桥梁工程方向实习报告分解_桥梁工程方向实习报告
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桥梁工程方向
认识实习报告
姓名:李长浩 学号:09232010 班级:土木0910班 单位:北京交通大学土建学院 实习时间:2011年4月17日
第一部分:前言
作为土木工程专业的一名学生,我们将来可以选择桥梁工程作为自己的主修方向,桥梁工程还是我们学院的强势专业。桥梁工程实习是土木工程专业学生的一门实践性课程。是学生将理论知识同生产实践相结合的有效途径,是增强学生的群众性观点、劳动观点、工程观点和建设有中国特色社会主义事业的责任心和使命感的过程。
通过生产实习,拓宽了我的知识面,增加感性认识,把所学知识条理化系统化,学到从书本学不到的专业知识,并获得本专业国内、外科技发展现状的最新信息,激发了我向实践学习和探索的积极性,相信能够为我今后的学习和将从事的技术工作打下坚实的基础。
实习实践是与课堂教学完全不同的教学方法,在教学计划中,桥梁工程认识实习是相关课程课堂教学的补充,也是对桥梁工程专业的感性认识。课堂教学中,教师讲授,学生领会,而实习则是在教师指导下由学生自己向实际学习。通过现场的讲授、参观等多种形式,一方面来巩固在书本上学到的理论知识,另一方面,可获得在书本上不易了解和不易学到的生产现场的实际知识,使学生在实践中得到提高和锻炼。实习目的:
1、了解一些桥梁方面的相关知识
2、了解桥梁的主要研究方向
3、了解中国桥梁目前的发展状况
4、了解桥梁专业主要学习目标和范围
5、对一些基本的桥梁部件进行认识识别
6、了解桥梁的各种结构及其功能 实习路线:
(1)城铁13号线桥梁,慈献寺立交桥(2)卢沟桥(新桥、古桥、公路桥、铁路桥)实习的具体安排:
1、2011年4月17日,早晨07:50由南门出发,行车目的地为城铁13号线西直门站,之后去学校西门附近的慈献寺立交桥。
2、2011年4月17日,下午到卢沟桥参观。
第二部分:实习内容
【城铁13号线桥梁】
简介
北京地铁13号线,西起西直门,东至东直门,全路线呈n字形,全长40.5公里,于2003年1月9日全线开通。全线除西二旗到龙泽、柳芳到东直门部分区间(约3千米)为地下段外,均为地面或高架铁路。
实习中学习的构件
1、下承式刚桁架:
下承式钢桁架主梁,属于钢桁架技术领域。其特征在于上弦杆、下弦杆之间由一组平行设置的系杆上下连接,通过系杆中部设置的加
强板交叉设置分别与上弦杆、下弦杆连接的腹杆,系杆上下端的前后两侧分别连接设置连接板。
优点:下承式钢桁架主梁构思新颖、结构合理、易于加工、现场施工方便,采用上下端结构对称设置和下承式连接结构,可减少焊接应力引起的局部变形,应用该主梁结构能加强钢桁架的稳定性、提高承载力,能适合大跨径的架设,而且减少了桥端铺设坡道等辅助工程,可缩短工期,降低施工成本。缺点:横向刚度低
2、混凝土连续梁:
下承式钢桁架主梁,属于钢桁架技术领域。其特征在于上弦杆、下弦杆之间由一组平行设置的系杆上下连接,通过系杆中部设置的加强板交叉设置分别与上弦杆、下弦杆连接的腹杆,系杆上下端的前后两侧分别连接设置连接板。下承式钢桁架主梁构思新颖、结构合理、易于加工、现场施工方便,采用上下端结构对称设置和下承式连接结构,可减少焊接应力引起的局部变形,应用该主梁结构能加强钢桁架的稳定性、提高承载力,能适合大跨径的架设,而且减少了桥端铺设坡道等辅助工程,可缩短工期,降低施工成本。
3、桥梁护墩:
是防止桥梁或桥墩刮碰的设施,因为刮碰后要重新进行检测,主要防止重、应、剪力发生变化或集中,从而影响桥梁的安全,而现在国内的检测一次,可能要几十万,或者几百万,出现危险结果,还要进行除险加固处理。所以现在相应出现很多护墩材料。国内现在开始开展此项设计。
4、桥面排水系统:
为了迅速的排除桥面积水,防止雨水积滞于桥面并渗入梁体而影响桥梁的耐久性,在桥梁的设计时,在桥面上除设置纵横坡排水外,桥面需要设置一定数量的泻水管道,以便组成一个完整的排水系统,泻水管的型式一般有金属泻水管,钢筋混凝土泻水管,横向排水管道,封闭式排水系统几种。
5、节点:
在桥梁结构中,节点构造形式与房屋框架结构中的节点相差较大,而且桥梁结构在横向地震作用下主要依靠墩柱的延性发生变形,而不是依靠盖梁的延性,因而不能套用房屋框架结构节点抗震设计。但是毫无疑问的是,桥梁节点部位属于能力保护构件,在地震作用下需要保持较高的强度和刚度。
点的受力机理受到多种因素的影响,包括:混凝土强度,钢筋屈服强度,核心区内箍筋的构造以及梁柱主筋的锚固状况等。在正常配筋的情况下,节点核心的受力过程,一般经历以下四个阶段:初裂、通裂、极限、破损。
在动荷载下,希望塑性铰出现在梁端,这样就不会引起高层结构太大的侧向变形,避免了倒塌的后果。但是在桥梁结构中,如果梁端出现较大的转角,就会引起桥面系极大的破坏,甚至使桥梁结构完全丧失使用功能,这是人们所不愿看到的。因此在桥梁抗震设计中,一般选择塑性铰出现在桥墩中。由于桥梁结构都是单层或者双层,即使墩柱中出现塑性铰,在设计预期的地震作用下,只要墩柱的延性能力满足塑性铰转角的需求,都不会引起倒塌的后果。对于桥梁节点部位的抗震要求,则与建筑抗震规范一致。节点是连接桥墩和盖梁的传力构件,是保证整个结构良好工作的关键部位,属于能力保护构件,因此对其强度和刚度要求都较高。
6、高强混凝土桥梁
一般把强度等级为C60及其以上的混凝土称为高强混凝土。它是用水泥、砂、石原材料外加减水剂或同时外加粉煤灰、F矿粉、矿渣、硅粉等混合料,经常规工艺生产而获得高强的混凝土。高强混凝土作为一种新的建筑材料,以其抗压强度高、抗变形能力强、密度大、孔隙率低的优越性,在高层建筑结构、大跨度桥梁结构以及某些特种结构中得到广泛的应用。高强混凝土最大的特点是抗压强度高,一般为普通强度混疑土的4~6倍,故可减小构件的截面,因此最适宜用于高层建筑。试验表明,在一定的轴压比和合适的配箍率情况下,高强混凝土框架柱具有较好的抗震性能。而且柱截面尺寸减小,减轻自重,避免短柱,对结构抗震也有利,而且提高了经济效益。高强混凝土材料为预应力技术提供了有利条件,可采用高强度钢材和人为控制应力,从而大大地提高了受弯构件的抗弯刚度和抗裂度。因此世界范围内越来越多地采用施加预应力的高强混凝土结构,应用于大跨度房屋和桥梁中。
7、隔音板:
平均隔声量(在无限大的空间中,声源与被测点之间放一张无限大的材料)超过30dB的板材才称作隔音板。隔音板一般为高密度材料。
主要特点: 保证吸声、隔声效果的前提下,其特点是制作、安装简单。右图桥梁上的隔音板有效地减少了列车通过时噪声给附近居民的影响。
8、桥梁混凝土剥落:
正常桥梁混凝土剥落原因一般有以下几种:(1)侵蚀性介质腐蚀
侵蚀性介质腐蚀主要指混凝土中含有的某些化学成分Ca(OH):、(3CaO·2A1203·3H'0)容易与侵蚀性介质发生化学反应,比较典型的是氯盐的腐蚀和硫酸盐的腐蚀。氯盐的腐蚀主要是环境中游离的C1-和混凝土中的(3Ca0·2A1如3“31-120)等发生反应,生成易溶的CaCh
和大量的结晶水,使体积膨胀好几倍,造成混凝土的破坏。当Cr与钢筋接触,含量达到一定程度时,使该处的PH值迅速下降,钢筋的钝化膜发生破坏,使与完好的钝化膜区域之间构成了电位差。同时,C1-具有导电作用,可以和Fe“发生反应生成FeCl2,加速了钢筋的腐蚀。硫酸盐的腐蚀可以出现钙钒石破坏和石膏膨胀破坏。(2)冻融破坏
主要表现在混凝土中存在大量的孑L隙和裂缝,水分通过毛细作用进人;当温度降至冰点以下时,孔隙中的水冻结膨胀,体积可增大10%,使孔壁受压变形;当温度升高冰融化后,使孔壁产生拉力,经过持续的反复冻融,使混凝土发生开裂,裂缝随着冻融次数的增多而增加,并逐渐扩展连接,以致逐渐降低混凝土的强度。(3)钢筋的锈蚀
钢筋的锈蚀是电化学过程,除受其自身性能影响外,与混凝土的性能和外界环境有着密切的关系,在大气环境中裂缝达到0,3mm时,钢筋已经开始腐蚀。钢筋生锈后,使其本身有效截面缩小,生成的氧化铁体积比原来膨胀好几倍,使保护层的混凝土开裂,使有害物质更容易进入混凝土内部,加速对钢筋混凝土的腐蚀。(4)混凝土的碳化
在大气环境下,桥梁结构的破坏主要是钢筋的混凝土保护层碳化,碱性降低,混凝土出现裂缝,大气中的氧气和水深入混凝土中到达钢筋表面,并发生化学反应,引起体积膨胀,使混凝土的裂缝加大,最终引起保护层的开裂、剥落。
9、钢梁桥
钢结构的特点是质量轻,强度高,并且具备其抗压以及抗拉等相关优点,对于混凝土结构而言,其外观更为直观,强度等级更高。在我国,钢结构桥梁应用十分广泛。因为作为钢结构的施工而言,其施工周期短。钢结构桥梁主要应用在:①城市立交桥段,尤其是交通要道处,如果采用混凝土桥,必然增加施工周期,对于现场交通不能较好地维护。②大跨径海、江、河桥梁(长江大桥、杭州湾大桥等),因为大跨径的要求下,只能考虑钢结构,因为如果采用混凝土结构,根本满足不了大跨径要求。
钢结构整体设计目标 我国桥梁钢结构的设计使用年限为100年,与国际标准(BS5400,EURO CODE)基本一致。完整性设计的目标是确保结构在使用年限内的可靠与安全。桥梁钢结构的完整性设计由荷载、材料性能、结构细节构造、制造工艺、安装方法、使用环境及维护方式等多种因素所确定。设计除对结构、构件连接及构造细节按常规考虑强度、刚度要求外,尚需对损伤与损伤容限、断裂与抗断裂作出评定。
钢结构损伤及损伤容限钢结构从材料加工过程到服役期不可避免的会在内部和表面形成和发生微小缺陷,在一定外部因素(荷载、温度、腐蚀等)作用下,这些缺陷不断扩展与合并形成宏观裂纹,导致材料和结构力学性能劣化。对桥梁钢结构而言,完整性和损伤是相对应的,损伤程度将会对结构的完整性带来影响,损伤极限则是结构的失效。而损伤容限是指钢结构在规定的使用周期内抵抗由缺陷、裂纹或其他损伤而导致破坏的能力。损伤容限概念的使用是承认钢结构在使用前存在有初始缺陷,但可通过结构完整性设计方法评判带缺陷或损伤的钢结构在服役期限内的安全性。
13号线轻轨用桥是一四跨连续梁,梁间距较小,该桥高度目测大概8米。由于桥下通行汽车,为避免遮挡驾驶员视线,采用板式桥墩。桥墩与桥体用螺栓、橡胶垫层连接,起到缓解震动和传递力的作用。桥墩上存在限位挡,用以限制震动是桥体产生横向位移。查阅资料得知,连续梁在恒荷载作用下,产生的支点负弯矩对跨中正弯矩有卸载的作用,使内力状态比较均匀合理,因而梁高可以减小,节省材料,且刚度大,整体性好,超载能力大,安全度大,桥面伸缩缝少。与之并行的铁路桥,为连续刚构桥。所谓连续刚构,即在桥墩顶部,桥墩与桥体固结,形成一个整体,对梁跨形成附加约束。因此我们可以知道,区别连续梁和连续刚构的依据主要是看桥墩和桥体是如何接触的。固结在一起的是连续刚构,由支座连接的是连续梁。查阅资料得知,连续刚构桥综合了连续梁和T型刚构桥的受力特点,将主梁做成连续梁体与薄壁桥墩固结而成,连续刚构体系的梁部结构的受
力性能如同连续梁一样,薄壁墩底部所承受的弯矩,梁体内的轴力随着墩高的增大而急剧减小。从连续刚构的特点我们可以知道,连续刚构在保持了连续梁的各个优点的前提下,由于桥墩和桥体直接固结,节省了大型支座的昂贵费用,同时减少了桥墩及基础的工程量。
在修建轻轨桥的时候,也应用了隔音板,这样避免轻轨行驶过程时给沿途的居民造成不便,在四道口附近的隔音板是近几年根据居民的需要而修建的,所以能够比较清楚的看到隔音板的钢结构是后期加补上去的,这样给工程造成了一定的浪费,在我个人看来一个设计应该考虑到城市的发展,然后充分的留下一定的补救办法。这样修建的工程才能禁受得住岁月的洗礼。
【慈献寺立交桥】
献寺桥位于海淀区西直门高梁桥斜街与动物园路相交处,由动物园路沿线新建,因附近有历史地名慈献寺而得名。慈献寺桥建成于2007年,桥长约1公里,宽可并行4车道,是一座典型的分离式立交桥。慈献寺桥为一多跨连续梁,桥体为箱形结构。路面为双向四车道,双向通行,上下行分开。慈献寺桥的建成大大缓解了西直门方向的交通压力。
慈献寺桥全长大概200多米,每跨宽度大概20米,有圆柱形桥墩和方形桥墩。近距离观察桥墩,可以发现桥墩与桥体之间有一层起缓冲作用的橡胶层,桥墩上有四个支座,用于使力沿竖直方向均匀地传到桥墩。同时桥墩四个方向上各有一个限位装置,防止地震时桥体发生横向位移。由于慈献寺桥周围有学校和居民楼,因此桥上采用屏障以减少噪音的传播。
在方柱形桥墩的上部,桥墩顶部与桥梁直接相接。从便于施工和修缮以及防止热胀冷缩等其他方面考虑,桥身不是一个整体,而是由两部分拼接而成。此外,在桥身与桥梁处设有多个缓冲,二者也并非直接相连。这样设计能够减少缓冲桥墩与桥身的震动,保护桥梁不易被损坏。
而在另一端的圆柱形桥墩处,桥身与桥墩之间除去缓冲之外,还有四个铰接段用来固定。此处由于并没有桥梁支撑的缘故,桥墩与桥身间的铰接就显得十分重要。慈献寺桥不仅设计结构合理,良好地缓解了交通,除此之外,它在外形以及环保等人文方面也考虑得很全面。
考虑到慈献寺桥的地理位置,对于桥梁的防噪功能的要求也比较严格。桥附近的建筑分别是动物园、居民区和学校宿舍楼等,所以不能给周围环境造成过大的噪音和污染。从桥底可以看到,桥身的接合处都有几组螺钉,除了固定,还可以消除因桥身震动而产生的噪音。
【卢沟桥】
简介
卢沟桥,亦作芦沟桥,在北京市西南约15千米处丰台区永定河上。因横跨卢沟河(即永定河)而得名,是北京市现存最古老的石造联拱桥。卢沟桥全长266.5米,宽7.5米,最宽处可达9.3米。有桥墩十座,共11个桥孔,整个桥身都是石体结构,关键部位均有银锭铁榫连接,为华北最长的古代石桥。始建于金大定二十九年(1189年),明正统九年(1444年)重修。清康熙1697年时毁于洪水,康熙三十七年(1698年)重建,如今永定河上已经没有水了,但因2008年奥运会又重新贮满了水。桥东为宛平县城,明崇
祯十一年(1638年)建。一提起卢沟桥可能我们的第一反应都是卢沟桥事变,但是,卢沟桥在我国的桥梁史上也占据这很重要的地位。卢沟桥是一座联拱石桥,用天然石料作为主要建筑材料的拱桥,我国的石拱桥有着悠久的历史,通过查阅资料,明白了一些关于拱桥的知识。拱桥可以有多种分类。按结构材料分类,桥梁主要有石桥和木桥两种,依跨数有单跨与多跨之别,依结构型式则有拱桥与梁桥。拱桥大都是石桥,也有个别为木结构,称叠梁拱桥;
梁桥又有平梁与悬臂梁之别。在所有桥的桥面上都可以建造桥廊或亭阁一类建筑,构成特别美丽的形象,称为廊桥。总之,为满足不同场合下的不同需要,桥梁有多种类型。
而我们观察的石拱桥是比较典型的石拱桥,圆形拱形能很好的分配桥面承受的压力,同时大小不一的拱形能够在洪水期很好的排水,这样避免了水流过于湍急而冲击桥面,使桥梁在洪水期冲塌。采用的石头也是材质坚硬的石头,抗压和抗折性能都是比较良好的。
具体实习位置
1、卢沟桥下游的铁路桥
在断流的永定河上我们看见了一座这种半穿式钢桁梁桥,通过带队老师的讲解,发现了这座桥在建设过程中有自己的特点。
首先是桥墩,其形状为菱形,不同于普通的圆柱和方形。通过老师的介绍明白了这里以前河流比较湍急,而且很多会带来大量的沙石,这些沙石会对桥墩造成很大的冲击,如果是圆形或方形,这样的话接触面积会很大,这样正面撞击现象比较严重,对桥墩寿命造成极大的印象,而通过修建这种菱形的桥墩,正面接触面积大大降低,而且菱形会对河流有一个分流的作用,这样沙石随着水流分开,而减少了对桥墩的撞击。相同的问题也是在春暖时节,在河流上会有很多的浮冰,浮冰也会随着水流撞击桥墩,因此在永定河这种特殊的地域环境下,修建菱形的桥墩是一个很好的选择。
其次就是它的桥面设计,桥面基本是镂空的,主题结构是钢结构,后来通过老师介绍,这种修建的原因是取决于它的功能的。这是一座铁路桥,这负责列车的运行,其他的车辆与行人都不走这里过,所以这座桥承受的主要载荷在于机车的轨道。因此桥面的材料越少,这样桥身自重较低,而且额节约建材。
桥是一座半穿式钢桁梁桥,跨度32米,高5.5米。桥面为明桥面,桥梁上未铺设道碴,线路很难固定,轨距不易保持,明桥面桥的外轨超高要靠轨枕调整,铺设和更换轨枕均比较困难;而采用半穿式,会使拱上立柱高度降低梁实现了刚性连接,每处立柱下拱肋之间也设有刚性。而横梁,也大幅度提高了结构整体横向刚度。
铁路桥梁荷载大,冲击力大,行车密度大,要求能抵抗自然灾害的标准高,特别是结构要求有一定的竖向横向刚度和动力性能。
2、卢沟桥上游的 V形桥墩
铁路桥和公路桥有着很大的差别,正如前面说到的,功能不同决定了桥的结构,由于汽车良好的机动性,所以前面必须平整,所以桥面的重量很大,和奔跑的汽车相比较,桥承受更大的是桥面的质量,而这座桥是国家京广线第四跨永定河的桥,我们看到时还在施工当中,最明显看到的是这个是一座连续梁桥,连续梁桥是中等跨径桥梁中常用的一种桥梁结构,预应力混凝土连续梁桥是其主要结构形式,它具有接缝少、刚度好、行车平顺舒适等优点,在30-120m跨度内常是桥型方案比选的优胜者。主梁的不同截面上有的有正弯矩,有的有负弯矩,而弯矩的绝对值均较同跨径桥的简支梁小,受力十分合理。这样,可节省主梁材料用量。连续梁桥主梁内有正弯矩和负弯矩,构造比较复杂。此外,连续梁桥的主梁是超静定结构,墩台的不均匀沉降会引起梁体各孔内力发生变化。因此,连续梁一般用于地基条件较好、跨径较大的桥梁上。而连续梁的缺点也是显而易见的,施
工复杂,但是近些年来的技术发展可以看出,已经十分轻松了。
V形桥墩是这一桥的另一个亮点,其主要特点有:
(1)采用V形墩的梁式桥,缩短了计算跨径,降低了梁高,与竖直墩的连续梁桥、钢构桥或连续钢构桥相比,减少了上部工程材料数量。
(2)由于主梁的建筑高度减少,从而降低了桥面标高,使得纵坡平缓,对于城市桥梁来说,便于杏仁和非机动车辆通行,此外,这种结构对于减少两岸引桥的高度和长度有着十分重要的意义。
(3)从桥型外观上看,V形墩梁式桥上部结构轻巧,线条流畅,桥型美观。
(4)悬臂长度短,因而施工挠度较易控制。
(5)每个墩有两个相隔一定距离的指点,悬臂施工时无须为上部施工安全而增加下部支架和临时固结,接触约束等工序。
(6)V形墩梁式桥的施工关键在于V形墩墩身,其施工较一般竖直墩复杂,V性墩斜腿可以整体现浇,也可以整体预制、整片起吊安装,其关键在于控制V形墩斜腿在施工过程的叠加内力和设计要求相吻合。
(7)V形墩连续钢构和V形墩钢构相比,其由温度、混凝土收缩徐变、墩台沉降等因素引起的次内力交大,但桥面少了两条伸缩缝以及无挂空施工设施,提高了行车舒适性和减小了施工难度;V形墩连续钢构与V形墩连续梁桥相比,具有不设支座和不设墩顶拉杆的显著优点,但斜腿与顿顶箱梁相交接处的藕节点结构较复杂,当采用多跨结构时,往往因温度内力大,计算难以通过,这时可以采用在V墩顶部设支座和拉杆的V形墩连续梁桥。
通过观察和讲解知道,这种桥墩一般是在厂里预制好两个模块,但是中间的连接点是在现场浇筑的。我们也看到了施工现场的模槽。这样既能节约成本,又能保证质量。另外每4根柱子加了一个帽梁以加固。
3、京周公路桥 这个就是所谓的107国道,也就是京周公路桥,由于时间久远,永定河附近很多公路,桥都年久失修损坏了,所以政府拨款进行公路建设。这座公路桥跨永定河,是双曲拱桥,而且双向通车。2008年发生事故,现在的施工是在旧桥的基础上进行改建的。由于该桥是由北京通向房山、周口店的必经之路,所以尽快建起是任务关键。
双向通车,但是我们可以看出,桥中间并不是连续的,而是相当于两座桥并联在一起,我们在桥下面看,老师讲解,每一根梁的中间都是空心的。这样保留气孔,有利于空气流畅,保证桥里桥外一个湿度,以免影响质量。第三部分:总结
通过这次实习,我了解到了很多书本上学不到的东西,因为书本给人的感觉是很抽象的,只有真正到现场看了才会留下深刻的印象,才能对专业有关的概念做到深刻的理解与感知。通过这次实习,一些书本上难以理解的知识点在实习过程中通过老师的现场讲解也得到了充分理解。实习过程中环境的艰苦也是不言而喻的,让我们提前感受到了本专业的特点,工作环境比较艰苦,使我们认识到了现在就应该养成吃苦耐劳的精神,不仅是以后参加工作时能够及时的适应,另外也是对自己品德的一种修养。还有我了解到了桥梁的施工与工程地质是十分紧密的两个学科。让我深刻体会到了只有了解更多、更全面的知识加之实际经验才能使施工安全顺利的进行。
第四部分:对实习提出的一些建议
希望在以后的实习中带队老师能多一些,使每个小组的人少一点,这样每个同学都能听到老师讲的内容。还能避免前往老师正在讲解的部件被同学们挡住了,其他同学根本看不到老师讲解目标的情况发生。还有老师们最好每人准备一个激光笔,能让同学们看清楚老师正在讲解目标的哪部分。