发布时间:2024-01-14 15:56:46
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的桥梁工程的定义样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
【关键词】 大型桥梁;工程施工;风险管理
1 引言
改革开放以来,我国各地都在大力地进行大型桥梁建设工程,桥梁工程的安全建设已经关系着社会稳定以及城市快速发展。因此,如何把握好大型桥梁工程施工风险管理,准确地估计出桥梁工程建设过程中的风险损失,已经成为许多路桥建设单位亟待解决的问题。
2 大型桥梁施工风险管理基本理论框架
2.1 桥梁施工风险的定义
大型桥梁施工风险在国内外还没有一个统一的定义,不同的专家对大型桥梁施工风险定义有不同的见解,但是基本都可以表现出桥梁施工过程中可能发生风险的不同情况以及发生时会造成后果的严重程度。在进行大型桥梁施工风险定义时,一般都会考虑到以下问题:
(1)风险产生的根源
项目风险产生的根源一般被认为有两个,一是项目在建设过程中出现实际施工与决策的不一致,二是项目开工后,周围的环境和与条件与设计时的预测不一致。所以项目风险产生的根源可以认为是施工的相关技术人员对桥梁施工过程中出现的意外情况估计不足或者得到的项目信息准确性较差。桥梁工程项目往往具有一次性,施工周期较长等特性,这样就造成桥梁施工过程中可能会出现较多的意外情况,使项目建设存在多种风险。
(2)对目标造成不利影响
桥梁工程在进行建设之前甲方和施工方都会对项目建设进度进行制定。若在进行风险评估时,评估后的工程变动可能会使甲方以及施工方都蒙受到巨大的损失,从而对其制定的既定目标造成巨大的影响。
2.2 施工风险的分类
大型桥梁施工过程可能出现的风险有很多种,经过多年的实践探索,人们已经对项目风险进行了总结与分类。根据风险来源进行分类,可以分为自然风险以及人为风险。其中人为风险是人们的不正常操作带来风险,自然风险是自然力的作用而造成工程施工出现问题;根据风险对象进行分类,可以分为责任风险、人身风险以及财产风险。其中责任风险是单位法人的行为给其它单位或者个人带来损失,人身风险是指工程在施工过程中可能对施工人员或者其它人员造成损害,财产风险是指单位及个人出现财产损失或者货币贬值等等。除了这些风险外,还存在着技术风险、投机风险等等,这些风险都有可能出现在桥梁建设的过程中。
3 大型桥梁施工风险识别WBS-RBS方法
3.1 风险识别的WBS-RBS方法
WBS指的是项目工作分解结构,它可以对每项工作以及下属工作都有详细的安排。在定义工程项目WBS时,需要将各项工作分解到便于风险识别的单位。RBS指的是风险分解结构,它可以将项目工作分配时每下降一级,都可以表示出更加详细的风险来源分组。美国专家DavidHillson将WBS与RBS联合起来,组成风险分解矩阵。WBS-RBS在进行风险识别时主要是根据RBS中的具体风险因素对WBS中的单项工作单位进行风险识别。
3.2 WBS-RBS在大型桥梁施工风险识别中的应用
目前,WBS-RBS风险识别方法在许多工程中都已经得到应用,但是在进行桥梁工程风险识别的领域中还很少出现。WBS的建立基础就是将项目逐级划分进行操作,但是桥梁工程项目建设过程中参与者较多,对各项工作的分解还没有形成统一的WBS框架,这样一方面会影响到项目各单位信息传递的及时性,还会造成各个分项项目的信息体系出现界面障碍的情况。因此,在进行桥梁工程建设过程中,必须要保证WBS采用统一的项目分类体系,尽量保证每个项目之间信息传递的及时性。同时,施工单位还要在建立统一WBS框架的基础上,来将RBS融合进来,考察清楚项目在建设过程中所面临的风险来源以及分布,这些都可以帮助风险分析人员进行准确地识别与评估,尽量减少桥梁建设过程中的风险问题。
4 大型桥梁施工风险估计与评价
4.1 桥梁施工风险损失估计
桥梁施工风险损失估计是桥梁工程施工过程中进行风险评估的一个重要组成部分,它主要是根据风险识别情况,对桥梁工程在建设过程中可能出现各种风险造成的损失进行估计。通过采用合理的模型,将损失的严重程度进行分析,从而为相关技术人员为桥梁施工进行综合评价时提供合理的依据。在进行桥梁施工分析损失估计时,往往采用定量估计或者定性估计的方法,定性损失估计是采用指标法来估计风险发生后工程的损失程度,一般采用若干个等级进行分类。定量估计方法是对一些已经量化的指标进行分析计算,来对风险损失的严重程度进行描述,例如货币损失,人员伤亡损失等等。现在我国在进行桥梁工程建设时往往缺少相应的数据,技术人员可以利用的准确数据较少,再加上桥梁工程建设的特殊性,许多风险损失量化非常困难,技术人员想要对风险损失进行准确测量还是有很大难度的。因此,采用定性损失估计方法可以对各项损失进行分级,通过采用风险损失估计模型,来对整个桥梁工程的风险损失进行整体的描述。
4.2 桥梁施工风险概率估计
桥梁施工风险概率估计是在风险识别的基础上,根据经验或者其它方法来对桥梁工程建设过程中的风险因素进行分析,预测出风险事件的发生概率,从而保证相关技术人员对桥梁建设过程中的施工风险进行准确评价,从而为桥梁工程的建设提供合理的依据。目前国内在进行桥梁施工风险概率估计时往往采用贝叶斯网络模型,该模型具有准确性好,计算简单等特点,可以有效地估计出桥梁施工过程中的风险概率。
5 结论
由以上内容可得,WBS-RBS方法在大型桥梁工程施工风险管理中能够起到非常重要的作用。路桥工程集团在进行大型桥梁施工风险管理时,可以采用WBS—RBS方法,在结合贝叶斯网络模型,对桥梁施工概率进行准确估计,为大型桥梁施工提供合理科学地科学依据,尽量减少不同风险带来的损失,保证大型桥梁工程施工的安全顺利进行,为社会稳定以及城市的快速发展打下坚实的基础。
参考文献
[1] 付金强,付长峰WBS和RBS的水电工程投资风险闪素分析[J],水科学与工程技术,2008,(5):66-68.
[2] 周沾静,宋永发,基于WBS-RBS结构的地铁施工风险研究[J],价值工程,2009, (11):76-80.
[3] 贾俊峰,梁青槐,WBS-RBS与AHP方法在土建工程施工安全风险评估中的应用[J],中国安全科学学报,2005,15 (7):101-103.
[4] 苏伟峰.桥梁施工管理中存在的问题及解决对策[J].中国科技博览,2011, (12):107-108.
[5] 徐志胜,宋平,贺志军等. PERT法评估特大桥梁工程施工进度风险防灾减灾工程学报,2009,29 (01):83-87.
【关键词】水泥粉喷桩;小型桥梁;施工顺序;成桩原理;工程检测
前言
地基的牢固、结构和性能对于桥梁工程有着不言而喻的重要作用,在实际的桥梁工程设计中,出现天然土质不良的地基是一种常见的现象,因此如何对桥梁工程地基进行有效加强和如何进行桩基施工就成为一项重要的问题。在实际桥梁工程中各种加固地基的方法有很多,应用范围和效果也不尽相同,作为桥梁建设者应该对各种加固技术有所掌握,并结合桥梁设计和实际的地基情况,优选出合理的地基加固和处理工艺,使其更好地达到为桥梁工程提供牢度地基和优良基础等效果。水泥粉喷桩技术在我国已经有了一定的应用时间,并形成了一些施工技术经验,特别在小型桥梁和涵洞的建设中水泥粉喷桩技术有了比较广泛的应用,取得了良好的运用效果,是一种经济、可靠的地基加固技术。小型桥梁是桥梁建筑市场的重要组成部分,加强对小型桥梁施工技术的研究可以提高桥梁建设和施工单位整体的技术和管理水平,应该根据近些年小型桥梁应用水泥粉喷桩技术的施工经验,在简单描述水泥粉喷桩施工技术定义的基础上,展开对水泥粉喷桩施工技术优势的分析,进行水泥粉喷桩施工技术的研讨,通过对施工顺序、成桩原理和工程检测等技术环节的掌握,形成应用水泥粉喷桩技术的要点,以优良的小型桥梁基础施工质量达到促进水泥粉喷桩技术普及和推广的目的。
1、水泥粉喷桩施工技术的定义
水泥粉喷桩是“粉体喷射搅拌法”对基础持力层软弱地基加固方法之一。粉体喷射搅拌是深层搅拌法的一种,水泥粉喷桩系采用粉体材料水泥作为固化剂,通过喷搅机械,用压缩空气将水泥粉体以雾状喷入地基土中,与原地软土就地强制拌和,利用水泥吸水和与周围土颗粒发生水解、水化反应病进行阳离子交换等物理化学作用,硬化后形成整体性强、水稳性好和足够强度的水泥土桩主体;而置于天然地基土中作为外加的可以提高地基性能的建筑材料,形成复合地基;桩体材料的强度和变形模量明显大于原地基土的相应指标,在刚性基础的作用下,桩体和桩周同工作复合变形协调原理,地基的强度和变形出现复合作用的效果。
2、水泥粉喷桩技术在小型桥梁工程的优势
2.1水泥粉喷桩技术的低成本性
水泥粉喷桩技术不需要钢筋,可以节约I、II钢筋的使用,即便应用钢筋和钢管也分别为1.3t、1.5t,钢管分别为0.3t、1.5t的规格。
2.2水泥粉喷桩技术设备简单
水泥粉喷桩技术机械化程度好,容易操作,在钻孔灌注桩存在钢护筒制做与安桩、泥浆制备、钢筋笼绑扎与吊装、水下混凝土关注、超声波监测等复杂工艺,且施工难度大,还存在坍孔与断桩等危险因素,因此水泥粉喷桩技术有着很大的优越性。
2.3水泥粉喷桩技术的优越性
首先,水泥粉喷桩技术劳动强度低、投入劳力少,施工进度快,施工场地不受限制。其次,水泥粉喷桩技术的工期短,有利于时间成本上的节约。其三,水泥粉喷桩技术工程造价低。通过工程决算比较,水泥粉喷桩造价为11万元,而钻孔灌注桩造价为14万元,变更设计后的浆砌块石台身比原设计钢筋混凝土盖梁的造价略低,故整个下部结构比原设计节约工程造价25%以上。最后,泥粉喷桩技术的环保性能,在施工时应用水泥粉喷桩技术,可以达到无振动,无噪声的效果,对临近建筑物物干扰,不会影响周围人们的生活环境。
3、水泥粉喷桩在小型桥梁工程中应用的技术要点
3.1水泥粉喷桩在小型桥梁工程中施工程序
清理平整场地———放线定位———设备安装———钻孔成桩
3.2水泥粉喷桩成桩原理与过程
水泥粉喷桩工成桩直径要根据工程设计确定,自动喷粉计量要结合设计和实际情况,纵横向桩与桩中心间距1m,单步行程就位,通过空压机将水泥粉按参入比12%,每m桩长喷入水泥50kg的剂量由空心钻杆向钻孔中发送,在边旋转边提升中与软土均匀混合,每小时成桩2~3根。在施工过程中,对桩体材料随即做试块,并对水泥块做28天抗压强度试验。
3.3水泥粉喷桩在小型桥梁工程中质量的检测
随机取样水泥土试块28天抗压强度试验结果表明,平均强度最小的一组试块为2.0MPa,大于设计值1.6MPa,计算单桩承载力标准值134.14kN,大于设计值109.76kN,计算复合地基承载力标准值205kPa大于要求达到复合地基容许承载力标准值180kPa。
结语
总而言之,小型桥梁出现在软土和流体地基的可能性比较大,因此,需要加强对小型桥梁基础施工和基础处理技术方面的工作。根据国际和国内的经验和总结,水泥粉喷桩技术是一种成本低廉、施工简便、效果良好、综合效益明显的地基加固技术。桥梁建设施工单位要对水泥粉喷桩技术抱有认真和重视的态度,通过科学分析、有效准备、合理应用和严格施工,将水泥粉喷桩施工技术的优势彻底地展现出来,实现水泥粉喷桩施工技术工程效益、经济效益和社会效益的综合展现,为水泥粉喷桩进一步推广和应用打下坚实的基础。由于水泥粉喷桩技术在我国尚存在施工、技术和验收规范,因此,在进行水泥粉喷桩施工过程中要结合设计、实际的情况,形成有针对性的措施,推进水泥粉喷桩技术的深入发展和广泛应用。
参考文献
[1]陈甦,彭建忠,顾欢达,沈剑林,陈越.水泥粉喷桩复合地基受力性状试验研究[J].中国公路学报,2002(04)
[2]李治平,常存德,徐培华.西宝高速公路水泥粉喷桩加固软基施工监理[J].华东公路,1997(03)
[3]陈秋南,王祥秋,高文华.水泥粉喷桩处理高等级公路地基荷载传递的试验研究[J].公路交通科技,2002(02)
关键词:教学改革;指导手册;教学大纲
【中图分类号】U44-4
一、引言
随着交通行业的不断深化发展,实际生产对培养建设性人才的本科教育也提出了新的要求。在贵州大学《桥梁工程》课程教育教学改革的过程中,项目一直以提高桥梁工程方向本科学生的工程设计能力为宗旨,从课程设计改革的基本点出发,进一步探索课程改革的具体思路,从而培养出优秀合格的建设者。桥梁工程专业的毕业生在其工作的岗位上,要求其要对构造物有全面的把握,以保证设计、施工的结构合格。对于桥梁建设来说,桥梁工程设计能力主要指的是学生对桥梁构造物有足够的设计概念,对结构构造有充分的了解,能够完成相关工程的设计的能力。因此,培养提高学生工程设计能力与满足桥梁建设发展的需求在一定程度上是相互统一的。此外,培养和提高学生的工程设计能力还有助于学生在毕业阶段提交出优秀合格的毕业设计,在毕业后的工作中也增强了学生的工作能力。
作为一名合格的工程师,应当具备多种素质和能力,其中具有设计能力至关重要,这是衡量一名工程师是否合格的标志[1]。南京工业大学李湘健副教授在其论文中指出目前我国高等院校工科学生工程设计能力普遍下滑的现象,正确培养提高学生的工程设计能力成为了各个高校研究的热门研究课题。作为贵州省唯一一所211高校,贵州大学也面临着同样的问题。针对于我校的实际情况,《桥梁工程》课程教育教学改革课题通过调整《桥梁工程》教学大纲、编制课程设计指导手册等手段,以增强对学生工程设计能力的培养,实际改革实施内容具体如下。
二、调整教学大纲
贵州大学《桥梁工程》课程教材采用的是姚林森教授主编、人民交通出版社出版的第二版《桥梁工程》,其教学大纲也依据此教材为依据来编写安排的。原版的教学大纲在一定程度上受该教材的制约,且培养目的不足,学时安排和分配上也是不够的,所以建议修改和调整《桥梁工程》教学大纲。
调整后的教学大纲,以培养学生工程设计能力为教学目标,配合《桥梁工程》课程设计,同步培养学生的设计能力,具体的修改和调整如下:
1)正确定义《桥梁工程》教学目标
原版的教学大纲中对教学的目标定义为:“通过该课程的学习,使学生系统地掌握公路梁式桥、拱式桥的总体规划、设计及施工要点,熟练掌握我国常用中、小桥梁的构造原理和设计计算方法,了解大跨径斜拉桥、悬索桥的构造特点,获得有关桥梁方面系统的专业训练,并能运用自己的知识解决一般的桥梁问题。”
针对培养学生工程设计能力来说,以上对《蛄汗こ獭房纬探萄目标是不够的。通过桥梁工程的教学,应该要使学生能够掌握相关桥型的计算,并能独立完成相关桥梁的设计任务。只是掌握和理解而不能运用是不行的,一定要强调培养学生的设计能力,这也对教学任务提出了新的要求。
2)增加课时,合理分配课时
原本的教学大纲为72学时,现增加为148学时,并分上下两个学期进行,上学期为84学时,下学期为64学时。上学期主要进行理论讲解,重点放在简支梁桥、连续梁桥、刚构桥和拱桥的讲解上,其余内容适当讲解;下学期主要进行课程设计,配合课程设计指导手册进行,对各种桥型给出设计任务,完成对各种桥型的初步设计,并达到对各种桥型设计计算内容、设计要点、实际流程掌握熟悉。
3)增加课程设计数量,课程设计学期制
在原本的教学安排中,只安排了“钢筋混凝土简支梁桥设计”作为《桥梁工程》课程设计,这是远远不够的,现对课程设计数量增加为六个,分别为:钢筋混凝土简支梁桥设计、预应力简支梁桥设计、预应力连续梁桥设计、预应力连续刚构桥设计、钢筋混凝土拱桥设计和缆索承重桥设计。
4)与相关课程联系、增加教学实践程度
《桥梁工程》配合《桥梁电算》,在《桥梁工程》中的课程设计,再次通过电算程序进行设计计算,在对结构进行设计的同时也增加了学生对电算程序的掌握,其次还可以配合《钢结构》、《基础工程》等课程进行相关桥梁的设计,增加学生的知识面。
三、设计指导手册编制与实施
3.1手册的编制
培养学生工程设计能力是工程教育的核心目标,而课程设计则是实现此目标的重要手段[2]。但是若盲目地进行课程设计,没有专业的指导和方法是不能够很好地实现课程设计所要达到的目标的,为此,根据修改过的教学大纲,对所布置的课程设计任务编写对应的指导手册,有目的地指导学生完成课程设计,各手册的编制情况如下。
1)钢筋混凝土简支梁板桥上部结构设计计算指导手册
此册分为四个章节,按照结构设计的一般顺序划分为:尺寸拟定和构造要求、作用效应及组合、设计计算与验算、短暂状况应力验算。在内容上,除规范硬性规定的构造要求外,尺寸拟定中,如跨径的拟定、梁高的拟定、截面的拟定等,手册中只给出了钢筋混凝土简支梁桥在受力上、经上和常用的跨径范围,给学生留有一定的自主空间,按照规范对钢筋混凝土梁的设计计算要求,给出相关设计计算的要点,学生可以根据手册便可以知道此种结构要计算验算的主要内容,且在手册中有意识地将知识点引向专业书籍和规范,在学生使用手册的同时也将其引向其它知识点,学习更为系统。
2)预应力混凝土简支梁板桥上部结构设计计算指导手册
该册共分为五个章节,由于在结构形式上同属于简支结构,相关内容与上一侧是相似的,但是增加了对预应力混凝土材料的介绍章节,帮助学生了解预应力混凝土的材料性质和工作特性。章节的结构为:绪论、 尺寸拟定和钢筋(束)构造、作用效应计算及组合、结构的设计计算与验算、预应力混凝土的发展及未来的研究方向。重点内容在结构的设计计算与验算上,在这个章节中,除钢筋混凝土结构中原有的内容外,根据规范对预应力混凝土结构的设计计算要求,还增加了预应力筋(束)估算、持久状况应力验算等内容。本册从预应力的基本知识出发,系统地对预应力混凝土简支梁结构的设计计算及验算内容进行了归纳,知识相对全面。
3)预应力混凝土连续梁桥设计计算指导手册
在本册中,针对连续梁结构,按照前面手册的框架给出连续梁桥设计计算的相关内容,从连续梁桥的基本概念出发,到连续梁桥的计算验算。此处需要提出的是,由于连续梁桥属于超静定结构,在预应力次应力、温度次应力和不均匀沉降次应力等上面的计算会有所增加,施工验算时也对预拱度设置等关键设计做出了相关的叙述。
4)预应力混凝土连续刚构桥设计计算指导手册
在此册中,由于连续刚构桥和连续梁桥结构的相似性,在计算验算的内容上也大致相同,因此只对连续刚构桥中的相关设计要点进行了详细的说明。
5)钢筋混凝土拱桥设计计算指导手册
此手册共分为五个章节,按照桥梁设计的一般顺序编写,第一章对拱桥的构造以及特点进行阐述;第二章开始介绍拱桥设计,分别对拱桥的总体设计和各细部构件的设计进行介绍,包括确定桥型、跨径拟定、截面拟定、梁高拟定等;后面三章便进行几种常见形式的拱桥内力计算。手册按照《公路桥涵设计手册―拱桥》以及拱桥相关规范,从桥梁适用跨径、受力、经济等层面给出了上承式拱桥的构造特点和计算引导,其他桥式需要同学们自行查阅资料,养成自学的习惯。学生可以通过手册更快的了解所作桥型的设计及计算的大体过程,并通过手册的指引去翻阅更多的相关书籍和规范,达到系统学习的目的,学习更为主动,更为全面。
6)缆索承重桥设计计算指导手册
此册共分为六个章节,考虑到本科教学中的深度,手册中对缆索承重桥的基本概念对教材作了补充,但是在设计计算中并没有像其他几册一样给出详细的计算,这是因为结构自身的特点决定的。缆索承重桥不管是斜拉桥还是悬索桥都属于超高次静定结构,手算的计算方法已经不能再满足计算的精度,所以只给出了相关构件的设计计算的程序,考虑到初步设计的需要,在相关章节对相关构件,如索塔系统、缆索系统、加劲梁系统的近似计算做了叙述。
3.2指导手册在课程设计中的实施
在具备专业指导手册和充分的课时安排后,制定相关的实施方案是必要的。实施方案的主要内容是课时的分配和具体的设计任务布置,课程设计的实施如下。
1)课时的分配
按照各课程设计的难度对课程设计学期进行课时分配:①钢筋混凝土梁板桥设计计算8学时;②预应力钢筋混凝土设计计算12学时;③预应力连续梁桥设计计算14学时;④预应力连续刚构桥设计计算12学时;⑤钢筋混凝土拱桥设计计算12学时;⑥缆索承重体系桥6学时。
2)具体的实施
在进行每一个课程设计时,根据相关的课程设计任务书和对应的课程设计指导手册,自行拟定相关的桥梁结构的相关尺寸,根据指导手册完成结构的设计、计算和验算,在规定的课时内完成设计任务,并提交设计计算书,按设计要求提交相关设计图纸,由教师组织查阅评判,条件允许的情况下可以组织学生进行设计答辩,充分了解学生对此次设计的掌握程度。
四、预期效果评价
通过对教学大纲的修改、指导手册的编辑、相关课程辅助等针对性手段,对学生工程设计能力的提升效果是有预判的,在课改中涉及到的相关改革手段都在一定程度上服务于提升学生工程设计能力,各个改革手段相互促进并相互补充,在配合实施一定的时间后,学生的工程设计能力必然会有大幅度的提升。
首先,在教学大纲中规定,增加课程设计的数量,提高课程设计难度,并给出充足的学时,这让课程改革在课程政策上有支持,在课时上有了保证,学生有机会、有时间来进行更多的实践设计学习,这是十分重要的一点。
指导手册的编制是本次课程改革的关键,制定相关的课程设计任务,同时也要指导学生如何正确地完成设计。近年来《桥梁工程》课程设计指导教材寥寥无几,仅有的几本都只是以相关的计算示例来作为参考,达不到发散学生思维和促进学生对结构把握的效果,甚至会让学生产生依赖性,严格意义上讲,类似的设计指导教材是不合格的。在本次编制的指导手册中,内容上尽可能给学生自由思考的空间,让其在设计结构物时能够对结构有一个整体的构思,通过所设置的六个设计任务,学生可以基础地掌握基于手算的六种桥型的设计程序和基本的计算内容,对于电算程序的计算也起到了打基础的作用,进而服务学生的毕业设计。
与相关课程的联系同时起到辅助改革的效果提升。对于桥梁工程专业的学生,与培养工程设计能力联系的最为密切的莫过于是相关结构电算课程,一方面通过电算课程学生可以学习使用到目前行业中结构设计的软件,另一方面,通过用电算软件对结构的设计计算相当于对结构再进行了一次设计。
总的来说,通过三个措施的联合使用,桥梁工程专业的学生在桥梁结构上有了系统的学习,并掌握了一定的设计基础。从理论到实践,从手算到电算,综合地考虑了以现有资源情况下改革的可能性,加以一定的时间,可以肯定的是,我校桥梁工程专业的学生的设计能力会有明显、大幅度的提升,这便是本次课改要达到的目的。
五、结论
成功的课程改革需要协调各个方面,首先是政策上要有支持,对于本次改革来说,对教学大纲的修改还需要学院培养部门予以配合。其次是资源的调配,增加相关课程和课程课时,一方面需要配备专业教师,增加了教学任务,另一方面,增加的学时会和其他的课程有冲突,还需合理的调整课程安排。改革是一个循序渐进的过程,随着行业发展的需要,教学应该定期地进行调整。教W的成功与否是没有标准的,但对于工科的教学来说,学不致用便是教学的失败。本次基于工程设计能力的《桥梁工程》课程教学改革在实际中的效果需要时间和实践的进一步验证,届时还需要对改革的措施进一步的修正和完善,直至尽可能满足学生的工程设计能力的培养为止。
参考文献:
[1] 李湘健.乔旭.加强工科高校工程设计能力培养的探索与实践.苏教育学院学报[J],2009第26卷第1
期:1-3
[2]雷庆.王敏.高等工程教育研究[J],2011年第5期:152-156.
[3]倪献智.以工程设计为主导思想 培养学生工程设计能力。山东教育学院学报[J],2006年第6期:
139-142.
[4]曾勇.谭红梅.桥梁工程教学中若干能力培养的探索.高等建筑教育[J],2014年第23卷地2期:66-69.
【关键词】公路桥梁工程;机械化施工管理;重要性;问题;措施
公路桥梁工程的机械化施工管理已经不是简单地运用机械设备,它在机械使用技术、工程施工技术、统计学、运筹学等方面都提出了较高的要求。为了提高施工企业的经济效益,以下就公路桥梁工程机械化施工管理的问题及对策进行探讨分析。
一、公路桥梁工程机械化施工管理的重要性
机械化施工是当前公路工程建设事业不可缺少的专业手段,公路工程的机械化施工对公路桥梁的建设事业有着重要的实际意义,但是目前国内外尚没有统一的机械化施工的定义,其一般指通过合理地选用施工机械、科学地组织施工以完成工程作业的全过程,但是所推行的机械化施工不仅仅停留在一个为了代替人的劳动或完成人工无法完成的施工作业的水平上,而是理解为涉及施工机械、施工技术、施工组织及施工管理的综合性现代化施工技术。公路机械化施工是减轻劳动强度、提高工效、加快建设速度、保证工程质量、节约资金和降低成本的重要要手段。目前公路建设的特点是工程量巨大、工程质量要求高、施工工艺复杂、建设周期要求短,施工的经济效益要求高。传统的施工方式不能满足上述要求,而机械化施工则能够满足上述要求,并且是实现公路建设向现代化生产模式转变的重要措施,所以公路工程机械化施工是公路建设事业发展的必然趋势。不断采用先进的机械设备,也是公路机械化施工与提高机械化施工水平的必然要求。
二、公路桥梁工程机械化施工管理中的问题
1、机械施工现场安全管理的问题。在公路桥梁工程机械施工现场,施工组织没有依据《公路桥梁工程安全生产管理条例》的要求制定机械施工安全管理制度,没有进行安全防护措施,导致机械施工现场十分的混乱。机械施工人员没有配备安全防护工具,施工现场没有粘贴安全警示标志,没有对机械设备进行检查和维护,也没有对安全事故制定应急方案,导致施工安全隐患的存在。
2、机械设备不配套的问题。施工方中标组建项目部时往往选用技术状态较差的机械设备以充分利用,但该类机械设备在一定程度上制约着工程的质量和进度,甚至在部分项目中存在所需的大型或特殊设备不到位、设备不配套现象;各个施工部门间各自为政、自成一体而不能进行统一调配,导致施工机械不能按需协调,统筹安排,呈现机械设备无法全面和配套的投入使用。
3、机械管理与生产管理之间的问题。施工过程中机械管理人员往往不在工地值班,而负责施工的操作人员往往不充分了解机械设备的使用性能,导致其不能正确使用和定期保养.操作人员对施工技术则知之甚少是导致设备管理工作处于被动地位的主要问题,大大消弱了机械设备的按需管理。
4、施工人员安全意识的问题。在公路桥梁施工队伍中,施工人员综合素质较低,一般只能做一些体力上的工作,对施工安全技术了解也不足,这是导致公路桥梁施工安全问题的重要因素。一方面施工人员受教育程度十分有限,没有进行专门的教育,导致施工人员对公路桥梁施工安全认识不足,安全意识淡薄,没有制定应急安全措施,导致施工安全事故的发生。另一方面,施工人员综合素质不佳,不能对公路桥梁施工安全进行有效的管理和控制。在缺乏管理的情况下,容易产生施工安全事故。
三、公路桥梁工程机械施工管理问题的解决措施
1、转变机械设备的管理理念。在很多时候,公路桥梁工程企业均是在机械出现故障后再找人修理,这种原始的解决办法难以适应现代工程企业发展需要。因此,各施工企业均应将事先预防、过程控制、后期维修的整体设备管理思路传达灌输下去,增加针对操作人员的技术培训,使操作人员树立定期进行质量检查的责任意识。
2、注意机械设备的科学配置。想要把机械设备科学配置的工作做好,其前提是准确分析各类设备的使用性能与经济效益,彻底处理清楚设备配置多少、怎么配置等项内容。在组建项目的初始阶段,管理者就要同项目负责人分析清楚工程各环节的具体技术应用要求,按照要求合理配置机械设备种类与数量,达到设备的高效互补。
3、落实设备操作者持证上岗政策。设备操作者的素质会直接影响到设备的使用效果,对操作者落实持政上岗政策应当是最为简单有效的办法。操作者经过系统培训,取得设备操作上岗证,这样对于机械安全操作规程会有详尽的了解,由他们进行操作,可以尽量避免出现安全事故,延长机械设备寿命。对于无证上岗的人员,应当随时发现、随时处理,问题严重的要给予处罚。
4、加大操作者培训工作力度。工程项目正式开始前,应当有明确的人员培训计划,做好机械操作与安全管理培训工作。管理者应当尽量了解并熟悉每一台机械的性能,在性能得到充分发挥的前提下,制定专门的施工方案。做到机械设备使用效率与工程工期质量的双保证现场管理者与操作者均应当定期参加新工艺与新技术的培训使管理与操作水平始终跟得上时展。
5、使机械设备得到正常维护保养。管理者与操作者要尽量落实用前检查、用后保养、日常保养三位一体的维护保养制度。对专门的修理人员,要按照修理的难度与技术的可变性,使其工资同修理效果相联系,也可以将维护管理工作制度化,纳入到企业总体绩效考核范围中,增强相关人员的责任意识。
6、建立健全机械设备档案。落实机械设备档案管理工作,对设备从购置开始一直到报废完成的全过程进行实时监控,监控内容记录到企业技术档案之中,档案应当尽可能具体,争取做到一档对应一机。档案内容应当包括:机械设备出厂资料、购买验收记录、交接清单运转使用记录、维护保养记录、不良安全信息记录等。
7、实现机械设备的系统管理。系统化管理是使工作计划得到顺利完成的有力保障,为了得到科学的操作者业绩与设备实际运行情况,管理者需要制定定员定岗与单机核算目标,让设备效率同操作者业绩相联系系统化管理要考虑到责任落实情况,如:车容清洁、档案完成、服务态度、规程执行等。
8、应当贯彻养护为主、修理为辅的原则。首先应当密切注意的是公路桥梁机械设备平时检查。机械设备是公路桥梁施工企业得以顺利经营发展的基础,机械设备管理的程度好坏,在整个公路桥梁工程中占据极为重要的地位,也正是因为其重要性,施工企业就一定要督促操作者在定期检查的前提下,积极做好设备使用前、使用中、完成后的状态检查与核实工作,用尽职尽责的工作来保障设备技术的长期可靠。
结束语
机械化的施工方式、现代化的设备管理理念是相关企业提高其市场竞争力的重要途径。公路桥梁工程机械化施工管理是提高工程质量和保障工程效益的基本条件。同时既可以满足人民大众的交通方面的需求,又可以给承包的企业带来比较可观的经济效益。
参考文献:
[1]彭志平.公路工程机械施工的常见问题分析[J].建筑安全,2011(5)
[2]王艳军等.公路施工中存在的常见问题及解决方案[J].中小企业管理与科技,2011(13)
关键词 桥梁建设 信息管理 三维技术 信息化
中图分类号:U442.5 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2016.12.016
Abstract With the development of society and the progress of science and technology, modern information technology has been applied in various industries. The role of three-dimensional technology in bridge information management is also becoming more and more important. Bridge engineering is a long cycle and complex construction of large systems, so the progress of the construction of the bridge before construction. In the construction process, the project schedule should be adjusted according to various factors, there is also a cross operation between construction technology in bridge construction, the construction technology of mutual restraint in the process of bridge construction and interaction. Therefore, it is the emergence of a large number of dynamic information construction, which requires the management of the construction of information, using 3D technology to manage the information bridge, can make the bridge construction efficiency can be improved, so as to ensure the quality of bridge. In the bridge information management using three-dimensional technology, can make the bridge information management more perfect.
Keywords bridge construction; information management; three dimensional technology; information
随着社会的飞速发展,衡量一个地区的生活水平和经济发展水平的重要指标就是交通发展情况,而周期长、投资大和管理复杂的桥梁建设工程是重点控制的交通运输项目。由于桥梁施工信息管理极为复杂,加上桥梁在生活运输中的重要性,所以要使用能够提高项目管理质量和效率的信息化管理技术。①随着信息技术和计算机网络技术的发展,桥梁施工信息可以通过三维技术在计算机上进行全面展示。通过将现代的4D施工管理理论加入到桥梁信息管理中。把施工信息添加到桥梁三维模型的载体中,对桥梁的各种数据进行管理,为桥梁工程管理提供准确及时有效的信息支持。
1桥梁信息管理
桥梁施工成本管理、施工质量管理和施工进度管理都属于桥梁信息管理的内容。桥梁施工成本管理是对桥梁工程建造初期的筹备直到桥梁竣工所需要的各种花费,对桥梁成本信息加以管理有利于减少建造成本。施工质量管理是对桥梁施工过程中施工人员的技术性和安全性以及桥梁建造质量加以管理。桥梁施工进度管理是桥梁相关的管理人员对桥梁筹备到桥梁竣工时期之间的工程状态都有着明确的了解,对施工进度的管理能够保证桥梁建设能够在既定的时间内完成。
2桥梁信息管理系统存在的问题
2.1传统的桥梁信息展现形式无法满足当前桥梁建设需求
在我国传统桥梁施工现场中,常常使用静态的网络图、表格和文字的形式对桥梁建设信息进行展示和管理。由于桥梁施工过程非常复杂,所以往往在施工过程中会出现很多的变故,在传统的桥梁信息管理的情况下,②需要大量的人员和时间对这些信息进行收集、整理和加工,一旦出现错误,还要对各种数据进行重复的核对。传统的桥梁信息管理往往是采用人工传递的方式实现信息交流,导致信息的安全性不能得到有效保C,而且还需要耗费大量的人力和时间来对信息加以审查。施工现场对桥梁建设材料等物质容易造成损害,这就导致了桥梁施工信息的准确性和有效性难以得到保证,从而降低桥梁施工管理水平。
2.2施工管理信息化、网络化、数值化程度低
传统信息传递的时空阻碍在通信和信息技术的普及下大大减少。桥梁施工信息是桥梁工程施工管理的基础。由于只有受过专业训练的人员才能对传统的桥梁工程信息的表现形式进行无障碍的解读,所以桥梁施工信息的传递受到严重制约。桥梁施工信息的管理人员要想对施工信息不受时空限制地加以准确有效的控制,就必须要准确和全面地对桥梁施工信息进行掌握。桥梁信息管理人员长时间以来对施工信息管理信息化、网络化和数字化的重要性并没有形成很深刻的认识,仍然使用传统的桥梁信息管理方式,从而导致了桥梁施工中没有广泛应用三维技术,管理效率和质量不尽如人意。
随着信息技术和计算机网络技术日益普及,桥梁信息管理也开始接纳并采用了三维技术。将三维技术加入到桥梁信息管理中,提高了桥梁建设施工效率。
3三维技术的应用
3.1三维虚拟现实技术
虚拟现实是基于计算机技术而产生的一种集中了微电子技术、仿真、测量与传感和计算机的虚拟环境。三维虚拟现实技术共有四个特性,分别是自主性、交互性、存在感和多感知性。在桥梁信息管理中,三维虚拟现实技术的关键使用技术包括以下几个方面:(1)通过利用CAD图纸、扫描或者是对桥梁周边环境进行拍照来获取桥梁建模数据。三维虚拟现实技术建立的桥梁三维模型不仅仅是在外观上符合真实的要求,在桥梁内部结构也符合真实的要求。(2)现实用户和三维桥梁之间的信息交互能够通过计算机鼠标和键盘的操作来完成,三维虚拟现实技术能够把桥梁建设直观地展现在我们面前。(3)桥梁动态的健康监测,可以利用三维虚拟现实技术中的数据分析和传输技术、数据识别和检测技术、传感器技术来实现。
桥梁信息管理可以利用三维虚拟仿真技术构建一个具有真实感的三维世界,让桥梁建设人员对桥梁建设有一个完整的把握。桥梁三维可视化的基础是基于三维的桥梁管理,目前桥梁信息管理的新道路就是通过三维虚拟现实技术来对桥梁信息进行管理,这种三维技术和桥梁信息管理相结合的手段在桥梁信息管理中具有较强的实用价值。
3.2三维构建化模型与数据管理技术
之所以桥梁信息管理比较困难,其中一个原因就是各个组成部分的功能各不相同。利用三维技术可以把整个桥梁的不同构件进行逐个构建,然后在把这些构建拼接成一个完整意义上的桥梁。桥梁的各个部分可以通过三维构件化快速定位到三维场景中,桥梁组件结构的三维设备模型都可以通过数据管理技术和三维构件化模型生成来实现,对桥梁组件的空间结构和三维模型都可以采用特殊的结构定义。③地图和建筑物在三维场景中的比例尺可以不相同,不同的物体在同一个三维场景中可以使用不同的比例尺。依托系统功能设计的系统数据库不仅仅具有易于查询、显示、观察和读取等特点,而且不同用户对模型的不同要求也能得到满足。建筑空间、设备设施、道路和建筑物的三维模型数据和现实世界都是1:1的比例,不过不同模型的比例尺是可以出现在同一个工作空间的,矢量数据是实现这一要求的最好选择。桥梁的各种非图形数据和图形数据都可以采用参数建模工具进行处理,进而可以转换成三维的动态展示,然后再将相应的参数指定给用来创建特定设备或者是建筑的构建。
3.3空间数据处理与共享技术
一般处理空间数据的方法,是将不同类别的数据分层分类到不同类别的空间,每一类的信息或者是每一类的专题都存放在不同的层中。这样在进行空间分析或者是数据维护的时候都比较方便。数据的分层是按照数据属性来分的,每一个属性的数据安放在每一层中,或者可以把某些具有特定作用的不同类型的数据安排在同一层中。目前对数据的管理都是将属性数据和空间数据分开来管理的,关系型数据库对属性数据进行管理,属性数据和空间数据建立连接的方式是通过唯一的内码来连接的。这种分层管理数据的方式在刚开始时看起来具有一定的条理性,但是一旦到了使用的时候或者是仔细分析的时候就会发现这种方式建立的属性数据和空间数据之间的连接比较弱,属性数据和空间数据之间的联系很容易脱节,同时把属性数据和空间数据分别安放在不同的系统中,很容易就造成了管理混乱和系统资源浪费。④三维技术中的地理信息技术对这一问题提供了一系列的解决方案,主要采取的是在同一标准的数据库中对属性数据和空间数据进行存储的思路,这个思路的根本就是实现空间数据域中的属性数据的共享。近几年来,地理信息系统厂商在解决空间数据相关系数据转换的方法就是采取这个思路,随着相关研究的深入,目前空间数据之间的共享和处理已经不再困难。
3.4基于空间位置定义的信息管理技术
空间坐标和空间位置的关系是通过空间数据进行表达的,空间数据对于不同对象能够定义他们的从属关系。带空间属性的应用数据就是对空间数据的管理和应用。桥梁构件的位置可以通过属于三维技术的信息管理技术进行三维空间的定义,以此来实现三维技术对桥梁信息管理的作用。⑤对三维要素的数据模型,可以通过具有较高精确度的矢量数据对桥梁的外部和内部的构建进行定义,这样不仅能很好地判别图形特征,而且也便于对存储空间的坐标进行管理。以建筑物为参照标准的三维对象,对数据的精确度的要求并不是很高,只要能够满足三维实体的方式表达就行。三维数据要能够很好地结合市场主流开发系统,同时和数据库系统也要结合在一起,并且一定要是能蚍奖愣ㄒ宓氖据。三维技术的信息管理技术在建立三维场景上使用的是分层组织,具体是将每个场景根据三维场景层次化的特点划分成和空间一一对应的物体,这样对物体的控制就是对这些空间的控制和管理。
4结语
通过对桥梁信息管理的研究,可以看出在桥梁信息管理中使用三维技术对桥梁信息管理有着很重要的作用。依托三维技术的建模技术,可以为桥梁的施工建设构建一个可视化的信息管理系统;依托三维技术对桥梁工程进行施工建设,能够实现桥梁施工信息和桥梁的构建信息之间进行联动,能够在桥梁施工时提供准确有效的桥梁施工信息,来帮助桥梁信息管理人员高效工作。
注释
① 冯秋生.基于三维的桥梁管理[J].中国科技纵横,2011(9):78-79.
② 邓厚雄,李丽.浅谈CAD三维技术在钢结构桥梁中的应用[C].2012中国钢结构行业大会论文集,2012(4):217-220.
③ 陈琳.3DS MAX技术在桥梁建模中的应用[J].软件导刊,2015.14(12):149-151.
【关键词】公路桥梁;工程造价;管理;控制
1引言
工程造价的管理与控制是一个过程,在公路桥梁工程的建设过程中体现工程造价的管理与控制,能有效地保证建设资金科学合理地分配,对公路桥梁的设计与施工起指导作用,甚至可以影响公路桥梁的设计和施工,从而发挥出工程造价在建设中的应有的作用。施工单位通过管理和控制工程造价不仅能得到经济上的实惠,而且可为保证公路桥梁工程的质量创造有利条件。
2对工程造价的理解
对工程造价的理解在我国工程建设发展中有一个曲折的过程,人们最初对它的理解仅限于1个项目的预算或结算,根本没有体现在施工过程中的控制和管理,因此没有充分发挥出工程造价应有的作用。随着市场经济的发展,工程造价这个概念也与时俱进,笼统地讲,工程造价的资金总和基本上能反映出1个建设项目的总的成本投入,它包括了参与建设的人力、物力和财力3个方面的资金消耗。因此,工程造价是建设项目进行投资决策、施工计划、筹集资金的重要依据,也是在项目的施工过程中对资金进行合理预算的基础;对于1个项目工程的造价是否合理,是判断这个工程能否获得理想经济效益的依据。以公路桥梁工程为例,它的建设规模大,施工时间长,相对来说资金的消耗也比较多,要想取得较好的经济效益和社会效益,关键的问题是在施工阶段加强工程造价的管理和控制,把较大的资金量合理分配在分部分项工程的项目中,从而达到对工程项目造价的总体控制,达到较好的工程质量。
3公路桥梁工程实施阶段的工程造价管理
3.1招投标管理对工程造价的影响
在公路桥梁工程的建设中,我国实行招投标体制管理,这是市场经济运行的结果,它促使我国的建设市场走向规范化、科学化和合理化。通过对项目工程的公开竞标,施工单位之间对于工程项目可以采用最直接的竞争的方式来进行;对于建设单位来说,这是1个通过市场来招标、择优、低价选择投标人的过程。在这个过程中可以有效地挖掘施工单位的自身潜力,充分发挥他们的聪明才智,根据各自的施工特点来选择合适的工程价格来竞标,有利于工程价格的降低,因为在竞标的过程中最直接的体现就是价格上的竞争。建设单位也可以通过竞标这一手段来进行工程造价的控制,因此,在编制招标文件时就十分重要,建设单位要通过审查投标中的各方的资料,通过准确、严密的招标文件来保证工程合同的合理性和规范性,以维护合同双方的利益,减少在履行合同时发生纠纷的可能,将施工中分部分项工程的投资合理使用。
3.2施工管理对工程造价的影响
在公路桥梁工程的施工阶段是资金投入的关键时期,一般的情况下,材料的费用占整个工程造价的一半以上,现在的做法是在招标时,工程材料的费用由投标方自主报价,这种控制费用的措施有一定的效果,但也必须要加强对材料质量的监管力度。如果在施工阶段管理不到位,会影响到整个工程的造价。在实际的施工过程中容易出现的问题是工程质量不合格,出现返修工程,这样势必造成很大的浪费,导致工程资金的增加;有的施工单位不按进度要求施工,公路桥梁工程的建设周期长,消耗的资金很多,一旦工期拖延,那造成的经济损失是不可估量的;再有工程的变更问题,有的施工企业在施工的过程中,随意更改变更工程的进度及造价,工程变更越多,影响就会越大。因此,不合理的施工会对工程造价产生很大的影响,所以要加强施工的管理工作。
3.3结算管理对工程造价的影响
施工结算管理是1项严肃认真的事情,要按照合同要求的条款来办事,这样就不容易出现合同纠纷事故了。结算管理主要应做好以下工作:要严格按照施工合同和招标文件来进行相应款项的划拨,并随时检查进度款运用情况,以保证施工的正常进行。在结算时要按照施工实际完成工作量进行结算;工程竣工结算时,建设单位要安排相关的审核人员对工程量、项目单价、项目的正确性进行认真审核,以确保取费程序符合正常手续;审核工作结束后,要编制竣工结算报告,对资金的管理和使用情况进行说明,尤其是对于项目中的超支部分更要分析原因,作为以后改进工程造价的依据,使工程造价的管理工作更趋完善。
4公路桥梁工程造价管理与控制措施
4.1合理确定工程造价
我国公路桥梁的建设规模越来越大,建设的周期也越来越长,相应的投资消耗也不断地增大,这就要求我们的工程造价要随着市场的变化而变化。因此,工程造价不再是1个静态的指标,而是1个动态的管理的过程,而且建设项目的复杂性也决定工程造价不是一成不变的,而是多次计价。尤其是施工阶段,公路桥梁施工的不确定性决定了施工方案的变化,从而导致设计变更,引起工程造价的变动。目前在我国公路桥梁工程建设中的工程造价举高不下,这与我国的工程造价管理与控制工作有很大的关系,我国还没有建立起完善的全过程工程造价管理与控制制度。因此,像公路桥梁这样大型的工程,必须按照建设程序进行多次计价,以适应不同阶段的施工特点,实现施工过程中的全过程管理与控制,以保证工程造价的合理性,防止出现重大失误,避免造成无法挽回的经济损失。国外的实践经验证明,只要在建设项目实施阶段实行监理和造价控制制度的工程,都能取得令人满意的经济效益和社会效益。所以,实行建设项目全过程监理和造价控制制度是十分必要的。
4.2有效控制工程造价
在施工的全过程中实施工程造价的管理与控制应该有1个重点。工程造价的重点应该是在项目建设的决策和设计阶段,通过有关专家分析,在作出投资的决策后,关键是设计工作。有数据显示,在施工阶段通过优化施工组织设计,也只能节约大约8%左右的工程造价;而通过对建设方案、初步设计阶段的技术分析能节约工程造价50%左右。通过这个数据对比,我们可以看到在工程的决策和设计阶段控制工程造价的意义。在设计的过程中积极推进限额设计的思想,这一思想的运用能够使设计者从根本上控制工程造价,首先是在设计上的控制。按照现场的施工特点,将工程资金分割,相当于专款专用,而且是在设计时加以控制。因此,对于设计人员的要求就比较高,要求设计人员既要懂经济,又要懂技术,只有这样,才能做到设计方案合理、科学、实用。相当于量体裁衣,那是最恰当不过的了。另外,在实行招投标制度后,招标中建设单位可以根据不同的标的来选择,仅1种设计方案并不能确定其是否合理,只有多种方案进行比较,才能找出在经济性、实用性、可行性方面适合本工程的方案设计。在具体的施工过程中要严格实行监理制度,这是有效地控制工程造价的1条途径,在项目建设前期阶段必须实行监理(含造价监理)制度,只有这样,才能保证设计决策阶段及初步设计阶段符合工程造价的要求。只有通过对设计过程的监理,才能使设计更趋于合理,将工程造价控制在限额范围内,真正做到用最小的投入取得最大的产出。
5结语
总的说来,工程造价是1项融技术性与经济性于一体的学科,在工程的施工决策、设计、招投标阶段及竣工验收阶段全过程地实施工程造价的控制和管理,为我国的经济建设更好地服务。随着我国市场经济的进一步发展和完善,工程造价管理与控制工作如何更好地发挥其管理职能,在国家的公路桥梁等大型工程的建设中发挥其应有的作用,是当前工程造价人员急需考虑的重要问题。
作者:吕福霞 单位:河北省石家庄市公路桥梁建设集团
【参考文献】
关键词:铁路桥梁;材料;工程技术;发展趋势
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.104
1 铁路桥梁材料的发展
材料在铁路桥梁的建设上起到了至关重要的作用,材料的发展意味着铁路桥梁的发展,新材料的应用为铁路桥梁的发展指明了方向,一旦新材料的发展存在滞后,那新型桥梁的建设就如同涸泽之鱼,失去维系的依据。就目前来看,仍有部分具备巧妙构思的桥梁设计因没有与之匹配的材料而无法投入实际生产的案例,足以看出新型材料在铁路桥梁建设中的重要地位。铁路桥梁构建过程中有两样重要材料,为钢材和混凝土。这两种材料具有质量轻、性能高、功能全的发展前景。笔者将对铁路桥梁应用材料发展进行阐述。
1.1 钢材材料发展
现在跨度较大的桥型多为钢桥类型,钢桥如此盛行因为它自身优势就受到很多工程师的青睐,包括它的防腐性、可焊性、高强度高韧性和抗疲劳力等性能。如何在原性能的前提下提高钢桥的强度一直是世界各国桥梁设计建造者关注的话题,不仅提高钢桥的强度,还要提高钢桥的韧性、抗疲劳里等其他性能,这凸显出人类对材料的极致的追求。德国在三十年代就开始生产ST52-3钢(德标低合金钢),ST52-3钢中以锰钢为主材料,再配以硅材料,强度能达到620MPA,随后英国在60年代生产出550~640MPA的低碳合金钢应用于铁路桥梁建设中,之后美国、苏联、日本等国在铁路桥梁建设中也使用了强度较高钢材料。我国在焊接与应用材料上与美国日本就有一定差距,所以我国应联合冶金部门根据铁路桥梁的需求研制出实用性钢材,达到能与国际接轨的程度。
1.2 高强度钢筋、钢丝与钢绞线
高强度的钢筋因为具有降低修建费用、提高拼接功能、增强桥垮能力等优势被许多国家推崇,尤其是精轧螺纹形状的钢筋,因为这种钢筋上有不对称的螺纹,可根据需求任意切割,再用套筒的螺母连接,这种可自由搭配长短可控的钢筋已被很多国家应用。
英国最早研究的低松弛的钢丝和钢绞线被很多国家认可并应用,究其原因首先他在通过稳定处理后松弛率较普通的钢丝和钢绞线低2/5~1/5,达到节约成本的目的;其次处理后钢丝和钢绞线具备更好的屈服强度和韧性;最后他的耐热性也会相应提高。这些特征在铁路桥梁的运用中是至关重要的,所以也广泛应用各个国家。
1.3 混凝土
应用在铁路桥梁的混凝土一般分为两类,一类是高强度混凝土,另一类是轻质混凝土。高强混凝土我国规定要高于C60级别强度,但在美国高于41MP的就可定义为高强度混凝土,它实用又牢靠以及抗击性大抗压强度高等特点使其在长期应用在铁路桥梁建设上。
轻质混凝土的材料为轻质的骨料,这种材料没有被广泛使用主要因为他在使用中存在一定缺陷,比如在小跨径的铁路桥梁中运用可以减轻自重达到抗震效果,但在大跨径的铁路桥梁就不能达到效果,所以它的运用有局限性。
1.4 其他复合材料
碳纤维强化复合材料具备质量轻和强度大的特质,而且热膨胀系数低、耐腐蚀抗疲劳等。这些优点都让其备受关注,尽管许多国家研究的火热,但鉴于其投入成本高,没有被广泛应用。
2 桥梁基础技术发展
(1)桥式时展。我国铁路桥梁发展分为以下几个时期:第一段时期:十九世纪中期到末期,铁路桥梁的修建阶段,材料多以熟钢为主,而且很少涉及深水基础;第二段时期:二十世纪初期到末期,钢桥的发展突飞猛进,钢筋混凝土材料的桥也慢慢崛起,这个时期桥型多以拱桥为主,此时已开始用沉箱和沉井做深水基础;第三段时期:二十世纪中期到今天,我国一直发展预应力钢筋混凝土桥,并同时开始涉猎新的桥型。
(2)桥梁种类。桥梁种类分为悬索桥、斜拉桥、拱桥等。悬索桥有一个突出的特点就是其的跨力大,它的跨径范围为1000~4000m左右,虽然这种类型的桥在我国应用不是很多,但未来也是会有很多发展前景的。斜拉桥虽然没有悬索桥跨径那么大,但是它造价低和钢度大的特点为其赢得很多国家的青睐,相比悬索桥的高造价斜拉桥显得更加实用并适用。拱桥也具备跨度大的特点,它的历史相比前两个更加悠久,我国有许多著名的石拱桥,例如小学课本中的赵州桥,不禁感叹古人的聪明才智,拱桥在五十年代左右是最兴盛的时期,但由于其他更适合时展的桥型的出现,它逐渐淡出人们视线,就拱桥修建技术而言美国、德国及日本仍是技术水平较为先进的国家。
3 施工技术发展
(1)桥垮结构的架设。铁路桥梁上部结构的架设修建方法在国内外已经具备成熟技术水平,种类繁多。尽管架设方法上不同但是在施工技术上都很类似。比如安装预制前方法会应用在跨度大的钢桥上,预制拼接架设就地支架和平衡悬臂的方法会应用在混凝土桥上,我国在混凝土铁路桥梁建设中应用后者居多。(2)基础结构施工。由上述内容我们可知,我国进入九十年代,已经具备先进的技术水平,尤其在铁路桥梁建设中的深水基础已与日本渐渐缩小差距,在基础结构施工中能利用全自动技术进行装渣、排渣,而且配备精准的检测系统来完善整个流程,充分利用先进的技术可以使铁路桥梁建设中深水基础的施工达到自动机械化水平。
4 结语
虽然我国的铁路桥梁工程技术发展水平已经达到世界相关水平的中上层,但仍有某些方面落后于其他国家,我们要善于学习,无论是应用材料上还是施工技术上,毕竟在铁路桥梁工程上,材料是基础,技术是脊梁,通过研发更加完善的材料和高水平的施工技术才会使铁路桥梁工程蓬勃发展,才能让我国铁路桥梁更加安全,建设效率更高。相信通过我们各方面的不懈努力,进入世界先进水平队伍并引领铁路桥梁的建设并不是梦。
参考文献:
[1]高宗余,方秦汉,卫军.中国铁路桥梁技术发展与展望[J].铁道工程学报,2007(01).
关键词:桥梁工程;混凝土;施工技术
中图分类号:TU984 文献标识码:A 文章编号:
1 清水混凝土定义及控制标准
清水混凝土系直接利用混凝土成型后的自然质感作为饰面效果,不做其他外装饰的混凝土丁程。采用清水混凝土施丁丁艺的构造物存在混凝土硬化干燥后表面的颜色均匀、其平整度及光洁度均高于行业验收规范。由于国内尚无统一的清水混凝土专项施丁质量验收标准,针对桥梁丁程的特点,结合以往承接类似工程的施工经验,参照市政桥梁丁程质量检验评定标准的有关内容,我们在施丁上制定㈩清水混凝土的质量验收标准:轴线通直;几何尺寸准确;棱角方正;线条顺直;表面子整光滑;色泽均匀一致;无蜂窝麻面、露筋、夹渣裂缝;模板拼缝严密平整,无挂浆、漏浆;模板接缝、对拉螺栓和施丁缝留没有规律性,无明显错台痕迹;各分项工程允许偏差高于或等于市政桥梁工程质量检验评定标准。
2 清水混凝土施工技术准备
根据设计内容要求、施丁规范要求,通过样板墙体,确定清水混凝土的质量验收标准。在进行图纸会审的基础上,对结构物施工内容进行细化,对钢筋保护层、影响对拉螺栓的钢筋位置及防水要求等进行分析,对后浇带和施工缝的合理设置与设计单位洽商。对构造物各部位的结构尺寸进行仔细核查。明确面板接缝、模板拼缝、施丁缝及对拉螺栓孔眼的设置要求,有针对性地对模板进行深化细部设计。
3 清水混凝土施工工艺
3.1 工艺流程
模板设计、加丁制作、钢筋制作、安装脱模剂选择与涂刷操作、模板安装、混凝土人模浇筑振捣、模板拆除及修整保护、对拉螺栓孔眼封堵及混凝土缺陷修复、混凝土养护及外观保护,其中模板工程尤为重要。
3.2 模板工程
3.2.1 模板设计
模板设计应保证模板结构构造合理,强度及刚度满足构造物施工要求,牢圈稳定拼缝严密,规格尺寸准确,方便工作人员组装和支拆。在吊重允许范围内,模板的分块力求定型化、整块化、模数化、通用化、大块化。本工程为钢模板,其面板分割缝为竖向布置,竖向接高时,其模板横缝在同一高度上。面板接缝、模板拼缝、施丁缝应横平竖直。对拉螺栓在满足结构物受力要求的前提下,孔眼的排布应纵横对称、间距均匀。有一定的规律性、装饰性。
3.2.2 模板加工制作
其重点是控制模板的支撑系统及拼缝、平整度、平直度等指标。为保证模板组合效果,涂刷脱棋剂前对模板进行现场预拼,逐一对模板表面子整度、截面尺寸、相邻板面高低差、肥边、毛边等以及对拉螺栓组合安装情况进行校核,对影响构造物外观尺寸及观感的部位进行修整,以此来保证外露结构物模具的使用质量。根据预拼情况在模板背面编号,以便安装需要。
3.2.3 脱模刺选择及涂刷操作
经过多次试验及现场比对,决定采用ZM-90建筑模板长效脱模剂。在模具整修到位的前提下,先行对模板与混凝土接触面的表面用磨光机进行打磨,清除锈迹及污物,再用洗洁精及钢丝球进行清洗,后用清洁水冲洗表面,用毛巾擦拭干净后晾干。选择在干燥凉爽的气候条件下进行涂刷,在整个施工过程中要保护好脱模剂膜层免受任何损伤,以保证钢模板脱模需要和混凝土外观质量。
3.2.4 模板安装
根据预拼编号按顺序进行模板安装,注意使面板接缝、模板拼缝横平竖直。吊装时,注意对钢筋保护层垫块的保护。对拉螺栓套穿PVC管后准备人孔时,必须调整好位置后轻轻人位,模板紧固前,保证面板对齐,拧紧对拉螺栓。同时,用力要均匀,是为工防止模板产生不均匀变形。用干硬砂浆封堵模板外侧底脚根部,防止烂根。对模板接缝处粘贴非吸水性橡胶胶板(泡沫胶条)的做法,是为工防止模板拼缝处的漏浆砂线问题。
3.2.5 模板拆除及修整保护
拆模时间应能保证拆模后构造物不掉角、不起皮,棱角无损伤,并严格按照各施工方案确定的模板拆除顺序进行施工。注意对对拉螺栓孔跟的保护,拆除时操作人员不得站在构造物顶端或上部晃动或撬动模板,禁止大锤敲击,防止混凝土表面现裂纹和损坏模板。要求先拆除模板间的对拉螺栓及连接件,松动模板支撑及蒯节丝杠,使模板稍后与混凝土表面脱开,经检查确认无误后起吊。模板拆除后,应立即清理,对变形损坏的部位进行修整,并涂刷脱模剂后吊至存放处。
3.3 钢筋工程
钢筋加工重点考虑钢筋接头形式、接头位置、搭接长度、锚同长度、端部弯头等的布设。钢筋绑扎前保持清洁,无明显锈迹;竖向钢筋要校正保持应有的垂度,墙体高度大于4m时,应设剪刀撑,保证主筋、箍筋、水平筋与竖向筋垂直;保护层塑料垫块呈梅花形放置,其颜色应尽量与清水混凝土颜色接近,以免影响混凝土观感效果;钢筋绑扎扎丝采用防锈镀锌铁丝,扎丝头全部向钢筋内侧设置,同时将外侧扎丝网钩头全部压平,以防外露,避免混凝土表面露丝头及锈斑;钢筋半成品存放的环境应干燥,延缓钢筋锈蚀,防止钢筋浮锈影响清水混凝土表面效果;浇筑混凝土时,派专人检查钢筋预埋件及保护层垫块,防止偏移、脱落、移位等问题,以便于及时发现问题及时校正。
3.4 清水混凝土工程
本工程混凝土均采用预拌商品混凝土,混凝土配和比在实际施丁中的均匀一致性是确保其外观质量的关键。
3.4.1 预拌混凝土施工质量控制
混凝土的拌制、运输是混凝土施工中的重要工序,直接影响着混凝土的内在质量及构造物的外部观感。要求商混凝土拌和站根据气温条件、运输距离、砂石含水率变化、混凝土角落度损失等情况,及时、适当地对原配合比(水灰比)进行微调,为保证混凝土浇筑不出现冷缝及明显的施丁缝,要求商品混凝土在结构施工期间的初凝时间保证在4 h~6h,入模时坍落度严格控制在配合比要求范围内,检测坍落度时应观察混凝土的黏聚性和保水性,如遇坍落度超标,应将混凝土退回严禁使用。该工程施工时正处于夏季,对商混凝土的坍落度通过实验,入模时坍落度控制在柱和帽梁为6 cm~8cm,箱梁为18cm~20cm。
3.4.2 对拉螺栓孔眼封堵及混凝土缺陷修复
首先清理螺栓孔堵住孔眼外侧,将砂浆捣实。轻轻旋转堵头工具并取用。砂浆终凝后适当喷水养护7 d。对于混凝土表面局部产生一些小的气泡、孔眼和砂带等缺陷,拆模后应立即清除表面浮浆和松动的沙子,采用相同品种、相同强度等级的水泥拌制成水泥浆体,修复缺陷部位,待水泥浆体硬化后,用细砂纸将构造物表面均匀地打磨光洁,并用水冲洗洁净,无明显的修复痕迹,距离修补处5 m处观察,肉眼看不见。缺陷为最终要求。
3.4.3 混凝土养护及外观保护
混凝土早期养护应派专人负责。拆模板前应对混凝土充分洒水进行养护,使水分通过混凝土和模板的间隙渗入混凝土中,待拆模后在混凝土表面洒水后用塑料薄膜覆盖,使混凝土7 d内始终处于足够的湿润状态,养护时间应能满足混凝土硬化和强度增长的需要。如有钢筋外露,需对外露的钢筋采用塑料薄膜包裹后进行防锈保护。
4 结束语
作为现代建筑材料之一的混凝土,在现代化公路桥梁工程中 ,混凝土对整个工程质量和成本的影响, 起着举足轻重的作用。 它是目前世界上生产量最大的人造材料, 具有耐久、防渗、保温、耐火、防腐蚀、节约能耗、减少环境污染、成本低等特点。混凝土施工技术道路桥梁工程施工中的主要技术之一,混凝土施工技术的高低,直接关系着道路桥梁工程施工质量的好坏,因此,我们应该切实加强道路桥梁建设方面的研究,不断创新道路桥梁工程中混凝土的施工方法,以提高工程质量。
参考文献:
[1] 赵鸣民.桥梁预制混凝土梁板裂缝的预防措施[J].中国建筑防水.2010,(11).
[2] 牛紫龙.混凝土施工中温度裂缝的分析与控制[J].工程建设.2008,(09).
[3] 蓝少洪.如何加强城市市政路桥工程施工质量管理[J].建材与装饰,2011,(07).