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在我國塑料工業(yè)發(fā)展中,計算機(jī)的應(yīng)用起到了重要作用。計算機(jī)技術(shù)在模具設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用,大大縮短了模具設(shè)計時間,尤其計算機(jī)輔助工程(CAE)技術(shù)的大規(guī)模推廣,解決了塑料產(chǎn)品開發(fā)、模具設(shè)計及產(chǎn)品加工中的薄弱環(huán)節(jié)。更在提高生產(chǎn)率、保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本等方面體現(xiàn)出現(xiàn)代科技的優(yōu)越性。但是現(xiàn)代技術(shù)并不能替代專業(yè)設(shè)計人員的經(jīng)驗,在塑料模具設(shè)計時制品材料的選擇是決定模具設(shè)計時模具材料選用的重要因素。怎樣選用合適的材料,是模具設(shè)計中一個重要的問題。
一、塑料制品材料的選用對模具設(shè)計的影響
一般來說,并沒有不好的材料,只有在特定的領(lǐng)域使用了錯誤的材料。因此,設(shè)計者必須要徹底了解各種可供選擇的材料的性能,并仔細(xì)測試這些材料,研究其與各種因素對成型加工制品性能的影響。本文只就傳統(tǒng)的熱塑性材料進(jìn)行分析以說明問題。在注射成型中最常用的是熱塑性塑料。它又可分為無定型塑料和半結(jié)晶性塑料。這兩類材料在分子結(jié)構(gòu)和受結(jié)晶化影響的性能上有明顯不同。一般來說,半結(jié)晶性熱塑性塑料主要用于機(jī)械強(qiáng)度高的部件,而無定型熱塑性塑料由于不易彎曲,則常被應(yīng)用于外殼。這是材料選用的大框,其次,還要根據(jù)填料和增強(qiáng)材料繼續(xù)選擇。
(一)根據(jù)填料和增強(qiáng)材料進(jìn)行選擇的分析
熱塑性塑料可分為未增強(qiáng)、玻璃纖維增強(qiáng)、礦物及玻璃體填充等種類產(chǎn)品。玻璃纖維主要用于增加強(qiáng)度、堅固度和提高應(yīng)用溫度;礦物和玻纖則具較低的增強(qiáng)效果,主要用于減少翹曲。玻璃纖維會影響到成型加工,尤其會對部件產(chǎn)生收縮和翹曲性。所以,玻璃纖維增強(qiáng)材料不能被未增強(qiáng)熱塑性塑料或低含量增強(qiáng)材料來替代,而不會有尺寸改變。玻璃纖維的取向由流動方向決定,這將引起部件機(jī)械強(qiáng)度的變化。試驗(從注射成型片的橫向和縱向截取了10個測試條,并在同一個拉力測試儀上對它們的機(jī)械性能進(jìn)行了比較)表明,對添加了30%玻璃纖維增強(qiáng)的熱塑性聚酯樹脂,其橫向的拉伸強(qiáng)度比縱向(流動方向)低了32%,撓曲模量和沖擊強(qiáng)度分別減少了43%和53%。
在綜合考慮安全因素的強(qiáng)度計算中,應(yīng)注意到這些損失。
在一些熱塑性塑料中加入了一系列增強(qiáng)材料、填料和改性劑來改變它們的性質(zhì)。由這些添加劑產(chǎn)生的性能變化必須認(rèn)真地從手冊或數(shù)據(jù)庫中查閱,更好的是聽取原材料制造廠家的專家的技術(shù)建議。以選用最為合適的材料。
(二)考慮濕度對材料性能影響
一些熱塑性材料,特別是PA6和PA66,吸濕性很強(qiáng)。這可能會對它們的機(jī)械性能和尺寸穩(wěn)定性產(chǎn)生較大的影響。在進(jìn)行設(shè)計時,應(yīng)特別注意這種性能,考慮其對產(chǎn)品性能的影響。模具材料的選用取決于制品材料,細(xì)致分析制品材料后,才能在模具設(shè)計時選用最為合適的模具材料。
(三)塑料制品模具材料選用
細(xì)致分析塑料制品使用的材料后,選取最為合適的模具材料。目前我國市場常見的、適合熱縮性材料的模具材料有:非合金型塑料模具鋼(即碳素鋼)、滲碳型塑料模具鋼、預(yù)硬型塑料模具鋼、時效硬化型塑料模具鋼、整體淬硬型塑料模具鋼、耐腐蝕型塑料模具鋼幾種。在模具材料選取時,根據(jù)制品材料是否改性和增加填充劑,添加何種添加劑來選取適合的模具材料。例如:制作形狀復(fù)雜的大、中型精密塑料制品時,其模具材料可選用預(yù)硬型塑料模具鋼;制造復(fù)雜、精密且生產(chǎn)時間較長,需要高壽命模具時刻采用時效硬化型塑料模具鋼。具體選用時主要還是要針對塑料制品的材料和模具預(yù)計使用情況選取。適宜的材料加上合理的設(shè)計將極大的提高模具使用周期,同時也可以提高產(chǎn)品質(zhì)量。
二、壁厚及相關(guān)注意事項對產(chǎn)品性能的影響
在工程塑料零件的設(shè)計中,還有一些設(shè)計要點(diǎn)要經(jīng)常考慮,其中對于壁厚的設(shè)計尤為重要,壁厚設(shè)計的合理與否對產(chǎn)品影響極大,改變一個零件的壁厚,對以下主要性能將有顯著影響:零件重量、在模塑中可得到的流動長度、零件的生產(chǎn)周期、模塑零件的剛性、公差、零件質(zhì)量,如表面光潔度、翹曲和空隙等。
(一)塑料模具設(shè)計工藝中的基礎(chǔ)要求
在設(shè)計的最初階段,有必要考慮一下所用材料是否可以得到所要求。流程與壁厚比率對注塑工藝中模腔填充有很大影響。如果在注塑工藝中,要得到流程長、而薄,則聚合物應(yīng)具有相當(dāng)?shù)牡腿廴谡扯龋ㄒ子诹鲃尤劢猓┦欠浅1匾?。為了深入了解聚合物熔化時的流動性能,可以使用一種特殊的模具來測定流程。
增加壁厚不僅決定了機(jī)械性能,還將決定成品的質(zhì)量。在塑料零件的設(shè)計中,很重要的一點(diǎn)是盡量使均勻。同一種零件壁厚不同可引起零件的不同收縮性,根據(jù)零件剛性不同,這將導(dǎo)致嚴(yán)重的翹曲和尺寸精度問題。為取得均勻的,模制品的厚壁部分應(yīng)設(shè)置模心。此舉可防止形成空隙,并減少內(nèi)部壓力,從而使扭曲變形減至最小。零件中形成的空隙和微孔,將使橫截面變窄,內(nèi)應(yīng)力升高,有時還存在切口效應(yīng),從而大大降低其機(jī)械性能。不同壁厚塑料制品的模具設(shè)計時,模腔的要求也不同,根據(jù)制品的要求,設(shè)計模具的模腔及脫模斜度,斜度要與塑膠制品在成型的分?;蚍帜C嫦噙m應(yīng);是否會影響外觀和壁厚尺寸的精度。
(二)熱塑性塑料設(shè)計中的指標(biāo)分析
熱塑性塑料一般具有高的延展性和彈性,不需要像具有高剛性、低延展性和低彈性的金屬一樣指定嚴(yán)格的范圍。設(shè)計者在決定熱塑性塑料模具制品的成本方面起了關(guān)鍵作用,合理且不影響產(chǎn)品性能的、縮小公差,較少成本是可以實現(xiàn)的。一般商業(yè)上可接受的產(chǎn)品與標(biāo)準(zhǔn)尺寸的偏差不高于0.25-0.3%,但這還需要與應(yīng)用時的具體要求相結(jié)合來判斷。精確的模具可以有效的縮小制品公差,從而降低制品成本。因此,模具精密度對制品生產(chǎn)廠家具有重要意義。
三、塑料模具設(shè)計時對收縮值的考慮
為了不對塑料部件制定過分嚴(yán)格的范圍,必須要注意一些影響塑料制品尺寸準(zhǔn)確性的因素。模具制造的標(biāo)準(zhǔn)必須嚴(yán)格遵守,同時要特別注意脫模斜度的重要性,因為它決定了脫模容易與否及防翹曲性能。
還有一個與產(chǎn)品設(shè)計相關(guān)的重要問題是,當(dāng)成型品是由不同材料或不同壁厚制成時,其模后收縮值與方向和厚度相關(guān)如果復(fù)雜的成型對加工的要求非常嚴(yán)格,必須要獲得模具原型有關(guān)收縮值和翹曲行為的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)玻璃增強(qiáng)材料的這一性質(zhì)最為明顯。玻璃纖維的取向性可在水平方向和垂直方向產(chǎn)生具有顯著性差異的收縮,從而導(dǎo)致尺寸不準(zhǔn)確。塑料制品的幾何形狀對收縮也有影響,進(jìn)而影響到產(chǎn)品的性能,這也是設(shè)計者值得關(guān)注的一點(diǎn)。因此在此類制品模具設(shè)計時要注意制品脫模收縮后的尺寸是否為產(chǎn)品要求尺寸,否則因制品模后收縮值的影響,極有可能導(dǎo)致產(chǎn)品尺寸不符合標(biāo)準(zhǔn)。
結(jié)論:
與產(chǎn)品模后性能相關(guān)問題還有許多,設(shè)計人員可以參考手冊進(jìn)行設(shè)計??傊?,在塑料制品模具設(shè)計時要充分考慮可能影響制品尺寸、性能、外觀等多方面因素,綜合利弊,選用適合的材料,合理的設(shè)計,才能保證產(chǎn)品的性能。
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一、緊貼學(xué)生實際,布置養(yǎng)成性作業(yè)
設(shè)計作業(yè)的目的是讓學(xué)生通過努力能夠求得合理的答案。所以,作業(yè)設(shè)計必須貼近學(xué)生的實際應(yīng)用能力?!百N近”既包含設(shè)計的作業(yè)在難度、廣度和形式上要符合學(xué)生對語文素養(yǎng)發(fā)展的實際需求,也包含設(shè)計的作業(yè)要體現(xiàn)學(xué)生主體個性發(fā)展的實際需求。這樣,作業(yè)設(shè)計才能有利于促進(jìn)學(xué)生語文素質(zhì)的健康發(fā)展。由于學(xué)生語文基礎(chǔ)差,底子薄,學(xué)習(xí)習(xí)慣有待完善,因此生字、詞和抄寫,釋義不僅是必不可少的作業(yè)形式,更有助于培養(yǎng)他們良好的作業(yè)習(xí)慣。經(jīng)過多年的觀察,這種簡單的作業(yè)形式適用于我校的絕大部分學(xué)生,有利于他們基礎(chǔ)知識、基本技能的培養(yǎng)。他們從小沒有培養(yǎng)起注意力集中的學(xué)習(xí)習(xí)慣,能夠準(zhǔn)確無誤地抄寫對于他們都是一項難度不小的問題,這也許被好學(xué)校的初中語文教學(xué)早以棄之不用的作業(yè)形式,卻非常適合我們學(xué)校,教育要為學(xué)生服務(wù),只要是切合學(xué)生實際的就應(yīng)該堅定不移地拿來為我所用。我們的學(xué)生家中有電腦的屈指可數(shù),沒有一個能上網(wǎng),因此就不能布置需要上網(wǎng)查資料的作業(yè)。
二、緊貼學(xué)科特點(diǎn),布置有語文味的作業(yè)
語文作業(yè)的科學(xué)設(shè)計,應(yīng)該體現(xiàn)出語文學(xué)科的教學(xué)特點(diǎn),符合語文學(xué)科教學(xué)的運(yùn)行規(guī)律;否則,就會失去作業(yè)的促進(jìn)功能,降低作業(yè)訓(xùn)練的效益。語文教學(xué)與數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等學(xué)科的教學(xué)具有本質(zhì)區(qū)別,它的特質(zhì)主要體現(xiàn)在:(1)語文教學(xué)內(nèi)容是工具性、思想性、人文性與藝術(shù)性的自然復(fù)合。(2)學(xué)習(xí)主體對語文信息的內(nèi)化過程,是按照陶冶性轉(zhuǎn)化與感悟性養(yǎng)成的方式運(yùn)作的。(3)語文信息的教學(xué)傳導(dǎo)要達(dá)成的理想狀態(tài)是目標(biāo)預(yù)設(shè)和思想生成的對立統(tǒng)一,有預(yù)設(shè)才有吸收,有生成才有提高。所以,語文作業(yè)的科學(xué)設(shè)計應(yīng)當(dāng)與以上這些學(xué)科教學(xué)特點(diǎn)相適應(yīng),也就是說,要讓學(xué)生做作業(yè)與學(xué)語文對口銜接?,F(xiàn)在的語文教學(xué)提倡在生活中學(xué)習(xí)語文,這也提示我們在進(jìn)行作業(yè)設(shè)計時,也要將觸角伸向社會生活的廣闊領(lǐng)域。這樣,作業(yè)就不至于成為學(xué)生學(xué)習(xí)的負(fù)擔(dān),相反,能成為學(xué)生放飛思維平臺,讓他們什么時候都有話可說,也學(xué)著有話會說??梢耘R帖,培養(yǎng)他的良好的書寫習(xí)慣;可以聽新聞,鍛煉他的聽力;可以自己錄音,提高他的朗讀水平;可以閱讀美文名篇,擴(kuò)大他的閱讀面;可以走進(jìn)社會,挑出街頭錯別字;可以辦手抄報,全面發(fā)展自己。
三、緊貼學(xué)生年齡特點(diǎn),布置有興趣的作業(yè)
葉圣陶先生曾說:“學(xué)習(xí)是學(xué)生自己的事,不能調(diào)動學(xué)生的積極性,不讓他們自己學(xué)習(xí),是無論如何學(xué)不好的。”不論什么時候興趣都是最好的老師。學(xué)生對事物懷有強(qiáng)烈的新奇感,那些新穎、生動、靈活多變的事物往往容易引起學(xué)生的興趣,促使他們的思維始終處于積極狀態(tài),產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲,促使其進(jìn)人最佳學(xué)習(xí)狀態(tài),我們的教育目標(biāo)也就更容易達(dá)成。七年級上冊《皇帝的新裝》教學(xué)中我摒棄了傳統(tǒng)的教學(xué)程序,干脆讓他們自己回去看,上課時讓他們自由組合表演課本劇。同學(xué)們一下來了興趣,從表演課本劇的情況看,回去不但讀了情節(jié),還分析了動作、個性?;ハ嗯浜涎芯壳楣?jié),設(shè)計對話。這不僅使學(xué)生更好地掌握課文中人物的性格和文章主旨,更培養(yǎng)了孩子們的動手、動腦、互相協(xié)作的能力。
四、緊貼學(xué)生差異性特點(diǎn),布置有層次的作業(yè)
從教育心理學(xué)角度看,學(xué)生的身心發(fā)展由于票賦及后天諸多的因素影響,存在差異,要想讓不同層次的學(xué)生都能在完成作業(yè)的過程中獲得的體驗,教師必須采取分層作業(yè)的策略,讓不同層次的學(xué)生都有自由選擇的作業(yè),自主完成習(xí)題的機(jī)會,讓他們都能品嘗到成功的喜悅。教師要根據(jù)不同層次能力的學(xué)生提供不同層次的作業(yè)資源,增加作業(yè)的多樣性,從而保護(hù)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
比如把作業(yè)分為基礎(chǔ)A、閱讀B、寫作C三種類型。A類作業(yè)主要是基礎(chǔ)知識的積累,如抄抄詞語、練練字,加上此類學(xué)生大多不夠自覺,預(yù)習(xí)作業(yè)等強(qiáng)制性地要求他們做在本子上交老師批閱,促使學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。B類作業(yè)主要完成課外閱讀及摘抄任務(wù),一周須閱讀并摘抄3次以上,同時寫下簡單的評析文字,掌握閱讀規(guī)律,以讀促寫。C類作業(yè)則以寫促讀,規(guī)定每周至少練筆3次以上,長短不限,養(yǎng)成細(xì)心觀察,善于思考,隨時記錄的習(xí)慣。在學(xué)生自主選擇的基礎(chǔ)上,再根據(jù)他們測試時的基本情況及平時表現(xiàn)進(jìn)行二次分類,試行一段較長的時間后進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。對于這樣的語文作業(yè),學(xué)生感覺受到了尊重,增強(qiáng)了自,因此能自覺完成作業(yè)。
五、緊貼生活實際,布置生活性的作業(yè)
從近年來中考、高考的作文實踐中發(fā)現(xiàn),很多孩子不善于觀察生活,不會從平凡的生活中找尋閃光點(diǎn),為了應(yīng)付考場作文,編造出很多悲慘故事,什么爸爸有病,媽媽出車禍,好像不出點(diǎn)事,就發(fā)現(xiàn)不了生活的美。在作業(yè)設(shè)計中就有意強(qiáng)化這一點(diǎn),切合他們的家庭環(huán)境,干脆就讓他們利用周六、周日和父母一起工作一天。學(xué)生們的父母大多從事體力勞動,很多在工作中還要承受白眼兒,當(dāng)周的周記及后來的作文中都表現(xiàn)出來,看到了子女對父母的心疼,更多的則是對父母的理解。這樣的作業(yè)設(shè)計已超出了語文學(xué)習(xí)的范疇了,這種貼近生活的作業(yè)更多則是一種道德、情感、價值觀的培養(yǎng),是功在語文,利在一生的。
對我國高層建筑設(shè)計的若干探討:由于受人口壓力的不斷增大,以及城市土地資源緊張的雙重影響,促使現(xiàn)代建筑形式轉(zhuǎn)。向高層空間發(fā)展,隨之高層建筑工程便成為了現(xiàn)階段我國建筑風(fēng)格形式的一個主要潮流趨勢。隨著高層建筑工程施工建設(shè)數(shù)量與規(guī)模的不斷加大,高層建筑技術(shù)與工藝也逐步向復(fù)雜性方向發(fā)展,在這一過程中高層建筑設(shè)計上面的一些不足之處就逐步的暴露出來。如何更好的提升高層建筑的設(shè)計便成為當(dāng)今建筑行業(yè)發(fā)展所需要考慮的一個重點(diǎn)問題。
深度解讀殯葬建筑設(shè)計中的生態(tài)自然元素:本文圍繞殯葬建筑與生態(tài)自然元素的契合展開,試解讀當(dāng)下殯葬建筑設(shè)計中自然元素在城市生態(tài)化發(fā)展中發(fā)揮出的重要作用,讓自然元素在殯葬建筑空間上的痕跡通過一系列的手法得以體現(xiàn),也使人在其中體會到當(dāng)融入了各種自然介質(zhì)時,殯葬建筑作為一個主體變化的獨(dú)立性,及這種變化給人以豐富的感受,契合了主題。同時去深層次的挖掘變化的內(nèi)涵,展示動態(tài)的過程,使建筑作品與自然融為一體,具有特色。
建筑設(shè)計中數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用分析探討:近年來,隨著社會經(jīng)濟(jì)和建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展,建筑設(shè)計技術(shù)也在不斷的提高,尤其是數(shù)字化技術(shù)的運(yùn)用,逐漸成為現(xiàn)代建筑設(shè)計中不可或缺的一項技術(shù)。隨著全球化經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和數(shù)字化時代的到來,以計算機(jī)技術(shù)與信息網(wǎng)絡(luò)化為主要特征的數(shù)字化技術(shù)對人們的生產(chǎn)生活產(chǎn)生著較大的影響,建筑設(shè)計也不例外。本文將對數(shù)字化技術(shù)及其對建筑設(shè)計的影響進(jìn)行分析,并在此基礎(chǔ)上深入研究數(shù)字化技術(shù)如何在建筑設(shè)計中得以廣泛應(yīng)用。 建筑設(shè)計中的生態(tài)性問題分析 1)可持續(xù)發(fā)展意識有待加強(qiáng)。我國可持續(xù)發(fā)展的社會主義建設(shè)目標(biāo)已經(jīng)宣傳了很多年,然而,在實際行動中,很多情況下可持續(xù)發(fā)展只是一聲響亮的口號。目前我國大多數(shù)地區(qū)仍然走“先污染、后治理”的路線,造成華而不實的建筑工程數(shù)不勝數(shù),導(dǎo)致建筑物的毒性逐步吞噬了居住者的健康,也加重了自然環(huán)境的壓力。我國建筑缺乏生態(tài)因素的重要原因就是可持續(xù)發(fā)展的口號響亮,光說不練,因此,通過建筑設(shè)計將可持續(xù)發(fā)展的思想落實是目前我國建筑行業(yè)的重要課題。 2)建筑物的整體性意識有待加強(qiáng)。建筑物既是單獨(dú)個體,也與其他建筑物之間存在整體性聯(lián)系,建筑物的整體性意識能夠全方位評價建筑物的周圍環(huán)境和能源。目前,我國的建筑設(shè)計對建筑之間的整體性關(guān)聯(lián)缺乏重視。建筑物的整體性意識薄弱是目前我國建筑設(shè)計中的一個重大問題。建筑物孤立,評價單一,導(dǎo)致人與自然很難連接,建立綜合的生態(tài)觀念也存在很大的困難,由此可見,將生態(tài)策略是計劃的重要方法就是建筑物的整體意識。 3)建筑物的實際功能意識有待加強(qiáng)。我國建筑設(shè)計存在一個通病,那就是建筑設(shè)計過于形式化,建筑物華而不實。目前國際上的建筑風(fēng)格都趨向于簡約風(fēng)格,而中國建筑背道而馳。生態(tài)策略對環(huán)境保護(hù)有一定的要求,因此,在實際的建筑設(shè)計中,重視建筑的實際功能是尤為重要的,我國對建筑物的實際功能意識還有待加強(qiáng)。對建筑各個方面的實質(zhì)性功能考察我國實現(xiàn)生態(tài)建筑的重要因素,需要得到高度重視。
一、項目概況
靈山高架橋是龍(游)-麗(水)高速公路龍游改建段上的一座高架橋,位于龍游縣靈山鄉(xiāng)。龍麗高速公路是在龍麗一級公路的基礎(chǔ)上改建。由于一級公路改高速后,對一級公路實施時占用的50省道靈山段必須恢復(fù)。通過多種方案論證比較后決定采用全線高架橋跨越50省道,橋下的50省道按二級公路標(biāo)準(zhǔn)修建。高架橋上部構(gòu)造為(45×25)m部分預(yù)應(yīng)力砼組合小箱梁,先簡支后連續(xù),全橋分8聯(lián)。該橋左右幅分離,單幅橋梁寬度為11.75m,全橋長1130m。橋址處地質(zhì)巖層較淺,巖性單一,屬片麻巖。橋位處屬亞熱帶季風(fēng)氣候,極端最高氣溫41.8℃,極端最低氣溫-11.4℃,年平均氣溫在16.3~17.3℃。
二、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)
1.公路等級:高速公路;
2.設(shè)計荷載:公路-I級;
3.計算行車速度:80km/h;
4.橋梁橫斷面:整體式路基寬24.5m,橋梁比路基兩邊窄0.25m,橋梁左右幅分離,單幅橋梁寬度為11.75m,橫斷面布置為0.5m(鋼筋砼防撞護(hù)欄)+10.5m(行車道)+0.75m(波形鋼護(hù)欄);
5.地震動峰值加速度系數(shù):0.05g,重要性修正系數(shù)1.3,抗震構(gòu)造措施按七度設(shè)防。
三、總體設(shè)計
橋址處地形平坦,兩邊為靈山鄉(xiāng)村民居住區(qū),人員比較密集。已建成的龍麗一級公路為雙向四車道,交通量較大。要求施工過程中不能中斷龍麗一級公路、50省道的通行,因而橋梁規(guī)模、施工難度都比較大。橋型方案設(shè)計,力求做到技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理、施工方便、施工周期短、維護(hù)費(fèi)用低,并且盡量減少對相關(guān)工程正常運(yùn)營的影響。結(jié)合初步設(shè)計專家評審意見,上部構(gòu)造選擇預(yù)制的預(yù)應(yīng)力砼組合小箱梁,先簡支后連續(xù)。
橋跨布置為:(6×25+5×25+3×(6×25)+2×(5×25)+6×25)m,墩臺均按法向布置。全橋分為8聯(lián),左右幅布跨相同。下部構(gòu)造為:矩形墩、肋式臺,矩形挖孔灌注樁基礎(chǔ)。
四、上、下部結(jié)構(gòu)設(shè)計
1.上部結(jié)構(gòu)
本橋上部結(jié)構(gòu)采用25m部分預(yù)應(yīng)力(A類)混凝土組合小箱梁,5~6孔為一聯(lián),采用多箱單獨(dú)預(yù)制,簡支安裝,現(xiàn)澆連續(xù)接頭的先簡支后連續(xù)的結(jié)構(gòu)體系。梁高140cm,頂板厚18cm,底板厚從跨中至根部由18cm變化為25cm,腹板厚從跨中至根部由18cm變化為25cm。半幅橋每孔布置4片箱梁,箱梁梁間距為285cm,懸臂長160cm,箱梁之間設(shè)18cm厚橫向濕接縫。箱梁連續(xù)處設(shè)1道厚35cm的中橫梁,邊跨梁端設(shè)1道厚25cm的端橫梁。小箱梁采用C50混凝土預(yù)制。
2.下部結(jié)構(gòu)
下部結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是橋墩類型多,是本橋設(shè)計的難點(diǎn),也是本文要重點(diǎn)介紹的內(nèi)容。為了保證橋下50省道的通行凈空要求,本橋采用二柱或者三柱式橋墩。二柱式墩有37個,其中柱間距為14m的有35個,柱間距為12.4m的有1個,柱間距為15.2m的有1個;三柱式墩有7個。全橋合計有10種不同類型的橋墩。
橋墩蓋梁統(tǒng)一采用矩形截面,高為200cm,寬為180cm。其中預(yù)應(yīng)力蓋梁設(shè)計又是本橋最復(fù)雜的部分。蓋梁采用C50混凝土,按全預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件設(shè)計。采用ASTMA416/A416M-98標(biāo)準(zhǔn)的低松馳鋼鉸線,其標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度1860MPa,直徑15.24mm,公稱面積140mm2,彈性模量Ey=1.95×105MPa,所使用的預(yù)應(yīng)力錨具應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14370—2000中規(guī)定的I類錨具要求。管道采用預(yù)埋金屬波紋管成型。
橋墩墩身采用等截面矩形實心墩,墩高為600~700cm。兩柱式和三柱式中墩的墩身截面尺寸為:180cm(橫)×150cm(縱);三柱式邊墩為:150cm(橫)×150cm(縱)。墩柱按普通鋼筋砼構(gòu)件設(shè)計,采用C30混凝土。
為了加快施工進(jìn)度和減少施工過程中對龍麗一級公路、50省道正常運(yùn)營的影響,建設(shè)單位要求設(shè)計單位對橋墩下部樁基進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。橋址處弱風(fēng)化巖層比較淺,如果按嵌巖樁設(shè)計,樁長只有15~25米,完全可以采用人工開挖。采用這種施工方法每個橋墩之間互相獨(dú)立不受影響,作業(yè)面廣,可以同時大面積施工。經(jīng)過綜合分析比較,橋墩下部樁基并沒有采用以往通常的做法:群樁加承臺;而是采用等截面大尺寸矩形挖孔灌注樁。兩柱式和三柱式中墩的樁基截面尺寸為:240cm(橫)×180cm(縱),三柱式邊墩為:180cm(橫)×180cm(縱);采用C25混凝土。橋墩構(gòu)造見圖1和圖2。
圖1二柱式橋墩一般構(gòu)造
圖2三柱式橋墩一般構(gòu)造
五、結(jié)構(gòu)計算
1.組合小箱梁
小箱梁內(nèi)力計算采用平面桿系有限元程序橋梁博士3.0進(jìn)行計算,荷載橫向分配系數(shù)采用剛接板(梁)法計算,并用梁格法進(jìn)行檢算,橋面板計算按單向板和懸臂板計算。本設(shè)計為部分預(yù)應(yīng)力(A類)混凝土結(jié)構(gòu),故跨中底板和支點(diǎn)處頂板根據(jù)承載能力極限狀態(tài)設(shè)置受力鋼筋。此種結(jié)構(gòu)在高速公路上比較常用,有較成熟的設(shè)計、施工方法,本文不再贅述。
2.蓋梁橋墩蓋梁施工及運(yùn)營階段的內(nèi)力計算采用橋梁博士3.0進(jìn)行計算。預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆蓋梁施工工藝流程為:下部樁基、立柱施工完成后,搭設(shè)支架澆筑蓋梁砼;蓋梁砼達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后張拉第一批鋼束;然后進(jìn)行上部小箱梁的架設(shè),再張拉第二批鋼束;最后進(jìn)行橋面系施工。按此流程分4個主要工況計算結(jié)構(gòu)各截面內(nèi)力、應(yīng)力和位移。成橋運(yùn)營計算包括恒載、活載、支點(diǎn)沉降和溫度等工況,按規(guī)范進(jìn)行最不利荷載組合。溫度荷載按體系升溫5°C及降溫5°C計算;不均勻沉降按10mm計算。
計算結(jié)果:在最不利荷載組合下,蓋梁上緣最小應(yīng)力為壓應(yīng)力1.2MPa,蓋梁上緣最大應(yīng)力為壓應(yīng)力5.5MPa,蓋梁下緣最小應(yīng)力為壓應(yīng)力0.5MPa,蓋梁下緣最大應(yīng)力為壓應(yīng)力6.6MPa,均滿足規(guī)范要求。
3.蓋梁與墩柱連接方式對比計算
一般橋墩蓋梁與墩柱都是采取直接固結(jié)的連接方式,本橋設(shè)計中兩柱式橋墩也是采用這種方式,見圖1。但是在三柱式橋墩蓋梁計算中,發(fā)現(xiàn)離中柱距離比較大的邊柱如果采用梁柱固結(jié),計算很難滿足規(guī)范要求,因此采取蓋梁與墩柱之間設(shè)置單向活動盆式支座,見圖2。
為弄清2種連接方式對蓋梁的影響,在設(shè)計中,針對梁柱設(shè)置支座和固結(jié)2種情況進(jìn)行對比計算。取5號墩蓋梁靠邊墩的部分單元在運(yùn)營階段的截面應(yīng)力進(jìn)行比較,其結(jié)果見表1。
單元號
截面號
下緣應(yīng)力(MPa)
表1說明梁柱之間設(shè)置支座可有效增加截面下緣的壓應(yīng)力,對預(yù)防蓋梁下緣開裂有明顯的作用。因此,在該橋設(shè)計中,對三柱式橋墩蓋梁均設(shè)置有盆式支座。其中3、4、39和40號墩兩側(cè)邊柱設(shè)盆式支座,5、6和38號墩單側(cè)邊柱設(shè)盆式支座。
六、結(jié)語
靈山高架是龍麗高速公路上的控制性工程之一,施工工期短、施工場地受限制、下部橋墩構(gòu)造復(fù)雜是該橋的特點(diǎn)也是設(shè)計和施工的難點(diǎn)。通過精心設(shè)計,努力創(chuàng)新,大膽采用新技術(shù)、新工藝,使該橋上下部結(jié)構(gòu)尺寸合理、比例協(xié)調(diào),全橋氣勢宏大,莊重沉穩(wěn)又不失輕盈美觀,符合安全、經(jīng)濟(jì)、適用、美觀的原則。本工程對類似高架橋工程日后的設(shè)計和施工具有一定的參考價值。
參考文獻(xiàn)
混凝土橋面薄層鋪裝力學(xué)分析
一、引言
近十年來,世界相繼發(fā)生了多次重大地震,1989年美國LomaPrieta地震(M7.0)、1994年美國Northridge地震(M6.7)、1995年日本阪神地震(M7.2)、1999年土耳其伊比米特地震(M7.4)、1999年臺灣集集地震(M7.6)等等。因此,專家們預(yù)測全球已進(jìn)入一個新的地震活躍期。隨著現(xiàn)代化城市人口的大量聚集和經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,地震造成的損失越來越大。地震災(zāi)害不僅是大量地面構(gòu)筑物和各種設(shè)施的破壞和倒塌,而且次生災(zāi)害中因交通及其他設(shè)施的毀壞造成的間接經(jīng)濟(jì)損失也十分巨大。以1995年日本版神地震為例,地震造成大量高速公路及高速鐵路橋隧的毀壞,經(jīng)濟(jì)總損失高達(dá)1000億美元。
近幾次大地震造成的大量橋梁的破壞給了全世界橋梁抗震工作者慘痛的經(jīng)驗教訓(xùn)。各國研究機(jī)構(gòu)紛紛重新對本國橋梁抗震規(guī)范進(jìn)行反思,并進(jìn)行了一系列的修訂工作。日本1995年阪神地震后,對結(jié)構(gòu)抗震的基本問題重新進(jìn)行了大量的研究,并十分重視減振、耗能技術(shù)在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的應(yīng)用。橋梁、道路方面的抗震設(shè)計規(guī)范已經(jīng)重新編寫,并于1996年頒布實施。美國也相繼在聯(lián)邦公路局(FHWA)和加州交通部(CALTRANS)等的資助下開展了一系列的與橋梁抗震設(shè)計規(guī)范修訂有關(guān)的研究工作,已經(jīng)完成了ATC-18,ATC-32T和ATC-40等研究報告和技術(shù)指南。與舊規(guī)范相比,新規(guī)范或指南無論在設(shè)計思想,設(shè)計手法、設(shè)計程序和構(gòu)造細(xì)節(jié)上都有很大的變化和深入。
中國現(xiàn)行《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》(JTJ004-89)在80年代中期開始修訂,于1989年正式發(fā)行。隨著中國如年代經(jīng)濟(jì)起飛,交通事業(yè)迅猛發(fā)展,特別是高速公路興建、跨越大江,大河的大跨橋梁、大型立交工程以及城市中大量高架橋的興建,規(guī)范已大大不能適應(yīng)。但是目前所有國內(nèi)的橋梁設(shè)計,對抗震設(shè)計均在設(shè)計書上標(biāo)明的參照規(guī)范即是《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》和《鐵道工程抗震設(shè)計規(guī)范》。與國外如日本、美國的同類規(guī)范相比,中國現(xiàn)行《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》水準(zhǔn)遠(yuǎn)落后于國外同類規(guī)范。若不進(jìn)行改進(jìn),則必將給中國不少橋梁工程留下地震隱患。
本文主要介紹了各國橋梁抗震設(shè)計規(guī)范中基礎(chǔ)部分的抗震設(shè)計?;A(chǔ)部分對全橋的地震響應(yīng)以及墩柱力的分布均有非常重要的影響?;A(chǔ)設(shè)計不當(dāng)會導(dǎo)致橋梁墩柱在地震中發(fā)生剪斷、變形過大不能使用等等,有時甚至是樁在根部直接剪斷破壞。基礎(chǔ)設(shè)計需要考慮的方面除了基礎(chǔ)形式的選擇以外還包括抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度樁基礎(chǔ)連接部分的細(xì)部構(gòu)造、錨固構(gòu)造等方面。本文首先對中、美、日、歐洲、新西蘭五國或地區(qū)抗震設(shè)計規(guī)范中有關(guān)基礎(chǔ)的部分進(jìn)行了一般性的比較。筆者認(rèn)為,相對而言中國的規(guī)范在基礎(chǔ)抗震設(shè)計方面較為粗糙、可操作性不強(qiáng)。而日本規(guī)范在這方面作的最為細(xì)致,技術(shù)也較為先進(jìn)。因此,在隨后的部分中詳細(xì)介紹了日本抗震規(guī)范的基礎(chǔ)設(shè)計方法。
二、主要國家橋梁抗震規(guī)范基礎(chǔ)抗震設(shè)計的概況
本文將中國橋梁抗震規(guī)范與世界上的幾種主要抗震規(guī)范(美國的AASHTO規(guī)范、Cal-tans規(guī)范、ATC32美國應(yīng)用技術(shù)協(xié)會建議規(guī)范,新西蘭規(guī)范NZ,歐洲規(guī)范EC8,日本規(guī)范JAPAN)進(jìn)行基礎(chǔ)抗震設(shè)計方面的比較。
中國橋梁抗震設(shè)計規(guī)范有關(guān)基礎(chǔ)設(shè)計的部分十分籠統(tǒng),只以若干定性的條款,從工程選址方面加以考慮,而對基礎(chǔ)本身的抗震設(shè)計,特別是對于樁基礎(chǔ)等輕型基礎(chǔ)抗震設(shè)計重視不夠。這方面,日本的橋梁抗震設(shè)計規(guī)范和準(zhǔn)則規(guī)定得比較詳細(xì),是我們應(yīng)當(dāng)學(xué)亂之處。基于阪神地震的經(jīng)驗,地震后橋梁上部結(jié)構(gòu)的修復(fù)和重建都比下部基礎(chǔ)經(jīng)濟(jì)和省時、省力,因此橋梁基礎(chǔ)的抗震能力的要求應(yīng)比橋墩高。
三、日本橋粱基礎(chǔ)抗震設(shè)計方法細(xì)節(jié)
1.按流程,先用震度法設(shè)計。震度法基本概念是把設(shè)計水平震度
Kh乘以結(jié)構(gòu)Kh的計算方法如下:
其中Cz--地區(qū)調(diào)節(jié)系數(shù);
Kh0--設(shè)計水平震度的標(biāo)準(zhǔn)值。
其中,δ是把抗震設(shè)計所確定的地基面以上的下部結(jié)構(gòu)質(zhì)量的80%或100%和該下部結(jié)構(gòu)所支承的上部結(jié)構(gòu)質(zhì)量的100%之和作為外力施加到結(jié)構(gòu)上在上部結(jié)構(gòu)慣性力作用點(diǎn)位置發(fā)生的位移。
2.用震度法設(shè)計以后,如果基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是橋臺基礎(chǔ)或者橋墩的擴(kuò)大基礎(chǔ),不需要用地震時保有水平耐力法設(shè)計。這是因為設(shè)計橋臺基礎(chǔ)時,地震時動力壓力的影響非常大,此外結(jié)構(gòu)背面存在的主體也使結(jié)構(gòu)不容易發(fā)生振劾。而對于擴(kuò)大基礎(chǔ)來說一般地基條件非常好,因此,地震時基礎(chǔ)某些部位轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生非線變形可以消耗許多地震能量。
3.用地震時保有水平耐力法設(shè)計時,首先要判斷基礎(chǔ)水平耐力有沒有超過橋墩的極限水平耐力。這是因為地震時保有水平耐力法的基本概念是盡量使地震時在橋墩而不是在基礎(chǔ)出現(xiàn)的塑性鉸。如果在基礎(chǔ)出現(xiàn)塑性鉸,發(fā)生損傷后,修復(fù)很困難。所以,我們要把基礎(chǔ)的行為控制在屈服范圍內(nèi)。
如果基礎(chǔ)水平耐力小于橋墩的極限水平耐力,則要判斷橋墩在垂直于橋軸方向的抗震能力是不是足夠大(按式(3))。因為如果橋墩在垂直于橋軸方向具有足夠大的抗震能力(例如壁式橋墩),而且基礎(chǔ)的塑性反應(yīng)在容許范圍以內(nèi),則基礎(chǔ)的非線能吸收大量的振動能量并且基礎(chǔ)仍然是安全的。
橋墩的極限水平耐力Pu≥1.5KheW(3)
Khco--設(shè)計水平震度的標(biāo)準(zhǔn)值;
Cz--地區(qū)調(diào)節(jié)系數(shù);
μa--容許塑性率;
W-一等價質(zhì)量(W=Wu十CpWp);
Wu--振動單位的上部結(jié)構(gòu)質(zhì)量;
Wp--振動單位的橋墩質(zhì)量;
Cp--等價質(zhì)量系數(shù)(剪斷破壞時1.0,剪斷破壞以外是0.5)。
4.橋墩的極限水平耐力滿足Pu≥1.5KheW時,對基礎(chǔ)塑性率進(jìn)行對照檢查。雖然基礎(chǔ)的非線行為能吸收大量振動能量,但是對于有的基礎(chǔ)部件來說,可能會遭受過大的損傷。所以要控制基礎(chǔ)的反應(yīng)塑性率,按如下要求:
μFR≤μFL(4)
式中μFR--基礎(chǔ)反應(yīng)塑性率;
μFL--基礎(chǔ)反應(yīng)塑性率的限度。
5.發(fā)生液化時,要降低土質(zhì)系數(shù)。隨后的計算(對照和檢查)同上述方法基本一致。
2擴(kuò)建方案
根據(jù)老橋現(xiàn)狀調(diào)查、橋梁檢測報告及靜、動力荷載試驗結(jié)果,經(jīng)過綜合分析,認(rèn)為老橋經(jīng)加固后可以繼續(xù)正常運(yùn)營。橋梁擴(kuò)建方案為:保留老橋并采取一定的加固措施,新建結(jié)構(gòu)類型相同或相近的新橋,通過翼緣板濕接縫連接新老橋梁,最后形成雙向8車道的橋梁結(jié)構(gòu)。
2.1結(jié)構(gòu)體系分析
鑒于老橋采用墩梁固結(jié)矮墩連續(xù)剛構(gòu)體系,在同跨徑橋梁中比較少見,為考察箱梁病害是否結(jié)構(gòu)體系的問題,是否需要利用體系轉(zhuǎn)換來改善當(dāng)前結(jié)構(gòu)受力狀態(tài),拼寬新橋采用何種結(jié)構(gòu)形式比較有利,對如下2種不同結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行分析比較:體系1:維持原有結(jié)構(gòu)體系不變,進(jìn)行加固、拼寬;體系2:解除2個邊墩的墩梁固結(jié),維持中墩固結(jié),進(jìn)行加固、拼寬。采用midasCivil程序,以老橋為例,建立結(jié)構(gòu)體系對比計算模型,主要考察箱梁邊跨跨中截面、中跨跨中截面、邊墩墩頂截面、中墩墩頂截面的面內(nèi)彎矩以及邊墩墩底推力的差異。體系1與體系2計算結(jié)果的比值為1.012~1.112,結(jié)構(gòu)體系的影響對橋梁上部箱梁結(jié)構(gòu)受力影響并不顯著。因此,老橋加固以及新橋設(shè)計仍然采用原有的矮墩連續(xù)剛構(gòu)體系,以避免老橋因體系變化導(dǎo)致次生病害產(chǎn)生,并保證活載作用下新老橋橫向變形比較一致。
2.2新橋結(jié)構(gòu)
新橋采用與老橋相同的跨徑及上下部結(jié)構(gòu),以保證外觀一致且變形協(xié)調(diào)。橋跨組合為20.5m+2×21.5m+20.5m,全長88.30m。上部結(jié)構(gòu)采用單箱雙室混凝土箱梁,梁高1m,頂寬8.0m,底寬5.5m,腹板厚0.40m,頂?shù)装搴?.25m。薄壁墻式墩,墩身寬度3.0m,厚度0.6m,單排2根Φ1.2m鉆孔灌注樁基礎(chǔ),墩梁固結(jié);肋式臺、雙排4根Φ1.2m鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。
2.3老橋加固
為確保橋梁能夠安全、正常的運(yùn)營,在拼寬之前,必須對老橋進(jìn)行加固,以提高既有結(jié)構(gòu)的承載能力、耐久性。按照“老橋老規(guī)范、新橋新規(guī)范”的原則進(jìn)行維修加固,即對原橋的結(jié)構(gòu)驗算仍然采用85年頒布的相關(guān)規(guī)范(簡稱舊規(guī)范),但加固工程中涉及的材料、工藝等部分,執(zhí)行最新頒布的規(guī)范(簡稱新規(guī)范)。除一般病害(如非結(jié)構(gòu)性裂縫,混凝土表層破損、脫落,支座老化、破壞等)采用常規(guī)處治措施外,對主要病害箱梁腹板、底板裂縫,需進(jìn)一步研究合理的維修加固措施。
2.3.1老橋主要病害
主要病害為箱梁腹板、底板裂縫、玻纖布老化,第4跨梁底玻纖布局部脫落,梁體出現(xiàn)超限寬的橫向受力裂縫,梁底共13條橫向裂縫,縫寬0.18~0.28mm,共計縫長22.1m。核查以往養(yǎng)護(hù)、橋檢資料,該橋在粘貼玻纖布加固之前的主要病害為:梁側(cè)腹板存在較多裂縫,均為豎向裂縫,右幅第1~3跨梁側(cè)腹板裂縫部分延伸至梁底,左幅第1跨梁側(cè)裂縫部分延伸至梁底,最大縫寬0.20mm;左幅第2跨1/4L~3/4L、第3跨1/4L~3/4L存在梁底橫向裂縫,最大縫寬0.10mm。
2.3.2病害成因分析
經(jīng)過綜合分析,產(chǎn)生上述病害的主要原因如下:(1)施工措施不當(dāng),施工中混凝土震搗不密實、鋼筋位置偏差、保護(hù)層過薄、養(yǎng)護(hù)欠妥當(dāng)?shù)龋斐苫炷临|(zhì)量不均勻,在受到較大荷載時,沿腹板產(chǎn)生的表面裂縫易與受拉區(qū)裂縫相連接[。(2)腹板側(cè)面裂縫部分從梁底向上開裂,梁底面出現(xiàn)橫向裂縫,均與主筋垂直,屬于梁受拉區(qū)出現(xiàn)的彎曲裂縫,說明結(jié)構(gòu)抗力不足。(3)剛構(gòu)橋?qū)儆诔o定結(jié)構(gòu),混凝土收縮、徐變、溫度變化等都會對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加應(yīng)力,導(dǎo)致混凝土開裂。
2.3.3加固方案
綜合考慮加固效果、施工便利性及加固施工過程中的通車要求等因素,在清理混凝土表面,對裂縫灌漿、封閉后,采用高強(qiáng)不銹鋼鉸線網(wǎng)-滲透性聚合物砂漿技術(shù)進(jìn)行加固,施加預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)鋼鉸線網(wǎng)提高結(jié)構(gòu)的承載能力,抗剪與抗彎加固的不銹鋼鉸線分別采用Φ3.2mm和Φ4.8mm規(guī)格,種類均為6×7+IWS,同時通過在外表面涂刷3cm厚度的配套高強(qiáng)滲透性砂漿增加結(jié)構(gòu)的耐久性。加固前須拆除梁體表面粘貼的所有玻纖布。箱梁外側(cè)面沿腹板全高加固,主要受力鋼鉸線須垂直于橋梁軸線方向,并兜向底板45cm。箱梁底板上的鋼鉸線網(wǎng)需須順橋向布置,每跨內(nèi)的鋼鉸線網(wǎng)在縱向不宜拼接,必須搭接時,在鋼鉸線受力方向的搭接長度應(yīng)不小于80cm。施工工藝流程為:定位放線混凝土基層處理裁切鋼鉸線網(wǎng)片鋼鉸線網(wǎng)片的固定與張緊鋼鉸線網(wǎng)片節(jié)點(diǎn)的固定涂刷界面劑聚合物砂漿壓抹濕潤養(yǎng)護(hù)。其中鋼鉸線網(wǎng)的固定和張緊是其能夠立即和原結(jié)構(gòu)共同受力的關(guān)鍵。根據(jù)設(shè)計確定的錨具位置,通過植入螺栓和粘貼鋼板在構(gòu)件端部固定錨具。鋼鉸線下料后,用專門的擠壓錨具擠壓套筒使其與鋼絲繩成為一體,在一側(cè)鋼絲繩的一端直接穿入錨具,另一端由專門的張拉器預(yù)張緊后進(jìn)行錨固,參考以往工程經(jīng)驗,預(yù)張拉應(yīng)力取0.25~0.3倍的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值。用配套專用固定銷釘對鋼鉸線網(wǎng)片的各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行逐段鉆孔錨固,使其固定在箱梁上。該項加固技術(shù)在國內(nèi)許多建筑工程、橋梁工程上得到應(yīng)用,實踐表明加固效果良好,其主要特點(diǎn)如下:(1)由于高強(qiáng)滲透性砂漿基本為無機(jī)材料、不銹鋼絞線網(wǎng)耐腐蝕性能好,較好地解決了混凝土結(jié)構(gòu)加固后的耐久性、抗火、耐高溫性能等問題,加固性能可靠;(2)鋼鉸線網(wǎng)為高強(qiáng)不銹鋼鉸線編織成網(wǎng),運(yùn)輸及施工方便;(3)高強(qiáng)鋼鉸線強(qiáng)度高,其標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度約為普通鋼材的5倍,加固后結(jié)構(gòu)自重增加很小,對原結(jié)構(gòu)的自重影響也很??;(4)對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗彎及抗剪加固均可取得良好的加固效果,并且可以顯著地提高構(gòu)件剛度;(5)混凝土構(gòu)件加固后的疲勞性能以及鋼網(wǎng)、砂漿的錨固、粘結(jié)性能良好;(6)易于大面積施工,在結(jié)構(gòu)加固的過程中不影響建筑物的使用,對被加固的母體表面沒有平整要求,節(jié)點(diǎn)處理方便,更適合橋梁和樓板等混凝土結(jié)構(gòu)的加固。
2.4新老橋拼接
經(jīng)過多階段比選確定箱梁拼寬設(shè)計的基本原則為“上連下不連”,其要點(diǎn)如下:(1)新老橋上部結(jié)構(gòu)通過拼接形成整體共同受力,下部結(jié)構(gòu)分離獨(dú)立受力。(2)老橋箱梁翼緣板下緣鋼筋無法承受翼緣板剛接后產(chǎn)生的正彎矩,設(shè)計采用現(xiàn)澆鉸縫進(jìn)行拼接。老橋翼緣板切除0.5m,新老箱梁之間預(yù)留0.5m的UEA鋼纖維混凝土翼緣板后澆段,新老橋之間通過植筋和鋸縫形成鉸縫,拼接鉸縫構(gòu)造見圖5,頂板鋸縫填瀝青瑪蹄脂,底板填塞木條。(3)為減小拼寬部分收縮、徐變對老橋的影響,拼寬部分建成后3~6個月,再實施拼接。(4)為減小拼接后新橋基礎(chǔ)沉降對老橋的影響,應(yīng)嚴(yán)格控制該基礎(chǔ)沉降,對新橋進(jìn)行樁底壓漿。同時,為了降低新橋的后期沉降量,盡量使沉降量發(fā)生在拼接前,新橋上部結(jié)構(gòu)施工完畢后,對梁體進(jìn)行加載預(yù)壓,加載量不小于橋面2期恒載的重量,預(yù)壓時間控制在2~3個月。
3結(jié)構(gòu)受力分析
3.1分析模型及計算荷載
采用MIDASCivil對老橋加固前后、老橋和拼寬新橋在拼寬前后、拼寬縱橋向相互影響及結(jié)構(gòu)抗震性能進(jìn)行分析計算,有限元模型見圖6。采用ANSYS進(jìn)行新老橋翼緣板拼寬前后局部分析??紤]的荷載有施工臨時荷載、恒載、汽車荷載、整體溫差、梯度溫度、基礎(chǔ)變位、收縮、徐變、地震動等。老橋計算考慮了一定的定量退化處理。
3.2主要分析結(jié)果
(1)橋梁拼寬前,老橋在承載能力極限狀態(tài)下滿足規(guī)范要求,正常使用極限狀態(tài)下裂縫超限,需要進(jìn)行加固。現(xiàn)行公路橋梁加固設(shè)計規(guī)范未對上述加固方法進(jìn)行規(guī)定,考慮到該方法與粘貼鋼板加固法同屬于復(fù)合截面加固法,鋼鉸線網(wǎng)與鋼板的受力方式均設(shè)計成僅承受軸向應(yīng)力作用[4-5],其加固原理、材料性能、計算假定等均類似。參照文獻(xiàn)中2種加固方法的3種計算規(guī)定,對老橋加固進(jìn)行驗算,裂縫通過應(yīng)變值推算,不考慮主梁側(cè)面圍套內(nèi)鋼鉸線網(wǎng)片對承載力的提高作用,計算結(jié)果滿足規(guī)范要求。此外,還可采用組合有限元法建立精細(xì)模型進(jìn)行分析計算。(2)橋梁拼寬后,新老橋在承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)承載力、裂縫寬度、跨中撓度滿足規(guī)范要求。拼寬后老橋的彎矩、剪力值有所增大,新橋的彎矩、剪力峰值下降。(3)新老橋翼緣板拼寬前后局部分析結(jié)果表明:拼寬后,新橋的基礎(chǔ)變位導(dǎo)致新、老橋翼緣板出現(xiàn)橫向附加彎矩,彎矩峰值在墩頂處,向跨中及橋臺處逐漸減小。老橋翼緣板(每延米長度)的墩頂橫向彎矩在翼緣根部大于新橋翼緣板根部的橫向彎矩。基礎(chǔ)沉降工況對拼接的影響最大,老橋抗剪略有不足,考慮到老橋翼緣板加固困難,設(shè)計除適當(dāng)增加新橋樁基長度外還對樁基底部進(jìn)行壓漿處理,以減少基礎(chǔ)沉降的影響。同時,為了降低新橋的后期沉降量,盡量使沉降量發(fā)生在拼接前,新橋上部結(jié)構(gòu)施工完畢后,對梁體進(jìn)行加載預(yù)壓。(4)采用反應(yīng)譜法進(jìn)行抗震性能分析,橋梁采用連續(xù)剛構(gòu)體系,橋墩為薄壁墩、單排樁基礎(chǔ),剛度適中,各墩臺剛度協(xié)調(diào),結(jié)構(gòu)體系抗震性能較好,地震工況不控制設(shè)計。
2山區(qū)公路橋梁與其他建設(shè)工程的關(guān)系
2.1山區(qū)公路橋梁與隧道的關(guān)系
山區(qū)地形多變,地質(zhì)復(fù)雜,水文特征多變,地面溝壑很多,并且坡度很陡,時而也會有泥石流等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。山區(qū)公路受以上條件影響橫坡較陡,易受山谷水流沖刷,在U型山谷必須轉(zhuǎn)彎。山區(qū)公路橋梁與隧道連接起來是跨越河流,在U型山谷轉(zhuǎn)彎所做的必要措施,也是最好的解決辦法,被稱為“兩橋一遂”方案,設(shè)計這種方案需要橋梁和隧道緊密結(jié)合。在地形平緩,變化不大的地質(zhì)條件下可以調(diào)整橋臺側(cè)墻的高度和長度完成連接,對于地形復(fù)雜,隧道明洞無法延伸的情況下,需要增添樁柱式臺以及橋梁主梁放置于隧道明洞完成對接。
2.2山區(qū)公路橋梁建設(shè)與路基的關(guān)系
山區(qū)公路要適應(yīng)地形多變環(huán)境,需使用錯臺路基(兩端路基不等高)。但是錯臺路基在需設(shè)置轉(zhuǎn)向車道時,很難運(yùn)用到施工中。由于兩端路基不等高需設(shè)計半幅橋來進(jìn)行銜接。當(dāng)路基一側(cè)要求填土的高度15m左右時,必須綜合考慮地質(zhì)、水文等條件,把加筋擋墻、棄土方案與半幅橋進(jìn)行比對,來決定最合理的方案。
3山區(qū)公路橋梁設(shè)計要點(diǎn)
公路橋梁是交通運(yùn)輸領(lǐng)域中不可或缺的重要部分,隨著人們生活水平的提高,公路橋梁的設(shè)計和管理也應(yīng)該提高,有一個好的施工質(zhì)量對公路橋梁的使用和維護(hù)起著非常大的作用。山區(qū)公路特點(diǎn)地形起伏,地質(zhì)復(fù)雜。山區(qū)路線布置的平面、縱向、橫向三個方面都被限制,對于山區(qū)公路橋梁的設(shè)計,考慮到山區(qū)的特點(diǎn),從上部結(jié)構(gòu)設(shè)計、下部結(jié)構(gòu)設(shè)計來說明。
3.1山區(qū)公路橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計
山區(qū)公路橋梁多采用施工容易,造價低廉的標(biāo)準(zhǔn)化,預(yù)制裝配化結(jié)構(gòu),而大跨徑橋梁方案比較少。山區(qū)公路橋梁常采用標(biāo)準(zhǔn)化、裝配化橋梁,標(biāo)準(zhǔn)化、裝配化跨徑一般有16m、20m、25m、30m、40m、50m。當(dāng)跨徑小于30m時,有三種構(gòu)造分別是空心板、小箱梁、T梁。當(dāng)跨徑為40m、50m時,由于梁的受力特點(diǎn)適于采用T梁。山區(qū)公路橋梁沒有嚴(yán)格的空間限制,且平面較小的山區(qū)公路,會把較高緩和的路段出現(xiàn)在橋上,使用空心板和小箱梁時,架梁的四個支點(diǎn)調(diào)平困難,會引起支座脫空,質(zhì)量無法保證。對于山區(qū)公路橋梁標(biāo)準(zhǔn)橫斷面需采用T梁。當(dāng)跨徑在50m時,山區(qū)公路交通運(yùn)輸條件差,場地不能擴(kuò)大,很難使大型機(jī)具進(jìn)入,50mT梁單片重達(dá)150噸,而且架設(shè)設(shè)備要求很高,難以控制它的運(yùn)輸和安裝過程,50mT梁一般不被使用。山區(qū)公路橋梁常用標(biāo)準(zhǔn)跨徑為20m、25m、30m、40m。
1.1協(xié)調(diào)與統(tǒng)一
所謂的“協(xié)調(diào)統(tǒng)一”,是指橋梁與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一、橋梁本體構(gòu)件之間的多樣統(tǒng)一。具體的要做到兩個方面:
(1)從多樣中尋求統(tǒng)一。其為差異的統(tǒng)一和對立的統(tǒng)一兩個方面。前者是不同量的因素之間存在統(tǒng)一,比如在橋梁結(jié)構(gòu)中,支承傳力結(jié)構(gòu)、承載跨越的主體結(jié)構(gòu)以及附屬結(jié)構(gòu)三者功能不同,但是將它們組合到橋梁建筑中就要達(dá)到協(xié)調(diào)統(tǒng)一,才能保證橋梁建筑的實用;而后者則是指不同因素之間存在的統(tǒng)一,比如懸索橋的塔和索,一剛一柔,形成對比,在形態(tài)上形成強(qiáng)烈的感官效果,相互對立卻又能達(dá)到統(tǒng)一。所以在橋梁造型設(shè)計中要擅于以規(guī)律的變化組合尋求整體效果的和諧統(tǒng)一。橋梁建筑的統(tǒng)一有著其基本的原則,即“結(jié)構(gòu)統(tǒng)一,橋墩簡單”,具體地說就是體現(xiàn)在兩個方面:第一,引橋和主橋的結(jié)構(gòu)體系要統(tǒng)一或相近;第二,橋墩造型要簡單,結(jié)構(gòu)形式要單一,這一點(diǎn)在立交橋的設(shè)計中尤為重要。對于拱式體系橋梁來說,要關(guān)注主孔和兩端橋的協(xié)調(diào);對于梁式橋來說,要關(guān)注墩臺造型與上部結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào);對于懸索體系橋梁來說,其引橋就應(yīng)用輕型結(jié)構(gòu)。
(2)從統(tǒng)一中尋求多樣。其是一種較為簡單的統(tǒng)一形式,但是在實際橋梁設(shè)計中,過多的雷同會時的橋梁變得單調(diào),沒有特色。因此,要在統(tǒng)一中求多樣,尋求更多富有創(chuàng)意的設(shè)計,以此為橋梁造型增添新穎。
1.2對稱與非對稱
不管是大自然,還是人類生活中,到處充滿了對稱的美,當(dāng)然橋梁也不例外。橋梁的對稱既能夠表現(xiàn)出力學(xué)上的平衡,又能夠融入藝術(shù)的原理。從古代開始,我國的橋梁就具有極好的對稱均衡性,特別是多孔橋,橋孔的設(shè)計不僅可以省略橋墩的設(shè)計,還可以主從關(guān)系上也展現(xiàn)的很明確。橋梁造型不能一味地運(yùn)用對稱,也要考慮設(shè)計的環(huán)境和其他因素,不然的話會使橋梁顯得呆板平庸。由于水文和地質(zhì)等原因,橋梁一般會采用非對稱形式,以不等距離來平衡橋梁的體重,使其在空間效果上達(dá)到均衡,橋梁也會顯得生動活潑。對稱的美在于穩(wěn)重莊嚴(yán),非對稱的美在于自由靈活,只有結(jié)合地理環(huán)境、技術(shù)材料等相關(guān)因素,靈活運(yùn)用這兩種結(jié)構(gòu),才能設(shè)計出具有魅力的橋梁建筑。
1.3比例與尺度
橋梁建筑的結(jié)構(gòu)突出,比例的協(xié)調(diào)尤為重要。一般來說,橋梁建筑的比例包括三個方面:第一,橋梁整體結(jié)構(gòu)與局部本身的三維尺寸的關(guān)系;第二,橋梁整體結(jié)構(gòu)與局部,亦或是局部與局部之間的三維尺寸的關(guān)系;第三,通常意義上的比例。橋梁的比例關(guān)系與地形、建筑材料以及施工技術(shù)息息相關(guān),當(dāng)這些因素按照自然規(guī)律被確定下來時,其中的尺寸比例就會成為典范。確定橋梁的比例的常用方法有幾何分析法和數(shù)學(xué)分析法。
(1)幾何分析法。幾何分析法就是以簡單的幾何圖形作為基準(zhǔn),利用幾何圖形相互之間的制約關(guān)系,來控制建筑整體,尤其是建筑外形和局部控制點(diǎn),以獲得協(xié)調(diào)統(tǒng)一。
(2)數(shù)學(xué)分析法。在數(shù)學(xué)分析法中最有名的是黃金分割比例和動態(tài)勻稱比例。在我國古代,三孔橋和五孔橋的跨徑布置的比例關(guān)系符合黃金分割比例。雖然在進(jìn)行橋梁整體或是局部規(guī)模尺寸時可以用以上比例關(guān)系,但是還是要注意以下兩個問題:①橋梁的比例要同時符合結(jié)構(gòu)和力學(xué)的前提下進(jìn)行藝術(shù)構(gòu)思;②比例不是一成不變的,可以根據(jù)技術(shù)條件、功能要求以及思想主題等進(jìn)行調(diào)整。而尺度,是建筑的整體或局部在視覺上的感受與真實大小之間的關(guān)系,主要有三種,分別是與真實尺寸一致的自然尺度、建筑空間看起來比實際尺寸小的親切尺度和建筑的視覺尺寸大于實際尺寸的雄偉尺度。
1.4穩(wěn)定與動勢
穩(wěn)定是橋梁建筑安全的基本要求,其中包括結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和視覺穩(wěn)定兩個方面。而動勢是傳統(tǒng)上的穩(wěn)定隨著技術(shù)和結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展之后衍生出來的一種視覺穩(wěn)定,不僅可以給人視覺上的穩(wěn)定,還可以讓人們感覺橋體的力量感。
2對橋梁造型景觀設(shè)計的分析
橋梁景觀設(shè)計是為了使橋梁的建筑造型和結(jié)構(gòu)形式更加美觀。
2.1與區(qū)域環(huán)境相互協(xié)調(diào)
首先要收集基礎(chǔ)資料,比如橋位平面圖、城市規(guī)劃等,其次是了解城市內(nèi)涵,其中包含城市文化、居民的生活習(xí)性等,橋梁設(shè)計要與城市定位相符合,以確定設(shè)計主題和橋梁景觀。比如:
(1)回應(yīng)當(dāng)?shù)氐纳鐣l件和自然條件;
(2)充分利用當(dāng)?shù)靥厣牟牧虾湍茉?
(3)借鑒當(dāng)?shù)仄渌麅?yōu)秀建筑文化理念;
(4)突出地域經(jīng)濟(jì)性。
2.2細(xì)部構(gòu)件與結(jié)構(gòu)的相互協(xié)調(diào)
細(xì)節(jié)部分包括路燈、標(biāo)志標(biāo)線、夜景燈飾等,細(xì)節(jié)部分可以表現(xiàn)出設(shè)計師的意圖,并且還可以使橋梁更具細(xì)節(jié)藝術(shù)美感。
(1)欄桿。對于欄桿的要求不僅是富有細(xì)節(jié)美感,還要與橋梁整體協(xié)調(diào)統(tǒng)一,所以其造型要與橋形相配,這樣才能發(fā)揮欄桿的幫襯和加強(qiáng)作用,不會喧賓奪主。比如斜拉橋,斜向拉索為傘狀,欄桿就可以用相同斜度和方向的造型。
(2)照明設(shè)計。夜景照明設(shè)備只需滿足人們步行和行車的燈光需求,如果過亮,會使橋梁的光環(huán)境變得平淡,所以照明要素要能夠展現(xiàn)出主要對象。懸索橋的照明要素有主纜、鋼箱梁等,斜拉橋的照明要素有索塔、斜拉索等,照明要素之間要主次分明。
(3)鋪裝景觀。鋪裝景觀要符合環(huán)境藝術(shù),滿足城市建設(shè)需要和人們休閑生活需要。既要滿足通車和行人的要求,又要具有色彩、圖案和質(zhì)感,另外還要考慮到后期維修工作的難易程度。
(4)橋頭建筑。橋頭建筑一般是具有藝術(shù)性或是紀(jì)念性的雕塑小品,形景點(diǎn),還用于襯托橋梁主體。這些雕塑小品要能夠體現(xiàn)當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)土人情、歷史文化,給人啟迪。
(5)視覺效果。要重視橋側(cè)的視覺效果和橋梁的附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計,同時也要對過橋管線進(jìn)行美化等。美化這些細(xì)節(jié)部分可提高橋梁景觀的整體藝術(shù)價值。
1.組織者因各種原因沒有投入充足的時間。由于學(xué)生多,指導(dǎo)老師較少,師生比例較小,一般情況下一個指導(dǎo)老師要同時指導(dǎo)10多個學(xué)生,加之很多老師同時面臨著上課、科研、兼職輔導(dǎo)員或班主任以及評定職稱等壓力,所以就不可避免地會出現(xiàn)指導(dǎo)時間不足的缺陷。
2.考核評定方法不夠科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)。畢業(yè)設(shè)計考核評定方法過于程式化,一般來說都會分為開題、中期和答辯三個階段,這看起來還算比較合理,但實際運(yùn)用中,往往存在三期脫節(jié)的現(xiàn)象,即開題后,學(xué)生思想很容易放松、拖沓,轉(zhuǎn)眼中期即至,許多人還沒有像樣的成果可以報告,而中期后,又有很多學(xué)生面臨找工作和考研復(fù)試等事情,所以到了答辯往往是應(yīng)付了事??此朴杏玫娜趨R報,其實并沒有起到真正的監(jiān)督作用。而在給予考核成績時,都是以優(yōu)、良、中等、及格和不及格來斷定,其中老師的主觀判斷和個人感情有時會影響打分,學(xué)生則大多并不清楚成績劃分優(yōu)良的判別標(biāo)準(zhǔn)。
3.軟件等客觀因素。對道橋方向的學(xué)生來說,設(shè)計時經(jīng)常會用到一些專業(yè)設(shè)計軟件,比如緯地、橋梁博士等。從頭開始學(xué)習(xí)新軟件需要一段時間,另外因這些軟件版本大都是學(xué)生在網(wǎng)上自行下載的破解版,因與系統(tǒng)存在不兼容問題只有少部分學(xué)生才能安裝上,且輸出的設(shè)計圖表顯示不規(guī)范,需要大量的修改和后期處理工作。更嚴(yán)重的是,使用盜版軟件將會面臨被追究侵權(quán)的法律責(zé)任。
(二)執(zhí)行者方面存在的問題
1.對指導(dǎo)老師的依賴性太強(qiáng)。這可能也是我國學(xué)生從小面臨的問題,學(xué)習(xí)與否,怎樣學(xué)習(xí),都是老師教出來的,缺乏主觀能動性,很少有學(xué)生主動提出選題方案或想法,都是在等老師的組織和安排,匯報則像考試一樣突擊和應(yīng)付的情況嚴(yán)重。一旦老師不給出圖紙或者下一步的思路,則停滯不前或消極對待。
2.資料準(zhǔn)備不足,專業(yè)課程實踐的綜合應(yīng)用能力差。有些學(xué)生平時成績還可以,到畢業(yè)設(shè)計綜合運(yùn)用的時候卻往往缺少思路,無從下手。這說明學(xué)生的知識面不夠,創(chuàng)新思維受到限制,而對學(xué)過的各門專業(yè)課程又不能靈活地綜合運(yùn)用,所以造成實際分析和解決問題的能力薄弱,又因為沒有施工經(jīng)驗而對計算模型和實際模型之間的轉(zhuǎn)化的施工方法、結(jié)構(gòu)要求及規(guī)范等不夠熟悉和了解。很多學(xué)生查閱資料的能力不足,往往找不到適合自己的文獻(xiàn)材料,不能很好地利用學(xué)校數(shù)字圖書館及文本文獻(xiàn),這些都一定程度地影響了設(shè)計圖表完成和說明書編制等環(huán)節(jié)的進(jìn)度。
3.設(shè)計內(nèi)容多而不精,工作量偏大。本校道橋方向畢業(yè)設(shè)計時間一般安排為13周,雖然看似設(shè)計時間充足,但道橋方向畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書要求內(nèi)容較多,主要包括:確定選題方向、方案選擇、方案設(shè)計及軟件出圖、計算書編制、專題設(shè)計、專業(yè)文獻(xiàn)翻譯、匯集材料答辯等,應(yīng)該說,整個過程的工作量較大,不少學(xué)生因此感到時間倉促,以至部分學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量不理想。
4.執(zhí)行者的個人因素。畢業(yè)設(shè)計的持續(xù)時間段一般為3月份到6月份,而這段時間往往也是未落實就業(yè)單位的應(yīng)屆畢業(yè)生找工作的繁忙階段,要參加大小招聘會、面試等,考上研的學(xué)生也在該期間準(zhǔn)備及參加研究生復(fù)試,實際真正用來做畢業(yè)設(shè)計的時間又被壓縮掉幾周。再者,因為一學(xué)期的設(shè)計時間基本全由學(xué)生自由支配,學(xué)生不能夠很好地把握設(shè)計進(jìn)度并按照開題時擬定的進(jìn)度按時完成,往往前松后緊,指導(dǎo)教師進(jìn)行階段性檢查前再臨時突擊進(jìn)度。
二、解決措施
(一)組織管理方面的措施
1.與施工單位結(jié)合,努力克服選題不當(dāng)或單一。選題對畢業(yè)設(shè)計來說無疑代表著一個好的開始,選題一定不能倉促,對于組織者來說,應(yīng)該鼓勵學(xué)生加強(qiáng)與企業(yè)、施工單位的聯(lián)系,多與工程實踐相結(jié)合,題目不用太大,可以僅完成工程項目的分支,這樣,真題真做,再由施工方管理人員給予實際施工指導(dǎo)。這對于即將畢業(yè)的道橋方向?qū)W生來說具有很重要的意義,這無疑是書本知識和實際施工的有利結(jié)合,為他們走向工作崗位打下了基礎(chǔ)。
2.組織者時間上的保證。畢業(yè)設(shè)計期間,組織者應(yīng)以指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計為主要任務(wù),一定要統(tǒng)籌安排好自己的時間,不要讓過多的其他任務(wù)影響了自己在時間上對學(xué)生及時輔導(dǎo)的保障。其他任務(wù)可提前在畢業(yè)設(shè)計之前或者之后來集中完成,必要時應(yīng)增加指導(dǎo)教師的人數(shù)。
3.量化考核成績,減少主觀因素的影響??己顺煽儜?yīng)針對設(shè)計題目的難易有區(qū)別地對待,比如對不同難度的題目分別給出最高分?jǐn)?shù)的限制,或者首先針對不同難度的題目給出一個權(quán)衡指數(shù),最后的成績與權(quán)衡指數(shù)相乘來確定最終分?jǐn)?shù)。這一點(diǎn)非常重要,既可以提高自主選題的主動性,也使學(xué)生對自己的成績由來有一個清楚的認(rèn)識,并且還對“都能及格”這一大眾化消極觀點(diǎn)給予了強(qiáng)有力的回?fù)?,真正做到客觀、公正。
4.做好軟件準(zhǔn)備等后勤保障工作。組織者應(yīng)加強(qiáng)與學(xué)院或?qū)W校方面的聯(lián)系,由學(xué)院或?qū)W校牽頭,對經(jīng)常用到的畢業(yè)設(shè)計軟件應(yīng)盡量提供正版,或者期限較長的試用版,再由專業(yè)人員進(jìn)行安裝指導(dǎo),對于無法滿足提供正版或長期試用版的軟件,要由組織者經(jīng)試用后把最優(yōu)版本提供給學(xué)生使用,必要時應(yīng)提供安裝等方面的指導(dǎo)。
(二)執(zhí)行者方面采取的措施
1.加強(qiáng)文獻(xiàn)檢索能力和資料查找能力,對所學(xué)內(nèi)容靈活運(yùn)用。對于即將踏上工作崗位或新的學(xué)習(xí)研究階段的畢業(yè)生來說,四年來他們所學(xué)的內(nèi)容也許并不少,但具體運(yùn)用能力還沒有得到鍛煉,當(dāng)然,這也與缺少工程實踐有關(guān),而學(xué)習(xí)實踐之余,學(xué)生不愛動腦、得過且過的缺點(diǎn)也暴露無疑,且缺少專業(yè)知識的延伸,對于相關(guān)文獻(xiàn)資料的查找能力有限,在遇到困難時往往找不到解決途徑。此時,我們可以借鑒研究生階段的方法,由指導(dǎo)老師加以引導(dǎo),對所學(xué)專業(yè)知識進(jìn)行綜合,并由組織者或已經(jīng)成為師哥師姐的研究生在實踐工作和文獻(xiàn)查找等方面進(jìn)行專題指導(dǎo),以此提高學(xué)生的檢索技能和知識運(yùn)用能力。
2.進(jìn)行時間優(yōu)化和設(shè)計內(nèi)容優(yōu)化。對于已具規(guī)模的較大的畢業(yè)設(shè)計,在第七學(xué)期末這一階段,提前交給學(xué)生設(shè)計任務(wù)書或圖紙,對于自主命題的學(xué)生提前給出選題標(biāo)準(zhǔn)和要求,這樣就有效延長了畢業(yè)設(shè)計的壽命,使大的綜合設(shè)計題目得以較為細(xì)致地完成,并有利于在施工單位做設(shè)計的同學(xué)提前確定好設(shè)計方向,可不必要對大規(guī)模工程做整體設(shè)計,而是進(jìn)行切塊設(shè)計。
3.執(zhí)行者個人時間的靈活掌握。對于要找工作和考研復(fù)試的同學(xué),應(yīng)及早做好時間上的安排,而不能以任何理由來應(yīng)付和消極對待畢業(yè)設(shè)計,這就需要每個執(zhí)行者對自己的時間做出及早的安排,督促自己把時間限定在計劃內(nèi),既不影響畢業(yè)設(shè)計進(jìn)程,也不影響其他必要的時間安排。
混凝土是我國目前公路橋梁建筑中普遍采用的基本材料,在施工中,混凝土一方面對橋梁的橋體起到穩(wěn)固作用,提高橋體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性;另一方面也為橋梁橋體起到防水的作用,防止橋體受雨水的腐蝕。若在施工中,使用的混凝土和易性不佳,就會降低其防水性能的正常效果,致使混凝土表層內(nèi)形成氣泡,氣泡水分蒸發(fā)導(dǎo)致混凝土表層形成蜂窩小孔,長久以后,混凝土表面產(chǎn)生裂縫,造成橋梁橋體嚴(yán)重的質(zhì)量問題。
1.2防水措施的技術(shù)問題
我國在公路橋梁建筑施工中采取的防水措施,主要是沿用傳統(tǒng)的工藝和學(xué)習(xí)國外的技術(shù),一方面受我國公路橋梁建筑施工發(fā)展時間較短的影響,另一方面則是因為在施工初期沒有重視防水措施的實際使用。防水措施的技術(shù)水平較低,是造成橋梁橋體受雨水腐蝕進(jìn)而大大縮減了橋梁實際使用年限的又一因素。
2公路橋梁設(shè)計的原則及要求
2.1公路橋梁的設(shè)計原則
公路橋梁的設(shè)計原則,根據(jù)橋梁的上下分布主要分為兩個部分:2.1.1公路橋梁上部的設(shè)計原則公路橋梁上部的設(shè)計原則,主要在于重視橋梁上部分的結(jié)構(gòu)構(gòu)造,如主梁、搭板、伸縮縫等,在主梁的設(shè)計上:對于跨徑在10m內(nèi)的主梁,設(shè)計原則一般采用通用的混凝土鋼筋結(jié)構(gòu),若單孔跨徑超過10m,則應(yīng)當(dāng)選用含預(yù)應(yīng)力技術(shù)的混凝土結(jié)構(gòu);若橋梁長度小于100m或單孔跨徑小于20m,即宜選用空心板結(jié)構(gòu);若施工的橋梁跨河,難以利用支架進(jìn)行澆筑工作,則應(yīng)當(dāng)選用連續(xù)的空心板結(jié)構(gòu)。另外,考慮到實際橋梁橋面的平曲線以及通車運(yùn)營時的平穩(wěn)性,就應(yīng)當(dāng)在施工中適當(dāng)減少伸縮縫數(shù)量,如單孔跨徑16m以內(nèi)的橋梁,在設(shè)計中僅需1道伸縮縫即可,注意在另一端利用連續(xù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工,確保橋面的平曲線;若單孔跨徑大于16m,應(yīng)當(dāng)將伸縮縫施工在橋墩,利用連續(xù)對橋兩端進(jìn)行施工,這不僅是考慮通車運(yùn)營時的平穩(wěn)性,更是減少安全事故的發(fā)生幾率。2.1.2公路橋梁下部的設(shè)計原則橋臺和橋墩等結(jié)構(gòu)構(gòu)造是進(jìn)行橋梁下部設(shè)計時應(yīng)當(dāng)注意的,在橋臺的設(shè)計上:填土高度對于保障橋臺的質(zhì)量具有重要作用,一般而言,在軟土土層的路段,填土高度應(yīng)當(dāng)保持在6m內(nèi),在一般土層的路段,填土高度適宜保持在10m內(nèi);同時,橋臺的受力方式一般都會采用重力式,這主要考慮到施工方便和成本控制,對于8m以上臺身的墻面,一般而言宜用斜坡,斜率為10:1,需要注意的是對于水平方向存在高度差的地面,則應(yīng)當(dāng)選用階梯式的前墻設(shè)計方式。在橋墩的設(shè)計上:若橋梁設(shè)計為一般結(jié)構(gòu),宜使用框架式橋墩,即直接在橋墩上蓋梁;若在水平方向存在高度差的地面,選用樁柱式橋墩更符合設(shè)計原則;若橋梁不同跨徑的橋孔的斜交角在30°以內(nèi),則橋墩設(shè)計應(yīng)當(dāng)采用雙柱式;若橋梁不同跨徑的橋孔的斜交角在30°以外,則橋墩設(shè)計應(yīng)當(dāng)采用三柱式。
2.2公路橋梁設(shè)計的要求
2.2.1設(shè)計和環(huán)境的結(jié)合橋梁的設(shè)計需要根據(jù)實際的地理環(huán)境,實現(xiàn)設(shè)計和環(huán)境的結(jié)合,這是公路橋梁設(shè)計的第一個要求。一般而言,公路橋梁的設(shè)計,是為了保障建成后的質(zhì)量,這是進(jìn)行施工的首要目標(biāo);同時,考慮到橋梁建成后的經(jīng)濟(jì)成本以及美觀價值,則需要確保設(shè)計中要將實際環(huán)境作為參考依據(jù)。2.2.2達(dá)荷載標(biāo)準(zhǔn)達(dá)荷載標(biāo)準(zhǔn),這是公路橋梁設(shè)計的第二個要求,公路橋梁的建設(shè),是為了實現(xiàn)交通便利和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,達(dá)到通車荷載標(biāo)準(zhǔn),這是公路橋梁實現(xiàn)其使用價值的必須要求。
3公路橋梁的防水措施
對建成的公路橋梁采取相應(yīng)的防水措施,這對于避免橋梁主梁、橋面等出現(xiàn)裂縫、坍塌等情況的質(zhì)量問題具有重要作用,同時也是對延長橋梁實際使用年限的有效措施。主要的防水措施有以下兩個方面:
3.1建立防水體系
防水體系的建立和實施步驟主要分為四個部分:①橋面的清潔工作,對整體橋面的外觀進(jìn)行簡單的清理,如油污、浮漿等污漬,保持橋梁橋面的干凈;②基層處理劑的涂刷工作,使用配套的處理劑進(jìn)行均勻涂刷工作,需要引起注意的是,在實施熱熔操作的基層處理劑作業(yè)時,要確保橋面是在干燥狀態(tài),若橋面處于潮濕狀態(tài)則可能發(fā)生安全事故;③防水層的鋪貼工作,先使用噴燈等設(shè)備對橋面和防水卷層進(jìn)行均勻加熱操作,再彈出下坡面的基準(zhǔn)線,待橋面干燥和卷材外層出現(xiàn)融化情況后及時進(jìn)行鋪貼工作;④接縫處的密封工作,完成鋪貼工作后,需要注意接縫處的密封情況,使用噴燈對接縫處進(jìn)行加熱處理,做好密封處理。
3.2具體防水措施
嚴(yán)格設(shè)計和控制混凝土的配合比和澆筑的施工質(zhì)量,確保鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)不會產(chǎn)生氣泡,從而影響內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,條件允許情況下利用機(jī)械設(shè)備對混凝土表層進(jìn)行清理工作;嚴(yán)格控制伸縮縫的施工,首先確保施工操作的規(guī)范性,其次使用防水性能較好的材質(zhì),最后確保鋼梁的受力安全情況,保證其位移的均勻性。