民用建筑预应力混凝土工程新技术的相关研究论文

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民用建筑预应力混凝土工程新技术的相关研究论文

篇1:民用建筑预应力混凝土工程新技术的相关研究论文

民用建筑预应力混凝土工程新技术的相关研究论文

现代预应力混凝土结构与普通钢筋混凝土结构、钢结构相比,不仅其结构性能好,而且还比较经济与节能,是具有广阔的应用前景的。尤其对一些重要结构,例如核电站以及大型桥梁等,恶劣环境中的结构,例如海洋平台以及储液池等来说,预应力已成为一种不可缺少的技术。以它为代表的RC 和PC 结构设计技术应用是21 世纪土木工程界最具活力的研究方向之一。在预加应力和实际环境温湿度变化以及有害物质侵蚀等共同作用下,预应力混凝土结构会表现出与普通混凝土不一样的耐久性能。对其进行试验研究和理论探讨可以为实际工程提供指导,相关研究工作具有重要的理论价值和工程意义。

1 预应力混凝土技术基础简介

1.1 预应力混凝土折板墙结构体系

折叠式预应力折板结构是一种板架合一的轻型空间屋盖结构,它的形状主要有V 形和槽形两种。采用把V 形或者槽形的折板单元的两个板面或三个板面的结合部位造成可转折的,然后张开在长线台座上进行预制生产,折叠堆放和运输,在现场安装张开成V 形或槽形,浇灌折缝后形成整体空间结构。预应力混凝土折板屋盖的施工上,虽然应力混凝土折板的施工技术较复杂,但因其具有抗裂性高以及耐久性好等优点并可以用于大跨度结构(跨度可达30m,抗震烈度可达9 度)等优点,在一些特殊的民用建筑,如学校建筑中等,得到了泛运用。

1.2 预应力混凝土的碳化

碳化将使混凝土的内部组成和组织发生变化图。一方面,混凝土碳化产物碳酸钙和其他固态产物堵塞在孔隙中,使已固化混凝土的密实度与强度提高;另一方面,碳化使混凝土脆性变大。但从总体上讲,碳化对混凝土力学性能及构件受力性能的负面影响不大,混凝土碳化的最大危害是会引起力筋锈蚀。即当碳化作用发生在钢筋附近时,能引起钢筋钝化膜不断遭到破坏,当pH 下降到8.5 左右时,力筋完全脱钝,在足够的氧气和水分条件下引起力筋锈蚀的发生,最终可引起结构的耐久性失效,混凝土碳化是环境中的二氧化碳气体不断向混凝土内部扩散,通过溶解后与水化产物中的可碳化物质发生反应的一个物理化学过程。其研究方法主要有基于扩散理论的理论分析方法等,经过相关分析得到,混凝土的碳化速度主要取决于二氧化碳的扩散速度以及二氧化碳与混凝土中水化产物的反应性。其中,二氧化碳气体的扩散速度一般与混凝土材料本身的组织密实性以及二氧化碳的浓度等因素有关;而碳化反应性则与混凝土内孔隙溶液的组成以及水化产物的形态等因素有关。

1.3 受力混凝土的冻融与疲劳

在我国北方寒冷地区因冻融产生的混凝土破坏是工程结构损坏的主要原因之一,冻融循环还将对预应力混凝土的力学性能产生不利影响。此外,在寒冷地区,许多预应力混凝土结构(如公路及铁路桥梁等)在服役期内,除了承受冻融循环作用外,还要承受重复荷载的作用,疲劳荷载的'反复作用将对预应力混凝土的抗冻性能产生影响。所以要深度的对冻害机理进行了解并分析相关的影响因素,结合预应力,考虑到预应力作用导致的冻融损伤;而且需要注意疲劳损伤积累,它主要是由于水泥基础材料硬化过程中的化学变化以及温度作用等原因,在水泥砂浆内部以及水泥砂浆和骨料结合面上形成许多原生的微裂纹以及微孔隙,也就是说混凝土在成型期间就形成了一些初始裂纹,即初始损伤。在疲劳荷载作用下这些原生微裂纹不断扩展以及贯穿并逐渐形成可见的宏观裂纹,直至产生疲劳破坏。

2 预应力混凝土在民用建筑上的相关技术展望

2.1 预应力混凝土结构的耐久性研究现状

预应力混凝土结构的耐久性一般从以下几个方面研究,在环境层次上,预应力混凝土(PC)结构的耐久性研究与钢筋混凝土(RC)结构的耐久性研究相似,主要是将结构所处的环境进行分类,并给出相应的作用等级;而在材料构件以及结构层次上,预应力混凝土结构的耐久性研究有别于钢筋混凝土结构的耐久性研究,其中的关键问题是要考虑预应力作用效应的影响,同时还要涉及锚具系统的耐久性在混凝土方面,在上述的方面的研究已经足够多,并且国内外学者都有所突破,而预应力混凝土结构的耐久性研究还相对较少,基本上是参照钢筋混凝土结构的耐久性设计与评估进行的,只是在此基础上提出了一些更高要求的构造措施和预防措施。实际上,预应力混凝土结构的耐久性评估与设计方法与相同的钢筋混凝土结构之间还是存在较大差异的,尤其是预应力钢筋的应力腐蚀效应更加显著和离散,因而其耐久性评估与设计更加复杂,还需要作大量而深入的研究。

2.2 预应力混凝土技术发展规律与趋势

近些年以来,我国每年投入上万亿元,用于工业与民用建筑以及交通工程等大规模的基础设施建设,在过去30 多年间,基本建设遵循着投入大以及速度快发展态势,但因此也造成了影响结构耐久性使用寿命的工程问题和危及材料资源与能源的环境问题逐渐凸显的后果。一个建筑如果其耐久性不足,特别是预应力钢筋腐蚀引起的预应力混凝土结构过早破坏,会造成巨大的经济损失和社会影响,大量后期养护和加固费用的支出使得结构工程师们深切地认识到其结构使用寿命的重要性。因此将工程结构耐久性与结构使用寿命相联系,并把这一问题提升到影响人类生态环境、经济发展与社会文化可持续性的战略上来。

2.3 预应力混凝土技术研究前沿和科学问题

预应力混凝土结构耐久性问题的试验研究与理论分析工作量大而其综合成本高,其设计理论与方法研究是一个复杂的过程,目前的研究总体上尚处于起步阶段,相关的设计理论与方法正处在孕育与发展之中,如何对现有预应力混凝土结构进行耐久性评估、对新建结构进行耐久性设计是目前工程界急需解决的一些问题,而这方面国内外可查的资料都很少,围绕该类结构耐久性问题有不少应用基础课题需研究,这些问题制约和影响着预应力混凝土结构的进一步发展和推广应用,界定在给定环境与使用要求下,预应力混凝土结构耐久性失效状态;确定预应力混凝土结构中表征材料与结构耐久性劣化特征的指标与参数;建立预应力混凝土结构耐久性时变规律及其他问题等都是预应力混凝土结构耐久性亟待解决的关键科学问题。

3 结束语

随着技术的进步及经济的发展,预应力混凝土结构的使用范围将越来越广,在复杂环境的作用下,不断会有新的问题出现。因此需要对预应力混凝土结构的耐久性进行更广泛以及更深入的研究,还应发展大型专业预应力工程技术,使其不仅具有自己的预应力专用产品和配套的质量保证体系,有整套的预应力专业施工技术和现场服务体系,同时,突破预应力混凝土技术研究前沿和科学困难。

篇2:预应力混凝土结构的研究论文

摘要对预应力混凝土结构火灾的研究现状进行了综述与分析,探讨了预应力混凝土结构火灾研究中存在的主要问题。建议进一步研究应从预应力材料的高温蠕变性能入手,采用非线性有限元进行整体结构分析,逐步建立结构火灾的可靠度方法,并指出结构火灾的计算机仿真分析是一种重要的试验方法。

关键词预应力混凝土火灾可靠度仿真分析

据公安部消防局统计,全国共发生火灾235941起,死亡2496人,伤残2506人,直接财产损失13.6亿元。近年来,预应力混凝土结构已由早期的简单构件发展为现今复杂的空间整体受力结构,以其大跨度、大空间、良好的结构整体性能以及有竞争力的综合经济效益,正逐步成为现代建筑结构形式的发展趋势,由于预应力混凝土结构的抗火性能劣于普通钢筋混凝土结构,因此开展预应力混凝土结构的火灾反应和抗火性能研究是非常有意义的。

篇3:预应力混凝土结构的研究论文

国外学者对结构抗火性能的研究开展较早,始于20个世纪初,并成立了许多抗火研究组织,比较有名的有美国建筑火灾研究实验室、美国消防协会、美国的波特兰水泥协会、美国预应力混凝土协会、英国的BRE(BuildingResearchEstablishment)。这些组织对建筑结构的抗火性能进行了系统的研究,主要体现在对建筑材料高温下的力学性能;结构、构件火灾下的升温过程及温度场的确定;火灾条件下结构和构件的极限承载能力及耐火性能方面的研究,并编订了相应的建筑规范及行业规则。

国外预应力混凝土构件抗火性能的研究稍晚于钢筋混凝土结构,主要工作始于20世纪70年代初期。尽管早期Ashton等人的试验研究认为预应力混凝土在火的作用下存在许多问题,但其后一些学者的试验和研究表明预应力混凝土构件在火的作用下仍具有较好的工作性能。

有关文献介绍了美国进行的18个后张预应力混凝土板和梁的耐火试验。在这些试验构件中,预应力筋分为有粘结和无粘结两种。在耐火试验中,实测了时间与预应力筋温度关系,典型的时间-温度曲线如图1所示。在图中还可以看出不同保护层厚度与耐火时间的关系。

Gustaferro等人在预应力混凝土抗火方面做了不少试验研究,他们对有粘结预应力混凝土梁、预应力混凝土简支板、预应力混凝土连续梁、板等结构或构件在不同情况下的抗火性能进行了试验研究,并对预应力混凝土结构的抗火性能提出了合理的计算方法。他们通过对后张预应力混凝土梁和板的抗火试验,得出在1,2,3,4小时的抗火等级下的保护层厚度和构件最小尺寸的建议值。Ashton等人与Gustaferro同期也进行了一系列相应的预应力梁抗火试验研究,包括不同比例试件的耐火极限试验的对比,试验结果表明预应力混凝土能满足结构的不同耐火等级,其耐火性能主要取决于其预应力筋在火灾中所达到的温度,因此预应力筋的保护层厚度和梁的截面形式对预应力混凝土结构的耐火性能具有明显的影响,结构在火灾下的承载力随混凝土的保护层厚度增加和荷载减少而提高,并且轻骨料预应力混凝土板的抗火性能好于普通预应力混凝土板。Joseph等进行了后张无粘结预应力混凝土板的试验研究,试验着重研究了预应力钢筋保护层厚度对构件抗火性能的影响同时研究了荷载和端部约束情况的影响、辅助钢筋的作用等问题。Abrams等人对不同骨料和喷有隔离层的预应力混凝土构件的抗火性能进行了试验研究,Krishnamoorthy等人通过徐变和温度对预应力混凝土框架性能的试验研究得出了试验结果,其中包括不均匀温度对结构变形性能的影响及内应力和弯矩随时间的变化。

国外根据预应力混凝土梁、板等方面的试验研究结果,已对预应力混凝土在火灾作用下的承载力及极限耐火时间有了较全面的了解。他们认为温度是影响预应力混凝土结构蠕变性能的主要因素,要建立合理的分析方法必须考虑混凝土温度蠕变特性,弹性理论已不适用,蠕变率的分析方法被认为是预测整个加载阶段结构特性较满意的方法。他们的试验研究为预应力混凝土抗火设计提供了直接依据。

国内抗火研究组织从20世纪80年代后期起着手进行钢筋混凝土结构的抗火性能研究,但国内关于预应力混凝土抗火方面的试验研究尚处于起步阶段,缺乏足够的试验数据。国内规范中涉及预应力混凝土的抗火内容主要是参考国外经验确定的,如《无粘结预应力混凝土结构技术规程》防火部分第三章第3.2.1条规定用保护层厚度来满足不同耐火等级要求,它对不同耐火极限下无粘结预应力混凝土保护层厚度的确定,主要取自美国《后张预应力混凝土手册》。同济大学对5榀相同尺寸的单层无粘结预应力混凝土框架、3榀有粘结预应力框架和预应力钢丝进行了火灾试验,得出了一些有用的结论,主要有以下几个方面:①在高温作用下,预应力钢丝的强度、弹性模量、延伸率均表现出与常温下不同的性能。强度和弹性模量随温度升高而下降,延伸率则随温度的升高而增大;②对于预应力混凝土结构,火灾升温速率和温度越高,其抗火性能越差;在同一升温条件下,预应力混凝土结构承受的荷载越大,其抗火性能越不利;③对于预应力框架结构,与普通混凝土结构框架试验结果不同,荷载大小对抗火性能的影响可能要比温度的影响明显。预应力度大的结构受温度影响大,抗火性能差。预应力筋的有效应力大的结构,其抗火性能比有效应力小的结构差。无粘结预应力混凝土结构的抗火性能比有粘结预应力混凝土结构的抗火性能差。火灾后预应力混凝土结构的刚度明显减小,但仍存在一定的承载力,并反映出较好的恢复性能。

2存在的问题

尽管国内在钢筋混凝土结构抗火方面的研究工作已经取得长足进步,但在预应力混凝土结构火灾性能方面的研究才刚刚起步。诚然,预应力混凝土结构的抗火性能与一般钢筋混凝土结构在许多方面有相似性,但由于预应力混凝土结构自身的特性,这方面的研究还存在着许多问题,主要表现为以下方面:一是到目前为止各国学者所进行的试验及研究,基本上是以预应力混凝土简支构件在标准火灾下极限耐火时间为研究对象,主要考虑了截面内部温度分布及升温对预应力钢筋强度的`影响等因素;二是以往试验主要研究预应力混凝土构件的耐火性能,由于结构的相互作用,因此受火构件的热变形将对其他构件产生影响,并存在较大的内力重分布,目前尚无专门研究,一般的解决办法是直接引用普通钢筋混凝土连续梁等火灾的有关结果,而这些结果是否能直接使用于预应力混凝土结构尚缺乏试验验证;三是以往的分析方法仅以热传导作为判断依据,无法对结构响应和损伤如位移、开裂、屈服等进行有效的判断,特别是材料的高温蠕变对结构火灾响应的显著影响缺少一定的研究;四是与普通混凝土相比,预应力混凝土具有许多特殊性,而以往的试验研究较少涉及。

3今后应开展的工作

(1)预应力材料高温性能研究。采用高强预应力钢丝和钢绞线是目前高效预应力混凝土的一个主要特征,因此预应力钢丝和钢绞线在高温下的蠕变性能是预应力混凝土结构抗火性能研究的基本内容。必须要通过材料试验研究高强钢丝和钢绞线在高温下的强度、变形、弹性模量的变化规律,特别是钢丝和钢绞线的高温蠕变性能对预应力混凝土结构的有效预应力的影响。此外要重视材料高温(火灾)性能数据库的建立。由于混凝土和钢材本身化学成分的差异,在温度影响下材料热工、力学性能有较大的离散性,如何对目前国内外进行的高温材料试验结果进行总结,并建立可供计算机程序调用的材料高温(火灾)性能数据库是火灾材料研究的一个重点。

(2)高温下预应力整体结构的非线性有限元分析。拟用传热学的基本原理,得到差分-有限元瞬态非线性温度场计算基本方程和各类常用边界条件,由此计算预应力混凝土结构温度场分布,并根据热弹塑性基本理论建立预应力混凝土火灾反应的非线性有限元分析基本方程。方程可用于分析预应力混凝土结构火灾下的变形、内力变化及预应力筋的应力随时间变化的过程,确定预应力结构火灾反应的一些基本特征。

(3)结构火灾的计算机仿真试验分析。一方面预应力混凝土结构火灾试验是最直接反应预应力混凝土结构抗火性能的手段,但预应力混凝土结构通常都应用于各类大跨度、大空间结构,由于试验条件限制,无法进行足尺模型试验,采用缩小比例的模型能基本反映火灾全过程的反应规律,但仍然有一定的差距。另一方面,由于受试验条件、试验经费的限制,也无法进行大量的模型试验。在进行模型试验的同时,要研究如何采用计算机仿真试验以避免上述限制。通过大量仿真试验,了解不同形式预应力混凝土结构的抗火能力,并提出改善预应力混凝土结构抗火能力的方法。笔者通过对有粘结预应力框架火灾位移的计算机仿真分析,可以得出如图2所示的有粘结预应力框架火灾下位移的实测值和计算机仿真分析结果的比较。由图2可见,计算所得的位移变化规律与实测相符,但仿真分析得到的结构位移较实测要大,误差最大时为40%。产生误差的主要原因可能由于试件混凝土含水率偏高,造成计算温度场高于实际温度分布,而结构的温度变形及材料性质与温度密切相关,从而产生结构计算误差。并且温度越高,材料的物理、力学性能离散性越大,另一方面,材料的高温蠕变的相关资料较少,这些也会造成一定的误差。总之仿真分析时的参数取值是否准确将影响分析结果,合理的参数取值依赖于可靠的实验结果。

(4)结构火灾反应的可靠度分析。由于火灾发生的可能性、火灾的持续时间和峰值强度、发生火灾时结构承受的荷载等因素并不确定,材料在高温下性能更趋于离散,上述因素均会影响结构的耐火性能。在无粘结预应力结构中,还存在锚固失效的可能性,以及结构局部失效可能产生的整体失效等,因此如何在设计中对这些因素进行综合考虑,以确定其耐火安全度是结构火灾的一个重要研究内容。结构火灾下的可靠度分析也是对现有遭受过火灾的建筑物进行评估的一个重要方面。

(5)结构抗火设计计算机模块的研制。目前对特定结构进行火灾全过程非线性有限元分析在理论上是可行的,但不免繁复的运算过程。因此有必要编制具有工程准确度的、概念清晰且简易实用的结构抗火设计计算机程序,并实现和现有通用结构设计软件进行接口是结构抗火试验研究工程化的一个关键。

参考文献

1AshtonLA.Thefire-resistanceofprestressedconcretefloors[J].CivilEngineeringandRublicworksReview,1951(46)

2GustaferroAH.Fireresistantofpost-tensionedstructures[J].TheJournalofthePCI,1973(18)

3华毅杰.预应力混凝土结构火灾反应及抗火性能研究[M].上海:同济大学出版社,

篇4:预应力混凝土建筑结构论文

一、我国预应力混凝土技术发展现状

1我国预应力混凝土的发展成果

(1)新材料的应用解决了原来钢材强度低,供不应求的局面。通过进口的方式,材料的强度级别基本上可以说是提高到了国际的先进水平,而且年产量在15万吨以上。基本可以满足国内发展的需要,并且超出的部分可以进行出口。所以说新材料的应用对于我国混凝土的发展有很大的促进作用。

(2)预应力施工中的关键技术得以解决。我国现在已经能够自主生产千斤顶、各类锚具等等。锚具的产量也十分高,可以说在世界上也占有一定地位,生产量在国际领先,基本解决施工中的关键技术问题。

(3)规范规程已经基本配套。在现在这样好的发展形势下,我国已经初步的制定了很多相关的规定,基本上能够满足设计的需要,至少能为工程的设计提供一些参考,也对工程的安全性提供了强有力的保障。

(4)建造了一大批具有国际先进水平的结构。因为预应力的混凝土结构比较结实和耐用,有很多优点,所以我国很多高难度的建筑都使用预应力混凝土的结构。比如说比较有名的杨浦、南浦大桥、上海电视塔等等。在某种程度上说明我国在预应力混凝土的使用上已经在进步,并且逐步培养高水准的设计施工队伍。这样对于预应力混凝土的应用也有很好的促进作用。根据不完全的统计,我国在无粘结的预应力混凝土方面发展的很快,无粘结涂包的生产线就已经有30多条,年涂包量超过12000吨。

2我国的预应力混凝土技术弱于国外

(1)设计总体水平有差距。对于预应力混凝土的特点我们还不能很好的掌握,所以说我们还在摸索阶段,而且我们的混凝土标准程度也不高,在国际上还没有达到平均水平,而且在单位建筑面积内统计使用的钢材的数量在很大程度上高于国外的基本标准,所以从某种程度上来说,设计理念和规范还有待完善和补充。

(2)预应力房屋建筑结构形式单一,造价普遍偏高。我国现在拥有的预应力的建筑仍然是很古老的旧建筑,比较传统并且还是钢筋混凝土的结构模式。每一个建筑都不能够很好的应用混凝土。更没有考虑到预应力混凝土在布局上的变化。那么很自然的,在工业化生产上的优越性也都展现不出来了。我国现在的整体情况其实不容乐观,还不能很好的开发重量轻的节省材料,也不能生产耐久的构件和相关的整体结构体系。预应力的建筑形式比较单一,使用的钢铁量也特别的大,所以说还有很大的进步和发展的空间,潜力很大。

(3)预应力技术工艺水平有待提高。我国的预应力工艺水平相比较于国际水平还有一定的差距,我国目前虽然能够生产比较简单和基础的构件,比如说千斤顶、镦头器、制管机、灌浆机等建筑设备装置,但是对于整个预应力技术的工艺水平来说我国整体的工艺水平很低,预应力的构件生产工艺还是比较落后。

(4)预应力混凝土的产业化程度低。除了几个比较大的工业专业厂能够生产出预应力锚夹具之外,其他的小厂家根本没有技术和水平去实现锚具的批量生产,这样一来,预应力混凝土的产业化程度就会非常低。

二、预应力混凝土在我国房屋建筑结构中的重要性

1改善使用阶段的'性能。预应力的使用能够完善很多工程,能够防止墙面裂缝的出现,即使不能阻止其出现裂纹也能延缓裂纹的产生。可以跨越大的空间,建造跨度大的结构,也可以提高构件的受剪承载力。纵向预应力的使用作用更加明显,首先在某种程度上可以延缓混凝土构件中的斜裂缝的产生,从而可以提高构件承载力。在这样的基础上混凝土构件上的荷载一旦去除,在预应力作用下就会使得裂缝完全闭合,这样就会改善结构构件中的弹性恢复能力,也能提高构件的耐疲劳强度。由于混凝土的破坏一般情况下都是因为钢筋过度疲劳,所以预应力的使用显得尤为重要和有意义。

2能充分利用高强度钢材,减轻结构自重。采用预应力技术,不仅仅可以控制结构使用阶段的性能,也能充分发挥高强度材料的潜能,使得材料发挥更关键的作用,而且采用预应力能够减轻结构自重,大大节省钢材用量,还可以减小截面尺寸和混凝土的用量,这样看来,还有很大的经济效益。

3可调整结构内力。预应力对于钢筋混凝土来说还有很关键的作用,因为它的使用能够调整结构的内力,防止变形。所以,我们常常说,预应力的使用可以解决很多结构的问题,对于建筑空间比较大的结构来说是一门不可或缺的技术。

4预应力混凝土有抗震作用。研究表明预应力结构在地震区是能够应用的,采用竖向预应力来加固普通钢筋混凝土的结构,这样可以提高抗震性能。在地震之后能够很好的复原,避免整体结构的损坏。

三、预应力在我国房屋建筑结构中应用与发展展望

1高层建筑结构中预应力混凝土发展趋向。最近的几年里,预应力混凝土的使用有很大的发展。简化了模板和钢筋工程,外墙用的装饰保温复合预应力混凝土墙板在高层建筑中的应用前景也很广阔。

2预应力工艺将进一步完善,专用产品质量提高。由于我国预应力的使用水平不及国外,所以就要对产品质量和工艺问题有更多的关注,吸取他人经验,与其他国家做交流,形成我们自己的体系。

3预应力混凝土结构的各种特性相互协调。预应力混凝土有很多比较显著的优点,所以很多超高难度的建筑都应用这种技术,但是我们也能看到我国在设计水平上还有待提高,设计理念也有待进步。主要的表现在于分析研究技术在经济效益方面的欠缺,过于强调理论,并没有考虑到怎么样才能对这样的现象进行改善,而且在某种程度上来说,对有些结构的抗裂要求过于严格,导致钢用量显著增加。由于预应力钢筋的特殊性,所以不宜考虑承受太大的地震内力,不得不承认的是这方面还有待提高。随着我国预应力混凝土设计队伍的发展壮大和设计水平的提高,相信在不久之后后,预应力混凝土在我国房屋建筑中会得到进一步的发展和运用。

篇5:浅谈碳纤维布加固预应力混凝土空心板新技术

浅谈碳纤维布加固预应力混凝土空心板新技术

对碳纤维布在混凝土桥梁加固技术中的应用进行了探讨,介绍了碳纤维片材的力学性能指标,分析了碳纤维布的.加固原理,总结了碳纤维布加固技术的施工要点及其优点,以期促进这一新型高性能材料应用和研究工作的开展.

作 者:郭娟 高枫  作者单位:晋城煤业集团长平公司,山西,晋城,048006 刊 名:中国科技博览 英文刊名:CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY REVIEW 年,卷(期): “”(13) 分类号:U448 关键词:碳纤维布   桥梁   大跨度结构   加固技术  

篇6:无粘结预应力混凝土平板结构设计研究论文

无粘结预应力混凝土平板结构设计研究论文

摘 要:无粘结预应力混凝土平板结构适用于中等地震烈度区的双向柱网,其设计一般采用荷载平衡法来进行设计,对预应力混凝土平板的设计中的截面尺寸的选择、预应力筋的估算、次内力与荷载效应组合这三个方面进行了探讨。

关键词:预应力;混凝土;平板设计

1 引言

无粘结预应力混凝土结构是在一个方向或两个方向配置主要受力无粘结预应力筋的结构体系。施工时,无粘结预应力筋同非预应力筋一样,按设计要求铺放在模板上,然后浇筑混凝土,待混凝土达到设计强度后,再张拉锚固。此时,无粘结预应力筋与混凝土不直接接触,呈无粘结状态。在外荷载作用下,预应力在纵向可以相对周围混凝土发生纵向滑动,但在总变形上存在者变形协调关系,该结构一般也需要配置普通钢筋以改善结构的受力性能,避免结构在极限状态下出现集中裂缝而发生脆性破坏。其优点是:

(1)结构自重轻,提供满足大空间的功能要求,符合较高的使用功能的要求。

(2)施工简便、速度快。无次梁,有利于采用定型摸板,节约模板。

(3)抗腐蚀性能强。预应力筋外包涂有防腐油脂塑料套管。

(4)使用性能好。在使用荷载作用下,抗裂和挠度要求易于控制。

(5)抗震性能较好。在地震作用下,当产生大幅度的反复位移时,无粘结预应力筋始终处于受拉状态,不像有粘结可能由受拉转为受压。应力幅度变化较小,局部变形也以均匀分散到全长上。

2 截面尺寸选择

在初步设计阶段,为控制挠度通常可按跨高比得出板的最小厚度,一般由跨高比的正常取值范围,求得的板厚可满足结构性能要求,所建成的后张楼板也是经济的。但在平板结构中,由于柱支撑着双向板,柱边存在着很高的剪应力,可能产生冲切或冲剪破坏。此时,围绕柱出现斜裂缝,破坏面从柱边处的板底斜向伸展至板顶,成圆锥面或凌锥面的“冲切破坏锥”。斜裂缝与水平线的倾角取决于板的配筋和预应力的大小,一般在20°―45°之间。因此,在设计中应验算所选板厚是否有足够的抗冲切能力。

依据国内关于无附加钢筋的单柱预应力平柱的试验结果,通常假定板的冲切破坏锥体与板底面成45°角,在冲切承载力计算中取冲切破坏锥体斜面的上下边长的平均值,即距荷载边k/2处的周长作为计算周长。我国《无粘结预应力混凝土结构技术规程》(JGJ/T 92-93)中给出了平板节点抗冲切承载力的计算公式如下:

F1≤(0.6f1+0.15σpe)μmh0(1)

式中:F1为集中反力设计值,即柱所承受的轴向力设计值减去柱顶冲切破坏锥体范围内的荷载设计值;f1为混凝土抗拉设计强度;σpe为由预应力筋的有效预应力产生的混凝土平均预压应力,当两个方向预压应力值不同时,取其加权平均值;μm为冲切计算周长,一般取距集中反力作用面积周边h0/2处的周长;h0为平板的截面有效高度。

从式(1)可求出满足抗冲切承载能力需求的'最小板厚。

需要指出的是,上述公式未考虑传递节点不平衡弯矩,若考虑传递节点不平衡弯矩,则平板节点的抗冲切承载力计算较为复杂,在初步设计阶段可采用将竖向荷载剪力乘以适当的放大系数来近似考虑传递不平衡弯矩的影响,对中柱该放大系数可取1.2,边柱取1.5,角柱取2.0。

3 预应力筋估算

3.1 预应力筋的线型

(1)计算预应力筋线型。

按照荷载平衡法原理,结构中预应力的作用可用等效荷载代替,等效荷载的分布形式可设计为与外荷载的分布形式相同、方向相反、数值相当。若外荷载为均布荷载,则预应力束的计算线形可取抛物线形,当外荷载为集中荷载时,则预应力束的计算线形可取折线形,若外荷载在同一跨内既有均布荷载,又有集中荷载作用,则该跨预应力束的计算线形可取抛物线与折线的结合。

(2)实际预应力筋线型。

在预应力混凝土平板结构中,采用荷载平衡法设计得到的预应力筋线形在中间支座处有尖角,而在实际的布筋中,预应力筋是由一系列正反抛物线组成,在最大偏心处,相邻两段抛物线相切,且斜率为零,因此其连接是光滑的。根据这个几何关系条件可确定出实际的预应力筋线形。

3.2 预应力筋的估计

对预应力筋的估计,通常都采用避开次内力计算的荷载平衡法来进行设计,荷载平衡法由林同炎教授于1963年提出,该法大大简化了超静定预应力结构的设计计算,其基本原理如下:结构上预应力的作用可用等效荷载代替,等效荷载的分布形式可设计为与外荷载的分布形式相同、方向相反、数值相当。

应用荷载平衡法设计时,一个关键问题是怎样合理地选择平衡荷载,亦即预应力应该平衡掉多大的荷载。预应力平板结构的配筋设计同样必须满足规范规定的承载能力极限状态及正常使用极限状态的要求,即需验算承载力、变形、裂缝控制要求以及施工阶段的应力。在实际设计中变形主要由结构的跨高比控制,裂缝控制则主要由预应力筋的数量控制。当按裂缝控制要求配置的预应力筋量不满足承载力要求时,可通过增配非预应力钢筋予以满足。既然预应力筋的数量实际上是由裂缝控制要求确定的,所以平衡荷载应按结构的裂缝控制等级合理选取。其基本原则是:对一、二级裂缝控制等级的结构,当准永久荷载系数较大时,一般可取永久荷载(即恒载)和准永久荷载的一部分(30%―70%)作为平衡荷载。可变荷载比例较大时,可取较大值;可变荷载比例不大时,可取较小值。对于三级裂缝控制等级的结构,预应力筋的配置可有正截面承载力计算确定,其中预应力筋所承担的承载力一般不大于总承载力的75%。

4 次内力与荷载效应组合

4.1 次内力

在预应力超静定结构中,预加应力使构件产生的变形将受到多余约束的限制,从而产生附加内力,超静定结构中由于施加预应力引起的附加内力,我们称之为预应力次内力,预应力次内力包括预应力次剪力、预应力次弯力和预应力次轴力等,一般对结构两类极限状态有重要影响的是预应力次弯矩,所以在预应力平板结构设计中我们只考虑预应力次弯矩。预加应力在超静定结构内产生的总内力为主内力与次内力之和,称之为综合弯矩,由此预应力次弯矩可由下式求得:

M2=Np-M1(2)

M1=Mpep(3)

式中,Mp为预应力弯矩;M1为预弯力主弯矩;M2为预应力次弯矩;Np为预应力钢筋及非预应力钢筋的合力;ep为净截面重心至预应力及非预应力钢筋合力点的距离。

4.2 荷载效应组合

预应力平板结构与其它超静定预应力结构一样,荷载组合的关键是在结构两类极限状态设计中如何考虑预应力次弯矩的问题。国内外许多规范都有具体的规定,如美国《钢筋混凝土房屋建筑规范》(ACI 1992年公制修订版)规定:在使用荷载条件下,预应力超静定结构的内力按弹性方法确定,结构内力中应包括预应力次弯矩,在承载力计算时仍应考虑预应力次变弯矩,此时预应力次弯矩须考虑内力重分布的影响。我国《预应力混凝土结构技术规程》(JGJ/T92-93)中规定,预应力次弯矩一直存在并保持不变,因此在承载能力极限状态设计中以及在正常使用极限状态时均应考虑预应力次弯矩的影响。

参考文献

[1]@薛伟辰.现代预应力结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社,.

[2]@混凝土结构设计规范(GB50010-)[C].北京:中国建筑工业出版社,.

[3]@无粘结预应力混凝土结构技术规程(JGJ/T92-93)[S].北京:中国建筑工业出版社,1992.

篇7:研究地质测绘工程新技术的论文

研究地质测绘工程新技术的论文

关键词:测绘工程论文发表,发表建筑工程测量论文,测绘工程管理论文投稿

一、地质测绘的概念和测绘技术发展

(一)地质测绘的概念

在现今社会中,建筑行业近些年来得到蓬勃的发展,已经是现代经济发展的重要支柱行业,随着建设工程的发展,地质测绘的重要性也逐渐的体现出来,对于一个建筑工程来讲,首先都要先进行地质的测绘,来对地质条件进行详细的探究,进行总体的分析,结合测绘技术结果,最后弄成地质版图,方便建筑工程中的使用。地质测绘主要就是勘测地质环境,主要的测绘对象就是建筑工程四周的岩石,让施工人员对工程地质有个全面的了解,以便估算工程的期限和进度,为建设工程的顺利竣工,打好基础。

(二)测绘技术的发展现状

科学技术的发展,带动了网络环境的发展,同时也带动地质测绘技术的革新,为了提高对地质测绘工程的准确度,地质测绘技术结合先进的科学技术对原有的地质探测技术不断的进行改进,特别是像GPS全球地位技术和RS技术以及地理测量信息系统技术,这些对于地质测绘的精确性都有很大幅度的提升。在中国现在的地质测绘技术发展来讲,新型的地质测绘技术改善了一些原有测绘技术的弊端,如通过先进图像勘测影像技术,对于地质的绘图有了更近一步的准确性,无形间解决了,地质测绘中存在的一些问题。由此可以看出,测绘新技术在地质测绘工程中的应用将会越来越广泛。

二、测绘新技术在地质测绘工程的使用特点

(一)高效的自动化特点

在测绘新技术的具体地质测绘应用中,大大减少了人力物力,因为测绘新技术的智能型较高,所以很多方面都是采用高科技的智能化的水准,在对测量物体的具体的使用中,可以对测量的物体的本身的性质和测量物体周围的环境特征,进行准确的测量,这对于测量信息数据的收集大大提供了便利,能更好的让绘图人员参照所测量的数据信息,进行准确的绘图,方面施工人员的理解。

(二)数字化编辑科技化的特点

采用测绘新技术对地质测绘工程进行测量,同时利用先进的网络环境利用电脑图片的编辑技术,对于新兴的地质工程进行不同比例绘图,此外通过遥感技术,能大大增加绘图的准确性。随着社会的发展,人们的生活水平的提高,在住房方面要求也不尽相同,所以说人们居住的地质环境也就存在着很大的差异,通过遥感技术就可以对不同的地质进行勘测,同时还节省了大量的人力、物力,减少了工程的成本[1]。

(三)测绘资源丰富的特点

测绘新技术在地质测绘工程的测绘当中,能准确的测量所测物体及其周围的环境特征,对于所测数据信息,可以进行反复的检查和使用,并在具体的测绘绘图中,提供很大的帮助。

(四)测绘准确高效的特点

在具体的测绘工程中,测绘新技术使采用最先进的数字化技术进行的地质检测,这能对测量中产生的误差进行有效的控制,此外对于测量中遥感技术的应用,对于误差的存在能将其控制在非常小的范围内,与此同时加上其他技术的运用,对于地质测绘工程的质量方面是实现其高度的准确性和精确性[2]。

三、测绘新技术在地质测绘工程中的应用

(一)遥感技术在地质测绘中的应用

在测绘新技术中,遥感技术能对地质测绘工程中,各种不同的地形图进行不同比例的获取,这位地质测绘工程中地形图的准确性提供了可靠地依据,而且随着近些年来城市化的发展,各个行业的扩展,遥感技术也得到更多范围内的使用,因其能对各种地质环境进行有效的勘测,并获得准确的图像信息,此外遥感技术的侦测范围较广,节省人力物力。遥感技术的这一优势,尤其是在旅游业中得到了广泛的应用[3]。

(二)GIS技术在地质测绘工程中的应用

GIS技术在测绘新技术中的`应用主要是对当地的地质矿产资源的勘测、城市规划的土地建设管理和开发等诸多方面应用较为广泛,在地质测绘工程中通过GIS技术能有效得到对勘测的工程进行全方位的数字化信息的提供,彻底的实现了地理信息的科学标准化。

(三)数字化成图技术在地质测绘工程中的应用

测试新技术中的数字化成图技术,全站仪的应用较为广泛,它主要是在同测站中对角度和距离之间进行测量,并进行相应坐标的有效计算。全站仪的一大优点就是相较于普通的测量技术,它能采用一次测量就能获得多种数据,同时本身具备很强的计算功能,省去了人力计算的时间。数字化成图技术能利用电子记录手簿进行自动的存储输出等工作,减低了测量的难度。(四)GPS定位系统技术在地质测绘工程中的应用GPS是大家众所周知的一门新兴科学技术,不仅在地质测绘工程中,即使是日常的行车和出行,甚至手机中都有GPS技术进行定位,GPS技术大大方便了人们的出行,GPS功能主要有三个因素的影响分别是GPS终端、传输网络和监控平台,GPS技术的应用较为广泛,在地质测绘工程的使用面较广,进行地表移动、该工程地质控制网的建立等等检测应用。

综上所述,随着国家的发展,测绘新技术的应用越来越为地质测绘工程的检测,提供了很多的方便,在以上测绘新技术的使用中,可以看出新技术的信用加强了对地质测绘工程的准确性、广泛性、精确性的测量结果,大大减少了人力、物力的使用。科学还在不断的进步发展,我相信测绘技术也会不断的进行革新。

篇8:预应力混凝土桥梁的耐久性研究

预应力混凝土桥梁的耐久性研究

介绍我国预应力混凝土桥梁的发展状况和国外预应力混凝土桥梁的'耐久性问题及其研究进展情况,对预应力桥梁结构耐久性受到构件混凝土开裂及钢筋锈蚀、混凝土徐变和预应力钢筋松弛致使的预应力损失、重复荷载引起的疲劳损伤等影响因素进行了分析.

作 者:陈铭军 刘小波  作者单位:陈铭军(浙江中南建设集团有限公司,浙江杭州,310052)

刘小波(武汉融桥房地产开发有限公司,湖北武汉,430000)

刊 名:四川建筑 英文刊名:SICHUAN ARCHITECTURE 年,卷(期): 29(3) 分类号:U445.7+3 关键词:桥梁   耐久性   钢筋腐蚀   预应力损失  

篇9:浅谈水泥混凝土路面养护新技术研究

浅谈水泥混凝土路面养护新技术研究

我市水泥混凝土路面目前普遍存在的'盐冻破坏、板底脱空及断板、现浇养生时间长等突出问题,本文针对上述问题提出水泥路面板底灌浆的预防性养护方法、混凝土路面边角快速修复方法、预制拼装快速修复方法、整板现浇快速修复方法等一系列养护新技术.

作 者:李晓青 马克非 陈文亮  作者单位:天津市公路养护管理中心 刊 名:科技信息 英文刊名:SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 年,卷(期): “”(14) 分类号:U4 关键词:水泥混凝土路面   养护技术   盐冻机理   板底灌浆   预制拼装   快速修复  

篇10:民用建筑大面积混凝土施工技术论文

0.前言

近年来随着经济的发展,人们的生活水平日益提高,民用建筑业随之增加。免费。现阶段民用建筑往往采用大体积混凝土结构,其特点是施工技术要求高,水泥水化热使温度升高,会发生因温差变形而引起的开裂。因此,大体积混凝土经常出现的问题是如何控制混凝土温度变形裂缝,从而提高混凝土的抗渗、抗裂、抗侵蚀性能及提高建筑结构的耐久性。

1.控制水化热的产生

混凝土温度控制的关键是控制浇注后和养护期混凝土的最高温度。控制了混凝土的最高温度,就能控制混凝土的温度应力和混凝土裂缝的产生。混凝土浇注后和养护期混凝土的最高温度等于混凝土的浇注温度加最大温升,因此控制混凝土最高温度的关键是控制混凝土的最大温升。

在混凝土中掺加优质粉煤灰能有效地减少水泥用量和降低水化热。在可能的条件下尽可能采用多级配混凝土能有效地减少水泥用量,采用四级配混凝土较三级配混凝土,每方混凝土的水泥用量可减少约40kg。综上所述,控制水化热温升的主要措施是:采用低热水泥;采用优质粉煤灰替代水泥;采用多级配泥凝土以减少水泥用量、减小水灰比。因此,在控制水化热温升这个环节上,设计是关键,在混凝土的类型(包括强度等级、水泥品种和标号、骨料级配、耐久性指标、粉煤灰等掺和料和外加剂)确定后,混凝土的水化热温升就已经被确定。

2.控制混凝土的浇筑温度

浇筑温度等于出机口温度加泥凝土运输和浇注过程中的温升。以6~8月基础块混凝土为例,混凝土出机口温度要求为12~15℃,而浇注温度要求应不大于16℃。

控制浇注温度主要是控制混凝土运输和浇注过程中的温升,采取如下措施:

2.1夏季施工措施

2.1.1尽量缩短混凝土拌和物自拌和楼受料至卸入仓号所占用的水平和垂直运输时间,运输

车辆采取必要的遮阳或保温措施。

2.1.2提高混凝土的浇注强度,采用合理的铺料方式,减少上下层混凝土的间歇时间,并尽量选择在晚间开仓浇注。

2.1.3尽量缩短浇筑前仓面的暴露时间。免费。

2.1.4在必要时,在仓面搭设凉棚,避免阳光暴晒混凝土,并可采取仓面洒水降温的方式。

2.2冬季施工措施

2.2.1尽量缩短混凝土在运输途中所占用的

时间,并在运输工具上加设保温措施。

2.2.2在仓号搭设暖棚,在暖棚内浇注混凝土,棚内气温应保持在5℃以上。

3.混凝土裂缝的形成原因

混凝土结构裂缝产生的原因主要有三种:

a.由外荷载引起的,即按常规计计算的主要应力引起的b.结构次应力引起的,是由于结构的实际受力状态与计算假定的模型的差异引起的;

c.变形应力引起的,是由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等引起的结构变形在约束下产生的应力超过混凝土抗拉强度时产生的。

裂缝产生的形式和种类很多,要根本解决混凝土的裂缝问题,还是需要从混凝土裂缝的形成原因入手。免费。正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。

3.1材料原因

粗细集料含泥量过大,造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配,容易造成混凝土收缩的增大,诱导裂缝的产生;混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当,严重增加混凝土收缩;水泥品种原因。矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大、粉煤灰及矾土水泥收缩值较小快硬水泥收缩大;水泥等级及混凝土强度等级原因:水泥等自越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响很大混凝土设计强度等级越高,混凝土脆性越大、越易开裂。

3.2设计原因

设计结构中的.断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝;设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝;设计中末充分考虑混凝土构件的收缩变形;设计中采用的混凝土等级过高,造成用灰量过大,对收缩不利。

3.3施工及现场养护原因

现场浇筑混凝土振捣时,振捣或插入不当漏振、过振或振捣捧抽撤过快,均会影响混凝土的自实性和均匀性,诱导裂缝的产生;对大体积混凝土工程,缺少二次抹面,易产生表面收缩裂缝;大体积混凝土浇筑,对水化计算不准、现场混凝土降温及保温工作不到位,引起混凝土内部温度过高或内外温差过大,混凝土产生温度裂缝。

4.防止混凝土裂缝的综合措施

4.1材料选择和混凝土配合比设计方面

根据结构的要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级,尽量避免采用早强高的水泥;积极采用掺合料和混凝土外加剂。掺合料和外加剂目标己作为混凝土的第五、六大组份,可以明显地起到降低水泥用量、降低水化热、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。严格控制水泥用量和用水量,骨料级配适当,含泥量符合规范要求,掺加优质外加剂,膨胀剂和缓凝减水剂。

4.2改善约束条件

结构在变形时,由于与边界的接触或与其他结构物的连接,会受到一定的约束而阻碍变形:对于基础大体积钢筋混凝土,它与地基浇筑在一起,当早期温度上升时产生的膨胀变形受到下部地基的约束而形成压应力。但当温度下降时。产生较大的拉应力,若超过混凝土的抗拉强度,混凝土就会出现垂直裂缝。

4.2.1设置永久性伸缩缝

将超长的现浇钢筋混凝土结构分成若干段,减少约束体与被约束体之间的相互制约,以期释放大部分变形,减小约束应力。

4.2.2设置后浇带

将大体积混凝土分成若干段,有效地削减温度收缩应力。同时也有利于散热,降低混凝土的内部5温度。后浇带间距一般为20~30M,带宽1.0m左右,混凝土浇筑30~40d后用混凝土封闭。

4.2.3现场操作方面:a.浇捣工作:浇捣时,振捣捧要快插慢拨,根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间,避免过振或漏振,应提倡采用二次振捣、二次抹面技术,以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。b.混凝土养护:在混凝土裂缝的防治工作中,新浇筑混凝土的早期养护工作尤为重要。以保证混凝土在早期尽可能少产生收缩。主要是控制好构件的湿润养护,对于大体积混凝土,有条件时宜采用蓄水或流水养护。c.混凝土的降温和保温工作:对于厚大体积混凝土,施工时应充分考虑水泥水化热问题。采取必要的降温措施,避免水化热高蜂的集中出现、降低峰值。浇捣成型后,应采取必要的蓄水保温措施,表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护,以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。

4.4外界气温变化

混凝土内部温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温度和混凝土的散热温度三者的叠加;外界温度越高,混凝土的浇筑温度也越高。外界温度下降,尤其是骤降,大大增加混凝土表面与混凝土内部的温度梯度,产生温差应力,造成大体积混凝土出现裂缝。

5.结束语

综上所述,对于混凝土裂缝的控制是一个综合性的问题,需要经过设计、监理、施工及使用方等多方面的配合。随着当今我们对混凝土耐久性研究的不断深入,材料科学的不断发展和建筑技术水平的不断提高,相信混凝土裂缝问题将会逐渐得以圆满地解决。

参考文献

[1]周天辉,王丽艳.大体积砼的裂缝产生的原因及控制措施分析[J].黑龙江科技信息,(10).

[2]刘洋涛.大体积混凝土裂缝产生的原因及控制浅析[J].科技信息:科学教研,2007(20).

[3]瞿云.钢筋混凝土结构裂缝产生原因与控制[J].今日科苑,(11).

[4]吕雁冰.浅谈大体积混凝土裂缝成因及预防措施[J].赤峰学院学报:自然科学版,2006(1).

[5]姜健.施工阶段混凝土工程裂缝的分析与控制[J].甘肃科技,(9).

篇11:预应力混凝土桥梁施工技术研究论文

预应力混凝土桥梁施工技术研究论文

1引言

不同的环境需要不同类型和功能的桥梁来满足当前的经济发展以及人民生活的需要。同样,无论是哪种桥梁,随着时代的进步,将要面临的挑战、克服的困难也会不断增多。因此,更加安全可靠,稳定耐用,节省钢材,能够降低施工费用和养护费用的预应力混凝土桥梁自20世纪30年代出现至今其应用范围日益扩大,施工技术也逐步成熟完善并得到创新,成功地缓解了交通问题造成的各种不便,在社会建设中发挥了积极的作用。可以说在未来的发展中,预应力混凝土桥梁仍是施工单位在许多地区进行施工的首选,因此,为了帮助施工单位提升自身预应力混凝土桥梁的施工质量,本文将对施工中的技术要点进行简要分析。

2施工前准备

2.1严把预应力桥梁施工图设计质量

无论进行何种施工建设,图纸的设计始终是后续工作安全进行的基础环节,预应力混凝土桥梁也不例外。为了保证施工安全,设计人员务必深入施工现场进行全方位的考察,根据施工现场的实际情况进行施工图设计,并同技术人员、施工人员、监理人员进行综合评议,在确保施工方案科学性和可行性的前提下方可投入使用。

2.2严把材料质量关

施工材料的选择不但决定了工程施工与使用的安全,而且也是桥梁整体工程成本的重要影响因素,因此,施工单位应做好材料的选择工作,严把材料质量关。施工单位应选择优质厂商生产的并与设计图要求相符的混凝土,并对其进行再三检测,保证其各项指标都达到相关标准才能进行后续的施工工作。

2.3严把施工设备选择关

为了确保施工过程中拉伸作业的精准性和可靠性,必须保证预应力锚具以及千斤顶等施工设备选择的合理性和科学性,即选择高强度的预应力钢材和承重超出设定数量1.2倍的千斤顶[1]。对于压力表、水泥浆搅拌机等其他设备的选择,应确保其安全性和合理性,同时,可以有意识地使用新型设备,以提高施工效率和施工质量。

3施工中的技术要点

3.1水泥浆的制作

在配置水泥浆的过程中,要注意相关材料的混合比例,严格控制泌水率,制作后及时对水泥浆的抗压强度、抗折强度以及温度等因素进行分析检测,令其满足预应力桥梁的施工要求。

3.2选择科学的施工技术

预应力混凝土桥梁施工技术在长期的使用中不断被丰富完善,目前,业内主要使用的技术是预制装配整体施工技术、顶推施工技术、移动模架施工技术、悬臂施工方法等[2]。不同的技术有不同的侧重点,需要施工人员针对实际情况进行具体的分析,最终选择合适的施工技术。以应用范围广,对交通影响最小的顶推施工技术为例。该技术是沿着纵轴方向开辟预制场地,采用分段浇筑的方式进行桥身施工,当所有节段浇筑完成后,采用纵向应力把所有节段连成一个整体,再采用水平液压千斤顶进行顶进施工,目前,该技术在等截面连续梁施工中应用较多[3]。在实际施工中要最大限度地保证滑动装置和千斤顶的同步前进,而一旦连续桥跨度超过50m时,要及时设置临时支墩并换用单向顶推方式,以降低架设过程中由于施工负荷造成的桥梁变形损害。

3.3张拉工作的施工技术要点

所谓的预应力张拉就是在构件中提前施加拉力,使被施加预应力张拉构件承受拉应力,进而使其产生一定的形变,以抵消钢结构本身承受的一部分荷载,以提高桥梁的承载力。可以说这项工作的质量直接影响最后预应力混凝土桥梁的安全质量和使用寿命。在进行张拉工作前,应当做好清洗工作和检查工作,确保预应力管道及锚口的干净、无锈蚀,确认施工所需的相关材料和设备满足设计要求和施工需要,对不合格的混凝土进行及时的调整。在张拉过程中,要确保施工人员遵守相关规章制度,以科学规范的操作和熟练的.技术保障张拉工作的顺利进行,从而保证预应力混凝土桥梁的施工质量。在张拉过程中,要合理分配并控制各级张力并精确记录,保证钢束处于绷紧状态,锚具与千斤顶处在同一水平面上,并保证钢束中每一根钢绞线受到的拉力相当,避免钢绞线相互缠绕。同时,张拉全程要有技术人员进行监督,一旦出现滑丝、断丝或张拉实际长度与理论长度超出±6%的情况都要停止施工,寻找原因,解决后方可继续施工。为了避免出现问题导致张拉工作停摆,延长施工时间,施工人员在进行以下工作时应有意识地进行反复探查分析。(1)结构截面尺寸的计算,由于其结果直接与预应力张拉的伸长值有关,是预应力混凝土桥梁变形结构的内在因素,因此,在分析计算时,要对设计数值和实际截面大小进行对比,准确把握构件截面的尺寸大小,以最大限度地降低结构截面尺寸出现的偏差,提高计算的科学性和准确性。(2)穿束前,预应力钢束必须按规范要求进行检验,编束,正确绑扎,以防止出现拉丝滑丝等情况,对不合格的钢绞线要及时进行更换。(3)选用合适的限位板并使用定型模板,将锚垫板准确牢靠地进行固定以避免锚垫板拉裂。

3.4孔道压浆工作的技术要点

为了避免由于出现压浆不足或漏浆现象导致的预应力混凝土桥梁质量问题,在进行压浆工作前要对锚具及夹片周围用原子灰进行认真封堵,防止从夹片周围漏浆,影响孔道压浆密实度。在压浆过程中,要保证水泥浆的检测强度超过325MPa,稠度在14~18s。同时,压浆要保证从低向高的施工顺序并确保连续不断地工作。结束后,准确检测浆体的密实度,对于不达标的部分,在20min后进行第二次压浆工作直至合格为止。在压浆工作完成后,需要对需要封锚的锚具进行封闭,以避免由于锚具裸露出现锈蚀等现象影响桥梁质量。具体来说,封锚时要做好锚具周边的清洗工作,保证梁体长度以及端梁及内部构件的位置角度等因素符合设计标准的要求;在对梁端混凝土凿毛后,设置不变形、准确牢固的钢筋模板以进行混凝土浇筑的封锚工序。

4结语

桥梁建筑施工安全不可小觑,因为桥梁的施工质量直接影响人民群众的生命安全,左右着经济建设的质量效果,因此,在预应力混凝土桥梁施工过程中要针对可能出现问题的环节进行严格控制,选择优质的混凝土进行施工,坚持选用科学合理的施工方案,将每一道工序都高质高效地完成,并主动进行技术工艺上的创新,从而提升预应力混凝土桥梁的整体质量水平。以此推动我国桥梁建筑行业的不断发展完善,为我国绿色可持续发展建设作出应有的贡献。

作者:刘高锋 单位:石家庄公路桥梁建设集团

参考文献:

【1】向木生,张世飙,张开银,等.大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术[J].中国公路学报,(4):41-45.

【2】周兵.预应力混凝土桥梁施工技术要点[J].低碳世界,(22):234-235.

【3】贾秀梅.预应力混凝土桥梁施工质量控制要点[J].交通世界(建养机械),(Z1):146-147.

篇12:民用建筑供配电工程设计研究论文

民用建筑供配电工程不仅影响着整个建筑的质量与安全,而且还影响着居民们的生产与生活。因此民用建筑供配电设计必须要严谨,要严格遵循国家要求的标准,按照法律法规的规定来执行,不做违法乱纪的事情。除了要严格遵循建筑行业等相关部门的规定,达到合理标准外,在供配电工程设计中还要遵守各种原则,如遵守安全用电原则,以保证民用建筑居民用电安全,满足用电要求;遵守适当原则,即在供配电工程设计中要适当留有发展的空间;遵守标准原则,即供配电工程中一切施工设计都要达到国家要求的标准和规范,不能故意留有缺陷或偏差;遵守最佳原则,即供配电工程设计中,要保证使用最先进的技术,要在保证材料质量的情况下尽量节省经济成本等。

篇13:民用建筑供配电工程设计研究论文

2.1 电力负荷计算

既然要研究民用建筑的供配电设计,那么一定要探讨的就是电力负荷问题。但是民用建筑的电力负荷的计算,会由于设备不同、使用情况不同、场地和建设的标准不同而使产生的每平方米用电量之间有较大的差异。电力负荷的计算主要包括设备容量的计算、计算容量与计算电流的计算两方面。计算每户居民照明用电负荷的可以用两种计算公式,分别为:Pjs(照明及家用电负荷)=∑Pei(单位用电指标)×Ni(单位数量)÷1000(kW)和PM(实际最大负荷)=Ped(单位面积计算负荷)×S(小区总面积)×η(同时系数)。计算公式是基本公式,在计算时还要以实际情况为准。

2.2 负荷分类

民用建筑供配电工程中电力负荷根据供电的可靠性与对经济、政治等方面的影响度进行分类,分为一级负荷、二级负荷、三级负荷共三个部分。其中一级负荷的划定范围为:一旦停止供电可能会伤及生命的;一旦断电有可能造成重大的经济上或政治上的损失,例如国企产业生产流水线的供电一旦停止,会造成无法想象的后果,对企业和国家经济会造成不可估量的损失;一旦供电停止,会对对经济、政治、社会有直接重大作用的单位的工作造成影响,比如铁路、通讯、交通信号灯等公共场所必须具备设施,一旦供电中断,将会造成秩序混乱等严重后果。这些不能中止供电,也不允许中止供电的`负荷,就属于一级负荷。那二级负荷的规范范围是什么呢?二级负荷为的规范情况为:一旦供电中断,对经济和政治等方面有较大影响,需要较长时间、较大精力耗费才能恢复企业单位的正常生产与工作;另外一点就是,一旦中断电源,将对以电力为主要动力的企业单位的正常工作的运行产生较大影响的,比如,一旦交通枢纽或信号指挥枢纽的电源供给中断,那么就可能造成公共场所人员混乱或出现事故。这两种类型情况属于二级负荷的范畴。既不属于一级负荷也不属于二级负荷的就可以被视为三级负荷。

2.3 高低压供电系统

供配电系统由总降压变电所(高压配电所)、高压配电线路、车间变电所、低压配电线路及用电设备组成。高压供配电系统是由一次变压供配电系统经过高压配电所将电能分配给各个车间变电所,车间变电将电压压低的标准电压供其他低压设备使用。低电压供电系统则多通过工厂设置的低压配电室,将电能直接分配给各车间低压用电设备使用。

2.4 继电保护,电能计量和无功补偿

2.4.1 继电保护

继电保护在民用建筑的供配电设备中起重要作用,要想电力设备等能够顺利的、正常的进行工作,那么继电保护就要遵循一定的原则。在电力设备与线路中,应该设置一定的保护装置,以防止电线短路或者运行出现异常。不仅要在线路上設置主力保护设备,也要设置后备保护设备,以避免线路突然出现故障,必要时也可以再加设辅助保护。要想确保继电保护的实用性与可靠性,就要确保继电保护装置的内构部件性能要好,质量要过关,要选取各项指标符合国家统一标准的配件。在安装设备时,可以进行使用前的监测与实验,确保设备能够及时的调整,及时的维护,正常的运行。

在继电保护中,要注意相邻设备之间的配合,要保证两个设备之间的工作状态能够衔接,在紧急状态下需要迅速切除短路的时候,两相邻设备的继电保护设置可以没有选择性的动作,但是相邻设备要用备用电源来进行短路状况的补救。继电保护中,要保护中间电流互感器的稳定性,是误差范围控制在百分之十以内的。在考虑继电保护的各种保护设备时,既考虑到电流互感器的二次线圈的保护盲区,又要最大程度低的降低互感器自身可能产生的问题而造成的不利影响。继电保护可能会由于电流短路或系统电阻等出现故障而影响运行,这就可以采取按照电流或阻抗的初始值动作的瞬时测定回路为措施加以解决,但要遵守的原则就是,所采取的措施不能是保护装置的动作出现误差。当保护装置出现误动作时,就要考虑是否是电压互感器二次回路断线引起的故障,可采取装置断线闭锁的措施或其他,目的主要是为了让保护装置将工作解除,并发出电压回路短线信号。

2.4.2 电能计量

电能计量是民用建筑供配电工程中的一个重要部分。电能计量主要由电能表(计费功能)、电流互感器与电压互感器还有二次连接导线几个部分组成。电能计量的最关键部分为电能表。电能表在运行工作中,一旦遇到接线错误、乘率错误或者电流电压回路中出现断路短路的情况,那么电能表的测量就会不精确,电能计量也会出现较大偏差。为了保证电能表的正确运行,保证供电能计算的准确性,在电能计算的过程中对其各部分装备进行监测与检查,不仅要检测一次回路与二次回路接线的情况,还要对电能表的在运行中的误差进行测评,核算乘率。

2.4.3 无功补偿

民用建筑用电量的剧增使对供电效率的要求变高,这时,对于提高用电效率起非常重要作用的无功补偿装置就显得尤为关键。无功补偿装置具有降低用电线路经济成本、能够减少用电线路的耗损和有效地节省电能等功能。无功补偿的基本原理:电网输出的功率包括两部分,分别为无功功率和有功功率两个部分,通常无功补偿的方法使用负荷集中补偿方式。民用建筑使用的多为单相负荷,用电设备由于负荷变化而产生变化的可能性较大。在无功补偿中可采取的有效措施如下:可通过选择合理的拖动电机容量、改善电器设备的运行方式避免空载运行、正确选择配电变压器容量、提高负荷等方式来提供用电设备的自然因数。

2.5 低压线路接线方式

低压线路接线方式包括三个部分,分别为放射式接线、树干式接线和环形接线。其中放射性接线主要是容量大、负荷性质关键的具有阴湿环境的车间使用,供电可靠性很高。树干式接线一般适用于机械加工或机修工具车间,当干线发生故障时其影响范围大供电可靠性差。环形接线的观点可靠性较高,其他线路的故障不影响其正常供电的运行。

3 结语

经济的快速发展推动城市化进程的脚步,民用建筑数量剧增,居民对用电量的需求也越来越高,要想保障民用建筑的安全、保障居民正常生活用電、保障居民正常的生活环境与生活秩序,良好的供配电设计是必不可少的。因此在民用建筑施工建设的过程中,不仅要在建设初期考虑周全供配电设计,更要做好建设后供配电设备的维护,以保障民用建筑的质量,确保居民生活安全。

参考文献

[1] 李兵,程大章.民用建筑供配电可靠性分析[J].电工技术杂志,2003(12):34-38.

[2] 景春茹.民用建筑供配电工程设计研究[J].科技视界,2015(31).

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