魏 青 李偉清

0 引言

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)的交通事業(yè)蒸蒸日上，各種重型車輛，尤其是工程用重型運(yùn)輸車的不斷出現(xiàn)，使橋梁負(fù)荷日趨加重，橋梁的交通運(yùn)輸作用也更加重要，隨著橋梁工程建設(shè)發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)也越來(lái)越多，如何更好的進(jìn)行橋梁的管理、施工和設(shè)計(jì)，是值得我們思考的問(wèn)題。在橋梁工程建設(shè)技術(shù)中發(fā)展趨勢(shì)有如下幾個(gè)方面。

1 橋梁施工管理軟件中新技術(shù)的應(yīng)用

橋梁工程管理系統(tǒng)的研究與開發(fā)在世界范圍開展了近 30年，開發(fā)了不少先進(jìn)的橋梁項(xiàng)目管理軟件。國(guó)外項(xiàng)目管理軟件經(jīng)歷了 3個(gè)階段:第一階段為基本功能階段，如進(jìn)度控制、投資控制、質(zhì)量管理、資源管理、資金管理、采購(gòu)管理等，是對(duì)基層工作流程的模擬，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享，減輕基層項(xiàng)目管理人員的工作強(qiáng)度。第二階段的軟件具有兩個(gè)功能:1)分析和預(yù)測(cè)功能，滿足項(xiàng)目管理業(yè)務(wù)的要求及中層管理人員的業(yè)務(wù)需求;2)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的使用和通訊功能，包括工期變動(dòng)分析、成本變動(dòng)分析、資源變動(dòng)分析、資源替代分析、不可預(yù)見事件分析(如惡劣氣候、匯率變動(dòng)、市場(chǎng)物價(jià)變動(dòng)、分包商情況變動(dòng)等)，分析各種變動(dòng)對(duì)項(xiàng)目可能帶來(lái)的影響。在分析基礎(chǔ)上產(chǎn)生的預(yù)測(cè)功能主要包括進(jìn)度預(yù)測(cè)、投資預(yù)測(cè)、資金需求預(yù)測(cè)等，并有相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。第三階段是基于因特網(wǎng)的項(xiàng)目管理:一方面使傳統(tǒng)的項(xiàng)目管理軟件能在因特網(wǎng)上運(yùn)行，從而擺脫操作系統(tǒng)、操作地點(diǎn)的限制;另一方面是整個(gè)項(xiàng)目管理業(yè)務(wù)與因特網(wǎng)的結(jié)合，如通過(guò)因特網(wǎng)進(jìn)行文檔管理、視頻會(huì)議、在線討論等。盡管所有這些功能大多在前兩個(gè)階段中出現(xiàn)過(guò)，但把它們與Web技術(shù)集成，卻是一件技術(shù)上、操作上都相當(dāng)困難的任務(wù)。這個(gè)階段的軟件提供了一個(gè)基于因特網(wǎng)的“虛擬”項(xiàng)目環(huán)境。相比之下，國(guó)內(nèi)在這方面的研究較晚，目前我國(guó)項(xiàng)目管理軟件的發(fā)展還處于第一階段，某些軟件具備或正向第二階段軟件的分析和預(yù)測(cè)、數(shù)據(jù)通訊發(fā)展，沒(méi)有基于因特網(wǎng)的第三階段軟件。

可見，充分利用計(jì)算機(jī)來(lái)加工和處理橋梁施工管理中所涉及的大量數(shù)據(jù)和信息已成為當(dāng)今橋梁施工管理的發(fā)展方向，開發(fā)基于 Web的面向?qū)ο蟮目梢暬?、集成化的橋梁施工管理系統(tǒng)顯得尤為重要。

2 橋梁檢測(cè)新技術(shù)

橋梁檢測(cè)是一門直接服務(wù)于工程實(shí)踐的技術(shù)學(xué)科，涉及到橋梁的設(shè)計(jì)計(jì)算理論、試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)、儀器儀表性能、數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)組織等方面，具有較強(qiáng)的綜合性、應(yīng)用性和復(fù)雜性。近 20年，隨著橋梁工程的飛速發(fā)展，新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝不斷涌現(xiàn)。光纖傳感技術(shù)是 20世紀(jì) 70年代中期發(fā)展起來(lái)的一門新技術(shù)，經(jīng)過(guò)短短的 20多年時(shí)間的快速發(fā)展已取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，測(cè)量各種參數(shù)的光纖傳感器也應(yīng)運(yùn)而生。隨著更多穩(wěn)定性好、可靠、耐久、經(jīng)濟(jì)、更適合橋梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的光纖傳感器的研制成功，光纖傳感器在橋梁工程領(lǐng)域中將會(huì)得到更加廣泛的應(yīng)用。光纖光柵傳感技術(shù)是光纖傳感技術(shù)發(fā)展的最高階段。光纖傳感器主要用于:橋梁結(jié)構(gòu)的施工監(jiān)測(cè)、既有橋梁結(jié)構(gòu)的工作性狀監(jiān)測(cè)、服役時(shí)間較長(zhǎng)的橋梁結(jié)構(gòu)的損傷檢測(cè)。把光纖傳感技術(shù)應(yīng)用到橋梁檢測(cè)中給橋梁健康監(jiān)測(cè)和安全評(píng)價(jià)注入了新的活力，國(guó)外經(jīng)過(guò)幾十年的研究，已形成了比較成熟的技術(shù)，但其昂貴的價(jià)格阻礙了它在中國(guó)的應(yīng)用和發(fā)展。因此，在今后的研究中，需要從原理、制作工藝等方面著手研制高性能、低價(jià)格的傳感器以滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求。

3 橋梁加固新技術(shù)

加固新技術(shù)主要有以下三種:

1)SRAP加固方法。

SRAP加固方法是一種新的導(dǎo)入預(yù)應(yīng)力概念的橋梁加固方法。其利用 SR增強(qiáng)材料的高強(qiáng)特性和 AP樹脂砂漿防腐防水、粘合力強(qiáng)的特點(diǎn)，通過(guò)特殊的方法對(duì)SR高強(qiáng)材料施加預(yù)應(yīng)力，從而達(dá)到對(duì)橋梁的加固。預(yù)應(yīng)力的施加:把膨脹螺栓錨固于梁底兩端，軟鋼絲的兩端用螺旋扣環(huán)固定于膨脹螺栓上，通過(guò)把絲扣反向的螺旋扣環(huán)旋緊施加預(yù)應(yīng)力。

2)植筋加固橋面技術(shù)。

在橋面破壞修復(fù)中，通常是先完全鑿除舊橋面再換鋪新橋面，這樣不但費(fèi)工費(fèi)時(shí)，而且經(jīng)濟(jì)效益也不理想。對(duì)此，有人提出采用植筋技術(shù)，在舊橋面上直接加一層新橋面，這樣不僅充分利用了舊橋面，而且縮短施工時(shí)間，經(jīng)濟(jì)效益也很顯著。采用植筋技術(shù)，對(duì)舊橋面進(jìn)行簡(jiǎn)單的清潔處理，然后平行舊橋面鋼筋，按計(jì)算深度和規(guī)定間距鉆孔，再將鋼筋植入孔內(nèi)，再采用同級(jí)別的混凝土填孔，并澆筑新的橋面層。

3)填芯法加固雙曲拱橋。

填芯法加固就是在雙曲拱橋拱波內(nèi)腔填筑混凝土拱波、拱板、拱肋和新的鋼筋混凝土形成整體，通過(guò)增加拱圈的斷面面積來(lái)提高拱橋的承載能力，同時(shí)又增加了原雙曲拱橋的整體性，且修補(bǔ)了原拱波中的裂縫。

4 碳纖維片修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)橋梁混凝土結(jié)構(gòu)新技術(shù)

碳纖維是在幾千攝氏度的高溫下經(jīng)特殊工藝制造出的一種高科技產(chǎn)品，碳纖維片材包括碳纖維布和碳纖維板，碳纖維布是連續(xù)碳纖維單向或多向排列，未經(jīng)樹脂浸漬或少量樹脂浸漬的布狀碳纖維制品。碳纖維板是連續(xù)碳纖維單向或多向排列，并經(jīng)樹脂浸漬固化的板狀碳纖維制品。它具有高強(qiáng)、輕質(zhì)、抗腐蝕、耐老化、物理性能穩(wěn)定等諸多優(yōu)點(diǎn)。其拉伸強(qiáng)度約為鋼材的 7倍 ～10倍。碳纖維片可以用環(huán)氧樹脂粘貼在混凝土的表面，形成一體，共同工作。20世紀(jì) 80年代中期開始研究把碳纖維片材用于混凝土結(jié)構(gòu)的修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)，利用碳纖維片的高強(qiáng)和可粘貼的性能，把碳纖維片用環(huán)氧樹脂粘貼在被補(bǔ)強(qiáng)的混凝土結(jié)構(gòu)表面，與原混凝土結(jié)構(gòu)形成一體共同承受荷載，使混凝土結(jié)構(gòu)得到了有效的加強(qiáng)，這種方法不僅施工簡(jiǎn)便，不受酸、堿鹽等的腐蝕，耐久性好，而且基本不增加結(jié)構(gòu)的重量，不影響結(jié)構(gòu)的外觀。因而引起了廣泛的關(guān)注，迅速擴(kuò)展到歐洲、美洲及歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家相繼針對(duì)碳纖維片用于混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)的應(yīng)用技術(shù)和材料性能進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究，提出了很多具有實(shí)用價(jià)值的研究成果，使碳纖維修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)得到迅速發(fā)展，已廣泛用于橋梁的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)。

5 橋梁設(shè)計(jì)施工新技術(shù)及應(yīng)用

波形鋼腹板組合箱梁減輕大跨度 PC橋梁結(jié)構(gòu)的混凝土重量是橋梁結(jié)構(gòu)技術(shù)革新的一個(gè)重要組成部分。法國(guó)首先提出用平面鋼板代替箱形截面混凝土腹板，通過(guò)箱形截面內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋施加預(yù)應(yīng)力作用，大大減輕了自重。能較大地降低材料用量和造價(jià)是波形鋼腹板組合箱梁結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)。工程對(duì)比計(jì)算表明:與預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁相比，波形鋼腹板 PC組合箱梁的混凝土減少22%，縱向鋼筋減少 33%，普通鋼筋減少 10%。由于不需要混凝土模板，相應(yīng)減少了鋼筋和模板的操作工期。充分利用了混凝土抗壓及波形鋼腹板質(zhì)輕、抗剪強(qiáng)度高等特點(diǎn);加之又采用了體外預(yù)應(yīng)力索，免除了在混凝土腹板內(nèi)預(yù)埋管道的復(fù)雜工藝，減少了預(yù)應(yīng)力鋼筋用量。與過(guò)去的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，波形鋼腹板組合箱梁的結(jié)構(gòu)更加合理，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。目前在法國(guó)已建成了 3座波形鋼腹板式 PC組合箱梁橋，取得了較好的效益。但國(guó)內(nèi)在波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁方面的研究成果還很少，在工程實(shí)踐上還是空白。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著技術(shù)和材料制造工藝的發(fā)展，將有更多的新工藝、新方法、新材料運(yùn)用于橋梁中，各種不同的方法都有各自的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，我們要靈活運(yùn)用，積極開拓，把各種方法運(yùn)用到不同的橋型設(shè)計(jì)和施工當(dāng)中去，實(shí)現(xiàn)橋梁工程建設(shè)管理、施工、設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。

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