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我所在的学校地处城乡结合部,原属企业学校现交由地法管理,由于长期投人不足,设备简陋,近年来择校风愈演愈烈,客观上也使我校的生源越来越差,立足本校,在长期的教学实践中我进行了一些尝试:
一、紧贴学生实际,布置养成性作业
设计作业的目的是让学生通过努力能够求得合理的答案。所以,作业设计必须贴近学生的实际应用能力。“贴近”既包含设计的作业在难度、广度和形式上要符合学生对语文素养发展的实际需求,也包含设计的作业要体现学生主体个性发展的实际需求。这样,作业设计才能有利于促进学生语文素质的健康发展。由于学生语文基础差,底子薄,学习习惯有待完善,因此生字、词和抄写,释义不仅是必不可少的作业形式,更有助于培养他们良好的作业习惯。经过多年的观察,这种简单的作业形式适用于我校的绝大部分学生,有利于他们基础知识、基本技能的培养。他们从小没有培养起注意力集中的学习习惯,能够准确无误地抄写对于他们都是一项难度不小的问题,这也许被好学校的初中语文教学早以弃之不用的作业形式,却非常适合我们学校,教育要为学生服务,只要是切合学生实际的就应该坚定不移地拿来为我所用。我们的学生家中有电脑的屈指可数,没有一个能上网,因此就不能布置需要上网查资料的作业。
二、紧贴学科特点,布置有语文味的作业
语文作业的科学设计,应该体现出语文学科的教学特点,符合语文学科教学的运行规律;否则,就会失去作业的促进功能,降低作业训练的效益。语文教学与数学、物理、化学等学科的教学具有本质区别,它的特质主要体现在:(1)语文教学内容是工具性、思想性、人文性与艺术性的自然复合。(2)学习主体对语文信息的内化过程,是按照陶冶性转化与感悟性养成的方式运作的。(3)语文信息的教学传导要达成的理想状态是目标预设和思想生成的对立统一,有预设才有吸收,有生成才有提高。所以,语文作业的科学设计应当与以上这些学科教学特点相适应,也就是说,要让学生做作业与学语文对口衔接。现在的语文教学提倡在生活中学习语文,这也提示我们在进行作业设计时,也要将触角伸向社会生活的广阔领域。这样,作业就不至于成为学生学习的负担,相反,能成为学生放飞思维平台,让他们什么时候都有话可说,也学着有话会说。可以临帖,培养他的良好的书写习惯;可以听新闻,锻炼他的听力;可以自己录音,提高他的朗读水平;可以阅读美文名篇,扩大他的阅读面;可以走进社会,挑出街头错别字;可以办手抄报,全面发展自己。
三、紧贴学生年龄特点,布置有兴趣的作业
叶圣陶先生曾说:“学习是学生自己的事,不能调动学生的积极性,不让他们自己学习,是无论如何学不好的。”不论什么时候兴趣都是最好的老师。学生对事物怀有强烈的新奇感,那些新颖、生动、灵活多变的事物往往容易引起学生的兴趣,促使他们的思维始终处于积极状态,产生强烈的求知欲,促使其进人最佳学习状态,我们的教育目标也就更容易达成。七年级上册《皇帝的新装》教学中我摒弃了传统的教学程序,干脆让他们自己回去看,上课时让他们自由组合表演课本剧。同学们一下来了兴趣,从表演课本剧的情况看,回去不但读了情节,还分析了动作、个性。互相配合研究情节,设计对话。这不仅使学生更好地掌握课文中人物的性格和文章主旨,更培养了孩子们的动手、动脑、互相协作的能力。
四、紧贴学生差异性特点,布置有层次的作业
从教育心理学角度看,学生的身心发展由于票赋及后天诸多的因素影响,存在差异,要想让不同层次的学生都能在完成作业的过程中获得的体验,教师必须采取分层作业的策略,让不同层次的学生都有自由选择的作业,自主完成习题的机会,让他们都能品尝到成功的喜悦。教师要根据不同层次能力的学生提供不同层次的作业资源,增加作业的多样性,从而保护学生的学习积极性。
比如把作业分为基础A、阅读B、写作C三种类型。A类作业主要是基础知识的积累,如抄抄词语、练练字,加上此类学生大多不够自觉,预习作业等强制性地要求他们做在本子上交老师批阅,促使学生养成良好的学习习惯。B类作业主要完成课外阅读及摘抄任务,一周须阅读并摘抄3次以上,同时写下简单的评析文字,掌握阅读规律,以读促写。C类作业则以写促读,规定每周至少练笔3次以上,长短不限,养成细心观察,善于思考,随时记录的习惯。在学生自主选择的基础上,再根据他们测试时的基本情况及平时表现进行二次分类,试行一段较长的时间后进行相应的调整。对于这样的语文作业,学生感觉受到了尊重,增强了自,因此能自觉完成作业。
五、紧贴生活实际,布置生活性的作业
从近年来中考、高考的作文实践中发现,很多孩子不善于观察生活,不会从平凡的生活中找寻闪光点,为了应付考场作文,编造出很多悲惨故事,什么爸爸有病,妈妈出车祸,好像不出点事,就发现不了生活的美。在作业设计中就有意强化这一点,切合他们的家庭环境,干脆就让他们利用周六、周日和父母一起工作一天。学生们的父母大多从事体力劳动,很多在工作中还要承受白眼儿,当周的周记及后来的作文中都表现出来,看到了子女对父母的心疼,更多的则是对父母的理解。这样的作业设计已超出了语文学习的范畴了,这种贴近生活的作业更多则是一种道德、情感、价值观的培养,是功在语文,利在一生的。
在新课程的实施过程中,只要老师心中装着学生,从学生的实际出发,关注学生的学习兴趣,激发学生的学习积极J胜,切不可盲目跟风,精心设计作业,科学指导并进行积极评价,必能使学生养成良好的学习习惯,最终实现学生全面和谐的发展。
当环氧沥青最佳用量为0.8kg/m2时,随组分B用量的增加,环氧沥青黏结层的拉拔强度先增大后减小,且编号HY3拉拔强度最大,表明国产环氧沥青黏结性能最好的组分A∶组分B最佳配比为1∶3.0。路用性能根据混凝土桥面薄层铺装结构力学分析结果可得知,在本研究参数取值范围内,黏结层最大拉应力为0.307MPa、最大拉应变为1237με、最大剪应力为0.164,考虑动力放大系数为1.5、剪切疲劳衰减安全系数为2.0。结合环氧沥青黏结层的剪切和黏结性能试验、温度观测分析及已有桥面铺装环氧沥青黏结层研究成果,提出混凝土桥面薄层铺装环氧沥青黏结层的路用性能要求,如表3所示。根据环氧沥青黏结层的剪切强度和黏结强度路用性能试验结果,提出三白荡特大桥试验段混凝土桥面铺装黏结层采用国产环氧沥青(组分A∶组分B=1∶3.0),经检验(20℃剪切强度为1.18 MPa、拉拔强度为3.64MPa)满足表3中路用性能要求。建议环氧沥青用量控制在0.8kg/m2左右,喷砂处理后的水泥混凝土调平层表面构造深度为0.3~0.5mm。环氧沥青黏结层的材料指标试验混凝土桥梁上部结构参数、调平层厚度与模量、铺装层厚度与模量、交通荷载与气候条件不同,对黏结层材料指标要求不同,而不同组分与配比环氧沥青黏结层材料指标差别大,应通过试验确定满足桥面铺装黏结层材料指标要求的环氧沥青组分与配比。用作混凝土桥面铺装黏结层的环氧沥青应满足固化时间、拉伸性能、柔韧性、耐热性等材料指标要求。固化时间试验环氧沥青固化时间直接影响着沥青混凝土铺装层铺筑与开放交通时间,要求在保证混凝土桥面铺装环氧沥青黏结层性能要求下缩短固化时间,可采用不同类型与掺量的固化剂来实现。国产环氧沥青固化时间一般为24h,即环氧沥青黏结施工后24h可以摊铺沥青混凝土面层,不会导致黏结层环氧沥青挤压与迁移,拉伸试验采用环氧沥青作为混凝土桥面铺装黏结层材料,其本身性能对桥面铺装的使用性能有较大影响。拉伸试验用以反映环氧沥青黏结层材料受拉破坏的应力和应变,测得的主要指标为拉伸强度和断裂延伸率。环氧沥青黏结层材料拉伸强度越大,其黏结强度和抗剪性能越好;环氧沥青黏结层材料断裂延伸率越大,其抵抗荷载变形的能力越强。将试模清理并涂刷隔离剂后,放入120℃的电热鼓风干燥箱中养生4h,将配制好的环氧沥青倒入试模中,并在120℃的电热鼓风干燥箱中养生4h,脱模后切成I型哑铃状试件。拉伸试验时试件在所需的试验温度下保温4h。拉伸试验结果受试件成型厚度、拉伸速度、试验温度等的影响很大。试验中成型试件的厚度控制在(3±0.5)mm范围内,拉伸速度为500mm/min,试验温度为(20±2)℃。表1中的3种不同性能的国产环氧沥青拉伸性能试验结果。编号HY3拉伸强度与断裂延伸率最大,即该配比环氧沥青黏结层抗拉性能最好、抵抗荷载变形的能力最强。柔韧性试验环氧沥青柔韧性直接影响着黏结层的低温抗裂性能,通过添加不同类型与掺量的增塑剂来实现。国产环氧沥青-20℃温度时的弯曲未出现脆断现象。耐热性试验环氧沥青是一种由环氧树脂、石油沥青及其他助剂等组成的一种高性能热固性复合材料,耐热性好。国产环氧沥青200℃温度时未出现明显流淌现象,完全能满足各种沥青混凝土铺装层高温摊铺而不流淌要求。材料指标要求根据环氧沥青材料指标试验、施工技术要求及已有桥面铺装黏结层环氧沥青研究成果,提出混凝土桥面薄层铺装环氧沥青黏结层的材料指标要求。
混凝土桥面薄层铺装力学分析
分析铺装层及黏结层受力特性,建立其力学指标与计算参数的多元回归模型,并用于基于环氧沥青黏结层的混凝土桥面薄层铺装结构优化设计。基本假设混凝土桥面薄层铺装结构力学计算时做如下基本假设:(1)混凝土桥面铺装结构均匀、连续和材料线弹性;(2)混凝土桥梁体、调平层、黏结层和沥青混凝土铺装层处于无缝工作状态;(3)水泥混凝土调平层与沥青混凝土铺装层间完全连续黏结,且黏结层完好无破损;(4)混凝土桥梁体、调平层、黏结层和沥青混凝土铺装层共同承受行车荷载的作用。计算模型及荷载作用位置混凝土桥面薄层铺装结构力学分析采用局部梁段作为计算对象,即将桥梁上部结构、水泥混凝土调平层、黏结层和沥青混凝土铺装层作为完整的力学分析结构。计算荷载采用标准轴载BZZ-100(轴载为100kN)的一侧轮胎加载,同时考虑30%冲击荷载作用[11],车轮与沥青混凝土铺装层的接触面积为460mm×200mm。计算模型和荷载横向作用位置如图5所示。由于车辆在桥面上行驶时有加减速、制动,加之桥面纵坡作用,轮胎与桥面沥青混凝土铺装层之间会产生较大的水平荷载。取水平荷载为轮胎接地压力的30%。力学特性指标敏感性分析引入正交设计方法,进行混凝土桥面薄层铺装结构力学特性指标敏感性分析。特性指标有黏结层最大剪应力与最大拉应力/应变、沥青混凝土铺装层最大拉应力/应变,试验因素包括水泥混凝土调平层厚度与模量、黏结层厚度与模量、沥青混凝土铺装层厚度与模量。根据混凝土桥面薄层铺装结构设计及经验,选取每个试验因素水平数为3个,选择正交表L27(36),安排27个试验方案进行数值计算。采用大型通用软件ANSYS,建立混凝土桥面薄层铺装结构有限元模型进行数值计算。施加荷载作用分别考虑对混凝土桥面沥青混凝土铺装层及黏结层受力的最不利位置,得到了黏结层及沥青混凝土铺装层最大剪应力与最大拉应力/应变。分析计算结果可得到如下结论:(1)随着混凝土桥面铺装层厚度与模量增大,黏结层最大剪应力和最大拉应力减小;随着黏结层模量、调平层模量与厚度增加,黏结层最大剪应力和最大拉应力先增大后减小。(2)随着混凝土桥面铺装层模量与厚度、调平层厚度增大,黏结层最大拉应变减小;随着黏结层厚度与模量、调平层模量增加,黏结层最大拉应变先增大后减小。(3)随着混凝土桥面调平层厚度和铺装层厚度增大,铺装层表面最大横向拉应力减小;随着铺装层模量、调平层模量和黏结层模量增加,铺装层表面最大横向拉应力增大。(4)随着混凝土桥面铺装层模量与厚度、调平层厚度与模量增大,铺装层表面最大横向拉应变减小;随着黏结层厚度与模量增加,铺装层表面最大横向拉应变先增大后减小。力学特性指标多元回归分析对黏结层最大拉应力/应变、铺装层最大拉应力/应变和黏结层最大剪应力进行多元回归分析。(1)最大拉应力多元回归分析。由混凝土桥面薄层铺装结构铺装层和黏结层最大拉应力与相关影响因素正交分析结果可以得知,该力学性能指标的关键因素为:调平层厚度T1、铺装层模量E2、调平层模量E1、铺装层厚度T2、黏结层模量E0。分析得出混凝土桥面铺装层表面最大横向拉应力与设计参数之间的回归模型为:(式略)分析结果表明,回归偏差平方和所反映的波动明显比剩余偏差平方和所反映的波动小,即回归效果显著;式(1)的相关系数R值为0.9065,式(2)的相关系数R值为0.9132,即相关性显著,基本反映了混凝土桥面薄层铺装结构的铺装层表面最大横向拉应力和黏结层最大拉应力与设计参数之间的变化规律。(2)最大拉应变多元回归分析。由混凝土桥面薄层铺装结构铺装层和黏结层最大拉应变与相关影响因素的正交分析结果可以得知,该力学性能指标的关键因素为:铺装层模量E2、调平层厚度T1、铺装层厚度T2、调平层模量E1、黏结层厚度T0和黏结层模量E0。分析得出混凝土桥面铺装层表面最大横向拉应变与设计参数之间的回归模型为:(式略)分析结果表明,回归偏差平方和所反映的波动明显比剩余偏差平方和所反映的波动小,即回归效果显著;式(3)的相关系数R值为0.9011,式(4)的相关系数R值为0.9134,即相关性显著,基本反映了混凝土桥面薄层铺装结构的铺装层表面最大横向拉应变和黏结层最大拉应变与设计参数之间的变化规律。(3)黏结层最大剪应力多元回归分析。根据计算结果,无法分析得出混凝土桥面铺装黏结层最大剪应力与关键影响因素之间的回归模型,后续优化设计只能根据计算结果建立其与单因素的回归模型。
关键词:桥梁基础抗震设计日本规范
一、引言
近十年来,世界相继发生了多次重大地震,1989年美国LomaPrieta地震(M7.0)、1994年美国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年台湾集集地震(M7.6)等等。因此,专家们预测全球已进入一个新的地震活跃期。随着现代化城市人口的大量聚集和经济的高速发展,地震造成的损失越来越大。地震灾害不仅是大量地面构筑物和各种设施的破坏和倒塌,而且次生灾害中因交通及其他设施的毁坏造成的间接经济损失也十分巨大。以1995年日本版神地震为例,地震造成大量高速公路及高速铁路桥隧的毁坏,经济总损失高达1000亿美元。
近几次大地震造成的大量桥梁的破坏给了全世界桥梁抗震工作者惨痛的经验教训。各国研究机构纷纷重新对本国桥梁抗震规范进行反思,并进行了一系列的修订工作。日本1995年阪神地震后,对结构抗震的基本问题重新进行了大量的研究,并十分重视减振、耗能技术在结构抗震设计中的应用。桥梁、道路方面的抗震设计规范已经重新编写,并于1996年颁布实施。美国也相继在联邦公路局(FHWA)和加州交通部(CALTRANS)等的资助下开展了一系列的与桥梁抗震设计规范修订有关的研究工作,已经完成了ATC-18,ATC-32T和ATC-40等研究报告和技术指南。与旧规范相比,新规范或指南无论在设计思想,设计手法、设计程序和构造细节上都有很大的变化和深入。
中国现行《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-89)在80年代中期开始修订,于1989年正式发行。随着中国如年代经济起飞,交通事业迅猛发展,特别是高速公路兴建、跨越大江,大河的大跨桥梁、大型立交工程以及城市中大量高架桥的兴建,规范已大大不能适应。但是目前所有国内的桥梁设计,对抗震设计均在设计书上标明的参照规范即是《公路工程抗震设计规范》和《铁道工程抗震设计规范》。与国外如日本、美国的同类规范相比,中国现行《公路工程抗震设计规范》水准远落后于国外同类规范。若不进行改进,则必将给中国不少桥梁工程留下地震隐患。
本文主要介绍了各国桥梁抗震设计规范中基础部分的抗震设计。基础部分对全桥的地震响应以及墩柱力的分布均有非常重要的影响。基础设计不当会导致桥梁墩柱在地震中发生剪断、变形过大不能使用等等,有时甚至是桩在根部直接剪断破坏。基础设计需要考虑的方面除了基础形式的选择以外还包括抗弯强度、抗剪强度桩基础连接部分的细部构造、锚固构造等方面。本文首先对中、美、日、欧洲、新西兰五国或地区抗震设计规范中有关基础的部分进行了一般性的比较。笔者认为,相对而言中国的规范在基础抗震设计方面较为粗糙、可操作性不强。而日本规范在这方面作的最为细致,技术也较为先进。因此,在随后的部分中详细介绍了日本抗震规范的基础设计方法。
二、主要国家桥梁抗震规范基础抗震设计的概况
本文将中国桥梁抗震规范与世界上的几种主要抗震规范(美国的AASHTO规范、Cal-tans规范、ATC32美国应用技术协会建议规范,新西兰规范NZ,欧洲规范EC8,日本规范JAPAN)进行基础抗震设计方面的比较。
中国桥梁抗震设计规范有关基础设计的部分十分笼统,只以若干定性的条款,从工程选址方面加以考虑,而对基础本身的抗震设计,特别是对于桩基础等轻型基础抗震设计重视不够。这方面,日本的桥梁抗震设计规范和准则规定得比较详细,是我们应当学乱之处。基于阪神地震的经验,地震后桥梁上部结构的修复和重建都比下部基础经济和省时、省力,因此桥梁基础的抗震能力的要求应比桥墩高。
三、日本桥粱基础抗震设计方法细节
1.按流程,先用震度法设计。震度法基本概念是把设计水平震度
Kh乘以结构Kh的计算方法如下:
其中Cz--地区调节系数;
Kh0--设计水平震度的标准值。
其中,δ是把抗震设计所确定的地基面以上的下部结构质量的80%或100%和该下部结构所支承的上部结构质量的100%之和作为外力施加到结构上在上部结构惯性力作用点位置发生的位移。
2.用震度法设计以后,如果基础结构是桥台基础或者桥墩的扩大基础,不需要用地震时保有水平耐力法设计。这是因为设计桥台基础时,地震时动力压力的影响非常大,此外结构背面存在的主体也使结构不容易发生振劾。而对于扩大基础来说一般地基条件非常好,因此,地震时基础某些部位转动而产生非线变形可以消耗许多地震能量。
3.用地震时保有水平耐力法设计时,首先要判断基础水平耐力有没有超过桥墩的极限水平耐力。这是因为地震时保有水平耐力法的基本概念是尽量使地震时在桥墩而不是在基础出现的塑性铰。如果在基础出现塑性铰,发生损伤后,修复很困难。所以,我们要把基础的行为控制在屈服范围内。
如果基础水平耐力小于桥墩的极限水平耐力,则要判断桥墩在垂直于桥轴方向的抗震能力是不是足够大(按式(3))。因为如果桥墩在垂直于桥轴方向具有足够大的抗震能力(例如壁式桥墩),而且基础的塑性反应在容许范围以内,则基础的非线能吸收大量的振动能量并且基础仍然是安全的。
桥墩的极限水平耐力Pu≥1.5KheW(3)
Khco--设计水平震度的标准值;
Cz--地区调节系数;
μa--容许塑性率;
W-一等价质量(W=Wu十CpWp);
Wu--振动单位的上部结构质量;
Wp--振动单位的桥墩质量;
Cp--等价质量系数(剪断破坏时1.0,剪断破坏以外是0.5)。
4.桥墩的极限水平耐力满足Pu≥1.5KheW时,对基础塑性率进行对照检查。虽然基础的非线行为能吸收大量振动能量,但是对于有的基础部件来说,可能会遭受过大的损伤。所以要控制基础的反应塑性率,按如下要求:
μFR≤μFL(4)
式中μFR--基础反应塑性率;
μFL--基础反应塑性率的限度。
5.发生液化时,要降低土质系数。随后的计算(对照和检查)同上述方法基本一致。
6.在地震时保有水平耐力法的流程中,最后是对基础水平位移、转角的对照和检查。要求是基础最大水平位移为40cm左右,基础最大容许转角为0.025rad左右。
1.1混凝土问题
混凝土是我国目前公路桥梁建筑中普遍采用的基本材料,在施工中,混凝土一方面对桥梁的桥体起到稳固作用,提高桥体结构的稳定性和耐久性;另一方面也为桥梁桥体起到防水的作用,防止桥体受雨水的腐蚀。若在施工中,使用的混凝土和易性不佳,就会降低其防水性能的正常效果,致使混凝土表层内形成气泡,气泡水分蒸发导致混凝土表层形成蜂窝小孔,长久以后,混凝土表面产生裂缝,造成桥梁桥体严重的质量问题。
1.2防水措施的技术问题
我国在公路桥梁建筑施工中采取的防水措施,主要是沿用传统的工艺和学习国外的技术,一方面受我国公路桥梁建筑施工发展时间较短的影响,另一方面则是因为在施工初期没有重视防水措施的实际使用。防水措施的技术水平较低,是造成桥梁桥体受雨水腐蚀进而大大缩减了桥梁实际使用年限的又一因素。
2公路桥梁设计的原则及要求
2.1公路桥梁的设计原则
公路桥梁的设计原则,根据桥梁的上下分布主要分为两个部分:2.1.1公路桥梁上部的设计原则公路桥梁上部的设计原则,主要在于重视桥梁上部分的结构构造,如主梁、搭板、伸缩缝等,在主梁的设计上:对于跨径在10m内的主梁,设计原则一般采用通用的混凝土钢筋结构,若单孔跨径超过10m,则应当选用含预应力技术的混凝土结构;若桥梁长度小于100m或单孔跨径小于20m,即宜选用空心板结构;若施工的桥梁跨河,难以利用支架进行浇筑工作,则应当选用连续的空心板结构。另外,考虑到实际桥梁桥面的平曲线以及通车运营时的平稳性,就应当在施工中适当减少伸缩缝数量,如单孔跨径16m以内的桥梁,在设计中仅需1道伸缩缝即可,注意在另一端利用连续结构进行施工,确保桥面的平曲线;若单孔跨径大于16m,应当将伸缩缝施工在桥墩,利用连续对桥两端进行施工,这不仅是考虑通车运营时的平稳性,更是减少安全事故的发生几率。2.1.2公路桥梁下部的设计原则桥台和桥墩等结构构造是进行桥梁下部设计时应当注意的,在桥台的设计上:填土高度对于保障桥台的质量具有重要作用,一般而言,在软土土层的路段,填土高度应当保持在6m内,在一般土层的路段,填土高度适宜保持在10m内;同时,桥台的受力方式一般都会采用重力式,这主要考虑到施工方便和成本控制,对于8m以上台身的墙面,一般而言宜用斜坡,斜率为10:1,需要注意的是对于水平方向存在高度差的地面,则应当选用阶梯式的前墙设计方式。在桥墩的设计上:若桥梁设计为一般结构,宜使用框架式桥墩,即直接在桥墩上盖梁;若在水平方向存在高度差的地面,选用桩柱式桥墩更符合设计原则;若桥梁不同跨径的桥孔的斜交角在30°以内,则桥墩设计应当采用双柱式;若桥梁不同跨径的桥孔的斜交角在30°以外,则桥墩设计应当采用三柱式。
2.2公路桥梁设计的要求
2.2.1设计和环境的结合桥梁的设计需要根据实际的地理环境,实现设计和环境的结合,这是公路桥梁设计的第一个要求。一般而言,公路桥梁的设计,是为了保障建成后的质量,这是进行施工的首要目标;同时,考虑到桥梁建成后的经济成本以及美观价值,则需要确保设计中要将实际环境作为参考依据。2.2.2达荷载标准达荷载标准,这是公路桥梁设计的第二个要求,公路桥梁的建设,是为了实现交通便利和促进经济的发展,达到通车荷载标准,这是公路桥梁实现其使用价值的必须要求。
3公路桥梁的防水措施
对建成的公路桥梁采取相应的防水措施,这对于避免桥梁主梁、桥面等出现裂缝、坍塌等情况的质量问题具有重要作用,同时也是对延长桥梁实际使用年限的有效措施。主要的防水措施有以下两个方面:
3.1建立防水体系
防水体系的建立和实施步骤主要分为四个部分:①桥面的清洁工作,对整体桥面的外观进行简单的清理,如油污、浮浆等污渍,保持桥梁桥面的干净;②基层处理剂的涂刷工作,使用配套的处理剂进行均匀涂刷工作,需要引起注意的是,在实施热熔操作的基层处理剂作业时,要确保桥面是在干燥状态,若桥面处于潮湿状态则可能发生安全事故;③防水层的铺贴工作,先使用喷灯等设备对桥面和防水卷层进行均匀加热操作,再弹出下坡面的基准线,待桥面干燥和卷材外层出现融化情况后及时进行铺贴工作;④接缝处的密封工作,完成铺贴工作后,需要注意接缝处的密封情况,使用喷灯对接缝处进行加热处理,做好密封处理。
3.2具体防水措施
严格设计和控制混凝土的配合比和浇筑的施工质量,确保钢筋混凝土结构内不会产生气泡,从而影响内部结构的稳定性,条件允许情况下利用机械设备对混凝土表层进行清理工作;严格控制伸缩缝的施工,首先确保施工操作的规范性,其次使用防水性能较好的材质,最后确保钢梁的受力安全情况,保证其位移的均匀性。
4总结
上个世纪末我国公路建设高速发展,而在全国进行大范围公路建设中因为桥梁桩承载力好,节省用料和人力的优点得到广泛运用。桥梁的桥体的承载力主要就是靠桥梁桩来承担,因此桥梁桩的基础加固是公路工程建设的基本保障。尤其是在我国这种地形地质条件相对复杂的山区,公路桥梁路段多且承载量要求较高。但是,我国大范围的桥梁桩基本上是钢筋混泥土进行建设的,很容易出现一些问题。1)水分的自然侵蚀。首先是钢筋混凝土中的钢筋极容易被渗透的水分侵蚀,破换钢筋的支撑力。当水分的侵入混凝土中的时候还会因为同碱性的水泥融合产生膨胀力,甚至导致混凝土裂开从而破坏掉整个桥梁桩,这个时候就会影响到整个桥梁的稳固,因此仅仅是自然的长时间的侵蚀就会造成整个桥梁桩的不稳定。2)极端气候的破坏作用。除了水分的渗入会导致桥梁桩被破坏,低温作用到水上会导致混凝土结构桥梁桩小孔中的水分结冰膨胀。而长时间的气温变化作用的不断循环,就会导致混泥土结构的逐渐剥离甚至瓦解,事实上这个过程并不长,尤其是在地质和气候比较复杂的地区,因此要特别注意防范和处理这种情况的发生。
2加固桥梁桩方法
桥梁桩对整个桥梁乃至整个公路的运行的重要作用不言而喻。因此在防范桥梁桩的损害问题上,必须迅速采取积极的应对处理方法,而这些方法必须是科学地针对桥梁桩的特点和问题,能够切实地保障桥梁桩的稳固,主要从以下三个方面坚持:1)做好防范工作。为了保障桥梁的稳固性,除了针对进行桥梁设计之外,桥梁桩的本身质量要进行较为严格的鉴定并且明确后期追加的加固的方案。加固设计方案无外乎三个方面:硬度方面,强度方面和持久度方面。首先在硬度方面就是桥梁桩建造的稳固性;强度方面就是确定保证桥梁桩的整体性的稳固;持久度方面就是在建造的时候采用耐性良好的同时还要方便之后进行损伤部分的修复。从这三个方面着手,可以比较全面的做好桥梁桩的稳固性的防范工作。2)坚持效益最大化。在工程设计和建造中最基本的原则除了安全稳固之外就是经济,以最小的原料和人工投入获得最优的经济效益,这就要求工程建造人员在桥梁和建设的时候做到效益最大化。3)务求实事求是。在公路建设前桥梁桩做好各项加固工作之外还必须实事求是,不能盲目加固浪费工程建设。合理的加固技术必须在原有的公路建设基础上不仅起到实际加固的效果还可以有效控制工程再建的风险,降低工程建设的成本。
3桥梁桩加固设计的基本方案
3.1增加桩基进行加固
为了保证公路桥梁的整体的安全性,增加桥梁桩和扩大整个承台的承载范围和作用力,可以在桥梁桩基的载重能力不足采用。准确来讲就是将原来的桥梁桩的承重进行扩大并且可以增加新的桥梁桩,这样就可以提高桥梁桩的承载能力并且增加整个桥梁工程的稳定性。这项方法不仅能够节省工程工作量,并且有着较为明显的加固效果,但是它的局限性就在于为了达到加固效果会对原有的交通运行情况有所影响,因此也要考虑到它的实际操作性。
3.2桥梁桩基自体加固法
这个方法是在原有的混凝土桩基础上进行加固,尤其是直径偏小的钢筋混凝土桥梁桩。因此这种方法不仅施工工程相对较小还提升了桥体的承载力。很多县城上的小桥都是采用这种结构,工程实例上来说,某县的公路桥桥宽近六米,桥梁桩为钢筋混凝土结构,随着经济的发展还有桥梁的自然消耗,桥梁本身需要进行拓宽处理,而相应的桥梁的稳固性要求增加。
3.3桥梁桩的本身修补加固法
顾名思义,这个方法主要是针对已经出现受损状况的桩基进行修补处理,从而增加桥梁桩的本身的强度,硬度和持久性。从工程实例上面来说,有一驾桥梁在建设初期河流比较充沛,受侵蚀情况相对比较严重。而最近几年河流河床下降,桩基状况比较明显,尤其是桥梁桩的本身混凝土的表面受到较为严重的侵蚀,甚至钢筋也因为桥梁转的而发生锈蚀,桥梁桩的承载力受到非常严重的损害,整个桥身的安全性也得不到有效地保证。经过多重的分析和方案选择,还有实地的调研考察,最终决定采用桥梁桩修补加固法对整个桥身进行修补加固。首先要调查和考评所有桥梁桩的受损情况和修补范围,然后再通过钢筋水凝土的修补和浇筑封装桥梁桩和桩基。这个办法不仅可以修补损害严重的桥梁桩,而且对桥梁桩的本身强度的增加有着较为明显的作用。这个方法对于承载能力要求不高的桥梁有着较为明显的作用,在大范围的同类工程问题中值得借鉴和推广,有助于为我国桥梁工程建设节约资源。
3.4扩大桥梁基加固法
这个方法是从整体的结构方面来进行加固的,桥梁桩的加固和桥梁基紧密联系在一起。这样一来整体上的稳固性能够更加全面的增加桥体的稳固和安全。举例来说,某个交通桥梁在进行年度检测的时候发现桥梁桩桩体破坏比较严重,有比较严重的被侵蚀的损害现象,并且钢筋也因此暴露出来,混凝土的上还出现了空洞现象,这样一来明显降低了桥梁桩的整体承载能力,并且整个桥梁的桩基承受力也随着降低,因此进行加固处理是十分必要的。
4结束语