道路与桥梁工程论文设备

道路与桥梁工程论文设备

桥梁工程概论论文

桥梁工程指桥梁勘测、设计、施工、养护和检定等的工作过程，以及研究这一过程的科学和工程技术，它是土木工程中属于结构工程的一个分支。下面是我整理的桥梁工程概论论文，欢迎阅读参考！

摘要： 通过对《道路与桥梁工程概论》的学习阅读，对课程基本体系进行梳理，系统扼要的概括了道路路线平、纵、横断面和定线设计的原理和方法、路基路面和桥梁工程的分类构造、设计方法和建筑技术；对笔者较感兴趣的桥梁基础工程以较大篇幅介绍；通过课程学习，进一步加深对路桥工程的认识，为后续学习深造奠定基础。

关键词： 道路线形、路基路面工程、桥梁工程、桥梁基础工程

1. 课程总结

本课程系统扼要的阐述了道路路线平、纵、横断面和定线设计的原理和方法、路基路面和桥梁工程的分类构造、设计方法和建筑技术，采用的现行的道路与桥梁工程有关设计施工规范和标准，并适当介绍了当前我国工程实践中应用的新技术、新材料及新方法，对路桥的发展史作了系统的简述。

1.1. 道路线形

道路是三维空间的工程实体，需由平面、纵断面和横断面来确定其方向、高程和几何形状。

1.1.1. 道路平面线形

路线的平面是道路的中线在水平上的投影。现代道路平面线形要素包括直线、圆曲线、缓和曲线。平面曲线必须与地形、环境、景观等相协调，同时应注意线形的连续与均衡性，并同纵面线形相互配合。

1.1.2. 道路纵面线形

路线的纵断面是路线的中线在竖直面上的投影。纵断面的设计成果有路线纵断面图和路基设计表。纵断面图是道路纵断面设计的主要成果，将其与平面图结合起来，就能准确地定出道路的空间位置。在纵断面图上有两条主要的线：一条是地面线，另一条是设计线。道路纵断面线形设计要素包括纵坡度、竖曲线等。纵坡及坡长、竖曲线的设计应以《公路工程技术标准》为基础，从经济、气候、地理环境等方面综合考虑通过计算进行设计。

1.1.3. 道路横断面

道路的横断面是沿道路中线上任意一点作的法向切面，它是由横断面设计线和地面线所构成的。其中横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟、边坡、护坡道以及取土坑、弃土堆、环境保护等设施。城市道路横断面由车行道、人行道和绿化等部分组成。路幅由公路和城市道路组成。根据不同的路幅，它们的特点不同，设计要求也不相同。路幅的宽度是根据它的布置类型和组成部分得出的各组成部分的宽度来确定的。横断面设计成果有横断面图、路基土石方数量计算与调配表。

1.1.4. 道路路线交叉

道路与道路或道路与铁路相交部位称为道路交叉口。它是道路系统的重要组成部分，是道路交通的咽喉。道路交叉口设计的基本要求为：一是保证车辆和行人在交叉口处能以最少的时间顺利、安全通过，即使交叉口的通行能力适应各条道路的行车要求；二是正确设计交叉口立面，保证转弯车辆行驶稳定；三满足排水要求。

道路交叉口类型：

立体交叉

分离式立体交叉

隧道式、跨路式 互通式立体交叉

部分互通 菱形、环形立体交叉口 完全互通

苜蓿叶式、完全定向式、 喇叭口互通式、Y形互通式

2. 路基路面工程

路基是在天然地表面按照道路设计线形和设计横断面的要求开挖或堆填而成的带状土工结构物，起承受行驶车辆荷载、路面及自身重量的作用，是道路工程的重要组成部分路基工程质量直接影响到结构物的排水稳定、公路的使用品质、旅客的舒适和正常的行车交通。 路面是在路基表面上用各种不同材料分层铺筑而成的结构物。路面工程的发展趋势为：设计自动化、施工机械化、设计和质检规范化、测量自动化、材料和结构多样化。

2.1. 路基工程

路基工程的特点是路线长、通过的地带类型多，技术条件复杂，受地形、气候和水文地质条件影响很大。道路路基的设计原则是受路基土的土体及其工程性质、水温状况与干湿类型、受力状况与工作区所影响的，土基的各种设计参数都是根据当地当时的环境条件以及试验等方式得出的结果运用公式加以计算推断出来的。其设计需满足（1）足够的强度（2）足够的水温稳定性（3）足够的整体稳定性

路基的变形是由于土在自重和车轮荷载的作用下，通过土基内水温变化及风化作用产生的弹性和不可恢复的残余变形。破坏形式如下：

由岩土所筑成的路基，受外界环境的影响，因此需要防护与加固，其主要内容有：边坡坡面防护（植物防护和矿料防护）、沿河路堤冲涮防护与加固（石砌防护和抛石防护）以及湿软地基的加固处治。

2.1.1. 路基稳定性设计与施工

2.1.1.1. 路基边坡稳定性分析

路基是工路的'承重主体，一般路基设计有路基的宽度、高度、边坡坡度以及它的附属设施。为保证路基的强度和稳定性，一般对路基的设计有以下要求：（1）路基设计之前，应做好全面调查研究；（2）路基设计应根据当地自然条件和工程地质条件，选择适当的路基横断面形式和边坡坡度。路基的横断面形势包括路堤、路堑和半填半挖路基。（3）陡坡上的半填半挖路基；（4）沿河路基边缘标高符合要求。 路基边坡稳定性分析的计算参数：土的计算参数（容重、粘聚力和内摩擦角）、边坡的取值、汽车荷载当量换算。路基边坡稳定性分析方法：工程地质法和力学分析法（直线滑动面法和圆弧滑动面法）。

2.1.1.2. 挡土墙

挡土墙是用来支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的建筑物。其作用是承受支挡土体的侧压力，稳定边坡、防治滑坡，防止路堤冲刷，并节省路基土方数量。在公路工程中，它广泛应用于支撑路堤和路堑边坡、隧道洞口、桥梁两端及河流岸壁等。挡土墙的类型可按照设置位置、墙体材料、结构形式等进行分门别类。它的结构类型包括：实心式、悬臂式、锚杆式、加筋土式。挡土墙一般由墙身、基础、排水设施和伸缩缝等部分组成。挡土墙土压力包括静止土压力、主动土压力、被动土压力，需进行结构承载能力验算、稳定性验算。

2.1.1.3. 路基的施工

路基压实是路基工程的关键工作，影响压实的主要因素有含水量、土质、压实功、温度。

路基施工采用机械施工或辅以人工施工。施工要点如下：（1）边坡放样，树起标杆（2）斩草除根，陡坡挖阶（3）清淤排水，铺设盲沟（4）土质良好，清除杂物（7）削拍边坡，整型验收。

2.2. 路面工程

在路基顶面铺筑路面结构层，路基横断面沿宽度方向由行车道、中间带、硬路肩和土路肩所组成。各部分的宽度及组成与道路等级、设计行车速度等有关。路面横断面形式有槽式和全铺式。路面等级有高级、次高级、中级和低级四种。路面应保证具有下列性能：强度和刚度、水温稳定性、耐久性、表面平整性、抗滑性、环保性。

路面类型可以从不同角度来划分，从路面的力学性能分为刚性路面、柔性路面和半刚性路面；按照面层所用材料区分，可分为水泥混凝土、沥青、砂石，不同材料其设计参数、路面特点也完全不同。沥青路面使是用沥青材料作结合料粘结矿料修筑面层与各类基层和垫层所组成的路面结构。水泥混凝土路面有较沥青路面使用寿命长、造价低等优点。

2.3. 路基路面排水系统

路基路面的强度与稳定性同水的关系十分密切。

路基排水的目的是减少路基的湿度，保证路基常年处于干燥或中湿状态，确保路基路面的结构稳定。路基排水设计应遵循功能完善、自然和谐、维修便利以及造价合理等原则。它包括填方段排水和挖方段排水。

路面排水包括路面表面排水和路面结构排水。

3. 桥梁工程

各种桥梁造型精巧别致，将美学与工程技术完美的结合，看到巧夺天工般的各种桥梁，我们不能惊叹设计者、建造者的智慧。桥梁是供铁路、道路、渠道、管线、车辆、行人等跨越河流、山谷、湖泊、低地或其他交通线路时使用的建筑结构，它是交通线的重要组成部分。

3.1. 桥梁的基本组成和分类

3.1.1. 桥梁的基本组成

桥梁由五大部件和五小部件组成，五大部件：桥跨结构、支座系统、桥墩、桥台和墩台基础。五小部件：桥面铺装、排水防水系统、栏杆、伸缩缝和灯光照明。

3.1.2. 桥梁的分类

桥梁种类繁多，按结构体系划分，桥梁分为梁式桥、拱式桥、刚架桥、悬索桥（吊桥）、斜拉桥等五种基本体系。按用途划分，有公路桥、铁路桥、公铁两用桥、农桥、人行桥、运水桥及其他专用桥梁。按桥梁全长和跨径划分，分为特大桥、大桥、中桥和小桥。

3.2. 桥梁的总体设计要点

桥梁的设计根据其使用任务、性质和所在路线的发展远景，应符合技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理的要求，还应造型美观、有利于环保；同时应该因地制宜、就地取材、便于施工和养护等因素。设计内容包括桥梁纵、横断面设计和平面布置。设计程序为：（1）“预可”和“工可”研究阶段（2）初步设计（3）技术设计（4）施工图设计 。通过比较设计方案，选取最佳方案付诸实施。

3.3. 桥梁的施工技术

为了多快好省地进行桥梁施工，通常应对全桥的工程根据技术状况、水文条件、机械设备能力、劳动力等条件作出全面规划，包括拟定切实可行的施工方法、安排施工进度计划、确定合理的施工场地布置等，以便对桥梁施工的全过程做到心中有数，有利于加强施工管理工作，并有计划、科学地指导施工。

介绍了混凝土简支梁的制造工艺、各种运输安装方法、以及大中跨径桥梁悬臂法施工工艺。

3.4. 桥梁的基础工程

通过学习了解了桥梁基础的相关知识，有机会将加强对于基础部分的技术与施工问题的学习与研究。桥梁基础分为：刚性基础、桩基础、管柱、沉井、地下连续墙等。

3.4.1. 各类基础适用条件

3.4.1.1. 刚性基础：

适用于地基承载力较好的各类土层，根据土质情况分别采用铁镐、十字镐、爆破等设备和方法开挖。

3.4.1.2. 桩基础

按施工方法可分为沉桩、钻孔灌注桩、挖孔桩，其中沉桩又分为锤击沉桩法、振动沉桩法、射水沉桩法、静力压桩法。

3.4.1.2.1. 沉桩

（1）锤击沉桩法一般适用于松散、中密砂土、黏性土，根据土质情况选用适用的桩锤；

（2）振动沉桩法一般适用于砂土，硬塑及软塑的黏性土和中密及较松的碎石土；

（3）射水沉桩法适用在密实砂土，碎石土的土层中，用锤击法或振动法沉桩有困难时，可用射水法配合进行；

（4）静力压桩法在标准贯入度N<20的软黏土中，可用特制的液压机或机力千斤顶或卷扬机等设备沉人各种类型的桩；

（5）钻孔埋置桩为钻孔后，将预制的钢筋混凝土圆形有底空心桩埋人，并在桩周压注水泥砂浆固结而成，适用于在黏性土、砂土、碎石土中埋置大量的大直径圆桩。

3.4.1.2.2. 钻孔灌注桩适用于黏性土、砂土、砾卵石、碎石、岩石等各类土层。

3.4.1.2.3. 挖孔灌注桩适用于无地下水或少量地下水，且较密实的土层或风化岩层，如空气污染物超标，必须采取通风措施。

3.4.1.3. 管柱、沉井 适用于各种土质的基底，尤其在深水、岩面不平、无覆盖层或覆盖层很厚的自然条件下，不宜修建其他类型基础时，均可采用。

3.4.1.4. 地下连续墙

适用于作地下挡土墙、挡水围堰、承受竖向和侧向荷载的桥梁基础、平面尺寸大或形状复杂的地下构造物基础，可用于除岩溶和地下承压水很高处的其他各类土层中施工。

3.4.2. 施工方法

3.4.2.1. 明挖扩大基础施工

明挖扩大基础施工的内容包括：基础的定位放样、基坑开挖、基坑排水、基底处理以及砌筑(浇筑)基础结构物等。

3.4.2.2. 钻孔灌注桩基础施工

钻孔灌注桩的特点是桩长可以根据持力土层的起伏面变化，并按使用期间可能出现的最不利内力组合配置钢筋，钢筋用量较少，便于施工，且承载能力强，故应用较为普遍。 钻孔注桩施工的主要工序有：埋设护筒、制备泥浆、钻孔、成孔检查与清孔、钢筋笼制作与吊装、灌注水下混凝土等。

4. 学习心得

学习《道路与桥梁工程概论》这门课程，对于道路与桥梁有了更多感性直观的接触，加深了理性认识，得了许多道路与桥梁工程方面的相关知识，不仅对将来的工作有很大的帮 助，有些知识甚至能运用到日常生活中，这大大提高了我们的工程和人文素养，开卷有益，受益良多。

5. 参考文献

[1]叶国铮、姚玲森、李秩民.道路与桥梁工程概论（第二版）[M].北京：人民交通出版社，2006.2

[2]应惠清、曾进伦、谈至明、魏红一.土木工程施工（第二版）[M].上海：同济大学出版社2009.9

道路与桥梁工程论文

　　高压旋喷桩在道路软基处理中的应用

　　摘 要：在津沽改线下穿通道的U15-U18段及搭板处，因按照原计划用于加强软土地基承载力的深层水泥搅拌桩机具过高，容易使机具与其上的高压线发生电击事故而在施工中无法得到实施，所以此段变更为高压旋喷桩。本文结合工程实例，分别从工作机理、施工流程、和质量检验三个方面对高压旋喷桩做了阐述。
　　关键词：软土地基处理，高压旋喷桩，质量控制

　　1、工程简介
　　津沽该线下穿通道工程全长440米，宽为30.5米，其中U型槽的JK3+493.302¬— JK3+573.302的范围内，道路中心线两侧上方有110KV高压线干扰，所以此段由原来的深层水泥搅拌桩变更为高压旋喷桩。此段旋喷桩设计桩长10—15 米，设计桩径600mm，梅花形布置，桩距1.5米，总根数为668根，总米数为8095.4米，从2009年11月8日始到2009年11月19日止，历时12天，工后检验效果理想。
　　2、高压旋喷桩概述
　　2.1.概念：高压旋喷桩是高压喷射注浆法处理地基中的一种，是利用钻孔设备，把安装在注浆管底部侧面的特殊喷嘴，置入土层预定深度后，用高压泥浆泵等装置，以20Mpa左右的压力把预先制备好的水泥、水玻璃等材料作为主固化剂的浆液从喷嘴中喷射出去冲击破坏土体，同时借助注浆管的旋转和提升运动，使浆液把从土体上崩落下来的土搅拌混合，经一定时间的凝固，便在土中形成圆柱状的具有一定强度和抗渗能力的固结体，从而使地基承载力得到加强的一种工程方法。
　　2.2. 加固机理：高压喷射注浆是利用工程钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置，以高压设备使浆液成为20Mpa左右的高压流从喷嘴里喷射出来，冲击破坏土体，当能量大、速度快和呈脉动状的喷射流的动压超过土体结构强度时，土料便从土体剥落下来，高压流切割搅碎的土层，呈颗粒状分散，一部分被浆液和水带出钻孔，另一部分则与浆液搅拌混合，随着浆液的凝固，组成具有一定强度和抗渗能力的固结体，当喷射流以360°旋转、自下而上喷射提升时，固结体的截面形状为圆形即称为旋喷。在钻机的钻杆最前端设置一个高压液体喷射装置，当钻机把该高压喷射装置送到土层预定深度时，通过高压泵向钻杆中心孔连续输送高压水泥浆液，高压水泥浆液即通过喷射装置中的喷嘴小孔喷入钻杆周围的砂层、土层及砂土层，与此同时钻机带动钻杆缓慢旋转并提升使喷嘴缓慢螺旋上升，从而使高压水泥浆不断切割搅拌土层，形成水泥、砂、土及速凝剂的混合搅拌浆体，通过固化剂和软土间所产生的一系列物理化学反应，生成水化物，然后水化物胶结形成凝胶体，将土颗粒凝结在一起形成具有整体性、水稳定性和较高强度的结构整体，从而提高其复合地基承载力及改变地基土物理化学性能，达到提高地基承载力、减少地基沉降、阻止水体流动、增强地基稳定性的目的。旋喷桩主要用于加固地基，提高地基的抗剪强度，改善地基土的变性性能，使其在上部结构荷载作用下，不至破坏或产生过大的变形。
　　3、施工流程
　　旋喷注浆施工流程可大致分为:施工准备，试桩、技术参数确定→测量放样，桩机就位，钻孔，水泥浆制备，旋喷和复搅，提管冲洗，移动设备→桩基工后检测；
　　3.1、 施工准备：钻机进场之前首先进行场地布置，清除施工区域的杂物，平整场地施工段落要平整密实，做好排水工作，确保在较干净的环境中进行施工,其次，准备好施工用电和施工用水；施工用电使用沿线设置的变压器并配备发电机在施工现场，架设电缆接线到施工作业区。
　　3.2、试桩、技术参数确定：每个工点施工前必须先打不少于3根的工艺试验桩，以检验机具性能及施工工艺中的各项技术参数，其中包括最佳的灰浆稠度、工作压力、钻进和提升速度等，还应根据被加固土的性质及单桩承载力要求，确定水泥掺入量。通过试验桩确定本工程高压旋喷桩施工技术参数为：水灰比为1：1；钻进、工作压力20～25Mpa；提升速度≤0.25m/min；桩顶1米范围提升速度≤0.2m/min；转速应控制在20～25r/min，水泥掺入量范围在180～220Kg/m之间。
　　3.3、测量放样：测量人员根据施工图纸提供的坐标、平面布置图，在施工段落进行布桩，桩位用小木桩红色头醒目标注，桩间距误差不大于50mm，布桩完成自检合格后报监理工程师验收，验收合格后进行下一步工序。
　　3.4、钻机就位：搅拌机具运至现场后进行安装调试，待转速、压力及计量设备正常后就位。钻机就位时先使钻头对准桩位标志中心，然后进行钻杆的双向调平，之后，再次调整对中，最后再精确调平。垂直度误差不超过1%，对中误差小于5cm。
　　3.5、钻孔：每台钻机在开钻前，技术人员对钻杆总长度进行尺量，根据桩长、设计桩顶标高、原地面标高计算下钻节数，并在最后一节钻杆上标定出下钻结束位置。钻孔的目的是为了把注浆管置入到预定深度，钻孔方法采用单管法旋转钻机。在钻杆下钻时采用小于10Mpa的水泥浆压力，一方面防止堵喷嘴，另一方面对土体进行第一次喷射，使土体成为混合液，减小喷浆时土体的阻力，以利于浆液充分搅拌，钻到设计的深度。成孔后，应校检孔位、孔深及垂直度，是否符合设计要求。
　　3.6、灰浆的制作：选用优质42.5#普硅水泥，根据搅拌桶的大小、水灰比、泥浆比重来标定最大水位线，按水灰比1：1添加水泥，并经充分搅拌，测定泥浆比重是否达到试配时比重1.47，如达不到继续添加水泥直至达到试配水泥浆比重为止。搅拌时间少于4分钟的不得使用，超过初凝时间的浆液也不得使用；灰浆经过两道过滤网的过滤，以防喷嘴发生堵塞；抽入储浆桶内的灰浆要不停地搅拌。
　　3.7、旋喷和复搅：将注浆管下到预定深度后，调整回流阀门，使旋喷罐内的压强达到规定值，水泥浆到达喷嘴后，检验喷射方向、摆动角度，一切合格后，调整工作台和油泵阀门，使旋转速度控制在20—25 r /min和提升速度达到20-25cm /min的范围时开始提杆、旋喷，由下往上成桩，在桩头以下1米范围复喷提钻时采用最慢的1档提钻上升，并复喷一次，增加桩体的密实度，因为桩顶以下1米范围将承受较大的荷载，加强此处桩体的质量对发挥桩体的承载力起关键作用。当喷浆结束后，要对注浆孔进行二次回灌，防止旋喷桩体因水泥浆固结出现顶部凹陷而达不到设计桩顶标高。在施工过程中，旋转速度、提升速度、旋喷压力、水泥用量参数的变化将直接影响桩的均匀程度和桩径，水灰比参数的变化将会影响桩身的强度，因此必须时刻注意检查浆液初凝时间、水泥浆流量及压力、提升速度、旋摆角度、喷射方法等参数是否符合设计要求，并随时作好记录，如遇故障应及时排除。
　　3.8、提管冲洗：喷射作业完成后，将注浆泵的吸浆管移到水箱内，在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管内的浆液全部排除，防止残存水泥浆将管路堵塞。
　　3.9移动设备:移动钻机至下一孔位，为确保桩与桩之间能很好咬合，宜采用打一跳一法，且间隔时间应大于36小时。
　　4、质量检验 高压旋喷桩完成28d后方能进行质量检验。
　　4.1、触探及抽芯检验
　　成桩7d内采用轻型触探进行N10检测，检测频率为工程桩数的2%。抽芯检验的总桩数不得少于工程桩数的3‰，单位工程桩数小于1000根时，至少做3根。桩芯无侧限抗压强度（28d）应满足如下要求：桩顶～2/3桩长范围：≥1.6MPa；2/3桩长～桩尖范围：≥1.4MPa。
　　4.2、高压旋喷桩单桩承载力要求
　　高压旋喷桩单桩承载力表
　　桩长（m） 单桩承载力（KN）
　　10 307
　　11 337
　　12 367
　　13 397
　　14 427
　　15 442
　　质量检验标准
　　序号 控制参数 控制标准值 备 注
　　1 桩机安装垂直度偏差 ＜1% 查施工记录
　　2 桩位偏差 ±50 mm 查施工记录
　　3 注浆压力 ≥20Mpa 查施工记录
　　4 水灰比 1：1 查施工记录
　　5 水泥用量 ≥180kg/m 查施工记录
　　6 桩径 ≥600mm 开挖抽查2％
　　7 桩长 不小于设计值 查施工记录
　　8 旋转速度 20~25r/min
　　9 喷提升速度 10~25 cm/min
　　10 桩身强度 不小于设计值 抽芯检查

　　5、注意事项
　　5.1、施工时应先施工内排桩，后施工外排桩
　　5.2、水泥浆液应连续供应。如发生断浆现象，须复打，复打重叠长度必须大于1.0m。
　　5.3、浆液拌和应均匀，不得有结块；浆液不得离析或停滞时间过长，超过2小时应停止使用。
　　5.4、构造物基底水泥搅拌桩桩顶高程应根据构造物底高程进行计算确定，同时应考虑凿除50㎝桩头的影响。
　　5.5、旋喷废浆应予以充分利用，施工过长中可在相邻桩之间开挖一定深度的浆液存贮沟（沟宽0.6～0.8米，深0.8～1.0米），待浆液凝固后形成具有一定强度的桩间横系梁，以增强各桩间共同作用，提高地基承载力。施工中控制冒浆量小于注浆量的20％，超过20％或完全不冒浆应查明原因，采取措施。
　　5.6、成桩28d后，可开始基槽开挖，凿除50㎝软桩头，桩头凿除后桩长不得小于设计桩长。
　　5.7、提钻喷浆的速度控制，控制好旋喷速度，保证不大于25cm/min且稳定，灌浆管分段搭接的长度不得小于10cm。底部时应适当加大压力保证底部桩头大于设计，顶部时应重复提钻喷浆一次保证桩头的完整。
　　5.8、提升旋喷过程中确保压力达到设计要求，不小于20Mpa，使足够的水泥浆压入土体，钻杆旋转速度再规定范围内，20~25r/min，确保桩体的均匀性和整体性及强度。
　　6、结语
　　实践表明，采用高压旋喷桩技术进行软土地基加固的效果是显著的，它具有加固体强度高、加固质量均匀、施工操作简便、占地高度小等特点，可用于处理加固淤泥质土、粉土、粘土等软土地基，适用于场地狭窄、不宜进驻大型机械设备等场合，可有效地减少地基总沉降量和不均匀沉降，地基处理效果明显。
　　参考文献:
　　[1] 叶书麟. 地基处理工程实例应用手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1983，3
　　[2] 程云朋. 高压旋喷桩在地基加固中的应用探讨[J]. 山西建筑，2007
　　[3] 李 兵. 高压旋喷桩施工技术[J]. 甘肃科技，2005

桥梁工程的论文

桥梁工程的论文

无论是在学习还是在工作中，大家都不可避免地要接触到论文吧，论文写作的过程是人们获得直接经验的过程。那么你知道一篇好的论文该怎么写吗？下面是我精心整理的桥梁工程的论文，欢迎阅读与收藏。

1、桥梁工程项目风险评估基本理论与方法

1.1风险评估大致过程

通常的风险评估过程为：分析并辨认风险因素，从而预测未来会出现的风险性因素与事件，通过定量与定性两种方法对所辨认出的风险进行深入全面的论证，从而对风险因素进行分类，以及不同风险发生概率以及风险分布状况等等。各类风险的危害等级。利用单个与整体风险评估准则来分别分析单个项目风险以及整体项目风险大小，分析其是否可以被接受，以此来制定出科学而有效的解决对策，或者对工程项目实施科学的调整。

1.2风险评估基本理论分析主要的风险评估理论主要包括：风险识别、风险估计、风险评价与决策。

（1）风险识别

就是利用科学的方法、途径和措施来全面、客观地判断、认识风险因素，并实施量化识别。桥梁构造与施工都相对繁杂，在有限的资料信息条件下，可以通过专家访问，问卷调查等模式进行估计分析，从中发现核心风险要素。

（2）风险估计

风险估计也是风险评估模式之一，具体体现为针对任意一风险来评估其出现的概率、可能带来的影响等等。具体涵盖两大点：概率估计与损失估计。第一，概率估计通过不断做试验，利用科学的统计学理论来计算分析。也可以立足于概率原理，将事件分析成基本事件，通过分析的形式加以计算。采用这两类方法最终获得概率数值是客观的、实际的，不被任何人的主观意识所左右，可以被叫做客观概率。现实的桥梁工程项目风险估计中，往往是资料信息不充足，手头掌握的有限信息量也无法付诸实验，这样就很难进行精准的预测、运算与分析，导致概率概数等也难以精准地得出，所采用的多数是主观概率，容易造成偏离客观现实，因此实际工作中最重要的就是提升估计的客观度。第二，损失估计损失估计多年来一直未被提上日程，然而，实际上对于桥梁工程项目来说是十分重要的，通常利用经济学方面的方法，通常对损失进行科学划分，分成几个小的类别，包括：直、间接损失、人身损害、环境损失等等，再分别计算出不同损失的具体数值。这样就能更加精准地计算损失数量，但是，却难以操作实施，不妨依然前面提到的方法，那就是聘请专家，凭借其技术、知识和经验来科学预测分析，再采用科学的计算、运算方法，提高估计的客观性。

（3）风险评估

立足于风险识别与估计，桥梁工程项目开始进行风险评价，创建一个全面覆盖的风险评级模型，着重分析风险概率与所带来的后果，从整体上核算出系统的风险数值。再参照风险接受规定与评价指标，来全面分析、综合评价系统的风险，从中分析出系统风险能否被承受，同时提出科学的风险应对策略与解决措施，从而确保桥梁工程项目建设能够在安全风险内开展。较为常用的风险评价法主要包括：权衡法、彻底规避法、风险评价综合方法等等。然而，桥梁工程项目建设施工是一项非常复杂的工作，会受到诸多因素、各种条件的影响。其中采用综合方法能够产生更好的效果和意义，对于桥梁工程项目来说，必须进行全面的风险因素综合分析。首先，依靠专家调查分析法，明确不同因素的风险概率，以及可能造成的损失大小。其次，参照不同因素的地位轻重、意义大小来定夺其加权系数。其次，在综合评价算法基础上，把隶属度同加权系数合并，最终算出风险大小。

（4）风险决策

一切风险识别、估计与计算最终的'目标都是为科学决策做铺垫，能够通过有效的决策方式来控制风险，减少风险的危害，根据风险评价指标来对决策方案作出科学的取舍，获得最合适、最优方案，并确保贯彻落实。

2、桥梁工程项目的风险评估过程

全面彻底分析并掌握即将投建施工的工程项目，明确基本信息，广泛搜集其相关资料，例如：工程所处位置、设计信息、气象条件、地质状况以及其他方面的资料信息等等。

（1）对评价层次单元与研究专题进行分类规划。

（2）对于不同评价单元未来预测出的风险事故加以归类、划分。

（3）深入而全面地总结探究不同事故风险发生原因、概率以及可能造成的后果等等。

（4）选择定量分析与定性评价相接结合的方法围绕风险事故展开评论与估计。

（5）针对不同的风险事故类型对应给予科学的控制性方法与策略。

（6）围绕不同评价单元风险展开评估与评价。

（7）把不同评价单元的评价集中整理，最终形成总体风险评价。

（8）获得最终的总结与经验。

（9）制定风险评估报告书。。

3、桥梁工程项目风险识别的依据

风险判断与识别是一项复杂又繁琐的工作，其中需要经历多个环节，涉及到多项复杂的工作，已经成为工程项目风险管理的必备前提，为了全面、彻底地预测出桥梁工程项目的风险，就要明确项目风险识别的依据，对于桥梁工程项目来说，主要从下面几点入手。

（1）工作经验

要想能够准确、全面、客观地识别工程项目风险，就需要工程项目人员具备全面、丰富的经验，在自身已有的工作经验基础上，来积极吸收和听取他人的想法和建议，从而做出科学、合理的取舍与选择。风险识别人员必须善于结合以往的工作经验，将曾经成功识别出的风险因素列入其中，从而提升风险的确定性。

（2）规划性资料

风险评价、预测与管理离不开一些规划性资料以及纲领性文件的支持，只有这样才能最初科学、合理的预测，工程项目的风险管理规划涵盖多方面的内容，例如：风险辨认、工作人员的安排、组织与规划等等，桥梁工程项目规划中也涵盖多方面内容，例如：项目投资、建设速度等内容。这两大规划性文件能够为风险的辨认与评价提供根据，这样才能促进风险识别工作的科学、完善、顺利进行。

（3）对桥梁工程项目风险进行分类

桥梁工程项目存在很多方面的风险，而且不同风险之间也会彼此影响、相互制约，为了有效控制风险，应该对不同风险进行归类划分，弄清不同风险的类型、原因以及可能带来的后果，从而对应采取有效的解决与应对策略，减少风险因素的出现或发生，创造出更加可观的经济效益。

4、总结

桥梁工程项目是一项复杂又繁琐的工程项目，其中存在多种复杂的风险因素，为了有效遏制风险、控制风险发生概率、减少风险造成的损失，就必须明确桥梁工程项目风险评估实用方法，选择科学合理的风险评估程序，从而提高工程项目的运作效率，获得更高的经济效益。

摘要 ：随着我国的发展，公路桥梁成为重要的交通枢纽，它给我国的贸易经济往来提供了广阔的渠道，在我国的经济发展上起了很重要的作用。因此，我国在公路桥梁的建设上投入更多的人力和物力，在最大程度上保证公路桥梁的质量，目前我们在公路桥梁施工质量控制上还是存在很多的问题，相关施工技术也不是很成熟，本文就对这些主要问题进行剖析，并结合专业知识提出科学合理的优化控制方案，为推动我们的公路桥梁事业作出自己的贡献。

关键词 ：公路桥梁工程；主要问题；质量；管理对策

我国目前对公路桥梁的施工技术和质量都十分重视，我认为两者是相辅相成的，只有在施工技术上得到提升，公路桥梁施工的质量才能从根本上有所提升，因此我们对两方面的不足要有一个深刻的认识，这样才能对症解决，从而促使我国的公路桥梁事业平稳持续的发展。

1、公路桥梁工程施工存在的主要问题

1.1公路桥梁承载能力弱

我国的人口数目在不断的膨胀，人们的经济能力也在不断地提升，越来越多的人购置了私家车，公路桥梁的车辆通行的数目也就连年增加。凡事都有自己的最大承受限度，公路桥梁也不例外。长时间的超负荷使用，桥梁和公路的寿命大大缩短，其质量也就在使用中产生了巨大的安全隐患。而公路桥梁的承载能力比较低，就更加无法满足人们的使用需求，给人们的交通秩序带来一定的影响。公路桥梁的承载能力弱和它的施工技术是分不开的，这是施工技术不到位的体现。在施工过程中的不规范和一切细小的问题都会在时间中不断地放大，在后期的养护工作中的施工技术的不到位，也会缩短桥梁和公路的使用寿命。对一些路面病害的不及时处理也就导致了整个公路或桥梁的结构变化，一旦受到强大外力的作用下容易引起坍塌事故，给人们的人身安全带来隐患。

1.2公路桥梁施工技术单一和不娴熟

虽然我国的公路桥梁技术发展已久，但由于中国古代的闭关锁国导致了公路桥梁的发展有所滞后，给我国现在的公路桥梁技术也带来了一定的影响。在公路桥梁的施工技术上还是显得单一，我国的施工建设人员对于地势较高的公路桥梁的建设来说，是比较缺乏工作经验的，这样就导致在实际的施工过程中引发施工技术不娴熟，在工期上也会有所延误。在施工材料上我国的处理技术还不是很发达，对于混凝土的强度和黏度没有根据实地环境来进行科学的设计，导致公路桥梁的质量不过关，对于山区的公路桥梁工程我们的建设人员缺乏抗震意识，在自然灾害来临时，给人们的财产和人生安全都会带来极大的损害。

1.3公路桥梁施工中防震防沉技术

在地势崎岖的山区，建造公路桥梁的时候应该注意做好防震和防下沉工作。山区地势较高，在建造上本身就存在一定的难度，自然灾害的侵袭也比在平原的时候多，因此在施工材料上我们要选择防震能力强的材料，增强公路桥梁本身的质量水平。山区雨水也比较丰富，在雨水冲刷的时候容易造成软弱路基的形成，给公路桥梁造成损害，长期如此，整个地基就会下沉，公路桥梁的整体路面就会低于周边的路面。因此，加强防震和防沉工作，可以有效地延长公路桥梁的使用寿命，在质量上也能得到一定的提升。

2、公路桥梁质量管理对策

2.1健全公路桥梁质量管理制度

我国公路桥梁质量管理制度虽然目前还不是很成熟，但我们企业需要对工程中易出现问题的地方作出硬性规定，这样在技术质量上就会得到保障。企业不仅要在公路桥梁的质量上做好制度的规定，还要时刻关怀施工建设人员的利益，在保障他们应有的利益前提下，他们才能没有负担的进行工作，在工作中才会带有积极性，在管理上也易于沟通，在操作技能上也会积极去提升，对于施工中的质量不合格处，对相应的建设人员作出罚款的行为，这样赏罚分明，才有助于加强公路桥梁的质量建设。

2.2加强对施工场地安排的管理

因为公路桥梁建设的工程浩大，各种建筑材料和机器设备种类和数量多而杂，因此，我们应该专门设定一个人来对建筑材料和设备进行管理。在施工场地的安排上，需要根据施工程序的先后来确定大型施工设备的进场顺序，一来保证了施工的及时，二来使得施工场地秩序完好，减轻了施工现场交通拥堵的情况。对于施工的建筑材料，我们的专业管理人员应该清点好它的数量和种类，在质量上也要进行核对，在没有差错的情况下进行入库，并对一些材料进行遮光遮湿的处理，防止降低材料的自身性能。

2.3加强公路桥梁施工材料的质量管理力度

施工材料的重要性不言而喻，只有做好施工材料质量上的把关，我们才能够对公路桥梁的质量有最基本的保障。在施工前期我们应该货比三家，对建筑材料进行质量的测试，并结合经济原则进行选购，在购买前对商家进行一定的了解，选择与具有质量检测过关证书的厂家合作，这样的合作才是长久地利益合作，才能保证双方的利益都不受损害。

2.4严格公路桥梁竣工质量验收

在施工结束后，我们还要加强后期质量检测的工作，这是工程最重要的环节之一。因此提高监理工程师的工作效率是很重要的任务。监理工程师必须由专业检测人员担任，在自我素质要求上相对较高，在进行质量检测的时候首先要明确检测的内容及其标准，其次做好检测仪器的校对工作，最后严格全面的进行检测，在质量达标后才能将公路桥梁工程投入使用，这样就能在很大程度上提高了公路桥梁的质量。

3、结语

公路桥梁在我们的生活中扮演了很重要的角色，它不仅解决了我们生活中的交通问题，还给我们带来了繁荣的经济，因此我们要保障公路桥梁施工项目中的质量水平。而公路桥梁的质量水平应该从多个方面来进行提升，其中最重要的就是从施工技术上进行提高，不单单从材料上进行质量把关，更重要的是有新技术的突破，需要引进一大批建设人才来对目前的施工技术进行不断的提升，从而增强它们抗自然灾害的能力，在质量的控制上我们要从各个方面进行细化管理，落实到每道工序的质量监测，对于不合格工序一定要进行惩罚，以此来警醒每个施工建设人员，才能营造良好的施工氛围，达到优秀的施工质量。

参考文献

[1]葛振才.解析公路桥梁施工技术的不足及改进措施.山西建筑，2013（9）：16.

[2]刘成德.论公路桥梁钻孔灌注桩施工质量控制.华章，2013（7）：24.

[3]高雪磊.高速公路桥梁施工风险评估优化研究.长安大学，2013（8）：31.

桥梁工程技术论文范文

在工程项目建设中桥梁施工是个重要环节，桥梁建设发展的关键在施工技术水平。下面是由我整理的桥梁工程技术论文范文，谢谢你的阅读。

桥梁工程施工技术

摘要：在工程项目建设中桥梁施工是个重要环节，桥梁建设发展的关键在施工技术水平。科学技术在不断的进步，施工机具、设备和建筑材料都在发展，桥梁施工技术也得到了不断地改进、提高。为桥梁施工技术水平的不断提高，本文浅谈了桥梁施工方法及桥梁的几项施工技术。

关键词： 桥梁 施工 技术

中图分类号：TU74文献标识码： A

前言

在我国古代桥梁的兴盛年代，其间在桥梁型式、结构构造方面有着很多创新，可谓“精心构思，丰富多姿”。宋代之后，建桥数量大增，桥梁的跨越能力、造型和功能又有所提高，在桥梁施工方面充分表现了我国古代工匠的智慧和艺术水平，成为我国桥梁建造史上的宝贵财富。解放初期，我国的公路、城建部门在恢复、改造和新建公路与城市道路上改建和新建了数量可观的桥梁，使通车里程比解放前有了成倍的增长。随着科学技术的进步，施工机具、设备和建筑材料的发展，桥梁施工技术得到了不断地改进、提高。

一、现浇连续梁

1、支架法就地现浇连续梁一般要求

支架法就地现浇连续梁的支架施工,安装前必须进行支架刚度、强度及稳定性等计算,确定立杆间距及横杆间距,并对杆件进行逐根质量检查。基础处理是现浇梁支架体系的关键部位,桥梁全长范围内地基承载力必须满足连续梁施工的全部荷载,并须保持支架不产生变形,不得发生沉降现象,否则,进行加固处理。若地基所处路段为软土路基地段,地基承载力较低,地基采用三七灰土换填、压实处理,换填厚度根据计算荷载确定,以提高地基承载力。处理后的地基,经地基承载力检验合格后,方可进行支架搭设施工。支架底设置底托。

2、施工控制

施工控制的目的是确保结构的安全和稳定,使成桥后桥面系线形达到设计要求,并且使结构的内力分布与设计理想的状态基本吻合。在确保结构稳定的前提下,采用变形与应力双控,以变形控制为主,兼顾应力的发展情况。全桥都要进行变形、施工挠度与标高控制。

控制方法:以整体承载能力和抗倾覆稳定为主;加强纵横斜拉剪刀撑布置,增加外侧斜支撑或者斜拉筋,提高抗倾覆稳定性;高宽比特别悬殊的(大于5的)独立支架,应优先选用大型型钢支架。立杆接头错开布置,每个水平面接头不得大于总立杆数的50%。立杆接头扣件索紧牢固,或者加楔塞紧;加强纵横斜拉剪刀撑布置,约束立杆变形;水平杆接头扣件索紧牢固,或者加楔捆绑牢固,确保有效;水平拉结杆步距不得大于计算值;加强纵横斜拉剪刀撑布置,约束立杆变形。针对性保证措施:

(1)地基碾压整平,达到承载力要求。

(2)支架基础高于周围地面20cm～30cm,周围设置截水沟,防止雨水流进,施工中严防水侵泡。

(3)对碾压碎石基础而言,应设置纵横交叉枕梁(方木或者型钢),提高整体受力效果;格外加强高低差方向斜拉剪刀撑;顺桥向高低差形式的,应将支架与墩台身间采用较强的刚性连接;横桥向高低差形式的,设法在支架高边一侧增加斜支撑和矮边增加斜拉筋;通过预压检测和检验计算成果,为施工调差提供准确参数,荷载集中部位横梁严格检查验收。

3、待浇混凝土的梁段搭设新的暖棚, 与已浇注混凝土梁段的暖棚之间, 挂保温帘分隔保温管道压浆:

(1)已施工的现浇梁段的暖棚、外模、底模不拆除,也不前移,用于已浇梁段的预应力管道的保温。待浇混凝土的梁段搭设新的暖棚,与已浇注混凝土梁段的暖棚之间,挂保温帘分隔保温。采取覆盖和包裹保温措施后。

(2)预应力孔道内的浆液,其强度达到25MPa前,保持其温度位于0℃以上。

(3)压浆前,孔道及两端必需密封,用高压水或高压风将管段内吹沈干尽,管道内不得存水。然后进行压浆。

(4)预应力孔道注浆的保护主要是泌水问题,浆体要求不泌水,适当早强,减少受冻的可能性、微管的膨胀性。浆体搅拌时,不能用热水与水泥直接搅拌,水泥应保温,不露天存放。为了使浆体不泌水,适当早强采取以下方式:

a采用1000r/min的高速搅拌装置,降低水灰比至0.3以下;

b增加保水性材料(如粉煤灰、硅灰)减少泌水;

c添加高效减水剂降低水灰比;

d应用毛细水泌水试验,检验浆体的泌水性能。

二、悬臂式现浇

1、悬臂式现浇一般要求

托架采取自支撑体系构件设计。墩身施工时按要求在墩身相应位置预先埋设托架钢桁件。结构需要经过严格的受力计算。托架预压:

(1)托架使用前对托架进行预压,以检测托架的强度及稳定性,同时测量托架的非弹性变形值和弹性变形值。

(2)预压的荷载大小按照托架承载的混凝土重量,然后再考虑施工荷载和施工的安全系数来计算。

(3)卸载的顺序按照压载的反顺序进行并且作好观测记录,对预压期间获得的数据进行分析,找出非弹性变形值和弹性变形值,归纳出回归方程作为调整立模变高的依据。挂篮设计:包括主桁架、底模平台、模板系统、锚固系统、走行系统设计满足施工荷载、稳定性、安全性、可操作性。

2、悬浇梁施工技术措施

技术措施:

(1)挂篮的安装运行及使用均为高空作业,要采取全面的安全保证措施;现场技术人员必须检查挂篮的位置、前后吊带、吊架及后锚杆等关键受力部位的情况,发现问题及时解决。

(2)检查预留孔位置的准确性及孔洞是否垂直;浇筑混凝土前后吊带用千斤顶顶紧,且受力均匀,以防承重后与已浇筑梁段产生错台。

(3)施工中加强观测标高,轴线及挠度等,整理出挠度曲线。

3、悬臂梁施工注意事项

悬臂段施工必须把安全工作放在头等位置。在施工中,除做好防护平台,安全网等措施外,特别要对施工人员进行交底,提高安全意识,避免可能出现的各种落物等危险因素。

三、加强桥梁施工质量管理

1、应重视结构的耐久性问题

桥梁在建造和使用过程中，一定会受到环境、有害化学物质的侵蚀，并要承受车辆、风、地震、疲劳、超载、人为因素等外来作用，同时桥梁所采用材料的自身性能也会不断退化，从而导致结构各部分不同程度的损伤和劣化，既影响了使用又增大了经济损失。

2、加强混凝土质量管理

首先，施工单位要严格按照国家建材标准采购材料，并由始至终地保证水泥材料的质量稳定、不变质，对于大体积混凝土，要采用水热化低的水泥;其次，在施工过程中，施工工人必须按照强度等级、抗渗等级配比混凝土，还有充分控制好混凝土入模时的温度，进行分层浇筑以及设计合理的养护措施，通过在混凝土表面覆盖草席、草帘等确保降低温度应力，避免混凝土出现温度裂缝;再次，在浇筑混凝土时一定要振捣充分，尤其是腹板内预应力管道比较集中的地方更要做到不欠振、不漏振，确保混凝土浇筑密实。

3、加强桥梁结构质量管理

首先，施工单位要仔细精确地做好测量工作，放线定位工作要做到准确无误，不能出现丝毫偏差。在桥墩、桥台施工完成后，要将桥梁的平面位置完全确定下来;其次，由于桥梁结构形式很多，施工工序和技术较复杂，要求的施工工艺较精确，因此，施工单位必须严格按照设计图纸进行施工，从混凝土的振捣、养生、到预应力的张拉等都要严格管理和控制，以确保桥梁结构的承载能力;再次，还要着重注意桥梁外观的美观平滑，不能出现由于施工手段的缺陷或混凝土振捣不均而引起的外观质量欠缺。

结束语

总之，在桥梁建设中，我们应该根据实际情况来选择适宜的施工方法和技术。现代桥梁建设的施工技术发展突飞猛进，不断地涌现出了先进的技术、设备和高科技材料。当然在建设的过程中我们会遇到各种新问题，这就需要我们不断探求新方法、新技术。

参考文献

[1] 徐君兰.大跨度桥梁施工控制[M].北京：人民交通出版社，2000.

[2] 向木生，张世，张开银.大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术[J].中国公路学报，2002，10.

[3] 郝志刚.探讨桥梁施工技术与管理[J]. 科技信息. 2012(08)

[4] 柏冰,王灿彬.浅谈桥梁工程的施工技术与安全管理[J]. 科技创新导报. 2012(11)

点击下页还有更多>>>桥梁工程技术论文范文

我想写一篇关于道路与桥梁的论文请问怎么写

索结构在桥梁工程中的应用及基本防腐处理措施
摘要:研究目的:索结构在桥梁工程中得到了日益广泛的应用,其主要应用桥型范围是悬索桥、斜拉桥、拱桥、
系杆拱桥等,索的构造也相应分为缆索、拉索及吊索等多种类型,根据桥梁索结构所处的环境条件,相应对其
提出了很高的防腐性能要求。
研究结论:索结构由于其优异的材料性能特点,在桥梁等多种工程中得到广泛应用,为保证长期安全使
用,对索结构的防腐应采取综合工程措施。目前对构成索结构的材料采取的基本防腐处理措施主要为热浸镀
锌和环氧喷涂处理。
关键词:桥梁工程;索结构应用;腐蚀特点;防腐措施;热浸镀锌;环氧喷涂
　　随着我国桥梁建造水平的提高,在对桥梁与运输
服务的综合效益、与周边环境相协调的景观要求、与结
构使用寿命相一致的耐久性设计等方面都提出了更高
的要求,悬索、斜拉等桥型结构的应用日趋普遍,对索
结构的防腐处理提出了新的要求与课题。
1　索结构在桥梁等工程中的应用特点
索结构在桥梁工程中得到了日益广泛的应用,根
据索的应用部位、结构受力及变形特点,主要包括缆
索、拉索及吊索等多种类型,索的材料主要由钢丝束、
钢绞线、钢丝绳等柔性构件构成,同时部分有类似功能
要求的构件也可采用圆钢等(如小跨度吊桥的吊杆
等),索结构在桥梁工程中的主要应用桥型结构范围
是悬索桥、斜拉桥、拱桥、系杆拱桥等,其中包括悬索桥
的主缆索和吊索、斜拉桥的斜拉索、拱桥及系杆拱桥的
吊索、水平拉索(明索)等,对于一些桥梁结构的特殊
处理(包括施工过程中的临时受力需要)及旧桥加固
等有时需采用体外索的处理形式,也属索结构在桥梁
工程中的应用范围。
另外,也有一些诸如预应力锚索等也在包括桥梁
等很多工程中得到日益广泛的应用,特别在水电、高挡
墙路基、桥梁以及其它各种加固工程等应用十分广泛,
对保证工程安全、有效控制工程投资发挥了重要作用,
尽管有些严格从结构特点上判断不属于索结构,但从
防腐处理考虑则很多具有类似的技术要求。对不稳定
的岩(土)体采用预应力锚索体系进行整体加固已成
为目前基本选择和常规做法,工艺上也具备愈加成熟
的特点,在道路工程设计施工中也常常面临高路基工
程,从满足受力要求、节省工程量、节约占地需求、降低
工程投资、改善外观效果等方面考虑,自立互锚(或半
自立锚固)混凝土挡土墙也应用较多,山区地形条件
更是如此,桥梁工程中也有较多应用工程实例,以切实
保证结构安全及设计合理,如在万州长江二桥的锚碇
结构设计中,根据工程地质条件,为保证结构安全及有
效控制工程量,锚碇前端采用了预应力岩锚体系。
目前,从桥梁跨度、桥型构造特点、结构美观、施工
条件等各种因素综合考虑,索结构在桥梁工程中的应
用前景十分广泛,包括永久工程及临时工程等,尤其是
钢索的柔性结构特点对施工可以带来很大便利,而随
着材料科学的不断发展,用于索结构的主要材料钢丝、
钢绞线、钢丝绳等材料强度不断发展、规格系列越发齐
全、防护水平显著提高,同时设计计算分析水平及施工
操作水平也迅猛提高,以上各种条件变化为索结构在
桥梁工程中日益广泛的应用创造了良好条件。根据腐
蚀条件及长期使用经验,对包括桥梁用各类索结构的
防腐处理引起工程界愈加高度的重视,成为衡量桥梁
工程设计施工质量、保证结构耐久性关键控制因素之
一,结合有关防腐处理研究部门及相关生产厂家的共
同努力,其防腐处理的工艺及技术水平也有了很大提
高,除对索结构的基本材料钢丝、钢绞线等本身外表面
必须进行必要的防腐处理,通常采用热镀锌或环氧涂
层防护等处理措施,还需对成型后的缆索或索股等采
用其它防护处理措施,为切实保证其有效防护使用年
限要求、提高整个工程的使用性能条件提供良好保证。
对由平行钢丝或钢绞线构成的各种拉索、吊索等
构造,其成型规格尺寸通常不是很大,一般外表面采用
热挤PE进行防护,应在工厂进行专业化施工,同时PE
材料也具备较好的现场修补条件,热挤PE有单层或
双层构造,外层有多种色彩选择,可以满足防护及景观
效果等多方面要求;悬索桥主缆在成桥后需对其采取
综合防护处理,有较高技术要求;对于由钢丝绳构成的
索结构通常可采用涂装或油脂防护;此外,对索结构的
锚固与其它构造的衔接处理也高度重视,采取了一系
列工艺改进措施。
2　桥梁索结构应用中存在的主要问题
由于索结构基本为体外构造,暴露于大气环境之
中,处于十分不利的腐蚀环境条件,因此,用于桥梁工
程时必须充分考虑其很高的防腐性能要求,不仅包括
索的自身防腐处理,对其与相关构造的衔接处理也需
予以高度重视,且在很多情况下成防腐薄弱环节及影
响结构安全的控制因素,必须采取有效措施切实保证
其耐蚀性要求,为确保结构整体安全创造有利条件。
在以往国内外桥梁工程设计施工中,尽管针对索的防
护重要性有一定认识,通常也都采取了相应的防护处
理措施,但由于受当时防护处理技术水平、认识水平及
重视程度不够的制约影响,因而由于对索的防护处理
不力、影响工程正常使用及需要进行返工处理的工程
实例很多,而进行相应事故的处理投资费用很高,且费
工费时,对正常交通一般也会造成很大影响,个别严重
的还会造成工程报废,所造成的影响及损失更大,从结
构特点及以往工程实例特点分析,其中斜拉桥出现的
问题更多一些,由此造成了很大的直接及间接损失,拱
桥的吊索也很容易发生类似问题。
针对悬索桥结构而言,对其主缆的防护历来十分
重视,通常除对材料本身进行必要的防护处理外,对成
型后的缆索外表面通常还会采取一系列其它防护处理
措施(结构封闭及涂装处理),使之缆索处于相对封闭
状态,同时主缆的受力特点也决定了其受力条件较为
均匀,应力幅度变化相对不大,两端连接锚头基本采用
工艺成熟的热铸锚工艺,材料性能匹配较好,通常不会
出现腐蚀局部薄弱环节,基于以上特点,悬索桥由于主
缆防护处理不利出现重大工程事故的不多,因而就主
缆防护存在一定的重视不够或认识不足之处,在较长
一段时间就此方面的技术发展进步相对不大,但并不
表明其缆索的的防护处理就不存在技术问题。由于大
跨度悬索桥对主缆索进行了封闭处理,进行相应检查
较为困难,有些问题不能及时发现和暴露出来,但近年
来美国、日本等国家对以往修建的大跨度悬索桥主缆
索进行的相关检查(拆除外表面涂装及缠丝后)中发
现,其主缆钢丝的锈蚀现象较为严重和普遍,主要原因
是虽然对钢丝自身及缆索外表面进行了相关的防护处
理,但外表面防护处理仍难以完全避免外部水汽浸入,
防护涂层的龟裂及索鞍、索夹等防水薄弱环节的存在
是主要原因,而水汽一旦浸入则很难顺利排出,由此形
成主缆内部湿度很大,严重恶化了其腐蚀环境,造成钢
丝锈蚀,因而近年来除该改进缠丝材料构造及工艺、采
取进一步的封闭措施外,还考虑采用必要的除湿设备,
当然工程投资会有所增加,但考虑长期使用目的仍是
必要的。我国进行现代意义的大跨度悬索桥建设时间
不长,各桥梁工程对主缆也尚未进行相关检查,有些可
能出现的问题也尚未暴露出来,但借鉴国外经验,对主
缆防护采取各种加强措施仍是十分必要的。
国内外桥梁工程由于对索的防护处理不利造成较
大影响及损失的主要工程实例有:德国汉堡的Kohl-
brand Estruary桥,由于斜拉索腐蚀严重,建成的第三
年就更换了全部的斜拉索,耗资达6 000万美元,是原
来斜拉索造价的4倍;委内瑞拉的Maracibo桥,建于
1958~1960年间,受当时技术水平制约,其斜拉索没
有进行镀锌处理,采用一般的涂漆防护,经过不断的风
雨侵蚀,斜拉索锚头处的锚箱罩盖率先损坏,进而使得
斜拉索与上锚箱的接口处发生锈蚀,且相当一部分锈
蚀十分严重, 1979年发生个别斜拉索断裂,因此决定
对全桥斜拉索进行更换,全部进行镀锌处理,并采用了
含有铅质的酚醛树脂糊膏进行表面防护,且换索后拉
索根数增加一倍;我国广州海印大桥于1988年年底建
成, 1995年起陆续发生索股断裂及松断事故,调查表
明产生的主要原因是管道压浆工艺未能保证拉索顶部
灌注饱满,造成拉索直接与空气接触进而发生锈断,为
防止事故的进一步发生,被迫进行全桥换索工程,耗资
大量资金及时间; 2001年11月7日,宜宾南门大桥
(拱桥)倒塌,事故调查发现拉索已经发生严重生锈;
此外,国内外还有许多斜拉桥建成后陆续进行了局部
换索或其它处理。美国在1903年建世界上第一座现
代化长跨度悬索桥W illiamsburg桥,受当时技术水平
和造价制约,没有对钢丝进行镀锌处理而采用一般防
护,建成后仅7年就发现钢丝锈蚀断裂, 1922年对缆
索补缠镀锌钢丝,但1934年又发现主缆内有水从锚碇
处流出,虽陆续采取了多种处理方案,但都没有能够阻
止锈蚀发展, 1992年开始被迫进行为期3年的主缆维
护工作,耗资7 300万美元。
3　索结构的腐蚀特点
索结构在桥梁工程的应用环境特点基本处于高空
之中,主要的腐蚀环境是大气环境腐蚀,在高纬度地
区,对悬索桥主缆索通常还要考虑到积雪对缆索的影
响。目前构成桥梁索结构的材料基本为高强度钢丝或
钢绞线组成,另外钢丝绳在悬索桥吊索中也有较多应
用,而钢绞线或钢丝绳也是由不同直径的钢丝在工厂
再加工而成,因此高强度钢丝是桥梁工程中索结构的
最基本材料,属冷拨碳素钢,包括强度等各项技术指标
不断取得提高,目前在不进行镀锌处理等条件下其标
准强度多为1 860MPa,而2 000MPa及以上标准是今
后的发展方向,且多采用低松弛系列,能够更好地适应
工程实际需要,同时,在对钢丝进行镀锌处理过程中,
钢丝表面会有一定损伤,因此镀锌钢丝(或钢丝绳)的
抗拉强度等有所降低,目前相关标准中通常采用
1 600~1 700MPa。
由于钢丝的含碳量较高,通常在0. 75% ~0. 85%
之间,因此塑性条件相对较差,在没有进行防护的条件
下其抗腐蚀性很差,造成钢丝自身腐蚀的主要原因包
括应力腐蚀及疲劳腐蚀:应力腐蚀是材料在一定环境
中由于外加或本身残余的应力,加之腐蚀的作用,导致
金属的早期破裂现象,金属的应力腐蚀破裂主要是对
应力腐蚀较为敏感的合金上发生,纯金属很少产生,合
金的化学成分、金相组织、热处理对合金的应力腐蚀破
裂有很大影响,处于较高应力状态情况下,包括材料内
部各种残余应力、组织应力、焊接应力或工作应力在
内,且基本为拉应力影响,可以引起应力腐蚀破裂,防
止应力腐蚀破裂的主要方法是消除或减少其应力状
况,并且通过改变介质的腐蚀性(添加缓蚀剂),选用
耐应力腐蚀破裂的金属材料,从而避免相关腐蚀的出
现;疲劳腐蚀是钢铁在交变应力作用和腐蚀介质的共
同作用下产生的一种腐蚀现象,同时也是在桥梁工程
的索结构中发生较为普遍、概率较大的腐蚀现象,减少
疲劳腐蚀的主要方法是选择适应相关腐蚀环境的抗腐
蚀的材料,同时对材料表面进行镀锌、涂漆等方法减轻
疲劳腐蚀的作用。
桥梁工程设计施工过程中,针对索结构的应用,从
保证其使用安全考虑通常都留有相对较大的安全系
数,不同的索结构及材料类型对相应的安全系数有具
体要求,尽管如此,各种索结构通常仍是在较高的应力
状态下工作的,虽然对于工作疲劳应当没有影响,但是
在高应力状态下,腐蚀介质和应力的相互发生作用,如
果不进行合理有效的防护处理,其腐蚀是非常容易发
生的,腐蚀发生将会大大影响钢丝的受力性能,同时从
桥梁工程的构造特点考虑,索结构与其它构造的衔接
部位通常也是最易受腐蚀的薄弱的地方,同时悬索桥
的主缆索在锚碇范围是通过散索鞍后散开在锚室内进
行锚固,而锚碇为地下结构,无论采用何种锚碇构造,
锚室内的空气湿度通常都很大,对包括缆索及各种连
接构件的防腐都十分不利,目前,在锚碇洞室内通常还
需设置排水及除湿设备,以改善洞室内的腐蚀环境条
件。1967年12月,美国西弗吉尼亚州和俄亥俄州之
间的俄亥俄大桥突然倒塌,事故调查的结果就是因为
应力腐蚀和腐蚀疲劳产生的裂缝所致。