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顶管技术论文样例十一篇

时间:2023-04-08 11:46:52

序论:速发表网结合其深厚的文秘经验,特别为您筛选了11篇顶管技术论文范文。如果您需要更多原创资料,欢迎随时与我们的客服老师联系,希望您能从中汲取灵感和知识!

顶管技术论文

篇1

在项目实施过程中,由于项目实施的复杂性,多方人员参加以及时间跨度长等因素,所以有关需求、建议、解决方案和会议、问题记录等都必须文档化、标准化,以便查阅和引用。这些文档伴随着项目实施的各个阶段逐渐充实、完善;与此同时,它们亦记载跟踪了整个实施的过程和成果。因此,在文档管理的过程中,需要把握住一些重要的原则和方法,这样可以让我们的文档真正达到预期的目的。

1.1文档模板的管理

面对项目中需要建立的各类纷繁复杂的文档,如果各式各样,每个人一个风格,不论从美观性和可读性上都会有影响,所以在文档管理中的过程中应建立一套文档的模板。

在建立文档模板时,需要对一些格式进行要求,需要将一些基本的要素固化到文档模板中,确保文档需要的内容能够在文档中体现,例如文档的页眉页脚、文档变更历史、文档的目录方式、文档的字体等。

在建立文档时,要注意做好文档的分类,各种分类有一个清晰的定义,使用者可以清楚地知道实际使用时要采用哪种模板。如果是使用共享目录方式管理文档,需要在一个相对容易找到的文件夹目录中存放模板,如果是使用信息系统方式进行模板管理,最好能够在首页进行一个链接,让使用者可以快速的搜索到。在建立分类时,需要含有一个共同类,或者叫做公用类,因为在实际的使用过程中总是会有一些新的类别出现,也会有一些无法进行分类的文档,这个时候就可以通过共同类进行管理

1.2文档目录的管理

为了能够在纷繁复杂的文档中找到需要的文档,需要在进行文档管理时建立一套完整的文档目录体系,主要包括文档的索引管理和文档的分类管理。

在进行文档管理前,需要对不同的文档建立一个分类,建议不同的分类可以便于文档的查找,也可以针对不同的分类制定不同的管理要求。如果是文件夹方式管理,还需要分别不同的文件夹内容的安排以及权限的控制,因为文件夹管理的特殊性,需要注意其权限管理的简洁化;如果是采用信息系统管理,需要注意类型的编码体系的建立。一个好的文档分类体系可以让使用者方便地进行文档的归类和查找,文档的分类在一些管理过程中还需要注意归档管理的需求。

2 项目技术文档范围

2.1项目立项申请、可行性研究报告、项目批复等立项依据性文件;施工、质检、监理、中间交接、竣工验收 、试运行等。

2.2基础检测报告、发电机转子探伤报告、制造厂(运行厂)调研报告。

2.3设备招标、设计招标、施工招标、工程监理招标文件。

2.4施工图设计文件、图纸审核会签资料。

2.5工程概算书、施工预算表、工程竣工决算、固定资产清单及明细表。

2.6工程监理合同、工程监理规划及实施细则。

2.7施工组织设计、施工前技术交底、施工计划、施工方案、施工工艺措施。

2.8设计变更、工程更改洽商单、通知单。

2.9原材料检验报告、原材料出厂技术文件、产品合格证。

2.10设备安装记录。

3 项目技术文档的要求:

3.1项目技术文档必须完整、准确、系统,并做到图面整洁、装订整齐、签字手续完备,图片、照片等要附情况说明。

3.2竣工图应反映实际情况,必须做到图物相符,做好施工记录、检测记录、交接验收记录和签证。

3.3凡按图施工,在施工过程中没有变动的工程,由施工单位在原施工图上加盖竣工图章后,即可作为竣工图。

3.4凡有一般性图纸变更的符合设计或规范要求变更的,可在原图上修改,并加盖竣工图章作为竣工图。

3.5施工中有一般性设计变更时,能在原施工图上修改的,由施工单位在原施工图上注明修改部分与修改依据和说明,可在原图上修改,并加盖竣工图章作为竣工图。

3.6凡有结构改变、工艺改变、平面布置改变、项目改变等重大变更及图幅变更面积超过10%,应重新绘制竣工图。

3.7所有设计变更文件中的变更内容,必须不遗漏地在竣工图中全面反映,即每项变更内容,不但要在文件所指的竣工图上反映,而且要在所有涉及到的相关联的每张竣工图上反映。

3.8实施过程中的图片、照片、录象等材料,以及项目实施过程中的重大事件、事故等,应有完整的文字说明。同时,要详细地填写档案资料登记表。

4 各方的通用职责

4.1工程各参建单位填写的工程档案应以工程合同、设计文件、工程质量验收标准、施工及验收规范等为依据。

4.2工程档案应随工程进度及时收集、整理,并应按专业归类,认真书写,字迹清楚,项目齐全、准确、真实,无未了事项。表格应采用统一表格,特殊要求需增加的表格应统一归类。

4.3工程档案进行分级管理,各单位技术负责人负责本单位工程档案的全过程组织工作,工程档案的收集、整理和审核工作由各单位档案管理员负责。

4.4对工程档案进行涂改、伪造、随意抽撤或损毁、丢失等,应按有关规定予以处罚。

5 建设单位职责

5.1应加强对基建文件的管理工作,并设专人负责基建文件的收集、整理和归档工作。

5.2在与勘察、设计单位、监理单位、施工单位签订勘察、设计、监理、施工合同时,应对监理文件、施工文件和工程档案的编制责任、编制套数和移交期限做出明确规定。

5.3必须向参建的勘察设计、施工、监理等单位提供与建设项目有关的原始资料,原始资料必须真实、准确、齐全。

5.4负责在工程建设过程中对工程档案进行检查并签署意见。

5.5负责组织工程档案的编制工作,可委托总承包单位或监理单位组织该项工作;负责组织竣工图的绘制工作,可委托总承包单位或监理单位或设计单位具体执行。

5.6编制基建文件的套数不得少于地方城建档案部门要求,并应有完整基建文件归入地方城建档案部门及移交产权单位,保存期应与工程合理使用年限相同。

5.7应严格按照国家和地方有关城建档案管理的规定,及时收集、整理建设项目各环节的资料,建立、健全工程档案,并在建设项目竣工验收后,按规定及时向地方城建档案部门移交工程档案。

6 工程监理单位职责

6.1应加强监理资料的管理工作,并设专人负责监理文件的收集、整理和归档工作。

6.2监督检查工程文件的真实性、完整性和准确性。在设计阶段,对勘察、测绘、设计单位的工程文件进行监督、检查;在施工阶段,对施工单位的工程文件进行监督、检查。

6.3接收建设单位的委托进行工程档案的组织编制工作。

6.4在工程竣工验收后三个月内,由项目总监理工程师组织对监理档案进行整理、装订与归档。监理档案在归档前必须由项目总监理工程师审核。

6.5编制的监理文件的套数不得少于地方城建档案部门要求,并应有完整监理文件移交建设单位及自行保存,保存期根据工程性质以及地方城建档案部门有关要求确定。如建设单位对监理档案的编制套数有特殊要求的,可另行约定。

7 工程施工单位职责

7.1应加强施工文件的管理工作,实行技术负责人负责制,逐级建立健全施工文件管理工作。建设项目的施工文件应设专人负责收集和整理。

7.2总承包单位负责汇总整理各分包单位编制的全部施工文件,分承包单位应各自负责对分承包范围内的施工文件进行收集和整理,各承包单位应对其施工文件的真实性和完整性负责。

7.3接受建设单位的委托进行工程档案的组织编制工作。

7.4按要求在竣工前将施工文件整理汇总完毕并移交建设单位进行工程竣工验收。

篇2

Abstract: With the development of society, the rapid growth of economy, people require social production capacity and supply capacity to meet the needs of the people, thus giving the enlargement of power grid scale achieved leapfrog development, how to ensure the safety and stability of power grid operation and technology, and strengthen management to realize the safe operation of the transmission lines.

Key words: power system; scheduling; transmission line

中图分类号:[TM7] 文献标识码:A文章编号

一、电网运行安全稳定性

在电力系统运行中,保证系统稳定至关重要,如果系统稳定性遭到破坏,可能导致系统瓦解和大面积停电等灾难性事故,给社会带来巨大的损失。以下是有关电网运行的安全稳定性需要解决的问题。 1、数据提供的信息量不足。电网运行的数据包括数字仿真数据及系统中各种装置所采集的实测数据,如管理信息系统、地理信息系统以及各种仿真软件仿真生成的数据。然而工程技术人员通过这些数据所获取的信息量仅仅是全体数据包含信息量的部分,隐藏在这些数据后的还有极有价值的信息是电力系统各种失稳模式、发展规律及内在的联系,对电网调度人员来说,这些信息具有极其重要的参考价值。 2、安全稳定性的定量显示。电力市场的形成发展,使系统运行在临界状态附近,安全裕度变小,调度人员面临越来越严峻的挑战。因此,应深入了解新的市场环境下电力系统全局安全稳定性的本质,找出电力系统各种失稳模式、内在本质及对其发展趋势的预测,同时,使用浅显易懂的信息来定量估计系统动态安全水平,估计各种参变量的稳定极限,为调度人员创造一个简易实用的条件来处理、分析电力系统的安全稳定问题。 3、安全稳定性的评价及控制。由于电力系统的不稳定类型极其复杂,无法完全预测,调度人员需要更多的专家、更有价值的信息来预测及采取必要的控制措施来保证电力系统的安全稳定运行,这就对安全稳定评估算法的实时性、准确性及智能性提出了挑战。

一、电网运行技术

1、馈线保护的技术。

(1)传统的电流保护。过电流保护是最基本的继电保护之一。考虑到经济原因,配电网馈线保护广泛采用电流保护。配电线路一般很短,由于配电网不存在稳定问题,为了确保电流保护动作的选择性,采用时间配合的方式实现全线路的保护。常用的方式有反时限电流保护和三段电流保护,其中反时限电流保护的时间配合特性又分为标准反时限、非常反时限、极端反时限和超反时限。这类保护整定方便、配合灵活、价格便宜,同时可以包含低电压闭锁或方向闭锁,以提高可靠性;增加重合闸功能、低周减载功能和小电流接地选线功能。 (2)基于馈线自动化保护。配电自动化包括馈线自动化和配电治理系统,其中馈线自动化实现对馈线信息的采集和控制,同时也实现了馈线保护。馈线自动化的核心是通信,以通信为基础可以实现配电网全局性的数据采集与控制,从而实现配电SCADA、配电高级应用(PAS)。同时以地理信息系统(GIS)为平台实现了配电网的设备治理、图资治理,而SCADA、GIS和PAS的一体化则促使配电自动化成为提供配电网保护与监控、配电网治理的全方位自动化运行治理系统。

2、现代馈线保护。配电自动化中的馈线自动化较好地实现了馈线保护功能。但是随着配电自动化技术的发展及实践,对配电网保护的目的也要悄然发生变化。最初的配电网保护是以低成本的电流保护切除馈线故障,随着对供电可靠性要求的提高,又出现以低成本的重合器方式实现故障隔离、恢复供电,随着配电自动化的实施,馈线保护体现为基于远方通信的集中控制式的馈线自动化方式。在配电自动化的基础上,配电网通信得到充分重视,成本自动化的核心。目前国内的主流通信方式是光纤通信,具体分为光纤环网和光纤以太网。

篇3

(2)存在账、卡、物不符现象,日常缺乏有效的资产实物管理手段,即使单位花大力气进行了资产清查,随着时间的推移账实不符的情况又会重新出现。

(2)固定资产管理过程中缺乏跟踪管理,不能及时反映资产信息的变化情况。针对以上存在的问题,通过资产管理系统中的条码管理有效的进行了规避与解决,实现轻松管理固定资产,提高行政事业单位资产管理的工作效率。

二、资产管理中条码技术的应用

1.一物一卡一码管理

资产管理信息系统通过条码扫描设备将采集的实物资产信息录入系统,形成资产卡片,根据规则设置生成实物资产的唯一条码标识,作为实物资产的唯一身份证,同时将资产的使用部门、使用人、存放地点、品牌、规格型号、生产厂商等基本必要信息写入条码进行存储,便于后期直观、快捷的读取固定资产信息,方便查看及管理。资产管理系统生成资产条码后,可以使用专用的条码打印机单独或批量打印出条码标签,然后将带有条码信息的标签粘贴在固定资产上,进而可以使用带有条码扫描功能的手持数据终端进行固定资产现场管理。专业的条码打印机可以打印PET、PVC等薄膜类特殊介质标签,此类标签可以防水、防油污、防撕裂,保证固定资产标签长期保存和清晰。

2.自动盘点

资产管理系统通过资产盘点功能,将待盘点的资产数据传送至条码扫描设备中,然后借助条码扫描设备并结合资产一物一码的条码管理机制,扫描实物资产上粘贴的条码标签,进而准确完成盘点工作,避免了错盘、漏盘、重复盘点等问题,提高固定资产盘点工作的效率。

3.一码制管理

一码制管理是资产管理工作中新的发展需要,通过条码扫描设备,扫描实物资产的唯一条码后可读取资产信息,进而可以通过条码扫描设备轻松的完成资产信息采集、资产信息变动、资产使用及资产处置等业务操作,并将操作结果与资产管理系统实时同步,进而通过一码制管理实现对固定资产全生命周期的过程管理,使得固定资产管理变得轻松、简单,极大的简化了资产管理的工作流程,提高了工作效率。

三、条码技术引入资产管理中的重要意义

久其公司将条码技术成功的嵌入到《行政事业单位资产管理信息系统》中,进一步加快了资产管理的信息化建设进程,为行政事业单位固定资产管理工作提供更可靠、更高效的管理手段,全面提升行政事业单位资产管理工作的工作效率和管理水平。通过资产管理系统结合条码技术对固定资产进行管理,将实现:

(1)降低资产管理人员等相关人员的资产管理投入工作量,提高工作效率。

(2)随时对资产信息进行查看、管理,促进资产信息的及时更新,实现实物资产与账面资产信息对称。

(3)降低闲置资产的存量,提高资产使用率,极大降低了资产重复购买及资产流失的概率。

(4)将资产管理工作进行精简、易操作,使资产管理工作变得简单、轻松。

篇4

二、射频识别技术概述

(一)RFID技术的概念

RFID技术是一种非接触式的自动识别,工作距离长,过程中无需人工干预,可以应用于各种恶劣环境。目前,市场上的固定资产管理系统的支撑技术主要有条形码技术、磁卡技术、射频识别(RFID)技术等。相比较而言,RFID技术具有条形码不具有的防水、防磁、防污损、读取距离长、数据可以加密、存储数据量大、存储信息可以更改自如等优点,还具有多标签同时识别的功能。

(二)RFID技术的工作原理

RFID系统主要由阅读器、应答器和射频天线组成。阅读器包括控制部分、存储器、输入/输出端口、与应答器通信有关的编码器以及射频天线。阅读器通过自己的射频天线和应答器进行通信,当应答器位于一定的局域内时,通过的耦合天线产生电流驱动内部的半导体芯片工作,阅读器可以通过天线向其电场范围内的应答器发送指令,当应答器正确接收到指令后,通过外部天线将应答送回阅读器②。应答器由耦合元件和芯片组成,含有天线,用于和射频天线之间进行通信,可以做成卡片等形状,即电子标签。

三、RFID技术在固定资产管理中的应用

为了方便资产管理部门进行固定资产日常的统计、查询,及时实时地掌握固定资产的状态和使用情况,实现固定资产管理信息和生产MIS、EAM系统、财务软件系统等进行链接和信息共享,达到固定资产管理过程的高效率,可运用RFID进行固定资产管理。其原理在于:在每项固定资产上粘附具有唯一标识的电子标签,当固定资产进入RFID终端识别器识别区域时,天线通过发送微波信号激活电子标签的电路,电子标签返回电波信号,二者进行数据的交换,读写器获得相关信息,将该信息实时上传到RFID系统服务器,进行格式转换、过滤等后续处理,作为其他系统实现固定资产数据统计、查询等功能的数据源,以对固定资产日常管理中的变动信息的实时监控、记录和自动更新。

(一)RFID技术在固定资产管理中的系统设计总体方案

基于RFID的固定资产管理系统采用B/S架构,主要包括电子标签的识别、固定资产信息的传输层、固定资产管理应用系统三个层面。该方案通过读写器接收到固定资产电子标签信号后,在中间层识别后的资产信息传递到后台数据库服务器,实现对固定资产日常变动管理、统计查询、系统管理等功能。

(二)RFID技术在固定资产管理中的系统功能

RFID在固定资产管理系统中的功能可以分为如下模块:(1)用户信息管理。该模块用以设置、记录登陆系统的的各操作用户及其权限、密码管理,记录其操作过程的日志等。(2)资产日常管理。该模块包括资产的购置、日常调拨、维修、盘点管理业务,包括申请购置的计划、验收和使用管理、调拨计划与审批、调拨过程查询、维修申请与审批,维修进度查询等。(3)资产盘点管理:该模块包括盘点计划、盘点指令、盘点差异报告等。(4)资产定位和报警管理:资产存放位置管理、资产正常移动管理、非正正常移动管理,用于监测资产是否处在非正常的流动状态。(5)资产查询和报表管理:该模块可对资产管理按不同的条件进行多角度的查询,并输出相应的查询报表。(6)资产处置管理:包括资产报废申请和审批、资产变卖申请和审批、资产赠送申请和审批的管理过程。(7)系统维护管理:该模块包括定义部门、用户、资产类别、RFID标签制作、用户权限、数据备份和删除、数据恢复管理等。

(三)RFID在固定资产管理中的效果

通过在固定资产管理中运用RFID技术,可以实现如下效果:(1)能实时动态地跟踪固定资产状态,做到财务账和实物账的高效统一。解决了资产管理中账、卡、物不符,资产设备不准确,闲置浪费等问题。(2)对贵重固定资产实现了精准的管理,提高了资产的利用效率,保证了资产的安全性。(3)对固定资产的管理过程实现了“全生命周期管理”的“自动管理”,便于实时掌控固定资产的变动情况,实现固定资产管理的精细化、科学化。(4)运用系统的过程中,实现了企业固定资产管理工作的标准化、规范化和信息化,提高了企业资产管理的效率和管理水平。

篇5

2知识经济时代图书馆发展要求

2.1加快数字图书馆的建设

数字化图书馆的建设是以媒介为载体的图书馆文献检索方式,通过网络资源对知识进行搜集,有的放矢地对纷繁复杂的各种载体文献进行筛选,建立起与用户群知识需求相适应的资源保障体系,简化广大知识需求者查找文献资料的流程,意在利用极少时间找到需求者所需要的数据资料。增加图书馆的知识储备容量,扩大资源的搜索范围。运用高新技术手段对现代化图书馆进行建设,实现图书馆的自动化、网络化、信息化,数字化。在知识经济高速发展的时代,数字化图书馆能够有效的弥补纸质媒介的不足,节省了树木资源,促进了知识的快速传播,是传统图书馆向现代化多功能、数字图书馆转变的重要代表方式之一。

2.2建立网络个人数字图书馆

在图书馆进行阅读的方式主要是以借阅方式进行的,对知识的复习和巩固相对较为困难,建立个人网络数字图书馆能够有效地弥补这方面的不足。个人网络图书馆的建立能够有效地帮助借阅者巩固和复习知识,个人网络数字图书馆针对具体用户的具体需求提供知识服务,保障对用户的了解和联系,为用户的整个学习过程提供全面的跟踪服务。同时,在个人网络图书馆中可以针对不同的文章进行标注,读者可以自由的写下关于所读作品的心得体会,这方面是在图书馆的纸质媒介不能做到的,可以在个人电子文档上进行总结,其优势明显的高于纸质书籍。

2.3加快对图书馆管理人才的培养

随着传统图书馆到现代图书馆模式的转变,对图书馆管理人员也有了不同于传统图书馆的新要求。图书馆人员应当以他们的知识而不是以他们的工具为特色。因此,就是要求图书馆管理人员拥有广博的知识作为依托,对现代化的技术数字网络有充分的操作能力,这样在为进入图书馆的读者进行服务的时候可以有效地运用网络资源进行指导。广博的知识也能为阅读人员提供学术研究上的便利,现代化的图书馆对图书馆管理人员的要求也就是希望能够通过图书馆管理人员的自学以及相关学术团体的培训来提高管理人员的知识技能,熟练地掌握数字网络图书馆的使用方法,更好的促进现代化的图书馆在知识经济时代的发展,和找到图书馆的新定位。

2.4优化图书馆的管理结构

图书馆作为方便人们日常学习和补充自身能量,提高知识水平的场所,其管理结构也是要更加符合当代社会的发展需要,要为大多数在图书馆获取知识的人群提供便利。所以,图书馆的管理结构不应该过于复杂,要进行重新定位和优化,合理的对图书馆所需要的岗位和人员数量进行调查,根据岗位所需和工作量的大小合理的安排岗位人员,充分保障人才的合理利用。

3知识经济时代图书馆重新定位

3.1树立终身学习的图书馆学习理念

图书馆作为人们获取知识的殿堂,要有良好的学习氛围,为广大的读者提供终身学习的学习理念,将图书馆的学习资源具体化,要逐步由向读者提供书刊等实物服务转向以专题、知识单元为基础的服务;以馆藏为基础的服务转向以获取资源为基础的服务,本着求变、求新的心态,根据实际情况创造性地搜集、选择、分析利用各种知识,创造性地设计、组织、安排和协调图书馆的服务工作和产品形态,满足更多人的学习所需,利用多媒体等数字电子技术搜集网络知识资源,从全球性知识海洋中获取最有用的知识,以最快的速度把实用的知识产品提供给对口的用户,为人们的日常学习提供最大的生活便利。

篇6

随着钢管混凝土组合材料研究不断深入,施工工艺的大幅度改进,钢管混凝土拱桥在全世界范围内,特别是在我国得到了广泛的应用。据不完全统计,自从1990年我国第一座钢管混凝土拱桥建成以来到目前为止,我国已建或在建钢管混凝土拱桥有200多座。钢管混凝土拱桥之所以发展如此迅速,主要具有如下特点:(1)施工方便,节省费用;(2)有较成熟的施工技术作支撑;(3)跨越能力大,适应能力强;(4)造型优美,体现了民族特色;(5)大直径钢管卷制工业化,有力地促进了我国钢管混凝土拱桥的发展。

随着钢管混凝土拱桥的跨径的增大,刚度越来越柔,作为以受压为主的结构,稳定成为制约其发展的关键因素之一。不少学者根据不同的拱桥形式在不同的参数下,提出了不同的假设,推导出了很多简化的稳定公式。这些稳定公式将为有限元发展提供了理论基础。本文主要是对拱桥稳定计算理论进行简单的阐述。

1 稳定计算理论

1.1 概述

稳定问题是桥梁工程常常遇到的问题,与强度问题同等重要。但是,结构的稳定问题不问于强度问题,结构的失稳与材料的强度没有密切的关系。结构失稳是指结构在外力增加到某一量值时,稳定性平衡状态开始伤失,稍有挠动,结构变形迅速增大,从而使结构失去正常工作能力的现象。在桥梁工程中,总是要求其保持稳定平衡,也即沿各个方向都是稳定的。

在工程结构中,构件、部件及整个结构体系都不允许发生失稳。屈曲不仅使工程结构发生过大的变形,而且往往导致结构的破坏。现代工程结构中,不断利用高强轻质材料,在大跨度和高层结构中,稳定向题显得尤为突出。

根据上程结构失稳时平衡状态的变化特征,存在若干类稳定问题。土建工程结构中,主要是下列两类:

(1) 第一类稳定问题(分枝点失稳):以小位移理论为基础。

(2) 第二类稳定问题(极值点失稳):以大位移非线性理论的基础。

实际工程中的稳定问题一般都表现为第二类问题,但是,由于第一类稳定问题是特征值问题,求解方便,在许多情况下两类问题的临界值又相差不大,因此研究第一类稳定问题仍有着重要的工程意义。

研究压杆屈曲稳定问题常用的方法有静力平衡法((Eular方法)、能量法(Timosheko方法)、缺陷法和振动法。

静力平衡法:是从平衡状态来研究压杆屈曲特征的,即研究荷载达到多大时,弹性系统可以发生失稳的平衡状态,其实质是求弹性系统的平衡路径(曲线)的分支点所对应的荷载值(临界荷载)。

能量法:表示当弹性系统的势能为正定时,平衡是稳定的;当势能为不正定时,平衡是不稳定的;当势能为0时,平衡是中性的,即临界状态。

缺陷法:认为完善而无缺陷的力学中心受压直杆是不存在的。由于缺陷的影响,杆件开始受力时即产生弯曲变形,其值要视其缺陷程度而定。在一般条件下,缺陷总是很小的,弯曲变形不显著,只是当荷载接近完善系统的临界值时,变形才迅速增大,由此确定其失稳条件。

振动法从动力学的观点来研究压杆稳定问题,当压杆在给定的压力下,受到一定的初始扰动后,必将产生自由振动,如果振动随时间的增加是收敛的,则压杆是稳定的。

以上四种方法对于欧拉压杆而言,得到的临界荷载是相同的。如果仔细研究一下可以发现它们的结论并不完全一致,表现在以下几个方面:

静力平衡法的结论只能指出,当P=P1、 P2、…、Pn时,压杆可能发生屈曲现象,至于哪种最有可能,并无抉择的条件。同时在P≠P1, P2,…、Pn时,屈曲的变形形式根本不能平衡,因此无法回答极限系数的平衡是不稳定的问题。

缺陷法的结论也只能指出当P=P1、P2 ,…、Pn时,杆件将发生无限变形,所以是不稳定的。但对于P在P1、P2…、Pn各值之间时压杆是否稳定的问题也不能解释。

能量法和振动法都指出,P>P1之后不论P值有多大,压杆直线形式的平衡都是不稳定的。这个结论和事实完全一致。

由于钢管混凝土系杆拱桥的复杂性,不可能单依靠上述方法来解决稳定问题,日前大量使用的是稳定问题的近似求解方法。归结起来有两种类型:一类是从微分方程出发,通过数学上的各种近似方法求解,如逐次渐进法;另一种是基于能量变分原理的近似法,如Ritz法。有限元方法可以看作为Ritz法的特殊形式。当今非线性力学把有限元与计算机结合,使得可以将稳定问题当作非线性力学的特殊问题,用计算机程序实现求解,取得了很大的成功。

1.2 第一类稳定有限元分析

根据有限元平衡方程可以表达结构失稳的物理现象。在T.L列式下,结构增量形式的平衡方程为:

(1-1)

0[K]0——单元刚度矩阵;

0[K]σ——单元初应力刚度矩阵;

0[K]L——单元初位移刚度矩阵或单元大位移刚度矩阵;

0[K]T——单元切线刚度矩阵。

U.L列式下,结构的平衡方程为:

(1-2)

发生第一类稳定前,结构处于初始构形线性平衡状态,因此式(1-1)中大位移矩阵。0[K]T为零。在U.L列式中,不再考虑每个荷载增量步引起的构形变化,所以,不论T.L还是U.L列式,结构的平衡方程的表达形式是统一的:

(1-3)

在结构处于临界状态下,即使{AR}0,{u}也有非零解,按线性代数理论,必有:

(1-4)

在小变形情况下,[K]σ与应力水平成正比。由于假定发生第一类失稳前结构是线性的,多数情况下应力与外荷载也为线性关系,因此,若某种参考荷载{ }对应的几何刚度矩阵为[ ]σ,临界荷载为{P}cr=λ{ },那么在临界荷载作用下结构的几何刚度矩阵为:

(1-5)

于是(1-4)为

(1-6)

式(1-6)就是第一类线弹性稳定问题的控制方程。稳定问题转化为求方程的最小特征值问题。

一般来说,结构的问题是相对于某种特定荷载而言的。在桥梁结构中,结构内力一般由施工过程确定的恒载内力(这部分必须按施工过程逐阶段计算)和后期荷载(如二期恒载·活载·风载)引起的内力两部分组成。因此,[K]σ也可以分成一期恒载的几何刚度矩阵 [Kl]σ和后期恒载的几何刚度矩阵[K2]σ,两部分。当计算是一期恒载稳定问题时,[Kl]σ=0。[K]σ可直接用恒载来计算,这样通过式(3-6)算出的 λ就是一期恒载的稳定安全系数;当计算的是后期荷载的稳定问题时,恒载[K]σ可近似为一常量,式((1 - 6)改写成:

(1-7)

形成和求解式(1-7)的步骤可简单归结为:

1)按施工过程,计算结构恒载内力和恒载几何刚度矩阵[Kl]σ。;

2)用后期荷载对结构进行静力分析,求出结构初应力(内力);

3)形成结构几何刚度矩阵[K2]σ和式(1-7)

4)计算式(1-7)的最小特征值问题。

这样,求得的最小特征值兄就是后期荷载的安全系数,相应的特征向量就是失稳模态。

1.2 第二类稳定有限元分析

第二类稳定是指结构在不断增加的外载作用下,结构刚度发生不断变化,当外载产生的应力使结构切线刚度矩阵趋于奇异时,结构承载能力就达到了极限,稳定性平衡状态开始丧失,稍有挠动,结构变形迅速增大,使结构失去正常工作能力的现象。

从力学分析角度看,分析结构的第二类稳定性,就是通过不断求解计入几何非线性和材料非线性的结构平衡方程,寻找结构极限荷载的过程。

全过程分析法是用于结构极限承载力分析的一种计算方法,通过逐级增加

工作荷载集度来考察结构的变形和受力特征,一直计算至结构发生破坏。

2拱桥的平面屈曲

2. 1拱桥平面屈曲的基本概念

图1 拱顶的竖直变位v及水平变位u与外荷载q的关系曲线

当拱所承担的荷载达到某一临界值时,在竖向平面内,拱轴线偏离初始纯压或主要为受压的对称变形状态,向反对称的弯压平面挠曲转化,称为拱的面内屈曲。拱的面内屈曲有两种不同的形式,第一种形式是在屈曲临界荷载前后,拱的挠曲线发生急剧变化如图1所示,可看作是具有分支点问题的形式,桥梁结构中使用的拱,在体系和构造上多是对称的。当荷载对称的满布于桥上时,如果拱轴线和压力线是吻合的,则在失稳前的平衡状态只有压缩而没有弯曲变形。当荷载逐渐增加至临界值时,平衡就出现由弯曲变形的分支,拱开始发生屈曲。

第二种屈曲形式:在非对称荷载作用下,拱在发生竖向位移的同时也产生了水平变位。随着荷载的增加,二个方向的变位在变形形式没有急剧变化的情况下继续增加。当荷载达到了极大值,即临界荷载之后,变位将迅速增加,这类失稳为极值点失稳。求解这类稳定问题的极限荷载,需要采用非线性分析方法。

在实际结构中,当满布对称荷载时,拱轴线和压力线也不一定完全吻合,此时拱一开始加载就可能出现带有对称弯曲变形的平衡状态。然而当荷载达到一定的临界值时,拱仍然会发生分支点失稳现象。理论研究表明:初始的对称弯曲变形对拱的反对称屈曲的临界荷载的影响很小。因此,研究拱的平面屈曲时,我们可以近似的假设拱轴线与压力线是吻合的,采用分支点屈曲理论。

2. 2拱桥的平面屈曲

2. 2.1圆弧拱及抛物线拱的屈曲

(1)圆弧拱的屈曲荷载

圆弧拱轴线线形简单(如图2),全拱曲率相同,施工方便。其拱轴线方程:

图2 受径向均布荷载的圆弧拱

由平衡条件和几何关系可以推导出屈曲微分方程:

(2-1)

解此微分方程,并代入边界,ψ=0,υ=0;ψ=2α,υ=0得两铰拱临界应力

把拱看成当量的压杆,引入有效屈曲长度的概念,转化为中心压杆的欧拉公式的标准形式

(2-2)

归结成求拱的计算长度的问题,也就是涉及到边界条件。

经过理论计算,加之经验和概率论数理统计,就得到了桥涵设计规范4.3.7给出的拱圈纵向稳定时的计算长度取值。

为了实用的方便也可转化为矢跨比和跨度作为影响因子

(2-3)

(2-4)

同理可得到无铰拱和三铰拱的临界荷载。

将结果K1、K1’按矢跨比做成表格,这就得到了拱桥设计手册上的表值。

通过理论的分析可以看出拱桥的稳定性随铰数的增加而降低,无铰拱稳定性好于两铰拱;再则,各种拱的临界荷载都在矢跨比0. 25~0. 3左右达到各自的最大值,因为在EIx和L相同的情况下,若矢跨比很小,则拱弧长虽短,但均布荷载所产生的压力大,反之,若矢跨比很大,则压力虽小,但弧长较长。

(2)抛物线拱的屈曲荷载

在均布荷载作用下,拱的合理拱轴线是二次抛物线。故对于恒载分布比较接近均匀的拱桥,可以采用二次抛物线作为拱轴线。其轴线方程为:

(2-5)

在均布竖向铅垂荷载作用下,虽然拱只承受轴向压力而没有弯矩,但是压力沿拱轴线是变化的,并且拱的曲率也是变化的,因而其平衡微分方程是变系数的,直接求解比较困难,一般只能用数值法进行计算。同圆弧拱一样,抛物线拱的临界荷载可按下式计算:

(2-6)

式中K1,为稳定系数,它的值可以查表得到。

2.2.2拱桥的平面压屈

大跨度拱桥的拱上结构常布置连续的加劲梁。这样当拱屈曲时,加劲梁将随同弯曲,因而增加拱的稳定性。要获得这类结构的临界荷载解析解是相当困难的,一般只能求得其数值解。

如果拱桥的立柱刚度远比拱圈和梁的刚度小,可以假定各立柱上下端均系铰结,以简化问题。通过数值计算,可把数值这种简化结构的临界荷载近似地写成:

(2-7)

式中:K1一只有拱时的临界荷载系数;

Elb一加劲梁的抗弯刚度;

EIa一拱平面抗弯刚度。

对于上承式柔拱刚梁组合体系,临界荷载可仿上式写成:

(2-8)

在这种体系中,除按上式验算总体平面屈曲外,尚须同时验算拱在立柱间的局部弯曲。

如果拱的矢跨比很小,即通常所说的扁拱。式(2-8)可化为如下临界水平推力的计算公式:

(2-9)

2.2.3拱桥的侧倾失稳

(1)单拱的侧倾

若拱在面外没有受到横向荷载的作用,对于横向刚度较小的拱,当拱所承受的面内荷载达到临界值使拱轴线向竖平面之外偏离而出现侧倾时,由于这一失稳过程中出现了平衡分枝,所以它属于第一类稳定问题。当临界状态下的应力小于屈服应力时,即为面外弹性屈曲,由于属于空间问题,所以精确解就更为困难,只能采用近似解法。

面的拱轴,在侧倾后是一个空间的曲线,其位移与几何关系·由曲线坐标(如图2)所示:

图2侧倾变形后的拱

根据平衡条件和几何关系可以推导出空间弯扭侧倾失稳微分方程:

(2-10)

相对面内屈曲,此方程更难获得解析解,一般都采用数值方法。

研究发现拱桥的侧倾稳定性随矢跨比的增加而提高;再则,用圆弧拱代替抛物线拱计算侧倾临界荷载,对坦拱是足够精确的。

(2)组拼拱的侧倾

组拼拱是指用横向联结系组拼起来的双肋拱或多肋拱,也称横撑拱。这类拱的侧倾临界荷载在很大程度上取决于撑架的刚度和布置方式。

对于组拼拱,以往一般采用“当量压杆法”验算其侧倾稳定性。这种方法的基本思想是忽略拱的矢跨比、拱肋的抗扭刚度和横撑绕顺桥向水平轴线的抗弯刚度,将拱轴拉直,近似地把它视为一当量的中心压杆并按有缀板的组合压杆屈曲临界荷载公式计算组拼拱的侧向屈曲临界轴力,通常取较大的稳定系数以保证桥梁的安全。研究结果表明:当量压杆法计算结果过于粗略,且偏于不安全。

下面简单的介绍一下对于平式横撑连接的双肋拱,采用能量法推导其侧倾临界荷载。

沿拱轴环向设置了一系列切向平放的横撑的组拼拱,当组拼拱在外荷载作用下发生侧倾失稳时,二根拱肋除发生了整体变形外,每根平式横撑将在切向平面内发生S形的弯曲变形,同时拱肋还发生了局部挠曲变形。

1.拱的整体变形能

通常组拼拱的横向联接系比较弱,在计算整体变形能时,只考虑二根拱肋独立产生的横向弯曲和扭转变形能,略去二根拱肋可能产生的轴向伸缩形成的拱截面整体弯曲变形能。一般组拼拱的二拱肋大小是相等的,故可只讨论单根拱肋的变形能

(2-11)

2.局部弯曲变形能

组拼拱侧倾后,拱肋点体变形绕Y轴的转角γ,设拱肋由于在节间内的局部变形在节点转动了γ2角,则由于刚性节点上各杆的夹角保持不变,横撑在节点的转角γ=γ-γ2。可推导出局部弯曲变形势能

(2-12)

3.外力势能

受径向均布荷载的圆弧拱,发生侧倾后,拱轴位置下降了v,外力势能T于q在V上所作的功的负值

(2-13)

4.临界荷载

组拚拱在侧倾时产生的总势能

(2-14)

利用最小能量驻值原理,对关于C的泛函取变分,考虑曲率影响,在拱肋局部变形部分乘上拱度影响系数,推导出平式横撑联结下临界荷载

(2-15)

上式中的前一项反映了横撑的刚度与其间距d对稳定性的影响,减小横撑间距和增大横撑刚度都有利于提高双肋拱的侧倾稳定性。

同样方法得到立式横撑、一般横撑连接的双肋拱的侧倾临界荷载。由于理论求解非常复杂,大部分形式的拱桥只能采用数值法求得近似值,建议采用空间有限元程序求解。

通过理论分析可以看出比较合理的方法是在拱顶或拱顶附近的区段设置关键性的几根立式横撑,以约束扭转角和拱顶位移,而其余区段则布置平式横撑。

3非线性分析理论

在钢管混凝土拱桥工程实践中,恒载压力线与拱轴线的偏离、施工预拱度的设置、施工偏差导致的初变形、非对称加载等因素使实际拱桥的失稳形态大部分属于第二类失稳,即极值点失稳问题。一般来说屈曲理论过高估计拱的临界力。正确的应考虑拱的变形影响和材料弹塑性的影响,按几何非线性和材料非线性理论来求得拱桥的失稳极限荷载,也通常称为压溃荷载。钢管混凝土拱桥随着跨径的增大、材料强度的提高,在第二类失稳破坏时结构表现出大位移、大应变的特点。因此应考虑结构的几何非线性和材料非线性问题。

3.1几何非线性分析

对线性问题,一般是假设结构发生小位移,根据变形前的位置来建立平衡方程。几何非线性问题通常是由于结构的位移已相当大,以致必须按照变形后的几何位置建立平衡方程。严格地说,所有平衡问题都应采用变形后的几何位置写出其平衡方程。不过,如果位移很微小,使得变形或位移对平衡条件影响可以忽略时,则可利用变形前的几何位置来建立平衡条件。由于位移变化产生的二次内力不能忽略,放弃小位移的假设,从几何上严格分析单元体的尺寸、形状变化,整个结构的平衡方程应按变形以后的位置来建立,荷载一变形为非线性,此时叠加原理不再适用。

不同理论导出的两种方法T.L列式与U.L列式,分别是采用参照描述和相关描述的方法,都是以已知位形为基准的,都属于Lagrangian描述,只是选取的基准有所不同。写成T. L列式

(3-1)

式中大变形刚度矩阵,

由于U.L列式中,平衡方程中的积分在t时刻单元体积内完成,因此代表大挠度的刚度矩阵可以省略,这是T.L列式与U.L列式最大的区别

(3-2)

3.2材料非线性

材料非线性是由材料的非线性应力一应变关系引起基本控制方程的非线性问题。这种非线性特点是材料不满足胡克定律。结构在承受超载时部分材料应力超过比例极限,进入塑性变形范围,破坏与损伤从这些区域开始,导致最终结构失稳。应力超过弹性极限后,材料弹性模量E不再是常数,而是成为应力的函数,导致基本控制方程的非线性。研究材料非线性问题,对于分析结构极限承载力,解冷桥粱非绘性稳宁问题有着十分重要的煮义。

考虑材料非线性后,弹性矩阵[D]将不再是常数,而是应变{ε}的函数,从而也是位移{d}的函数

(3-3)

其表达式为

(3-4)

材料非线性问题分析求解时,单元的EI,EA随受力历程不断发生变化,因而[k]不为常量,结构的整体平衡方程是如下的非线性方程组

(3-5)

式中: ——不平衡力; ——与位移相关的刚度矩阵;——节点位移列阵; ——节点荷载列阵。

3.3求解方法

求解非线性问题的方法基本可分为三类:迭代法,增量法和混合法。

(1)迭代法

迭代法(总荷载法),即对总荷载进行线性化处理。采用循环减小内外不平衡力差值,不断逼近极限荷载,直到差值小到规定的值。其中有直接迭代法(割线法)、Newton-Raphson法(切线刚度法)、修正的Newton-Raphson法(初始刚度法)、拟Newton-Raphson法(割线刚度矩阵迭代法的主要应用)等等。

直接迭代法较为简单,但收敛速度慢,且可能出现迭代过程的不稳定,实际中较少采用此法。切线刚度法在求解下一个荷载步时会修正结构刚度矩阵,而初始刚度法则克服了在每次迭代过程中必须解全部新方程的困难,使用初始的刚度矩阵,但这样做收敛较慢。

用迭代法求解非线性问题时,一次施加全部荷载,然后逐步调整刚度,使基本方程得到满足。迭代法的计算量相对小一些,对计算精度也能加以控制。但迭代法不能给出荷载—位移过程曲线,适用范围也小一些。

在迭代法计算中,为了中止迭代过程,必须确定一个收敛的标准。实际应用中,有两种量是常用的:一个是用不平衡节点力;另一个是用位移增量。

(2)增量法

增量法(逐步法),即对增量进行线性化处理。将整个荷载变形过程划分为一连串增量段,每一增量段中结构的荷载反应被近似地线性化。增量法实质是用一系列线性问题去近似非线性问题,用分段线性的折线去代替非线性曲线,逐步求解过程就是累积线性弹性解的过程。增量法的主要缺点是无法判断其解偏离精确解的近似程度。

常见的有荷载增量法、挠度增量法和曲率增量法,其中用后两种方法较易获得曲线的下降段。在荷载增量法中主要有:Euler-Cauchy法、修正的Euler-Cauchy法、半增量法等。

增量法的一个优点是适用范围广泛,即其通用性强;另一个优点是它可提供荷载—位移全过程曲线。但增量法不知道近似解与真解相差多少。

(3)混合法

混合法则是对同一非线性方程组混合使用增量法和迭代法。如Euler-Newton法、Euler-修正的Newton法、Euler-拟Newton法、Eule一次迭代法,等等。混合法综合了迭代法和增量法的优点,某种程度上克服了各自的缺点,虽然计算量更大,但计算精度提高了,而且可以判断每一增量步终了时刻解的近似程度,尤其在荷载,变形的全过程分析中,需要比较准确的输出每一荷载增量末的位移值,此时采用混合法是较好的选择。

4结语

众所周知,实际拱的失稳大部分属于第二类稳定,二类失稳实际是非线性作用的结果,目前采用的线弹性理论会过高的估计安全系数。所以,精确地给出计入非线性后对稳定计算的影响是非常重要的。随着拱桥跨度越来越大,原有的计算方法已经不能满足工程需要,对拱桥稳定性考虑非线性计算,已成为桥梁学者研究的方向。本文只是简单地介绍了一下稳定性计算理论和方法。

参考文献:

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7 陈少峰.钢管混凝土拱桥施工监控方法研究及工程应用.北京工业大学博士学位论文,2008

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商品房住宅小区停车位的产权,是指其房地产权。房地产权包含土地使用权和建筑物、附着物所有权两方面的财产权利。

长期以来,由于我国物权立法的缺位,社会忽视对公民私有财产的保护,公民的私有财产、共有财产的确定和权利边界经常处于含糊不清的尴尬状态。商品房住宅小区停车位的产权归到底属于谁?在现有的法律条文中,人们似乎无法直接找到答案,其产权归属似乎仍处于混沌状态。

对于商品房住宅小区停车位产权归属的认识,现行有以下几种通说:一是合同确定论。住宅小区停车位的产权由房地产开发商与买方置业者在房地产买卖合同中约定,依合同约定确定其产权归属。二是推定归属论。当房地产开发商与买方置业者在房地产买卖合同中对小区停车位产权没有约定或约定不明时,推定小区停车位的产权属于买方置业者共有,或由房地产开发商所有。三是销售成本收益归属论。当房地产开发商未将小区停车位建设成本及利润计入其计划的房屋销售收益时,小区停车位的产权属于房地产开发商,反之,其产权属于买方置业者共有。四是登记凭证确权论。商品房住宅小区停车位的产权依买卖合同约定,经房地产登记机关登记确权,由房地产权证持有者所有;否则,其产权处于不明状态。本人认为,上述的登记凭证确权论相对恰当,登记凭证确权论中的“商品房住宅小区停车位的产权,依买卖合同约定,经房地产权登记机关登记确权,由房地产权证持者所有”的认识是正确的。但是,登记凭证确权论中“否则,其产权处于不明状态”的认识有失偏颇,其忽视了我国现行房地产登记制度的现实和缺陷,以致认识上出现以偏概全的状况。

以上所述的四种不同认识均不能全面、恰当、准确地解答有关商品房住宅小区停车位产权归属的问题。

本人试图在现行法律制度框架之下,分析和研究有关房地产权法律制度的特征、商品房住宅小区停车位的存在形式、商品房住宅小区土地使用权的取得与房地产权的产权登记等过程,从所有权(物权)法和债权法两个角度,分析土地使用权与上盖建筑物、附属物之间的法律关系,计入建筑容积率的建筑面积和不计入建筑容积率的建筑面积与土地使用权之间的法律关系,运用逻辑推理的方法,探讨和研究商品房住宅小区停车位房地产权的归属。

一、现行法律制度框架下,房地产法律制度的形式、房地产权的内涵和特征。

1、房地产法律制度的形式。

在目前的法律、行政法规、地方性法规、规章和规范性文件中,有关房地产行业的法律规范构成了现行的房地产法律制度。房地产的法律制度涵盖了土地使用权、房屋所有权、房地产开发和转让、房地产行业行政管理五大方面的内容,其各方面的内容都有可能涉及到房地产权这个重要问题。

2、房地产权法律制度的具体内涵与规范。

《中华人民共和国城市房地产管理法》第三十一条规定:房地产转让、抵押时,房屋的所有权和该房屋占用范围内的土地使用权同时转让、抵押。第四十一条规定:房地产转让时,土地使用权出让合同载明的权利、义务随之转移。第四十八条规定:房地产抵押,应当凭土地使用权证书、房屋所有权证书办理。第五十九条规定:国家实行土地使用权和房屋所有权登记发证制度。第六十条规定:以出让或者划拨方式取得土地使用权,应当向县级以上地方人民政府土地管理部门申请登记,经县级以上地方人民政府土地管理部门核实,由同级人民政府颁发土地使用权证书。在依法取得的房地产开发用地上建成房屋的,应当凭土地使用权证书向县级以上地方人民政府房产管理部门申请登记,由县级以上地方人民政府房产管理部门核实并颁发房屋所有权证书。房地产转让或者变更时,应当向县级以上地方人民政府房地产管理部门申请房地产变更登记,并凭变更后的房屋所有权证书向同级人民政府土地管理部门申请土地使用权变更登记,经同级人民政府土地管理部门核实,由同级人民政府更换或者更改土地使用权证书。第六十二条规定:经省、自治区、直辖市人民政府确定,县级以上地方人民政府由一个部门负责房产管理和土地管理工作的,可以制作、颁发统一的房地产权证书,依照本法第六十条的规定,将房屋的所有权和该房屋占用范围内的土地使用权的确认和变更,分别载入房地产权证书。

《中华人民共和国城镇国有土地使用权出让和转让暂行条例》第二十三条规定:土地使用权转让时,土地上盖的建筑物、附属物同时转让。第二十四条规定:地上建筑物、其他附着物的所有权或者共有人,享有该建筑物、其他附着物使用范围内的土地使用权。土地使用者转让地上建筑物、其他附着物所有权时,其使用范围内的土地使用权随之转移,但地上建筑物、其他附着物作为动产转让的除外。第二十五条规定:土地使用权和地上建筑物、其他附着物所有权转让,应当按规定办理过户登记。土地使用权和地上建筑物、其他附着物所有权分割转让的,应当经市、县人民政府土地管理部门和房产管理部门批准,并依规定办理过户登记。

2003年9月1日实施的《物业管理条例》第二十七条规定:业主依法享有物业共用部位、共用设施的所有权与使用权,建设单位不得擅自处分。

建设部的《城市房屋权属登记管理办法》第五条规定:房屋权属证书是权利人依法拥有房屋所有权并对房屋行使占有、使用、收益和处分权利的唯一合法凭证。第六条规定:房屋权属登记应当遵循房屋的所有权和该房屋占用范围内的土地使用权权利主体一致的原则。第三十一条规定:房屋权属证书包括《房屋所有权证》、《房屋共有权证》、《房屋他项权证》或者《房地产权证》、《房地产共有权证》、《房地产他项权证》。

《广东省城镇房地产权登记条例》第四条规定:依法核准登记的房地产受法律保护。房地产证是房地产权利人依法经营、使用或者处分该房地产的凭证。

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概述:传统的挖槽埋管地下管线施工技术由于对地面交通影响较大。使本来就拥挤繁忙的城市交通如同雪上加霜。同时给市民工作、生活带来许多不便。顶管技术就是在这种情况下发展起来的一种非开挖技术。随着顶管技术在市政工程的广泛运用。本论文主要讨论在顶管作业施工过程中出现了一些具体的技术问题。值得施工技术人员重视。并以此和同行共享。

一、顶管技术在城市给排水中的发展

地下给排水管网是城市基础设施的重要组成部分,对城市给水管网进行改造的时候,管道安装工作需要专业的工程技术人员进行。传统的地下管线施工技术通常对地表有很大的破坏,而且地下管线的改造是在城市道路下的工程,必然会对本来就拥堵的城市交通带来更大的不便,也严重影响了人民群众的正常出行,施工后的道路恢复工作也比较麻烦,在一些人口密集交通易堵塞的大城市这个问题显得更加明显,因此,这个问题成为了众多专家研究的话题,也是我们急需解决的问题。

非开挖工程技术彻底解决了管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题,在稳定土层和环境保护方面凸显其优势。这对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市是非常重要的,它将为城市创造一个洁净、舒适和美好的环境。非开挖技术是指在进行地下管线的铺设改造中尽力不开挖或者少开挖。

顶管技术就是在目前的形势下发展起来的一种菲开挖技术,这种技术在国外应用非常普遍,在我国也有很大的普及空间。伴随着顶管技术的投入使用,在运用中也经常出现一些问题,本文主要提出在顶管技术施工中容易出现的技术问题,值得施工技术人员重视,并以此和同行共享。

二、顶管施工的特点

顶管法又称为非开挖管道敷设技术.它具有不需要开挖面层.就能穿越地面构筑物和地下管线及公路、铁路、河道的特点,相比开挖敷设技术。投资和工期将大大节省。同时,顶管施工技术可以降低噪音,减少粉尘.减轻对城区的交通条件和环境状况的干扰和破坏.属于真正的无污染、高效率的施工技术。顶管施工法由于其上述多方面的优点.在市政工程中尤其是在市政给排水管线工程中得到了广泛地应用。概括起来,顶管施工技术具有几大方面的优点:施工面由线缩成点,占地面积小;地面活动不受施工影响,对交通干扰小;噪音和震动低.城市中施工对居民生活环境干扰小.不影响现有管线及构筑物的使用;可以在很深的地下或水下敷设管道,可以安全穿越铁路、公路、河流、建筑物,减少沿线的拆迁工作量.降低工程造价。其主要缺点是施工技术难度较高,需要详细的工程地质和水文地质勘探资料。

三、顶管技术施工应用分析

1、顶进管的选择

顶进管一般选州钢筋砼管.如没有腐蚀要求可选用钢管。钢筋砼管的规格设计、配筋和应力验算应遵守有关钢筋砼的标准和技术规程.特别是有关钢筋砼管的标准和技术规程。

2、顶进管岛径的选择

顶进管的直径选择是片先根据工程性质、工程需要确定内径。根据顶进管所受荷载确定砼管的配筋及壁厚.进而确定外径。因为顶管工程工作面上需要配备挖土工人.所阻一般管内径不小于500rm。

3、顶进管妊度的选择

顶进管的长度对顶管过程的可控性和经济性有很大的影响。在直线推顶的情况下使用长管可以减少装管的次数.取得良好的效果.但随着管长度的增长.如果偏离原定的路线,建造顶坑时顶娅坑的长度也要增大.挖坑、支护、回填、修复的费用将相应地增加。反之,在直线上推顶很短的管也较困难.闪为短管比较容易向周闱土层中挤入.致使整个管呈蛇形弯曲,这便降低了管路顶进的可控性。

4、顶管施工的前期准备

现场平面布置,平面总体帛置包括起重设备、自动拧制室、料具间、管片堆场、拌浆棚及拌浆材料堆场、注水系统、弃土坑的布置等,始硼t作井内安装发射架、顶管机、前顶铁、主推千斤顶、反力架等顶进设备.工作井边侧设置下井扶梯供施工人员上下。

顶管机进,出洞处以及后靠土体加固为确保顶管机出洞的绝对安全,对后靠土体机进。为防止腰管机进、出预留空间导致泥水流失.并确保在顶进过程中压注的触变泥浆不流失,必须在工作井安装洞口止水装置。

三、顶管施工的工艺

顶管施工又称为顶进法施工.是指利用顶进设备将预制的箱形或圆形构造物逐渐顶入路基.以构成立体交义通道的施工方法。顶管施工需先在确定的管段之间设置工作井和接收,在工作井内安装推力设备将导轨上的顶管机头推入土体,机头导向。将预制的钢筋混凝上管向前顶进.前端土体通过上作井运出,最后完成管道铺设。

1、顶管井的设计

顶管井分工作井与接收井两种,顶管井的建造结构有很多种类,一般使用钢筋混凝土结构。工作井的结构形式通常有单孔井和单排孔井,它们的结构受力性能由高至低依次为圆形一矩形。结构布置时,可在井内设置内支撑.改善结构受力。在建造过程中工作井按双向顶进设计,问距与设计枪杳井间距一致.施工完毕,在工作井和接收井的位置上按设计要求做检查井。

2、顶管施工工序

①穿墙:打开穿墙闷饭将工具管顶出井外.并安装穿墙止水装置,主要技术施工措施如下:a穿墙管由填夯压密实的纸筋粘上或低强度水泥粘土拌和土.以起到临时性阻水挡土作用;b为确保穿墙孔外侧一定范嗣内土体基本稳定并有足够强度.工作井工具管穿墙,对穿墙管外侧采取注浆同结措施;

c穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处坪措施:d蝴板开启后迅速推进工具管.同时做好穿墙止水.

结束语:管工艺的施工从技术上讲是完全可行的.相对于开槽坪管从社会效益与经济效益睐讲更具有优越性,另外一方面从切实做到保护环境人手.加人推广顶管施上技术力度势在必行.可以预见未来的管线铺设技术将以顶管工艺为支撑。

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关键词:顶管技术;市政工程;应用;施工工序

Key words: pipe technology;municipal engineering;application;construction process

0 引言

地下管网是城市基础设施的重要组成部分,日夜肩负着传送信息和能量的重要任务。为城市处理污水的系统、自来水、煤气、电力和通讯设施等等都属于地下管网之内,要对上述市政设施进行改建、新建、扩建,需要工程技术人员进行安全的管道安装。传统的挖槽埋管地下管线施工技术由于对地面交通影响较大,使本来就拥挤繁忙的城市交通如同雪上加霜,同时给市民工作、生活带来许多不便,特别在人口稠密的城市和交通拥挤的地区以及不允许开挖的地段,这个矛盾就更加突出。市政工程如何使这些安装工程对城市的影响减至最小,如何尽可能减少对人们日常生活的影响。已经成了一个迫切解决的问题。

非开挖技术将完全能解决这些难题,提供安全及经济的施工方法。非开挖技术是指利用少开挖和不开挖技术来进行地下管线的铺设或更换的工艺。顶管技术就是在这种情况下发展起来的一种非开挖技术,其在国外已广泛使用,在国内也已逐渐普及。随着顶管技术在市政工程的广泛运用,本论文主要讨论在顶管作业施工过程中出现了一些具体的技术问题,值得施工技术人员重视,并以此和同行共享。

1 顶管施工的特点

顶管法又称为非开挖管道敷设技术,它具有不需要开挖面层,就能穿越地面构筑物和地下管线吸公路、铁路、河道的特点,相比开挖敷设技术,投资和工期将大大节省。同时,顶管施工技术可以降低噪音,减少粉尘,减轻对城区的交通条件和环境状况的干扰和破坏,属于真正的无污染、高效率的施工技术。顶管施工法由于其上述多方面的优点,在市政工程中尤其是在市政管线工程中得到了广泛地应用。概括起来,顶管施工技术具有几大方面的优点:施工面由线缩成点,占地面积小;地面活动不受施工影响,对交通干扰小;噪音和震动低,城市中施工对居民生活环境干扰小,不影响现有管线及构筑物的使用;可以在很深的地下或水下敷设管道,可以安全穿越铁路、公路、河流、建筑物,减少沿线的拆迁工作量,降低工程造价。

2 顶管技术施工应用分析

2.1 顶进管的选择 顶进管一般选用钢筋砼管,如没有腐蚀要求可选用钢管。钢筋砼管的规格设计、配筋和应力验算应遵守有关钢筋砼的标准和技术规程,特别是有关钢筋砼管的标准和技术规程。①顶进管直径的选择:顶进管的直径选择是首先根据工程性质、工程需要确定内径,根据顶进管所受荷载确定砼管的配筋及壁厚,进而确定外径。因为顶管工程工作面上需要配备挖土工人,所以一般管内径不小于500mm;②顶进管长度的选择:顶进管的长度对顶管过程的可控性和经济性有很大的影响。在直线推顶的情况下使用长管可以减少装管的次数,取得良好的效果,但随着管长度的增长,如果偏离原定的路线,使之恢复正确路线要比使用短管更加困难。建造顶压坑时顶压坑的长度也要增大,挖坑、支护、回填、修复的费用将相应地增加。

一般情况下,管长度须相对于管径来衡量,当L/D外≤1.10时,为短管;当L/D外=1.15时,为标准管;当IJD外≥2.10时为长管。

2.2 顶管施工的前期准备 ①现场平面布置:平面总体布置包括起重设备、自动控制室、料具间、管片堆场、拌浆棚及拌浆材料堆场、注水系统、弃土坑的布置等。始发工作井内安装发射架、顶管机、前顶铁、主推千斤顶、反力架等顶进设备,工作井边侧设置下井扶梯供施工人员上下;②顶管机进、出洞处以及后靠土体加固:为确保顶管机出洞的绝对安全,需对后靠土体及进、出洞区域土体进行高压旋喷桩加固。为防止顶管机进、出预留洞导致泥水流失,并确保在顶进过程中压注的触变泥浆不流失,必须在工作井安装止水装置。

2.3 顶管施工的工艺:顶管施 叉称为顶进法施工,是指利用顶进设备将预制成椭圆形或圆形构造物逐渐顶入路基,以构成立体交义通道或涵洞的施工方法。顶管施工需先在确定的管段之间设置工作井和接收井,然后在工作井内安装推力设备将导轨上的顶管机头推入土体,由机头导向,将预制的钢筋混凝土管向前顶进,前端土体通过工作井运出,最后完成管道铺设。

2.3.1 顶管井的设计:顶管井分工作井与接收井两种,顶管井的建造结构有很多种类,一般使用钢筋混凝土结构。工作井的结构形式通常有单孔井和单排孔井。前者形状有圆形、正方形、矩形等,后者则大多为矩形,它们的结构受力性能由高至低依次为圆形一正方形一矩形。

2.3.2 顶管施工工序 ①穿墙:打开穿墙闷板将工具管顶出井外,并安装穿墙止水装置,主要技术施工措施1)穿墙管内填夯压密实的纸筋粘土或低强度水泥粘土拌和土,以起到临时性阻水挡土作用;2)为确保穿墙孔外侧一定范围内土体基本稳定并有足够强度,工作井工具管穿墙前,对穿墙管外侧采取注浆固结措施;3)穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处理措施;4)闷板开启后迅速推进工具管,同时做好穿墙止水,本工程采用止水法兰加压板,中间安入20mm厚的天然优质橡胶止水板环,要求具有较高的拉伸率和耐磨性,借助管道顶进带动安装好的橡胶板形成逆向止水装置,应防止因穿墙管外侧的土体暴露时间过长而产生扰动流变。②顶管出洞:顶管出洞是顶管作业中一个很值得注意的问题,顶管出洞,即顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口封门进入土中。开始正常顶管前的过程,是顶管技术中的关键工序,也是容易发生事故的工序。为防止管线出现偏斜,应采取工具管调零,在工具管下的井壁上加设支撑,若发现下跌立即用主顶油缸进行纠偏,工具管出洞前预先设定一个初始角弥补下跌等措施。③注浆减阻:在顶管施工中还有一个重要的技术措施就是通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙,形成一道泥浆保护套,起到支撑地层,减少地面沉降,减少顶进阻力的作用。在施工中,首先对顶管机头尾部压浆,并要与顶进工作同步,然后在中续间和混凝土管道的适当位置进行跟踪补浆,以补充在顶进中的泥浆损失。注浆工序一般多应用于长距离顶管施工中。④顶管纠偏:纠偏是指机头偏离设计轴线后,利用设置在后部的纠偏千斤顶组,改变机头端面的方向,减少偏差,使管道沿设计轴线顶迸。顶进纠偏是采用调整4台纠偏千斤顶组方法,进行纠偏操作,若管道偏左则千斤顶采用左伸右缩,反之亦然。

3 膨润土悬浮液在疏松土层中的应用

在无粘性的疏松土层中以及在粘性很小的土壤中,例如在砂砾土中,若不采取其它辅助措施,土层由于本身极不稳定,以致在刃脚推进之后立刻就会坍落在管壁上。所以对这类土壤来说,膨润土悬浮液的支承作用尤其具有重要意义。为了起到这种支承作用,先决条件是要尽可能准确地掌握膨润土悬浮漓在砂砾上中的特性。膨润上悬浮液将渗人土层的孔隙内,充满孔隙,并继续在其中流动。流速取决于孔隙的横断面与悬浮液的流变特性,同时也取决于压浆压力。因此为了在同样的压浆压力下达刭相同的渗入深度,在孔隙横断面很小的细粒土层中便需要低流限的悬浮液,面孔隙横断面较大的粒粒土层则需要高流限的悬浮液。在克服流动阻力的过程中,压浆压力随着渗入深度的增加而成比例地衰减,所以相应每一种压浆压力,都有一个完全确定的渗入深度。

尽管就某种场合来说,随着管子的推进同时在管子整个圆周上和管路全部长度上均匀地压浆证明是相宜的,而在另一些场合下,正确的方法则又可能是分段压浆。例如现已得知,在管子下半部,膨润土在顶进过程中比静止状态下更容易流出,而上半部的压浆则是在管路静止的情况下更容易进行。因此最好是将管子下半都的注浆孔和上半部的注浆孔分别组合起来。这种半侧压出韵原因在于,静止状态的管道以其全部很大的重量沉落于底部。这样便在管道的顶部形成了小空隙,或者至少是形成了一个压力较低的区域。因而在这种状态下,膨澜土在管顶处比在管底部更容易流出。反之,在顶压力和浮力同时作用下,管道有向上拱起的倾向。这时管道离地升起,于是管底下方便形成了一个低压区,致使膨润土更加容易渗入其中并均匀地散开。

4 顶进管在膨润土悬浮浪中受到的浮力

只要顶进管在整个圆周上被膨润土悬浮液所包围,浮力定律便对它有效,即使悬浮液层的厚度很小也同样如此。在钢筋混凝土管情况下,浮力均为管子自重的1.4倍。这样,只要通过正确地压人膨润土悬浮液,从而在土层中围绕顶进管形成一个支承环带,并保持悬浮液压力等于土压力,于是管子就会在膨润土悬浮液中漂浮起来。为此必需的前提在于悬浮液应是液体状态的,亦即呈现为表观流限相应较低的溶胶状态。在悬浮液的膨润土含量低到接近运动状态下的稳定极限时,这个条件便能得到满足。浮力可使管外璧摩阻力减小,因为管底部由于自重产生的法向力减少了。这一效果首先会对大直径管子的长距离推顶产生有利的影响

5 结语

顶管设计在市政工程中,特别是深覆土大管径的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程设计中显得尤为重要。在特定工程条件下,相对与开槽埋管更具优越性。时代要前进,城市要发展。市政设施配套完善,地下各种管道建设将会大量增加,顶管设计和施工也会增多。管径加大,长度加长,有直有曲,种类繁多,这将是今后大城市顶管施工的发展趋势。因此,我们要重视这个良机,进一步地完善和提高我们的顶管设计和施工技术,使之综合施工技术达到国际水平。

参考文献:

[1]廖霞柳.洛河电厂取水工程顶管施工质量控制分析[J].安徽水利水电职业技术学院学报,2010,(01):13-14,17.

邓雅婷.地下建筑与工程专业揭密及院校介绍[J].高校招生,2002,(07) :58;学校学报,2010,(01):23-24,37.

篇10

0 引言

地下管网是城市基础设施的重要组成部分,日夜肩负着传送信息和能量的重要任务。为城市处理污水的系统、自来水、煤气、电力和通讯设施等等都属于地下管网之内,要对上述市政设施进行改建、新建、扩建,需要工程技术人员进行安全的管道安装。传统的挖槽埋管地下管线施工技术由于对地面交通影响较大,使本来就拥挤繁忙的城市交通如同雪上加霜,同时给市民工作、生活带来许多不便,特别在人口稠密的城市和交通拥挤的地区以及不允许开挖的地段,这个矛盾就更加突出。市政工程如何使这些安装工程对城市的影响减至最小,如何尽可能减少对人们日常生活的影响。已经成了一个迫切解决的问题。

非开挖技术将完全能解决这些难题,提供安全及经济的施工方法。非开挖技术是指利用少开挖和不开挖技术来进行地下管线的铺设或更换的工艺。顶管技术就是在这种情况下发展起来的一种非开挖技术,其在国外已广泛使用,在国内也已逐渐普及。随着顶管技术在市政工程的广泛运用,本论文主要讨论在顶管作业施工过程中出现了一些具体的技术问题,值得施工技术人员重视,并以此和同行共享。

1 顶管施工的特点

顶管法又称为非开挖管道敷设技术,它具有不需要开挖面层,铁路、河道的特点,相比开挖敷设技术,投资和工期将大大节省。同时,顶管施工技术可以降低噪音,减少粉尘,减轻对城区的交通条件和环境状况的干扰和破坏,属于真正的无污染、高效率的施工技术。顶管施工法由于其上述多方面的优点,在市政工程中尤其是在市政管线工程中得到了广泛地应用。概括起来,顶管施工技术具有几大方面的优点:施工面由线缩成点,占地面积小;地面活动不受施工影响,对交通干扰小;噪音和震动低,城市中施工对居民生活环境干扰小,不影响现有管线及构筑物的使用:可以在很深的地下或水下敷设管道,可以安全穿越铁路、公路、河流、建筑物,减少沿线的拆迁工作量,降低工程造价。

2 顶管技术施工应用分析

2.1顶进管的选择一般选用钢筋砼管如没有腐蚀要求可选用钢管。钢筋砼管的规格设计、配筋和应力验算应遵守有关钢筋砼的标准和技术规程,特别是有关钢筋砼管的标准和技术规程。①顶进管直径的选择:顶进管的直径选择是首先根据工程性质、工程需要确定内径,根据顶进管所受荷载确定砼管的配筋及壁厚,进而确定外径。因为顶管工程工作面上需要配备挖土工人,所以一般管内径不小于500mm;②顶进管长度的选择:顶进管的长度对项管过程的可控性和经济性有很大的影响。在直线推顶的情况下使用长管可以减少装管的次数,取得良好的效果,但随着管长度的增长,如果偏离原定的路线,使之恢复正确路线要比使用短管更加困难。建造顶压坑时顶压坑的长度也要增大,挖坑、支护、回填、修复的费用将相应地增加。

一般情况下,管长度须相对于管径来衡量,当L/D外≤1.10时,为短管:当L/D外=1.15时,为标准管:当IJD外≥2.10时为长管。

2.2顶管施工的前期准备① 现场平面布置:平面总体布置包括起重设备、自动控制室、料具间、管片堆场、拌浆棚及拌浆材料堆场、注水系统、弃土坑的布置等。始发工作井内安装发射架、顶管机、前顶铁、主推千斤顶、反力架等顶进设备,工作井边侧设置下井扶梯供施工人员上下:②顶管机进、出洞处以及后靠土体加固:为确保顶管机出洞的绝对安全,需对后靠土体及进、出洞区域土体进行高压旋喷桩加固。为防止顶管机进、出预留洞导致泥水流失,并确保在顶进过程中压注的触变泥浆不流失,必须在工作井安装止水装置。

2.3顶管施工的工艺:是指利用顶进设备将预制成椭圆形或圆形构造物逐渐顶入路基,以构成立体交叉通道或涵洞的施工方法。顶管施工需先在确定的管段之间设置工作井和接收井,然后在工作井内安装推力设备将导轨上的顶管机头推入土体,由机头导向,将预制的钢筋混凝土管向前顶进,前端土体通过工作井运出,最后完成管道铺设。

2.3.1顶管井的设计:顶管井分工作井与接收井两种,顶管井的建造结构有很多种类,一般使用钢筋混凝土结构。工作井的结构形式通常有单孔井和单排孔井。前者形状有圆形、正方形、矩形等,后者则大多为矩形,它们的结构受力性能由高至低依次为圆形一正方形一矩形。

2.3.2顶管施工工序:①穿墙:打开穿墙闷板将工具管顶出井外,并安装穿墙止水装置,主要技术施工措施如下:1)穿墙管内填夯压密实的纸筋粘土或低强度水泥粘土拌和土,以起到临时性阻水挡土作用;2)为确保穿墙子L外侧一定范围内土体基本稳定并有足够强度,工作井工具管穿墙前,对穿墙管外侧采取注浆固结措施;3)穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处理措施;4)闷板开启后迅速推进工具管,同时做好穿墙止水,本工程采用止水法兰加压板,中间安入20mm厚的天然优质橡胶止水板环,要求具有较高的拉伸率和耐磨性,借助管道顶进带动安装好的橡胶板形成逆向止水装置,应防止因穿墙管外侧的土体暴露时间过长而产生扰动流变。②顶管出洞:顶管出洞是顶管作业中一个很值得注意的问题,顶管出洞,即顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口封门进入土中。开始正常顶管前的过程,是顶管技术中的关键工序,也是容易发生事故的工序。为防止管线出现偏斜,应采取工具管调零,在工具管下的井壁上加设支撑,若发现下跌立即用主顶油缸进行纠偏,工具管出洞前预先设定一个初始角弥补下跌等措施。③注浆减阻:在顶管施工中还有一个重要的技术措施就是通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙,形成一道泥浆保护套,起到支撑地层,减少地面沉降,减少顶进阻力的作用。在施工中,首先对顶管机头尾部压浆,并要与顶进工作同步,然后在中续间和混凝土管道的适当位置进行跟踪补浆,以补充在顶进中的泥损失。注浆工序一般多应用于长距离顶管施工中。④ 顶管纠偏.纠偏是指机头偏离设计轴线后,利用设置在后部的纠偏千斤顶组,改变机头端面的方向,减少偏差,使管道沿设计轴线顶进。顶进纠偏是采用调整4台纠偏千斤顶组方法,进行纠偏操作,若管道偏左则千斤顶采用左伸右缩,反之亦然。

2.3.3顶进过程遇地下障碍物的处理措施:① 孤石:如所选用的土压平衡机头直径较小,前端没有检查孔,在顶进过程中,碰到软土中的孤石,当多次调整机头自身操作也无法再继续顶进时,应停止顶进,用开挖的方法来排除孤石,待排除孤石后,继续顶进。② 混凝土、砖墙:一般来说,对于小体积的C30以下的混凝土、砖墙均可以切削。具体操作时降低顶进速度,减少每次切削,通过仪表随时注意观察刀盘电机的电流大小,另外切削扭矩也会使机头产生扭转,应不断改变刀盘旋转方向,使机头不至扭转过大。③ 如遇机型利用自身操作也无法穿越障碍物时,应停止顶进用钢套筒或开挖的方法来排除,待障碍物排除后,再重新顶进。如果顶管作业穿越道路底下而遇到上述情况且无法采取开挖的方式排除障碍物时,则采取反向(由接收井向工作井方向)人工顶管的方法来解决,但需做好足够的安全措施。

3 膨润土悬浮液在疏松土层中的应用

在无粘性的疏松土层中以及在粘性很小的土壤中,例如在砂砾土中,若不采取其它辅助措施,土层由于本身极不稳定,以致在刃脚推进之后立刻就会坍落在管壁上。所以对这类土壤来说,膨润土悬浮液的支承作用尤其具有重要意义。为了起到这种支承作用,先决条件是要尽可能准确地掌握膨润土悬浮漓在砂砾上中的特性。充满孔隙,并继续在其中流动。流速取决于孔隙的横断面与悬浮液的流变特性,同时也取决于压浆压力。因此为了在同样的压浆压力下达刭相同的渗入深度,在孔隙横断面很小的细粒土层中便需要低流限的悬浮液,面孔隙横断面较大的粒粒土层则需要高流限的悬浮液。在克服流动阻力的过程中,压浆压力随着渗入深度的增加而成比例地衰减,所以相应每一种压浆压力,都有一个完全确定的渗入深度。尽管就某种场合来说,随着管子的推进同时在管子整个圆周上和管路全部长度上均匀地压浆证明是相宜的,而在另一些场合下,正确的方法则又可能是分段压浆。例如现已得知,在管子下半部,膨润土在顶进过程中比静止状态下更容易流出,而上半部的压浆则是在管路静止的情况下更容易进行。静止状态的管道以其全部很大的重量沉落于底部。这样便在管道的顶部形成了小空隙,或者至少是形成了一个压力较低的区域。因而在这种状态下,膨澜土在管项处比在管底部更容易流出。反之,在顶压力和浮力同时作用下,管道有向上拱起的倾向。这时管道离地升起,于是管底下方便形成了一个低压区,致使膨润土更加容易渗入其中并均匀地散开。

4 顶进管在膨润土悬浮浪中受到的浮力

只要顶进管在整个圆周上被膨润土悬浮液所包围,浮力定律便对它有效,即使悬浮液层的厚度很小也同样如此。在钢筋混凝土管情况下,浮力均为管子自重的1.4倍。这样,只要通过正确地压人膨润土悬浮液,从而在土层中围绕顶进管形成一个支承环带,并保持悬浮液压力等于土压力,于是管子就会在膨润土悬浮液中漂浮起来。为此必需的前提在于悬浮液应是液体状态的,亦即呈现为表观流限相应较低的溶胶状态。在悬浮液的膨润土含量低到接近运动状态下的稳定极限时,这个条件便能得到满足。浮力可使管外璧摩阻力减小,因为管底部由于自重产生的法向力减少了。这一效果首先会对大直径管子的长距离推顶产生有利的影响

5 结语

顶管设计在市政工程中,特别是深覆土大管径的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程设计中显得尤为重要。在特定工程条件下,相对与开槽埋管更具优越性。时代要前进,城市要发展。市政设施配套完善,地下各种管道建设将会大量增加,顶管设计和施工也会增多。管径加大,长度加长,有直有曲,种类繁多,这将是今后大城市顶管施工的发展趋势。因此,我们要重视这个良机,进一步地完善和提高我们的顶管设计和施工技术,使之综合施工技术达到国际水平。

参考文献:

篇11

中图分类号:TU99 文献标识码:A 文章编号:

地下管网是城市基础设施的重要组成部分,日夜肩负着传送信息和能量的重要任务。为城市处理污水的系统、自来水、煤气、电力和通讯设施等等都属于地下管网之内,要对上述市政设施进行改建、新建、扩建,需要工程技术人员进行安全的管道安装。传统的挖槽埋管地下管线施工技术由于对地面交通影响较大,使本来就拥挤繁忙的城市交通如同雪上加霜,同时给市民工作、生活带来许多不便。市政工程如何使这些安装工程对城市的影响减至最小,如何尽可能减少对人们日常生活的影响。已经成了一个迫切解决的问题。

非开挖技术将完全能解决这些难题,提供安全及经济的施工方法。非开挖技术是指利用少开挖和不开挖技术来进行地下管线的铺设或更换的工艺。顶管技术就是在这种情况下发展起来的一种非开挖技术,其在国外已广泛使用,在国内也已逐渐普及。随着顶管技术在市政工程的广泛运用,本论文主要讨论在顶管作业施工过程中出现了一些具体的技术问题,值得施工技术人员重视,并以此和同行共享。

1 顶管施工的特点

顶管法又称为非开挖管道敷设技术,它具有不需要开挖面层,就能穿越地面构筑物和地下管线吸公路、铁路、河道的特点,相比开挖敷设技术,投资和工期将大大节省。概括起来,顶管施工技术具有几大方面的优点:施工面由线缩成点,占地面积小;地面活动不受施工影响,对交通干扰小;噪音和震动低,城市中施工对居民生活环境干扰小,不影响现有管线及构筑物的使用;可以在很深的地下或水下敷设管道,可以安全穿越铁路、公路、河流、建筑物,减少沿线的拆迁工作量,降低工程造价。

2 顶管技术施工应用分析

2.1 顶进管的选择

顶进管一般选用钢筋砼管,如没有腐蚀要求可选用钢管。钢筋砼管的规格设计、配筋和应力验算应遵守有关钢筋砼的标准和技术规程,特别是有关钢筋砼管的标准和技术规程。

①顶进管直径的选择:顶进管的直径选择是首先根据工程性质、工程需要确定内径,根据顶进管所受荷载确定砼管的配筋及壁厚,进而确定外径。因为顶管工程工作面上需要配备挖土工人,所以一般管内径不小于500mm;

②顶进管长度的选择:顶进管的长度对顶管过程的可控性和经济性有很大的影响。在直线推顶的情况下使用长管可以减少装管的次数,取得良好的效果,但随着管长度的增长,如果偏离原定的路线,使之恢复正确路线要比使用短管更加困难。建造顶压坑时顶压坑的长度也要增大,挖坑、支护、回填、修复的费用将相应地增加。一般情况下,管长度须相对于管径来衡量,当L/D外≤1.10时,为短管;当L/D外=1.15时,为标准管;当IJD外≥2.10时为长管。

2.2 顶管施工的前期准备

①现场平面布置:平面总体布置包括起重设备、自动控制室、料具间、管片堆场、拌浆棚及拌浆材料堆场、注水系统、弃土坑的布置等。始发工作井内安装发射架、顶管机、前顶铁、主推千斤顶、反力架等顶进设备,工作井边侧设置下井扶梯供施工人员上下;

②顶管机进、出洞处以及后靠土体加固:为确保顶管机出洞的绝对安全,需对后靠土体及进、出洞区域土体进行高压旋喷桩加固。为防止顶管机进、出预留洞导致泥水流失,并确保在顶进过程中压注的触变泥浆不流失,必须在工作井安装止水装置。

2.3 顶管施工的工艺

2.3.1 顶管井的设计

顶管井分工作井与接收井两种,顶管井的建造结构有很多种类,一般使用钢筋混凝土结构。工作井的结构形式通常有单孔井和单排孔井。前者形状有圆形、正方形、矩形等,后者则大多为矩形,它们的结构受力性能由高至低依次为圆形一正方形一矩形。

2.3.2 顶管施工工序

①穿墙:打开穿墙闷板将工具管顶出井外,并安装穿墙止水装置,主要技术施工措施

1)穿墙管内填夯压密实的纸筋粘土或低强度水泥粘土拌和土,以起到临时性阻水挡土作用;

2)为确保穿墙孔外侧一定范围内土体基本稳定并有足够强度,工作井工具管穿墙前,对穿墙管外侧采取注浆固结措施;

3)穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处理措施;

4)闷板开启后迅速推进工具管,同时做好穿墙止水,本工程采用止水法兰加压板,中间安入20mm厚的天然优质橡胶止水板环,要求具有较高的拉伸率和耐磨性,借助管道顶进带动安装好的橡胶板形成逆向止水装置,应防止因穿墙管外侧的土体暴露时间过长而产生扰动流变。

②顶管出洞:顶管出洞是顶管作业中一个很值得注意的问题,顶管出洞,即顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口封门进入土中。开始正常顶管前的过程,是顶管技术中的关键工序,也是容易发生事故的工序。为防止管线出现偏斜,应采取工具管调零,在工具管下的井壁上加设支撑,若发现下跌立即用主顶油缸进行纠偏,工具管出洞前预先设定一个初始角弥补下跌等措施。

③注浆减阻:在顶管施工中还有一个重要的技术措施就是通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙,形成一道泥浆保护套,起到支撑地层,减少地面沉降,减少顶进阻力的作用。在施工中,首先对顶管机头尾部压浆,并要与顶进工作同步,然后在中续间和混凝土管道的适当位置进行跟踪补浆,以补充在顶进中的泥浆损失。注浆工序一般多应用于长距离顶管施工中。

④顶管纠偏:纠偏是指机头偏离设计轴线后,利用设置在后部的纠偏千斤顶组,改变机头端面的方向,减少偏差,使管道沿设计轴线顶迸。顶进纠偏是采用调整4台纠偏千斤顶组方法,进行纠偏操作,若管道偏左则千斤顶采用左伸右缩,反之亦然。

3 膨润土悬浮液在疏松土层中的应用

在无粘性的疏松土层中以及在粘性很小的土壤中,例如在砂砾土中,若不采取其它辅助措施,土层由于本身极不稳定,以致在刃脚推进之后立刻就会坍落在管壁上。所以对这类土壤来说,膨润土悬浮液的支承作用尤其具有重要意义。为了起到这种支承作用,先决条件是要尽可能准确地掌握膨润土悬浮漓在砂砾上中的特性。膨润上悬浮液将渗人土层的孔隙内,充满孔隙,并继续在其中流动。流速取决于孔隙的横断面与悬浮液的流变特性。因此为了在同样的压浆压力下达刭相同的渗入深度,在孔隙横断面很小的细粒土层中便需要低流限的悬浮液,面孔隙横断面较大的粒粒土层则需要高流限的悬浮液。在克服流动阻力的过程中,压浆压力随着渗入深度的增加而成比例地衰减,所以相应每一种压浆压力,都有一个完全确定的渗入深度。

尽管就某种场合来说,随着管子的推进同时在管子整个圆周上和管路全部长度上均匀地压浆证明是相宜的,而在另一些场合下,正确的方法则又可能是分段压浆。例如现已得知,在管子下半部,膨润土在顶进过程中比静止状态下更容易流出,而上半部的压浆则是在管路静止的情况下更容易进行。因此最好是将管子下半都的注浆孔和上半部的注浆孔分别组合起来。这种半侧压出韵原因在于,静止状态的管道以其全部很大的重量沉落于底部。这样便在管道的顶部形成了小空隙,或者至少是形成了一个压力较低的区域。因而在这种状态下,膨澜土在管顶处比在管底部更容易流出。反之,在顶压力和浮力同时作用下,管道有向上拱起的倾向。这时管道离地升起,于是管底下方便形成了一个低压区,致使膨润土更加容易渗入其中并均匀地散开。

4 顶进管在膨润土悬浮浪中受到的浮力

只要顶进管在整个圆周上被膨润土悬浮液所包围,浮力定律便对它有效,即使悬浮液层的厚度很小也同样如此。在钢筋混凝土管情况下,浮力均为管子自重的1.4倍。这样,只要通过正确地压人膨润土悬浮液,从而在土层中围绕顶进管形成一个支承环带,并保持悬浮液压力等于土压力,于是管子就会在膨润土悬浮液中漂浮起来。为此必需的前提在于悬浮液应是液体状态的,亦即呈现为表观流限相应较低的溶胶状态。在悬浮液的膨润土含量低到接近运动状态下的稳定极限时,这个条件便能得到满足。浮力可使管外璧摩阻力减小,因为管底部由于自重产生的法向力减少了。这一效果首先会对大直径管子的长距离推顶产生有利的影响

5 结语

顶管设计在市政工程中,特别是深覆土大管径的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程设计中显得尤为重要。在特定工程条件下,相对与开槽埋管更具优越性。时代要前进,城市要发展。市政设施配套完善,地下各种管道建设将会大量增加,顶管设计和施工也会增多。管径加大,长度加长,有直有曲,种类繁多,这将是今后大城市顶管施工的发展趋势。因此,我们要重视这个良机,进一步地完善和提高我们的顶管设计和施工技术,使之综合施工技术达到国际水平。