橋梁設計與施工新技術闡述的論文

時間：2021-04-19 19:16:44 論文我要投稿

橋梁設計與施工新技術闡述的論文

　　【摘要】基于我國橋梁工程技術與施工中存在的問題，本文從設計和施工方面提出了新技術的具體應用方法。在設計方面具體應用的新技術有：機載激光雷達技術、計算機技術；在施工方面具體應用的新技術有：大型機械設備的使用技術、利用儀器設備對橋梁施工質量進行控制的技術。此外，還根據案例詳細說明了新技術在橋梁工程中的實際應用情況。

橋梁設計與施工新技術闡述的論文

　　【關鍵詞】橋梁設計；橋梁施工；機載激光雷達技術；計算機技術

　　【中圖分類號】U442.5【文獻標識碼】A【文章編號】2095-2066（2015）33-0136-02

　　在21世紀的今天，全球化進程的不斷加快，我國橋梁工程的建設也進入了一個新的階段，即應用先進科學技術提高設計施工水平的階段。機載激光雷達技術以及計算機技術都在很大程度上提高了橋梁工程設計的精確度。隨著橋梁建設規模的不斷擴大，在施工建設中應用大型機械設備以及監測施工質量儀器，是橋梁工程未來發展建設的主要方向。本文對這些內容進行分析，并根據實際案例中所遇到的技術難點提出了一系列的解決措施，其目的是為相關行業建設者提供一些理論依據。

　　1橋梁設計的新技術

　　1.1機載激光雷達技術

　　機載激光雷達技術（Lidar）是一種集全球定位系統、激光技術以及慣性導航系統的信息數據采集功能為一體的橋梁工程設計新技術。相較于傳統橋梁工程設計所采用的航空攝影測量技術，其具有高效率的自動化技術、降低天氣對設計測量的影響、減少設計測量過程的周期以及提高測量精度等特點。機載激光雷達技術系統主要解決了獲取三維空間信息數據的難題，使得橋梁工程的設計能夠得到高時空分辨率的地球空間信息。具體的應用過程，就是針對橋梁工程的實際情況進行大量高精度、高密度的測量工作。而后，將獲得的數據信息內容整合成工程地形各方面情況的數據庫，并與計算機CAD軟件技術進行結合。這樣一來，就可以根據數據庫中的橫、縱斷面地形信息設計出橋梁工程的實際建設路線方案。

　　1.2計算機技術

　　就目前來說，橋梁工程的設計中，應用計算機技術較為廣泛的新技術有：可視化技術、實時拖動技術以及人機交換技術。可視化技術是將在計算機網絡中建立模型，以圖形的輸出、輸入方式來實現對測量結果的顯示。這樣一來，就在很大程度上減少工作人員的工作量，而是由計算機來對復雜的信息數據內容進行處理。實時拖動技術是指，在操作的過程中將某一自變量的變化數值借助于點設備的直觀相對位移來表示。而后，由相應的致電設備進行連續拖動后位移就會發生變化，而其他的設計因變量也會隨之發生變化。其中主要的變化量內容是由各個變量來共同確定的。當變化數值處于這種情況下，再由可視化圖形顯示出對應的平滑而連續的動態變形過程。而人機交換技術是指將文字、聲音、圖像等信息借助于計算機本身進行綜合處理，再加上計算機本身形象、方便的交互性特點，使人機界面得到了大幅度改觀，從而對使用程序進行簡化。在橋梁工程的設計階段，還可以把計算機技術作為輔助工具。將橋梁建設的實際情況通過現實的虛擬技術，以圖形的方式顯示出來。這樣一來設計人員就可以使業主事先看到，橋梁建成后的外型以及當橋梁工程遭遇地震、臺風情況下的具體表現。虛擬技術還可以在計算機上體現出工程對周圍生態環境的影響，以便采取相應的控制措施。就目前來說，已經投入使用的計算機技術包括：橋易大跨度變截面箱梁設計繪圖CAD系統、橋易彎斜變寬箱梁設計繪圖CAD系統以及橋易橋梁下部結構計算分析CAE系統。

　　2橋梁施工的新技術

　　2.1大型機械設備的施工技術

　　隨著我國經濟建設腳步的不斷向前推進，大跨度橋梁工程的設計施工需求越來越多。在這種需求下應用大型機械設備對其進行施工建設，是橋梁工程未來發展的主要方向。這是因為大跨度橋梁工程的主梁運輸、吊裝等施工，現有機械設備的施工技術很難滿足其安全建設的需求。尤其是越來越多的跨海、跨江等特大橋梁工程建設，對橋梁施工機械設備提出了更高、更專業的要求。在跨海大橋的專用施工設備中，大型機械設備作為非標準產品已經開始被應用于實際的工程施工建設。這種設備是需要依照所建橋梁的施工工藝以及施工的實際條件，進行專門設計制造以及定制。具體應用到的大型機械設備包括：大口徑專用鉆機、海上運架梁起重設備、深水打樁機等。在一些特大橋梁工程施工中，已經開始采用9000t的固定雙臂架式浮吊、12000t級的全回轉自航浮吊、4000t海上工作平臺、20000t級的半潛駁船、50m深水拋石整平船以及長為90m的鋼管樁打樁船等大型機械設備。將這些機械設備應用于橋梁工程的施工建設中，有利于提高橋梁工程施工的質量和進度。

　　2.2監測施工質量儀器設備的使用

　　橋梁工程施工的監測與控制是以設計成橋的實際應用狀態作為實現目標的。在整個橋梁工程的施工過程中，通過實時監測橋梁結構的實際狀態和環境狀況，能夠減小橋梁結構的實際狀態與理想狀態的差距。這樣一來，就可以運用現代控制理論對差異進行預測、識別和調整。那么橋梁工程的實際施工狀態，就可以最大限度地接近理想的作業狀態，從而保證橋梁結構在施工過程中的安全，最終達到橋梁結構成橋狀態，同時還能夠滿足設計和施工的規范要求。施工質量監測的具體內容則包括：溫度、結構應力以及幾何變形等問題。而施工質量監測的具體方法包括：正算法、倒拆法以及參數擬合法。具體施工方法的控制內容包括：卡爾曼濾波法、設計參數識別和修正法、一次張拉法以及多次張拉法。對橋梁工程的施工質量進行監控的設備包括：應變儀、熱電偶、全站儀、精密水準儀以及測力計等。現階段，橋梁監測與控制已經由施工工序監控轉向了施工全過程的監控，這實現了對橋梁工程施工全過程的質量控制。事實證明，通過監測可以有效地控制橋梁的受力情況以及線形等施工問題。此外，監測的儀器設備還能夠為工程建設提供一定的指導建議，為橋梁工程的施工運營和養護提供參考數據。

　　2.3實例

　　對于近幾年越來越多大型橋梁的建設施工，本文以某橋梁為例來說明具體應用的施工新技術有哪些。該橋梁是國內跨徑最大的斜拉橋，全橋長32.4km，主橋主跨采用1088m雙塔斜拉橋。該橋的施工建設過程主要運用了大型群樁基礎施工設備和永久性鋼護筒支承鉆孔施工設備。大型群樁基礎施工流程為：插打專用鋼管樁→搭設樁基施工平臺→下沉鋼護管→鉆孔樁施工→施工平臺拆除→吊箱下放就位→吊箱封底、抽水→承臺混凝土澆筑。以上施工流程中關鍵在于搭設樁基施工平臺和吊箱下放的位置調整，這兩方面內容直接影響著橋梁建設的基礎。針對這一問題該工程在施工過程中遇到的施工技術難點以及創新技術的應用內容有：在國內，首次使用大型永久性鋼護筒支承鉆孔施工設備，有效地解決了主橋墩施工水域深（深度達35m）、高流速（4.01m/s）以及沖刷深度大（沖刷深度達28m）的施工難題。事實證明，普通的鋼管樁施工設備平臺很難解決施工水域深、流速高以及沖刷深度大的技術難點。主塔墩鋼吊箱平面呈啞鈴形結構，結構面積為5500m2、重為5880t。這就意味著，在具體施工中，使用了液壓千斤頂同步下放技術和計算機的控制技術。這些技術的應用，使得350t的`千斤頂和40臺250t千斤頂實現了聯動技術并取得了成功。再以另一橋梁工程的施工建設過程為例，該橋全長716m，是國內首座鋼筋混凝土疊合梁懸索橋。對于橋梁主鞍的施工項目，采用的是邊跨主纜索股來調整索塔偏心距的施工方法。具體施工的過程中，應用了固定雙臂架式吊裝設備。這對于橋面施工、加勁梁以及中跨吊桿等施工內容，有效的解決了其中存在的塔頂主跨方向的偏移問題。此外，還采用了多臺千斤頂來進行循環張拉索股的施工，成功的利用連接桿代替了常規的索鞍預偏分階段的頂推索鞍。對于這一橋梁工程中索塔頂部施工存在的位移問題，通過專用的儀器設備（如測力計、應變儀、熱電偶、全站儀、精密水準儀等）進行了全程監測。有效的解決了橋梁中跨、邊跨施工內容的受力不平衡的問題，使得橋梁在建成后其內力與線型無限接近于設計理想狀態。

　　3結束語

　　橋梁工程是我國重要的基礎設施建設項目之一，它的建設技術水平是綜合國力的真實展現。隨著科學技術的不斷發展以及橋梁工程建設需求的不斷提高，原有的設計方法和施工技術已經很難滿足實際的建設需要。本文闡述了橋梁工程設計以及施工新技術的應用方法，其目的是使建設需求與建設技術得到很好的平衡。尤其是對于大跨度的跨海、跨江橋梁工程的建設，其具有施工水域深、流速高以及沖刷深度大的技術難點。而從多數項目的開展情況來看，上述新技術、新設計思路的應用顯著提高了工程項目的整體質量，說明上述技術具有良好的應用價值，應該在更多地區進行應用與推廣。

　　參考文獻

　　[1]侯金龍.我國橋梁設計與施工新技術[J].施工技術，2013，05：1~4.

　　[2]徐懷中.淺談預應力混凝土橋梁設計與施工新工藝[J].硅谷，2010，02：78~79.

　　[3]張生霞.公路橋梁設計及施工新技術分析[J].河南科技，2015，13：91~92.

　　[4]2013年度中國鋼結構協會科學技術獎系列報道項目篇之三：鋼結構橋梁施工新技術[J].鋼結構，2014，08：90~92.

　　[5]閆晟.談我國橋梁的發展及其施工新技術[J].山西建筑，2012，26：208~209.

【橋梁設計與施工新技術闡述的論文】相關文章：

橋梁施工的組織與設計橋梁工程論文06-07