混凝土梁体（精选九篇）
混凝土梁体 篇1
随着公路铁路事业的发展, 预制箱梁技术得以广泛应用。我国列车大提速、客运专线和高速铁路建设的快速发展, 列车运行平稳性和乘车舒适性要求的不断提高, 这就对预制箱梁施工技术提出了更高的要求。我国铁路客运专线采用的预制箱梁, 具有局部尺寸大、强度高、单方水泥用量大等特点。在我国铁路客运专线预制箱梁梁体温度有时较高。在箱梁降温的过程中, 由于混凝土导热性较差, 箱梁局部的降温速度只有很少的温度。如何更好的控制温度是现在一项较难的技术问题。控制混凝土的浇筑温度是针对施工中出现的技术问题而提出来的。铁路客运专线现浇箱梁施工实践中, 经过许多的实验证明, 通过在混凝土内埋设温度传感器, 利用计算机监测、记录混凝土内部温度变化, 根据采集到的各测点温度值, 研究了高性能混凝土水化热温度变化规律, 提出了施工中应采取的具体措施。在温度较高的季节, 预制箱梁仅需自然养护即可;而在温度较低的季节, 需进行蒸汽养护。但不论采用何种养护措施, 箱梁芯部温度都降低得十分缓慢, 因此研预制箱梁的施工工艺为:箱梁预制工程的施工工艺流程是一系列合成的, 在施工之前就要将现制定一个详细的计划。首先要先将台座修整, 整理完成后便于吊放底板钢筋骨架并将其固定住, 再将波纹管埋设并进行绑扎, 在捆扎完成后就需要安装箱梁外、内模板并将其吊装或绑扎顶板钢筋, 安装矩波纹管, 便于下一步浇注底板、腹板、顶板混凝土, 拆模, 开始预应力钢绞线的制作, 穿束后利用预应力张拉进行孔道压浆, 为了进一步制作需要封堵, 然后在进行一系列的配件施工。预制箱梁快速降温的措施对加快施工进度, 提高经济效益有着十分重要的作用。
2 预制混凝土箱梁的论述
在我国铁路客运专线已经越来越多使用混凝土箱梁, 使用混凝土箱梁的优点有很多主要是由于其箱形截面是一种闭口薄壁截面, 其抗扭刚度大, 截面效率指标较T形截面高, 结构因为其在施工和使用过程中都具有良好的稳定性, 所以我们经常使用其来便于施工。由于顶板和底板面积较大, 又能够有效地承担正负弯矩既并能满足配筋的需要, 又能适应具有正负弯矩的结构, 在施工的过程中箱体也更适应于主要承受负弯矩的悬臂梁、T形刚构等桥型。由于铁路专线的建立, 其实是顺应并适应了现代化施工方法的要求。预制混凝土箱梁是将承重结构和传力结构相结合, 使各部件共同受力, 截面效率高并适合预应力混凝土结构的空间布束, 因此具有较好的经济性。能节省一些费用, 更经济。其次, 在我国对于宽桥, 由于抗扭刚度大, 内力分布比较均匀, 在预制混凝土箱梁的跨中则无需设置横隔板就能获得满意的荷载横向分布。更适合于修建曲线桥, 并具有较大的适应性。适合专线的建立, 能很好适应布置管线等设施。对于铁路专线而言, 可以根据线路的长短等进行考虑, 所以在设计上箱形截面可极大地发挥预应力地效用可提供很大地混凝土面积用于预应力束地通过, 其最大的优点是可以提供较大地截面高度, 使预应力束有较大的力臂在发挥箱梁和预应力等特点。
3 铁路客运专线预制箱梁梁体混凝土测温养护研究
在铁路施工过程中, 由于铁路客运专线预制箱梁梁体施工成本投入高。冬季施工需要从混凝土原材料开始至预应力张拉完成的全过程实施防寒保温, 这些措施需投入大量的保温材料、设施、设备和能源。由于施工生产效率低下。寒冷气候条件下劳动产生率大幅下降, 防寒保温消耗工时多, 工序间工艺和组织间隙时间多、混凝土强度增长慢等因素造成生产效率低下。在冬季寒冷季节来临时, 冬季寒冷多风, 热量散失快, 在防寒方面密封要求严。已施工的箱梁预应力管道保温困难, 难以保证达到孔道压浆的正温条件。保温暖棚对梁体线型监控测量的通视条件影响大, 需认真研究梁体线型监控测量方案。保温暖棚对混凝土、钢筋、预应材料等工程材料进入工作面造成障碍, 施工组织干扰大。梁体混凝土强度增长的需要, 主要采用对箱梁生产进行暖棚加热保温的方案。加热的方法主要有:暖棚内保温采用蒸汽加热。混凝土原材料使用时的温度根据热工计算和实际试拌情况确定。采用加热拌和用水为主, 辅以骨料保温和加热措施, 对骨料采取暖棚加温, 对水泥和外加剂采取保温措施, 以保证混凝土拌和物的初始热量。对混凝土搅拌站、输水管、送料带、混凝土罐车、泵车和管道采取遮蔽、包裹等保温措施, 加快混凝土灌注施工速度, 减少混凝土施工过程中来进行其的热量散失。成立精干、高效、责权明确的箱梁冬季施工领导小组, 由经理任组长, 副经理、总工程师任副组长, 各部门负责人、作业队队长为成员, 负责箱梁冬季施工的组织和管理。应该遵守一些技术的保温措施以保证混凝土结构质量达到设计和验标的要求。应成立箱梁的施工组织机构, 明确各部门各岗位职责和权限, 制定考核奖惩办法, 确保施工顺利实施。根据季节制定详细的箱梁季节施工方案和技术措施, 并对相关人员进行冬季施工有关的技术培训和交底。准备好相关防寒保温物资、供热能源和机具设备。对冬季施工的计量系统、机械、设备、管线等进行全面检修, 更换老化元器件, 备用一定量的易损零配件。选择好适应季节施工的原材料, 如水泥、外加剂等, 选定合适的配合比, 采用较低的坍落度和较小的水胶比。收集当地历年气象资料, 做好工地气温监测。如何减低其温度主要是:
(1) 预应力孔道通入循环水。在箱体温度较高时, 需要有流动的循环水带走预制箱梁混凝土内产生的部分水化热, 达到降低预制箱梁梁体的最高温度, 加快梁体降温速率的目的。能使得箱体快速降温。
(2) 通过机器的使用来降低温度。在铁路客运专线预制箱梁梁体混凝土建设中由于内模的存在, 极大地限制了腔室内部空气的流通, 使得箱梁内腔温度较高, 降温速度较慢, 进而导致预制箱梁梁体温度降低缓慢。针对这一问题, 从蓄水养护开始, 就立即在预制箱梁两端各放置一台大功率的通风机器进行通风, 通风方向须一致, 向腔内进行通风, 从而使预制箱梁内腔空气流通, 加速散热。
(3) 提高混凝土的搅拌效率, 在选择混凝土的时候提高些为了提高混凝土搅拌与浇筑效率, 选择干硬性的混凝土的水灰比和含砂率相对可泵送混凝土较低, 粘性大, 这使得搅拌机组启动负荷增大, 而且对外加剂等掺和料的称量要求非常准确, 因此, 搅拌机组和控制系统的可靠性显得尤为重要。铁路客运专线预制箱梁梁体混凝土测温养护要根据具体的环境来进行施工, 对铁路专线预制箱梁梁体有所提高。
参考文献
[1]范立础, 顾邦安.桥梁工程 (上册) [M].北京:人民交通出版社, 2004.
[2]项海帆.高等桥梁结构理论[M].北京:人民交通出版社, 2001.
梁体外观质量处理方案 篇2
为保证梁体外观质量，减少梁体表面麻面、气泡、掉角等外观缺陷，以及梁面验收要求等，特制定本方案，并确立责任人，以便落实方案及措施，改善梁体外观。
一、原因分析、蜂窝麻面产生的原因
模板端部及内模接缝处有空隙，浇筑时出现漏浆现象；混凝土配合比设计不当或未按施工配合比进行计量；混凝土的拌和时间较短或浇筑运输过程中产生离析；振捣不密实，混凝土浇筑顺序与作业指导书不一致，分层过厚等原因。
2、气泡产生的原因
产生气泡的主要原因与外加剂的选用、振捣设备及振捣时间、配合比设计、梁体浇筑部位有关。
3、掉角产生的原因
硬伤掉角主要出现在端部及翼缘板两侧位置。a、端部掉角产生的原因：
(1)、脱模剂涂刷不均匀，不到位，混凝土与模板没有有效隔离；(2)、混凝土浇筑过程中浇筑不到位，端部有部分气泡；(3)、端部螺栓松开过早；(4)、拆模过程中，工作个别人员使用大锤敲打，振动过大，对端部混凝土造成破坏。
(5)、锅包底部有棱角，拆模时容易带掉混凝土，造成棱角掉角。b、翼缘板掉角产生的原因：
起移梁过程中，吊装孔对位不准确中心线与模板中心线偏移，起吊不垂直，造成翼缘板掉角。
二、控制措施、控制蜂窝麻面的措施
(1)模板完成后认真检查，发现有空隙用胶条在模板外侧堵塞空隙。侧模与端模之间有空隙时，采用玻璃胶封堵空隙，防止漏浆。(2)混凝土在拌和机内搅拌均匀后再出料，避免运输浇筑过程中混凝土的离析。如发现在运输过程中混凝土离析，要重新拌和均匀后再入模。
(3)混凝土要严格按照试验室提供出的施工配合比进行配料和计量，按工艺顺序投料，并保证总搅拌时间在2～2min。严格过程控制：混凝土灌注时，必须通过喷雾或通蒸汽等措施使模板温度控制在5～35℃。在炎热季节浇筑混凝土时，尽可能安排在傍晚而避开炎热的白天浇筑混凝土；混凝土拌和物入模前含气量控制在2～4%，混凝土入模温度控制在5～30℃，混凝土坍落度控制在200±20mm；梁体混凝土连续灌筑，一次成型，采用斜向（30-50°）分段（4m/段）、水平分层（30cm/层），从一端向另一端连续推移的方式进行。当混凝土灌筑至距另一端6-8m时，则从另一端开始反向灌筑，然后合拢。梁体混凝土灌筑的间断时限为2h。每片梁的浇筑时间不超过6h。竖直方向先底腹板结合部位，再腹板，后底板，最后浇筑顶板，尽量减少外观缺陷。（4）施工方法
a、采用专用ZV型混凝土修补胶进行修补，配合比为：水泥：白水泥:粉煤灰：中砂：ZV型修补胶=1：0.1～0.2：0.2：2：适量。b先彻底凿除缺陷部位及其周围不密实或其它质量不好的混凝土，凿成规则形状。施工方法是：采用锤击钢钎一点一点凿，注意不要把混凝土打崩裂。如果在光滑面上补浇新混凝土时，须将原混凝土凿毛，凿时要注意保护好钢筋及铁件，凿修封端混凝土时，必须严加注意锚头，千万不可碰损。绝对禁止损伤预应力钢绞线。
c若缺陷在有管道的部位，凿好后先穿入钢绞线束，并在钢绞线束的四面临空段包裹互相搭接的两截薄铁皮作为铁皮套管，然后采取细砂水泥浆堵塞好裹管的裹缝以及裹管与老混凝土管口接触处，最后才灌注细石混凝土或水泥砂浆。
d 将修补混凝土与梁体混凝土修饰平整，不得出现凸凹不平现 象，不得扩大补丁面积。
e施工时，根据砼表面颜色不同调整白水泥用量，先试调，调配好后再使用。、控制气泡的措施
(1)钢筋入模前，模板必须打磨光滑，脱模剂不可漏刷也不能太粘以免滞留或粘水和气泡。
(2)加料时，每层铺设厚度控制在30cm 以内，以利于气泡充分排出。(3)震动棒的震动间距、时间掌握适当，振捣的顺序不当也易产生气泡，使气泡向构件中间涌。振捣时震动棒要快插慢拔，上下抽动，促使砂浆移向模板，有利于减少气泡数量与大小。(4)气泡修补施工方法
a、采用ZV型混凝土修补专用胶进行修补，配合比为：水泥：白水泥：粉煤灰：ZV型修补胶=1：0.1～0.2：0.2：适量。b 根据砼表面颜色不同，调整白水泥用量。然后搅拌均匀待用。c 用手指或批灰刀刀尖将调好的砂浆填充气泡，填充时不得污染气泡周边、不得扩大补丁面积，然后使用批灰刀将气泡内填充的混凝土与梁面混凝土修饰平整，不得出现凸凹不平现象。d 终凝后使用配制好的干水泥均匀擦拭砼表面。施工时，根据砼 表面颜色不同，调整白水泥用量，先试调，调配好后再使用。
3、控制硬伤掉角的措施（1）控制措施：
钢筋骨架入模前，要求脱模剂必须全面均匀涂刷；
混凝土浇筑过程中严格按照要求进行振捣，禁止出现漏振、过振、振捣不到位现象；
必须根据拆模通知单进行拆模，禁止过早松动连接螺栓及拆模； 禁止在拆模过程中使用大锤敲打，加配千斤顶等拆模工具； 对锅包底部的棱角采取加倒角、满焊后打磨，争取达到锅包底部圆滑；
起移梁过程中，要求中心线对称，同步、垂直缓慢起吊。（2）掉角修补施工方法：
a、采用ZV型混凝土修补专用胶进行修补，配合比为：水泥：白水泥：粉煤灰：中砂：细石：ZV型修补胶=1：0.1～0.2：0.2：2：0.6：适量。
b、修补前，根据实际情况安装临时性模型板控制新混凝土或砂浆成形。临时模板结构不作具体要求，以方便灌满捣实为原则，人工振捣使用小捣固铲即可。
c、修补混凝土成型后要求表面平整、不得出现凸凹不平现象，与原梁体混凝土良好顺接。
d、施工时，根据砼表面颜色不同调整白水泥用量，先试调，调配好后再使用。
e、终凝后使用干水泥均匀擦拭砼表面。施工时，根据砼表面颜色不同，调整白水泥用量，先试调，调配好后再使用。
三、梁面平整度打磨措施
箱梁在成品梁出库前，对于不合格的箱梁，使用每孔梁2台混凝土打磨机进行打磨，按照3mm/4m，每4m大于3mm小于8mm的用1m测小于2mm的标准进行检测，架梁任务较紧张的的情况下，可先行架梁。对于梁面有凸凹不平或者有较小部分下凹的用铣刨机拉铣销和拉毛，之后用TG-3型铁路桥梁桥面专用修补砂浆进行填补，保证其平整度符合要求，在平整度达到要求的情况下，测量人员必须保证其桥面标高，控制在（0，-20mm）以内。
沿桥面四条线（即每底座板中心左右各0.5m处）分别使用4m靠尺连续量测桥面平整度（且每次重叠1m），每处平整度符合3mm/4m要求的，则评判该处平整度合格。
桥面平整度检测的四条线排序均按面向大里程方向从左往右编号为1线、2线、3线、4线，每条线上的平整度检测均从小里程往大里程方向进行，并按式依次做好记录，记录形式为Xmm/4m或Ymm/1m。
当桥面某处平整度不能满足3mm/4m但在8mm/4m范围内时，可用1m尺进行复检量测，如满足2mm/1m要求的，则可以评判该处平整度合格；如仍不能满足2mm/1m要求的，则评判该处平整度不合格（当桥面某处平整度超过8mm/4m时，不得再用1m尺进行复测评判，必须进行处理）。
梁面平整度整体合格评判标准。每条线上的理事度全部达到合格标准，且梁面其他部位的表面基本平顺、无明显不平整现象，则评判该梁面整体平整度合格，否则评为不合格，必须对平整度不合格处的梁面进行整修处理，直至达标。
四、梁端部高差处理
箱梁加高平台与梁体端部1.45m处高差为50mm，此处的标高主要在箱梁浇筑收面的过程中控制，测定标高后用角钢固定，为了防止在浇筑混凝土过程中角钢发生松动导致标高变化，测量人员现场测定收面前、收面后的标高，尽量减少误差，控制其高程在规要求内。
架梁队在架设箱梁的前，严格量测墩身、垫石的绝对标高；梁场安质部人员在成品梁检测中，检测箱梁的外尺寸（包括梁高、长度等）；在架梁时，精确调整支座板高度，使其误差在允许范围内，同时从主观方面真正的保证了两孔梁之间的相对高差，保证在≤10mm。
箱梁架设完成后检测梁端出现标高超高或高度不足情况时，用人工或打磨机对梁端1.45m处进行打磨处理，降低梁体端部混凝土高度；当梁端标高过低时，将混凝土表面清理干净，采用TG-3G型砂浆对梁端过低部分进行修补（高强砂浆由专业厂家进行配制），确保梁端1.45m处与箱梁加高平台处高差为50mm。
五、梁端剪力齿槽等凹槽处理及要求
混凝土梁体 篇3
关键词预应力砼；连续箱梁；裂缝类型；产生成因；处置措施
中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)051-0144-01
预应力砼连续箱梁作为目前我国桥梁结构的主要型式，在各大工程项目中得到广泛应用。由于其设计应用率高，其结构质量也越来越被重视。现在预应力砼连续箱梁一般均按照全预应力结构TRANBBS设计（即为预应力A类构件），在结构上是不允许出现裂缝的。一旦出现裂缝，无论从美观还是结构性能方面都是有害的。如何提高其设计和TRANBBS施工质量，是桥梁建设者共同关心的主题。
1预应力箱梁产生裂缝的部位和成因
1）腹板处裂缝。我2007年参与施工的某城市高架桥为3孔（30米+40米+30米）一联的预应力砼变截面连续箱梁，顶板砼浇注5天后，顶板砼强度为48.6Mpa，是设计强度50Mpa的97.2%，我们拆除翼板模板和腹板模板，发现63、64号墩墩顶两侧均有垂直于梁体的裂缝，裂缝呈上宽下窄形式，裂缝开始于翼板悬臂处（第一次浇注砼的终点），终于腹板高度的1/3~1/4处。以上裂缝很有规律性，经分析其产生裂缝的原因相同：①地基不均匀沉降造成，63、64号墩处支架支撑在系梁上和墩顶上，支架弹性压缩变形在浇注砼后瞬时完成，而远墩处均为经过换填处理的软土地基，砼浇注12小时后发现地基还在一直下沉，而此时墩顶处已不再下沉，因此远墩处砼下沉对墩顶砼产生拉应力，导致墩顶两侧砼开裂。②砼浇注顺序对产生以上裂缝有直接关系，由于是变截面梁，63、64号墩处梁体最高（梁高2.5米），跨中1.5米高，浇注砼时只顾及由最低点向最高点浇注的原则，因此用两台泵车同时在两个中墩处开始浇注，而63、64号墩处支架下沉瞬时完成，其它部位却一直在下沉，导致砼开裂。
2）翼缘板处裂缝。①翼缘板底部横向裂缝：翼缘板底部裂缝深度较小，而且从悬臂端部向翼缘方向衰减。砼的干燥收缩率随砼龄期的增长而衰减，一般在浇注砼7d后收缩已经很微小，然而箱梁顶板翼板都在底板和腹板砼浇注后7~8天后浇注（设计上一般要求在4d内浇注顶板砼，实际上不可能）。此时，顶板、翼板与腹板砼龄期相差7~8d，收缩率相差较大，因此顶板、尤其是长条翼板砼收缩受到腹板、底板和横隔梁组成的格子梁体的共同约束，加上腹板在横隔板处已经产生裂缝，故翼板在此处产生裂缝。②翼缘板顶部横向裂缝：一般发生在箱梁受纵向弯矩较大处的受拉翼缘板处，横向裂缝一般均发生在跨中底板翼缘。对于连续箱梁，横向裂缝还发生在支座负弯矩处的顶板翼缘，并且大部分出现在距支点1/3跨径范围以内，越靠近支点裂缝越严重，对于该类型裂缝，主要由以下原因引起：混凝土徐变引起横向裂缝，在长期荷载作用下，受混凝土徐变影响，箱梁在运营6年～7年后跨中均有不同程度的下挠现象。较大的形变引起箱梁应力重分布，给结构带来附加被动应力。由于结构所受到的外荷载不变，各截面应力增加是由附加弯矩不断变化引起的，附加弯矩随时间不断增加，直到混凝土徐变停滞为止。③翼板悬臂端部纵向裂缝：广州某特大桥为等截面连续箱梁，梁长120米（35米+50米+35米），一般悬臂长度为2.5米，翼缘厚度为15cm，悬臂端部厚度为50cm。顶板砼浇注30小时后，发现翼板悬臂端部出现纵向裂缝，裂缝长度不等，最长的有1.7米。砼浇注6天后开始拆除翼板支架（砼强度已经达到设计强度92%），发现裂缝长度和宽度均有发展趋势。从施工角度考虑，翼板支架下沉最大值12mm，而主梁支架第二次浇注砼后下沉最大6mm，这应该是裂缝产生的主要原因。
2预防裂缝产生的相关措施
1）施工支架设计。在平坦地段，可采用满堂支架进行连续箱梁施工，支架底部采取整体化处理，立柱之间应设置剪刀撑。对跨越河沟或需要留有行车通道的地段，则采用跨越式支架，此时，支架中的横梁应具有足够的刚度。支架基础可采用混凝土预制块或枕木。支架顶部应设置高度调节器，用以调节支架预防压后的沉降值，使其满足设计标高的要求。
2）支架地基处理。为了避免支架的不均匀，需要对支架地基进行认真处理。如果支架处为地基承载力较差的软基地区，则需先清除淤泥及部分底层上，并分层回填碾压至承台顶标高；当桥梁跨径不大，且采用跨越式支架时，则可以利用桥梁墩台基础的承台作为支架的基础。必要时可考虑采用临时扩大基础，桩基础或混凝土护筒基础。
3）支架的全程预压。为了消除承受施工荷载后支架及基础产生的弹性和塑性变形，支架必须用与箱梁相等的重量进行等荷预压。预压荷载置于支架顶部，但不宜直接放在箱梁底模上，以免磨损模板。在加载前后及卸载后，应定时定点测量支架的沉降情况，支架预压应采取双控，即持续预压5d以上及达到稳定状态2d以上。
4）正确的拆架时间与方法。对于施工支架的拆架程序一定要予以高度重视。在工期允许的情况下，拆除时间应尽量延长。重视对连续箱梁桥拆除时间的控制，既要考虑施工上模板周转的需要，又要考虑混凝土的温差不能太大，其温差应包括表面温度、内部中心温度和外界气温之间的温差。从箱梁施工的实际看，应该在规定的混凝土强度和容许温差范围内拆除模板，并且要及时进行保温养护。
5）改进混凝土的施工工艺。①温度控制。对于采用高强混凝土的连续箱梁，必须注意施工时混凝土的水化热问题。降低水化热最高温度可以减小混凝土内部与表面的温差，因此应使用水化热较低的硅酸盐水泥，避免使用水化热高的水泥。夏季施工时，混凝土拌合前应用冷水冲洗集料，降低原材料温度，降低混凝土入模温度。②选择合适的添加剂。掺入适当的混凝土添加剂，可以防止混凝土的早期收缩裂缝与徐变，避免过多的气孔产生。采用高效缓凝剂使混凝土初凝时间比箱梁浇筑时间更长，避免混凝土浇筑过程的初凝开裂。③合理安排混凝土的浇筑时间。应合理安排混凝土施工工序，尽量使底板、腹板混凝土一次浇筑完成，并尽快将内模及顶板钢筋制作完成后，浇筑顶板混凝土。新老混凝土先后浇筑的时间差尽量控制在3-5d内，以防止先浇筑混凝土的基岩约束作用。④加强混凝土的养生。混凝土的养生主要是保持适当的温度和湿度条件。现浇连续箱梁施工中，可采用洒水湿润养生，在拆除箱梁内模、立顶板底模等交叉作业中不得使混凝土的养生中断，以免导致梁体产生裂纹。为了克服交叉作业给养生带来的困难，可采用薄膜法进行混凝土养生。
3结语
混凝土梁体 篇4
随着国内经济实力的增长, 交通事业也迅速发展, 在桥梁工程建设中预应力施工技术因其受力状况较好、跨度大、节省建材与投资、安全系数高等诸多优点而在各类梁体中广泛应用, 但在施工中由于施工队伍素质参差不齐而往往导致诸多病害的出现, 文章结合实际工程中出现问题及解决措施论述了加强预应力梁体施工的质量控制要点。
1 工程概况及问题提出
大庆路桥处河道宽约235m, 设计行车速度采用50Km/h。桥梁规划红线宽32.5米, 桥梁两侧接线道路规划红线宽36米, 全长891.774米。其中K0+193.04-K0+490.04段为新建大庆桥范围, 道路工程全长594.774米。该桥梁梁体施工采用预应力混凝土施工技术, 在施工中发生如下问题:在精轧螺纹钢筋的施工中, 其锚固过程中的应力损失不能有效的控制, 导致部分结构预应力不能满足设计要求甚至失效, 该情况在精轧螺纹粗钢筋较短的情况下尤为突出;施工中采用的20mm厚钢板加工的扳手, 虽可减小扭矩损失, 但没有相应扭矩标准来说明所施加的扭矩以满足要求;施工中因没有具体扭力值作指导, 工人凭感觉将拧到无法再上紧为止, 延长了操作时间, 并且对复检不合格的要进行复拉, 延长了张拉时间。
2 问题分析及方案制定
施工中为了能实现有效控制预应力锚固损失值, 并确定一个科学的具体扭矩值, 当扭矩值达到这个值时, 说明已经有效起到了控制预应力锚固损失值同时可缩短张拉时间, 为后续工作赢得时间, 降低工程造价。公司技术部门提出利用手动扭矩扳手拧紧螺帽进行锚固;进行固区精轧螺纹钢锚固应力损失控制试验, 通过模拟现场施工的方法, 测试预应力钢筋在锚固过程中的应力损失情况, 得出锚固扭矩与应力损失 (相对于张拉控制应力) 的关系以及锚固扭矩与钢筋应力的关系。
为实现该目标而制定出两个方案:根据螺母直径, 用20mm厚钢板加工扳手, 用于精轧螺纹钢锚固时上紧螺母;采用手动扭矩扳手, 用于精轧螺纹钢锚固时上紧螺母。
3 方案选择
由于采用手动扭矩扳手, 用于精轧螺纹钢锚固时上紧螺母方案操作简易, 设定好扭矩值, 当扭矩达到设定值时, 扭矩扳手会发出“卡”的响声, 这表明已锚固完毕, 并且预应力损失在3%以内, 满足精轧螺纹钢的设计使用要求, 避免了多次复拉, 并可节省施工时间。
4 方案实施
4.1 参数确定
根据图纸设计确定采用直径32mm的精轧螺纹钢筋作为预应力筋, 设计强度等级为fpk=785, 张拉控制应力σscon=705.5Mpa, 张拉控制力为Fcon=567.4kN, 精轧螺纹钢筋管道采用Φ50×3圆钢管。
并通过对三种锚固长度不同的试件进行比较试验, 测试的螺纹钢理论锚固长度分别为2米、3.2米、4.4米。对锚固长度为2米的精轧螺纹钢共试验5根, 3.2米和4.4米分别试验3根, 扭矩分别为300N·m、400N·m、500N·m、600N·m、700N·m、800N·m。
4.2 试验台制作
试验台采用塔柱的C50混凝土配合比, 按近似塔柱壁厚600mm的宽度尺寸, 预制1.8、3.0、4.2、5.4米系列长度的钢筋混凝土试验节段, 节段高度1米。
5 试验
5.1 试验准备
将精轧螺纹钢筋按现场施工的要求安装于试验台座上, 在锚固端和张拉端千斤顶尾部各装1个经过标定的压力传感器, 用于测量精轧螺纹钢筋张拉过程中和锚固前后的预拉力变化情况。并在精轧螺纹钢筋中部进行必要的表面处理, 采用电阻应变仪对高强度钢筋的张拉和锚固过程中的应力变化情况进行监测, 以保证试验过程中精轧螺纹钢筋的使用安全。
5.2 试验
按设计要求用千斤顶张拉精轧螺纹钢至控制张拉力Fcon=567.4kN, 待稳定后读出两个压力传感器及应变仪的读数并做好记录;运用扭矩扳手按设定值对套筒内螺帽施拧 (采用梯度增加的方法, 从初值扭矩M=300N·m开始) , 待稳定后读出两个压力传感器及应变仪的读数并做好记录;通过放张千斤顶, 直至压力传感器2的读数为零, 待稳定后读出压力传感器1和应变仪的读数并做好记录。
6 数据处理及分析
6.1 数据搜集
6.2. 数据分析
从以上数据可知当精轧螺纹钢筋张拉到控制荷载后, 采用专用扭矩扳手对锚固螺母进行拧紧, 千斤顶放张后, 其预应力损失情况有明显改善, 并随着锚固扭矩值的增大预应力损失逐步减小;对于不同长度的精轧螺纹钢筋, 在相同锚固扭矩的作用下, 随着其长度的增加, 预应力损失值越小;从锚固扭矩与螺纹钢应力对应关系表格中可以看出, 当锚固扭矩达到700N·m时, 预应力损失可控制在3%以内, 但超过700N·m后, 再增加锚固扭矩, 对控制精轧螺纹钢的预应力损失值不明显。
7 实施效果
施工中通过依据图纸, 选用合理的试验参数, 使得试验更加严密;选用具有针对性和可操作性的安全方案保证施工期间无任何人身伤亡和设备事故发生;通过制定完善的施工工工艺并严格按照其执行保证了锚固损失均在设计要求范围内[12];通过复查, 预应力锚固良好, 预应力损失均在设计要求内, 避免了多次复拉, 并为后续施工赢得了宝贵时间, 为圆满完成工期, 到了不可估量的作用
摘要：结合工程实例中出现的问题, 针对性的制定出了解决方案, 通过对实施效果进行评价得出了方案有效性的结论。
关键词：预应力,混凝土,梁体
参考文献
[1]范立础.桥梁工程 (上、下) [M].北京:人民交通出版社.1987, 6.
大跨径钢构梁体裂缝的原因与防治 篇5
一、梁体开裂的原因
(一) 斜裂缝
1.取消弯起束。在梁桥设计中, 比较普遍的做法是取消弯起束, 用纵向预应力和竖向预应力来克服主拉力的设计方案。这种做法虽然方便施工并减薄了腹板的厚度, 但竖向预应力筋长度过短, 预应力的损失也就过大, 有效预应力很难得到有力保证, 造成斜裂缝的大量出现, 这已为多年的工程实践所证实。
2.主拉应力偏小。现在设计通常仅从纵向和竖向二维来分析主拉应力, 没有考虑横向的影响。
3.腹板特别是根部区段腹板偏薄, 配置普通钢筋偏少。
4.施工操作不规范, 有效预应力严重不足, 有的竖向预应力筋甚至松动, 根本没有张拉力。
5.个别桥梁施工质量差。悬臂施工盲目抢时间, 在混凝土初凝时间小于节段浇筑时间的情况下, 既不对挂篮压重, 又自内向外浇筑混凝土, 导致挂篮下挠, 节段界面上缘开裂, 造成新桥即需压浆修补裂缝, 在通车后不久出现严重斜裂缝。
(二) 纵向裂缝
1.超载。在大跨径桥梁中, 超载特别是超重车轴荷载的作用, 对横向的影响比纵向更大。这是因为纵向弯矩中, 自重占绝大部分;而横向弯矩, 主要受活载的影响, 轴重超过规范时, 很易出现顶板下缘的纵向裂缝。
2.施加过大的纵向预应力。全预应力结构设计中, 一般可留2.0Mpa-3.0Mpa的压应力储备。但有的设计人员误认为压力储备留得越大就越安全, 其实这种做法既浪费钢束, 又会导致纵向裂缝的产生。
3.温差力估计过小。
4.收缩裂缝。由于梁身浇筑在时间上有先后顺序, 就会因收缩差而出现纵向裂缝。因此, 节段浇筑时间间隔不要过长, 截面配筋要考虑收缩影响。
5.支座布置的影响。对于大跨径连续梁, 支座中心与腹板中心有一定的横向间距, 如果横向预应力比较小, 顶板上缘也会出现裂缝。
6.支座形式。墩上正确的横向支座布置, 应该是一个固定, 一个滑动, 才可避免因温度、收缩或活载体作用时出现纵向裂缝。现在有的设计, 很注意纵向支座的固定或滑动类型, 这是正确的;但有时不注意横向, 往往把横向两个支座都布置成固定的, 在荷载、温度、收缩的作用下很容易导致开裂。
7.顶板较薄, 要布置横向预应力束和普通钢筋, 预应力筋的位置较难精确控制, 一旦偏差较大, 易在顶板下缘出现纵向裂缝。
8.在箱梁自重下腹板内侧有横向拉应力, 与其他作用等组合, 当配筋不足时会在腹板发生纵向裂缝。
9.变截面箱梁的底板由于施加预应力而产生径向力, 当底板横向配筋不足时, 会在底板横向跨中下缘及横向两侧底板加腋开始的上缘, 出现纵向裂缝。
10.水化热导致开裂。这种现象往往出现在悬浇施工底板较厚的梁根部, 尤其是在开气较冷时, 拆模时即发现底板下缘存在纵向裂缝。
(三) 垂直裂缝
1.有效预应力不足。过早加载, 预应力徐变损失大。沿管道预应力损失偏大。底板预应力筋因管道压浆不饱满和浆体离析而锈蚀。
2.对剪力滞影响考虑不够。
3.梁体下挠过大以及斜裂缝过宽过多的影响, 促使垂直裂缝出现。
二、裂缝的预防措施及整治方法
(一) 裂缝的预防措施
1.保证有足够的斜截面强度.应采用三维箱梁的主拉应力, 配置弯起束, 同时也应配置竖向预应力束, 更要充分考虑预应力损失。对竖向预应力束, 应采用二次或多次张拉, 确保其有效预应力。采取适当增加腹板特别是根部区段腹板的厚度及其普通钢筋含量, 加密箍筋, 加粗加密纵向水平钢筋等措施。
2.优先选用高标号、低水化热、较小干缩性的粉煤灰硅酸盐水泥;同时要严格控制水泥用量, 控制水灰比, 配制坍落度较小的混凝土, 坍落度宜控制在10cm-14cm。
3.适当添加微膨胀剂、保水剂和减水剂, 目的分别是部分补偿大体积混凝土的收缩, 避免混凝土失水过快;为防止混凝土失水收缩, 对混凝土保湿是关键, 可在墙身上先覆盖吸水海绵垫层, 再在其上覆盖塑料膜保湿。并按规定要求定时洒水, 有条件的尽量采取蓄水养护。
4.选用精细骨料, 尽可能选择粒径较大、吸水性较小、含水量较小的粗骨料, 一般选用5mm-40mm的花岗石或石灰岩级配良好的碎石, 含泥量不超过1%;尽可能选用级配良好、含泥量不超过2%的中粗砂。
5.控制混凝土入槽温度, 尽可能减少混凝土内部的温差梯度, 并避免高温和冬季低温时浇筑框架箱身混凝土。采取必要的措施控制混凝土内外温差在25℃左右, 同时, 在箱身内部配置足够的升温设施, 随着水化热的变化规律而调节温度, 并尽量使内外温度变化保持一致。
6.加强施工质量管理, 严格按照规范施工。
(二) 整治方法
对缝宽小于0.2mm的表面裂缝宜采用环氧胶泥嵌缝, 用高强度结构胶封闭并用水泥胶进行表面处理;对贯穿裂缝采用化学灌浆, 并用水泥胶进行表面处理。
灌浆材料有封缝用环氧胶泥、粘贴灌浆嘴所用结构胶及灌浆材料。裂缝灌浆埋设的骑缝灌浆嘴, 其孔距与排距视裂缝的宽度和通畅情况, 及浆液粘度和允许灌浆压力而定。一般孔距和排距为20cm-30cm。在一条裂缝上布有几个灌浆孔 (嘴) 时, 可按由深到浅、由下而上的顺序进行灌浆。灌浆的结束标准是以不吸浆为原则, 吸浆率小于0.01L/min, 或灌浆持续一定时间 (一般为15分钟) 亦可作为灌浆结束标准。对细微裂缝, 需要用凝结时间较长的浆液;对较宽裂缝, 需要用凝结时间较短的浆液。灌浆工艺流程如下:
1.缝面冲洗。电锤打孔后, 用压缩空气将孔内粉尘和碎屑吹净。
2.嵌缝止浆。在要嵌缝的部位, 沿缝人工画线, 宽度5.0cm-10.0cm, 并清除此范围内松动的混凝土碎屑及粉尘, 然后沿缝用环氧胶泥嵌缝封闭。
3.压气试验、试漏。通过压气, 了解灌浆孔 (嘴) 与裂缝畅通情况及是否漏气, 以确定是否可以灌浆或必须重新埋灌浆嘴。灌浆设计压力一般为0.1Mpa-0.3Mpa。
4.配制浆液。
5.灌浆。灌浆前, 应将所有孔 (嘴) 上的阀门全部打开, 用压缩空气将孔内、缝内的积水吹净, 并争取达到干燥或无水状态, 然后灌浆。
6.冲洗管路。灌浆结束后, 关闭孔 (嘴) 口阀门, 立即拆卸管路, 并用丙酮冲洗管路和设备。
7.封孔。对固化后强度达到或超过混凝土强度的灌化材料, 灌浆后灌浆孔内的固结物不必清除;但对强度不太高的堵漏材料, 应把灌浆孔内固结物清除干净, 再用水泥砂浆封孔。
混凝土梁体 篇6
1 徐变产生的原因及影响因素
徐变, 是在持续荷载的作用下, 混凝土变形随着时间的增长而增加的现象。对于后张法预应力混凝土简支箱梁来说, 为了满足在使用阶段全部荷载的作用下, 梁体截面下缘不出现拉应力的条件, 在预应力筋的作用下, 梁体混凝土的收缩徐变而产生的梁体上拱现象。根据国内外施工经验, 无砟轨道桥梁梁体徐变变形需控制在L/5000范围内 (L为梁跨) 。
影响梁体徐变主要有设计和施工两面因素。
设计方面主要是桥梁的恒、活载设计弯矩之比及恒载作用下桥梁截面的应力分布情况。长期受压的混凝土徐变变形与其应力大小有直接关系。一般认为, 当应力在0.4R (R为棱柱体抗压强度) 以内时, 徐变变形随应力增大呈线性发展;超过0.4R时, 便产生非线性徐变, 会导致变形及上拱迅速增大 (欧洲CEB-FIP混凝土结构设计2.1.6.4.3条) 。从理论上讲, 预应力筋对梁体截面产生的预应力效应包括轴力和弯矩两部分, 当预应力弯矩与恒载产生的截面弯矩充分接近时, 梁体截面将长期处于均匀受压状态, 梁体的徐变上拱很小, 甚至接近于零。这种理想状态对全预应力梁而言, 只有当主梁截面的恒、活载设计弯矩比符合以下条件时才能实现, 即:
式中M恒———挢梁自重及二期恒载产生的截面弯矩;
M活———桥梁设计活载产生的截面弯矩;
A———截面面积;
e———截面的预应力偏心距;
W下——截面的下缘弯曲抵抗矩。
施工方面主要受混凝土水灰比、水泥标号、水泥用量、骨料的力学特性等因素影响。在满足技术条件的要求的前提下, 尽量延长梁体张拉完毕至无砟轨道铺设的时间间隔, 也是控制徐变的一种措施。
2 梁体徐变观测
2.1 观测标的布置
哈齐客专应用最多的是32m、24m双线预应力简支箱梁。梁体徐变每30榀左右箱梁选择1榀进行观测, 每榀被观测箱梁布设6个测点, 分别布设在大小里程方向支点和跨中截面位置。具体布设如图1所示。
观测标布置过程中应注意仔细阅读设计图纸, 避免观测标的位置与防护墙、轨道板底座等桥面附属结构位置冲突, 并应妥善保护观测标, 避免中途破坏, 引起观测中断。
2.2 观测方法
梁体徐变采用国家二等水准路线的观测方法进行往返观测。图2中, 1, 2, 4, 3四个观测标为第一闭合环, 3, 4, 6, 5四个标组成第二闭合环。平差计算过程中, 取1号观测标的高程H1作为假定基准高程, 可由平差计算得到2, 3, 4, 5, 6号观测标的相对高程为H2, H3, H4, H5, H6。梁体徐变观测从箱梁预制完成开始, 一直持续到无砟轨道铺设完成, 在此期间箱梁位置不会一直不变, 因此, 取2, 3, 4, 5, 6各点相对于1号的高程来计算, 可以保持梁体徐变观测的连续性。
3 梁体徐变计算
不难理解, 如果假设梁面绝对水平, 且各支点沉降均匀稳定, 那么1, 3两点间的高差l13即为梁体徐变值。诚然, 真实情况下不会出现这样的情形。所以要充分考虑各种不均匀沉降对徐变量的影响, 同时考虑到通过水准观测所得原始值为相对高程值, 计算需从相对高程值着手。首先假设, 只存在梁体两端的沉降差异, 梁体徐变均匀, 其他沉降变形也均匀, 即1, 2, 5, 6点在一个平面上, 3, 4两点所在的直线平行于此平面, 且1, 2两点高程相同, 5, 6两点高程相同。此时, 计算可简化到1, 3, 5点所在的平面上, 不妨再假设5点沉降量大于1点, 反之亦可, 不影响计算结果。如图3所示, 1点高程为H1, 通过观测, 平差计算出3, 5定高程分别为H3, H5。由此可得出所求的徐变量即为3点到A点的距离l3A, Rt△1 C5相似于Rt△3 AB, 由此可以得到:
Rt△1 C5中h5C即为梁体两端的沉降差异, 通过查阅《高速铁路工程测量规范》可以得到, 此值应≤5mm。l15为梁体长度, 此处取短梁梁长为24m。
所以有:
有 (1) 、 (2) 式可以得到:
l3A和h3B的差值:
根据经验, l3A不大于10mm, l3A和h3B的差值△远小于二等水准的观测误差, 可以认为
由于A点为1, 5连线的中点, 由几何关系可以得到:
所以:
由 (5) 、 (6) 、 (7) 式可得:
同法可以推导出2, 4, 6点所在平面上徐变量的计算式为
由于1, 2, 5, 6四点位于梁体的四个支点只上, 且梁体的不均匀变形相对于梁体两端的沉降差异来说更小, (9) 、 (10) 式取平均可以很好地消除梁体不均匀变形的影响, 由此可以得到梁体徐变的计算式为:
通过 (10) 式, 我们可以发现, 这种取平均值的做法基本消除了梁体不均匀沉降的影响, 可以用来计算梁体真实的徐变量。
结束语
客运专线的建设过程中, 梁体作为决定其平顺性的一个重要方面, 越来越受到大家的重视, 因此梁体徐变的监测显得越来越重要。本文论述的观测方法和计算过程, 对梁体徐变观测工作者理解徐变观测观测过程和计算原理起到一定的作用。
摘要：随着客运专线建设的飞速发展, 高时速运行列车, 对线路平顺性要求极其严格。桥梁形式在线路设计中所占比重较大, 因此, 做好梁体徐变监测工作显得至关重要。结合哈齐客运专线梁体徐变观测工作的进行情况, 通过分析梁体徐变的影响因素, 阐述其观测方法和计算过程。
关键词：徐变,变形观测,桥梁,客运专线
参考文献
[1]范立础.桥梁工程 (第二板) [M].北京:人民交通出版社, 1987.
[2]陈善雄等.高速铁路沉降变形观测评估理论与实践[M].北京:中国铁道出版社, 2010.
混凝土梁体 篇7
柘溪桥位于沪昆线横阳山—团结山区段, 中心里程K1357+068, 为直线地段, 线路坡度0.3%, 1孔, 梁长16.46 m。下行桥为普通钢筋混凝土Π形梁, 始建于1960年, 梁高1.9 m、重160 t (含道砟与轨枕) ;上行桥为预应力T形梁, 1996年湘黔复线改造时修建, 上下行线间距5.1 m, 梁体挡砟墙间距1.2 m。下行桥梁体已使用52年, 由于施工质量、自然环境等多方面因素影响, 梁体腹板、底板处主筋严重锈蚀, 主筋体积膨胀后挤裂保护层混凝土, 导致多处混凝土剥落。针对梁体病害采用传统的贴附钢板或纤维布加固, 不能彻底根除, 后期的检查、维修、保养成本支出较高。通过分析研究, 决定更换为低高度预应力混凝土提速梁。
2 方案比选
柘溪桥上、下行桥梁间隔1.2 m, 因受施工场地及天窗时间限制, 换梁施工成为难题。旧梁及新梁必须在同侧进出, 以往更换病害梁体均为新旧梁整体平推, 旧梁从一侧出, 新梁从另一侧进。结合施工现场实际情况, 提出3种换梁施工方案。
方案一:旧梁横移出桥位, 利用架桥机或龙门吊吊起, 新梁从吊起的旧梁底部穿过横移就位。
方案二:旧梁横移出桥位, 利用液压油顶落旧梁 (落梁高度2.2 m) , 在旧梁桥面铺设横移滑道, 新梁从旧梁上面横移就位。
方案三:旧梁横移至制梁平台 (横移距离12 m) , 新梁自存梁平台纵移至横移位置后, 拆除立体交叉龙口处杆件, 连接横移滑轨, 横移就位。
3种换梁施工方案相关指标对比见表1。
综合分析比选3种换梁施工方案, 确定采用方案三。
3 施工方案
根据施工现场实际情况, 将新梁存梁平台设置为新梁制梁平台, 新梁制好后直接放置移梁小车上, 减少新梁从现制梁平台横移至移梁小车后纵移至存梁平台的施工环节。由于制梁平台宽度超过5 m, 且立柱较多, 对路基边坡影响较大, 并直接影响路肩接触网立柱的安全。因此, 直接设置为存梁平台, 减少对路基的影响。
3.1 施工工艺
施工工序流程:塔架基础施工→搭设塔架→铺设制梁、纵移梁平台→预制新梁→新梁并置后横移→拆除立体交叉龙口处杆件与滑轨→纵移移梁小车就位→新梁横移移梁小车上→新梁纵移至存梁平台→恢复立体交叉龙口处杆件与滑轨→松开扣件, 抬升钢轨→横移旧梁至制梁平台最外侧→拆除立体交叉龙口处杆件与滑轨→新梁纵移到位→连接横移滑道→新梁横移就位→落钢轨、安装扣件螺栓→线路保养→开通线路。流程中“松开扣件, 抬升钢轨”之前的各项工序为天窗时间前的准备工作, 之后的各项工序为天窗时间换梁施工。
3.2 施工重点与难点
(1) 塔架平台配置复杂。塔架平台搭设需要解决桥下公路交通及河道软基问题, 纵横移滑道存在立体交叉, 存梁平台需切除路基边坡且跨越桥台护锥。
(2) 梁体纵横移距离较长, 移梁的精度控制要求较高, 施工难度大。旧梁横移距离12.3 m;新梁纵移距离18.5 m, 横移距离7.0 m。新梁纵移时的位置不能出现偏差, 保证新梁下的滑轨与既有横移滑轨 (旧梁压实, 不能移动) 采用鱼尾板可正常联结;新梁横移至桥台位置, 梁体纵向位移不能大于1 cm, 保证梁端与桥台胸墙5 cm的施工梁缝 (预设梁缝6 cm) 。
(3) 受营业线天窗时间限制。沪昆铁路图定施工天窗时间210 min, 换梁施工工序较多, 为流水作业, 无法采用平行作业。施工作业必须在天窗时间内完成, 否则影响铁路运输。
(4) 既有线首次换梁, 施工安全风险较大, 无类似施工经验, 且换梁施工后必须满足45 km/h的行车条件。
4 施工关键技术
4.1 塔架与平台工程
(1) 塔架基础。河道中塔架基础采用抛填片石后施作混凝土条形墙, 基础承载力不得低于2 kg/cm2。桥台护锥处采用破孔挖桩后制作支承墩, 墩身0.8 m×0.8 m。
(2) 塔架。制梁塔架为C式塔架, 塔架立柱由C1、C2及C3组成, 立柱上横向布置3片P30工字钢, 纵向每片梁底采用4片P30工字钢, 间距22 cm, 与外侧2片 (每侧1片, 工作平台支撑用) P30工字钢组成制梁平台, 面积20 m×5.5 m;纵拖塔架为C式塔架, 塔架立柱由C1、C2及C3组成, 立柱上横向布置3片P30工字钢, 纵向设置12片P30工字钢, 分两组集中在两个走行轮下, 纵拖平台面积38 m×3 m。纵向工字钢上铺设D型梁横梁, 间距0.8 m, 其上设置2根纵向走行轨, 轨距1.8 m。
(3) 存梁平台。存梁平台位于线路路基边坡, 边坡最大切除深度2 m, 为保证路基及接触网立杆安全, 接触网立柱外侧采用1 m×1 m×5 m的挖孔桩防护。存梁平台采用6根1 m×2 m×4 m的挖孔桩, 靠近路基方向设置钢筋混凝土连续挡墙, 连续挡墙比平台挖孔桩低1 m, 钢筋与挖孔桩钢筋连接。
4.2 纵横移轨道与立体交叉龙口
(1) 横移滑轨。横移滑轨采用2根P50钢轨。钢轨下部支撑采用3片P30工字钢。滑道总长14 m, 由桥台、交叉龙口置换和制梁平台组成。滑道间连接采用鱼尾板接头。滑轨轨腰按水平油顶顶程每80 cm进行钻孔, 插销为φ32 mm圆钢, 将水平油顶底座固定在滑轨上, 使梁体在滑轨上滑行。滑道接口处轨面设置10%楔形坡口, 保证新旧梁横移时平稳顺利通过接头。
(2) 纵移轨道。纵移轨道采用D型梁横梁支承P60钢轨, 轨距严格控制在1.8 m, 移梁小车轮对踏面与钢轨踏面之间的间隙小于5 mm, 确保梁体纵移到位后横移滑道的精准对接。
(3) 立体交叉龙口。东西两侧纵移轨道上方设置2根50 cm钢支墩, 支墩上布置3片长3.3 m的Ⅰ30横向滑道支承梁。支承梁设2根P50钢轨横向滑道, 滑道长度与移梁小车的滑道等长 (3.2 m) 。纵横移梁交替时, 龙口拆除与横移滑道对接时间控制在15 min内。
4.3 横移油顶设备的选定
(1) 油泵流量参数调整。新旧梁的横移距离较长, 保障横移速度是施工关键。原有配套QYS60-1000型油顶及BZ50-15B型油泵的流量为6 L/min。经试验一个顶程 (80 cm) 需用7 min, 因受天窗时间限制, 采用CY14-1B型油泵替代原有配套油泵, 其流量10 L/min。在实际操作中, 一个顶程控制在4 min内。旧梁横移顶程12.3 m, 新梁横移顶程7.0 m, 近20 m顶程横移循环25次, 横移用时控制在100 min内。
(2) 横移梁体同步控制。新旧梁的横移距离较长, 新梁梁端与桥台胸墙的梁缝为6 cm, 梁体横移时两端必须同步, 纵向偏移量不得大于1 cm。为确保安装精度, 对横移油顶配套油泵流量进行精确检校, 通过加载试验和调整, 两侧油泵流量偏差应在5%以内;控制横移滑道的安装精度, 两侧横移滑道插销孔眼与线路中心距离保持一致, 且两侧滑道保持平行。
4.4 纵移梁小车
新梁及桥面道砟、轨枕总质量150 t。为保证纵移梁的安全及控制移梁小车速度, 特定制了2台由同步电机控制的移梁小车, 其设计承重80 t, 运行速度4 m/min。施工前对新梁移至移梁小车进行演练, 移梁小车走行平稳, 并能准确对位, 从存梁平台运行至新梁横移位置 (运行距离18.5 m) 用时不到5 min。
4.5 油顶通过接头处理
横移滑道分3节, 有2处接头。当水平油顶底座移至滑道接头处时, 在接头处的鱼尾板位置无法钻固定油顶底座的插销孔。因此, 在油顶前端加设传力顶铁 (1.0 m) , 使新旧梁继续前移, 直至通过接头位置后, 使用插销固定油顶底座传力顶继续推移梁体。
4.6 提前解除支座, 穿设滑轨
改变以往在天窗时间穿设旧梁滑轨模式, 在天窗时间前, 申请一个小天窗时间 (90 min) , 梁体竖向顶升10 cm后, 解除旧梁摇轴支座, 穿设旧梁滑轨 (旧梁支座高18 cm、P50滑轨15 cm, 滑轨下垫3 cm硬木板) , 将滑轨与平台上横移滑道联结成整体, 滑道上涂黄油, 落旧梁于滑道上。桥台两端梁缝采用楔形硬木顶死, 防止梁体纵向位移;利用安装在胸墙上的钢支架约束旧梁横向位移。支座解除后, 24 h限速45 km/h。施工提前完成, 为换梁施工节约天窗时间30 min。
4.7 新梁预铺道砟与轨枕
为保证换梁后尽快恢复线路, 新梁梁面道砟与轨枕在换梁施工天窗时间之前预铺完成。轨枕按1 760根/km布置, 位置与既有桥枕保持一致;预铺道砟厚度按低于设计标高3 cm控制, 减少新梁就位后补充道砟的工作量。
5 换梁施工
(1) 换梁工序。架梁前准备工作→申请天窗时间慢行施工计划→利用第一次小天窗时间进行旧梁试顶 (调整梁缝) 、穿设旧梁横移滑轨→利用天窗时间进行换梁施工→利用换梁后的第二次小天窗时间进行支座垫砂浆→安装2线之间盖板、人行道支架→线路整修→恢复常速。
(2) 天窗时间工序计划与实际作业时间对比 (见表2) 。
(3) 换梁注意事项。顶落梁时油顶摆放位置置于梁体重心处, 应平稳牢固, 顶梁时必须随顶随抄, 设好保险;油顶顶面与钢质或其他较滑物件接触时, 应使用木板防止滑动;落梁时应缓慢均匀下落;起落梁时应统一指挥、统一行动, 两端必须交错起落, 严禁同时起落。为防止新、旧梁在横移时产生纵向移动, 防止新、旧梁端与桥台胸墙出现纵移造成相互“顶死”现象, 根据设计的梁缝值安放导向轨或钢管, 并派专人观察, 发现纵向滑移及时纠偏, 两端的防偏设施在换梁施工完成后拆除。纵移梁时检查移梁小车运行及走行轨情况, 2台移梁小车4人, 站在前行方向, 检查移梁小车通过接头情况, 以及是否有爬轨现象。
参考文献
[1]铁运[2012]280号铁路营业线施工安全管理办法[S].
某梁体预制厂龙门吊基础设计与验算 篇8
1 基础埋深确定
基础埋置深度应根据地基地质条件、地基承载力、最大冻结深度等因素来确定。基础应坐落在坚硬或承载力高、沉降均匀、不产生冻害的地基上,同时应当考虑经济条件。若基础必须坐落在回填土层或软土层地基上,则必须对地基进行加固处理。
2 设计参数的确定
2.1 设计荷载
勘探资料显示:场地内地基的承载力基本可以达到200 kPa,故选取基础埋深h=1.0 m。龙门吊走行轨道基础采用钢筋混凝土条形基础,为减少混凝土方量,基础采用倒T型截面,混凝土强度等级为C20。龙门吊走行轨道根据龙门吊厂家设计要求采用P43型重型钢轨,基础设计中不考虑轨道与基础的共同受力作用,钢轨承载能力忽略不计;基础按弹性地基梁进行分析设计。
根据以上地质勘探资料、龙门吊生产厂家提供资料以及GB 50007-2002建筑地基基础设计规范,GB 50010-2002混凝土结构设计规范等,最终确定设计荷载为50 t龙门吊走行台车最大轮压:Pmax=250 kN,混凝土自重按26.0 kN/m3计,土体容重按2.7 kN/m3计。荷载布置如图1所示。
2.2 其他设计参数
1)C20混凝土。
轴心抗压强度:fc=9.6 MPa。
轴心抗拉强度:ft=1.10 MPa。
弹性模量:Ec=2.55×104 MPa。
2)钢筋。
Ⅰ级钢筋:fy=210 MPa,f′y=210 MPa。
Ⅱ级钢筋:fy=300 MPa,f′y=300 MPa。
3)地基。
根据勘探资料取地基承载力特征值:fa=125 kPa。
地基压缩模量:Es=3.91 MPa。
3 基础梁几何特性
截面惯性矩:I=0.041 7 m4,地基梁横断面如图2所示。
4 基础梁配筋计算步骤[2]
按弹性地基梁理论,当荷载作用点距梁端x≥2π/β时,此梁可视为无限长梁;当距梁一端x>2π/β而距另一端x<2π/β时,即为半无限长梁。对于一个无限长梁,当一个集中荷载作用时,任意点处的挠度、弯矩、剪力的大小分别是:
其中,
最大的挠度、弯矩、剪力均发生在集中荷载的作用点上(即x=0处),分别为:
当地基梁上有多个荷载作用时,利用叠加原理即可计算出任意点处所产生的挠度、弯矩、剪力。若外力距梁端的距离x≥2π/β时,此时即可按无限长梁进行计算。因为x=2π/β时,Y值仅为x=0截面上Y值的0.187%,所以可忽略不计。若两个集中荷载之间距离大于2π/β时,也可认为是分别作用于无限长梁的独立荷载,不必进行叠加。
5 基础尺寸的拟定
根据试验测定,荷载在钢筋混凝土中于纵、横方向上均以45°角向下传递到片石基础上。由于承轨梁横向尺寸较小,因此传递到片石基础上的荷载横向尺寸与承轨梁横向尺寸B基本一致(具体由梁高H决定),而荷载分布的纵向尺寸为1+2H,此时片石基础顶面的受力面积为B×(1+2H),承受的荷载为2P/L+N1+N2,其中,N1为该尺寸范围内钢轨及扣件的重量;N2为该尺寸范围内混凝土承轨梁的重量。因此片石基础所承受的应力为R1=[(2P/L)+N1+N2]/[B×(1+2 H)]。根据规范选择浆砌片石型号,满足R1<R0即可。
浆砌片石顶面的荷载通过35°角向下传递至地基。若片石基础尺寸为B′×H′,则传递到地基上的荷载为σ2=2P/L+N1+N2+N3(1+2 H+1.4 H′)B′。其中,N3为地基荷载尺寸范围内浆砌片石重量。若地基基本承载力为σ0,可通过试算使σ2<σ0。同时满足刚性角的要求,即可确定浆砌片石基础的尺寸。
6设计结果复核
结果复核主要是按最不利荷载作用进行几个方面的验算:1)正截面按抗弯配筋;2)轨道梁变形校核;3)斜截面抗剪设计。具体验算公式可参考钢井架提升规范及钢筋混凝土规范。
摘要：结合桥梁梁体预制场所使用的50 t龙门吊的基础设计问题,充分考虑了所应采用的合理设计荷载,基于弹性地基梁理论,提出了此类龙门吊的设计计算方法,具有一定的参考价值。
关键词：龙门吊,基础,弹性地基梁,设计方法
参考文献
[1]陈希哲.土力学地基基础[M].北京:清华大学出版社,1989.
混凝土梁体 篇9
首先进行单向简谐振动实验, 图像跟踪模板固定在振动台的表面, 两台相机距离振动台约2m, 相机之间的角度约30º。需要指出的是, 根据前文所述的立体视觉原理, 只要两台相机能够足够清晰地拍摄到模板的振动, 相机与被测结构角度的影响并不重要。实验采用3种不同的焦距进行测试, 分别为5.2mm、15.6mm和20.8mm。两台相机首先进行单相机标定和立体标定, 标定结果显示, 在静态情形下, 空间点重构的误差在上述三种焦距设置下分别为:0.44mm、0.22mm和0.13mm。可见, 在图像保证清晰的情况下, 焦距越大, 测试精度越高。
相机标定完成后, 给振动台设定沿X方向的不同频率的简谐振动 (一维正弦振动) , 相机采用三种不同焦距进行测试。振动频率设置分别为1Hz、2Hz和5Hz, 振动幅度均为20mm。图1为立体视觉手段实测结果和振动台控制位移的比较图 (以20.8mm的焦距设置为例) , 表1列出了实测动位移时程测试误差 (图1中目标模板角点处) 的均值和方差。从表1可见, 各对应时刻点的测试结果均值基本在0.25~0.30mm之间, 方差值随着结构振动频率的增加有所增大, 其绝对值在0.37~0.91mm范围内。测试数据的方差增大的原因可归结于频率增大导致的图像模糊和点对应关系所存在的误差。
为了进一步验证立体视觉手段用于简谐位移测量的可靠性, 设置振动台进行二维平面振动, 振动幅值为100mm, 频率为1Hz。平面振动的X坐标为正弦振动, Y坐标为相同幅度和频率的余弦振动。实验结果显示立体视觉手段可以非常准确地用于二维动位移的测试, 其测试误差最大为0.4mm。
二、悬臂梁自由振动实验
实验采用的相机和相机标定手段均与上述简谐振动实验相同。测量时两台相机具悬臂梁的距离约为2.5m, 两者间的角度约30º, 两台相机的焦距设置为15.6mm。为了评估立体视觉结果的准确性, 实验采用激光位移计进行同步测量。图2给出了两种测量手段所测得的悬臂梁在初始位移作用下自由振动位移时程。立体视觉手段的测量结果与激光位移计的测试结果十分吻合, 在自由振动最大幅值处两者的测量误差仅为0.3mm。
三、三层框架模型振动台实验
本次实验是将立体视觉手段用于振动台实验, 目的是评估该手段测试结构在随机激励下动位移响应的准确性。三层框架模型由铝质构件组成, 每层高0.38m, 模型总体高度为1.2m。振动台的激励采用的是1940年El Centro地震波 (一维NS分量) 。图7显示出了目标A和目标B在地震激励下的实测动位移时程, 可见, 与激光位移计的测试结果相比, 立体视觉手段同样能够非常准确地捕捉模型的动位移响应。
本文提出了用于结构动位移非接触测量的立体视觉手段。该手段以计算机视觉理论为基本原理, 主要包括以下三个关键技术:相机标定、图像点跟踪及三维点重构。文中提出的平面单相机标定和立体标定手段能够大大提高动位移现场测试中的灵活性和准确性。本文采用了简谐振动、自由振动和随机振动 (振动台地震激励) 实验来验证立体视觉手段进行结构动位移测试的可靠性。实验结果均显示该手段能够非常准确地测量结构的动位移响应, 其测试精度在5Hz振动频率下可达到0.3mm, 且在保证相机能够合适拍摄情况下, 测试精度随着结构振动频率的降低、相机焦距设置的增大而提高。当然, 相机硬件条件本身的提高 (如高清晰度、高分辨率等) 同样能够提高立体视觉手段的测试精度。
摘要：为了验证基于计算机视觉的结构动位移测试手段的实际准确性, 本文从不同振动形式的角度设计了平面简谐振动、悬臂梁自由振动和框架模型振动台实验。实验配备两台逐行扫描的高清摄像机, 图像 (视频) 尺寸为1280×720, 摄像机视频采用频率为30fps, 10倍光学变焦能力 (5.2～52mm) 。两台相机的标定采用平面相机标定法。相机视频采用激光点进行同步。