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      高速公路預(yù)制T梁護(hù)欄鋼筋整體預(yù)埋工法研究

      2023-07-18 06:44:25莫勇勞祺周楊梁任華
      西部交通科技 2023年4期
      關(guān)鍵詞:焊接護(hù)欄高速公路

      莫勇 勞祺 周楊 梁任華

      摘要:為解決傳統(tǒng)預(yù)制T梁防撞護(hù)欄鋼筋安裝施工中焊接量大、質(zhì)量控制困難及施工安全性低的問(wèn)題,文章基于實(shí)際項(xiàng)目,通過(guò)對(duì)護(hù)欄鋼筋構(gòu)件各部分作用解析,采用護(hù)欄主體鋼筋整體加工制作并預(yù)埋、護(hù)欄頂帽鋼筋現(xiàn)場(chǎng)焊接的工藝。工程應(yīng)用結(jié)果表明:通過(guò)預(yù)制T梁護(hù)欄鋼筋整體預(yù)埋工法,可減少材料用量及焊接工程量,提高施工效率及質(zhì)量,提升施工安全性。

      關(guān)鍵詞:高速公路;預(yù)制T梁;護(hù)欄;預(yù)埋鋼筋;焊接

      中圖分類號(hào):U443.8A401372

      0引言

      目前國(guó)內(nèi)高速公路橋梁預(yù)制T梁防撞護(hù)欄鋼筋常采用預(yù)埋+后期焊接工藝[1-2],其施工工藝是在T梁預(yù)制時(shí),將護(hù)欄連接鋼筋預(yù)埋在梁內(nèi),成橋后再將護(hù)欄鋼筋與梁上預(yù)埋的連接鋼筋進(jìn)行焊接。該工藝的焊接量大,并且需要進(jìn)行高難度的立焊。在實(shí)際施工過(guò)程中,該工藝不僅工效較低且焊接質(zhì)量通病頻發(fā),經(jīng)濟(jì)消耗巨大,后期質(zhì)量得不到保障[3-4]。同時(shí),目前的護(hù)欄鋼筋在進(jìn)行焊接施工時(shí),工人需要到橋面外進(jìn)行高空焊接作業(yè),安全風(fēng)險(xiǎn)極高[5]。為了改善施工的安全環(huán)境,提升施工質(zhì)量,提高施工效率,亟須研發(fā)一種T梁護(hù)欄鋼筋整體預(yù)埋施工工法。

      因此,本文基于廣西南丹至天峨下老高速公路項(xiàng)目(項(xiàng)目主線長(zhǎng)度為104.6 km,概算投資約為224億元,橋隧比為74.8%,預(yù)制T梁超9 663榀),研發(fā)了一種預(yù)制T梁護(hù)欄鋼筋整體預(yù)埋工法。該工法不僅解決了以上工程問(wèn)題且靈活通用,具有質(zhì)量效益和經(jīng)濟(jì)效益突出的特點(diǎn),值得進(jìn)行推廣。

      1工法介紹及分析

      1.1工法介紹

      在傳統(tǒng)的工法中,5號(hào)鋼筋在T型梁預(yù)制時(shí)就預(yù)埋在主梁內(nèi),成橋后進(jìn)行護(hù)欄施工時(shí)與3號(hào)、6號(hào)鋼筋在現(xiàn)場(chǎng)采用雙面焊連接,如圖1所示。由于護(hù)欄預(yù)埋鋼筋沿縱橋向間距僅為10 cm,加之需采用雙面立焊,不僅焊接量巨大,且施工空間狹小,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作異常困難,對(duì)焊工要求極高。據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)發(fā)現(xiàn),護(hù)欄鋼筋焊接質(zhì)量通病頻發(fā),不僅施工效率低且成本消耗較高。

      本工法為解決護(hù)欄鋼筋現(xiàn)場(chǎng)制作的質(zhì)量問(wèn)題,分析各部位鋼筋的功能后著重于在T梁預(yù)制時(shí)將原設(shè)計(jì)的3號(hào)、5號(hào)、6號(hào)這三種型號(hào)鋼筋優(yōu)化成一支整體式鋼筋進(jìn)行預(yù)埋,并單獨(dú)制作頂帽鋼筋,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況調(diào)整標(biāo)高后進(jìn)行焊接,保證其施工的靈活性,如圖2所示。

      由圖2可知,3號(hào)、5號(hào)、6號(hào)鋼筋在預(yù)制廠內(nèi)彎曲成整體,使原先的現(xiàn)場(chǎng)立焊變?yōu)轭A(yù)制廠內(nèi)平焊,極大地減少了施工中焊接的困難與質(zhì)量問(wèn)題。平焊完成后,將整體骨架預(yù)埋至主梁內(nèi),暫不安裝護(hù)欄頂帽鋼筋,這不僅對(duì)場(chǎng)區(qū)提梁及架橋凈空約束性較小,且方便后期調(diào)節(jié)護(hù)欄標(biāo)高,護(hù)欄鋼筋頂部至梁面標(biāo)高為104~114 cm,通過(guò)獨(dú)立的頂帽鋼筋來(lái)現(xiàn)場(chǎng)焊接調(diào)節(jié)護(hù)欄頂面標(biāo)高。

      1.2工法優(yōu)勢(shì)分析

      1.2.1成本優(yōu)勢(shì)分析

      由表1可知,傳統(tǒng)工法制作橋梁護(hù)欄每公里需要用14 mm及18 mm兩種鋼筋,用量為69 939.7 kg/km,而優(yōu)化后制作橋梁護(hù)欄每公里只需要用12 mm及16 mm兩種鋼筋,用量為62 395.3 kg/km,本工法比傳統(tǒng)工法節(jié)省了10.8%的材料。

      1.2.2質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)分析

      由表2可知,傳統(tǒng)工法制作橋梁護(hù)欄的焊縫數(shù)量達(dá)到60 000條/km,焊縫長(zhǎng)度為10 800 m,而優(yōu)化后制作橋梁護(hù)欄每公里焊縫數(shù)量為20 000條,焊縫長(zhǎng)度為3 200 m。本工法比傳統(tǒng)工法焊縫數(shù)量減少了66.7%,焊縫長(zhǎng)度減少了70.4%,且焊接難度降低,施工操作更方便,焊接質(zhì)量更有保障。

      1.2.3安全優(yōu)勢(shì)分析

      傳統(tǒng)工法制作橋梁護(hù)欄常會(huì)花費(fèi)大量的人力、物力去做臨邊防護(hù),且經(jīng)常需專人對(duì)其進(jìn)行維護(hù),但在實(shí)際施工中,臨邊防護(hù)的安全性不高。此外,護(hù)欄鋼筋施工時(shí)工人需先拆除臨時(shí)防護(hù)后趴在梁邊對(duì)護(hù)欄鋼筋進(jìn)行高空立焊,工人極易產(chǎn)生“眩暈”甚至導(dǎo)致中暑現(xiàn)象,安全風(fēng)險(xiǎn)極高。本工法優(yōu)化后,預(yù)埋鋼筋整體性強(qiáng),可直接作為臨邊防護(hù)的一部分,且不再需要工人冒著風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行高空護(hù)欄鋼筋焊接,極大地降低了護(hù)欄施工的安全風(fēng)險(xiǎn)。

      綜上所述,相比于傳統(tǒng)工法,本工法優(yōu)勢(shì)較明顯,主要體現(xiàn)在將分散的各部位鋼筋改為一體加工成型,使立焊變?yōu)槠胶?,極大地減少了鋼筋用量及焊接數(shù)量,既能減少材料消耗,提高護(hù)欄施工質(zhì)量,又能降低施工安全風(fēng)險(xiǎn),是一項(xiàng)降本增效的先進(jìn)工法。

      2新工法施工控制要點(diǎn)

      2.1鋼筋工程控制要點(diǎn)

      鋼筋加工采用智能彎曲數(shù)控設(shè)備,輸入相應(yīng)彎曲長(zhǎng)度、角度等參數(shù)后,由1人操作鋼筋即可完成加工,成品幾何尺寸精確。

      根據(jù)T梁軸線與懸臂參數(shù)計(jì)算出不同位置護(hù)欄鋼筋偏距進(jìn)行精確定位,護(hù)欄頂面采用45 m鋼絞線約束預(yù)埋鋼筋。

      鋼筋間距采用卡具定位,確保鋼筋在平面、立面排列一致,標(biāo)高在預(yù)制時(shí)采用在鋼筋頂拉線的方式控制。

      2.2梁體安裝控制要點(diǎn)

      由于新工法對(duì)護(hù)欄預(yù)埋鋼筋進(jìn)行整體加工,使預(yù)埋鋼筋外露部分過(guò)高,進(jìn)行T梁吊裝時(shí),吊裝孔位置的護(hù)欄預(yù)埋鋼筋會(huì)影響吊裝;進(jìn)行T梁安裝時(shí),架橋機(jī)中支腿、橫移導(dǎo)梁與護(hù)欄預(yù)埋鋼筋會(huì)出現(xiàn)沖突。

      因此,根據(jù)架橋機(jī)性能需要,可在前梁端3 m(中支腿位置)、后梁端1 m(后錨支腿位置)處吊裝孔位置按傳統(tǒng)施工工藝進(jìn)行鋼筋施工或?qū)θA(yù)埋鋼筋局部進(jìn)行折彎,避開(kāi)架橋機(jī)支腿對(duì)預(yù)埋鋼筋的影響。

      2.3架橋機(jī)過(guò)跨控制要點(diǎn)

      新工法護(hù)欄預(yù)埋鋼筋過(guò)高,導(dǎo)致過(guò)跨時(shí)中支腿和跑道前移時(shí)的高度不夠。因此,架橋機(jī)后錨支腿橋梁縱坡應(yīng)適當(dāng)墊高,將中支腿和跑道拆開(kāi)分別調(diào)運(yùn)前移。

      2.4梁體安裝實(shí)例

      經(jīng)過(guò)多次模擬運(yùn)算及架設(shè)實(shí)踐,與傳統(tǒng)工法架梁相比,新工法梁高增加約為114 cm,梁體總體高度約為3.74 m。

      40 m T梁上坡橋架設(shè):40 m×2.5%=1 m,中支腿、反托(間距為20 m,縱坡高差為0.6 m)凈空≥3.74 m+0.6 m+0.5 m(天車(chē)預(yù)留安全空間)=4.84 m,反托液壓油缸頂升高度為0.90 m,為臨界范圍,下墊為0.3 m。

      40 m T梁下坡橋架設(shè):40 m×1.8%=0.72 m,中支腿凈空≥3.74+0.72=4.46 m,然而前支腿最大調(diào)節(jié)高度為6.87 m,反托液壓油缸頂升高度為4.79 m-4.46 m=0.33 m,為臨界范圍。

      工法使用范圍總結(jié):平橋、上坡橋(坡度宜<2.5%),固結(jié)墩預(yù)埋鋼筋外露宜為0.5~0.6 m,下坡橋(坡度宜<1.8%)固結(jié)墩預(yù)埋鋼筋外露宜為0.5~0.6 m。

      3結(jié)語(yǔ)

      (1)護(hù)欄鋼筋整體預(yù)埋工法可用于高速公路橋梁預(yù)制T型梁的護(hù)欄制作施工。

      (2)使用護(hù)欄鋼筋整體預(yù)埋工法施工預(yù)制T梁護(hù)欄鋼筋,比傳統(tǒng)工藝節(jié)省鋼筋10.8%/km,焊縫數(shù)量減少了66.7%,焊縫長(zhǎng)度減少了70.4%,在節(jié)省材料的同時(shí)提高了現(xiàn)場(chǎng)施工的效率。

      (3)使用本工法施工預(yù)制T梁的護(hù)欄,改戶外現(xiàn)場(chǎng)立焊為預(yù)制廠內(nèi)平焊,鋼筋焊接質(zhì)量更有保障。

      (4)使用本工法施工預(yù)制T梁的護(hù)欄,消除了高空焊接作業(yè),施工安全性更高。

      參考文獻(xiàn)

      [1]況櫻.橋梁工程預(yù)制T梁施工技術(shù)應(yīng)用[J].運(yùn)輸經(jīng)理世界,2021(22):109-111.

      [2]余根寧.預(yù)制T梁工廠化流水線施工技術(shù)探討[J].四川水泥,2021(12):209-210.

      [3]侯光達(dá).高速公路橋梁預(yù)制T梁施工技術(shù)分析[J].建材發(fā)展導(dǎo)向(下),2022,20(4):160-162.

      [4]馬瑞華.公路橋梁預(yù)制T梁施工技術(shù)分析[J].四川建材,2022,48(7):122-123.

      [5]龔小燕.公路橋梁護(hù)欄安全結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討[J].黑龍江交通科技,2021,44(6):252-253.?作者簡(jiǎn)介:莫勇(1990—),工程師,主要從事高速公路建設(shè)管理工作。

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