道桥专业导论论文

只要是桥梁工程类的学术论文就行

学习经历：03~02:（原）哈尔滨建筑工程学院，道路与桥梁工程专业，学士学位；09~07：（原）哈尔滨建筑工程学院，结构工程专业，硕士学位；03~10：哈尔滨工业大学，桥梁与隧道工程，博士学位10~12：英国伦敦大学玛丽女皇学院、帝国理工学院，访问学者；02~03：英国布拉德福大学，高级访问学者； 工作经历：3~8：（原）哈尔滨建筑工程学院，道路与交通工程系助教、讲师，9~12：哈尔滨建筑工程学院，道路与交通工程系副教授，桥梁室主任1~8：（原）哈尔滨建筑大学，桥梁与隧道工程系副教授，主任、支部书记9~8：（原）哈尔滨建筑大学，交通学院教授，副院长9~6：（原）哈尔滨建筑大学，交通学院教授、博导，总支书记、常务副院长6~7：哈尔滨工业大学，交通科学与工程学院教授、博导，党委书记8~10：哈尔滨工业大学，交通科学与工程学院教授、博导，院长11~6：哈尔滨工业大学，桥梁工程研究所所长、博士生导师7~5：东南大学，交通学院，桥梁工程系主任，教授，博导5 至今：东南大学，交通学院，桥梁与隧道工程研究所所长、教授，博导 从事桥梁工程专业（方向）的教学、科研及管理工作30余年。先后主持和参与国家自然科学基金3项，参与国家863课题一项，先后参编交通运输部规范、标准项目5项。在桥梁混凝土结构设计理论，桥梁钢-混凝土组合结构设计理论及桥梁工程设计理论，桥梁施工控制、试验及桥梁养护、管理、检测、评估理论等方面开展理论研究。在上述研究工作的基础上开展大量的桥梁工程科研、设计、检测、施工及养护管理方面的技术咨询工作和工程实践。先后主持两项国家自然科学基金、参与和完成了几十项省、部级科研及和地方政府工程建设项目的研究和技术咨询工作。 在上述领域中已获得省部级科技进步奖13项，其中一等奖2项，二等奖4项，多为项目主持人或主要技术负责人。先后获得国家发明专利5项，软件著作权2项。发表学术论文200余篇。主编、参编专著、教材及讲义16部。先后指导毕业工学硕士、博士研究生及博士后人员70余人。

大型桥梁运架设备安装中的直线度测量 精测公司 李学仕 【摘 要】 本文介绍了杭州湾跨海大桥50m预制箱梁运架设备安装过程中,应用导线法测量设备构件直线度的方法。 【关键词】 导线法 直线度 安装测量 杭州湾跨海大桥 杭州湾跨海大桥(全长36km)50m预制箱梁的制、运、架大型设备统称五大设备,其尺寸庞大, 结构复杂,安装精度要求高,均采用工厂制造构件,运输到现场再安装的方式;其中长大构件组装连接后的直线度(保持各点在一条直线上,不产生平面弯曲)是控制设备安装精度的一项重要指标,需要在安装过程中不断监控测量,及时提供实时数据,以指导安装施工。一般情况下,测量直线可在直线的端头置镜,瞄准直线方向,检查直线上的点,即可及时知道直线度情况;如果在直线上因地形条件限制而无法架设测量仪器时,如何快速测量直线度和保证测量精度呢?设备安装应属工业安装测量问题,但桥梁运架设备须在施工现场安装,我们采用工程测量方法解决了这一问题。本文介绍在杭州湾跨海大桥50m箱梁运架设备安装过程中应用导线法测量设备构件直线度的方法。 1 实现原理 图 1 测量直线度就是确定测点到直线的偏移距离。在待测直线外任意P点置镜,选择待测直线上A、B两点(可选择两端点)作为直线控制点(如图1),建立以A点为原点,AB连线为X轴正向的坐标系(简称A坐标系),易知在该坐标系下的Y坐标就是距AB直线方向的偏离值。 利用全站仪先测量出直线控制点A、B到置镜点P的距离S1、S2和角度a,即可计算出在上述坐标系下的P点坐标和PB或PA的方位;然后在全站仪中设置测站坐标和方位(定位与定向),即可直接测量直线上其他点的坐标,以直观分析各测点相对于直线AB的偏离程度(直线度)。 P点坐标计算方法,这里介绍利用导线法计算。首先建立一个临时坐标系(简称P坐标系),以P为坐标原点,PA连线为X轴的正向,由测量的距离和角度计算出A、B的临时坐标以及AB、PB、PA的方位,然后根据方位差计算PA、PB在A坐标系中的方位以及P点的坐标。 在上述临时坐标系中:P点的坐标(0,0),PA的方位=0,A点的坐标(S1,0);PB的方位=a,B点的坐标[S2×cosa,S2×sina];AB的方位=w,由AB坐标反算得到。 在A坐标系中,AB的方位=0,则根据P坐标系中的方位关系得到:PA的方位=-w,PB的方位=a-w,从而P点的坐标X=-S1×cosw,Y=S1×sinw。 在作业现场上述计算可以利用程序型计算器计算快速得到,如使用Casio fx4500计算的代码 为:EFA (E=S1,F=S2,A=a) Pol(Fcos(A)-E,Fsin(A))n(AB的距离S) n(PB的方位) X=-Ecos(W)n(P点的坐标) Y=Esin(W)n 2 精度分析 由上述建立的坐标系可知,直线度的误差即测量中主要看观测点Y坐标误差。 根据公式Y=Yp+S×sinα,可知主要误差来源是距离误差、方向误差和定向误差。观测时,采 用配套小棱镜,直接对中观测目标,对中误差极小;观测距离不长,一般在60m以内,同一气象条件下,测距精度较高;同时很容易觇准目标,方向观测精度较高。在仅顾及观测误差影响的情况下,Y的中误差:m2y=sin2αm2s+S2cos2αm2α若设:ms=1mm,mα=4〃,S=60m,上式若取m2y=m2s+S2m2α,可以得出my最大误差也不过1•5mm。 杭州湾跨海大桥50m箱梁运架设备的直线度、铅直度安装精度一般要求达到5mm,此为极限 误差,则安装总中误差为2•5mm,包括安装和测量误差。根据测量误差取安装误差的1/ 2倍的原则,得到测量误差为安装总误差的1/ 3倍,即测量误差为2•5/ 3=1•4mm。可见上述测量方法是可以达到测量要求的。 3 操作方法 在待测直线外适当地点(大致在直线中间部位)架设好仪器;全站仪照准A点,方向置零,测量 距离S1;照准B点,测量角度a和距离S2,保持仪器不动;利用计算器计算A坐标系中P点的坐标和PB的方位,输入到全站仪中;开始从B到A测量直线上的点坐标并记录数据。 4 测量应用 (1) LGB1600架桥机 LGB1600架桥机主要结构是其沿桥梁方向左右两大机臂,均为110m长的矩形钢框架梁(截面尺寸为宽2•2m×高3•2m)。两机臂由前后两端钢横梁联系。每条机臂分为10段,长度分别为11•88m×9+4•3m,各段之间用钢板螺栓连接。 拼装时,先拼装为3大段(3节+3节+4节),再将3大段依次连接起来。构件体形庞大,各大段拼装以及三大段整体拼装时会产生线性扭曲,为使结构按设计精度安装(直线度要求5mm以内),需要在连接螺栓进行初拧前、终拧前以及终拧后对机臂进行直线度测量,而更多的是在安装调整过程中进行实时测量,要求较快测量出数据。机臂尺寸较大,在大臂外没有位置架设测量仪器,但可架设在机臂顶面,采用导线法建立以大臂纵向为X轴的坐标系,根据测量得出的Y坐标,可方便地看出大臂的弯折情况。终拧后的测量结果数据将作为安装竣工数据进行构件空间结构模拟演算。 在大臂顶面有两股运梁小车走行轨道,中心间距为2m(制造精度较高)。同时测量两股轨道对 应点,由Y坐标差可检验测量精度。从测量结果看,间距最大相差2mm,从而验证了用该方法测量的结果是可靠的。 提梁机台车主梁的上下弦杆直线度测量 ML800提梁机 ML800提梁机(见图3)由主梁、刚性支腿和柔性支腿以及走行小车等组成,主梁为钢桁架,其尺寸为长64m×宽4•7m×高8•5m。上下弦杆均由六段截面为工字型的钢构件螺栓连接组成,安装时,需要对各弦杆各段间的连接点进行直线度测量(直线度要求为5mm)。建立以主梁纵向为X轴的坐标系,用导线法测量各节点的坐标,可以方便的得出各节点连线的直线度情况。 (3)提梁机台车主梁上下弦杆连接立柱垂直度测量 提梁机台车主梁上下弦杆用斜撑和立柱连接,安装时需要对立柱相对于主梁纵横向的倾斜进 行测量(上下对应点在平面上的投影纵横向距离要求5mm内)。使用导线法,同样建立以主梁纵向为X轴的坐标系,分别测量立柱的上、下端对应位置的平面坐标,比较纵横坐标差值,可以迅速得到每根立柱的倾斜状态,以及各立柱之间的相互倾斜状态,及时安装调整到正确位置。 (4)提梁机刚性支腿安装测量 提梁机左侧的刚性支腿(高度27•3m)在安装时平放在地面上如图4所示,C、D、E、F处于同一个平面内(连线尺寸为4m×7•5m),与主梁安装好以后在同一水平面,均为带螺孔的钢板与主梁对应螺拴钢板对位连接;与地面轨道走行台车连接端的A、B(距离15m)为带销孔的钢板,与走行台车上对应销子相连接,安装后处于水平,与CDEF平行。安装时平放地面,需要控制AB与CD及CDEF平行,且CDEF钢板处于同一平面内(此时为竖直面)。 同样使用导线法测量,建立以A为原点、AB为X轴的坐标系,测量C、D、E、F的坐标,即可知道C、D、E、F是否处于同一竖直面内(据Y坐标)以及是否与AB平行。 5 结语 应用导线法测量大型设备的直线度、铅直度,可以方便、快速的获得准确测量结果,及时为现场安装施工提供可靠数据,为杭州湾跨海大桥50m箱梁五大设备顺利安装投入使用、确保架梁工期赢得了宝贵时间。 参 考 文 献 1 李青岳、陈永奇•工程测量学•测绘出版社;1995•5

毕业实习是整个毕业设计教学计划中的一个有机组成部分，是土木工程专业的一个重要的实践性叫许耳环界。通过组织参观和听取一些专题技术报告，收集一些与毕业设计课题有关的资料和素材，为顺利完成毕业设计打下坚实基础。通过实习，应达到以下目的： 　　1、了解一般工业与民用建筑或道桥工程的整个设计过程； 　　2、了解建筑物的总平面布置、建筑分类及功能作用、结构类型及特点、结构构件的布置及荷载传递路线、主要节点的细部构造和处理方法等； 　　3、了解建筑物的施工方法； 　　4、了解建筑、结构、施工之间的相互关系； 　　5、了解建筑结构领域的最新动态和发展方向。 工程创新点与特点 　　⑴　主桥跨度大：大桥斜拉桥主跨504米为世界共类桥梁跨度之首。 　　⑵　桥梁荷载重：该桥是世界上第一座按四线铁路修建的公铁两用斜拉桥，可以同时承载2万吨的荷载，是世界上荷载量最大的公铁两用桥。 　　⑶　设计速度高：此桥是我国第一座铁路客运专线的大跨度斜拉桥，客运专线设计速度200公里/小时，按250公里/小时作动力仿真设计。 　　⑷　结构型式新：大桥首次采用三片主桁、三索面的新型结构形式；公路桥面采用正交异性板或混凝土与钢桁结合体系，铁路桥面系采用混凝土与钢桁结合体系；主塔上设有约束梁体纵向位移的大吨位液压阻尼装置。 　　⑸　施工工艺新：2号主塔墩基础首次采用巨型双壁钢吊箱围堰整体浮运锚墩预应力精确定位新工艺；3号主塔墩基础采用巨型双壁钢吊箱围堰整体浮运重型锚碇定位施工工艺；首次研制扭矩30tm动力头钻机用于φ4米大直径钻孔桩施工。 　　⑹　施工难度大：平面尺寸长70米×宽44米的巨型双壁钢吊箱围堰工厂整体制造横向下水浮运定位施工难度大，工艺要求高，居同类工程之首；围堰平面定位精度在5厘米内，钢护筒垂直度在1/500内；φ4米大直径钻孔桩在软硬胶结不均砾岩中施工；16000方承台大体积混凝土施工与控制；新型三主桁制造架设及新型板桁组合结构施工精度高、工艺要求严、施工难度大；截面451φ7毫米长271米镀锌平行钢丝斜拉索制造与安装；5米高主塔垂直度及斜拉索索道管空间定位施工控制；自重2×1300吨大吨位箱梁整体现浇施工。 （ 桥梁施工管理研究）

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5米，其中U型槽的JK3+302¬— JK3+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5米，总根数为668根，总米数为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　　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。　　 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；　　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。　　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≤25m/min；桩顶1米范围提升速度≤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、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。　　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。　　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。　　6、灰浆的制作：选用优质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。　　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。　　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。　　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。　　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：≥6MPa；2/3桩长～桩尖范围：≥4MPa。　　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　　1、施工时应先施工内排桩，后施工外排桩　　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0m。　　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。　　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、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6～8米，深8～0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。　　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。　　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。　　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

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