保证的重要方法，有利于减少伸缩缝设置的误差，防止桥面与梁体之间的错位。
3.对设置后的伸缩缝进行清洗干净，提高伸缩缝自由伸缩的能力，并在规范要求范围内，凿毛处理新旧混凝泥的接触面，满足伸缩缝充分结合的要求。
4.矫正变形的钢筋，视需求适当补充数量不足的预埋设钢筋，补充钢筋的时候，要连同已经预埋设的钢筋下部进行焊接。钢筋焊接的目的提高伸缩缝的抗变形能力，可以有效防止运输工具撞击所造成的伸缩缝破裂，提高了桥梁自我保护的能力。
5.现场计算钢梁之间的绕宽，调整伸缩缝的宽度，为防止气温急骤变化对缝宽的影响，要求进行整体的安装，以便快速调整安装缝宽。缝宽具体大小的确定，必须在施工现场展开测量试验，根据桥梁梁体的受力、伸缩缝抗压能力等，对其进行调整，确保有利于伸缩缝的设置施工。
四、结语
铁路桥梁的施工与其他工程相比，具有其自身的特点。因此，在铁路桥梁施工的过程中需要根据施工工序对施工过程中的每一个环节进行严格的质量把控，避免出现因施工工艺不当而造成的质量问题。
参考文献：
[1]李云峰.铁路桥梁混凝土性能的探讨[J].桥梁建设，2010（06）.
[2]潘忠有.铁路桥梁钻孔灌注桩施工质量监理之我见[J].城市建设理论研究（电子版），2013（15）.
铁路桥梁工程技术发展动态分析 篇4
材料在铁路桥梁的建设上起到了至关重要的作用, 材料的发展意味着铁路桥梁的发展, 新材料的应用为铁路桥梁的发展指明了方向, 一旦新材料的发展存在滞后, 那新型桥梁的建设就如同涸泽之鱼, 失去维系的依据。就目前来看, 仍有部分具备巧妙构思的桥梁设计因没有与之匹配的材料而无法投入实际生产的案例, 足以看出新型材料在铁路桥梁建设中的重要地位。铁路桥梁构建过程中有两样重要材料, 为钢材和混凝土。这两种材料具有质量轻、性能高、功能全的发展前景。笔者将对铁路桥梁应用材料发展进行阐述。
1.1 钢材材料发展
现在跨度较大的桥型多为钢桥类型, 钢桥如此盛行因为它自身优势就受到很多工程师的青睐, 包括它的防腐性、可焊性、高强度高韧性和抗疲劳力等性能。如何在原性能的前提下提高钢桥的强度一直是世界各国桥梁设计建造者关注的话题, 不仅提高钢桥的强度, 还要提高钢桥的韧性、抗疲劳里等其他性能, 这凸显出人类对材料的极致的追求。德国在三十年代就开始生产ST52-3 钢 (德标低合金钢) , ST52-3 钢中以锰钢为主材料, 再配以硅材料, 强度能达到620MPA, 随后英国在60 年代生产出550~640MPA的低碳合金钢应用于铁路桥梁建设中, 之后美国、苏联、日本等国在铁路桥梁建设中也使用了强度较高钢材料。我国在焊接与应用材料上与美国日本就有一定差距, 所以我国应联合冶金部门根据铁路桥梁的需求研制出实用性钢材, 达到能与国际接轨的程度。
1.2 高强度钢筋、钢丝与钢绞线
高强度的钢筋因为具有降低修建费用、提高拼接功能、增强桥垮能力等优势被许多国家推崇, 尤其是精轧螺纹形状的钢筋, 因为这种钢筋上有不对称的螺纹, 可根据需求任意切割, 再用套筒的螺母连接, 这种可自由搭配长短可控的钢筋已被很多国家应用。
英国最早研究的低松弛的钢丝和钢绞线被很多国家认可并应用, 究其原因首先他在通过稳定处理后松弛率较普通的钢丝和钢绞线低2/5~1/5, 达到节约成本的目的;其次处理后钢丝和钢绞线具备更好的屈服强度和韧性;最后他的耐热性也会相应提高。这些特征在铁路桥梁的运用中是至关重要的, 所以也广泛应用各个国家。
1.3 混凝土
应用在铁路桥梁的混凝土一般分为两类, 一类是高强度混凝土, 另一类是轻质混凝土。高强混凝土我国规定要高于C60 级别强度, 但在美国高于41MP的就可定义为高强度混凝土, 它实用又牢靠以及抗击性大抗压强度高等特点使其在长期应用在铁路桥梁建设上。
轻质混凝土的材料为轻质的骨料, 这种材料没有被广泛使用主要因为他在使用中存在一定缺陷, 比如在小跨径的铁路桥梁中运用可以减轻自重达到抗震效果, 但在大跨径的铁路桥梁就不能达到效果, 所以它的运用有局限性。
1.4 其他复合材料
碳纤维强化复合材料具备质量轻和强度大的特质, 而且热膨胀系数低、耐腐蚀抗疲劳等。这些优点都让其备受关注, 尽管许多国家研究的火热, 但鉴于其投入成本高, 没有被广泛应用。
2 桥梁基础技术发展
(1) 桥式时代发展。我国铁路桥梁发展分为以下几个时期:第一段时期:十九世纪中期到末期, 铁路桥梁的修建阶段, 材料多以熟钢为主, 而且很少涉及深水基础;第二段时期:二十世纪初期到末期, 钢桥的发展突飞猛进, 钢筋混凝土材料的桥也慢慢崛起, 这个时期桥型多以拱桥为主, 此时已开始用沉箱和沉井做深水基础;第三段时期:二十世纪中期到今天, 我国一直发展预应力钢筋混凝土桥, 并同时开始涉猎新的桥型。
(2) 桥梁种类。桥梁种类分为悬索桥、斜拉桥、拱桥等。悬索桥有一个突出的特点就是其的跨力大, 它的跨径范围为1000~4000m左右, 虽然这种类型的桥在我国应用不是很多, 但未来也是会有很多发展前景的。斜拉桥虽然没有悬索桥跨径那么大, 但是它造价低和钢度大的特点为其赢得很多国家的青睐, 相比悬索桥的高造价斜拉桥显得更加实用并适用。拱桥也具备跨度大的特点, 它的历史相比前两个更加悠久, 我国有许多著名的石拱桥, 例如小学课本中的赵州桥, 不禁感叹古人的聪明才智, 拱桥在五十年代左右是最兴盛的时期, 但由于其他更适合时代发展的桥型的出现, 它逐渐淡出人们视线, 就拱桥修建技术而言美国、德国及日本仍是技术水平较为先进的国家。
3 施工技术发展
(1) 桥垮结构的架设。铁路桥梁上部结构的架设修建方法在国内外已经具备成熟技术水平, 种类繁多。尽管架设方法上不同但是在施工技术上都很类似。比如安装预制前方法会应用在跨度大的钢桥上, 预制拼接架设就地支架和平衡悬臂的方法会应用在混凝土桥上, 我国在混凝土铁路桥梁建设中应用后者居多。 (2) 基础结构施工。由上述内容我们可知, 我国进入九十年代, 已经具备先进的技术水平, 尤其在铁路桥梁建设中的深水基础已与日本渐渐缩小差距, 在基础结构施工中能利用全自动技术进行装渣、排渣, 而且配备精准的检测系统来完善整个流程, 充分利用先进的技术可以使铁路桥梁建设中深水基础的施工达到自动机械化水平。
4 结语
虽然我国的铁路桥梁工程技术发展水平已经达到世界相关水平的中上层, 但仍有某些方面落后于其他国家, 我们要善于学习, 无论是应用材料上还是施工技术上, 毕竟在铁路桥梁工程上, 材料是基础, 技术是脊梁, 通过研发更加完善的材料和高水平的施工技术才会使铁路桥梁工程蓬勃发展, 才能让我国铁路桥梁更加安全, 建设效率更高。相信通过我们各方面的不懈努力, 进入世界先进水平队伍并引领铁路桥梁的建设并不是梦。
摘要：铁路桥梁工程技术一直是国内外研究的热点, 随着社会的不断进步, 经济的繁荣发展, 我国铁路桥梁在工程建设上也颇有成果, 无论是材料、设备上的更新, 还是工程技术上的突破, 都足以证明我国在铁路桥梁建设的实力, 当然对于国外的先进的桥梁工程技术我们也要虚心学习, 共同进步。本文将对国内外铁路桥梁工程技术发展进行系统性的阐述。
关键词：铁路桥梁,材料,工程技术,发展趋势
参考文献
[1]高宗余, 方秦汉, 卫军.中国铁路桥梁技术发展与展望[J].铁道工程学报, 2007 (01) .
[2]项海帆, 吴定俊.我国铁路桥梁的现状和展望[J].铁道建筑技术, 2001 (02) .
铁路桥梁工程 篇5
【报告框架】
☆执行摘要
☆项目概述
☆市场分析
☆需求预测
☆项目组织
☆项目管理
☆项目实施
☆投资估算
☆资金筹措
☆财务评价
☆社会评价
☆风险分析
☆项目结论
【报告目录】
第1章：执行摘要
第2章：铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑项目概述
第1节：铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑项目背景
第2节：铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑项目概况
1.铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑项目选址
2.铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑项目范围及规模
3.铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑项目工期
4.铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑项目投入总资金
5.铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑项目主要技术经济指标
第3节：铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑项目的必要性
第3章：铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑市场分析与需求预测
第1节：铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑市场分析
1.国外主要铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑市场分析
2.国内主要铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑市场分析
3.国内主要大城市铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑市场分析
4.项目地铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑市场分析
第2节：项目地铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑市场需求预测
1.项目地铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑市场容量和潜在的铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑市场需求
2.项目地铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑市场带来新的发展机遇
3.铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑市场SWOT分析
第4章：铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑项目组织管理与实施进度计划
第1节：铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑项目阶段组织架构及其管理模式
第2节：铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑项目运营阶段组织架构、人员配置及其管理模式
第3节：铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑项目实施进度安排
第5章：投资估算与资金筹措
第1节：投资估算
1.投资估算的编制范围
2.投资估算编制依据
3.投资估算编制说明
第2节：资金筹措与运用
第6章：财务评价
第1节：说明
第2节：营业收入和税金
第3节：折旧前营业成本费用预测
第4节：损益估算
第5节：财务评价的基本结论
1.基本结论
2.建议
第7章：社会评价
第1节：与铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑项目关系密切的主要利益群体分析
第2节：社会效益评价
第8章：风险分析
第1节：铁路、道路、隧道和桥梁工程建筑项目主要风险因素识别
第2节：风险评估及评价
第3节：风险控制
结论与建议
关于铁路桥梁假设施工的综合探讨 篇6
【关键词】铁路假设施工工程；问题与现象；手段与措施
1.我国铁路假设施工工作的发展现状分析。
1.1我国铁路道路建设企业铁路桥梁施工工作的发展现状分析。随着我国社会主义经济的不断发展，我国铁路道路建设企业对假设施工管理的要求也在不断提高，由于国家政策及铁路道路建设年度计划的原因，必须要加强铁路道路建设企业的铁路桥梁施工工作及行政管理的有效性，但是对于我国铁路道路建设企业在铁路桥梁施工工作过程中存在的问题，如管理水平不高，铁路桥梁施工工作与管理人员专业水平不足，诸如此类的问题，应该采取一定措施来改良本土化管理手段，加强我国铁路道路建设企业铁路桥梁施工工作的有效性，为我国整体行业的铁路桥梁施工工作提供可借鉴的经验。
2.分析我国铁路假设施工工作中存在的问题与现象。
2.1我国铁路道路建设企业的铁路桥梁施工工作有效性低下。我国铁路道路建设企业的铁路桥梁施工工作属于行政管理的范畴，提高铁路桥梁施工工作的手段需要落实到行政管理，通过发展行政管理与铁路桥梁施工工作，来带动铁路道路建设企业发展的有效性与公正性，但是现如今我国铁路道路建设企业的铁路桥梁施工工作有效性低下，主要表现为对单位所有的具体情况不能充分掌握，不了解铁路道路建设企业的整体环境现状，对我国铁路道路建设企业的整体发展造成了负面影响，这主要源自于铁路道路建设企业对铁路桥梁施工工作的认识不足，对环境优化管理的具体战略不够全面，导致我国铁路道路建设企业铁路桥梁施工工作手段不足，管理有效性低。
2.2我国铁路道路建设企业对铁路桥梁施工工作的认识不足。在我国铁路道路建设企业中，铁路桥梁施工工作是对我国铁路道路建设整体工作的行政监督工具，通过对环境保护具体情况的了解与掌握，能够对铁路道路建设企业的整体工作进行监督控制，但是由于管理人员对铁路桥梁施工工作的认识不足，导致对环境优化的具体情况的管理不充分，严重影响了铁路道路建设企业管理的有效性，对环境保护的具体情况進行有效控制与管理，能够帮助铁路道路建设企业对自身情况做到充分的掌握，进而做出正确的工作决策，然而不足的铁路桥梁施工工作导致对未来铁路假设施工情况估计失误，导致在进行决策的过程中产生了盲目性的变化，造成对铁路道路建设企业的严重损失，因此加强对铁路桥梁施工工作的控制是铁路道路建设企业发展工作的必要手段，需要得到铁路道路建设企业的管理层及基层管理人员的重视。
3.探究加强我国铁路假设施工工作的手段与措施。
3.1加大对我国铁路道路建设企业的铁路桥梁施工工作的力度。在我国铁路道路建设企业战略铁路桥梁施工工作的过程中，可以同时战略行政监督的手段，最大程度加强铁路桥梁施工工作的有效性，还能在很大程度上完善行政管理的手段，对于这类监督体系，必须要保证由专业性的行政管理人员来进行，加强对铁路道路建设企业具体情况的控制，保证了铁路道路建设企业行政工作的正常有效发展，还可以通过完善铁路道路建设企业的年度工作管理，来保证铁路桥梁施工工作的准确性与有效性，当然加强铁路桥梁施工工作的最基本手段还是加强铁路道路建设企业行政管理人员的聘用，行政管理人员是铁路道路建设企业的重要人员组成部分，完善招聘体系是加强铁路桥梁施工工作的重要方式，需要得到铁路道路建设企业管理层的重视与关注。
3.2注意对铁路假设施工工作要合理安排，需要进行铁路假设施工工作的一般地理面积较为广阔，适合从中心部分开始进行改造，这样的安排可以在铁路假设施工区域的外围形成一个大的假设施工改造圈，是改造施工情况的基础，通过环境保护工作对区域内的自然环境情况进行把握，使铁路假设施工区域形成立体环绕的假设施工系统，利用自然的循环恢复能力，改造施工。
3.3完善铁路道路建设企业对于铁路桥梁施工工作的规章与制度。在进行具体的铁路桥梁施工工作改革工作前，要注意对管理手段的制度建立与规章控制，才能从基础上实际加强铁路桥梁施工工作的效果，因此对于铁路道路建设企业而言，在进行实际手段完善之前，要加强对制度与规章的控制，才能最大程度完善铁路桥梁施工工作的手段。在进行制度管理时，可以加强对行政管理人员的工作控制，说明对于工作人员工作的要求，对工作人员的奖惩制度进行管理，从基层完善铁路道路建设企业铁路桥梁施工工作的有效性，完善铁路道路建设企业的经济结构，改革铁路桥梁施工工作的手段，全面带动我国铁路道路建设企业行政管理改革的进程。
4.结束语
随着我国社会主义市场经济的不断发展，我国关于铁路道路建设企业的环境发展也到达也一定的高度，但是由于发展的不断进行，对铁路道路建设企业的管理也应该同步发展，所以要对铁路道路建设企业铁路桥梁施工工作进行政策及手段上的加强，为我国铁路道路建设企业的行政发展做出贡献，关于铁路桥梁施工工作的控制手段，需要从人事及政策等手段切入，并注意相应的监督工作，保证我国铁路道路建设企业铁路桥梁施工工作的有效性。
参考文献
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铁路桥梁工程中高墩施工技术研究 篇7
1 实例概况
对实际案例的高墩施工技术进行分析, 可以看到施工单位的职业操守、施工人员的技术和个人素养以及施工材料的质量等都与施工成果密切相关。比如, 某一桥长1151.43米, 高大于22米, 实体高墩共有20个, 高墩的高度最大的为24.8米。针对于工程的质量和外观要求, 施工过程中可以使用一次性全部浇筑的方法, 这样既能节约成本和人力, 又能保障高墩的质量和外观。但是在施工过程中做到完全的一次性浇筑, 就需要保证模板系统和脚手架的安全, 做到安全精准的掌握施工技术, 并且对混凝土的质量也有一定的要求。
2 设置扣件式的钢管脚手架技术
2.1 安放钢管脚手架的位置
在施工过程中, 安放钢管脚手架的位置, 取决于高墩的高度及外观要求。由于高墩高度普遍小于50米, 所以可以使用单管双排立杆方式来搭建。 (见图1) 。
集体操作方法和流程是, 按照高墩尺寸, 排距为0.6米, 立杆的举例定位1.72米和0.6米, 并确保大横杆之间相距1.5米。在脚手架高度超过12米时要与高墩连接, 用4根钢管为一组, 每组相距4.5米进行支撑, 这样能够既能够方便后期的施工也能够保证混凝土浇筑的连贯性。其次, 使用大、小横杆将立杆的脚底进行衔接, 立杆下方使用5毫米钢板, 同时配备剪刀撑, 确保钢管脚手架的搭建满足横向和纵向同时坚固的原则。最后, 为了方便技术人员施工, 应该在脚手架位置的某一角设置短横管间距为0.4米的梯子。
2.2 计算钢管脚手架的荷载能力
脚手架的荷载能力对施工安全来说相当重要, 针对钢管脚手架的荷载能力计算, 要做到细致记载和精密运算, 不能遗落任何一处潜在隐患。例如每个扣件的质量和摩擦阻力都是不能被忽视的。荷载传递时主要借鉴途径是:脚手板→小横杆→大横杆→立杆→基础。在计算荷载能力时, 主要对小横杆的刚度和强度和立杆的刚度、强度和失稳性进行计算。此外, 摩擦的阻力对脚手架荷载能力的影响也是极大的, 应该把每一个产生摩擦的节点进行合理的结合使阻力产生的影响降低。
3 挑选、计算和组装模板系统
3.1 挑选模板
模板的选择一般是钢制材料, 因为钢制材料比较坚固和稳定。模板分为异型模板和定型模板。在施工过程中, 定型模板应用在单侧高墩的两方, 面板使用5毫米的钢板, 板肋使用70毫米宽、6毫米厚的钢板, 边框使用70毫米宽、8毫米厚的钢板, 板肋间距250~300毫米。为了在保障施工质量的前提下节约成本, 部分施工方在加工之前, 就对高墩的各项配比计算好, 对各类模板的调配也能够做到合理和节省, 并且能够增加模板的通用性, 更加节约成本, 达到一料多用的目的。
3.2 计算加固模板的系统
(1) 计算加固模板的系统时要考虑到振捣混凝土时对模板产生的侧向压力和倾倒混凝土时对模板产生的横向压力。随着高墩截面的变化压力也会随之变大。 (2) 计算出高墩的横纵向每个截面所在的中轴方位, 这样可以明确中轴的惯性矩大小, 从而判断出模板系统在横向和纵向所拥有的强度、、刚度以及应该使用的螺母量。 (3) 拉杆的力量也是模板强度的计算范围。 (4) 影响的原因:在模板进行加工时, 如果边框和板肋产生空洞, 或板肋相交处有质量问题, 就会减弱模板的功能。同时, 施工人员的操作也可能减弱模板的功能。所以, 在施工安全和质量要求的前提下, 应该在横向的模板上加一根10#槽钢, 将相邻的模板用角钢进行连接, 并使用螺栓把模板结构组成一个整体, 确保模板的受力均匀, 增加模板的刚度和强度。
3.3 组装模板
组装模板时要注意模板的清洁、校对、粘合及模板的再利用原则。
(1) 应该在所安装模板的高墩所在的混凝土台子上凿毛, 开凿到新的混凝土层以没有浮浆为准, 然后用高压水枪进行冲洗。 (2) 确保所安装模板的清洁, 安装前用钢丝刷子把表层清洗干净, 然后应用柴油和机油以1;2比例混合而成的脱模剂均匀涂抹在模板表层。要确保脱模剂原料的质量, 不能使用废弃原料进行配制。涂抹的顺序是由上至下, 脱模剂的用料不易过多或者过少, 应该确保均匀避免出现挂帘现象。 (3) 在每一个模板的衔接部分用双面胶粘合避免浇筑时出现漏浆现象。将粘合好的模板拼接成更大的模板进行吊装。吊装最度应小于4米。模板的错台部分应该控制在2毫米之内。在安装模板之前将PVC管埋在模板内, 将拉杆通过PVC管道将模板进行衔接, 确保模板拆除后可以重复利用。 (4) 将模板全部组装完成后, 对模板的坐标进行确认, 仔细测量模板四个角的坐标确保误差在10毫米左右。如需进行校正, 高墩的模板所在顶面的四个角都要使用手摇葫芦进行固定和定位, 确保坐标位置正确没有偏移。
4 掌握混凝土的施工过程
4.1 掌握原材料
(1) 如何挑选水泥与辅料。为了确保墩柱表面的色泽和外观形态一致, 就一定要使用同一家的水泥和辅料。因为不同生产厂家的生产配比不同会造成不同的性状。其次, 在原材料使用之前应该对其亲和性进行测试, 以确保水泥和辅料在混合后不会产生排斥反应, 良好的亲和性会抑制混泥土的翻砂现象, 同时也能够在凝固后呈现完美的色泽和光洁度。 (2) 如何挑选细粗骨料。在挑选骨料时要遵循级配的原则, 粗骨料配粗砂或者混合砂, 而细骨料要配合细砂才能够避免混凝土的翻砂、沁水现象, 增加混凝土调和后的保水性和亲和性。骨料的外观性能与含泥量也密切相关, 含泥量过高的骨料会导致凝固后表面出现裂缝, 颜色不均匀等质量问题。
4.2 挑选混凝土的坍落度
在施工过程中, 传送混凝土的方式是利用泵, 而混凝土的浇灌质量与坍落度有直接关系。在坍落度较大时会出现沁水、翻砂、蜂窝面和水泡等现象。而坍落度较低时会出现流动性较差, 浆体含量减少, 光洁度变差等现象。所以, 坍落度的大小对混凝土的凝固表现也有直接关系。实践证明, 将坍落度控制在120~140毫米时, 混凝土的表象最佳, 并且施工过程也较为顺利。
4.3 搭配和浇筑
(1) 配置混凝土时, 在达到工程要求和质量标准的前提下, 工作人员应该提前检测原材料中的含水量, 以备后续工作中对混凝土配置标准进行精准掌控。在保障混凝土性能和结构最佳的前提下, 测试初最佳搅拌时间和比例数, 以确保后续工序精准简便化。搅拌时间一般不能够大于2分钟。 (2) 浇筑混凝土, 在浇筑时应该确保混凝土成型后的外观和性状能达到工程要求标准。具体的浇筑步骤, 是在混凝土垂直浇灌时将倾落高度控制在2米之内, 这样能够确保混凝土的质量不受重力和其他原因影响。其次, 利用分层振捣和分层摊铺的技术方法进行浇筑作业, 确保分层高度为30cm左右, 在分层摊铺后及时对混凝土进行振捣, 避免产生堆积造成质量问题, 分成摊铺和分层振捣要一气呵成, 互相配合。避免胶凝材料聚集影响工程质量。同时, 对浇筑的速度也有一定的要求, 速度的过快或者过慢会直接影响到建筑物的质量和使用寿命。在混凝土浇筑过程中, 对拉杆和模板的改变情况要时刻注意, 如发现不正常改变情况应该立即采取措施进行校正。以确保完成工程质量和外观性状的严格要求。 (3) 振捣混凝土, 是利用插入式的振动棒对混凝土进行振捣, 在使用前要充分检查振捣设备是否正常, 做好充分准备以按时完成工程任务。振捣时要由四周到中间的顺序, 两个相邻的振捣位置距离不能大于振动棒的作用范围的1.5倍, 在了解振动棒的振捣原理前提下, 对工作人员的作业规范作出规定, 确保振捣后混凝土的质量能够达标。
4.4 混凝土拆模以及保养
在混凝土强度为2.5MPa时进行拆模, 熟练掌握手摇葫芦的性能, 精准分析模板弹性, 避免拆除时力度不均造成质量问题。混凝土浇筑完成后并不是就完全完成任务了, 混凝土的保养对混凝土的质量来说也是至关重要的。用科学的方法按时进行保养, 以确保混凝土的性状能够长期稳定并且质量达标。保证混凝土内部温度, 经常洒水降温, 同时通体覆盖薄膜减少水分流失, 一定要覆盖完全避免遗落, 避免出现裂纹等质量问题。
5 总结
在高墩施工过程中, 对模板和钢管脚手架的合理设置, 既关系到工程的质量, 也影响着施工进度和施工安全。同时, 浇筑混凝土的速度和模板所受压力, 施工方应该提前进行预测, 浇筑后进行混凝土的拆模和保养也同样重要, 所以, 在施工做成中, 要经过精确的动态计算和合理的科学方法运用。
摘要：高墩的施工为桥梁建设打好了坚实的基础, 而桥梁也是铁路施工中的重要部分。桥梁的稳固才能保障铁路的坚固性和稳定性。在桥梁建设中高墩的施工较为复杂, 需要人力合理的配合, 把控好混凝土的质量和凝固后的外形。同时还要求节约成本达到“高质量、低成本”的要求。本文就结合实例对铁路桥梁工程建设中高墩的施工技术进行初步探讨。
铁路桥梁工程 篇8
寒冷地区桥梁软土地基加固有其独特的现实意义。若大修桥梁其软土地基不加固或者加固不利, 在冻胀力的作用下, 地基土势必结冰膨胀引起墩台冻起、倾斜、沉降等病害, 后患无穷, 定将严重影响当前高速、重载铁路运营安全。所以在勘测设计与施工过程中, 一旦发现软土地基一定要采取加固措施。可以说, 地基加固其实质是为了改变软弱土的自身特性和改善地基土的基本受力状况, 保证地基长期持续稳定, 使其抗剪抗压强度指标均能满足各项设计要求, 并降低其压缩性, 由此来减少基础的沉降或不均匀沉降, 以保证桥涵建筑结构的使用安全和施工过程的顺利进行。
2 软土地基的加固方法
软土地基加固的原理是把桥涵所在位置的地基天然软弱土层人为地部分甚至全部换掉, 以消除软弱土客观上带来的病害或者通过改变土质自身的结构成分, 以此来加速土的固结等方式来提高土的各项强度, 确保满足承载力要求, 并保证桥涵地基不受冻害的影响。根据软土地基具有触变性、高压缩性、低透水性、不均匀性等特点, 目前, 桥涵大修工程项目软土地基常用的加固方法有:
2.1 换填加固法
这是桥涵大修施工现场比较常用的一种软土地基加固方法。即把基底以下一定范围内的软弱土挖除, 换填粗砂、卵石、碎石 (在必要时掺加一定数量的片石) 等透水性强的材料, 并分层夯实成低压缩性的地基持力层, 使其具有足够的承载力。由于地基中剪切破坏是从基础底面开始的, 并随着应力的增加逐渐向纵深发展, 这样上层土强度的增大在一定条件下就可避免地基的破坏, 同时, 在软弱土上面覆有较好的土层时, 对软弱土的侧向膨胀起一定控制作用, 也间接有利于提高地基强度及减少沉降。另外, 采用粗砂等透水性强的材料作垫层, 软土中的水份可以部分地通过它排出来, 从而加速了软土的固结, 加快了地基强度的提高。寒冷地区为防止冻害发生, 换填厚度一般不宜超过1 5 0 c m.。
2.2 重锤夯实法
此法也比较常用, 它是通过绑脚手架用卷扬机把3吨重锤起到一定高度, 一般为6 m~9 m, 然后自由下落, 产生巨大的冲击能, 不断重复夯打, 以此来加固地基, 使其密实度增加, 强度提高, 压缩性减小。由于增大锤重, 提高落距, 夯击能量增大, 给地基以巨大冲击力, 可加固深层地基。夯实法要重点解决好的主要参数有:锤重、锤的落距、夯击点、夯击能、夯击间隔、夯击遍数等。
2.3 深孔挤密法
即先往软弱地基土中打入钢管桩成孔, 然后在孔内填入中 (粗) 砂、砾石、卵石、石灰等捣实而成。桩孔间距一般100cm, 布孔方式大多采用间隔梅花型设置。此法适用于含砾砂的杂填土及含砂量较多的松散土地基, 对粘性土大的饱和软土地基, 由于渗透性小, 在加固过程中不能排出过多水份, 故挤密效果不佳。
2.4 机械振动碾压法
此法是在地基表面施加振动力, 得到振实松散土的方法, 常用于处理无粘性土或粘性土含量少的、透水性好的松散杂填土地基。大多采用推土机、压路机或羊足碾、振动夯等施工机械在地基土层上来回碾压或振动, 分层把地基土压实, 以提高承载力, 需做土体密实度实验。此法对于大体积开挖的明挖扩大基础因其效率高、方法简便比较适用。
2.5 打桩加固法
此法分为打入木桩和混凝土桩两种。木桩直径一般为∮2 5 c m~3 5 c m, 长度为400cm~900cm, 间距80cm~150cm, 桩顶设桩帽, 桩长不足时可用钢夹板接桩;混凝土桩直径一般为∮2 5 c m~3 5 c m, 长度为200cm~600cm, 间距70cm~100cm。施工时需绑脚手架, 把桩锤提升到一定高度后落下, 重复夯打, 直至达到设计标高为止。
2.6 添加混合料固结法
这是一种利用地基与添加料之间发生的化学反应来提高地基承载力的方法。常用的添加料有水泥、熟石灰、生石灰、炉渣、沥青、粉煤灰等, 利用这些添加料与软土地基之间发生的化学反应 (吸水、发热、膨胀) 来加固软土地基。其中, 水泥与土中的水发生反应, 利用水泥的胶结力, 产生硬凝作用, 使土的强度提高, 而石灰与土发生化学反应, 使土中粘粒发生质的变化, 使地基土本身的强度不断增加。
2.7 井点降水预压法
即采用直径5cm, 长度为200cm~300cm的滤水管, 把这些钢管连接在直径3 c m, 长度500cm~1000cm的井点管上, 井点管间距一般为1 0 0 c, ~2 0 0 c m, 再将各井点管的端部与总集水管 (直径为1 0 c m~2 0 c m) 连结, 用离心泵或真空泵抽水。普通的井点, 排水能力可达500cm~800cm左右。这样利用小而密的井点系统, 大面积地降低软土层的地下水位, 来增大土的自重应力, 以达到加荷预压的效果。
2.8 高压旋喷法
是利用高压水射流, 向地基中灌注水泥浆液, 对于软粘土, 超高压射流破坏了土体结构, 使粘土粒与水泥浆, 在均匀旋转与缓慢提升过程中, 进行搅拌、凝固, 形成加固柱体。这样形成的混合柱状体, 体积大、重量轻、强度大、均匀性好、渗透性低, 并与柱之间的软土共同成为复合地基。此法对于防止大而深的基坑隆起及处理桥梁的不均匀沉降非常有效。
3 施工注意事项
对表层无硬壳, 软土液性指数大, 厚度较薄, 一般300cm~400cm, 片石能沉到下卧硬层者, 常用∮3 0 c m以上的片石, 抛填挤淤, 并用机械碾压法辅助配合, 以达到最佳效果。
桥涵地基加固要注意临近复线桥涵的使用安全。因建筑荷载不仅使本建筑物下的土层产生压缩变形, 在它以外一定范围内的土层, 由于受到基底应力扩散的影响也将产生压缩变形, 这样变形随着距离增加而逐渐减小, 加之软土地基的压缩性很高, 当两桥之间距离较近时, 这类附加不均匀压缩变形特别大, 若处理不当, 容易造成临线桥的倾斜或损坏。
由于各种地基加固方法都有一定的局限性, 因此, 各种加固方法的选择使用要慎重, 应周密考虑多方面的因素, 进行实际比选来最终确定加固方案, 必要时可采用多种复合加固方法, 以消耗最低的人力物力, 取得最佳的加固效果。
4 结语
铁路桥梁工程 篇9
1.1 前言
我国经济发展跨入21世纪, 铁路也进行了大规模的建设, 如何在这种大规模、建设工期紧的条件下, 更好的保证各项铁路桥梁工程的安全、耐久性, 就显得极为重要。
1.2 背景
根据欧美国家桥梁的发展表明, 如果在桥梁的设计和建造时期对安全与耐久性考虑不足, 将会在桥梁的运营和维护中付出惨重的经济代价。在我国, 也已经出现了许多因耐久性不良而过早报废的桥梁, 如北京西直门立交桥使用仅19年, 就因严重剥蚀和钢筋锈蚀破坏等原因于1999年报废重建。
目前, 由于忽视耐久性, 在桥梁运营时用于维修将可能耗费数倍于当初这些工程施工建设时的投资。作为一个桥梁工作者, 这些教训应该值得我们借鉴, 当下在铁路大规模的建设中, 我们应该思考这样一个问题:“我国桥梁的发展应该走向何方并采取哪些措施才能尽量避免上述已有的惨重教训?”
2 铁路桥梁混凝土的耐久性
铁路混凝土结构的耐久性应根据结构的设计使用年限、环境类别及其作用等级进行设计。
2.1 根据设计使用年限级别可划分
2.2 环境类别及作用等级
铁路混凝土结构所处环境类别分为碳化、氯盐、化学侵蚀、盐类结晶破坏、冻融破坏和磨蚀环境。不同的环境类别又可根据不同的环境程度分为不同的作用等级。
氯盐侵蚀原理:盐渍土或岩盐地区, 由于地基土、地下水中含有大量氯离子, 离子的渗透会极大地加剧混凝土结构的腐蚀:
1) 氯离子的侵入:在水分浸透的同时, 由于碳酸气、氯离子的渗透引起混凝土中性化。
2) 钢筋的腐蚀:由于浸入的水、气、氯离子等, 钢筋被腐蚀。即使不中性化, 钢筋表层所含磷分, 也会使钢筋发生腐蚀。
3) 裂纹的产生:由于钢筋被腐蚀、体积膨胀 (2.5倍) , 混凝土产生裂纹。
4) 强度降低:腐蚀物质从裂纹处进一步浸入, 加速钢筋的腐蚀、体积膨胀, 从而降低混凝土强度。
总之, 腐蚀会造成混凝土结构的强度降低, 大大缩短桥梁的使用寿命。因此采取必要、合理的防腐措施, 将制约结构的安全、耐久性使用年限。
3 铁路桥梁工程耐久性防腐措施
铁路桥梁工程中, 耐久性工程措施主要涉及混凝土原材料的选择、配合比、结构构造措施及附加防腐措施等:
1) 侵蚀原理
研究防腐技术的目的, 在于使结构物从投入使用, 到内部钢筋开始锈蚀的时间尽可能的接近设计寿命。完全保证混凝土与氯盐环境的Cl-隔绝是不可能的。重要的是如何有效控制氯盐总量限定在规定的范围之内。依据钢筋在氯盐环境中的电化学和腐蚀机理:凡是能有效阻止混凝土PH值下降、保证钢筋界面上的钝化膜不活化、维持界面双电层的电位恒定、避免钢筋表面去极化的发生, 就能够有效地控制腐蚀的发生, 也即防腐技术。
2) 防腐措施
(1) 增厚结构钢筋净保护层
根据环境氯盐侵蚀程度, 合理选用保护层厚度。施工中, 选用原材料中所含氯盐总量控制在限定值之内。大量工程实践和试验表明, 处于氯盐环境中的混凝土表面12mm深度内的氯离子浓度远远高于25~50mm深度范围。因此混凝土钢筋净保护层的设计厚度应不小于45mm。
(2) 优选原材料和阻锈剂
水泥宜选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。这些水泥中的水泥石Ca (OH) 2含量低, 能够预防氯盐对水泥石的溶解和溶出, 并防止氯盐与水泥石发生碱集料反应, 以及由此产生的混凝土松散、露骨和脱落。粗骨料应尽量选择高碱性的碳酸岩碎石 (与水泥有高强度的胶结力;形成高碱性的环境, 使钢筋界面的钝化膜长期处于钝化态) 。细骨料尽量采用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、孔隙率小的天然中粗河砂, 以防止海砂带入氯盐。同时优选适合本工程的钢筋阻锈剂, 阻止Cl-离子对钢筋的腐蚀。
(3) 采用三组分胶结材料及涂层
降低腐蚀介质对混凝土的渗透性, 是防止Cl-进入钢筋表面最直接的方法之一。通常采用在混凝土中掺加一定量的微硅粉、粉煤灰或磨细矿渣。水泥、微硅粉、粉煤灰称为三组分胶结材料。由此制成的混凝土, 具有极低的渗透性和很高的抗Cl-渗透能力, 同时具有低热、经济等优点。微硅粉可以提高混凝土的耐磨性, 和粉煤灰能有效降低活性集料含量及总碱量, 避免碱集料反应发生。此外混凝土表面涂层是防止钢筋锈蚀的第一道防线, 涂层能在一定时期内有效防止腐蚀介质浸入, 但因其使用寿命的限制而不能广泛使用。目前与混凝土寿命匹配的水泥基聚合物涂层、砂浆层成为混凝土表面保护层的首选。
(4) 钢筋保护处理
对钢筋保护最有效的即为涂刷钢筋保护模。在氯盐环境侵蚀程度较为严重的地区, 往往采用环氧涂层钢筋:即在普通钢筋表面制作一层环氧树脂薄膜保护层的钢筋, 涂层厚度一般在0.15mm-0.30mm。用环氧树脂粉末以静电喷涂方法制作:将普通钢筋表面进行除锈、打毛等处理后加热到230多摄氏度的高温, 再将带电的环氧树脂粉末喷射到钢筋表面, 粉末颗粒吸附在钢筋表面, 并与其熔融结合, 经过一定养护固化后便形成一层完整、连续、包裹住整个钢筋表面的环氧树脂薄膜保护层。涂层以其不与酸、碱等反应, 具有极高的化学稳定性和延性大、干缩小, 与金属表面具有极佳的粘着性的特点, 在钢筋表面形成阻隔其与水分、氧、氯化物或侵蚀性介质接触的物理屏障, 同时, 还因其具有阻隔钢筋与外界电流接触的功能而被认为是化学电离子防腐屏障。涂层钢筋目前大多应用于钢筋混凝土结构, 施工技术成熟, 同时可大大提高结构的耐久性, 当然工程造价会有所增加, 但从成本效益分析来看, 是十分值得的。
4 工程实例
哈罗铁路位于新疆维吾尔自治区哈密地区、吐鲁番地区和巴音郭楞蒙古自治州境内。本项目北起哈密货车南环线的哈密南车站, 向西上跨南环线后折向南穿哈密盆地, 经哈密工业园区、大南湖煤田, 沿哈罗公路穿越库鲁塔格低山丘陵区, 经罗布泊平原区的罗北区, 向西南到达罗中站 (罗布泊镇) 。
罗布泊湖积平原区属第四系晶间孔隙潜水及浅层承压水, 水质极差, 主要离子含量为:CL-:16023.4~170248mg/l, PH值:5.90~6.75;多为饱和卤水, 对混凝土工程具有超氯盐侵蚀性, 环境作用等级为L3。铁路桥梁在本段落设置时, 为保证结构安全、耐久性的实施, 需要在结构设计中增加附加防腐措施:
(1) 增大结构钢筋净保护层厚度。
(2) 对所有裸露在外的钢构件均采用“防腐涂装体系”;混凝土表面涂刷防腐涂层。以避免地下毛细上升及雨后盐雾造成结构外露面及各种钢构件的损坏。
(3) 混凝土中添加部分多功能复合外加剂, 如:钢筋阻锈剂, 格雷丝纤维等, 以增强混凝土自身的抗腐蚀性, 增大混凝土的致密性, 从而减小施工后混凝土表面的裂缝, 降低结构混凝土表面的渗透性。同时浇筑混凝土时, 采用透水模板衬里, 提高表面混凝土的密实度。
(4) 基坑采用浸渍沥青砖护壁、基底设置隔离层防渗、注浆填塞岩盐空洞等措施, 将基础与地基土岩盐隔离从而降低岩盐和地下卤水的侵蚀;同时严格施工中的工序控制与质量。
该项目2012年11月建成投入使用。经过现场施工, 证明了设计中采用的防腐措施切实可行、有效, 具有较好的可操作性, 满足结构安全、耐久性的要求, 达到了预期的目的, 为确保铁路实际生产效率达到设计能力, 使其社会、经济、技术效益显著。设计方案以前瞻性的思维、规划、措施开展设计, 为桥涵工程创造有效的措施保障。
目前在工程界, 针对盐湖区的防腐经验并不很成熟, 各种处理措施亦未得到时间上准确的验证, 随着科技的进步, 各种试验成果的实际应用, 必将会日趋完善, 以保障结构耐久性的实施。
5 结语
设计阶段是整个建设过程中技术含量最高, 难度最大, 最为关键的环节。设计方法、理论的选取将直接关系到铁路桥梁的建造和使用的安全和耐久 (重要工程, 其设计使用年限在100年以上。从桥梁全生命周期的综合造价考虑, 应该使设计、施工、运营、维护、维修乃至拆除的综合费用最低, 并且考虑桥梁在使用过程中可能遇到的各种意外事件, 使用阶段的风险在设计阶段就有充分的考虑, 能够更大程度上保证结构的安全和耐久) 。
结构各部件的寿命不是完全相同的, 因而结构寿命期内功能的保证, 必须从设计、施工、材料、检测、维修、加固整个过程来考虑, 保障结构在生命期内的结构可检性、可换性、可修性、可控、可强性和可持续性。
文章内容并不新鲜, 作者只是从目前国内桥梁建设中, 对于工程耐久性的部分实施措施做了进一步的剖析, 使铁路工程建设各个部门、单位都来关心工程建设百年大计中的新问题。文中的理解可能偏颇, 期望大家讨论指正。
摘要：针对目前铁路建设中对于桥梁工程, 如何将结构安全、耐久性融入工程建设的各个阶段, 保证项目工程达到合理的设计使用寿命, 提出了几点建议。特别是在结构防腐措施方面, 结合实际工程加以剖析, 通过实践总结出了一套较为可行的处理措施。对于今后如何更好的进行铁路桥涵设计具有一定的参考价值。
关键词：铁路桥梁,耐久性,防腐
参考文献
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[2]《环氧树脂涂层钢筋》JG3042-1997
铁路桥梁工程 篇10
关键词：轻型井点降水
1 工程简介
锡二铁路线, 位于内蒙古自治区锡林郭勒盟境内, 东起锡林浩特北站, 途经阿巴嘎旗、苏尼特左旗, 西至集二线西里站, 新建正线全长375.805km, 国铁Ⅰ级 , 单线 , 设计行车速度120km/h。本线东端通过锡林浩特地区连通锡乌线进入东北地区, 通过锡林浩特~桑根达来~正蓝旗~曹妃甸线直达环渤海港口; 西端与规划的二连浩特至西小召铁路贯通, 通过集二线联通二连浩特国际口岸, 构筑成内蒙古自治区东西铁路大通道北部辅助通道, 构建二连口岸新的后方运输通路, 形成锡盟煤炭外运通路, 促进锡盟资源开发。
锡林河特大桥全长1324.6m (40-32m) , 设计桩基213根, 墩台41个, 墩身高度6~10米。位于锡林浩特市下游13km, 在既有锡林河水库下, 桥墩位于沼泽地和河床中, 地下水丰富。承台基坑范围内覆土层依次为:1冲淤积淤泥质粉土 (Q4al+h) :灰黑色, 软塑, 局部夹薄层粉土;2冲洪积粉砂 (Q4al+pl) :潮湿~饱和, 稍密, 局部夹有植物根系及粉质黏土;3冲洪积细沙 (Q4al+pl) :饱和, 局部潮湿, 松散, 局部夹有薄层粉土, 淤泥质粉质黏土及少量细粗圆砾 , 0~2.8m;4冲洪积细沙 (Q4al+pl) :饱和 , 稍密 , 局部夹有薄层淤泥质粉质黏土、粉质黏土及少量粉质黏土, 0~1.6m;5冲洪积细沙 (Q4al+pl) :饱和, 中密, 局部夹有薄层粉土、中砂及少量粉质黏土, 后2~13m;承台开挖基底深度约为-5m, 主要位于3和4冲洪积细沙 (Q4al+pl) 层中。
2 施工情况及方案比选
因锡林浩特特大桥位于严寒地区。土壤最大冻结深度为2.75m。根据指导性施组工期安排, 于枯水期12月份, 在桩基施工之前采取填土及山皮石施做施工平台。因气温过低, 年前桩基及承台施工无法进行, 至次年3月后组织施工。桩基施工完毕后进行承台基坑开挖。
经开挖揭示:0~2m为冻土, 2~3.5m为流沙, 地下水丰富, 坍塌严重, 无法开挖至基底, 边坡冻土层悬空, 随时都有坍塌的危险, 常规支护无法满足施工要求。经研究, 同时采用9m钢板桩和井点降水施工, 比较两种方案的可行性, 终选其一, 确保施工顺利进行。
钢板桩进场设备为改装小松350-6打拔桩机, 9米钢板2套 (一个承台一套, 基坑周长28m) , 配备15k W水泵2台。承台施工基本工序为: 测量放线—破冰平场地—打钢板桩—开挖—抽水—开挖—抽水—封底—破除桩头—承台混凝土施工—拔桩—承台回填。
施工情况:钢板桩打桩范围为6×8m, 周长28m。在冻土层时, 施工困难, 穿过2m冻土层后, 较为容易, 每个承台打钢板桩时间约为1.5天, 支撑加固约0.5天, 后经调整为预先采用挖机破除冻土层, 打钢板桩和支撑加固共1天, 开挖约2天 (因地下水丰富, 一次不能开挖至基底, 需分两次开挖) , 2台15k W水泵, 抽水2天, 但开挖后, 地下水从基坑底部细沙层透水, 且钢板桩背后有部分掏空, 基底仍然有少量水, 需采用混凝土封底。
轻型井点降水进场设备为15k W真空水泵20台, 5k W真空水泵20台 , 直径70mm的冲水管一套 , PVC管及100mm主管 (钢管 ) 5套 (5个承台) 。
承台施工基本工序为:测量放线—破冰开挖—插管接管—抽水—开挖—破除桩头—承台混凝土施工—拔管—承台回填。
施工情况:因冻土层约2m, 承台尺寸为5×7m, 基坑深度约为5米, 井点按承台轮廓线加宽至7×9m环形布置, 优先采用一级降水, 备选二级降水。提前采用挖机破冻土层, 插管及安装水泵1天, 4~5组 (15+5) k W水泵抽水2天, 达到开挖条件。开挖到承台基底后 , 效果较好, 达到预期的干燥作业, 边坡干燥, 很稳定。
比较钢板桩和轻型井点降水的效果, 最终选择了轻型井点降水施工。
3 轻型井点降水施工方法
3.1 施 工流 程
测量放线→铺设总管→冲孔→安装井点管→用弯联管将井点管与总管接通→安装集水箱和排水管→先试抽水, 再正常运转水泵抽水→观测基井 (点) 水位变化。
3.2 材料及设备
(1) 井点管 :用直径55mm钢管 , 下端为长1~2m钻有Φ5mm梅花形孔外包尼龙窗纱二层, 缠透明塑料胶带。或直径55mm的PVC管, 下端长1~2m钻有Φ5mm梅花形孔, 外包尼龙窗纱二层, 缠透明塑料胶带。
(2) 连接管:用钢丝塑料透明管、胶皮管, 直径55mm。
(3) 集水总管:用直径100mm钢管带接头。
(4) 主要机具设备:采用真空泵轻型井点。
3.3 轻型井点降水施工方法
(1) 井点管的埋设
1采用直径70mm的冲水管进行冲孔, 冲水管压力采用离心泵循环抽送。冲孔进冲管应垂直插入土中, 并作上下左右摆动, 加剧的砂土的松动, 并且在孔旁挖一个排泥浆水沟。冲管深度应比滤管深度深0.5m, 以便流泥 , 井点管与孔壁间及时用粗砂填实。井点管要位于砂滤水层中间, 并且井点管在地面-0.5m深度内用粘土填实, 以防止漏气。
2井点管埋设完毕, 应接通总管与抽水设备进行试抽水。检查有无漏水, 漏气现象, 出水是否正常, 有无淤塞现象, 如有异常情况应及时进行修理。
(2) 井点管的使用
井点管工作后, 应保证连续不断的排水, 正常出水规律是“先大后小, 先混后清”。如不上水, 或水一直较混或出现清后水混等情况, 应立即检查纠正。
(3) 井点管的拆除
待承台竣工后, 拆除井点系统, 所留孔洞用砂土填塞。
3.4 施工要 点
本方案采用沿承台环状布置井点。因坑壁为冻土冻结, 井点管布置距坑壁的距离为0.5~1m, 井点管的间距为0.6~1.0m。为了充分利用泵的抽空能力, 集水总管标高尽量接近地下水位线, 并沿抽水水流方向有1%的上仰坡度, 水泵轴心与总管齐平, 井点管埋置深度比基坑深度至少深1m。
降水设施完毕后开始降水, 在承台基底采用挖机挖观测点5个 (深0.5m) , 观测点设置于承台四角及中间无桩基位置 , 降水过程中随时观测水位, 发现水位异常随时汇报。降水过程中水泵设备设专职人员昼夜进行值班, 观测各井点降水情况和各泵运行情况, 如下渗水量不满足水泵运行时, 及时更换水泵。井点使用时, 应保持连续不断抽水, 并配用发电机或双电源以防断电。水位降至设计基底以下0.5m, 并处于基本稳定状态后, 进行承台基坑开挖清底, 破除桩头, 安装钢筋, 立模板浇筑混凝土等工序施工。
4 效果分析
经钢板桩与轻型井点降水的施工对比, 轻型井点降水有如下优势:
(1) 操作性方面 , 机具简单 , 便于施工。轻型井点降水仅需要PVC管, 15k W、5k W水泵、小型水箱, 100mm主管钢管, 均为小型设备机具, 人工操作, 极其简单, 便于施工;钢板桩需要打拔设备一台, 为重型设备, 且一个承台钢板桩需要约40吨, 十分笨重。
(2) 经济方面, 省成本。轻型井点降水进出场费用每三套设备约为2万元 , 每个承台施工成本约为3万元 ; 钢板桩进出场费用每套设备约为2万元;, 每个承台钢板桩施工成本为5~6万元;而且承台采用钢板桩施工需要封底, 轻型井点降水无需封底, 每个承台节约混凝土约14m3。
(3) 安全方面, 安全可靠。轻型井点降水为主动降水 , 细沙失去水分, 无流动动力, 能自然稳定, 边坡放坡开挖即可;且降水后能达到干燥作业, 极其方便施工。采用钢板桩施工, 为被动降水, 背后掏空, 侧压力大, 基底易发生流沙和管涌, 导致钢板桩失稳, 存在安全隐患。
(4) 工期方面, 周期短, 节省循环时间。轻型井点降水达到承台基坑下步作业的时间为3天, 而钢板桩施工时间为4天 (因地下水丰富分两次开挖和抽水) , 轻型井点降水方案较为节约时间, 尤其在该工程工期非常紧迫的情况下, 显得极为重要。
5 结束语
现场施工证明, 轻型井点降水方案, 适用于地下水位较高、水量较大、冲淤积淤泥质粉土、冲洪积粉砂、冲洪积细沙层, 克服了基坑开挖时出现的流砂、管涌, 效果较好。在锡二铁路锡林河特大桥承台基础基坑施工中应用非常成功, 既节省了施工成本, 又保证了施工安全, 且便于操作, 效果突显。
参考文献
[1]李明哲.浅谈轻型井点降水施工工艺[J].科技信息·科学教研, 2007.
铁路桥梁工程 篇11
关键词：铁路施工；桥梁工程；动态质量控制；预应力混凝土主梁
中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）08-0082-02
1 桥梁工程在铁路施工中的特点
桥梁工程在长吉城际铁路吉林站改建施工中起到了非常重要的作用，大多数地段只有架设了桥梁才能实现更短的总里程，并有效提高通行的效果。从桥梁工程的重要性出发，在铁路施工的过程中，要更加准确地对桥梁工程特点进行分析。
1.1 桥梁的结构
铁路工程对安全性和稳定性要求较高，所以在进行桥梁结构选择时，要充分将桥梁的刚度考虑在内。在桥梁刚度的设计上要留有足够的余量，以确保桥梁的刚度达到使用标准。
从已有桥梁主梁的选择经验中不难看出，预应力混凝土主梁具有刚度大、整体结构稳定、抗拉性强和使用期限长等特点，完全符合了铁路桥梁的要求，所以可以选择预应力混凝土主梁作为铁路桥梁的主要结构。
1.2 桥梁的跨度
车辆的行驶会在铁路的运行中对桥梁造成一定的震动影响，过大的桥梁跨度会影响到铁路的安全性，并带给桥梁永久性的损害，所以，应建设跨度较小的铁路桥梁。
1.3 桥梁的保护措施
现今对铁路桥梁的使用年限要求增加到100年左右，从这一点考虑，要对桥梁采取一定的保护措施，形成对桥梁的长时间保护。所以，持久且有效的保护措施也是铁路桥梁的一个主要特点。
1.4 桥梁的桥面布置
为了保障铁路桥梁的使用需求，对桥梁的桥面布置都进行了相应的优化。这样就可以用挡碴墙代替护轨，进而便于对线路进行维修和养护。另外，还要设置优质防排水系统和预留检查车及维修养护的通道。
1.5 桥梁的支座与墩台设计
支座与墩台也是铁路桥梁的关键部位，它们的质量关系到桥梁的整体结构是否能够达到一定的安全和稳定要求。在现有的铁路桥梁建设中，铁路桥梁的支座和墩台部分都得到了一定的优化设计。
1.6 路桥过渡段设计
路桥过渡段是铁路桥梁建设中的必要设置，要充分考虑到列车在运行时的安全性和稳定性。所以，在路桥过渡段的设计和施工中，要结合对角度和长度已有的成熟经验进行设计。
2 铁路施工中桥梁动态质量控制的措施
2.1 桥梁基础工程动态质量控制的关键所在
桥梁的基础工程对铁路桥梁工程整体而言至关重要，一个铁路桥梁的建设如果缺少质量过关的桥梁基础，会影响到整个桥梁的质量和使用寿命，进而给桥梁的使用造成非常严重的安全隐患。因此，工程施工管理人员必须做好对桥梁基础工程质量的全面控制。
对于桩基础工程的质量控制要点则主要在于对钻孔桩成孔质量控制、对钻孔桩水下混凝土灌注的控制和对承台施工质量的控制等。在上述几个质量控制的过程中，管理人员需要采取逐项完成逐项检查，然后再逐项签字的办法，以实现对桥梁动态质量的有效控制。
基础工程要严格根据设计的要求进行开挖，要保证开挖在规定的范围内，还要把握好开挖的坡度，最后还要处理好基础的支护工程。在这个过程当中，对开挖质量和基础支护工程的控制是铁路桥梁动态质量控制的关键所在。可以采取全程监控的方法，以确保工程动态质量达到预设的要求。
2.2 桥梁墩台工程动态质量控制的关键所在
在铁路桥梁的施工过程中，墩台影响到桥梁的整体质量。所以管理者需要对墩台的位置、标高和墩台的混凝土强度及耐久稳定性进行综合的考量。在墩台开始施工以前，要将基顶的浮浆凿除、冲洗干净，并将钢筋进行整修。要在其基顶面测定中线和水平，标出墩台底面的具体位置。其中，模板和支架、混凝土和钢筋工程必须按照相应文件中的规定进行。另外还要严格控制支撑垫石的标高。在墩台工程施工完毕后，还要对全桥进行中线、水平及跨度贯通的测量，要将各墩台的中心线、梁端线、支座十字线及锚栓孔的位置准确标识出来。最后，还要设置一个永久性的高程观测点，用其在墩身浇注完成、架梁前和竣工验交前进行观测。
2.3 桥梁主梁预制工程动态质量控制的关键所在
在铁路桥梁的施工过程中，要采取场内预制的方法对主梁进行监测。要明确的一点是桥梁的主梁预制工程影响到桥梁的桥面稳定性和平整度，所以，管理人员要加强对主梁各项质量指标的控制。在桥梁主梁预制工程中，还要重点控制温度，确保温度保持在标准的范围之内，以将桥梁主梁整体的强度提高。
2.4 桥位制梁工程动态质量控制的关键所在
在铁路桥梁施工的过程中，在预制主梁外，还要在主梁安装之后进行桥位制梁工程。
2.4.1 对支架法现浇桥梁的动态质量控制。支架法现浇桥梁施工的关键在于对桥梁强度、刚度和稳定性的控制，需要确保这几项质量的达标。
2.4.2 对预应力工程的动态质量控制。预应力工程是保障桥梁整体强度的关键所在，在控制桥位制梁工程的质量时，要确保预应力工程达到预定的质量标准。
2.5 高性能混凝土工程动态质量控制的关键所在
考虑到长吉城际铁路吉林站改建中桥梁的重要性以及对安全性和稳定性的要求，为了提高其使用的寿命，需要在工程施工的过程中，将混凝土作为一项单独的工程来进行认真的对待。
3 结语
在现代的铁路施工中，桥梁工程的比重和重要性越来越大，桥梁的动态质量影响到整个铁路工程的质量。所以，工作人员要对铁路施工中的桥梁建设进行全面的质量监控，采取相应措施，以确保达到相应的质量要求。
参考文献
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铁路桥梁工程 篇12
近年来,应用铅芯橡胶支座进行桥梁减(隔)震受到各国研究人员的广泛关注,并取得了一些有价值的研究成果[1,2,3]。铅芯橡胶支座是一种新型减(隔)震支座,它是由普通叠层橡胶支座插入铅芯形成,由于铅芯能同时耗散地震能量和增加静荷载下的刚度,满足了隔震体系的大部分要求,被认为是进行桥梁隔震较理想的装置,已在美国、日本、新西兰和意大利等国广泛应用。一些隔震桥梁已在数次地震中表现出良好的抗震性能,进一步显示了桥梁隔震技术的优越性和广阔的发展前景[4,5]。
我国对隔震支座的应用研究尚属起步阶段,而对铁路桥梁采用铅芯橡胶支座(LRB)的较少,铁路桥梁多采用盆式橡胶支座,研究铁路铅芯橡胶支座隔震桥梁抗震性能具有现实意义。理论分析与实验结果都表明,在桥梁中采用了减(隔)震支座后,桥梁的整体动力特性发生了改变,传统的桥梁延性抗震设计方法已经不再适用于隔震桥梁[6]。铅芯橡胶支座的滞回耗能特性主要由支座初始弹性刚度与屈服后刚度及硬化比等动力参数确定,同时铅芯直径和高度的变化,对铅芯橡胶支座吸收耗散能量的功能有直接的影响。本文建立了隔震多跨简支梁桥体系的全桥模型,将支座、梁和桥墩作为一个整体考虑,给出了铅芯橡胶支座滞回特性的等效线性模型以及这种支座设计参数的计算方法和取值范围。通过改变地震激励特性、地震动强度和车速等参数,对隔震桥梁在不同激励下的响应规律和特点进行了系统的研究。
1 铅芯橡胶支座动力分析模型
1.1 铅芯橡胶支座滞回模型
从大量的试验结果可知,铅芯橡胶支座的荷载—变形关系是非线性的,Bouc-Wen[7]通过对结构动力滞回特性研究提出的微分型滞回恢复力模式,在一定程度上接近滞回特性的实际情况,能方便地考虑橡胶支座水平变形的后期硬化特性。为简化计算,根据滞回曲线中正反向加载卸载时,初始刚度与卸载刚度以及屈服后刚度相平行的特点,将支座的滞回曲线简化为双线性曲线,从而建立起铅芯橡胶支座的滞回特性等效双线性模型。滞回曲线主要由铅芯橡胶支座的动力参数确定,最重要的就是屈服前刚度,屈服后刚度和屈服强度,而影响这些参数的主要因素是铅芯橡胶支座的橡胶面积,铅芯直径和高度,以及铅芯橡胶支座的剪切模量。当确定了支座的尺寸和材料特性,就可以求出支座模型的三个重要参数。图1为铅芯橡胶支座简图,图2描述了铅芯橡胶支座等效双线性恢复力模型。
1.2 铅芯橡胶支座的初始刚度与屈服后刚度
本文的支座参数分析采用日本桥梁免震设计条例[9]给出的根据实验结果建立的公式:
Ku=6.5Kd (1)
F=ARFγ+APq0 (3)
Qd=Apq0 (4)
q0=85.0 kgf/cm2,对应于剪应变γ=0 时铅芯的剪应力,q是铅芯剪应力,按下式取值:
1.3 铅芯的直径和高度
理论分析与实验结果表明:铅芯橡胶支座的耗能主要是通过铅芯的变形来实现。即铅芯橡胶支座的耗能随支座的特征强度的增大而增大,随支座的最大变形的增大而增大。当两支座铅芯有效变形体积相同时,多芯支座的耗能略低于单芯支座。为了保证铅芯橡胶支座正常的力学性能,铅芯的直径dp与其有效高度HP之比应满足下面的关系:1.25≤HP/dp≤5.0。
2 隔震桥梁地震响应分析实例
2.1 五跨简支梁桥的基本参数
某铁路五跨简支梁桥,采用32 m箱梁,圆端形实体桥墩,20 m墩高,墩身为C35混凝土现浇,纵向钢筋全截面配筋率为0.43%。桥址处50年超越概率为2%,设计水平地震加速度a=0.2g,罕遇水平地震加速度a=0.4g,Ⅱ类场地,特征周期为0.55 s。
2.2 有限元分析模型
采用ANSYS建立五跨简支梁桥全桥空间分析模型,采用Beam188单元模拟箱梁和桥墩,墩底固结。根据前述研究,铅芯橡胶支座在滞变加载实验中的滞回曲线近似呈现为双线性的行为,故在数值模拟中采用双线性模式模拟铅芯橡胶支座的行为。在ANSYS中,隔震支座的力学模型可以简化为由水平两方向的非线性弹簧、粘滞阻尼器以及竖向的线性弹簧所组成,竖向刚度的模拟采用Combin14单元;在两个水平方向采用Combin40单元,该单元可以引入双线性的强化模型、粘滞阻尼的影响。
2.3 铅芯橡胶支座设计
根据前述理论,铅芯橡胶支座尺寸及计算参数见表1。
3 铅芯橡胶支座隔震桥梁动力响应计算及分析
3.1 计算过程
为了分析减隔震支座的减震效果,考虑了三种工况及其组合:
1)列车分别以160 km/h,200 km/h,250 km/h,300 km/h,350 km/h的车速过桥;
2)桥梁分别考虑普通盆式橡胶支座和铅芯橡胶支座;铅芯橡胶支座尺寸及计算参数见表1;
3)输入El Centro地震动加速度时程,分别考虑横向和纵向常遇地震、设计地震和罕遇地震,地震力组合为Ex+0.65Ez,Ey+0.65Ez。
桥梁结构在隔震前基本周期为0.462 0 s,隔震后的基本周期为1.127 4 s。通过输入El Centro地震动,以列车时速350 km/h纵桥向罕遇地震输入为例,计算隔震前后结构的墩顶位移和墩底剪力以及墩底弯矩的最大值见表2。160 km/h时速时隔震前后纵向罕遇地震墩顶顺桥向位移见图3;350 km/h隔震前后纵向罕遇地震墩顶顺桥向位移见图4;减震率
3.2 结果分析
利用ANSYS对以上三种工况组合进行计算,结果表明:
1)随着列车速度和地震强度的增加,桥梁动力响应有增大的趋势,但不是线性增加,对于隔震桥梁的减震率来说,亦是如此。
2)与普通橡胶支座相比,铅芯橡胶支座既能降低强震作用下结构的墩顶位移,又能降低梁体的位移,同时桥梁所受的弯矩剪力都大为减少。采用铅芯橡胶支座对桥梁进行合理的隔震设计,可以使桥梁在罕遇地震作用下由铅芯橡胶支座吸收大部分地震能量,使大部分变形都发生在支座部位,即使桥墩发生有限的非弹性变形,隔震设计仍然可以起到有效保护桥墩的作用。
4 结语
本文建立了铅芯橡胶支座滞回特性的等效线性化模型,给出了这种减震装置的设计参数的计算方法及合理的取值范围。以高速铁路多跨简支梁桥进行减隔震计算分析,计算结果表明:
1)随着列车速度和地震强度的增加,隔震桥梁动力响应有增大的趋势,但不是线性增加;2)与普通橡胶支座相比铅芯橡胶支座具有良好的减震性能,铅芯橡胶支座能降低强震作用下结构的位移弯矩等内力;3)合理的选择减隔震支座动力参数是减小结构的地震响应的关键所在,对桥梁减隔震体系的参数优化应深入研究。
摘要：给出了铅芯橡胶支座滞回特性的等效线性模型以及支座设计参数的计算方法和取值范围,建立了隔震多跨简支梁桥体系的全桥模型,通过改变地震激励、地震动强度和车速等参数,对隔震桥梁在不同激励下的响应规律和特点进行了系统的研究,分析了隔震效果。
关键词：铁路桥梁,铅芯橡胶支座,减隔震
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