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工程管理前沿【2019年第24期】

  • ID:271572
  • 浏览:5306
  • 学科:工程地质学
  • 更新时间:2020-02-26 23:11:43
  • 期刊: 工程管理前沿
内容简介
《工程管理前沿》杂志是由中国工程院主管,中国工程院、清华大学、高等教育出版社主办的建筑期刊。国际标准刊号:2095-7513,国内统一刊号:CN10-1205/N。《工程管理前沿》的办刊宗旨:依托建设领域高层权威信息背景,旨在做好政府领导决策的重要参谋;成为政策理论探讨的前沿阵地,积极探索和引导建设事业发展方向和改革实践;提供重大事件权威报道,深度阐释焦点话题,纵深调查热点事件,努力追求权威性、建设性、实用性和可读性风格;努力做大媒介传播平台,真诚为建设企事业单位服务,为中国建设事业和城市化发展服务,为广大读者开启一个探求知识的窗口。

结构化设计方法在公路桥梁工程中的应用研究

2019/8/9 15:17:00 工程地质学 朱梽玮
资料简介

摘要:科技的进步,促进工程建设事业得到快速发展。 近年来,随着城市的发展,桥梁担任的角色越来越重要。其中公路桥梁作为其中应用广泛的一种桥梁在运营过程中都存在一些或多或少的问题。公路桥梁设计过程中的优化已成为桥梁在施工、运营及维修全过程中的急需提高的手段。 本文就 结构化设计方法在公路桥梁工程中的应用展开探讨。

结构化设计方法在公路桥梁工程中的应用研究

朱梽玮

中设设计集团股份有限公司 江苏 连云港 222000

摘要:科技的进步,促进工程建设事业得到快速发展。近年来,随着城市的发展,桥梁担任的角色越来越重要。其中公路桥梁作为其中应用广泛的一种桥梁在运营过程中都存在一些或多或少的问题。公路桥梁设计过程中的优化已成为桥梁在施工、运营及维修全过程中的急需提高的手段。本文就结构化设计方法在公路桥梁工程中的应用展开探讨。

关键词:结构化方法;设计;公路桥梁;策略

引言

公路桥梁的建设工作直接影响着施工项目的质量,做好公路桥梁施工作业,在提高施工企业施工能力和良好名誉、延长公路使用寿命和保障过往车辆和驾驶人员生命财产安全方面起到了积极作用。

1结构化方法分析

桥梁作为现代化基础建设中不可缺少的一部分,它有着与房屋完全不一样的结构,在建成投入使用的过程中并不会像房建一样主要承受静止的荷载,桥梁在运营过程中主要承受的是动荷载。现代在做桥梁的设计时使用的方法大多是基于有限元的分析,而有限元分析其基础都是在结构化分析的基础上进行的。桥梁结构在做有限元分析时与普遍的结构还不完全相同,因为桥梁的荷载在施加的过程中是一个动态变化的过程,在计算桥梁的外加荷载时应该考虑分批加载。同时桥梁在施工的过程中,伴随着时间的延长还存在混凝土的徐变现象,后期桥梁的受力状态还受混凝土的徐变影响。因为在用有限元方法分析桥梁时是按照施工的顺序进行的,利用结构化的思维方法在考虑平面杆系的基础上结合施工步骤进行的设计。在结构化方法设计桥梁的过程中,一般可以将有限元分析的方法分为数据的预处理、计算公式、处理结果三部分,也可以理解为我们平常针对数据的预处理、计算和后处理。公路桥梁的计算方法类似,只是在建立各种有限元分析的单元时需要考虑单个杆件的不一致性。因此,针对公路桥梁的结构分析方法分为以下三步。(1)第一步:数据预处理。在这个过程中,需要对将要分析的对象进行拆分,分为主要的几个构件。一般在计算公路桥梁的过程中,会将其简化为一个个单独的杆件,这样可以将三维的问题转化为平面的问题。同时,为每个不同的杆件赋予不同的特性,包含:节点、截面尺寸、荷载和材料特性等数据。数据的预处理是整个分析过程中最重要的环节,在保证输入的各个节点的参数无误后接下来的分析才有可能正确。(2)第二步:计算分析。在预处理阶段提取的数据可以作为每个单独的杆件有限元分析的基础。在桥梁施工的过程中,需要将每个阶段桥梁的自重、环境的风荷载、以及其他的温度参数等等都需要记录下来;在桥梁的运营阶段,需要计算桥梁在汽车荷载、人群荷载、风荷载等等作用下每个单独杆件的受力状态,从而可以分析桥梁整体的受力情况。在此部分的计算过程中,基本都是由计算机辅助完成。基于结构化方法分析公路桥梁的设计时计算机是有效的辅助工具。(3)第三步:后处理。经过前期的数据预处理、中间的数据分析过程后,需要对结构的内力、外荷载的关系进一步的分析,计算出在各种不同的工况下公路桥梁的最不利的破坏点。通过分析可以进行荷载组合,验算桥梁在各种荷载组合状态下的承载力极限。所以,基于结构化方法的分析能够准确的分析公路桥梁在施工阶段、运营阶段各个不同单元体的内力、位移等,从而能够更好的反应桥梁的受力特征。

2结构化设计流程

在公路桥梁结构化设计时,模型构建包括3个环节:①整体公路桥梁的结构设计离散化,结构化设计最大的特征在于首先将其所需要涉及的目标进行划分,从而分解成若干个部分,把原来有限的结构模式转化为无限自由,全面地保障了桥梁结构的受力分析;②结构设计模型化,此种设计原理是分析道路桥梁内部的受力规律,使结构设计更简洁;③简化荷载结构化设计,结构设计采用简单理想材料进行,同时对公路桥梁结构、设计进行模拟,简化公路桥梁设计过程,确保公路桥梁工程施工作业可以顺利进行。

3结构化设计在公路桥梁设计中的具体运用

3.1注意施工材料的选择和保护

要想充分保证整体施工的状况安全性强,首先要注意选择质量好,符合生产标准的材料,例如对于钢筋、混凝土、水泥等建筑材料的选择。同时,应该注意加强材料保护,在运输过程以及储存过程中应该注意保证材料不要受到雨水的浸泡,预防原有功能遭到破坏,还应该注意材料在使用过程中的规范性和合理性,例如:在振捣过程中,混凝土要紧紧地将钢筋缝隙灌满,防止钢筋受到水浸泡而造成腐蚀。在进行铺装层施工过程中还应该认真测量,避免铺层过厚而造成公路桥梁本身所承受的太重。施工单位认真注意到这些环节问题后,安全系数才可以更加符合施工标准。

3.2运用于公路桥梁的防水设计

在进行公路桥梁项目的施工设计阶段时,需要重点考虑桥梁的防水设计,一旦未对其进行防水设计,由于降雨和路面积水等原因,会导致桥梁框架结构的硬度受到损坏,影响公路使用质量及正常运营。因此,公路桥梁的防水设计对其使用质量非常重要,在设计桥梁结构时,应对排水系统设计予以重视,将防水预防措施做好。为确保防水效果,通常情况下需选择质量优质的防水钢筋混凝土材料及防水材料,有效提高防水效果、排水系统施工质量,防止混凝土发生渗漏、出现断裂等。

3.3结构化设计的优化应用

施工企业想要使桥梁结构质量得到保障,就必须做好放线定位与测量工作,报缺其准确性,没有偏差。在完成对桥台和桥墩的施工作业后,确定桥梁平面位置,受到桥梁结构、技术、空虚较为复杂,施工人员的施工工艺必须精确,严格遵照设计图纸和设计方案进行施工操作,严格管理混凝土的张拉和预应力,让桥梁结构的承载能力和稳定性得到切实保障。最后,注意保证桥梁美观,避免桥梁外观出现质量问题。

3.4结构化设计在桥头搭板中的应用

结构设计要与桥梁实际情况相结合。例如在公路某桥梁项目中,在桥头塔板中应用结构优化设计方法,具有十分明显效果。基于结构化方法的公路桥梁设计,首先全面的对桥头搭板深埋距离进行计算,结合实际情况,在此基础上调整塔板宽度、长度、厚度,并使用计算机软件辅助优化,从而使计算所得数据更为详细具体精确。

3.5做好对施工风险的控制工作

施工安全是公路桥梁风险控制工作的重中之重,施工企业在开展施工建设中,必须坚持“以人为本,安全至上”的核心原则,采取一切措施和手段保障施工人员的生命安全,尽最大努力排除威胁施工人员生命安全的潜在威胁,通过教育培训等方法提升施工人员的忧患意识,形成遵守规定、规范施工的优秀习惯;购买先进机械设备,努力提升机械化水平,科学安排工作时间,避免施工人员出现过劳工作的情况;通过明确规定,使工作人员严格遵守规章制度进行施工操作,定期检查维修相关设备设施,使设备损坏而造成的风险事故发生的几率降到最低。

结语

近几年,在桥梁设计中结构化方法应用较多。应用结构化设计方法,可有效解决合理选择各种不确定值的问题,大幅提升了道路桥梁设计的经济性。

参考文献

[1]赵运输.公路桥梁设计中结构化方法设计应用[J].江西建材,2016(16):143-144.

[2]于海滟.结构化设计在道路桥梁设计中的实践研究[J].智能城市,2017(5):179.

[3]常成成.结构化设计在道路桥梁设计中的应用[J].住宅与房地产,2017(3):71.

[4]戴晓东,戴剑平.浅谈结构化设计在道路桥梁设计中的应用[J].科技创新导报,2017,14(8):75-76.