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1.1區(qū)域項(xiàng)目概況
該項(xiàng)目位于北京市大興區(qū)亦莊鎮(zhèn)西北部,緊鄰大興區(qū)和朝陽區(qū)交界處,周邊的郊野公園有海棠公園、老君堂公園、鴻博公園、鎮(zhèn)海公園,項(xiàng)目總占地約40.33hm2。
1.2項(xiàng)目建設(shè)必要性
對公園建設(shè)必要性的分析,可以更準(zhǔn)確地把握規(guī)劃意圖,合理地確定公園的使用功能。亦新公園毗鄰北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)以及朝陽區(qū)十八里店鄉(xiāng),人口密集。公園的建設(shè),將為周邊居民提供更加自然、健康的休閑娛樂方式,滿足周邊居民和廣大北京市民的野外休閑游憩需求。公園建成后將與附近的鴻博公園、海棠公園、老君堂公園、鎮(zhèn)海公園集中連片,有效推進(jìn)城市綠化隔離地區(qū)“郊野公園環(huán)”的建設(shè)。
1.3現(xiàn)場分析
亦新公園的現(xiàn)場調(diào)查主要包括現(xiàn)狀植被、地形地貌等。1.3.1現(xiàn)狀植被:有大片速生楊,并有少量檜柏、柳樹等。五環(huán)路兩側(cè)苗木種類豐富,林木生長、林地衛(wèi)生狀況良好。除五環(huán)兩側(cè)外,其他地塊樹種較單一,垂直郁閉度低,色相、季相、層次變化不豐富,林下基本無地被,局部有枯死木、萌蘗現(xiàn)象嚴(yán)重。1.3.2地形地貌:園區(qū)內(nèi)總體地勢平坦,局部地區(qū)略有高差。五環(huán)兩側(cè)有排水溝,公園建設(shè)中將結(jié)合用作排水系統(tǒng)。1.3.3現(xiàn)狀:西北角有口現(xiàn)狀魚塘,魚塘相關(guān)配套設(shè)施比較完善。
通過區(qū)域項(xiàng)目概況、項(xiàng)目建設(shè)必要性、現(xiàn)場踏勘分析思考,同時與建設(shè)單位等相關(guān)方的溝通交流后,開始了方案的設(shè)計(jì)。1.4.1設(shè)計(jì)原則。(1)因地制宜,最大限度地利用現(xiàn)狀植物,減少伐移量;(2)生物多樣性原則,豐富植物品種,建設(shè)喬、灌、草的復(fù)層立體結(jié)構(gòu);(3)對現(xiàn)有的地形進(jìn)行必要的改造設(shè)計(jì),在完善道路系統(tǒng)的同時,盡量少動土方;(4)充分利用現(xiàn)狀的空地,根據(jù)功能要求合理來布置活動場所和園林景觀建筑小品。1.4.2設(shè)計(jì)目標(biāo)。亦新公園建設(shè)將依托現(xiàn)狀基礎(chǔ)條件,突出公園自身特色,滿足周邊功能需求,在林間空地、道路底景、轉(zhuǎn)彎處、景觀節(jié)點(diǎn)、活動場地周邊等重點(diǎn)地段增植常綠喬木、彩葉樹種、花灌木及林下地被,豐富植物景觀層次,營造良好的四季景觀。1.4.3功能分區(qū)。根據(jù)公園所在地的自然條件,盡可能地“因地、因時、因物”而“制宜”,結(jié)合各功能分區(qū)本身的特殊要求,將園區(qū)分為6個功能區(qū):(1)中心活動區(qū):主要為周圍社區(qū)內(nèi)居民提供一個娛樂場所,居民可在廣場舉行文化娛樂活動。(2)服務(wù)管理區(qū):主要用于公園管理及游客服務(wù)。公園管理區(qū)內(nèi),設(shè)置辦公、車庫、食堂、宿舍、倉庫、游客服務(wù)中心等建筑。(3)休閑運(yùn)動區(qū):該區(qū)主要布置各類休閑健身設(shè)施,供居民進(jìn)行健身活動。設(shè)有籃球場、樹陣廣場、林下健身廣場,并將現(xiàn)狀魚塘改造成景觀水面。(4)安靜休息區(qū):在密林中設(shè)置散步道、林下小空間,營造安靜祥和的環(huán)境,使人們在其中能得到放松。(5)花卉觀賞區(qū):巧妙利用植物景觀配置,引進(jìn)國內(nèi)、外各種新、奇、特花卉盆栽,做花卉展示,讓游人暢游在花的海洋,并與園區(qū)“自然”、“野趣”主題相呼應(yīng),可作為整個園區(qū)對外形象宣傳窗口,使過往行人與車輛產(chǎn)生“一覽全園”的觀光興致。(6)綠化緩沖區(qū):公園與城市主干道相鄰處設(shè)置綠化緩沖帶。緩沖帶利用現(xiàn)狀植物速生楊,采用密植喬灌草復(fù)合植物群落和地形相結(jié)合,隔離公園外的嘈雜環(huán)境,形成綠化緩沖區(qū),營造公園安靜的環(huán)境。1.4.4道路系統(tǒng)。根據(jù)道路通行特點(diǎn)設(shè)計(jì)道路寬度及鋪裝做法。具體如下:一級園路作為公園的主園路,連接公園內(nèi)各主要出入口及景區(qū)、景點(diǎn),具有管理、運(yùn)輸、維護(hù)、消防及人行的使用功能。二級道路作為一級園路的補(bǔ)充,完善道路系統(tǒng),是公園內(nèi)游人步行到達(dá)各景點(diǎn)的主要道路,可行小型機(jī)動車。三級道路作為園區(qū)內(nèi)的步行道,路寬1.2m。根據(jù)分布位置,采取卵石及青石板兩種做法。1.4.5種植設(shè)計(jì)。種植調(diào)整以場地現(xiàn)狀速生楊為主,并適當(dāng)增加雪松、油松、白皮松等常綠樹種,銀杏、法桐、國槐、紫葉李、西府海棠等落葉喬木。在林間空地及景觀節(jié)點(diǎn)增加開花灌木,形成三季有花的景觀效果。主要灌木樹種有碧桃類、金銀木、連翹、丁香、黃刺玫、華北珍珠梅、太平花、紫薇、木槿、紫葉矮櫻、紅瑞木等。在地被使用上,可大量選用適宜北京生長的、耐干旱的野生地被花卉,在植物的種類和數(shù)量上形成優(yōu)勢。這樣有利于形成公園的植被特色和亮點(diǎn),減少管理成本和維護(hù)成本。1.4.6水電設(shè)計(jì)。亦新郊野公園遠(yuǎn)近期均不具備自來水及中水引入條件,公園內(nèi)的澆灌用水和生活用水目前來源只能利用現(xiàn)狀機(jī)井取水。公園被北五環(huán)路和匝道分成4塊綠地,為滿足分散的綠地灌溉,需要使用1號、2號、4號機(jī)井,這3口井因年久失修,井內(nèi)無水,需進(jìn)行修復(fù)更新。1.4.7附屬設(shè)施。為滿足市民進(jìn)入公園游憩、休閑、健身等使用功能及園務(wù)管理等要求,根據(jù)《意見》中對于公園建設(shè)的要求,為突出以人為本,滿足游人的基本需求,增加公共服務(wù)配套設(shè)施,主要包括公園管理用房、廁所、健身器材、果皮箱、標(biāo)識牌、小賣部、園椅等[2]。
1.5重要節(jié)點(diǎn)的處理
1.5.1主入口設(shè)計(jì)。主入口是公園設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)。既要考慮公園養(yǎng)護(hù)車輛、殘障人士的出入,同時要兼顧主入口的標(biāo)識作用。考慮到公園主入口設(shè)在五環(huán)匝道旁,不適合以設(shè)置小廣場的形式作為標(biāo)示,所以在匝道邊采用“亦新公園”字樣的景石來起到標(biāo)示作用,通過景觀大道向公園內(nèi)找坡,并在景觀大道末端以放大的廣場收尾,以解決車行、入口標(biāo)識及高差等問題,并使主入口空間向內(nèi)延伸。1.5.2休閑運(yùn)動場地設(shè)計(jì)。休閑運(yùn)動場地需要較大面積的場所來布置運(yùn)動場地及設(shè)施,利用公園西北角空地建設(shè)休閑運(yùn)動區(qū),在該區(qū)內(nèi)將綜合服務(wù)用房、停車、健身休閑等功能結(jié)合在一起,因地制宜,既減少了伐移量,同時滿足了需求。1.5.3景觀水面設(shè)計(jì)。公園西北角有口魚塘,魚塘相關(guān)配套設(shè)施比較完善,在設(shè)計(jì)中我們結(jié)合現(xiàn)有魚塘,通過駁岸改造及景觀植物的點(diǎn)綴,將其改造成一處集垂釣、休閑于一體的休閑場所。
2其他應(yīng)注意的問題
2.1遵循合理的設(shè)計(jì)程序
與相關(guān)方的溝通,各個環(huán)節(jié)應(yīng)該遵循既定的順序有效地進(jìn)行,不能隨意顛倒。
2.2與相關(guān)單位的溝通協(xié)商
在開始設(shè)計(jì)前及整個設(shè)計(jì)過程中,與建設(shè)單位等相關(guān)方的及時協(xié)調(diào)溝通至關(guān)重要,這種溝通可以讓設(shè)計(jì)者更全面、準(zhǔn)確地了解現(xiàn)場的實(shí)際情況,例如用地性質(zhì)的確定,建成后的用途等方面都是通過溝通協(xié)商后才能明確的。
2.3建設(shè)過程中的跟蹤配合
在公園建設(shè)過程中,現(xiàn)場會有一些問題與設(shè)計(jì)矛盾,這就需要通過現(xiàn)場施工配合,在遵循大的設(shè)計(jì)定位及原則的前提下,以設(shè)計(jì)變更等形式完善設(shè)計(jì)。
3結(jié)論
氧氣瓶供氧依地區(qū)不同,收取費(fèi)用不同,一般折合5~7元/m3,40L瓶氧為26~36元;液氧按當(dāng)?shù)匾貉鯊S供應(yīng)價(jià)核算,國內(nèi)一般以地區(qū)價(jià)1700~1800元/t計(jì),在3.6元/m3左右;PSA制氧主要以電費(fèi)損耗為主,用電按國內(nèi)一般地區(qū)價(jià)0.8元(/kW•h)計(jì),一般1m3為1kW•h電,因此,采用40L氧氣瓶,每瓶按5.2m3計(jì)算。
2方案選型
瓶氧供氧與液氧供氧主要是按需供給,對醫(yī)院的需氧量要求不嚴(yán)格,不夠就補(bǔ)充。而PSA制氧機(jī)在建設(shè)前,需進(jìn)行需氧量測算,從而決定建設(shè)規(guī)模。首先,采用PSA制氧機(jī)供氧前,應(yīng)了解醫(yī)院平均月氧氣消耗量、病床數(shù)、手術(shù)間、ICU病房數(shù)等;其次,開展平均用氧量、高峰期用氧量等測算;最后,經(jīng)綜合評估后,方可確定氧產(chǎn)量的選擇。本文以某中心醫(yī)院用氧量為例,進(jìn)行方案選型設(shè)計(jì)。某醫(yī)院每月用液氧數(shù)量折合成40L瓶氧為5000多瓶,醫(yī)院病床總數(shù)1600張,手術(shù)室23間,ICU病床27張,24人高壓氧艙1個。則PSA制氧系統(tǒng)選型設(shè)計(jì)及注意事項(xiàng)如下。
2.1執(zhí)行及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)
中心供氧建設(shè)時應(yīng)要求建設(shè)方的技術(shù)材料、設(shè)備、工程、設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)行全部按相關(guān)的最新國家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,如采用國外標(biāo)準(zhǔn)則應(yīng)提供中文文本,并確認(rèn)該標(biāo)準(zhǔn)不低于相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)。工程各設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、供貨、安裝、調(diào)試、驗(yàn)收和維修,其各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)必須符合或高于國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),如有新標(biāo)準(zhǔn)則采用新標(biāo)準(zhǔn)。各執(zhí)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分類及具體名稱如下:
(1)供氧系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試、驗(yàn)收。YY/T0187—1994《醫(yī)用中心供氧系統(tǒng)通用技術(shù)條件》;GB8982—1998《醫(yī)用氧氣》。
(2)吸引系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試、驗(yàn)收。YY/T0186—1994《醫(yī)用中心吸引系統(tǒng)通用技術(shù)條件》。
(3)壓縮空氣儲罐的設(shè)計(jì)、制造、驗(yàn)收。GB150.01-04—2010《鋼制壓力容器》。
(4)電氣設(shè)備安裝驗(yàn)收。GB3836.4—2000《爆炸性環(huán)境用防爆電氣設(shè)備本質(zhì)安全型電路和電器設(shè)備》;GBJ50150—2006《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》。
(5)系統(tǒng)中各種管道施工及要求。GB50235—2010《工業(yè)金屬管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》;GB50016—2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》。
(6)醫(yī)用氣體終端的驗(yàn)收。YY0801.1—2010《醫(yī)用氣體管道系統(tǒng)終端第1部分:用于壓縮醫(yī)用氣體和真空的終端》;GB/T12241—2008《安全閥一般要求》;GB567.1—2012《爆破片安全裝置》;GB50184—2011《工業(yè)金屬管道工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》;GB50236—2011《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程及驗(yàn)收規(guī)范》。
(7)各類管路驗(yàn)收。YS/T650—2007《醫(yī)用氣體和真空用無縫銅管》;GB/T17395—2008《無縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差》;GB/T14976—2012《流體輸送用不銹鋼無縫鋼管》;GB/T12459—2005《鋼制對焊無縫管件》。
(8)供氣工程的施工。GB50751—2012《醫(yī)用氣體工程技術(shù)規(guī)范》。
2.2用氧量測算及分析
氧量測算是制定中心供氧總?cè)萘康闹匾罁?jù),一般制氧量的測算以醫(yī)院現(xiàn)有月瓶氧消耗為依據(jù),或通過現(xiàn)有病床數(shù)、手術(shù)間、ICU等數(shù)量進(jìn)行高峰用氧估算。
2.2.1平均用氧量測算因已知醫(yī)院月用氧量折算為5000多瓶,因此考慮一定的冗余量,按6000瓶計(jì)算,滿瓶壓力取13MPa,即130kg/cm2,則醫(yī)院每月用氧量為40L×130×6000÷1000L/m3=31200m3因此,每天平均用氧量為1040m3,則對PSA制氧機(jī)而言應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)為機(jī)組每日工作時間不超過10h為宜,為此,該院的制氧機(jī)需求為1040÷10=104m3/h。
2.2.2高峰期用氧量測算依據(jù)YY/T0187—1994《醫(yī)用中心供氧系統(tǒng)通用技術(shù)條件》的規(guī)定,測算用氧量時,各病房和手術(shù)室氣體流量、使用率按表4計(jì)算。由此,該院高峰期用氧量測算情況見表5。
2.2.3氧產(chǎn)量建設(shè)規(guī)模選型時為使設(shè)備可靠運(yùn)行,并保持良好的運(yùn)行狀態(tài),延長使用壽命,設(shè)備應(yīng)有一定的運(yùn)行與停機(jī)比,通常為1∶1,且保證醫(yī)院24h不間斷用氧需求,考慮設(shè)計(jì)的冗余量及醫(yī)院發(fā)展等因素,建議:該醫(yī)院總制氧量為120m3/h,采用30m3/h醫(yī)用分子篩制氧設(shè)備4套;所有制氧設(shè)備同時運(yùn)行時,每天運(yùn)行時間為10h,運(yùn)行與停機(jī)比為1∶1.4,設(shè)備運(yùn)行可做到一用一備,具有很好的散熱時間和較充裕的維護(hù)保養(yǎng)時間。當(dāng)用氧高峰期時,所有設(shè)備同時運(yùn)行可滿足102m3/h的高峰期用氧量需求。
2.3設(shè)備選型
本文所述中心醫(yī)院采用液氧供氧,月液氧購置費(fèi)用及人員工資費(fèi)用統(tǒng)計(jì)為16萬元,年支出費(fèi)用192萬。基于PSA制氧設(shè)備,其供氧成本主要由設(shè)備購置費(fèi)用、運(yùn)行費(fèi)用、維修費(fèi)用組成。采用4臺30m3/h制氧設(shè)備成本如下:
(1)設(shè)備成本。90萬/臺套(國產(chǎn)品牌),合計(jì)360萬元。
(2)運(yùn)營成本。
①電費(fèi):4套設(shè)備總功耗為160kW,假設(shè)每天運(yùn)行10h,則耗電量為1600kW•h。醫(yī)院用電收費(fèi)按0.8元(/kW•h)計(jì)算,則每天電費(fèi)為1280元,每月電費(fèi)為3.84萬元。
②人員:2人,2500元/人,5000元/月。因此,運(yùn)營成本為每月4.34萬元,52萬/a。
(3)維修成本。前3a免費(fèi)保修,3a后按設(shè)備購置費(fèi)用5%核算,18萬/a,平均1.5萬/月。因此,醫(yī)院僅需30個月即可收回成本,而30個月后每月能節(jié)省10萬元,為醫(yī)院年節(jié)支120萬元。目前,國內(nèi)外制氧設(shè)備廠家眾多,價(jià)格差異較大,國內(nèi)制氧設(shè)備技術(shù)成熟,但價(jià)格一般為進(jìn)口售價(jià)的1/2,售后服務(wù)價(jià)格僅為國外的1/4,同時由于國內(nèi)廠商的技術(shù)力量制約,進(jìn)口設(shè)備的維修難以及時維護(hù),給醫(yī)院造成不必要損失。因此,建議在設(shè)備選型時應(yīng)考慮以國產(chǎn)設(shè)備為主。
2.4機(jī)房要求
設(shè)備機(jī)房布局圖需依據(jù)醫(yī)院最終確認(rèn)方案、機(jī)型、數(shù)量等實(shí)際情況進(jìn)行合理布局規(guī)劃,而一般機(jī)房建設(shè)的基本要求:機(jī)房高度應(yīng)足夠,地面應(yīng)堅(jiān)固、平整,建議內(nèi)墻面做吸音處理;機(jī)房內(nèi)外配備干粉式滅火器材,機(jī)房照明應(yīng)安裝防爆燈及開關(guān);空壓機(jī)、儲氣罐、冷干機(jī)、過濾裝置處應(yīng)設(shè)下水道;機(jī)房內(nèi)溫度應(yīng)為5~38℃,通風(fēng)良好;地面施工時,應(yīng)先進(jìn)行設(shè)備動力線管預(yù)埋工作;空壓機(jī)上散熱口與排風(fēng)口應(yīng)制作排風(fēng)管連接至機(jī)房外;機(jī)房進(jìn)風(fēng)口加裝過濾網(wǎng);制氧主機(jī)放空管應(yīng)接至機(jī)房外,并做消音處理。
3結(jié)果
通過對3類氧源的安全性、使用方便性及可靠性、經(jīng)濟(jì)性分析可知,基于PSA制氧機(jī)的供氧方式安全性好、使用方便,同時具備較好的經(jīng)濟(jì)性,因此,是中心供氧的最佳選擇方式。從國內(nèi)醫(yī)療單位的總體情況看,目前是3種氧源技術(shù)并存。從近年新建或改造集中供氧系統(tǒng)的醫(yī)療單位看,主要以液氧和PSA制氧為主,瓶氧供氧已逐步淘汰,而應(yīng)用PSA氧源技術(shù)的單位占絕大多數(shù)。
4結(jié)語及展望
1.1頂板局部鑿除方案
頂板局部鑿除方案即鑿除崩裂的頂板(順橋向鑿除范圍為墩頂兩側(cè)各6m),順直預(yù)應(yīng)力管道,然后澆筑頂板,恢復(fù)鑿除截面。鑿除截面橫向位置如圖3陰影部分所示。該方案施工順序?yàn)椋孩俜艔堣彸齾^(qū)域內(nèi)已張拉的31根頂板鋼束,鑿除頂板;②順直預(yù)應(yīng)力管道,恢復(fù)鑿除截面,張拉鑿除截面預(yù)應(yīng)力;③在支架上張拉剩余全部鋼束;④脫架,轉(zhuǎn)體就位;⑤合龍成橋;⑥收縮徐變完成;⑦運(yùn)營階段。采用MIDAS有限元軟件計(jì)算該方案各施工階段及運(yùn)營階段主梁頂、底板最大及最小正應(yīng)力,計(jì)算結(jié)果如表1所示。由于后恢復(fù)的頂板順橋向位于墩頂,在預(yù)應(yīng)力作用下各階段均承受壓應(yīng)力,本文僅給出最小應(yīng)力數(shù)值。由計(jì)算結(jié)果可以看出維修各施工階段頂、底板截面均未出現(xiàn)拉應(yīng)力,最大壓應(yīng)力為15.3MPa,小于C45混凝土施工階段壓應(yīng)力限值20.72MPa;運(yùn)營階段頂、底板各截面未出現(xiàn)拉應(yīng)力,未鑿除頂板的最大壓應(yīng)力為18.3MPa,超過了C45混凝土運(yùn)營階段壓應(yīng)力限值14.8MPa,且后恢復(fù)的頂板混凝土沒能充分發(fā)揮作用,運(yùn)營階段最大壓應(yīng)力僅為9.8MPa。
1.2頂板局部補(bǔ)強(qiáng)方案
頂板局部補(bǔ)強(qiáng)方案即在崩裂的頂板處新增橫隔板進(jìn)行局部補(bǔ)強(qiáng)。頂板局部補(bǔ)強(qiáng)方案縱斷面示意如圖4所示。該方案施工順序?yàn)椋孩僖褟埨匿撌酀{,鑿除崩裂、破損的混凝土,在圖4陰影區(qū)域箱室內(nèi)增加橫隔板;②在支架上張拉剩余全部鋼束;③脫架,轉(zhuǎn)體就位;④合龍成橋;⑤收縮徐變完成;⑥運(yùn)營階段。采用MIDAS有限元軟件計(jì)算該方案各施工階段及運(yùn)營階段主梁頂、底板最大及最小正應(yīng)力,計(jì)算結(jié)果如表2所示。由計(jì)算結(jié)果可以看出維修各施工階段頂、底板截面均未出現(xiàn)拉應(yīng)力,最大壓應(yīng)力為15.0MPa,小于C45混凝土施工階段壓應(yīng)力限值20.72MPa;運(yùn)營階段頂、底板各截面未出現(xiàn)拉應(yīng)力,頂板的最大壓應(yīng)力為15.7MPa,超過了C45混凝土運(yùn)營階段壓應(yīng)力限值14.8MPa。
1.3方案比選結(jié)果
若采用頂板局部鑿除方案,結(jié)構(gòu)外觀與原設(shè)計(jì)一致,但施工難度大;運(yùn)營階段后補(bǔ)頂板最大壓應(yīng)力僅9.8MPa,頂板混凝土未能充分發(fā)揮作用,導(dǎo)致未鑿除的混凝土運(yùn)營階段標(biāo)準(zhǔn)組合壓應(yīng)力達(dá)到18.3MPa,比C45混凝土的壓應(yīng)力限值大3.5MPa。若采用頂板局部補(bǔ)強(qiáng)方案,結(jié)構(gòu)外觀與原設(shè)計(jì)有一定的出入,但新增橫隔板工程量小,施工難度小;與頂板局部鑿除方案相比,采用該方案成橋后結(jié)構(gòu)壓應(yīng)力較小,頂板最大壓應(yīng)力15.7MPa,比C45混凝土的壓應(yīng)力限值大0.9MPa。綜合2種方案的優(yōu)、缺點(diǎn),決定將頂板局部補(bǔ)強(qiáng)方案作為推薦方案。
2推薦方案的優(yōu)化
2.1運(yùn)營階段結(jié)構(gòu)應(yīng)力的優(yōu)化
按照頂板局部補(bǔ)強(qiáng)方案,如采用原設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力數(shù)量,標(biāo)準(zhǔn)組合下距離主墩中心線約12m處的箱梁頂緣應(yīng)力達(dá)到15.7MPa,超過了C45混凝土的應(yīng)力限值14.8MPa。考慮原設(shè)計(jì)偏于保守,提出減少箱梁預(yù)應(yīng)力的方法以減小箱梁頂緣應(yīng)力。具體的預(yù)應(yīng)力調(diào)整方案如下。(1)合龍前減少張拉:2束ZT06、2束BT10、2束ZT05、2束BT11、4束ZT11、2束BT12、2束BT12′每束分別由原設(shè)計(jì)的22根減為15根,2束ZT04每束分別由原設(shè)計(jì)的19根減為15根。其中2束ZT06、1束BT10為已張拉鋼束,施工時實(shí)際為放松7~15根,其余鋼束均為未張拉鋼束,按15根張拉即可。(2)合龍后減小張拉:所有合龍底板束的張拉控制應(yīng)力均由0.75fpk減為0.68fpk,fpk為鋼絞線抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。經(jīng)計(jì)算,采用該預(yù)應(yīng)力調(diào)整方案,標(biāo)準(zhǔn)組合下距離主墩中心線約12m處的箱梁頂緣應(yīng)力降到14.77MPa,滿足規(guī)范要求。
2.2成橋狀態(tài)主梁線形的優(yōu)化
采用原設(shè)計(jì)方案施工時,拆除主梁支架后,梁端發(fā)生4.2cm的豎向下?lián)献冃巍0丛摲桨甘┕r,拆除主梁支架后,梁端發(fā)生7.1cm的豎向下?lián)献冃危仍O(shè)計(jì)方案大2.9cm。由于支架施工轉(zhuǎn)體梁段時預(yù)拱度是根據(jù)原設(shè)計(jì)方案設(shè)置的。因此,為了保證主梁線形,通過增加鋪裝層的厚度對主梁線形進(jìn)行調(diào)整:轉(zhuǎn)體梁段端部鋪裝層厚度增加2.9cm,主墩中心和主梁端部不增加,中間部分按直線擬合。進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算時將增加的鋪裝計(jì)入二期恒載。
3結(jié)構(gòu)計(jì)算分析
采用MIDAS有限元軟件,按照優(yōu)化后的頂板局部補(bǔ)強(qiáng)方案對結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算分析,計(jì)算時考慮預(yù)應(yīng)力偏位的影響。有限元模型如圖5所示。
3.1施工階段結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果及分析
優(yōu)化的頂板局部補(bǔ)強(qiáng)方案下箱梁頂、底板最大及最小正應(yīng)力如表3所示。由表3可以看出維修各施工階段頂、底板截面均未出現(xiàn)拉應(yīng)力,最大壓應(yīng)力為13.7MPa,小于C45混凝土施工階段壓應(yīng)力限值20.72MPa,施工過程應(yīng)力滿足規(guī)范[7]要求。
3.2成橋狀態(tài)結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果及分析
(1)承載能力基本組合下,主梁的最大正彎矩出現(xiàn)在距離墩頂55.5m處,彎矩值為166413.7kN•m,對應(yīng)的抗力為401212.8kN•m,主梁的最大負(fù)彎矩出現(xiàn)在距離墩頂4m處,彎矩值為-1807370.0kN•m,對應(yīng)的抗力為-2196755.8kN•m,內(nèi)力的絕對值均小于相應(yīng)截面的抗力值,主梁承載能力滿足規(guī)范要求。(2)短期組合下,箱梁截面上緣墩頂附近出現(xiàn)了拉應(yīng)力,最大值為0.57MPa;箱梁截面下緣最大正應(yīng)力均為壓應(yīng)力,未出現(xiàn)拉應(yīng)力。墩頂?shù)睦瓚?yīng)力是由于計(jì)算的失真導(dǎo)致的,且應(yīng)力數(shù)值很小,主梁正截面抗裂滿足全預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)要求。短期組合下,箱梁截面最大主拉應(yīng)力出現(xiàn)在主墩兩側(cè)附近,最大值為0.92MPa,小于C45主拉應(yīng)力限值1.004MPa,主梁斜截面抗裂驗(yàn)算滿足規(guī)范要求。(3)標(biāo)準(zhǔn)組合下,箱梁截面上緣最大壓應(yīng)力出現(xiàn)在距離主墩中心線12m附近,最大值為14.71MPa,小于正截面壓應(yīng)力限值14.8MPa;箱梁截面下緣最大壓應(yīng)力出現(xiàn)在合龍段附近,最大值為12.66MPa,小于正截面壓應(yīng)力限值14.8MPa,主梁正截面壓應(yīng)力驗(yàn)算滿足規(guī)范要求。標(biāo)準(zhǔn)組合下,箱梁截面最大主壓應(yīng)力出現(xiàn)在距離主墩中心線12m附近,最大值為14.71MPa,小于C45主壓應(yīng)力限值17.76MPa,主梁斜截面主壓應(yīng)力驗(yàn)算滿足規(guī)范要求。(4)按短期組合計(jì)算結(jié)構(gòu)撓度,消除結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的撓度為22.4mm,考慮長期效應(yīng)系數(shù)1.4375,撓度為22.4mm×1.4375=32.2mm,主梁撓度限值L/600=73000mm/600=121.7mm,主梁剛度滿足規(guī)范要求。
4結(jié)語