结构优选（精选十篇）
结构优选 篇1
在房柱法开采中, 其主要的技术工作是, 确定采场结构参数, 其直接关系着采场的稳定状况, 影响着矿石的回收率进而决定采矿的经济效益。合理确定采场结构参数, 在确保安全的前提下, 最大限度地提高矿石回采率, 对房柱法开采具有重要意义。
房柱法采场结构要素主要有矿房的长度、宽 (跨) 度、高度, 矿柱的形状、尺寸及间距等。
1 矿柱形式的选择
1.1 连续矿柱与间隔矿柱
矿柱强度除受弱面和持续暴露时间影响外, 还受矿柱的几何形状的影响。在石膏矿房柱法开采中, 有使用连续条带状矿柱的, 也有使用方形或圆形点柱的。使用带状矿柱是认为其比各种间断性矿柱更稳定, 会更有利于地压管理。采用连续的条带状矿柱时, 当开挖体失稳时, 就以减小跨度、增加矿柱的尺寸作为解决失稳的基本措施。带状矿柱可看作是长方形矿柱。生产实践和试验结果表明, 同样高度的长方形矿柱的强度在很大程度上取决于短边的宽度, 长方形矿柱的支护效果比同等断面积的方形矿柱的要差, 而且长方形矿柱房柱法的回采率低。因此, 在同样的原岩应力和环境条件下, 短的矩形矿柱往往比长的条带状间柱有着更长的稳定时间和更大的直立高度, 能支撑更大的岩层压力。
不同形状的矿柱可由下式[1]确定:
当b
Qu=0.75Qcb0.5/L0.55
当b
Qu=1.45Qcb0.5/L0.55
式中
Qu—矿柱实际强度;
Qc—岩石单轴抗压强度;
b—矿柱宽度;
L—矿柱长度;
h—矿柱高度。
即正方形矿柱强度最大, 随着矿柱长度的增加, 单位矿柱实际强度逐渐减小。
1.2 矿柱尺寸
矿柱尺寸应足以保证矿柱的承载能力大于作用在其上的载荷, 若矿柱尺寸过小, 则会造成大范围的顶板冒落和岩石移动, 使安全和生产受到严重威胁;但是若矿柱留得过大, 则矿石回收率低, 造成资源损失。于是, 正确地选定矿柱的尺寸对于安全生产和提高矿石回收率意义重大。
对于方形矿柱, 矿柱尺寸的确定实际上是要确定矿柱宽度及其与矿柱高度的关系。矿柱宽度与生产工艺密切相关, 过小的宽度不利于高效率生产设备的使用, 影响采场生产能力, 还使采切比增高, 故在确定矿柱宽度时, 既要考虑其稳定性, 又考虑生产的合理性。另外, 爆破对矿柱的稳定状况影响很大, 爆破振动力和爆轰波的冲击, 使矿柱面部破坏, 形成松驰区, 降低了矿柱的整体强度, 并使实际支撑的面积减小。通过统计分析, 方形矿柱的强度 (Qu) 与宽度 (b/m) 和高度 (h/m) 有如下关系。
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统计的数据范围为, b=3～20 m, h=1.2～5 m, 对应的采矿回收率为37～89%。
考虑爆破的作用, 矿柱的最小尺寸应满足下式[2]:
b≥ (3～5) ·w=100 d
式中
w—爆破最小抵抗线;
d—药包直径。
1.3 矿柱间距
矿柱间柱越大, 则矿柱承载的上覆岩层的荷载越大;因此, 间柱的大小对矿柱压力及采场顶板的稳定性有着直接的影响。由试验和经验得知, 采场结构受力较好时, 间距应为矿柱倾斜方向长度的1～2倍。
2 矿房尺寸的选择
2.1 矿房宽度 (跨度)
一般来说, 开采空间的宽度越大, 顶板中央部位出现的拉应力也越大, 拉应力达到其强度极限时, 顶板即开始断裂破坏, 在保持稳定的前提下, 开采空间允许达到的最大宽度即称为“极限宽度”。
影响采场顶板宽度的因素主要是岩体性质、开采深度、上覆岩层作用在顶板暴露面上的重力、暴露面的倾角、暴露时间以及开采空间的几何尺寸等。在生产实践中, 常用工程类比法或通过模拟研究找出顶板拉应力集中系数的变化规律, 总结出经验公式来估算开采空间的极限宽度。
矿房的宽度可按以下经验公式计算
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式中
B—为矿房宽度, m;
λ—侧压力系数, 可取0.65;
γ—矿石的容重, t/m-3;
H—开采深度, m;
σ1—顶板的许可抗拉强度, Pa。
还可以根据Barton等人引入的开挖体“当量尺寸”De这个参数, 所建立的其与开挖体的跨度及支护比之间的经验关系式来确定矿房宽度。公式为[3]
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2.2 矿房高度
矿房高度与矿房宽度是相互联系的。矿房宽度和高度的大小及其比例对采场顶板的稳定性有很大的影响, 因为中间主应力变成拉应力出现在矿房顶板上, 且宽度与高度的比值越大, 应力集中系数越大;距顶板越远, 拉应力集中系数越小。生产实践表明, 当矿房的宽度与高度之比为1∶1时, 顶板的应力集中系数较小。
2.3 矿房长度
矿房长度主要是根据采场内矿石运搬设备的有效运距离确定, 一般为40～60 m。矿房的长度对采场顶板的稳定性也有一定的影响, 当矿房高度远小于宽度时, 采场顶板内最大主应力的应力降低区很大, 最小主应力变成拉应力而且较大。长度与宽度的比值越大, 则应力集中系数越大。
房柱采矿法所有结构参数都受到开采深度的影响, 一般说来, 开采深度大, 矿房尺寸应该减量选取, 而矿柱尺寸则要增大考虑。
3 实际应用
平邑石膏矿矿床与围岩互层产出组成两个矿带, 上部为II矿带, 含矿3层, 无工业意义。下部为I矿带, 含矿12层, 其中12、5、4、2层为可采膏层, 12层膏厚度最大, 平均厚度13.45 m, 4矿层厚度最小, 平均厚度2.3m。矿体走向326°, 受断层影响局部有变化;倾向NE, 倾角一般30°左右。
矿体顶板由多种岩性组成, 主要有灰岩、泥质灰岩、泥灰岩、泥岩、砂岩等。砂岩、泥岩、泥灰岩为直接顶板, 抗压强度<3kPa, 属软弱岩石;老顶为灰岩、泥质灰岩, 抗压强度>600kPa, 属较坚硬岩石。矿床底板主要以灰岩、泥质灰岩、砾岩为主, 其次为泥灰岩、泥岩, 强度一般。
矿石比较稳固, 矿石硬度f=4～6, 围岩硬度f=2～6;矿石容重2.43t/m 3, 岩石比重2.38t/m 3。
依据上述条件, 采用普通房柱法开采, 按照前面所述的房柱采矿法结构参数的优选方法, 考虑开采深度H=300～400m, 确定矿房的宽度B=12.0～8.0m, 矿房高度h可取8～16m。矿柱尺寸:宽度b=5.4～6.5m, 长度L=5.0～6.0m。
根据3年多的应用, 所确定的采矿方法结构参数符合实际, 并且在相邻石膏矿推广应用, 取得了很好的技术经济效果。
4 结语
生产实际表明, 通过总结归纳房柱采矿法在生产实践中的经验, 同时加以理论研究所提出的结构参数优选方法, 对石膏矿山开采与管理有一定的科学的指导意义。影响矿山开采的各种因素十分复杂, 采矿方法结构参数的一种优选方法很难做到普遍适用, 需要不断探索, 才能保证结论有更大的适应性。
参考文献
[1]李成生, 等.《矩形矿柱及其岩石力学评价》.有色金属 (矿山部分) , 1989.
[2]丁光文.《樟村坪磷矿房柱采矿法采场稳定性研究》.化工矿山技术, 1993.
结构优选 篇2
第1篇、大班结构游戏游乐园教案反思
设计意图
根据幼儿的兴趣，结合本学期的目的--引导幼儿初步学会按意愿或命题进行有目的的建构。同时培养幼儿掌握观看简单平面图建构的能力。我们开始了“儿童乐园”的建构主题，由此进一步提升幼儿学习用铺平、延长、围合、技能搭建物体造型--构建儿童乐园。
活动目标：
1、幼儿知道游乐园器械的名称。
2、能用已学的技能拼搭出游乐器械的特征。
活动准备：
图片、清水积木。
活动过程：
1、谈话引入
师：小朋友你们都到过游乐园，你们知道游乐园里有哪些器材?
(旋转木马、飞船、赛车)
2、出示图片
师：小朋友说有旋转木马，我们一起来看一看旋转木马是什么样的。
根据幼儿所说的器材名称，引导幼儿观察相应的图片，说出主要特征，可用什么样的积木拼搭。
3、幼儿进行拼搭活动
师：小朋友，今天我们来搭建游乐园，请小朋友和你的好朋友选择你们喜欢的器材图片，边看图边拼搭，搭的时候动作要轻，不要的积木放好，不要影响别人。
4、师生共同小结活动
师：游乐园搭好了，请小朋友来介绍自己搭的器材。
指导要点：
1、在幼儿搭建过程中，教师引导幼儿合理的使用合理的结构材料突出游乐设施的主体特征。
2、启发幼儿在仿造的基础上想象创造旋转木马、滑滑梯、小水车、健身器械等。
3、指导幼儿围合的方法。
4、注意各个游乐设施的间距，不随意碰倒别人的搭建物。
教学反思
活动开始结合游乐场的各种图片在大黑板上引导幼儿认识儿童乐园的各项游乐设施，同时规划布局好搭建的位置。孩子相对就比较有目的，搭建比较有序，针对一开始的围合技能--围游乐园的外墙孩子们不是有特别明显的概念，有的幼儿搭建一半“同字型”最终没有围合起来。外幼儿大致懂得看着规划布局图来搭建，但想象力还不够，不会自己选用建构材料，要师提醒引导，搭建出的游乐设施也很简单，缺乏想象力。教师还是可以针对某一游乐设施提供不同造型等图片，在区间建构时个别去引导幼儿想象搭建，对幼儿选用材料多鼓励多引导，进一步提高幼儿主题搭建的技能水平。
设计意图：
第2篇、大班结构游戏农场里教案反思
通过社区活动参观农场，以及学习歌曲《农场里》之后，小朋友对农场里的小动物非常感兴趣，课间活动时常能听到孩子们在模仿各种小动物的叫声，学着小动物的动作。以幼儿这一兴趣点为抓手，我们设计了结构游戏《农场里》，为幼儿提供更多的创造的机会，以满足幼儿表现的欲望。
活动目标：
1、学会借助辅助物建构沙柱的技能，区别干沙与湿沙的特性。
2、能与同伴共同协商，体验合作的乐趣。
活动准备：
管状积木、沙土、橡皮泥、雪花片、编织积木、剪刀、胶水等。
活动过程：
一、出示建构图纸，激发幼儿兴趣
1、师：小朋友我们上次把农场搬进了我们的教室里，你们觉得哪些地方是比较成功的，我们给它贴上五角星。(农场里的房子。池塘。树林。)
老师发现你们在建构农场的时候还出现了小小的问题。
(1)我们在建构沙柱的时候，由于小朋友没有掌握方法，沙子容易倒塌，老师相信通过你们的练习，这次一定能把沙柱建得更好。
(2)还有围栏连接好以后要放在一条直线上，这样才稳。注意了这些问题，老师相信你们在这次活动中把我们的农场一定会建得更好。我们选择自己的积木开始吧。
二、幼儿分组搭建，教师巡回指导
1.提出建够要求
(1)搭建之前应先和同伴谈论商量怎么样合理的布局。爱护材料，要不破坏同伴的劳动成果。
(2)材料要轻拿轻放，要拿一个，搭一个，不能把许多材料归为己有。
(3)建构时不能大声讲话，要学会轻轻讲。
2.师幼互动，进行建构。对建构好的幼儿及时表扬，帮助有困难的幼儿
三、欣赏作品，评价总结
师：呀，农场真美啊!
1.小朋友你对今天自己建构的作品满意吗?“出自:屈;老.师”(请薛瑜菲、许唯一两位小朋友讲)
薛瑜菲：今天我和鲍晨语做了围栏，以前我们做时一直倒塌，今天我们做好后把它放在一条直线上，然后，小朋友帮助我们把它扶其来，今天的围栏很成功，我很满意。
许唯一：我装沙的时候，把沙子压压紧，然后把它倒过来，轻轻地把桶往上提，今天的沙柱就不倒塌了。
2、你们喜欢哪些地方?为什么?
3.农场好漂亮，我们去参观农场吧。
活动评析：
本次主题活动布局一目了然，色彩搭配鲜艳。小朋友在活动中投入，合作意识较强，能很好地完成建构任务，建构作品形象逼真，建构技能较好，材料运用丰富，并能大胆操作。但在活动结束时可让幼儿参与讲评，表达自己的相法及愿望。
教学反思：
本次活动在我们两位老师的努力下，顺利完成了。整个活动开展的还是比较成功的。小朋友的建构常规很好，能遵守活动要求，爱护同伴成果。建构的作品布局合理、美观。建构技能有了很大程度的提高。材料运用丰富、合理。有部分幼儿能发挥想象创造性地再现生活中的场景。而且部分幼儿在活动中的合作性也较强，自己完成了任务能帮助同伴完成，活动中碰到了困难还会主动地帮助同伴。只是我觉得老师在活动中怎样处理突发事件时还要灵活，要有很好的临场应变的能力。抓住幼儿在建构活动中出现的细节，那些闪光点进行总结讲评，或许我们的展示活动会更精彩、更成功。
活动目标：
第3篇、大班结构游戏各种各样的桥教案
1、尝试使用各种不同的材料搭建造型独特，构思新颖的桥。
2、积极参与活动，体验建桥的乐趣。
活动准备：
1、建构桥所需要的各种建构材料及辅助材料。
2、桥的图片。
活动过程：
1、观赏各种桥的图片，引导幼儿讨论：根据桥的不同造型如何应用已学过的建构技巧进行游戏。
2、幼儿小组合作，利用辅助材料造桥。
(1)幼儿自由选择伙伴。
(2)小组展开讨论：准备造什么样的桥?需要些什么材料?
3、幼儿游戏，教师巡回指导。
重点指导幼儿根据各种桥的造型，选择合适的材料，大胆创新进行建构。
4、桥梁展览会。
(1)请幼儿为自己搭建的桥取个名字。
(2)谁来当小小解说员，来介绍一下你们的桥。
教学反思：
本次活动在我们两位老师的努力下，顺利完成了。整个活动开展的还是比较成功的。小朋友的建构常规很好，能遵守活动要求，爱护同伴成果。建构的作品布局合理、美观。建构技能有了很大程度的提高。材料运用丰富、合理。有部分幼儿能发挥想象创造性地再现生活中的场景。而且部分幼儿在活动中的合作性也较强，自己完成了任务能帮助同伴完成，活动中碰到了困难还会主动地帮助同伴。只是我觉得老师在活动中怎样处理突发事件时还要灵活，要有很好的临场应变的能力。抓住幼儿在建构活动中出现的细节，那些闪光点进行总结讲评，或许我们的展示活动会更精彩、更成功。
结构优选 篇3
摘要：本文介绍了目前混凝土结构工程加固施工中所遇到的加固施工方案及施工方法，并对不同方案进行优化比较。
关键词：混凝土 结构工程 加固施工 方案
0 引言
混凝土构筑物因出现功能性改变，如接建、增加荷载等，或在出现质量问题，如配筋不足、灾后修补、混凝土强度不够等，都需要进行加固。其加固施工及加固方案的制定尤为重要，对于需要加固的构筑物，应根据构筑物的不同情况制定不同的加固方案。方案的确定要遵循安全、经济、快捷、施工方便的原则，只有这样，加固工程才能收到良好的社会效益和经济效益。
优秀的加固方案具体体现在其施工作业方便、施工技术先进、经济效果好、加固质量高等四方面的特点。
1 良好的施工性是加固工程方案必须考虑的条件之一
加固工程方案的优劣，首先要把是否具有施工作业方便作为必要条件。有的加固方案虽然具有解决问题的可行性，但是，由于其方案在施工过程中增加了一定的施工难度，而造成施工工期长，劳动用工大，安全系数低的弊端，结果是将影响到加固质量。
2 不同类型加固工程与加固方案分析
一般来说，加固工程常采用的方法有加大截面加固法、外包钢加固法、预应力加固法和改变结构传力途径加固法等，随着科学技术的不断进步，应用新技术、新材料、新工艺进行工程加固的方法，如，化学灌浆法、粘钢锚固法、碳纤维加固法应运而生，并开始广泛应用于各类加固工程中。具体哪个方案最能体现加固工程所要求的短、平、快、省的特点，应根据需要加固的构件情况，综合确定加固方案。
2.1 以框架梁的加固为例，较为合理、经济、技术先进的加固方案当属粘钢锚固法和碳纤维加固法，前者以造价低，施工简单，占用空间小，加固效果好，明显优于加大截面法和预应力加固法，后者除材料费用高外，则各种优势尽显其中，重要表现在自重轻，材料自身几乎不增加重量；强度高，固化后的碳纤维强度比钢材高达十几倍；劳动强度小，一个作业面只需一至两人操作即可；施工工期短，熟练工人每人每天可完成近200m2左右。但是，应用其在负弯矩部位进行加固效果不如钢板性能好。
2.2 以框架柱的加固为例，较为常见的加固方法有外包钢加固法，即，在混凝土柱四周包以型钢进行加固，这样既不增大混凝土截面尺寸，又大幅度地提高混凝土柱的承载力，具体方法又分干法作业与湿作业法两种形式：干式加固法是将型钢（一般是角钢）直接外包于需要加固的混凝土柱四周，型钢与混凝土之间无连接，由于与混凝土没有形成一个整体，所以不能确保结合面传递剪力。湿式加固法一是用乳胶水泥浆或环氧树脂化学灌浆等材料，将角钢粘贴在混凝土柱上，二是角钢与混凝土之间留一定间距，中间浇筑混凝土，达到外包钢材与混凝土相结合。两种作业方法相比较，干式作业法施工更为简单，价格低，施工时间短，但其承载力提高不如湿式作业法好。在方案选择时，应根据加固要求和原构件情况，合理挑选适当的方案进行加固。
另外，对于加固工程，还有焊接补筋加固法、套箍加固法、喷射混凝土补强法、化学灌浆修补法、粘钢加固法、碳纤维加固法等，每种加固方法各有其特点及适应范围，只要行之有效，技术成熟，既满足加固要求，又经济实用，均可采用。
3 加固工程方案要在新技术、新材料、新工艺上写文章
优秀的加固工程方案要在工法上体现出其可行性、科学性、先进性。化学补强法不失为当前加固工程中首选的一种最为先进的工法。一些加固工程采用过时的加固方法需要大量的人力、物力和时间，已不能满足当前加固工程质量、工期、安全、经济的要求，而化学补强加固方法越来越以其明显的优势成为加固工程中的优选方案。
在化学补强方法中，除粘钢加固外，碳纤维加固工艺也不适为一种先进的加固工法，例如，地下室、水泵房等结构构件的加固工程中，由于环境湿度较大，最适于采用碳纤维加固，与其它加固工艺相比，更具有耐湿耐潮、抗腐蚀强、自重轻、强度高、施工便捷、质量好的特点，加固性能均优于目前其它加固方法。
可见，选择加固工程方案要有针对性，不同的加固工程应采取相应的加固措施，其方案需要在进行价格比、性能比、质量比的同时，还要体现出其工艺技术的科学性和先进性，这样的加固方案才是优秀的加固方案。
4 几种典型加固方法的工程施工要求
工程加固的目的就是要通过加固施工达到修复、补强、提高承载力、增强使用功能、满足使用要求，因此，选择加固方案要以提高加固工程质量为根本目的。对于不同的加固方案也有不同的施工方法和质量评定标准。根据《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006中几种典型的加固方法，依照施工经验，不同的加固方法在施工时应重点做到：
4.1 外包钢加固法要把表面处理包括加固结合面和钢板贴合面处理作为加固施工过程中的关键，对于干式加固施工，为了使角钢能紧贴构件表面，混凝土表面必须打磨平整，无杂物和尘土；当采用湿式加固施工时，应先在处理好的角钢及混凝土表面抹上乳胶水泥浆或配制环氧树脂化学灌浆料，对钢板进行除锈，混凝土进行除尘并用丙酮或二甲苯清洗钢板及混凝土表面，进行粘、灌。
4.2 预应力加固法采用预应力拉杆加固时，在安装前必须对拉杆事先进行调直校整，拉杆尺寸和安装位置必须准确，张拉前应对焊接接头、螺杆、螺帽质量进行检验，保证拉杆传力正确可靠，避免张拉过程中断裂或滑动，造成安全和质量事故；采用预应力撑杆加固时，要注意撑杆末端处角钢（及其垫板）与混凝土构件之间的嵌入深度传力焊缝的质量检验，检验合格后，将撑杆两端用螺拴临时固定，然后用环氧砂浆或高强度水泥砂浆进行填灌，加固的压杆肢、连接板、缀板和拉紧螺栓等均应涂防锈漆进行防腐。
4.3 改变结构传力途径加固法增设支点若采用湿式连接，在接点处梁及支柱与后浇混凝土的接触面，应进行凿毛，清除浮渣，洒水湿润，一般以微膨胀混凝土浇筑为宜。若采用型钢套箍干式连接，型钢套箍与梁接触面间应用水泥砂浆座浆，待型钢套箍与支柱焊牢后，再用较干硬砂浆将全部接触缝隙塞紧填实。
4.4 混凝土构件外部粘钢加固法此法施工较为简单，但首先需要着重注意混凝土和钢板的表面处理，对于旧、脏严重的混凝土构件的粘合面，应先用硬毛刷沾高效洗涤剂，刷除表面油垢污物后用水冲洗，再对粘合面进行打磨，除去2～3mm厚表层，露出新面和平整，将粉尘清除干净；对于混凝土表面较好的，则可直接对粘合面进行打磨，去掉1～2mm厚表层，使之平整，清去粉尘，再用丙酮擦试表面即可；钢板表面处理应根据其绣蚀情况，可用喷砂、砂布、砂轮机打磨，使钢板出现金属光泽，打磨纹路尽量与受力方向垂直，然后用丙酮擦试干净。其次要注意对胶粘剂的选择。第三要注意在配胶、粘贴过程中的细节，胶粘剂要严格按照说明书要求的比例配制，尤其是要掌握好固化剂的用量，搅拌要均匀，同时在粘贴时要保证粘贴面的饱满、密实。最后要注意在固化阶段不能对钢板有任何扰动。
结构优选 篇4
关键词：地震,桥梁下部结构,加固优选
震后桥梁下部结构结构通常存在多种加固方案。对于震后桥梁下部结构加固方案的优化不但受控于加固后下部结构承载力、沉降等可靠指标,又涉及到加固费用等经济定量指标,此外,还与技术成熟程度、加固工期等质量定性指标有关,因而是一个复杂的多目标模糊决策问题[1]。在实际加固工程中,决策者面对多个加固方案只能以定量的一个或数个最重要因素的最大或最小来择优,而不能全面地对技术经济各个方面所有的定性与定量指标进行综合评价[2,3]。因此,为了在加固方案选择中避免追求某几个子目标而降低其它子目标的重要性,本文基于模糊层次分析法,建立下部结构加固方案的模糊优化模型,将定量指标和定性指标结合起来,选出最优的组合,使寻求的各子目标在满足要求的情况下达到全局最优,以期为类似工程加固设计和养护管理部门的决策提供参考。
1 层次分析法的决策原理[4,5]
层次分析法是美国著名运筹学家T.L.Saaty于20世纪70年代提出,其原理简单、数学依据严密,广泛应用于复杂系统的分析与决策。其主要步骤如下:
1.1 建立层次结构
对所考虑的概念,分析其相互关联、逻辑归属及重要性级别,进行分层排列,构成一个由下而上的递阶层次结构。最高层称为目标层;若干中间层次,称为准则层;最底层,一般称为指标层。
1.2 建立判断矩阵
就每一个上层元素,对于其逻辑关系的下层元素进行一对一的成对比较,通过分析,判断确定下层元素就上层某一元素而言的相对重要性,判断的结果表示在判断矩阵中。同时在进行比较时,以专门设计的1~9标度作为比较的标准(表1)。在获得以上标度值后,即可得判断矩阵undefined。
1.3 判断矩阵的排序
层次单排序是通过以下特征值问题得到:
BW=λmaxW (1)
式中,B是判断矩阵,λmax是B的最大特征值,W是λmax对应的特征向量,W为各因素相对重要性权重。
1.4 一致性检验
所谓判断一致性,是指判断矩阵具备完全一致性,可采用一致性指标CI评判。
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由于矩阵阶数越大,完全一致性越难达到,为确定不同阶的判断矩阵的一致性,可采用平均随机一致性指标RI来衡量,RI值可以通过查表2得到。
当随机一致性比率CR=CI/RI<0.10时,判断矩阵的一致性检验通过,即认为具有满意的一致性。否则就应重新考虑并调整判断矩阵的元素,使之达到满意的一致性为止。
1.5 层次总排列
若Ak(k=1,2,...,m)为上层因素,Bj(j=1,2,...,n)为相邻的下层因素,在求出上层因素的总排序 Ak(k=1,2,...,m)和下层因素Bj相对于Ak的单排序bundefined(j=1,2,3,...,n)之后,Bj相对于最高层的总排序为
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每进行一层的递推,都须作出相应得层次总排序的一致性检验。假定B层次因素对Ak单排序的一致性指标为CIk,相应的平均随机一致性指标为RIk,则B层次总排序得随机一致性比率为
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当求出CI<0.10时,表明该层次总排序的结果具有满意的一致性。采用层次分析法对震后桥梁下部结构加固对策的优选流程图见图1所示。
2 工程案例分析
2.1 工程案例
四川省G213线百花大桥,又名牛圈沟高架桥,建成于2004年,为曲线连续梁桥+直线连续梁桥+曲线连续梁桥的组合形式,平面呈“S”形,全桥长496m,桥宽8m,最大墩高30.3m,上部构造分为6联,跨径组合为4-25+5-25+1-50+3-25+5-20+2-20m,下部构造为双柱式桥墩、轻型桥台、桩基础。百花大桥距震中映秀镇或主发震断层(映秀-北川断裂)约2-3km,在5·12汶川地震中多处破损严重。下部构造震害主要表现为墩柱压溃、环向开裂,系梁开裂破坏,以及挡块、支座等的破坏;双柱式桥墩环向开裂的6个;墩柱病害不明显的8个;第1-4联桥梁的下部构造,横向破坏占主导地位;而第5、第6联桥梁的下部构造,以纵向破坏为主。本文以百花大桥某段右侧剪切破坏的桥墩为对象(见图2),进行墩柱加固方案优选评价。
2.2 桥梁下部结构加固方案集分析
根据对百花大桥及该毁坏墩柱的调查,提出了五种可行的治理方案:粘贴钢板加固法(简称M1)、钢套管法(简称M2)、纤维增强复合材料法(简称M3)、增大截面法(简称M4)与重新浇筑法(简称M5)。
2.3 桥梁下部结构加固方案的层次结构模型
选取经济指标和社会指标两大类方案作为桥梁下部结构加固方法评判的影响因素指标,建立桥梁下部结构加固方法决策的层次结构模型(图3),共分为四层结构,第一层为总目标层,即桥梁下部结构加固方法(O);第二层为子目标层,分为经济效益(O1)和社会效益(O2)两个子目标;第三层为准则层,分为投资总额(A1)、可操作性( A2)、维护运行费( A3)、治理效果(A4)、风险性(A5)和对环境影响(A6)共六项指标;第四层为方案层,M1,M2,...,M5分为共五个方案。
2.4 层次分析决策结果
震后桥墩加固方案决策的层次结构模型中共八个判断矩阵,咨询多位专家对该桥梁下部结构的经济和社会子层次模型中的判断矩阵进行打分,其中经济子层次模型中有四个判断矩阵,即准则层判断矩阵1个(O1-A),不同准则下方案层判断矩阵3个( A1-M,A2-M,A3-M),其判断矩阵各元素取值及分别计算求出的最大特征根、特征向量和一致性检验结果如表3所示;社会子层次模型中有四个判断矩阵,即准则层判断矩阵1个( O2-A),不同准则下方案层判断矩阵3个(A4-M,A5-M,A6-M),其判断矩阵各元素取值及分别计算求出的最大特征根、特征向量和一致性检验结果如表4所示。
在单层次计算的结果基础上,分别可以得出以经济指标和社会指标为目标的两个总排序结果(如表5所示)。
从表5可知,按经济指标评判方案(O1-M)的权重为(0.0739,0.2730,0.1015,0.3088,0.2427),按社会指标评判方案(O2-M)的权重为(0.0701,0.2227,0.1322,0.1465,0.4285),将这两个特征向量的元素对应相除并归一化,可得经济/社会的综合结果为(0.1843,0.2142,0.1342,0.3684,0.0990),即方案按从优到劣的排序为:增大截面法、钢套管法、粘贴钢板加固法、纤维增强复合材料法、重新浇筑法。由此可见,该桥墩加固的最优方案为增大截面法。
3 结语
震后桥梁下部结构加固方案的优选,是震后桥梁恢复重建所面临的重要问题。基于层次分析决策原理,综合考虑社会和经济效益,进行震后桥梁下部结构加固方案的优选,避免了以往加固方案选择中过分注重经济效益而忽视社会效益的弊病,是一种较为合理的优选方法,因此,此方法可供震后桥梁下部结构加固决策方法的优选中进一步推广使用。
参考文献
[1]孙国钧,王卫东.浅基桥墩加固技术[J].桥梁建设,2004,15(3):73-76.
[2]朱奎.桩基质量事故分析与对策[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.
[3]欧阳辉,徐光黎,陈国华,等.斜坡桥梁桩基础加固优化设计[J].煤炭地质与勘探,2010,38(1):50-53.
[4]张谢东,魏明华,胡志坚.基于AHP多层模糊综合评价法的桥梁景观评价[J].武汉理工大学学报,2010,32(12):74-78.
究竟是优选学校还是优选专业 篇5
一般来说,准备大学毕业后出国或考研继续深造的考生应首选学校,专业其次。理由如下:
(1)名牌大学如北大、清华、复旦、哈尔滨工业大学等高校师资力量强,社会声誉高,考研出国机会较一般学校要大很多。从出国情况看,理工科机会大于文科,理工科中理科大于工科,特别是数理化基础学科较应用学科出国更容易,因为大多数国家比较欢迎理工类中的基础性学科留学生。
(2)从现代大教育所倡导的终身教育观念来看,大学本科四年对于人的成才而言仍然属于打基础阶段,真正对某一专业进行系统研究应当是从研究生教育开始,因此本科四年学一些非热门基础学科,研究生时再偏向应用学科同样很好。北大计算机属于热门专业,而数学专业则相对冷一些,对于想学计算机的考生而言,能直接进入计算机专业固然好,实在因考分较低进不了该专业,去数学系就读也大可不必后悔,大二、大三选课时向应用数学、计算机数学上靠,然后考计算机系研究生,最后即可和当初考入计算机系的考生殊途同归。以北大数学系为例,不仅培养了一批著名的数学家,还培养出 10位计算机专业方面的院士,他们当中有两院院士、北大计算机研究所所长、汉字激光照排技术创始人王选教授、北大计算机系杨芙清院士、北大信息中心主任石青云院士、著名计算机科学技术专家高庆狮院士等。
(3)随着现代科技迅猛发展,各学科之间渗透交叉越来越频繁,学科界限越来越模糊,而名校学科门类比较齐全,有利于培养复合型人才。
(4)市场经济和计划经济反映在高校培养人才方面的一个明显区别就是淡化专业,专业分工过细已不适应经济发展的需要,市场经济需要的是宽口径人才。近两年,国家已对专业进行了合并调整。有些高校在招生时,已不按专业招生而是按系或者专业大类招生,至大二、大三时再由考生根据自己的实际选专业。
(5)从就业机制上看,随着社会主义市场经济的深入发展,人力资源配置的市场化程度越来越高,由于知识更新速度加快和岗前培训机会的增多,许多用人单位由以往重视大学生在校期间的专业素养转向重视大学生的综合素质和职业上的可塑性。一些著名公司如宝洁公司在招聘时不限专业,更注重的是学生的综合素质,因为名校良好的人文环境、文化底蕴有利于学生综合素质的提高。
(6)一些名校(如北大、清华)为方便学生成才,在教学管理上进行了一些改革,如主辅修制、双学位等,学有余力的学生,可以通过选修第二学位找到适合自己的理想专业。如笔者一位学生张英轩2002年考入北大考古专业,由于喜欢经济,在校期间辅修经济学二学位,2006年被保送到教育经济专业学习。
而对于那些毕业即就业或者高考分数没有多大优势的考生而言,则应在专业选择上多下功夫,学校则相对次之。对那些大学毕业就要参加工作的考生而言,最好选择好专业后,就要根据这些专业去找学校,要充分考虑你所选择的专业在哪些学校具有较高行业认可度。某些学校开设的一些传统强势专业在行业内的认可度比较高,这些学校的相关专业毕业生往往较其他院校的相关专业毕业生更受企业认可。而且,某些院校的传统强势专业办学实力较强,科研师资力量雄厚,可以为考生提供一个较好的学习环境,即使考生大学毕业后改变当初的想法,想要继续深造,这也是一个不错的平台。
而对高考分数没有多大优势的考生而言,如果盲目追求名校则可能因为没有分数优势而落榜,这时就不如退而求其次,依据个人的兴趣和志向选择非名牌学校的优势专业。这些专业往往行业认可度较高,而且师资力量也较强,对考生以后的就业和深造都有一定的帮助。
结构优选 篇6
优秀的加固方案具体体现在其施工作业方便、施工技术先进、经济效果好、加固质量高等四方面的特点。
1 良好的施工性是加固工程方案必须考虑的条件之一
加固工程方案的优劣, 首先要把是否具有施工作业方便作为必要条件, 没有良好的施工性是阻碍加固工程施工的一个拦路虎。有的加固方案虽然具有解决问题的可行性, 但是, 由于其方案在施工过程中增加了一定的施工难度, 而造成施工工期长, 劳动用工大, 安全系数低的弊端, 结果是将影响到加固质量。例如, 监理的某工业厂房加固工程因冬季施工, 掺加不合格防冻剂, 超标的氯离子破坏了钢筋钝化膜, 致使十架大梁产生严重裂缝, 需要进行加固, 原施工设计方案之一是采取简易修补法, 即, 将大梁裂缝处出现的酥松混凝土凿除, 露出钢筋后, 将锈蚀的钢筋周圈进行除锈后, 用环氧砂浆进行封闭, 达到加固目的;方案之二是采取加大截面加固法, 即, 通过增大构件的截面和配筋, 用以提高构件的强度、钢度、稳定性和抗裂性, 并达到修补裂缝的目的。经对设计方案分析, 此两种方案除具有工程造价低的优点外, 还有以下不足之处:
1.1 技术可行性差, 由于此大梁跨度大, 凿除
混凝土梁则需分段进行, 要用大量的临时支撑进行安全防护, 造成周转材料不必要的浪费;
1.2 劳动强度高, 在凿除混凝土梁时, 因分段施工时, 只能凿一米挪一米, 成倍增加了劳动强度;
1.3 工效低, 大量的重复劳动和落后的施工作业方法, 延误了施工工期并导致劳动效率下降;
1.4 安全性差, 因所有大梁必须将钢筋凿除外
露, 大梁承载力减小, 在施工时, 须时刻注意防护措施是否到位, 麻痹大意则易出现意外事故;
1.5 产值效益小, 大量的周转材料和人工费用的浪费, 加大了生产成本, 减少了生产效益。
2 不同类型加固工程与加固方案分析
一般来说, 加固工程常采用的方法有加大截面加固法、外包钢加固法、预应力加固法和改变结构传力途径加固法等, 随着科学技术的不断进步, 应用新技术、新材料、新工艺进行工程加固的方法, 如, 化学灌浆法、粘钢锚固法、碳纤维加固法应运而生, 并开始广泛应用于各类加固工程中。具体那个方案最能体现加固工程所要求的短、平、快、省的特点, 应根据需要加固的构件情况, 综合确定加固方案。
2.1 以框架梁的加固为例, 认为, 较为合理、
经济、技术先进的加固方案当属粘钢锚固法和碳纤维加固法, 前者以造价低, 施工简单, 占用空间小, 加固效果好, 明显优于加大截面法和预应力加固法, 后者除材料费用高外, 则各种优势尽显其中, 重要表现在自重轻, 材料自身几乎不增加重量;强度高, 固化后的碳纤维强度比钢材高达十几倍;劳动强度小, 一个作业面只需一至两人操作即可;施工工期短, 熟练工人每人每天可完成近200m2左右。但是, 应用其在负弯矩部位进行加固效果不如钢板性能好。
2.2 以框架柱的加固为例, 较为常见的加固
方法有外包钢加固法, 即, 在混凝土柱四周包以型钢进行加固, 这样既不增大混凝土截面尺寸, 又大幅度地提高混凝土柱的承载力, 具体方法又分干法作业与湿作业法两种形式:干式加固法是将型钢 (一般是角钢) 直接外包于需要加固的混凝土柱四周, 型钢与混凝土之间无连接, 由于与混凝土没有形成一个整体, 所以不能确保结合面传递剪力。湿式加固法一是用乳胶水泥浆或环氧树脂化学灌浆等材料, 将角钢粘贴在混凝土柱上, 二是角钢与混凝土之间留一定间距, 中间浇筑混凝土, 达到外包钢材与混凝土相结合。两种作业方法相比较, 干式作业法施工更为简单, 价格低, 施工时间短, 但其承载力提高不如湿式作业法好。在方案选择时, 应根据加固要求和原构件情况, 合理挑选适当的方案进行加固。如, 巨化电石厂循环水车间由于功能改变, 原设计一层柱子采用的是干式加固方案, 将L100×6的角钢包于柱子四周并用缀条连接, 已完全满足加固需求;而巨化中学食堂柱子, 由于内置钢筋锈蚀, 致使混凝土柱产生裂缝, 采取的是湿式加固方案, 对局部柱角用石英砂配置的高标号水泥砂浆和环氧砂浆将L80×6的角钢粘贴到混凝土柱四周, 达到整体加固补强目的。两种加固方法均取得良好效果。
另外, 对于加固工程, 还有焊接补筋加固法、套箍加固法、喷射混凝土补强法、化学灌浆修补法、粘钢加固法、碳纤维加固法等, 每种加固方法各有其特点及适应范围, 只要行之有效, 技术成熟, 既满足加固要求, 又经济实用, 均可采用。
3 几种典型加固方法的工程施工要求
工程加固的目的就是要通过加固施工达到修复、补强、提高承载力、增强使用功能、满足使用要求, 因此, 选择加固方案要以提高加固工程质量为根本目的。对于不同的加固方案也有不同的施工方法和质量评定标准。根据《混凝土结构加固技术规范》中几种典型的加固方法, 依照施工经验, 不同的加固方法在施工时应重点做到:
3.1 外包钢加固法
要把表面处理包括加固结合面和钢板贴合面处理作为加固施工过程中的关键, 对于干式加固施工, 为了使角钢能紧贴构件表面, 混凝土表面必须打磨平整, 无杂物和尘土;当采用湿式加固施工时, 应先在处理好的角钢及混凝土表面抹上乳胶水泥浆或配制环氧树脂化学灌浆料, 对钢板进行除锈, 混凝土进行除尘并用丙酮或二甲苯清洗钢板及混凝土表面, 进行粘、灌。
3.2 预应力加固法
采用预应力拉杆加固时, 在安装前必须对拉杆事先进行调直校整, 拉杆尺寸和安装位置必须准确, 张拉前应对焊接接头、螺杆、螺帽质量进行检验, 保证拉杆传力正确可靠, 避免张拉过程中断裂或滑动, 造成安全和质量事故;采用预应力撑杆加固时, 要注意撑杆末端处角钢 (及其垫板) 与混凝土构件之间的嵌入深度传力焊缝的质量检验, 检验合格后, 将撑杆两端用螺拴临时固定, 然后用环氧砂浆或高强度水泥砂浆进行填灌, 加固的压杆肢、连接板、缀板和拉紧螺栓等均应涂防锈漆进行防腐。
3.3 改变结构传力途径加固法
增设支点若采用湿式连接, 在接点处梁及支柱与后浇混凝土的接触面, 应进行凿毛, 清除浮渣, 洒水湿润, 一般以微膨胀混凝土浇筑为宜。若采用型钢套箍干式连接, 型钢套箍与梁接触面间应用水泥砂浆座浆, 待型钢套箍与支柱焊牢后, 再用较干硬砂浆将全部接触缝隙塞紧填实;对于楔块顶升法, 顶升完毕后, 应将所有楔块焊连, 再用环氧砂浆封闭。
3.4 混凝土构件外部粘钢加固法
此法施工较为简单, 但首先需要着重注意混凝土和钢板的表面处理, 对于旧、脏严重的混凝土构件的粘合面, 应先用硬毛刷沾高效洗涤剂, 刷除表面油垢污物后用水冲洗, 再对粘合面进行打磨, 除去2~3mm厚表层, 露出新面和平整, 将粉尘清除干净;对于混凝土表面较好的, 则可直接对粘合面进行打磨, 去掉1~2mm厚表层, 使之平整, 清去粉尘, 再用丙酮擦试表面即可;钢板表面处理应根据其绣蚀情况, 可用喷砂、砂布、砂轮机打磨, 使钢板出现金属光泽, 打磨纹路尽量与受力方向垂直, 然后用丙酮擦试干净。其次要注意对胶粘剂的选择, 目前国内市场建筑结构胶粘剂鱼龙混杂, 对胶粘剂的选择一定要慎重。第三要注意在配胶、粘贴过程中的细节, 胶粘剂要严格按照说明书要求的比例配制, 尤其是要掌握好固化剂的用量, 搅拌要均匀, 同时在粘贴时要保证粘贴面的饱满、密实。最后要注意在固化阶段不能对钢板有任何扰动。
结束语
就目前来看, 这些混凝土结构加固技术还有待于在实践中进一步探索, 随着建筑科学技术的不断进步, 新型建筑材料不断出现, 更好的加固施工方法将会有更大拓展, 因此, 加固施工方案的选择范围也将具有更为广泛的空间。
结构优选 篇7
混凝土构筑物因出现功能性改变如接建、增加荷载等, 或者在出现质量问题如配筋不足、灾后修补、混凝土强度不够等, 都需要进行加固。其加固施工及加固方案的制定尤为重要, 对于需要加固的构筑物, 应根据构筑物的不同情况制定不同的加固方案。方案的确定要遵循安全、经济、快捷、施工方便的原则, 只有这样, 加固工程才能收到良好的社会效益和经济效益。优秀的加固方案应具体体现在其施工作业方便、施工技术先进、经济效果好、加固质量高等四个方面。
1 良好的施工性是加固工程方案必须考虑的条件之一
加固工程方案的优劣, 首先要把是否具有施工作业方便作为必要条件, 没有良好的施工性是阻碍加固工程施工的一个拦路虎。有的加固方案虽然具有解决问题的可行性, 但是, 由于其方案在施工过程中增加了一定的施工难度, 而造成施工工期长, 劳动用工大, 安全系数低的弊端, 结果是将影响到加固质量。例如, 新乡市某技工学校办公楼因冬季施工, 掺加不合格防冻剂, 超标的氯离子破坏了钢筋钝化膜, 致使十架大梁产生严重裂缝, 需要进行加固, 原施工设计方案之一是采取简易修补法, 即, 将大梁裂缝处出现的酥松混凝土凿除, 露出钢筋后, 将锈蚀的钢筋周圈进行除锈后, 用环氧砂浆进行封闭, 达到加固目的;方案之二是采取加大截面加固法, 即通过增大构件的截面和配筋, 用以提高构件的强度、钢度、稳定性和抗裂性, 并达到修补裂缝的目的。经对设计方案分析, 两种方案除具有工程造价低的优点外, 还有以下不足之处:
1.1 技术可行性差
由于此大梁跨度大, 凿除混凝土梁则需分段进行, 要用大量的临时支撑进行安全防护, 造成周转材料不必要的浪费。
1.2 劳动强度高
在凿除混凝土梁时, 因分段施工时, 只能凿一米挪一米, 成倍增加了劳动强度。
1.3 工效低
大量的重复劳动和落后的施工作业方法, 延误了施工工期并导致劳动效率下降。
1.4 安全性差
因所有大梁必须将钢筋凿除外露, 大梁承载力减小, 在施工时, 须时刻注意防护措施是否到位, 麻痹大意则易出现意外事故。
1.5 效益低
大量的周转材料和人工费用的浪费, 加大了生产成本, 减少了生产效益。
1.6 加大的截面影响房屋外观和空间尺寸
基于这些原因, 经与甲方和设计院商讨, 改变加固方案, 采用先进的外包钢加固施工方法, 应用QR型建筑工程结构胶粘锚技术, 对这十架大梁进行加固, 由于技术先进, 加固性能好, 占用空间小, 施工周期短, 材料消耗少, 工艺简便、安全并减轻了劳动强度, 提高了加固质量。取得了良好的综合效益。
2 不同类型的加固工程与加固方案分析
一般来说, 加固工程常采用的方法有加大截面加固法、外包钢加固法、预应力加固法和改变结构传力途径加固法等, 随着科学技术的不断进步, 应用新技术、新材料、新工艺进行工程加固的方法, 如化学灌浆法、粘钢锚固法、碳纤维加固法应运而生, 并开始广泛应用于各类加固工程中。具体哪个方案最能体现加固工程所要求的短、平、快、省的特点, 应根据需要加固的构件情况, 综合确定加固方案。
2.1 以框架梁的加固为例
笔者认为, 较为合理、经济、技术先进的加固方案当属粘钢锚固法和碳纤维加固法, 前者以造价低, 施工简单, 占用空间小, 加固效果好, 明显优于加大截面法和预应力加固法;后者除材料费用高外, 则各种优势尽显其中, 重要表现在自重轻, 材料自身几乎不增加重量;强度高, 固化后的碳纤维强度比钢材高达十几倍;劳动强度小, 一个作业面只需一至两人操作即可;施工工期短, 熟练工人每人每天可完成近200 m2左右。但是, 应用其在负弯矩部位进行加固效果不如钢板性能好。
2.2 以框架柱的加固为例
较为常见的加固方法有外包钢加固法, 即在混凝土柱四周包以型钢进行加固, 这样既不增大混凝土截面尺寸, 又大幅度地提高混凝土柱的承载力, 具体方法又分干法作业与湿作业法两种形式:干式加固法是将型钢 (一般是角钢) 直接外包于需要加固的混凝土柱四周, 型钢与混凝土之间无连接, 由于与混凝土没有形成一个整体, 所以不能确保结合面传递剪力;湿式加固法一是用乳胶水泥浆或环氧树脂化学灌浆等材料, 将角钢粘贴在混凝土柱上;二是角钢与混凝土之间留一定间距, 中间浇筑混凝土, 达到外包钢材与混凝土相结合。两种作业方法相比较, 干式作业法施工更为简单, 价格低, 施工时间短, 但其承载力提高不如湿式作业法好。在方案选择时, 应根据加固要求和原构件情况, 合理挑选适当的方案进行加固。如, 新乡市泰和宾馆由于功能改变, 原设计一层柱子采用的是干式加固方案, 将L100×6的角钢包于柱子四周并用缀条连接, 已完全满足加固需求;而新乡市某机电工程学校四、五层柱子, 由于内置钢筋锈蚀, 致使混凝土柱产生裂缝, 采取的是湿式加固方案, 对局部柱角用石英砂配置的高标号水泥砂浆和环氧砂浆将L80×6的角钢粘贴到混凝土柱四周, 达到整体加固补强目的。两种加固方法均取得良好效果。
另外, 对于加固工程, 还有焊接补筋加固法、套箍加固法、喷射混凝土补强法、化学灌浆修补法、粘钢加固法、碳纤维加固法等, 每种加固方法各有其特点及适应范围, 只要行之有效, 技术成熟, 既满足加固要求, 又经济实用, 均可采用。
3 几种典型加固方法的工程施工要求
工程加固的目的就是要通过加固施工达到修复、补强、提高承载力、增强使用功能、满足使用要求, 因此, 选择加固方案要以提高加固工程质量为根本目的。对于不同的加固方案也有不同的施工方法和质量评定标准。根据《混凝土结构加固技术规范》 (CECS25∶90) 中几种典型的加固方法, 依照施工经验, 不同的加固方法在施工时应重点做到:
3.1 外包钢加固法
要把表面处理包括加固结合面和钢板贴合面处理作为加固施工过程中的关键, 对于干式加固施工, 为了使角钢能紧贴构件表面, 混凝土表面必须打磨平整, 无杂物和尘土;当采用湿式加固施工时, 应先在处理好的角钢及混凝土表面抹上乳胶水泥浆或配制环氧树脂化学灌浆料, 对钢板进行除锈, 混凝土进行除尘并用丙酮或二甲苯清洗钢板及混凝土表面后进行粘、灌。
3.2 预应力加固法
采用预应力拉杆加固时, 在安装前必须对拉杆事先进行调直校整, 拉杆尺寸和安装位置必须准确, 张拉前应对焊接接头、螺杆、螺帽质量进行检验, 保证拉杆传力正确可靠, 避免张拉过程中断裂或滑动, 造成安全和质量事故;采用预应力撑杆加固时, 要注意撑杆末端处角钢 (及其垫板) 与混凝土构件之间的嵌入深度传力焊缝的质量检验, 检验合格后, 将撑杆两端用螺拴临时固定, 然后用环氧砂浆或高强度水泥砂浆进行填灌, 加固的压杆肢、连接板、缀板和拉紧螺栓等均应涂防锈漆进行防腐。
3.3 改变结构传力途径加固法
增设支点若采用湿式连接, 在接点处梁及支柱与后浇混凝土的接触面, 应进行凿毛, 清除浮渣, 洒水湿润, 一般以微膨胀混凝土浇筑为宜。若采用型钢套箍干式连接, 型钢套箍与梁接触面间应用水泥砂浆座浆, 待型钢套箍与支柱焊牢后, 再用较干硬砂浆将全部接触缝隙塞紧填实;对于楔块顶升法, 顶升完毕后, 应将所有楔块焊连, 再用环氧砂浆封闭。
3.4 混凝土构件外部粘钢加固法
此法施工较为简单, 但要着重注意混凝土和钢板的表面处理, 对于旧、脏严重的混凝土构件的粘合面, 应先用硬毛刷沾高效洗涤剂, 刷除表面油垢污物后用水冲洗, 再对粘合面进行打磨, 除去2～3 mm厚表层, 露出新面使之平整, 将粉尘清除干净;对于混凝土表面较好的, 则可直接对粘合面进行打磨, 去掉1～2 mm厚表层, 使之平整, 清去粉尘, 再用丙酮擦试表面即可;钢板表面处理应根据其绣蚀情况, 可用喷砂、砂布、砂轮机打磨, 使钢板出现金属光泽, 打磨纹路尽量与受力方向垂直, 然后用丙酮擦试干净。其次要注意对胶粘剂的选择, 目前国内市场建筑结构胶粘剂鱼龙混杂, 对胶粘剂的选择一定要慎重。第三要注意在配胶、粘贴过程中的细节, 胶粘剂要严格按照说明书要求的比例配制, 尤其是要掌握好固化剂的用量, 搅拌要均匀, 同时在粘贴时要保证粘贴面的饱满、密实。最后要注意在固化阶段不能对钢板有任何扰动。
4 结 语
就目前来看, 这些混凝土结构加固技术还有待于在实践中进一步探索, 随着建筑科学技术的不断进步, 新型建筑材料不断出现, 更好的加固施工方法将会有更大拓展, 因此, 加固施工方案的选择范围也将具有更为广泛的空间。
参考文献
[1]田月华.混凝土结构施工质量控制[D].西安:西安建筑科技大学, 2005.
[2]张维斌.多层及高层钢筋混凝土结构设计释疑及工程实例[M].北京:中国建筑工业出版社, 2005.
结构优选 篇8
混凝土结构物因出现功能性改变, 如接建、增加荷载等, 或在出现质量问题, 如配筋不足、灾后修补、混凝土强度不够等, 都需要进行加固。其加固施工及加固方案的制定尤为重要, 对于需要加固的构筑物, 应根据构筑物的不同情况制定不同的加固方案。方案的确定要遵循安全、经济、快捷、施工方便的原则, 只有这样, 加固工程才能收到良好的社会效益和经济效益。
2 良好的施工性是加固工程方案必须考虑的条件之一
加固工程方案的优劣, 首先要把是否具有施工作业方便作为必要条件, 没有良好的施工性是阻碍加固工程施工的一个拦路虎。有的加固方案虽然具有解决问题的可行性, 但是, 由于其方案在施工过程中增加了一定的施工难度, 而造成施工工期长, 劳动用工大, 安全系数低的弊端, 结果会影响加固质量。例如, 某技工学校办公楼因冬季施工, 掺加不合格防冻剂, 超标的氯离子破坏了钢筋钝化膜, 致使大梁产生严重裂缝, 需要进行加固, 原施工设计方案之一是采取简易修补法, 即, 将大梁裂缝处出现的酥松混凝土凿除, 露出钢筋后, 将锈蚀的钢筋周围进行除锈后, 用环氧砂浆进行封闭, 达到加固目的;方案之二是采取加大截面加固法, 即, 通过增大构件的截面和配筋, 用以提高构件的强度、钢度、稳定性和抗裂性, 并达到修补裂缝的目的。经过设计方案分析, 此两种方案虽然具有工程造价低的优点外, 但还有以下不足之处:
2.1 技术可行性差, 由于此大梁跨度大, 凿
除混凝土梁则需分段进行, 要用大量的临时支撑进行安全防护, 造成周转材料不必要的浪费
2.2 劳动强度高, 在凿除混凝土梁时, 因分段施工时, 只能凿一米挪一米, 成倍增加了劳动强度
2.3 工效低, 大量的重复劳动和落后的施工作业方法, 延误了施工工期并导致劳动效率下降
2.4 安全性差, 因所有大梁必须将钢筋凿除
外露, 大梁承载力减小, 在施工时, 须时刻注意防护措施是否到位, 麻痹大意出现意外事故
2.5 产值效益小, 大量的周转材料和人工费用的浪费, 加大了生产成本, 减少了生产效益
2.6 加大的截面影响房屋外观和空间尺寸
基于这些原因, 经与甲方和设计院商讨, 改变加固方案, 采用先进的外包筋加固施工方法, 应用QR型建筑工程结构胶粘锚技术, 对大梁进行加固。由于技术先进, 加固性能好, 占用空间小, 施工周期短, 材料消耗少, 工艺简便、安全并减轻了劳动强度, 提高了加固质量, 取得了良好的综合效益。
3 不同类型加固工程与加固方案分析
一般来说, 加固工程常采用的方法有加大截面加固法、外包钢加固法、预应力加固法和改变结构传力途径加固法等。随着科学技术的不断进步, 应用新技术、新材料、新工艺进行工程加固的方法:化学灌浆法、粘钢锚固法、碳纤维加固法等等应运而生, 并开始广泛应用于各类加固工程中。具体哪个方案最能体现加固工程所要求的短、平、快、省的特点, 应根据需要加固的构件情况, 综合确定加固方案。
3.1 以框架梁的加固为例, 笔者认为, 较为
合理、经济、技术先进的加固方当属粘钢锚固法和碳纤维加固法, 前者以造价低, 施工简单, 占用空间小, 加固效果好, 明显优于加大截面法和预应力加固法, 后者除材料费用高外, 则各种优势尽显其中, 重要表现在自重轻, 材料自身几乎不增加重量;强度高, 固化后的碳纤维强度比钢材高达十几倍;劳动强度小, 一个作业面只需一至两人操作即可;施工工期短, 熟练工人每人每天可完成近200平方米左右, 但应用其在负弯矩部位进行加固效果不如钢板性能好。
3.2 以框架柱的加固为例, 较为常见的加固
方法有外包钢加固法, 即, 在混凝土柱四周包以型钢进行加固, 这样既不增大混凝土截面尺寸, 又大幅度地提高混凝土柱的承载力。具体方法分干法作业与湿作业法两种形式:干式加固法是将型钢 (一般是角钢) 直接外包于需要加固的混凝土柱四周, 型钢与混凝土之间无连接, 由于与混凝土没有形成一个整体, 所以不能确保结合面传递剪力。湿式加固法一是用乳胶水泥浆或环氧树脂化学灌浆等材料, 将角钢粘贴在混凝土柱上, 二是角钢和混凝土之间留有一定间距, 中间浇筑混凝土, 达到外包钢材和混凝土相结合。两种作业方法相比较, 干式作业法施工更为简单, 价格低, 施工时间短, 但其承载力提高不如湿作业法好。在方案选择时, 应根据加固要求和原构件情况, 合理挑选适当的方案进行加固。另外, 对于工程加固, 还有焊接补筋加固法、套箍加固法、喷射混凝土补强法等, 每种加固方法各有特点及适应范围, 只要行之有效, 技术成熟, 既满足加固要求, 又经济实用, 均可采用。
4 加固工程方案要在新技术、新材料、新工艺上做文章
优秀的加固工程方案要在工法上体现其可行性、科学性、先进性。笔者认为, 化学补强法不失为当前加固工程中首选的一种最为先进的工法。众所周知, 一些加固工程采用过时的加固方案需要大量的人力、物力和时间, 已不能满足当前加固工程质量、工期、安全、经济的要求, 而化学补强加固方法越来越以其明显的优势成为加固工程中的优选方案。
在化学补强方法中, 除粘钢加固外, 碳纤维加固工艺也不适为一种先进的加固工法, 例如, 某开发企业地下室梁柱加固、某水厂水泵房大梁加固, 由于环境湿度较大, 最适合采用碳纤维加固, 与其它加固工艺相比, 更具有耐潮耐湿、抗腐蚀强、自重轻、强度高、施工便捷、质量好的特点, 加固性能均优于目前其它加固方法。
5 几种典型加固方法的施工要求
工程加固的目的就是要通过加固施工达到修复、补强、提高承载力、增强使用功能、满足使用要求, 因此, 选择加固方案要以提高加固工程质量为根本目的。对于不同的加固方案也有不同的施工方法和质量评定标准。根据《凝土结构加固技术规范》几种典型的加固方法, 依照施工经验, 不同的加固方法在施工时应重点做到:
5.1 外包钢加固法。
要把表面处理包括加固结合面和钢板贴合面处理作为加固施工过程中的关键, 对于干式加固施工, 为了使角钢能紧贴构件表面, 混凝土表面必须打磨平整, 无杂物和尘土;当采用湿作业加固施工时, 应先在处理好的角钢及混凝土表面抹上乳胶水泥或配制环氧树脂化学灌浆料, 对钢板进行除锈, 混凝土进行除尘, 并用丙酮或二甲苯清洗钢板及混凝土表面, 进行粘、灌
5.2 预应力加固法。
采用预应力拉杆加固时, 在安装前必须对拉杆事先进行调直校正, 拉杆尺寸和安装位置必须准确, 张拉前应对焊接接头、螺杆、螺帽质量进行检验, 保证拉杆传力正确可靠, 避免张拉过程中断裂或滑动, 造成安全和质量事故;采用预应力撑杆加固时, 要注意撑杆末端处角钢与混凝土构件之间的嵌入深度传力焊接的质量检验, 检验合格后, 将撑杆两端用螺栓临时固定, 然后用环氧砂浆或搞强度水泥砂浆进行填灌, 加固的压杆肢、连接板、缀板和拉紧螺栓等均应涂防锈漆进行防腐。
5.3 改变结构传力途径加固法。
增设支点若采用湿作业连接, 在接点处梁及支柱与后浇混凝土的接触面, 应进行凿毛, 清除浮渣, 洒水湿润, 一般以微膨胀混凝土浇筑为宜。若采用型钢套箍干式连接, 型钢套箍与梁接触面间应用水泥砂浆做浆, 待型钢套箍与支柱焊牢后, 再用较干硬砂浆全部接触缝隙填紧填实;对于楔块顶升法, 顶升完毕后, 应将所有楔块焊连, 再用环氧砂浆封闭。
5.4 混凝土构件外部粘钢加固法。
此法施工较为简单, 但首先需要着重注意混凝土和钢板的表面处理;其次要注意对胶粘剂的选择;第三要注意配胶、粘贴过程中的细节;最后要注意再固化阶段不能对钢板有任何扰动。
6 总结
就目前来看, 这些混凝土结构加固技术还有待在实践中进一步探索, 随着建筑科学技术的不断进步, 新型建筑材料不断出现, 更好的加固施工方法将会有更大拓展, 因此, 加固施工方案的选择范围也将具有更为广泛的空间。
参考文献
[1]混凝土结构构造手册.
结构优选 篇9
1良好的施工性是加固工程方案必须考虑的条件之一。加固工程方案的优劣, 首先要把是否具有施工作业方便作为必要条件, 没有良好的施工性是阻碍加固工程施工的一个拦路虎。有的加固方案虽然具有解决问题的可行性, 但是, 由于其方案在施工过程中增加了一定的施工难度, 而造成施工工期长, 劳动用工大, 安全系数低的弊端, 结果是将影响到加固质量。
2加固工程方案要在新技术、新材料、新工艺上写文章。优秀的加固工程方案要在工法上体现出其可行性、科学性、先进性。化学补强法不失为当前加固工程中首选的一种最为先进的工法。众所周知, 一些加固工程采用过时的加固方法需要大量的人力、物力和时间, 已不能满足当前加固工程质量、工期、安全、经济的要求, 而化学补强加固方法越来越以其明显的优势成为加固工程中的优选方案。
3几种典型加固方法的工程施工要求。工程加固的目的就是要通过加固施工达到修复、补强、提高承载力、增强使用功能、满足使用要求, 因此, 选择加固方案要以提高加固工程质量为根本目的。对于不同的加固方案也有不同的施工方法和质量评定标准。根据《混凝土结构加固技术规范》 (CECS25:90) 中几种典型的加固方法, 依照施工经验, 不同的加固方法在施工时应重点做到:3.1外包钢加固法。要把表面处理包括加固结合面和钢板贴合面处理作为加固施工过程中的关键, 对于干式加固施工, 为了使角钢能紧贴构件表面, 混凝土表面必须打磨平整, 无杂物和尘土;当采用湿式加固施工时, 应先在处理好的角钢及混凝土表面抹上乳胶水泥浆或配制环氧树脂化学灌浆料, 对钢板进行除锈, 混凝土进行除尘并用丙酮或二甲苯清洗钢板及混凝土表面, 进行粘、灌。3.2预应力加固法。采用预应力拉杆加固时, 在安装前必须对拉杆事先进行调直校整, 拉杆尺寸和安装位置必须准确, 张拉前应对焊接接头、螺杆、螺帽质量进行检验, 保证拉杆传力正确可靠, 避免张拉过程中断裂或滑动, 造成安全和质量事故;采用预应力撑杆加固时, 要注意撑杆末端处角钢 (及其垫板) 与混凝土构件之间的嵌入深度传力焊缝的质量检验, 检验合格后, 将撑杆两端用螺拴临时固定, 然后用环氧砂浆或高强度水泥砂浆进行填灌, 加固的压杆肢、连接板、缀板和拉紧螺栓等均应涂防锈漆进行防腐。3.3改变结构传力途径加固法。增设支点若采用湿式连接, 在接点处梁及支柱与后浇混凝土的接触面, 应进行凿毛, 清除浮渣, 洒水湿润, 一般以微膨胀混凝土浇筑为宜。若采用型钢套箍干式连接, 型钢套箍与梁接触面间应用水泥砂浆座浆, 待型钢套箍与支柱焊牢后, 再用较干硬砂浆将全部接触缝隙塞紧填实;对于楔块顶升法, 顶升完毕后, 应将所有楔块焊连, 再用环氧砂浆封闭。就目前来看, 这些混凝土结构加固技术还有待于在实践中进一步探索, 随着建筑科学技术的不断进步, 新型建筑材料不断出现, 更好的加固施工方法将会有更大拓展, 因此, 加固施工方案的选择范围也将具有更为广泛的空间。
摘要：根据作者的施工经验, 介绍了目前混凝土结构工程加固施工中所遇到的加固施工方案及施工方法, 并对不同方案进行优化比较。
结构优选 篇10
提高钻井速度和质量是钻井施工单位所面临主要任务, 而破岩工具-马达在此过程中起者关键作用[1]。钻井实践证明, 在钻1900-2000m之前的井段时, 涡轮钻具是最有效的钻头驱动装置, 它可以保证在最高经济钻速下每米进尺价格最低, 当深度超过2000m时, 将优先采用螺杆马达, 减速涡轮钻具和转盘钻井, 根据井深合理组合各种驱动装置可以降低每米进尺价格[2]。尽管生产现代化涡轮已取得了成效, 但出口能量特性的改进和其马达寿命的提高的问题仍然尤为突出。业内专家一致认为, 涡轮钻具马达寿命低是因其结构老化以及别部件未采用新结构和先进的合成材料等因素造成的[3]。
1 造成涡轮钻具寿命低原因分析
1.1 转子安装不平衡
据统计, 涡轮钻具马达最高寿命一般不超过200小时, 其根本原因在于转子安装不平衡。我们从转子安装动力平衡部分看涡轮钻具的结构, 涡轮和主轴部分转子的安装应该进行定位, 使其能够减少或者消除转子系统动力平衡的重复性工作。此外, 涡轮节转子的安装属于柔性转子安装, 必须有平衡板, 甚至还要有球形自动平衡装置, 它们能帮助消除因轴的弯曲而产生的附加不平衡。
转子系统动力平衡如图1所示, 平衡板靠近径向轴承, 而中间是涡轮封隔器 (即球形自动平衡装置) 。除此之外, 球形自动平衡装置也安装在每节涡轮部分最下端。由于质量不均而产生的垂直作用于旋转轴线的惯性力可以表示为:
P=M·ω2·E其中, P-惯性力, M-转子装配质量, ω-旋转角速度, E-重心相对于轴线偏移量 (即偏心距) 。
1-离合器;2-径向轴承;3-涡轮;4-球形自动平衡装置;5-轴
在角速度ω=cost的条件下, 为了减少惯性力, 必须降低转子系统质量和保持最小的偏心距。使用空心轴和减少涡轮单级质量可以降低转子系统质量。在转子和定子轮缘制造时使用现代化合成材料 (用陶瓷密度为3850kg/m3代替密度为7820kg/m3的材料) 。除此之外, 径向轴承之间涡轮级数从33减少到26, 级数随着它们的能量参数的增加也自然表现为涡轮装配质量的降低, 获得最小偏心距的首先是和轴、涡轮节单级涡轮的制造工艺联系在一起的。例如, 在转速为1200r/min时, 转子与涡轮钻具轴装配时允许的偏心量不应超过0.18637mm。涡轮钻具轴、柔性转子、径向轴承之间可以认为是由三个支承盘组成的三维质量非刚性系统, 其中两个支承盘均匀地分布在轴承附近且它们的挠度可以忽略, 中间的支承盘相对于轴承对称分布, 在旋转时不平衡引起惯性力P1及重心移动偏心距, 为平衡转子系统, 选择边缘盘作为校准面, 在半径r附加上两个相等的质量m, 产生使其平衡的力P2。
1.2 滑动轴承材质制约涡轮钻具使用寿命
首先, 涡轮钻具上使用的橡胶金属推力轴承不同于普通轴承, 是因为在制造普通轴承时产生的直径工艺间隙为0.54mm (ГОСТ4671-76) , 而普通精度的滑动轴承的直径间隙应为Δ=0.015-0.025mm, 涡轮钻具橡胶金属推力轴承就属于这种。在径向活动间隙Δ=0.15-0.25mm的情况下, 滑动轴承必须更换, 如此看来, 在橡胶金属推力轴承上进行转子装配动力平衡毫无意义。其次, 根据计算, 现代化涡轮钻具采用橡胶金属推力轴承, 在温度超过750℃的条件下工作时, 马达寿命不会超过150-200小时。
2 应对措施
2.1 必须消除实际位置面或接近此面上的不平衡。
目前, 广泛使用球形自动平衡装置来平衡柔性转子, 它安装在靠近轴的下端面处, 对于有悬臂自动平衡的应装在与下部的半联轴器靠近的一侧。
2.2 我们可以得出如下结论:
在新的涡轮钻具中, 作为径向轴承或是使用调整环调整径向活动间隙的滑动轴承, 或者是用耐热陶瓷制成普通滑动轴承, 除保证轴平衡精度外, 还要保证轴承密封部件可靠工作, 因为密封部件可防止钻井液侵蚀轴承。
2.3 用润滑器对涡轮钻具整根轴进行润滑。
轴的内部安装了油缸和活塞, 在涡轮和主轴部分形成油浴, 油浴内剩余压力能保障圆形截面的橡胶绳和专用卡子的润滑。它的工作原理是这样的:清洗液是由靠近第一级的半联轴器上端的孔输入的, 因而钻井液沿着单个级流动时具产生一定的压降, 之后是径向轴承的密封部件, 从第二级开始, 同样也处于一定的压力下, 对于由于水力作用而产生轴的局部载荷就是利用这个效应, 此水力作用和沿流道的钻井液运动有关, 径向轴承的密封部件安装在差动套里, 差动套利用整根轴的水力载荷效应。
2.4 对轴承整体表面激光处理。
涡轮钻具支撑节轴承多采用四支点角接触轴承, 在钻井过程中, 轴承的滚道磨损最为严重, 轴承表面经激光强化处理后, 支撑节轴承平均使用寿命达300小时, 为普通涡轮钻具支撑节的2.5倍。
2.5 橡胶金属止推轴承进行等离子体强化处理。
提高金属止推盘的耐磨性是延长涡轮钻具井下工作寿命的关键。近年来, 采用等离子体强化工艺可使金属止推盘和耐磨性提高5-7倍, 零件翘曲度变形很小, 精度加工的工作量小, 利于进行批量生产。
3 效果分析
3.1 以涡轮钻具3ТСШ1-195为例, 订货人订购这样一套涡轮要付495330 (级) =163350卢布。如果金属涡轮的稳定性处在400小时的水平上, 且一年内更换3-4套, 那么一年内消耗仅在一只涡轮钻具涡轮级上的费用就达400050-1069200卢布。况且, 涡轮级磨损不能修复, 用陶瓷涡轮代替金属涡轮, 每年可为钻井施工单位节约近几百万卢布的费用。
3.2 由于涡轮Т26/16.5材质改善, 采用该涡轮的涡轮钻具3ТСШ1-195定子内壳和转子轮缘之间的间隙内漏失量减少。根据计算和泰勒涡动统计结果显示, 在径向间隙为0.3mm情况下, ТКТ-190涡轮钻具单方向漏失量不超过0.75·10-3m3/s, 即液体流量为25·10-3m3/s时, 到达涡轮叶片装置的液体流量为24.25·10-3m/s。由于涡轮的旋转力矩值与液体流量的平方成正比, 因而, 仅仅靠到达叶片装置上清洗液的流量就把旋转力矩提高了1.47倍。
3.3 由于涡轮Т26/16.5К材质的改善和涡轮级中径向间隙的正确设计, 能够使涡轮钻具ТКТ-190的旋转力矩值实际提高了70%。
3.4 在运转过程中成套涡轮级压降系数降低27-32%, 大致是0.35左右, 与运转开始前的0.51相比, 此时旋转力矩值降低22-27%, 这将导致钻井过程中承受大的轴向载荷降低。
3.5 装有Т26/16.5К型陶瓷涡轮的ТКТ-190型涡轮钻具的涡轮级和整个涡轮钻具的能量指标就不会降低, 这是因为中性陶瓷在钻井液中不会被腐蚀, 同时陶瓷涡轮的铸造质量和精度比制造成套金属涡轮高得多。
4 结论
涡轮钻具马达结构老化、别部件未采用新结构和先进的合成材料等原因是造成涡轮钻具使用寿命不高, 因而也制约了涡轮钻具在现代钻井施工中的推广程度。涡轮钻井技术要想获得更大发展, 就必须从选择优质涡轮、轴承材料和优化涡轮钻具马达结构上下功夫, 制造出使用寿命长、性能可靠的新型涡轮钻具。
摘要：涡轮钻具马达在破坏岩石过程中起着关键作用, 因此, 要提高钻井速度和质量, 就必须提高涡轮钻具马达的寿命。涡轮钻具马达寿命低是由马达结构老化, 个别部件未采用新结构和先进的合成材料等因素造成的。
关键词：涡轮钻具,马达,寿命,提高,金属橡胶轴承,陶瓷
参考文献
[1]陈天成.涡轮钻井技术适应性分析与应用探析[J].钻采工艺, 2010, (6) :15-16
[2]陈洪兵, 周龙昌, 张雷等.俄罗斯减速器涡轮钻具驱动PDC钻头在西西伯利亚油田的成功应用[J].石油钻探技术, 2005, 33 (2) :48-50