梁板式桥（精选六篇）
梁板式桥 篇1
关键词：梁板式桥,水泥砼,桥面铺装,裂缝原因,处治方法
1 桥面铺装层设计要求
桥面铺装是车轮直接作用的部分。其作用在于防止车辆轮胎直接磨耗属于主梁整体部分的行车道板, 防止主梁遭受雨水的侵蚀, 并对车辆轮重的集中荷载起一定的分布作用。因此, 桥面铺装要求有抗车辙、行车舒适、抗滑耐磨、低温抗裂、不透水、刚度好等性能。此外, 还应具有一定的抗弯曲变形能力。另外, 桥面铺装部分在桥梁恒载中占有相当的比重, 尤其对小跨径桥梁更为显著, 故还应尽量减小铺装的重量。
2 桥面过早裂缝的原因分析
2.1 桥梁结构影响
梁板式桥梁式我国公路桥梁建设中应有较多的结构形式, 首先在桥梁的一些特殊部位产生裂缝, 如桥面的连续部位和肋板顶, 梁 (板) 的衔接处, 主要有纵向裂缝和不规则裂缝。
主要原因一是负弯矩的影响:连续梁板式桥由于荷载作用在支座或悬臂部位产生负弯矩, 使桥面铺装层受到拉应力作用而产生裂缝, 从而造成桥面铺装的损坏。二是梁 (板) 的衔接处受荷载特别是超载的剪切作用, 易产生纵向裂缝。
2.2 气候影响因素
受气候变化影响, 混凝土桥面铺装在降温和混凝土收缩的共同作用下, 桥面铺装混凝土会出现拉应力区, 从而产生裂缝和裂纹, 温差越大裂缝越宽。
2.3 设计影响因素
设计桥面板刚度不够。设计中为了减轻恒载, 试图用增加钢筋用量或采用高强度钢筋来减薄桥面板的厚度 (如某些顶板偏薄的箱梁结构或翼缘板偏薄的T梁结构) , 这种桥面板如果刚度不够, 在重荷载的作用下会引起较大的变形。随着日益增加的重型车辆在不平整的位置产生更大的冲击力, 容易使桥面板及铺装层出现裂缝。另在设计中铺装厚度偏薄, 如厚度不足以抵抗桥梁变形和汽车荷载作用也容易产生裂缝。
2.4 施工影响因素
混凝土质量的影响。配制混凝土的原材料质量低劣、砂率过大、水灰比控制不好、粗骨料的颗粒级配差、混凝土拌和物和易性差以及施工时漏振、模板漏浆等造成混凝土中出现蜂窝、麻面、强度降低等缺陷, 均破坏了铺装层的整体性、降低了其抗裂、抗冲击、抗弯曲及耐磨性能。
桥面砼铺装层与梁顶表面结合不好。桥面砼铺装前, 梁表面的松散物、泥 (油) 污等清除不彻底, 梁顶面未凿毛或凿毛的密度和深度不够, 这些直接影响桥面砼铺装层与梁顶之间的有效结合, 破坏了水泥混凝土层的整体性;另外, 由于调整桥面纵横坡等原因造成桥面砼铺装层厚度局部过薄, 削弱了桥面铺装层的刚度和承载能力, 也是桥面早期损坏的原因之一。
桥面钢筋网移位。钢筋网在进行绑扎和浇注水泥混凝土时, 受到施工人员及施工机具的荷载作用和水泥混凝土的自重压力等影响, 定位筋或垫块失去作用, 导致其紧贴梁顶, 削弱了钢筋网承受荷载的能力, 尤其对于出现负弯矩的桥面铺装层, 更易出现桥面裂缝等损坏现象。
通车时间过早。有些单位为了提前通车, 在水泥砼桥面铺装未达到设计强度时即开放交通, 使其过早承受重载的作用, 这也是造成桥面过早损坏的原因之一。
施工缝处理不当。水泥砼桥面铺装应力求少设施工缝, 需设置施工缝的也应设在使结构受剪力和弯矩较小, 且便于施工的位置 (如墩台顶) 。施工缝的处理不规范, 就会严重影响混凝土的连续性和整体性。
3 处治方法、施工工艺
3.1 处治方法
3.1.1凿槽嵌补法当桥面铺装层仅出现少量开裂时, 可采用凿槽嵌补。通常沿裂缝凿槽 (多呈V形) , 槽的两边砼面必须修理平整, 用空压机将槽内清除干净, 然后在槽内嵌补各种粘结材料, 如环氧砂浆、沥青等。
3.1.2加铺无筋钢纤维混凝土法当桥面铺装层裂缝较多时, 可采用加铺一层无筋钢纤维混凝土进行修补的方法。常用掺量为1%-2% (95千克/立方米左右) , 拌和的投料次序和方法宜采用粗细骨料、钢纤维和水泥先干拌而后加水搅拌, 其浇筑方法与普通混凝土浇筑基本相同。加铺前, 先将旧桥面铺装层外露面用洗刨机均匀洗刨处理, 然后清理干净, 使新铺装层与旧桥面更好地结合, 与行车道板共同受力, 充分发挥其弯拉强度高、抗裂、抗疲劳、耐磨、抗冲击性能好的特点, 提高主梁的承载力。
3.1.3钢筋网混凝土补强加固法桥面铺装层如严重损坏, 可采用全部凿除、重筑铺装层的方法, 习惯上常用钢筋混凝土浇筑修补。修补前先将旧桥面铺装层凿去并将旧桥面板凿低数厘米 (结合面要求凿成齿形缝) , 然后焊接或埋设钢筋网 (常采用双层钢筋网) , 浇筑砼后养生到规定强度。
3.2 施工工艺
对于空心板梁段桥面铺装采用普通C40混凝土。为了便于施工工人在抹面、收平时不直接踩在混凝土上, 桥面铺装混凝土分成4～6米的2幅进行施工, 主、跨线桥面铺装分为2幅浇注。待第一次浇注混凝土养护7天后浇注剩余的桥面铺装混凝土。工艺流程:凿除浮碴、清洗桥面→精确放样→绑扎钢筋→安装模板→调整钢筋→浇注混凝土→混凝土养生→泄水孔安装。
3.2.1模板设置首先根据铺装层厚度确定好混凝土标准带, 标准带采用5号槽钢作模板, 用水准仪布置好标高控制点。
3.2.2桥面处理混凝土浇注前, 将桥面的杂物、灰尘全部清理干净, 并且洒水湿润桥面, 但不能留有积水。
3.2.3运输混凝土在互通拌和站集中搅拌, 混凝土罐车运输至现场。混凝土到达现场后应有专业技术人员进行坍落度检测, 混凝土坍落度小于14cm不能使用, 否则易引起堵泵现象。混凝土出现离析现象时不能使用。
3.2.4混凝土的摊铺混凝土泵车送至桥头后, 采用双轮车运至摊铺地点采用人工找补均匀。考虑混凝土振捣后有一定的沉降量, 人工摊铺时, 要比角钢高度略高。
3.2.5振捣时首先采用插入式振动棒与平板振动器相结合的方法应严格控制振捣时间, 振捣时间不宜过长, 保证混凝土密实即可。过度振捣会造成粗骨料下沉, 混凝土表面富浆, 上层多为砂浆, 极易造成塑性收缩裂纹。
3.2.6混凝土收浆、抹面混凝土振捣后应立即搭设跳板进行抹面收浆。
3.2.7混凝土养护一次收浆之后, 赶紧盖塑料薄膜, 阻止水分的挥发而产生早期塑性收缩裂纹。施工作业面不得过长, 从混凝土摊铺到盖塑料薄膜不宜超过45min, 尽量控制在30min内。待终凝后撤掉塑料薄膜, 然后铺上棉毡洒水养护, 养护不少于10天。另外为了保证先施工的半幅桥面的整洁度和平整度, 派专人清除接茬处的浆液。在浇注下一次混凝土前, 在施工缝处涂界面剂。
4 结束语
当水泥砼桥面铺装出现质量问题时, 应根据破坏的程度, 及时采取适宜的处治方法。首先对空心板、混凝土构件光滑表面处进行凿毛, 并用高压水冲洗干净, 不留积水;在桥面上布设桥面铺装钢筋网, 钢筋网的布设要严格符合设计及规范要求, 当斜交角度a>20°时应按设计要求设置钝角钢筋, 同时预埋伸缩缝钢筋。桥面铺装混凝土在拌和站集中拌和, 混凝土搅拌运输车运至现场, 泵车送至桥面, 采用振动梁进行振捣, 混凝土压滚压平。浇筑完成抹平后采用塑料薄膜覆盖并洒水养生, 防止裂缝的产生作为桥面铺装施工的质量控制重点。
参考文献
梁板式与筏板式底板经济比较 篇2
关键词：梁板式,筏板式,经济性,特点
在当前我国经济不断发展的大环境下, 以最少的投资产生最大的经济效益是绝大多数建筑工程投资者的必然追求, 如何在保证结构安全的前提下, 节约工程建设造价, 一直是广大工程技术人员不断努力的目标。建筑工程造价控制与诸多因素相关, 虽然其实际投资主要发生在施工阶段, 但节约投资的可能性却主要发生在施工以前的阶段, 尤其是设计阶段, 设计阶段是投资控制最主动有效的环节。
筏板式底板结构体系简单, 传力途径短捷, 较之传统的梁板结构体系具有整体性好、建筑效果好, 充分利用地下车库空间, 可有效地降低地下层高等优点。在施工时具有节约模板、支模简单、板面钢筋绑扎方便、设备安装方便等特点, 从而缩短施工工期。筏板式底板已作为一种常见的底板形式广泛应用于地下车库中, 其经济性也成为工程师所关注的问题, 为论证其经济性, 本文通过一工程实例对比分析梁板式与筏板式底板的经济性。
1 梁板式与筏板式底板的特点
梁板式底板施工时, 梁需要做砖模, 土方开挖量大, 施工工序多, 且防水难以处理。筏板式底板是现代建筑的一种结构形式, 它的特点是没有梁系, 板面荷载由板直接传递给柱。筏板式底板的优点为:便于布置管线和施工, 有效减少土方开挖量;在施工方面, 具有施工支模简单、节约模板, 楼面钢筋绑扎方便, 设备安装方便等优点, 从而大大提高了施工速度。但筏板底板需要用到较厚的楼板以抵抗竖向构件产生的冲切力[1]。
梁板式底板可以认为框架柱、框架梁间可以直接传递弯矩、剪力和轴力。而筏板式底板则假定是由柱上板带和柱形成“等代框架”, 当柱作为等代框架的情况下, 其宽度大大超过柱宽, 受力状态较为复杂[2]。筏板式底板受力原理为:有一部分楼面荷载 (大体相应于柱宽的那部分荷载) 产生的弯矩可以通过板直接传给柱, 而其余部分都可通过扭矩进行传递:这时可以假设柱两侧与柱等宽的板为扭臂。柱宽以外的那部分荷载使扭臂受扭。扭臂又将这些扭矩传递给柱, 使柱受弯矩, 最终全部的荷载由柱传给基础[3]。
2 工程实例
2.1 工程概况
来安4号车库总建筑面积20 595.5 m2 (如图1所示) , 属非人防范围, 车库底板标高-4.800 m, 顶板标高-1.100 m, 顶板覆土800厚, 地下水位标高-1.100 m。地下室底板承受水浮力作用, 水浮力的荷载约为41 k N/m2。柱距为8 m×6 m。
2.2 梁板式底板结构
采用大板结构, 结构布置见图2。根据地下室抗浮水位进行试算, 因跨度及荷载较大, 考虑底板的裂缝控制, 混凝土强度等级为C30, 底板厚度取350 mm, x向梁截面为400 mm×1 000 mm, y向梁截面300 mm×900 mm。
2.3 筏板式底板结构
因本工程地下室柱距比较均匀, 且纵横两个方向跨度适中, 可考虑采用筏板设计方法, 利用柱下四桩承台作为柱帽, 借鉴板柱体系常用的等代框架的思路, 对地下室底板划分成柱上板带和跨中板带进行有限元分析, 以计算板带的内力和配筋。筏板式底板结构的平面布置图见图3, 板厚为400 mm。
2.4 结果分析
梁板式底板按普通框架结构在PKPM中进行计算, 梁的配筋在SATWE中进行分析, 板的配筋在PMCAD中进行分析。
筏板式底板板带划分及建模在PMCAD中进行, 在SLABCAD中进行分析。
以上的计算结果均以最大裂缝0.2 mm控制进行配筋, 计算结果见图2, 图3。
为了较快地进行比较, 且不失一般性, 取跨中8 m×6 m的板跨进行经济对比分析, 计算的过程中, 扣除承台的混凝土及钢用量, 梁板式底板梁的混凝土用量及钢用量取一半, 分析结果见表1。
从表1中可看出, 与梁板式底板相比, 筏板式底板的混凝土用量略高, 相差0.59%;筏板式底板的钢用量比梁板式底板的少, 相差38%。按当地的造价, 梁板式底板混凝土用量17.04 m3, 所需费用约8 085.14元;钢用量0.278 m3等于2.188 t, 所需费用约12 952.96元。筏板式底板混凝土用量17.14 m3, 所需费用约8 132.59元;钢用量0.173 m3等于1.357 t, 所需费用约8 033.44元。该板跨单从混凝土和用钢量上比较, 使用筏板式底板可节省4 871.93元, 即每平方米可节省约101.50元。可见, 虽然筏板式底板的混凝土用量略比梁板式底板的高, 但钢用量却节省了很多, 再从施工工期及土方量上考虑, 筏板式底板是较经济的。
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3 结语
本文通过梁板式和筏板式底板对混凝土用量和钢用量进行对比, 筏板式底板比梁板式底板经济, 筏板式底板的混凝土用量比梁板式底板的混凝土用量略高出0.59%, 与梁板式底板相比, 筏板式底板的钢用量可节省38%, 使用筏板式底板每平方米可节省约101.50元。
参考文献
梁板式桥 篇3
近年来, 随着我国经济建设的迅猛发展, 建筑市场的竞争也日益激烈, 要求设计人员快速、高质量的出图。高层建筑多采用筏板基础, 基础是高层建筑中主要构件, 其工作量约占整个工程计算量的30%, 由于筏板基础冲切计算无相关合适的计算程序, 导致计算效率低、工期长, 因此提高梁式、板式筏基冲切的计算效率迫在眉睫。
1 现状调查
筏板形基础分为梁式筏基和板式筏基。根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002 (2002年版) 和《高层建筑箱形与筏形基础技术规范》JCJ6-99, 梁式筏基和板式筏基的冲切计算工作量统计见表1。
经统计得到:梁式、板式筏基冲切计算的平均时间 (含冲切承载力计算、剪切承载力计算) 约80分钟 (不含验算不满足重新计算的时间) 。可见筏板冲切计算的工作量是基础的主要计算工作量之一。从近年来的经验来看, 计算程序无疑可以大幅度地提高结构计算效率。但是通过对我院现有计算程序调查 (如PKPM、理正等软件) 发现这些程序模块均不能计算 (或计算不全面) 梁式、板式筏基冲切计算, 只能人工计算导致了计算效率不高。
2 制订对策
针对计算繁琐、过程复杂的问题, 我们编制计算程序来解决。包括了:将计算类型分类整理;找共性, 标准化, 公式化;将公式化的内容程序化;根据程序化内容写出程序流程图;编写程序;完善程序。
3 实施阶段
3.1 计算类型整理, 找共性, 标准化, 公式化
以板式筏基为例:计算中所需的参数临界截面的周长以及极惯性矩的计算因柱所处位置的不同而有所差别, 但最大剪应力τmax计算公式是相同的。通过用户选择不同的类别, 分别计算相应的参数, 后代入统一计算公式:
3.2 程序的主要计算内容
板式筏基计算程序:um、βhp等参数;冲切所需板厚;剪切所需板厚。梁式筏基计算程序:um、Is、αs等参数;最大剪应力;剪切承载力。通过这些参数的计算最终进行冲切、剪切计算。
程序编制按以下步骤进行:公式程序化;流程图;编写录入;数据校审;考题验证;完善程序。流程图见第3页图1。表2是用程序计算的梁式、板式筏基的工作量表, 对比人工计算工作量表 (表1) 我们可以发现:工作量大大减小了!
4 程序使用效果
程序完成后, 在河北某研究院工程中进行了应用。表3为该工程筏基冲切手算和程序计算的分项比较表。
通过上表可以发现使用所编程序使筏基计算工效提高为手算工效的10倍、所占计算工作量比例降为33%。
程序的使用还产生了一定的经济效益。仍以河北某研究院工程为例:结构专业设计费产值为39万元, 基础部分占结构专业产值的30%, 即39x30%=11.7万元, 手算所用工时 (含绘图、校审等所有的时间) 为3天, 程序计算工时为0.5天, 节省了2.5天。基础生产工期15天, 产生经济效益为1 1.7/1 5*2.5=1.9 5万元, 则直接经济效益为:1.95万元。
5 结语
经过实际工程的应用证明把计算标准化程序化、开发程序可以大幅度地提高计算效率等。我们把开发的计算程序在全院范围内进行交流, 得到了设计人员的认可, 并纳入结构计算工具箱中, 做为共享软件在设计人员中推广使用。
注:篇幅所限, 仅给出平板式筏板基础
附1:程序计算书
(1) 平板式筏基冲切计算书。
计算文件名:c:My Documents平板筏板-01.txt
验算编号:NO.1
验算项目:边柱
(1) 柱参数。
柱截面宽bc=800mm
柱截面高hc=800mm
集中力设计值N=600kN
不平衡弯矩设计值Mc=1000kN.m
(2) 筏板参数。
砼强度等级C30
筏板高度h=500mm
筏板保护层厚度αs=35mm
(3) 计算结果。
tmax=0.9544kN/m2
t=1.001kN/m2 v=465.465kN
(2) 梁板式筏基冲切计算书。
计算文件名:c:My Documents梁板筏板-01.txt
验算编号:NO.1
(1) 筏板参数。
板格短边净长度ln1=7000mm
板格长边净长度ln2=7000mm
砼强度等级C30
地基土平均净反力设计值400mm
(2) 冲切验算结果。
Fl=14003.9971kN
F=14003.9971kN
计算得h0=541.5379mm
(3) 剪切验算结果。
Vs=3383.6608kN
V=3444.3719kN
计算得h01=591.5379mm
摘要：立足规范, 通过编制程序来达到提高筏板基础冲切计算效率, 进而产生经济效益的目的。
关键词：筏板基础,冲切计算,程序编制
参考文献
[1]GB50007-2002, 建筑地基基础设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2002.
梁板式桥 篇4
随着我国交通运输业发展, 海上运输事业取得了较为先进的发展, 为了促进中国海上交通运输, 在一些河口、海口建设了各种大小的码头。在众多码头中, 高桩梁板式码头结构应用最为广泛, 但是从该类型码头的实际生产应用现状进行分析, 高桩梁板式码头存在很多质量问题, 其结构的稳定性、耐久性存在严重的问题。本文从高桩梁板式码头结构耐久性问题的机理、修复等问题进行分析研究。
2 造成高桩梁板式码头结构耐久性下降的因素
随着国民经济的发展, 海陆空交通运输、经济活动不断发展。海上交通运输的发展, 带动了各沿海地区的经济, 同时也促进了海外贸易, 在海上交通运输中, 码头不仅是船舶停靠的地方, 也是海上贸易的重要交易地带。从当前的码头使用现状进行分析, 高桩梁板式码头的使用年限, 出现普遍的下降, 其中还有一些高桩梁板式, 在建成后不久, 就出现了破损的现象。针对这一现状进行分析, 将原因归结为高桩梁板式码头结构的耐久性存在的问题。
从当前的混凝土建筑工程使用现状进行分析, 结构耐久性问题是混凝土工程存在的共性问题。从中国混凝土结构建设进行分析, 中国目前还没有出台与混凝土工程结构耐久性设计规范的相关文献, 在混凝土工程施工中, 其结构耐久性没有相关的设计标准。在实际的工程建设中, 工程结构的设计, 均是以结构的抵抗力为主, 会对工程结构的稳定性进行考虑, 但是在工程结构耐久性上的考虑非常少, 进而忽视了工程的使用寿命[1]。
高桩梁板式码头, 在其使用中, 耐久性下降, 造成使用寿命下降, 从其结构上的耐久性上进行分析, 受到环境影响的因素非常大, 同时也受到自身结构的特性等因素的影响。高桩梁板式码头是海洋工程, 其处于一个非常恶劣的环境中, 受到各种有害介质的腐蚀, 加上温度产生的应力等, 进而造成其结构耐久性的下降。
高桩梁板式码头与其他类型的海洋工程相比, 其结构耐久性下降非常严重, 这与高桩梁板式码头的结构特点有一定的关系。高桩梁板式码头受到其工作环境的影响, 下部是透空结构, 上部是梁板结构, 在大面积的覆盖下, 空气不流通, 加上受到海洋中高浓度盐水的侵蚀, 形成了恶劣的外部工作环境。
高桩梁板式码头在工作的过程中, 受到物理破坏以及化学侵蚀, 所以结构的耐久性下降较为严重。因为工作环境的影响, 高桩梁板式码头在其建设的过程中, 需要将结构耐久性的设计考和工作环境因素考虑其中, 制定相关的防护措施, 提升码头结构的耐久性, 延长码头使用寿命[2]。
3 高桩梁板式码头耐久性问题产生的机理
高桩梁板式码头属于混凝土结构工程, 所以结构的耐久性为混凝土工程结构的耐久性, 混凝土结构耐久性是指混凝土工程在自然的环境中, 或者是在环境、自身内力作用下, 这种特性可以对混凝土自身的工作性能产生保护作用。
在实际工作中, 因为混凝土工程结构的耐久性, 造成工程结构性能发生变化, 降低工程的使用寿命。耐久性下降, 造成的结构承载能力下降, 进而影响整个工程结构的安全性。高桩梁板式码头工程施工中, 钢筋表面的混凝土, 对钢筋有保护的作用, 混凝土中强氧化钙饱和溶液, 形成了一个高碱度的工作环境, 使得钢筋的表面被一层致密的、难熔的保护膜保护着, 使得钢筋和空气、水分隔离, 保证钢筋不被腐蚀和破坏。
但是当钢筋碱性工作环境的碱性降低时, 钢筋表面的保护膜将会被破坏, 造成钢筋的腐蚀, 在高桩梁板式码头结构中, 钢筋受到腐蚀的影响因素有很多, 例如, 钢筋的直径、混凝土水泥的品种、外部坏境等, 下面以码头的工作环境为基础, 对工作环境对其结构产生侵蚀进行分析。
海洋的盐浓度非常高, 含有丰富的Cl-。Cl-在高桩梁板式码头工作过程中, 以海水、海雾等形式, 对其码头的混凝土结构进行侵蚀, 影响着码头的使用性能和使用寿命。Cl-对高桩梁板式码头混凝土结构产生的侵蚀机理为:首先, 将其钝化膜破坏。在钢筋的外次有一层致密的混凝土保护膜, 简称为钝化膜, Cl-先将混凝土钝化膜破坏, 然后通过混凝土到达钢筋的表面, 在钢筋局部位置发生化学反应, 降低该处的p H值, 并快速地达到酸性, 慢慢地将整个钢筋表面的混凝土钝化膜破坏。其次, 产生腐蚀电池。在高桩梁板式码头施工中, 使用的混凝土并不是均质的, 钢筋表面的钝化膜受到破坏, 使得该部位的钢筋裸露。裸露在外的钢筋与没有腐蚀完好部分的钢筋, 因为是铁质的, 所以会形成一个电位差。裸露部位为阳极, 为裸露完好部位为阴极, 形成腐蚀电池, 使得钢筋的表面产生蚀抗。第三, 产生去极化作用。在形成的腐蚀电池反应中, 混凝土钝化膜被腐蚀, Cl-没有被消耗, 在腐蚀电池中, 其运动将腐蚀电池的作用加强, 当Cl-进入混凝土后, 就会不断地产生破坏。第四, 导电[3]。当进入混凝土层后, 在破坏混凝土结构的基础上, 还会将各种离子的通路加强, 将电路两端的电阻降低, 加速腐蚀电池作用, 进而加快钢筋的腐蚀。
阳极发生二次化学反应:
4 高桩梁板式码头耐久性问题的修复
码头在交通运输、经济贸易中发挥着重要的作用, 其结构耐久性下降, 不仅会降低码头的使用寿命, 还存在较大的安全隐患, 为了保证码头正常运行, 需要对其耐久性问题进行修复。
1) 在码头设计中, 合理计算码头的使用寿命
在高桩梁板式码头设计的过程中, 其结构耐久性的提升, 在很大程度上影响着工程的造价, 所以提升工程的耐久性, 并有效地控制工程的造价, 在工程施工的过程中, 需要加强工程的施工监管, 保证工程的施工可以达到工程设计的标准。工程施工中施工的钢筋, 需要进行防腐防锈处理, 同时在码头结构的外面喷一层防腐层[4]。
在施工中控制混凝土中的水灰比, 如果混凝土的水灰比较大, 就会造成混凝土的孔隙比、孔径等增加, 完成施工投入使用后, 将为Cl-等对钢筋等有害的物质提供更为便捷的侵入条件, 加速钢筋的腐蚀。为了保证混凝土的密实性, 在混凝土施工中, 要限制最小混凝土的使用量, 以最小水泥用量降低工程的造价, 保证混凝土工程具有一定的密实性。在施工中, 混凝土的厚度需要达到设计要求, 码头工程建设中, 使用的钢筋被Cl-等有害物质腐蚀的速度与其钝化膜混凝土厚度的平方成正比例关系, 为了对钢筋进行保护, 在工程施工中, 需要保证混凝土的厚度, 将Cl-等有害物质对混凝土钝化膜产生的腐蚀时间延长。
2) 对现有的高桩梁板式码头结构耐久性破坏部分进行及时的修补
要提高码头的耐久性和使用寿命, 不仅要从施工设计上入手, 还需要对现有的已经受损的结构进行及时的修补。在码头日常运行管理中, 加强检查维修, 做到早发现早解决, 进而降低工程的成本。要重视码头结构上出现的细小裂缝, 小裂缝会引发大问题, 产生较大的损失, 所以需要加强结构的检查维修。裂缝的修补方法为灌缝, 使用灌缝修补, 对码头结构的完整性恢复, 将Cl-的侵入通道堵塞。
因为码头结构修补工作是水上作业, 很容易受到潮汐的影响, 所以对修补材料的性能要求非常高, 要选择强度高、耐腐蚀的材料, 同时又具备超强的黏结力, 可以快速干硬, 封闭效果好等。在高桩梁板式码头结构修补中, 为了达到修补的效果, 要保证材料的混合搅拌时间, 并且使用淡水搅拌。
3) 及时清除受损结构并加强日常维护
在高桩梁板式码头结构耐久性问题修复中, 需要及时将受损结构清除, 增加新的混凝土和钢筋, 进而提高结构的强度、刚度、稳定性和抗裂性等。将码头结构中受损严重的部分清除, 增加新的结构, 施工相对简单, 施工速度非常快;而且施工后, 结构性能可以很快达到码头结构的设计要求[5]。
为了加强对码头结构耐久性的分析, 保证码头结构的使用寿命, 保证安全运输使用, 需要加强码头的日常维护, 严禁超负荷工作, 保证船舶可以安全地靠港。在码头日常管理和维护中, 要避免船舶对码头的碰撞, 以免影响码头的耐久性和使用寿命。
5 结语
当前, 高桩梁板式码头应用越来越广泛, 但是在实际生产运行中, 码头的结构耐久性存在一定的问题, 海洋中的硫酸盐、Cl-等, 对码头结构的耐久性进行冲蚀, 破坏混凝土为钢筋形成的钝化膜, 将钢筋腐蚀。为了提高码头结构的耐久性, 提高其使用寿命, 针对耐久性问题产生的机理进行分析, 并制定相应的修复措施, 改善码头结构受损现状, 对高桩梁板式码安全头性结。构进行加固处理, 提高修复工艺, 提高码头的使用
摘要：当前高桩梁板式码头在中国各个河口、海岸广泛地建立起来, 随着施工技术的发展, 当前高柱梁板式码头的施工技术逐渐成熟, 施工方便, 但在高桩梁板式码头应用的实际施工中, 暴露了一些结构上的问题。论文从高桩梁板式码头结构的腐蚀、耐久性等方面入手, 分析了高桩梁板式码头结构耐久性问题机理与修复。
关键词：高桩梁板式码头,耐久性,机理,修复
参考文献
[1]肖航.高桩梁板式码头结构耐久性问题机理研究与修复措施[J].中国水运, 2013 (10) :45-46.
[2]王军, 杜荣忠, 刘艳萍.海工混凝土工程耐久性设计探讨[J].工程建设与设计, 2006 (2) :76-77.
[3]柳亚, 应志峰, 袁和平.高桩梁板式码头撞损后的分析和修复设计[J].水运工程, 2014 (4) :86-90.
[4]陈西峰.现代钢筋混凝土结构耐久性现状及原因[J].工程建设与设计, 2009 (10) :15-18.
梁板式桥 篇5
该斜拉桥为双索面斜拉桥, 斜拉索呈扇形布置, 主桥长879米, 主跨436米, 桥跨布置为:35.5+186+436+186+35.5米。主梁为钢梁与混凝土桥面板共同受力的结合梁, 钢梁横截面形式为双工字型, 纵向为半飘浮体系, 横桥向设钢主梁两道, 中心间距35.2米, 梁高2.8米, 两道主梁间设置3到小纵梁。索塔和主梁间设置136对镀锌平行钢丝斜拉索, 每索的钢丝数为187~349根, 结合梁在斜拉索锚固处高3.2米, 跨中高3.542米, 索梁锚固结构采用锚拉板形式, 结构均采用Q370q E钢材。
2 有限元法分析原理:概括起来可分为下列六个步骤:
2.1 结构离散化。
将分析的结构划分成有限个单元体, 形同单元体在结点处连接成单元集合体, 以替代原来结构。单元的形状、单元的数目和划分方案等问题按实际结构和计算要求决定。
2.2 选择位移模式。
对典型单元进行特性分析。首先对单元中位移分布做出一定假设, 从而单元内任一点位移、应变和应力公式可用结点位移来表示, 即:
式中{f}是单元内任一点位移列阵, {δ}e为单元结点位移列阵, [N]为形函数矩阵。
3.3 分析单元的力学特性。它包括下面三部分内容, 即:
3.3.1 利用几何关系, 导出用结点位移表示单元应变的关系式:
式中{ε}是单元内任一点应变列阵, [B]是单元应变矩阵。
3.3.2 利用物理关系, 导出用结点位移表示单元应力的关系式:
式中{σ}是单元内任一点的应力列阵, [D]是单元材料有关的弹性矩阵, {ε0}是单元初应变列阵, 而{σ0}是单元初应力列阵。
3.3.3 利用虚功原理, 导出单元上结点力和结点位移间的关系式, 即单元刚度方程:
式中:[K]为单元刚度矩阵, 它是:
3.4 计算等效结点力。
弹性体离散后, 假定力是通过结点从一个单元传递到另一个单元。在实际的连续体中, 力是从单元的公共边界传递到另一个单元的。因而, 这种作用在单元边界上的表面力以及作用在单元上的体积力、集中力, 还有初应变、初应力等都需要等效移置到结点上去, 也就是用等效结点力来替代所有作用在单元上的力。移置原则是作用在单元上的力或初应变、初应力与等效结点力在任何虚位移上的虚功都相等。
3.5 集合所有单元的刚度方程建立结构平衡方程。
集合过程包括两方面的内容:一是单元刚度矩阵集合成结构刚度矩阵;二是将作用于各单元的等效结点列阵集合成总的载荷列阵。得到:
3.6 代入边界条件求解未知结点位移并进行单元分析。
若物体还受温度影响, 其由于热膨胀只产生线应变, 剪切应变为零。这种由于热变形产生的应变可视作物体的初应变。计算热应力时只需算出热变形引起的初应变, 求得相应的初应变引起的等效结点热载荷 (简称热载荷) , 然后求解应力由于热和其他边界条件变形引起的结点位移{δ}, 再依次由{δ}求得应力{σ}。计算应力时应包括初应变项:
其中{ε0}是由于温度变化而引起的温度应变, 对于三维问题
式中α[1/℃]是材料热膨胀系数, T0是结构初始温度场。
求解热应力问题的泛涵表达式如下:
将求解域R进行有限元离散, 从δΠp=0可得到有限元求解方程
和包括温度应变的有限元求解方程, 即
其中{Pf}和{PT}是体积载荷和表面载荷引起的载荷项, 是温度应变引起的载荷项
3 有限元模型建立及分析
采用ANSYS有限元分析软件对承台接群桩基础建立实体模型, 采用单元SOLID45, 计算模型包括41947个单元, 14517个节点;计算模型边界条件:纵梁两端的节点进行全部约束, 横梁对应节点竖向约束;计算模型荷载:采用桥梁博士3.0计算各种工况组合对锚拉板产生最不利内力组合进行模型加载;计算时假定:
3.1构件忽略温度变化及焊缝残余应力的影响。
3.2构件是完全弹性、匀质材料;
3.3计算结果采用牛顿、毫米制单位;
3.4应力值以受拉为正、受压为负;
4 结论
分析得:
4.1采用ANSYS有限元分析软件进行结构建模能真实反应实际结构的受力状态, 基本能模拟实际结构的边界条件, 分析出结构应力分布和任一点位位移。
4.2从图2、3可知:纵梁的第一主应力和mises应力水平较低;主要传力板应力水平也较低, 但局部存在应力集中现象, 区域较小;锚拉板结构具有一定安全储备。
4.3建议在锚拉板施工时, 严格控制焊接工艺及焊接质量;在锚拉板结构空间允许情况下, 增加主传力板厚度以减小应力集中区域及降低应力水平。
摘要：目前, 国内外修建的许多大跨度钢斜拉桥都把锚固结构作为设计的重点之一, 索梁锚固区受力十分复杂;对锚拉板式索梁锚固结构在最不利工况下有限元分析, 得出锚拉板应力分布情况, 为类似结构的没计提供了的参考。
关键词：斜拉桥,锚固结构,锚拉板,应力分布
参考文献
[1]项海帆.高等桥梁结构理论[M].北京:人民交通出版社, 2001.
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[3]强士中.桥梁工程[M].北京:高等教育出版社.2004
[4]邵红艳.结构温度场和温度应力场分析[D].西北工业大学硕士学位论文, 2001
“桥”、“梁”考 篇6
一、“桥”、“梁”的本义探求
1.1“桥”的本义探求
在《汉字源流字典》中查到:桥的构造是形声兼会意字。篆文从木, 喬声。喬也兼表高之意。隶变后楷书写作橋。如今类推简作桥。其本义为架在水上或空中以供通行的建筑物;同时在《古汉语大词典》中查到:桥: (一) (qiáo) (1) 桥梁, 架在水上或空中以便通行的建筑物。 (2) 形状如桥梁的器物或其一部分。 (3) 通“乔”。高。《诗·郑风·山有扶苏》:“山有桥松。”陆德明释文:“桥, 本亦作乔。” (二) (qiāo) 山轿。《史记·河渠书》:“山行即桥。”许慎的《说文·木部》:“桥, 水梁也。从木乔声。”乔实声中兼义。乔有高而曲之义。《列子·汤问》:“周以乔陟。”释文:“乔, 高曲也。”据此, 我们认为“乔”与“桥”密切相关, 可以说, “乔”就是“桥”的语源。而“因声求义”的训诂学方法正能帮助我们加以考证。语言以声音为物质外壳, 意义只有依附于声音才能准确地完成交际任务, 所以对语言来说, 声音是第一性的, 文字是第二性的。因声求义就是通过词的读音寻求词义。而因声求义在训诂实践中主要有两方面的作用:一是考索语源, 二是寻求本字。在此, 我们就可以通过运用因声求义的方法之引同源字证义来探索“桥”的语源:“乔” (繁体作“喬”) 的造字本义是在“高”字上加一个曲划, 作为指事字的标志, 表示“高而曲”之义。《尔雅·释木》:“句 (弯曲) 如羽乔。上句曰朻, 下句曰乔。”段玉裁注“桥”字时引《曲礼》“奉席如桥横”时说取“高举”之义也, 春秋时期把“桔槔”叫做“桥”, 是取其高举提水之形, 战国时把曲拱跨水的建筑叫做“桥”, 是取其曲而高耸之形。另外还有许多同源字“峤、荞、鞒、硚、勪、犞、蹻”等也都含有“高而曲拱”之义。因此“桥”的语源就是“乔”, 到今日也就是“架在水上或空中以供通行的建筑物”。
1.2“梁”的本义探求
在《汉字源流字典》中查到:梁的构造是形声字。金文从水, 刅声。篆文整齐化, 并另加义符木, 表示是木桥。隶变后楷书写作梁。其本义为桥梁。同时在《古代汉语大词典》中查到:梁: (一) (liáng) (1) 桥。如:桥梁;津梁。《诗·大雅·大明》:“造舟为梁。”嵇康《琴赋》:“乃相与登飞梁。” (2) 水中筑堰像桥梁一样的捕鱼设置。《诗·邶风·谷风》:“毋逝我梁。” (3) 身体或物体上居中拱起或成弧形的部分。 (二) [樑] (liáng) 主要承受与轴不平行荷载的长条形构件。梁轴一般为水平的, 如桥梁中的行车道梁、屋面梁、楼板梁等。段玉裁注《说文》“梁”字曰:“梁之字用木跨水, 则今之桥也。《孟子》:‘十一月舆梁成。’《国语》引《夏令》曰:‘十月成梁。’“梁”的本义多认为指有水墩的多孔木梁桥。但这无法解释为什么在文献中梁多与捕鱼有关。在此, 要考证“梁”的本义, 我们就不得不运用训诂学中的演绎方法:演绎法是一种常用的训诂方法, 其特点是根据已有的知识, 通过演绎推理, 去求得合乎道理的结论。据已有的义训、根据古书用词通例、根据音韵都是常用的推理方式。而此处更适合根据引申义推求本义:词义的引申发展总是有一定的规律的, 找准了它的本义, 就能顺利地理清其意义的引申发展线索;找错了它的本义, 其意义的引申发展线索就理不清。所以, 我们要验证一个意义是不是词的本义, 可以试着将其意义的引申发展线索梳理一下, 理清了, 说明这个意义就是这个词的本义。“梁”, 《大戴礼记·夏小正》“虞人入梁”传:“梁者, 主设网者也。”《礼记·王制》:“然后虞人入梁。”注:“梁, 绝水取鱼者。这种绝水取鱼的鱼梁用一根大木, 扼于水上, 既可使渔具张开, 又可保证这些渔具不被水流冲走。这根大木与网浮形状、作用均相类, 因亦谓之梁。鱼梁之梁乃一大根木横截于水上, 后于水上架木以通人, 因亦谓之梁。此即《说文》“水梁”之梁, 桥梁之梁。水梁之梁, 本是横架在水面上的一根独木, 即后代所说的独木桥。随着技术的发展, 并若干木架于水上, 或在舟上架木为浮桥, 皆谓之梁。因中国地势西高东低, 水多由西向东流淌, 梁亦以贯通南北为常, 故宫室柱上南北向的大木亦通谓之梁, 准上所述, 梁之字义发展线索为:网浮-鱼梁之梁-水梁之梁-栋梁之梁。这个条理非常清楚, 网浮又与《说文》所载梁之古文形体一致, 所以梁之本义为网浮必不误。
二、“桥”、“梁”的历时演变
根据丁喜霞的研究发现:甲骨文中不见“桥”、“梁”二字, 在先秦文献中, 多见“梁”而少见“桥”, 如十三经中“梁”字171见, “桥”字仅7见。作为渡河建筑, 战国以前文献只见用“梁”不见用“桥”, 如《左传·庄公四年》:“令尹祁、莫敖屈重除道梁。”杨伯峻注:“梁, 桥也, 此作动词用, 修筑桥梁之意。”十三经中的7例“桥”:或为仓名;或指器物上的横梁;或为井上汲水工具;或为人名;或为地名, 未见一例表“桥梁”义。“桥”作为渡河建筑始见于战国中期以后文献, 且用例极少, 如《墨子·备城门》:“断城以板桥, 邪穿外, 以板次之。“桥”表“桥梁”义在战国中后期才出现用例, 使用频率自然要低于“梁”, 如《吕氏春秋》、《韩非子》和《庄子》中只见用“梁”不见用“桥”, 《墨子》中用以表示“桥梁”义时, “梁”仍占较大优势。通过实例统计发现在先秦时期“桥”的使用频率远不及“梁”高, 而到了汉代情况出现了变化, “桥”的使用频率逐渐增加, 并成为表示“桥梁”义的主要用字。其中《史记》《汉书》中的使用次数明显地增加了不少。根据材料分析, 我们可以得出:对于“桥梁”这个语义的发展历程大致是:战国以前用“梁”, 战国中期以后用“桥”, 到汉代, “桥”取代了“梁”, 两汉以来直到近现代, 人们主要用“桥”和“桥梁”。“梁”虽然没有完全消失, 但一般只用在承用前代的一些固定搭配中, 或用在文言色彩浓厚的文体中。
三、“桥”、“梁”历时演变的原因
“桥”能够取代“梁”承担起表示“桥梁”的语义, 这里面不仅有语言内部语音、语法、语义等因素的影响, 也有社会、认知等因素的影响。但最主要的还是社会科技进步和发展引起“桥梁”形制上的变化以及词义系统内部的调节。我们在甲骨文中没有找到“桥”、“梁”, 那是因为那时的人们还不会造桥, 然而随着人们建筑技能的提高、科学技术的发展, 后代的人们逐渐地学会了造桥。语言与社会法杖虽有密切关系, 但其如何发展, 最终却是由语言系统内部因素的相互关系决定的。作为一种符号系统, 语言内部的各因素处于对立统一的关系中。如果其中的某一因素因为要满足新的表达要求或者其他什么原因而发生变化, 系统内的有关部分就会重新调整相互间的关系。在表示“桥梁”义时, “桥”之所以能取代“梁”在语言中的优势地位, 主要是语言系统内部自我调节机制发生作用的结果。
我们知道, 词语在使用的过程中往往会产生许多不同的义项, 因此也很容易在使用中发生歧义, 从而影响到交际, 这时词汇系统内部的自我调节机制就会发生作用, 把义项复杂的词的一个或几个义项分给另外的词来承担。“桥”有8个义项, “梁”有17个义项, “梁”的义项远远多于“桥”的义项, 为了满足语言中词表义明晰性的要求, 需要把“梁”的义项分出去一些。另一方面, “桥”与“梁”具有相同的语义特征, 都承载着“桥梁”这个基本概念, 于是两者形成了同义竞争, 而“桥”的义项相对“梁”要少, 在形制和功用上占优势, 于是“桥”就承担起了“梁”的“桥梁”义。
综上所述, 我们不难发现:“桥”、“梁”词义的发展演变以及“桥”取代“梁”和“桥梁”的形成, 是社会发展和科技进步以及语言内部调节机制发挥作用的结果。一方面, 社会发展和科技进步推动了“桥”的产生, 另一方面当“桥”和“梁”具有相同义项、形成同义竞争时, 语言内部的自我调节机制就开始发挥作用, 使“桥”和“梁”的词义发生分化和转移。与此同时在双音化的驱动下, “桥”、“梁”又同义并联形成了双音节词“桥梁”。
摘要：桥梁作为架在水上或空中以便通行的建筑物已广为人知, 但桥梁发展到现在的语义经历了哪些历时演变, 作为桥梁的两个构词语素“桥”、“梁”的词义又是如何发展演变的问题却少有人知。因此, 文章将尝试着运用“因声求义”和“演绎法求义”的训诂方法来探求这个问题。
关键词：桥,梁,桥梁,历时演变
参考文献
[1]杨琳.训诂方法新探[M].北京:商务印书馆, 2011.
[2]陆忠发.现代训诂学探论[M].杭州:浙江大学出版社, 2008.
[3]丁喜霞.“桥”、“梁”的兴替过程及原因[J].北京:语言教学及研究, 2005 (1)