道路橋梁行業(yè)發(fā)展報告

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)道路橋梁工程行業(yè)發(fā)展報告——行業(yè)新興技術(shù)記錄2018.10.14題號回答內(nèi)容得分行業(yè)發(fā)展報告背景：近幾十年來伴隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，全國各地對于交通便利性的要求變得更高，并且較好的交通狀況對于經(jīng)濟的發(fā)展有良好的促進作用。對于交通便利性要求的提高也即是對于公路橋梁建造水平有了更高的要求。在這種背景下，我國橋梁道路事業(yè)飛速發(fā)展，主要技術(shù)上也在不斷改革，各種創(chuàng)新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。預(yù)應(yīng)力、碳纖維、組合體系結(jié)構(gòu)、有限元等一系列技術(shù)的應(yīng)用有效的提高了橋梁建設(shè)的進度和質(zhì)量，隨著信息技術(shù)的進一步發(fā)展，對橋梁的研究和技術(shù)創(chuàng)新會越來越多，接下來主要介紹一些近些年來涌現(xiàn)的新技術(shù)在橋梁領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用案例。一、預(yù)彎預(yù)應(yīng)力混凝土梁技術(shù)預(yù)應(yīng)力是為了改善結(jié)構(gòu)性能，在施工期間給結(jié)構(gòu)預(yù)先對其施加壓力，結(jié)構(gòu)預(yù)加壓應(yīng)力可全部或部分抵消荷載導(dǎo)致的拉應(yīng)力，避免結(jié)構(gòu)破壞，使結(jié)構(gòu)在正常使用的情況下不產(chǎn)生裂縫或者裂得比較晚，常用于混凝土結(jié)構(gòu)。預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁設(shè)計以及維護加固方面有著不可替代的優(yōu)勢。在橋梁建設(shè)工程中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)能有效減輕橋梁結(jié)構(gòu)自重、節(jié)約施工材料，提高橋梁的抗?jié)B透能力和抗裂縫能力，增強結(jié)構(gòu)的剛性、堅固度。在整個土木工程中，由于內(nèi)外因素的作用而導(dǎo)致混凝土開裂是個很嚴(yán)重的問題，而裂縫的存在，是混凝土結(jié)構(gòu)物承載能力、耐久性及防水性降低的主要原因。除去施工質(zhì)量、環(huán)境因素等導(dǎo)致混凝土開裂外，混凝土自身抗拉強度低是導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生的重要因素。預(yù)應(yīng)力技術(shù)即是在混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到外來拉力或應(yīng)力時，先行抵消一部分混凝土結(jié)構(gòu)中的力，然后混凝土結(jié)構(gòu)才受到一定的拉力或者壓力，可以有效減少混凝土結(jié)構(gòu)的受力，達到推遲或永久不產(chǎn)生裂縫的目的。在橋梁工程中常見的預(yù)應(yīng)力技術(shù)有體內(nèi)張拉預(yù)應(yīng)力筋、體內(nèi)張拉預(yù)應(yīng)力筋等，近些年又出現(xiàn)了一些新的預(yù)應(yīng)力技術(shù)，例如雙預(yù)應(yīng)力配筋，預(yù)彎預(yù)應(yīng)力配筋等等。雙預(yù)應(yīng)力配筋即是指預(yù)拉應(yīng)力與預(yù)壓應(yīng)力并用的混凝土構(gòu)件，又稱拉壓雙作用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。雙預(yù)應(yīng)力配筋結(jié)構(gòu)的特點是：在保證構(gòu)件抗彎能力的同時，可以大幅度降低梁高，構(gòu)件的截面尺寸和自重都將減小，也意味著采用此種結(jié)構(gòu)的橋梁擁有了更大的跨越能力。就簡支梁而言，梁高大約能降至原梁高的三分之二。與傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)相比，雙預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在施工時并不需非常特殊的技術(shù)和設(shè)備，只要具有以往的預(yù)應(yīng)力設(shè)計、施工經(jīng)驗就可應(yīng)用，施工相對來說也比較方便。但是雙預(yù)應(yīng)力配筋結(jié)構(gòu)在建造過程中依然需要專門預(yù)留孔洞進行預(yù)應(yīng)力張拉等等，相對來說施工過程還是比較復(fù)雜的。預(yù)彎預(yù)應(yīng)力混凝土梁是一種新型預(yù)應(yīng)力鋼混組合結(jié)構(gòu)。它是首先制作好微彎的高強勁性鋼梁，然后在梁上1/4跨徑左右處加載使鋼梁受彎，并在該應(yīng)力狀態(tài)下澆筑包裹鋼梁受拉部分的高標(biāo)號混凝土，待其達到一定強度后卸載，鋼梁回彈，混凝土受到預(yù)壓應(yīng)力，然后澆筑包裹鋼梁受壓部分的普通混凝土，形成全梁。該結(jié)構(gòu)中高強鋼材和混凝土材料強度都得到了充分利用，因此具有很多獨特的優(yōu)點建筑高度極小，承載力高，結(jié)構(gòu)安全可靠，抗裂、抗震、防腐蝕性能好，養(yǎng)護費用低，使用壽命長而且施工工藝簡單，安裝重量小，而且免除了在現(xiàn)場單獨張拉預(yù)應(yīng)力筋這一道工序，給施工帶來了極大的方便。預(yù)彎預(yù)應(yīng)力混凝土梁的工程案例——長沙市環(huán)線韶山路立交橋工程。由于立交處地形地貌復(fù)雜等諸多因素的制約，設(shè)計采用新建環(huán)線下穿現(xiàn)有韶山路，非機動車道置于中層。韶山路立交中10號、11號橋是控制整體橋高的關(guān)鍵跨，必須采用超低高度梁，要求在0.9米以下，跨徑分別為27.9米和26.9米，斜交角度分別為69.8度和76.3度，橋?qū)挒?7.4米。該兩座跨線橋整體設(shè)計采用密肋式布置，梁高0.86米，梁間距124.5cm，每跨橋由14片主梁組成，高跨比分別為1/32.4和1/31.3。經(jīng)由相關(guān)程序?qū)υ摌蜻M行受力分析，結(jié)果顯示彎矩峰值偏離跨中，邊梁最為顯著，峰值在3/8跨徑附近，全橋反對稱，峰值比正橋約小19%。主梁中的勁性鋼梁高68cm，由16MN鋼板焊制而成，上、下翼緣鋼板厚30mm，腹板厚12mm，一期混凝土50號斷面，二期混凝土為30號混凝土，下翼配置了φ8環(huán)形箍筋和上下各6根縱向構(gòu)造鋼筋，除板中有與鋼梁焊接的平行腹板的構(gòu)造鋼筋，加腋部及橋面板設(shè)置了縱橫向鋼筋以加強主梁整體性，抗剪裝置采用φ28鋼筋，平行于軸線焊在頂、底板上，間距為600mm。施工時參照現(xiàn)行有關(guān)橋梁施工規(guī)程及市政工程驗收標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合預(yù)彎預(yù)應(yīng)力鹼梁的施工特點，采用工廠分段預(yù)制預(yù)彎鋼梁隨后運輸?shù)焦さ仄囱b的的施工方法。預(yù)彎梁制作的精度與質(zhì)量是整個預(yù)彎梁施工成敗的關(guān)鍵，工字鋼梁的下料、拼裝、焊接每個步驟必須嚴(yán)格控制，施工中采用數(shù)控自動切割機下料、拼裝和焊接均在專用支架上采用埋弧自動焊，并且對焊接順序嚴(yán)格規(guī)定，以防變形。對鋼梁預(yù)壓時分兩次加壓，第一次加壓先分期加載到設(shè)計值，隨后分級卸載；第二次加壓分級加載至設(shè)計值的最大值，隨后持荷固定。并且加載時要求兩個加載點加載要同步，每級荷載要求持荷10min，同時要求測量每級荷載下預(yù)拱度的變化。一期混凝土的強度經(jīng)試驗達到設(shè)計強度90%時，預(yù)彎梁可以卸載，卸載仍采用油壓千斤頂分級同步卸載，同時觀察預(yù)拱度回彈情況。由于預(yù)彎梁卸載后，預(yù)拱度回彈值不一樣，要求吊裝前進行測量，根據(jù)回彈值編排梁的安裝位置，保證二期混凝土的結(jié)構(gòu)尺寸，也使橋下拱度較均勻一致。預(yù)彎梁就位后，可以利用工字梁下翼擱置模板，梁與梁之間設(shè)支撐，鋼筋綁扎和混凝土澆筑都不需搭設(shè)支架，這是預(yù)彎梁的優(yōu)點之一。該結(jié)構(gòu)與同跨度同高度的鋼橋相比，用鋼量少得多，大約只有鋼橋的1/4~1/3，與同跨度的鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力梁相比多用近一倍鋼材，也就是說預(yù)彎預(yù)應(yīng)力混凝土梁上部構(gòu)造比鋼梁便宜得多，比鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)造價高。但由于預(yù)彎預(yù)應(yīng)力混凝土梁的梁高極小，有效地降低總的建筑高度，可以大大地減少立交的橋梁面積等工程數(shù)量，還可以減少征地拆遷，由于重量較輕可以減少下部構(gòu)造的工程費。本工程采用該結(jié)構(gòu)與鋼梁方案和預(yù)應(yīng)力混凝土梁方案相比，直接節(jié)約工程費用多萬元。目前，我國經(jīng)濟高速發(fā)展，城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)規(guī)模巨大，如能在更多的立交中采用預(yù)彎梁結(jié)構(gòu)以降低立交層高，則可直接節(jié)約大量投資，其相關(guān)社會經(jīng)濟效益更大。二、光纖傳感器在橋梁檢測中的應(yīng)用智能結(jié)構(gòu)是近年來土木工程領(lǐng)域研究的熱點，隨著光纖傳感科學(xué)，材料科學(xué)，信號解析科學(xué)等科學(xué)的不斷發(fā)展，以智能結(jié)構(gòu)為主體的各類智能建筑物也逐步付諸實踐。法布里·珀羅光纖傳感器（FPI）以其高靈敏度、高精度、高分辨率、高穩(wěn)定性等優(yōu)點率先在智能結(jié)構(gòu)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。橋梁結(jié)構(gòu)是土木工程中至關(guān)重要的一環(huán)，橋梁結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定以及耐久性涉及到人民的生命財產(chǎn)安全以及當(dāng)?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展。而橋梁安全性穩(wěn)定性問題大體集中在如何有效提高橋梁承載能力以及如何有效延長橋梁結(jié)構(gòu)的使用年限。近年來，隨著光電傳感技術(shù)的不斷發(fā)展，橋梁的實時監(jiān)測、健康自診斷、智能修復(fù)等成為各國工程技術(shù)界競相發(fā)展的重點，也成了有效監(jiān)控和解決橋梁安全性與穩(wěn)定性的有效手段。智能橋梁應(yīng)當(dāng)具有集成控制與分析功能的傳感裝置，除了基本的承載功能外，其結(jié)構(gòu)還應(yīng)當(dāng)如同生物系統(tǒng)一樣，在外部環(huán)境作用下，能夠做出智能的調(diào)整或診斷出自身的狀態(tài)。為實現(xiàn)橋梁的智能化，即需要為橋梁設(shè)計一個使用光纖智能傳感技術(shù)的典型系統(tǒng)，因此，需要在結(jié)構(gòu)本身嵌入一種與基體相適應(yīng)的傳感器。目前可供選擇的傳感模式主要有3種：單點式監(jiān)測、定點列陣式監(jiān)測以及全程分布式監(jiān)測。而其中定點監(jiān)測只能夠解決某個空間分量或局部響應(yīng)的問題，如跨中應(yīng)變的監(jiān)測問題。而分布式傳感技術(shù)則提供了一種對待測參數(shù)進行全面監(jiān)測的方法，如溫度場、應(yīng)力場問題。傳感是將一個待測物理量轉(zhuǎn)換成一個可識別信息的過程，光纖傳感系統(tǒng)的特征取決于外部荷載、傳感器的設(shè)計、信號的解調(diào)以及對智能結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)集成等因素。在橋梁工程中，結(jié)構(gòu)的應(yīng)變量是最令人關(guān)注的重要參數(shù)之一。由于荷載，溫度以及其它因素所造成的結(jié)構(gòu)尺度的變化同結(jié)構(gòu)不同的性能，健康狀況以及安全度密切相關(guān)，因此光纖應(yīng)變傳感器必須將結(jié)構(gòu)的應(yīng)變信息轉(zhuǎn)換為某種光波物理參數(shù)的變化量。在現(xiàn)存技術(shù)中，同時采用相位變化與干涉測量方法就能夠有效地解決基于光波長的位移與變形測量問題，而基于此種原理設(shè)計出來的法布里·珀羅光纖傳感器（FPI）就能在智慧橋梁領(lǐng)域大展身手了。根據(jù)傳感器的作用與設(shè)計原理可將FPI分為內(nèi)置式與外置式兩種，內(nèi)置式傳感器是指傳感作用只發(fā)生在光纖內(nèi)部；外置式傳感器的傳感作用發(fā)生在光纖之外，光纖在此的作用只是進行光信號的傳輸。并且，內(nèi)置式光纖傳感器的測量標(biāo)距較大，而外置式光纖傳感器的測量標(biāo)距較小，對于點式測量而言，采用較短的標(biāo)距較為理想，因此在智慧橋梁領(lǐng)域內(nèi)一般考慮采用外置式光纖傳感器。上圖即為法布里·珀羅光纖傳感器（FPI）的工作原理示意圖，由上圖可知在光纖的兩個端面間，光線發(fā)生了多次反射，隨著外置腔距離的變化反射光的總體干涉信號也隨之而發(fā)生變化。2根光纖的末端在1根毛細玻璃管內(nèi)對齊，而毛細玻璃管則被固定在待測應(yīng)變的材料表面，當(dāng)材料與固定在其表面的毛細管一同產(chǎn)生應(yīng)變后，兩個反射面間的光相位將產(chǎn)生周期性的變化。外置式光纖傳感器有一個比較好的有點即是傳感器在橫向幾乎沒有耦合，因而能夠有效地測定出應(yīng)變的軸向分量，而且在光纖端面可以很容易地加上涂層，并使之產(chǎn)生反射信號，從而改變其反射系數(shù)。光纖的傳輸路徑也許會很長，但是反射信號對于環(huán)境的變化并不敏感，但不好的地方在于，環(huán)境變化卻會使其它的傳感系統(tǒng)產(chǎn)生噪聲。將這種傳感器粘貼在熱膨脹系數(shù)已知的材料表面，還能夠進行溫度測量。在光纖信號解析方面目前主要有兩種方式：1，采用多臺專用設(shè)備，可以對傳感器網(wǎng)絡(luò)中的每一個傳感器同時進行信號處理；2，只用1臺設(shè)備依次連接傳感器網(wǎng)絡(luò)中的每一個傳感器，并進行信號處理。另外光學(xué)上的波分復(fù)用技術(shù)還能夠降低對波長敏感光纖的耦合成本，而是否采用高級分析技術(shù)取決于應(yīng)用上的需求。FPI所得到的應(yīng)變信號具有周期性，在通常的應(yīng)變范圍內(nèi)可能存在多個循環(huán)。為了從這種高度非線性的信號中提取出應(yīng)變的信息，可以采取不同的解調(diào)技術(shù)，一種常用的方法是根據(jù)幾種不同波長的信息來確定出毛細管的真實位移，并確定出相應(yīng)的真實應(yīng)變值。其工作流程為一束寬帶光使傳感器產(chǎn)生擾動，然后通過耦合器和光波解調(diào)器將具有不同波長的光引入一個光探測器內(nèi)，這樣即能通過復(fù)合的干涉值惟一地確定出應(yīng)變值。一般來說，智能結(jié)構(gòu)集成的原則應(yīng)當(dāng)是：所加入的傳感系統(tǒng)不會影響到結(jié)構(gòu)的工作情況，外界環(huán)境不致嚴(yán)重削弱傳感信號，解調(diào)信號必須能夠隨時獲得而維持系統(tǒng)的費用必須小于采用檢測方法所產(chǎn)生的費用。而光纖傳感器能滿足以上原則的前兩個方面，在應(yīng)用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的光纖傳感器能夠在結(jié)構(gòu)產(chǎn)生巨大的破壞前后都能夠良好地進行工作。所采用的測試儀器必須滿足以上集成原則的后兩個方面，即在性能與成本間必須做出平衡，同時還需要考慮傳感器的數(shù)量與布置方式\測試方案以及信號分析的復(fù)雜程度。光纖傳感器用于橋梁檢測的案例——美國中南密蘇里州的44號州際高速公路橋在最近的一次重大事故后進行了修復(fù)。該橋梁為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，隸屬于密蘇里交通部管轄，撞擊嚴(yán)重地損壞了橋墩的中部以及與橋墩相連的蓋梁，修復(fù)工作包括采用CFRP布加固受損的橋墩與蓋梁，并在裂縫處灌注環(huán)氧樹脂。然而人們非常關(guān)注修復(fù)經(jīng)歷較長時間后結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生的劣化狀況，采用傳統(tǒng)的測試及檢測方法需要耗費相當(dāng)多的人力物力與時間。因此，最終確定將光纖傳感設(shè)備作為一種低成本高效率的手段來驗證該橋梁的安全性及承載能力。所設(shè)計的現(xiàn)場系統(tǒng)被用來監(jiān)測修復(fù)后的蓋梁與CFRP布的劣化情況，本次監(jiān)測過程中所采用的光纖監(jiān)測設(shè)備目的在于：首先監(jiān)測蓋梁上可能的裂縫開展情況，其次監(jiān)測CFRP布加固后可能產(chǎn)生的剝離狀況，最后記錄試驗荷載作用下應(yīng)變值的變化量。所有的傳感器都被安裝在蓋梁上，蓋梁上有3條較大的裂縫，每條裂縫下都粘貼了一個光纖傳感器，這些裂縫的延伸將使應(yīng)變值產(chǎn)生較大的變化。同時在蓋梁下部粘貼了1層CFRP布，該處將產(chǎn)生最大的彎曲應(yīng)變。傳感器被直接貼在CFRP布的剝離處，并對該剝離處的擴展情況進行監(jiān)測。最后，通過一次標(biāo)準(zhǔn)的荷載試驗將全部的5個傳感器所采集的應(yīng)變值作為結(jié)構(gòu)的健康指數(shù)，這些基本參數(shù)的變化量將反映出橋梁承載能力的降低情況。傳感器的布置由表面處理，而且光纖線路引入接線盒由兩部分組成，采用環(huán)氧樹脂粘貼傳感器并將光纖安裝就位。傳感器與光纖上都用嵌縫材料覆蓋以避免環(huán)境對它們所造成的損害，同時安裝在混凝土表明的傳感器被埋入小槽內(nèi)以避免試驗中所造成的損害。蓋梁上的接線盒被加以密封，以防止不必要的接觸。在采集基準(zhǔn)值的試驗測試中，所有的傳感器都工作良好。基于光纖傳感技術(shù)的設(shè)備能夠很好地滿足土木工程的應(yīng)用需要，光纖傳感設(shè)備能夠?qū)鹘y(tǒng)傳感器難以布置的位置進行布線和監(jiān)測，并將監(jiān)測信息沿光纖進行遠距離傳輸。在提供可靠的高精度的監(jiān)測信息的同時，光纖不會擾動結(jié)構(gòu)，并且能夠適應(yīng)極端的環(huán)境狀況?？梢灶A(yù)見，在未來的大型工程結(jié)構(gòu)監(jiān)測領(lǐng)域、健康診斷領(lǐng)域、智能結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，光纖傳感器將以不可比擬的優(yōu)勢獨占鰲頭。三、碳纖維在橋梁加固中的應(yīng)用隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展和經(jīng)濟的全球化，大力發(fā)展交通運輸事業(yè)，建立四通八達的現(xiàn)代交通網(wǎng)絡(luò)，這不僅有利于經(jīng)濟的進一步發(fā)展，同時對促進文化交流、加強民族團結(jié)、縮小地區(qū)差別、鞏固國防等方面，也都有非常重要的意義。我國自改革開發(fā)以來，路、橋建設(shè)得到了飛速的發(fā)展，對改善人民的生活環(huán)境，改善投資環(huán)境，促進經(jīng)濟的騰飛，起到了關(guān)鍵性的作用。橋梁是我國現(xiàn)代化建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，在經(jīng)濟建設(shè)中發(fā)揮了促進作用。然而，隨著大量橋梁服役年限的提高，在荷載和環(huán)境的共同作用下，各種各樣的病害相繼產(chǎn)生，對橋梁的安全運營造成了隱患。面對著各種各樣的橋梁病害，橋梁的檢測與加固顯得尤為重要，傳統(tǒng)的加固方法可能是貼鋼板進行加固。近年來由于各種新材料的出世，橋梁的加固材料與加固方式也變得越來越多樣化，近幾年涌現(xiàn)出來的新型加固方法有植筋法加固，貼碳纖維布（片）進行加固。值得一提的是，貼碳纖維布（片）加固橋梁由于其良好的耐久性在國內(nèi)很多案例中得到了應(yīng)用。碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維“外柔內(nèi)剛”，質(zhì)量比金屬鋁輕，但強度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維。僅僅依靠碳纖維布本身并不能充分發(fā)揮其優(yōu)異的力學(xué)特性及耐久性能，只有通過環(huán)氧樹脂將碳纖維布粘附于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)表面并與之緊密結(jié)合在一起形成整體共同工作，才能達到補強的目的。因此，環(huán)氧樹脂的性能十分關(guān)鍵。不同類型的環(huán)氧樹脂因有不同的性能，可滿足各個部位的不同要求。例如底涂樹脂對混凝土具有良好的滲透作用，能滲入到混凝土內(nèi)一定深度；粘貼碳纖維布的環(huán)氧樹脂易于透過碳纖維布，并產(chǎn)生很強的粘結(jié)力。根據(jù)使用溫度的不同，樹脂還分為夏用和冬用樹脂。碳纖維布（片）在橋梁加固中的實際案例——京秦高速K129+101處3～16m普通混凝土連續(xù)板橋維修加固。該橋建于1999年，跨越豐登塢至豐潤的地方道路，路面寬為7m，路基寬為8.5m，被交路與高速公路交角為100度。根據(jù)竣工資料，該橋下凈空大于4.5m，滿足被交路設(shè)計要求，但被交路施工時抬高了設(shè)計線。現(xiàn)橋下凈空不足4.5m。2006年5月初，部分超高車輛在高速橋下通過時，致使該橋兩側(cè)中跨邊板底板跨中位置被刮蹭，兩側(cè)破損面積各約1平方米，部分主筋被剪斷。事故發(fā)生后，京秦高速公路管理處經(jīng)勘察討論，最終決定對該橋進行粘貼碳纖維布維修加固設(shè)計。碳纖維布維修加固設(shè)計要求對刮蹭部位處理：清理、鑿毛破損部位混凝土，內(nèi)側(cè)支立芯模，對被剪斷鋼筋采用幫條焊接。對破損處混凝土充分濕潤后采用C40樹脂混凝土澆筑，然后在破損維修處采用碳纖維加固養(yǎng)護期不小于7天。幫條焊接必須保證焊接質(zhì)量和焊縫長度。在修補空心板混凝土、鋪裝混凝土?xí)r務(wù)必振搗密實，保證混凝土的強度。在對于該橋采用碳纖維布加固施工時，主要的施工工藝有：(1)對被加固混凝土表面作打磨處理，除去風(fēng)化層，露出新茬，清除灰塵，保持清潔。(2)將表面處理樹脂均勻地涂刷在待施工的界面上。(3)待表面樹脂不粘手時，用修平樹脂找平基面，做到基面平整無凹陷處。(4)待修平樹脂基本固化后，即可將浸漬樹脂均勻涂刷在上面，厚度約3～5mm，不得有過厚、過薄或遺漏處。(5)將碳纖維布展開、拉緊，平鋪在涂有浸漬樹脂的基面上，再用專用工具反復(fù)滾壓，排出單向布與浸漬樹脂間的空氣，使單向布完全浸漬于樹脂之中，要做到碳纖維布平直，中間無空穴、氣泡。(6)第2層及以后單向布的鋪設(shè)與(4)、(5)的操作及要求相同。(7)在鋪設(shè)滾壓最后一層單向布后，應(yīng)做一次最后的壓平、整理．并再涂浸漬樹脂，厚度約1~2mm。(8)加固層完全固化約7天后即可根據(jù)設(shè)計要求涂刷防護及裝飾外用面漆。在本次加固設(shè)計中可總結(jié)處采用碳纖維布加固橋梁的一些優(yōu)點：(1)碳纖維布重量輕，施工時不用任何重型設(shè)備。又因其自身很薄，也不會占用較大的空間，尤其是在該工程加固空間緊張的情況下，更能顯示這一優(yōu)越性。(2)采用粘貼強度高和高彈性模量的碳纖維加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，能取得類似于鋼板的加固效果。但其結(jié)構(gòu)重量不增加，外表也輕巧美觀。(3)由于加固只使用碳纖維和配套樹脂，不會出現(xiàn)生銹現(xiàn)象，并具有耐酸、堿、鹽和大氣環(huán)境腐蝕等性能，而且碳纖維布有極好的化學(xué)抗性。(4)在對該橋維修加固設(shè)計中使用碳纖維布加固空心板，不但縮短了施工周期，還解決了施工不中斷交通的難題，取得了較大的經(jīng)濟效益和社會效益。受到了有關(guān)單位的好評。綜上所述．粘貼碳纖維布新技術(shù)是加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)行之有效的方法，值得推廣應(yīng)用。四、BIM技術(shù)在橋梁設(shè)計與施工中的應(yīng)用建筑信息模型（BIM技術(shù)）是以建筑工程項目的各項相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，建立起三維的建筑模型，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。其具有信息完備性、信息關(guān)聯(lián)性、信息一致性、可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性八大特點。此外，BIM技術(shù)將建設(shè)單位、設(shè)計單位、施工單位、監(jiān)理單位等項目參與方在同一平臺上，共享同一建筑信息模型，有利于項目可視化、精細化建造。BIM作為一種管理理念，產(chǎn)生于19世紀(jì)70年代，目前BIM在歐美等發(fā)達國家的建筑業(yè)已得到較好的推廣與應(yīng)用，近年來在我國也得到一定的應(yīng)用，特別是在建筑工程項目中取得了一定的成效。一方面，為建設(shè)項目的設(shè)計與施工提供了有效的支持；另一方面，為項目的各個參與方提供了一個有效的協(xié)同工作與交流平臺。從而減少了設(shè)計與施工返工、提高了工程質(zhì)量，并節(jié)約了建造成本與工期等。將BIM引入橋梁工程的設(shè)計與施工過程，進行分析與優(yōu)化，以確保設(shè)計與施工方案的可行性，提高橋梁工程項目的生產(chǎn)效率。在橋梁工程設(shè)計中涉及大量的構(gòu)件，為了滿足結(jié)構(gòu)安全的要求，橋梁工程設(shè)計一般比較復(fù)雜，特別是在構(gòu)件的連接處往往更為復(fù)雜，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計上容易出現(xiàn)一些沖突問題，如配筋沖突、連接件沖突等。傳統(tǒng)上，設(shè)計問題主要依靠設(shè)計者的經(jīng)驗在基于二維設(shè)計圖紙進行檢測。然而由于工程設(shè)計相對復(fù)雜，僅依靠二維的圖紙難以有效檢測出這些問題，直至施工中才發(fā)現(xiàn)問題，從而致使施工返工、工期延遲等。另外，即使檢測出相關(guān)設(shè)計問題，由于基于二維圖紙進行修改，也不能保證設(shè)計的統(tǒng)一性，且修改效率較低。結(jié)構(gòu)設(shè)計的復(fù)雜性也導(dǎo)致了施工的復(fù)雜性，如復(fù)雜的施工工序、復(fù)雜的資源配置等。并且通常情況下，這些都基于項目經(jīng)理或總工的經(jīng)驗來實施，因此難以保證施工整體方案的可行性。預(yù)制構(gòu)件體積和重量較大，且數(shù)量多，構(gòu)件的生產(chǎn)、運輸和吊裝等也存在潛在的問題。一是這些構(gòu)件如何在工廠中正確地生產(chǎn)并運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場。現(xiàn)場管理人員需要反復(fù)驗證設(shè)備構(gòu)件的進場時間、順序及路線，以達到最優(yōu)的施工現(xiàn)場管理。二是大型構(gòu)件的吊裝是橋梁工程中不可缺少的一道工序，如何正確安排大型構(gòu)件的吊裝工序，將直接影響到橋梁工程能否順利完成并達到施工進度和質(zhì)量的要求。三是橋梁工程中會大量使用到施工機械，這些施工機械的需求有多少，強度是否滿足施工要求，吊裝重量是否合理等，都需要現(xiàn)場管理人員進行精確的計算和驗證。然而，在以經(jīng)驗為基礎(chǔ)的生產(chǎn)、運輸與施工規(guī)劃中，無法有效預(yù)測和提前解決這些問題，故只能等待問題的出現(xiàn)。由于橋梁項目的單一性、復(fù)雜環(huán)境的單一性，故對于任何一個工程師而言，都是一個全新的項目、全新的施工環(huán)境。因此，面對一個新的、復(fù)雜的施工環(huán)境，即使經(jīng)驗豐富的工程師，也難于保證施工方案的可行性、有效性。這也是施工問題時常出現(xiàn)的主要原因，從而導(dǎo)致施工工期拖延、成本增加、安全問題頻發(fā)等。橋梁工程設(shè)計包括初步設(shè)計、技術(shù)設(shè)計和施工設(shè)計。欲使BIM技術(shù)與橋梁設(shè)計有效地結(jié)合，三維建模是前提。由于三維建模技術(shù)在橋梁工程設(shè)計中還沒有得到較好的應(yīng)用，故需采用BIM技術(shù)將傳統(tǒng)的二維圖紙轉(zhuǎn)換為三維模型，然后基于三維模型進行設(shè)計分析與優(yōu)化。BIM在設(shè)計上的應(yīng)用主要集中在設(shè)計方案的建模與分析和其中存在問題的檢測和反饋上。項目人員一方面收集項目相關(guān)圖紙之后進行建模，另一方面在模型建立的同時由BIM系統(tǒng)進行檢測分析，并將出現(xiàn)的問題反饋到BIM團隊和相應(yīng)的決策人員手中，決定是否需要修改圖紙。如果需要，則由項目的設(shè)計人員對圖紙進行修改，并再次進行建模和檢測分析，直到反饋信息顯示已不再需要修改圖紙為止。通過這種方法，設(shè)計人員期望在施工開始之前解決所有的設(shè)計問題，確保設(shè)計的可建造性，減少返工。橋梁工程施工優(yōu)化的主要目的是針對橋梁工程設(shè)計的復(fù)雜性、預(yù)制構(gòu)件多等特性，確保施工方案的可行性，并提高施工效率和管理水平。施工過程優(yōu)化將依據(jù)上述建立的BIM模型以及施工規(guī)劃信息等，通過可視化的過程模擬，分析施工工序、進度計劃、資源配置等可行性，進而不斷改善施工方案。基于BIM的橋梁工程施工優(yōu)化流程。需要說明的是，施工過程分析通常由BIM技術(shù)和施工管理人員協(xié)作完成，確定是否需要對施工方案進行修改。BIM技術(shù)在橋梁設(shè)計施工中應(yīng)用的實際案例——剛果（布）國家一號公路二期工程中的Loukouni大橋是一座典型的鋼結(jié)構(gòu)橋梁。整個項目采用EPC的發(fā)包模式，總承建商為中國建筑股份有限公司。由于該橋梁以預(yù)制構(gòu)件為主，為保證施工的順利進行，在設(shè)計與施工過程中，采用了BIM技術(shù)進行輔助管理，包括設(shè)計建模與檢測、施工過程模擬與分析等。本研究將基于該橋梁工程項目，對BIM在橋梁設(shè)計與施工過程中的適用性和有效性進行分析。需要說明的是，本項目涉及到的建模、模擬與分析均有專業(yè)BIM建模師來完成。BIM在本項目設(shè)計上的應(yīng)用主要是設(shè)計碰撞檢測，可分為兩個步驟：三維模型建立和設(shè)計碰撞檢測。首先，根據(jù)工程項目組提供的設(shè)計圖紙，由BIM建模師進行三維建模工作。橋梁模型一方面用于設(shè)計優(yōu)化，另一方面為施工模擬提供支持。然后，基于建立的三維模型和項目的實際需要進行設(shè)計碰撞檢測。碰撞檢測包括整體橋梁的檢測和部分構(gòu)件間的檢測。檢測過程簡單方便，即采用BIM相關(guān)軟件可自動進行碰撞檢查分析。在碰撞檢查完成后，系統(tǒng)會自動顯示有碰撞沖突的構(gòu)件或者對象。通過檢測，本項目共發(fā)現(xiàn)設(shè)計問題3項（全部為細部構(gòu)造問題），通過項目組和設(shè)計方的溝通，最終解決了相關(guān)問題，避免了設(shè)計問題滯留到施工階段。在本項目施工過程中，BIM主要用于施工進度計劃模擬與分析?；谏鲜鼋⒌腂IM模型和項目進度計劃信息，對施工過程進行了詳細模擬。在這個過程中，由項目經(jīng)理、項目工程師和BIM建模師共同發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。首先進行了初步模擬，即根據(jù)初步的施工規(guī)劃和初步建立的BIM模型進行施工過程模擬。在這個過程中，主要關(guān)注了施工工序、施工進度與設(shè)計進度是否一致等問題。然后，基于項目人員的建議進行了多次模擬，并獲得了認(rèn)可的施工工序。其次，在施工進度計劃細化以后，基于更新的BIM模型進行了多次模擬，并獲得了最終的構(gòu)件安裝方案。BIM可以為橋梁工程設(shè)計和施工提供有效支持。本研究期望可以為提高大型、復(fù)雜橋梁工程設(shè)計與施工的效率和效益提供參考，同時為BIM在土木工程領(lǐng)域的推廣應(yīng)用提供幫助。相信隨著BIM理論和技術(shù)的不斷推廣，BIM在土木工程中的應(yīng)用會越來越廣泛，從而提高其工程質(zhì)量、工作效率和管理水平。結(jié)束語：伴隨著近年我國經(jīng)濟與科技的迅速騰飛以及新材料新結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)現(xiàn)，橋梁的設(shè)計與建造技術(shù)也有了長足的進步與發(fā)展。除了上述提到的四種用于橋梁建設(shè)的新技術(shù)以外還有很多別的技術(shù)，例如利用植筋法對病害橋梁進行加固，利用橫縱向轉(zhuǎn)體施工結(jié)合的方式進行預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的施工等等，特別值得提出的是近年來很多組合結(jié)構(gòu)參與了橋梁工程的建設(shè)當(dāng)中，比較著名的有雙鋼板組合結(jié)構(gòu)、鋼板混凝土結(jié)構(gòu)、波紋鋼腹板結(jié)構(gòu)等等，組合結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)使得我國橋梁建設(shè)水平得到了更進一步的發(fā)展。可以預(yù)測，不久的將來將會有更多新型組合結(jié)構(gòu)用于橋梁的建設(shè)當(dāng)中，未來橋梁工程領(lǐng)域內(nèi)我們大展身手的機會還有很多。