桥梁工程施工毕业论文

施工组织设计是施工企业积极参与市场竞争，承揽建设项目，编制投标文件的重要组成部分。下文是我为大家整理的关于工程施工组织设计 毕业 论文的 范文 ，欢迎大家阅读参考!工程施工组织设计毕业论文篇1 《分析公路桥梁工程施工组织设计》 摘要：根据国家经济建设十二五的规划，高速公路建设作为带动经济、惠民的基建项目，也得到了前所未有的发展。桥梁施工组织设计作为高速公路建设的重要组成部分，结合公路施工的特点如何编制出即保质量又经济的精细化公路桥梁施工组织设计，是高速公路建设中的重点工作。 关键词：公路桥梁工程;施工组织设计 引言： 随着我国经济的飞速发展,使高速公路建设成本、质量控制也被人越来越关注，桥梁作为公路中重要组成部分,随着交通运输量的显著提高 ,其保证质量在公路建设中的重要性也颇显突出，而桥梁施工组织设计对保证工程质量起到了关键的作用。 1.工程概况 本工程为某高速公路河口至双凤段第十四合同段，位于郁南县境内，路线经历洞镇农林村，沿线X472县道、村道及机耕便道经过，交通不方便。本合同段全长10.8km，起迄里程为K87+850～K92+150，总工期要求26个月，其中桥梁18个月。桥梁工程：含有大中桥梁11座，依里程桩号分别为龙庆宫高架桥、石排口高架桥、竹粒高架一桥、竹粒高架二桥、RK90+412中桥、RK90+545中桥、白石岭中桥、路下寨高架桥、路下寨跨线桥、大用跨线桥、连城河大桥。 现以连城河大桥和路下寨跨线桥为例介绍工程概况： 1.1连城河大桥(里程：K98+600～K99+120) 连城河大桥在路线上处于整体式路基段，左、右幅桥梁布置不等长，在大桩号处有40m长属于半路半桥设计，左幅中心里程K98+840，桥跨组合12×40，桥长481.2m，右幅中心里程K98+855，桥跨组合13×40，桥长521.2m，上部构造为预应力砼先简支后连续刚构T梁。 桩基 桩直径为φ150cm、φ180cm、φ200cm，桩长为16 m～44m,桩基性质属嵌岩桩与摩擦桩，桩基共56根。 墩柱 采用实心薄壁单墩式桥墩,墩高1.5 m～30 m，墩柱宽度均为3.2m，厚度分为两种，分别为160 cm厚墩柱配两根φ180cm桩基及180cm厚墩柱配两根φ200cm桩基，墩顶为变截面盖梁，桥台为柱式台。 上部构造 40m预应力砼先简支后连续刚构T梁 1. 2路下寨跨线桥(里程：K95+090～K95+560) 本桥主线跨县道X472，路线上处于整体式路基段，由于起点连接黄茅冲隧道，桥梁前段对应隧道路线设置，中央分隔带为0.5m,然后渐变到3m，左幅中心里程K95+325，桥跨组合30+11×40，桥长474.1m，右幅中心里程K95+327，桥跨组合26+11×40，桥长470.1m，上部构造为预应力砼先简支后连续刚构T梁。 桩基 桩直径为φ150cm、φ230cm、φ250cm，桩长为11 m ～40m,桩基性质属嵌岩桩与摩擦桩，桩基共54根。 墩柱 立柱直径为φ180cm、200cm，采用双柱式桥墩,柱高度为14 m ～52m，桥台为柱式台。 上部构造 40 m预应力简支后连续刚构T梁 2.公路桥梁工程施工组织设计的内容 施工组织设计是指导整个施工工程全过程的经济文件，简单的说可以包括施工准备和施工过程中两大块，单位工程施工组织设计是指出具体施工 方法 技术指导的文件。工程施工组织设计的内容主要包括了以下几点： 2.1施工准备实施计划 施工准备实施计划是保证工程圆满完成的必要准备，它主要包括现场准备、技术准备、机械设备、材料工具以及相关配件准备等，在技术准备中应该要指出季节性施工项目的安排详情，整个施工准备实施计划必须注明工作单位、工作量、各项任务完成进度等，必须以纸质文件给出。 2.2施工方案、施工方法及其技术 措施 施工方案、施工方法及其技术措施是施工组织设计的核心部分，这部分需结合工程施工现场实际情况与设计施工目的，以及达到何种标准等来进行设计，这部分内容主要包括制定施工顺序、细化施工项目、估定施工工程量以及工人劳动量、计算机械设备等施工工具的使用量，以及各个分项工程的施工时间之间的配合，要保证施工工期满足合同所要求。 2.3实物工程量 根据施工现场的具体情况，如地质水文条件等，并结合设计文件的要求来精确计算各个分项工程的工作量情况。 2.4各项需用量计划 根据精确计算出的实物工程量与施工进度要求来制定各项计划用表，主要包括机械设备、材料以及劳动力所需等计划用表，各项需用量计划是施工各阶段的准备阶段，它是开启整个工程施工的钥匙。 2.5施工设计图 施工设计图也是工程施工组织设计中的一个重要部分，它指明了整个工程的结构，施工技术人员需结合设计图来进行施工。 2.6各项经济技术指标 各项经济技术指标是关系到施工单位经济利益的关键所在，远超指标会使施工单位利益受损，不达标便不能满足设计需求。在施工过程中，需要认真的按照施工规范、操作规程和设计文件来进行施工，才能保证各项经济技术指标到一个理想效果。 3.如何做好公路桥梁工程施工组织设计 在做好每个细节工作，保证不出现上述常见问题的同时，如何做好公路桥梁工程施工组织设计，一直是工程施工人员所需要解决的问题。当前的社会的竞争十分激烈，在施工单位中亦是如此，施工企业要想健康而快速的发展，做好工程施工组织设计是施工企业亟待解决的问题，以下几点可以有效帮助做好公路桥梁工程施工组织设计： 3.1高度重视施工图设计文件的施工要求 编制人员要充分了解施工图设计文件的相关要求，分析工程的特点，针对工程特殊部分及其工艺要求，来制定切实可靠的施工措施。 3.2扩大施工组织设计的深度和范围 在完成 文章 前面所述的内容基础上，可评估出设计图纸的合理性及经济性，扩大技术积累，加快技术转化，实现设计与施工技术的一体化。 3.3加强施工组织设计编制人员的 教育 培训 施工组织设计文件质量的高低很大程度上取决于施工组织设计编制人员的水平。在当今社会如此高速发展的情况下，提高施工技术人员的水平，对任何一个施工单位起来说都是十分重要的，加强其教育培训能起到很好的促进作用。 3.4管理者的思想观念要适应现代社会的发展 二十一世纪是进入高速发展的信息化年代，管理者只有不断去适应现代化发展的需要，才能对施工组织设计注入符合新时代的血液，才能带领着团队不断前进。 4.结语 做好公路桥梁工程施工组织设计能有效提高工程施工效率，也成为了施工单位提高经济效益有效手段，同时，它还是衡量施工单位施工技术水平和管理水平的一个重要标志。 工程施工组织设计毕业论文篇2 《浅析园林绿化工程施工组织设计》 摘要：本文通过对园林绿化工程施工组织设计实践与研究，分析了在园林绿化施工组织设计中存在的问题，提出施工组织设计是工程施工中最关键的步骤之一，施工组织设计应充分考虑施工实际，并就如何进一步加强施工组织设计进行了探讨。 关键词：园林绿化;工程施工;组织设计 施工组织设计是进行施工管理的纲领性文件，是施工技术与施工项目管理有机结合的产物，对于能否实现科学施工具有战略指导和战术管理的双重意义。针对园林绿化工程这样的“简易工程”，更加需要全面、正确的认识施工组织设计的前瞻性和科学性，认真结合工程实际，科学、合理地进行编制和优化，并在后续施工中认真加以贯彻落实，确保设计意图的实现。近年来，随着国家对工程招投标的强制规范，绝大部分招标单位都把施工组织设计作为选择中标单位的重要依据之一，这一方面强化了投标单位认真做好施工组织设计的意识，但另一方面我们也清醒的认识到不少单位的施工组织设计脱离工程实际，以应付中标为目的，为以后的施工管理埋下了隐患。 一、园林绿化工程施工组织设计中存在的问题 1.违规编制施工组织设计。 根据相关规定，施工组织设计必须存入施工档案，接受建设单位以及上级主管部门的检查，而现在一些施工单位为了应付检查，往往等到施工开始甚至是竣工验收前才草草进行编制，一些监理工程师违规进行签字，完全违背了施工强制规定。这种以应付检查为目的编制的施工组织设计，根本起不到指导施工的作用，同样没有规范施工组织设计指导下的园林施工也必然是难以达标的。 2.施工组织设计编制脱离实际。 一些单位即便按照规定提前编制了施工组织设计，但在编制过程中脱离施工实际，简单抄袭工艺流程和一些流于形式的内容，不对施工具体进行详细科学的论证，特别是有针对性的防范风险的具体措施更是缺乏，以致在施工出现问题后查找施工组织设计一无所获。 3.施工组织设计内容不规范。 主要体现在，①编制依据存在问题。要么编制依据没有体现，要么依据的规定文件已经过期，要么把一些 经验 做法作为依据。②编制内容不完整。施工方案、工艺要求不具体;对特殊过程和关键步骤描述不清楚;内容缺乏层次，前后逻辑混乱。③文件引用不规范。文件名称与原文不符;没有所引用的条款号，施工时查找难度大。④没有按照相关规定进行审核、审批。 二、园林绿化工程施工组织设计的原则及内容 进行园林绿化工程的组织施工设计，要确定重点，保证进度，为建设总进度保留相当的余地;要重视前期的施工准备，科学、全面的预见施工过程中可能存在的问题及需求;要科学选择施工方法，特别是针对不同季节、不同植物施工要合理选择施工工艺;充分利用正式工程，尽量减少暂设工程。施工组织设计主要有：编制说明，包括业主提供的施工图、有关政策和文件规定、招标书、施工单位相关情况，编制要求、相关标准规范、编制原则等;工程概况，包括工程概述、工程范围、施工现场条件等;人力及资源、机械保证措施，包括施工组织、施工部署、主要管理人员及简历、劳动力计划、劳动力保证措施、材料保证措施、资金保证措施、施工机械设备情况;工程进度计划及工期保证措施，包括总工期、开竣工具体日期以及人材机投入、组织施工方面、进度控制办法等。 三、施工组织设计优化 1.施工方案的优化。 园林工程建设涵盖土方工程、给水及排水工程、水景工程、园路工程、假山工程、 种植 工程、供电工程等内容，要以选择合理的施工方案为编制核心，充分借鉴国内外先进的技术和经验，尽量使用先进的技术和方法，提高施工效率、降低施工成本，根据工程实际特点，将技术可行性及经济合理性统一起来。对可能采用的施工方法进行技术经济评价，选择最佳方案。按照工程实际，结合人材机、施工方法等，科学选定主要工程的施工方案。针对具体园林绿化工程可参考以下工序：验收场地、场地清理、定点放线、挖树穴、种植、养护、补植、移交。对于反季节种植、古树名木移栽、南北植物互种、景观土建等技术性要求较高、危险性较大的施工内容，还需制订专项施工方案，增强针对性。同时园林植物都是有生命的，这一点在编制施工组织设计时尤为重要，要根据植物的习性确定种植和养护方案，这样才能提高成活率。 2.施工组织机构及人员的优化。 施工组织机构需明确工程分几个工程组完成，以及各工程组的所属关系及负责人，真正做到事事有人负责、人人有事负责。人员安排要根据施工进度计划，按时间顺序安排，要选派专业化的职工队伍，对施工人员的组织结构进行系统安排。 3.施工组织设计质量衡量标准的优化。 要根据施工实际选择合理的施工质量衡量标准，不能一概求告、求全作为具有生命特征的建设施工项目，至少需经历种植施工、养护施工两个时期，施工周期往往超过一年，施工质量要充分考虑这两个施工期的各自特点，合理加以安排。园林绿化工程的施工组织设计标准一定要充分考虑植物的生长周期，确保选用标准的科学合理。 4.施工组织设计编制工具的优化。 随着信息技术迅速发展，电脑和网络在工程制图、预算管理等方面发挥了巨大的作用，但限于施工管理人员的认识还不到位，目前信息技术在工程管理领域的应用还不尽如人意。电脑和网络可以及时、高效的获得各种信息并快速加以处理，大大加快施工组织设计编制速度，编制质量也更有保障。目前，随着项目经理负责制的落实，项目经理现场管理水平越来越受到重视，这就要求企业建立自己的项目管理信息系统，以全面客观的收集现场施工信息，及时发现各类问题，对施工组织设计进行再优化，使施工过程更加符合设计意图和施工实际，确保项目按计划完成。 5.不同施工时期的优化。 施工单位中标后，要加强和建设单位的交流和沟通，充分了解建设单位的意图，也要让建设单位充分了解施工过程，通过沟通选择最优化的施工组织设计。还要特别注意查找原设计过程中的不足，并加以优化，以降低施工成本，提高施工效益。进场后，项目经理等要组织人员对施工图纸进行认真审核，对设计的增大施工要素配置、降低施工难度、达不到环保和质量要求、缺乏安全保障等方面进行优化。施工开始后，对施工的现实情况越来越明晰，对发现的设计不符合实际等情况如需变更设计，需要收集充分的资料，认真加以分析，改动并得到监理签认。同时还要注意相关注意事项，尊重科学和事实，补充完善实施性施工组织设计。 随着城镇化的不断加快，人们对园林绿化的要求越来越高，这就给施工组织设计提出了更高的要求。因此无论是施工单位，还是建设单位都必须高度重视施工组织设计，认真做好施工组织设计，同时在施工过程中还要不断优化，只有这样才能保证工程的顺利进行。 参考文献： [1]常莹.浅谈园林工程的特点及管理[J].今日科苑，2007，(7)：22-23. [2]孟令树.优化施工组织设计[J].海河水利.2009，(2). [3]陈宗平.ISO9001标准在园林企业的应用与推广[J].南方农业，2010，(4)：64-66. 工程施工组织设计毕业论文篇3 《公路施工组织设计》 摘要： 近些年，国家对基础性建设的投入越来越大，我们的公路建设也日益增多。公路工程是一项综合性、系统性较强的工程，是集路基、路面、路线、桥涵、隧道等于一体的综合体系。随着经济社会的发展和施工工艺的不断进步，人们对公路工程的要求也更加严格。为了保证公路建设的正常施工，就需要工程设计按时按量完成。而如何处理好质量与工期的矛盾则是公路设计者面临的难题。本文对公路工程设计的重要性，步骤等进行一个分析研究。 关键词： 公路工程;设计;系统性;施工工艺;项目;质量;分析 0 引言 随着我国经济的发展，我国公路交通运输等行业都飞速发展起来，为了使等级较低的村道、乡道等交通满足人们日益增长的交通需求，我们就对高速公路、省干线公路等进行完善;各省市县对较低等级的山区公路和城镇道路的改建也日益重视起来，增加投资建设资金等方面，以此来完善公路交通网的建设。在公路提级改建项目中，山区地形由于地质复杂，在升级过程中路线布设受平纵横断面等条件和影响因素诸多;我们根据已完成的各级公路提级改建项目设计过程中的一些经验，对公路提级改建中总体及路线设计有以下几点认识，希望对今后的公路项目建设和提级改造项目建设能起到一定的指导作用。 1 施工组织设计重技术轻管理的现象严重 我国公路建设项目传统的施工组织设计一般包括的内容有：工程概况、施工技术方案、施工进度计划、资源供应计划、施工平面图设计等。尽管有的施工组织设计编制了技术组织措施的内容，但也仅从确保工程质量、安全、进度方面提出了相应的保证措施，工程技术性措施较强，管理措施较为薄弱，可操作性差，组织措施、经济措施及合同措施不力。因此，这样的施工组织设计是一种工程技术性的施工组织文件。 ①缺少施工部署措施工程项目的施工，在市场经济条件下，施工企业通过招投标获取项目，企业法人就是项目法人，而施工项目经理是企业法人在项目上的全权代理人。施工项目经理在施工前要与施工企业法人签订项目管理目标 责任书 ，界定项目经理在项目实施中应达到的质量、安全、进度、成本、环保、文明施工的目标，明确项目经理的责、权、利。因此，项目经理部必然要通过各种管理手段和措施对其目标、施工组织、总包与分包和资源供应进行规划，做出施工部署措施，而过去那种编制施工组织设计的作法就不能适应了。 ②缺少风险管理措施项目施工中自然存在许多风险，有技术上的风险和非技术风险，如果工程项目在施工前没有对风险识别、分析，没有做出抗风险对策，导致的后果将是严重的，这已是许多工程施工证明了的事实。而过去那种施工组织设计的作法一旦项目遇到风险，则施工组织设计将是一纸空文，失去指导作用。 ③缺少全面的技术组保证措施在一般的实施性施工组织设计的技术组织措施中，仅有保证工程质量、安全、工期，冬雨季施工的措施，没有保证成本、环境保护、文明施工的措施，这是不全面的。 2 公路工程施工组织设计存在问题 尽管一些施工组织设计编制的内容措施，只从确保工程质量安全和进度等方面提出的相关的保证措施，但是也存在一些可操作性差等不足。因此，我们就要完善以下缺少的管理措施内容： 2.1 缺少风险管理措施 项目施工中存在很多风险，这就需要我们在工程项目施工前增强对风险的识别、分析能力，这样才能在有风险的时候进行风险对策，避免产生严重的后果。 2.2 缺少全面的技术组保证措施 在一般的施工组织设计的技术措施中，我们只保证工程质量、安全、工期，冬雨季施工等措施外，还要重视施工成本、环境保护、文明施工等方面措施。由于工程竞争激烈，就需要我们降低成本率来使企业获得更多的利润，因此我们在保证工程质量的全体下，必须要实现降低成本的计划。 2.3 缺少全面的施工组织设计技术经济指标 同项目的施工方案所达到的技术指标也会有所不同。因此，就需要我们对施工性项目的施工组织设计进行应有的评价和考核。在过去的施工组织设计者，由于操作的各不相同，就对评价项目、考核项目的施工组织水平带来了一定困难。 3 公路设计的影响因素 3.1 选线因素 在进行选线的时候，我们需要全方面进行考虑 ，尤其是对公路进行升级改造的时候，因为大多路线的走向已经基本确定了，我们在选线的时候在不影响原有线路的情况下选择更优的可行路线走向。 此外，改建项目设计中心线的位置可能为两种：当旧路基基本能满足改建断面的需求时，选择旧路中心线作为基准;当旧路基与改建断 面相 差较大时，选择旧路边线作为基准，两者都能很好的利用旧路基，这是相当重要的，这对道路标高的控制，施工方案有决定性作用。 3.2 平面设计因素 平曲线指标是视距及行车安全的首要影响因素，其要素应根据规范满足其组成要求。在平面设计中，其要点无非圆曲线半径、缓和曲线长度、超高加宽以及直线段长度等能否满足规范。在公路提级改建中，我们既希望能将平面线型严格满足规范要求以达行车安全，也希望在改建的过程中以人为本，注重环保，减少对山体环境的破坏，这就需要一个平衡点。 4 施工组织设计编制的步骤 由于施工工程项目的大小不同，所要求编制组织设计的内容也有所不同，但其方法和步骤基本大同小异，大致可按以下步骤进行。 4.1 收集编制依据文件和资料 ①工程项目设计施工图纸。②工程项目所要求的施工进度和要求。③施工定额、工程概预算及有关技术经济指标。④施工中可配备的劳力、材料和机械装备情况。⑤施工现场的自然条件和技术经济资料。 4.2 编写工程概况 主要阐述工程的概貌、特征和特点，以及有关要求等。 4.3 选择施工方案、确定施工方法 主要确定对工程施工的先后顺序、选择施工机械类型及其合理布置.明确工程施工的流向及流水参数的计算，确定主要项目的施工方法等(总设计还需先做出施工总体布署方案)。 4.4 制定施工进度计划 包括对分部分项工程量的计算、绘制进度图表。对进度计划的调整平衡等。 4.5 计算施工现场所需要的各种资源需用量及其供应计划(包括各种劳力、材料、机械及其加工预制品等)。 4.6 绘制施工平面图 4.7 其他 提出对有关工得的质量通病和易于发生安全问题的环节。订出防治措施、制定降低成本(如节约劳力、材料、机具及临时设施费等)的具体措施、超奖减罚等的具体要求和技术经济指标。 5 加强公路工程施工设计规范化管理对策 我国加入WTO组织后，给我国建筑行业带来机遇和挑战，主要表现在以下两个方面的竞争，即技术水平和管理水平竞争。为了适应新形势下的发展，就要各施工管理部门掌握现代管理方法并加以利用，以此保证自己在竞争中有足够的实力。随着计算机及 网络技术 的迅速发展，各个行业在辅助管理上都运用计算机的功能进行操作，因此就需要掌握现代计算机技术等知识，因为所有的竞争归根到底还是知识和人才的竞争，所以还需要多一些人才的培养计划。 6 小结 在编制施工组织的时候，我们既要重视科学的管理，还要讲究经济效益。因此，就需要我们在不同的条件下对不同的施工对象采取不同的管理措施。在策划重点的时候还要根据实际情况出发，这样才能制定出规范性强、符合业主质量需求的施工组织设计方案，并且能够因地制宜的对各个阶段的施工进行全面的指导。 参考文献： [1]石冠跃.浅谈公路工程设计中对工程地质勘察资料(数据)的分析、论证及其应用[J].石河子科技，2004(01). [2]李勇.公路工程建设中勘测设计存在的问题及影响因素分析[J].中国新技术新产品，2011(02). [3]孙爱民.关于如何合理控制公路工程造价的探讨[J].科技信息，2011(07). [4]公路工程设计变更管理办法[J].交通标准化，2005(08). 猜你喜欢： 1. 建筑施工毕业论文范文 2. 施工组织设计实训心得体会 3. 工程施工组织设计论文 4. 施工组织设计实习心得 5. 建设施工组织论文

索结构在桥梁工程中的应用及基本防腐处理措施 摘要:研究目的:索结构在桥梁工程中得到了日益广泛的应用,其主要应用桥型范围是悬索桥、斜拉桥、拱桥、系杆拱桥等,索的构造也相应分为缆索、拉索及吊索等多种类型,根据桥梁索结构所处的环境条件,相应对其提出了很高的防腐性能要求。研究结论:索结构由于其优异的材料性能特点,在桥梁等多种工程中得到广泛应用,为保证长期安全使用,对索结构的防腐应采取综合工程措施。目前对构成索结构的材料采取的基本防腐处理措施主要为热浸镀锌和环氧喷涂处理。关键词:桥梁工程;索结构应用;腐蚀特点;防腐措施;热浸镀锌;环氧喷涂随着我国桥梁建造水平的提高,在对桥梁与运输服务的综合效益、与周边环境相协调的景观要求、与结构使用寿命相一致的耐久性设计等方面都提出了更高的要求,悬索、斜拉等桥型结构的应用日趋普遍,对索结构的防腐处理提出了新的要求与课题。1索结构在桥梁等工程中的应用特点索结构在桥梁工程中得到了日益广泛的应用,根据索的应用部位、结构受力及变形特点,主要包括缆索、拉索及吊索等多种类型,索的材料主要由钢丝束、钢绞线、钢丝绳等柔性构件构成,同时部分有类似功能要求的构件也可采用圆钢等(如小跨度吊桥的吊杆等),索结构在桥梁工程中的主要应用桥型结构范围是悬索桥、斜拉桥、拱桥、系杆拱桥等,其中包括悬索桥的主缆索和吊索、斜拉桥的斜拉索、拱桥及系杆拱桥的吊索、水平拉索(明索)等,对于一些桥梁结构的特殊处理(包括施工过程中的临时受力需要)及旧桥加固等有时需采用体外索的处理形式,也属索结构在桥梁工程中的应用范围。另外,也有一些诸如预应力锚索等也在包括桥梁等很多工程中得到日益广泛的应用,特别在水电、高挡墙路基、桥梁以及其它各种加固工程等应用十分广泛,对保证工程安全、有效控制工程投资发挥了重要作用,尽管有些严格从结构特点上判断不属于索结构,但从防腐处理考虑则很多具有类似的技术要求。对不稳定的岩(土)体采用预应力锚索体系进行整体加固已成为目前基本选择和常规做法,工艺上也具备愈加成熟的特点,在道路工程设计施工中也常常面临高路基工程,从满足受力要求、节省工程量、节约占地需求、降低工程投资、改善外观效果等方面考虑,自立互锚(或半自立锚固)混凝土挡土墙也应用较多,山区地形条件更是如此,桥梁工程中也有较多应用工程实例,以切实保证结构安全及设计合理,如在万州长江二桥的锚碇结构设计中,根据工程地质条件,为保证结构安全及有效控制工程量,锚碇前端采用了预应力岩锚体系。目前,从桥梁跨度、桥型构造特点、结构美观、施工条件等各种因素综合考虑,索结构在桥梁工程中的应用前景十分广泛,包括永久工程及临时工程等,尤其是钢索的柔性结构特点对施工可以带来很大便利,而随着材料科学的不断发展,用于索结构的主要材料钢丝、钢绞线、钢丝绳等材料强度不断发展、规格系列越发齐全、防护水平显著提高,同时设计计算分析水平及施工操作水平也迅猛提高,以上各种条件变化为索结构在桥梁工程中日益广泛的应用创造了良好条件。根据腐蚀条件及长期使用经验,对包括桥梁用各类索结构的防腐处理引起工程界愈加高度的重视,成为衡量桥梁工程设计施工质量、保证结构耐久性关键控制因素之一,结合有关防腐处理研究部门及相关生产厂家的共同努力,其防腐处理的工艺及技术水平也有了很大提高,除对索结构的基本材料钢丝、钢绞线等本身外表面必须进行必要的防腐处理,通常采用热镀锌或环氧涂层防护等处理措施,还需对成型后的缆索或索股等采用其它防护处理措施,为切实保证其有效防护使用年限要求、提高整个工程的使用性能条件提供良好保证。对由平行钢丝或钢绞线构成的各种拉索、吊索等构造,其成型规格尺寸通常不是很大,一般外表面采用热挤PE进行防护,应在工厂进行专业化施工,同时PE材料也具备较好的现场修补条件,热挤PE有单层或双层构造,外层有多种色彩选择,可以满足防护及景观效果等多方面要求;悬索桥主缆在成桥后需对其采取综合防护处理,有较高技术要求;对于由钢丝绳构成的索结构通常可采用涂装或油脂防护;此外,对索结构的锚固与其它构造的衔接处理也高度重视,采取了一系列工艺改进措施。2桥梁索结构应用中存在的主要问题由于索结构基本为体外构造,暴露于大气环境之中,处于十分不利的腐蚀环境条件,因此,用于桥梁工程时必须充分考虑其很高的防腐性能要求,不仅包括索的自身防腐处理,对其与相关构造的衔接处理也需予以高度重视,且在很多情况下成防腐薄弱环节及影响结构安全的控制因素,必须采取有效措施切实保证其耐蚀性要求,为确保结构整体安全创造有利条件。在以往国内外桥梁工程设计施工中,尽管针对索的防护重要性有一定认识,通常也都采取了相应的防护处理措施,但由于受当时防护处理技术水平、认识水平及重视程度不够的制约影响,因而由于对索的防护处理不力、影响工程正常使用及需要进行返工处理的工程实例很多,而进行相应事故的处理投资费用很高,且费工费时,对正常交通一般也会造成很大影响,个别严重的还会造成工程报废,所造成的影响及损失更大,从结构特点及以往工程实例特点分析,其中斜拉桥出现的问题更多一些,由此造成了很大的直接及间接损失,拱桥的吊索也很容易发生类似问题。针对悬索桥结构而言,对其主缆的防护历来十分重视,通常除对材料本身进行必要的防护处理外,对成型后的缆索外表面通常还会采取一系列其它防护处理措施(结构封闭及涂装处理),使之缆索处于相对封闭状态,同时主缆的受力特点也决定了其受力条件较为均匀,应力幅度变化相对不大,两端连接锚头基本采用工艺成熟的热铸锚工艺,材料性能匹配较好,通常不会出现腐蚀局部薄弱环节,基于以上特点,悬索桥由于主缆防护处理不利出现重大工程事故的不多,因而就主缆防护存在一定的重视不够或认识不足之处,在较长一段时间就此方面的技术发展进步相对不大,但并不表明其缆索的的防护处理就不存在技术问题。由于大跨度悬索桥对主缆索进行了封闭处理,进行相应检查较为困难,有些问题不能及时发现和暴露出来,但近年来美国、日本等国家对以往修建的大跨度悬索桥主缆索进行的相关检查(拆除外表面涂装及缠丝后)中发现,其主缆钢丝的锈蚀现象较为严重和普遍,主要原因是虽然对钢丝自身及缆索外表面进行了相关的防护处理,但外表面防护处理仍难以完全避免外部水汽浸入,防护涂层的龟裂及索鞍、索夹等防水薄弱环节的存在是主要原因,而水汽一旦浸入则很难顺利排出,由此形成主缆内部湿度很大,严重恶化了其腐蚀环境,造成钢丝锈蚀,因而近年来除该改进缠丝材料构造及工艺、采取进一步的封闭措施外,还考虑采用必要的除湿设备,当然工程投资会有所增加,但考虑长期使用目的仍是必要的。我国进行现代意义的大跨度悬索桥建设时间不长,各桥梁工程对主缆也尚未进行相关检查,有些可能出现的问题也尚未暴露出来,但借鉴国外经验,对主缆防护采取各种加强措施仍是十分必要的。国内外桥梁工程由于对索的防护处理不利造成较大影响及损失的主要工程实例有:德国汉堡的Kohl-brand Estruary桥,由于斜拉索腐蚀严重,建成的第三年就更换了全部的斜拉索,耗资达6 000万美元,是原来斜拉索造价的4倍;委内瑞拉的Maracibo桥,建于1958~1960年间,受当时技术水平制约,其斜拉索没有进行镀锌处理,采用一般的涂漆防护,经过不断的风雨侵蚀,斜拉索锚头处的锚箱罩盖率先损坏,进而使得斜拉索与上锚箱的接口处发生锈蚀,且相当一部分锈蚀十分严重, 1979年发生个别斜拉索断裂,因此决定对全桥斜拉索进行更换,全部进行镀锌处理,并采用了含有铅质的酚醛树脂糊膏进行表面防护,且换索后拉索根数增加一倍;我国广州海印大桥于1988年年底建成, 1995年起陆续发生索股断裂及松断事故,调查表明产生的主要原因是管道压浆工艺未能保证拉索顶部灌注饱满,造成拉索直接与空气接触进而发生锈断,为防止事故的进一步发生,被迫进行全桥换索工程,耗资大量资金及时间; 2001年11月7日,宜宾南门大桥(拱桥)倒塌,事故调查发现拉索已经发生严重生锈;此外,国内外还有许多斜拉桥建成后陆续进行了局部换索或其它处理。美国在1903年建世界上第一座现代化长跨度悬索桥W illiamsburg桥,受当时技术水平和造价制约,没有对钢丝进行镀锌处理而采用一般防护,建成后仅7年就发现钢丝锈蚀断裂, 1922年对缆索补缠镀锌钢丝,但1934年又发现主缆内有水从锚碇处流出,虽陆续采取了多种处理方案,但都没有能够阻止锈蚀发展, 1992年开始被迫进行为期3年的主缆维护工作,耗资7 300万美元。3索结构的腐蚀特点索结构在桥梁工程的应用环境特点基本处于高空之中,主要的腐蚀环境是大气环境腐蚀,在高纬度地区,对悬索桥主缆索通常还要考虑到积雪对缆索的影响。目前构成桥梁索结构的材料基本为高强度钢丝或钢绞线组成,另外钢丝绳在悬索桥吊索中也有较多应用,而钢绞线或钢丝绳也是由不同直径的钢丝在工厂再加工而成,因此高强度钢丝是桥梁工程中索结构的最基本材料,属冷拨碳素钢,包括强度等各项技术指标不断取得提高,目前在不进行镀锌处理等条件下其标准强度多为1 860MPa,而2 000MPa及以上标准是今后的发展方向,且多采用低松弛系列,能够更好地适应工程实际需要,同时,在对钢丝进行镀锌处理过程中,钢丝表面会有一定损伤,因此镀锌钢丝(或钢丝绳)的抗拉强度等有所降低,目前相关标准中通常采用1 600~1 700MPa。由于钢丝的含碳量较高,通常在0. 75% ~0. 85%之间,因此塑性条件相对较差,在没有进行防护的条件下其抗腐蚀性很差,造成钢丝自身腐蚀的主要原因包括应力腐蚀及疲劳腐蚀:应力腐蚀是材料在一定环境中由于外加或本身残余的应力,加之腐蚀的作用,导致金属的早期破裂现象,金属的应力腐蚀破裂主要是对应力腐蚀较为敏感的合金上发生,纯金属很少产生,合金的化学成分、金相组织、热处理对合金的应力腐蚀破裂有很大影响,处于较高应力状态情况下,包括材料内部各种残余应力、组织应力、焊接应力或工作应力在内,且基本为拉应力影响,可以引起应力腐蚀破裂,防止应力腐蚀破裂的主要方法是消除或减少其应力状况,并且通过改变介质的腐蚀性(添加缓蚀剂),选用耐应力腐蚀破裂的金属材料,从而避免相关腐蚀的出现;疲劳腐蚀是钢铁在交变应力作用和腐蚀介质的共同作用下产生的一种腐蚀现象,同时也是在桥梁工程的索结构中发生较为普遍、概率较大的腐蚀现象,减少疲劳腐蚀的主要方法是选择适应相关腐蚀环境的抗腐蚀的材料,同时对材料表面进行镀锌、涂漆等方法减轻疲劳腐蚀的作用。桥梁工程设计施工过程中,针对索结构的应用,从保证其使用安全考虑通常都留有相对较大的安全系数,不同的索结构及材料类型对相应的安全系数有具体要求,尽管如此,各种索结构通常仍是在较高的应力状态下工作的,虽然对于工作疲劳应当没有影响,但是在高应力状态下,腐蚀介质和应力的相互发生作用,如果不进行合理有效的防护处理,其腐蚀是非常容易发生的,腐蚀发生将会大大影响钢丝的受力性能,同时从桥梁工程的构造特点考虑,索结构与其它构造的衔接部位通常也是最易受腐蚀的薄弱的地方,同时悬索桥的主缆索在锚碇范围是通过散索鞍后散开在锚室内进行锚固,而锚碇为地下结构,无论采用何种锚碇构造,锚室内的空气湿度通常都很大,对包括缆索及各种连接构件的防腐都十分不利,目前,在锚碇洞室内通常还需设置排水及除湿设备,以改善洞室内的腐蚀环境条件。1967年12月,美国西弗吉尼亚州和俄亥俄州之间的俄亥俄大桥突然倒塌,事故调查的结果就是因为应力腐蚀和腐蚀疲劳产生的裂缝所致。4钢丝的热浸镀锌处理热浸镀锌工艺在桥梁工程中得到了广泛应用,尤其是在各类索结构的防腐处理中应用更是极为普遍,是目前对钢丝防腐处理的常规工艺方法,对钢丝进行热浸镀锌可以有效防止或减小索结构在制造、运输、架设以及使用过程中的锈蚀,结合其它合理的防腐处理措施,切实保障其耐蚀要求,进而为整个工程的安全长期使用提供良好条件。热浸镀锌工艺已有较长的发展历程,用于钢丝防护主要是随着现代悬索桥的建设而得到发展并逐步扩大其应用范围,美国是世纪上建造现代悬索桥最早的国家,在20世纪30年代就开始在悬索桥上使用主缆及吊索系统用镀锌钢丝,比如世界闻名的金门大桥,而一些没有使用镀锌钢丝的桥梁多因应力腐蚀或腐蚀疲劳而不得不后期进行换索加固。热浸镀锌即是把钢铁浸入温度达440~465℃或者更高温度的熔化锌中进行处理的过程,铁基体与熔锌反应,形成铁-锌合金层覆盖在整个工件表面,镀锌表面有一定的韧性,可耐很大的摩擦及冲击,同时与基体有着良好的结合,钢丝热浸镀锌的基本工艺流程为:除油→水洗→酸洗→水冲洗→熔剂处理→烘干→热镀锌→后处理→收线→成品。热浸镀锌的镀层厚度通常在50~250μm,对于钢丝要求其锌层重量控制在300g/m2以上,同时对附着力按有关要求进行严格的检查控制,镀锌质量保证主要的控制因素包括表面基材处理效果、助熔方式、镀锌时间、引出方式、引出后的处理(锌层均匀性及表面效果)等。5环氧树脂涂层处理5. 1基本材料特点及应用条件环氧树脂是由环氧氯丙烷和双酚基丙烷在碱作用下缩聚而成的高聚物,含有极性高而不易水解的脂肪基和醚键,涂膜的耐化学性好,其结构是刚性的苯环和柔性的烃链交替排列,物理机械性能良好,同时其固化时体积收缩率低,可避免由于内应力的产生影响附着力,由于环氧树脂属热固性树脂,其固化后形成的三维交联的主体结构会导致其很少有分子键滑动,因而使用中需增加其韧性指标,通常可采用胺类固化剂,有机多元胺在常温条件下能与环氧树脂交联固化,所形成的涂膜具有良好的附着力及硬度指标,同时具有耐脂肪烃溶剂性、耐稀酸(碱)性和耐盐水性,防腐性能十分理想。当需要防护处理的金属结构等处于较为特殊的使用环境条件(如埋于地下土层当中等),根据其腐蚀特点及对防腐材料的性能特点要求,可针对配方作进一步改进以满足相关的使用要求。由于煤焦沥青含有环烃结构,如酚或塞酚之类具有很好的抗腐蚀细菌功能,同时具有很好的水下不渗透性,因此,在环氧树脂防腐体系里加入煤焦沥青可使其具有一般环氧树脂所不具有的特性,可以有效提高涂层在土壤中的抗水渗透性及抗细菌腐蚀性能等,其涂料配方由环氧树脂、溶剂、固化剂、填料等组成。根据实际使用环境条件的不同,钢铁等金属材料的腐蚀过程及腐蚀类型较为复杂多样,主要为化学腐蚀及电化学腐蚀等,为保证其使用耐久性及结构安全,必须进行防腐处理,对涂膜的基本质量要求包括涂膜厚度的合理选择、附着力、耐皂化性能、化学耐久性、耐冲击性等。采用环氧树脂涂层防护处理对工艺设备的要求很高,其应用于桥梁等工程的防护处理在美国、日本等国家发展起步较早,国内近年来也发展很快,由于需进行专业化生产的特点,已有部分生产厂家引进了必要的技术和设备,通过消化吸收具备了相应的生产能力。目前在桥梁等工程上应用最多的是环氧喷涂钢绞线(简称SC钢绞线),由于工艺处理复杂,技术要求高,因而其造价相对较高,但由于其优良的防腐性能条件和技术优势使之具备广阔的发展应用前景,主要应用于斜拉索、吊索、桥梁体外索加固、岩(土)体加固及一些地下工程等对防腐性能要求很高的工程,也可用于常规工程,用于桥梁等工程后防腐年限大幅度提高,结构安全更有保障,同时可以有效避免或减少后期损失,如斜拉桥曾较多地发生断索等工程事故需要进行更换处理,其换索施工不仅对正常交通造成很大影响,而且所需费用十分昂贵,各种损失巨大。5. 2SC钢绞线主要技术特点随着高强度预应力钢绞线在包括桥梁等许多工程中日趋广泛的应用,特别是根据各类索结构的构造形式、应用环境特征、腐蚀特点,同时考虑在保证工程整体寿命及结构安全方面的重要作用,对其防腐效果及耐久性提出了越来越高的要求,防腐处理技术的相应发展是其关键,为从根本上有效解决钢绞线的防腐耐久性问题,环氧树脂涂层预应力钢绞线(英文名称Sur-passCoa.t Strand,故简称SC钢绞线)技术得到了很快的发展及应用,从涂装操作特点考虑属粉末涂装法,常用的粉末涂装主要有流动浸渍法和静电喷涂法, SC钢绞线系采用高压静电喷涂法将环氧树脂粉末喷射于钢绞线各根钢丝上,然后加热熔融、固化、冷却,从而在组成钢绞线的各根钢丝外表面形成一层致密的环氧涂膜,为实现这一目标,喷涂前需将钢绞线各根钢丝暂时打散,喷涂后再将其复扭成型。以前对钢绞线的防腐处理通常采用镀锌钢绞线、外表面整体进行树脂填充及涂装环氧层、普通钢绞线外侧设热挤PE防护层等处理方法,而SC钢绞线则是对组成钢绞线的各根钢丝外表面都进行环氧涂膜处理,要求环氧涂膜层有良好的致密性及厚度均匀,因此称之为全涂装钢绞线。SC钢绞线系与其它防腐处理类型的钢绞线的主要区别是由于所用的防腐材料与工艺上的不同,从而造成其防腐效果及钢绞线机械性能方面的较大差异,一般钢丝或钢绞线经镀锌处理后,由于镀锌过程对钢丝表面不可避免地产生一定损伤,因而机械性能均有所下降,体现在设计中的影响主要是强度指标需要降低,另外,镀锌钢绞线表面锌层被刮伤后,刮伤处会产生阴极电化学反应,从而加快腐蚀的发生,其它防腐处理方式也存在一定的薄弱之处,包括防腐效果、物理特性变化、锚具要求、与混凝土的附着效果、对施工操作的影响等方面, SC钢绞线主要技术特点如下:5.2.1对构成钢绞线的各根钢丝都进行了充分的表面材质调整,各根钢丝一边旋转一边进行涂装处理,与其它涂装法比较,其膜层厚度较薄(平均120 ~180μm)且均匀,同时致密性好,耐磨性强,可靠性高,具有良好的耐离子渗透、耐化学品、耐电压、耐紫外线辐射、耐疲劳性能等基本特点,综合防腐效果十分理想,应用前景广阔。5.2.2与涂装前的普通钢绞线相比, SC钢绞线的强度及柔软性没有降低,同时,由于涂装处理时的温度不高,不会出现镀锌处理造成的强度损失较大的特点,其强度指标与不涂装钢绞线基本没有区别,松弛率也可保证,十分有利于设计施工控制。5.2.3普通钢绞线即使出厂不久,局部仍易产生锈蚀或浮锈,而在存放时间较长、保护措施不利条件下或由于施工养护等方面的原因,极易发生较为严重的腐蚀现象,甚至导致报废,而SC钢绞线在制造时需在打散情况下对各钢丝进行表面防腐处理,成型后不会出现防腐蚀薄弱部位,不会发生锈蚀现象,合理的操作可充分保证其涂膜质量。涂装处理后的SC钢绞线较原基材外径变化很小,目前所用的常规锚具、夹片仍可适用,无需另行采用专用锚具,有利于方便施工、合理控制投资。由于膜层厚度相对较薄, SC钢绞线的涂装材料用量较少,有条件作到价格更为合理,现场施工通常不会另行增加费用,目前主要在于出厂价格相对较高,其主要原因在于对设备、技术及操作工艺要求很高等方面因素,同时国内能够生产的厂家也有限,随着普及率的不断提高及各方面条件的不断改善,其价格也会相应降低。6结论(1)索结构由于其优异的材料性能特点,在桥梁等多种工程中得到广泛应用,同时,随着设计施工技术及材料工艺不断发展,其应用范围日益扩大,在工程建设中发挥着极为重要的作用,特别在大型工程建设中具有难以替代的作用。(2)为保证制造质量及精度要求,降低现场工作量及难度,进行工厂化生产制造是主要应用发展方向,应根据工程特点进行合理选择,包括合理的锚固连接构造。(3)根据材料自身及使用环境特点,为保证工程长期安全使用,避免或减少各种损失,对索结构的防腐必须高度重视,采取相应工程处理措施。(4)对索结构的防腐应采取综合工程措施,随着技术进步及认识程度的不断提高,在此方面已取得很大发展。除对索体材料自身进行必要的镀锌、环氧喷涂等措施外,对成型后的索体结构进行热挤PE及其它防护处理措施,可取得良好防腐效果。参考文献:[1]中华人民共和国交通部.公路悬索桥设计规范(报批稿)[S].[2]JTJ 027—96,公路斜拉桥设计规范(试行)[S].[3]GB/T 21073—2007,环氧涂层七丝预应力钢绞线[S].[4]唐清华,郑史雄.斜拉桥与悬索桥的防腐[ J].四川建筑, 2005(1): 125-126.