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【中圖分類號】R574【文獻標識碼】B【文章編號】1672-3783(2012)11-0161-01
灌腸是臨床常用的一項護理操作技術,但傳統的操作備物繁瑣、用后消毒、儲存需耗費一定時間。且肛管較粗,操作給病人帶來一定痛苦;灌腸速度較難控制。而使用一次性輸液器改良灌腸[2]克服了傳統灌腸的諸多缺點,因此在臨床上已廣泛應用。但由于需對管端修剪,使其插管時易造成直腸粘膜損傷,病人疼痛。而加溫后輸液管軟化使其不易插入。從2009年我科采用一次性吸痰管連接一次性輸液器進行灌腸,克服了單純使用一次性輸液器進行灌腸的弊端,取得了滿意的臨床效果。現將兩種改良灌腸法進行對照,報告如下。
1臨床資料
選擇自2008年7月-2011年3月我科住院需灌腸的病人24例。年齡41歲-76歲,男20例、女4例,灌腸次數2-16次。
2材料與方法
2.1材料:常州醫療器械廠生產的一次性輸液器,揚州市永長醫療器械廠生產的百泰牌一次性使用吸痰管(規格14#)
2.2方法:選擇2009年后采用一次性吸痰管連接一次性輸液器進行灌腸病人12例為觀察組;2008年-2009年隨機抽取單純采用一次性輸液器進行灌腸病人12例為對照組。
3觀察
兩種改良灌腸法臨床應用時在插管成功率及病人舒適度(疼痛感)的不同。
4 結果(附表)
觀察發現,使用一次性吸痰管連接輸液器灌腸在插管成功率及病人舒適度(疼痛感)等方面明顯優于單純使用一次性輸液器進行灌腸。
5討論
單純使用一次性輸液器灌腸在灌腸液加溫后管道易軟化造成插管困難,且修剪殘端易造成病人直腸粘膜的損傷,增加病人的痛苦。增加一次性吸痰管后,不僅保留原有優點,而且吸痰管管道韌性增加,且因管道開有側孔,不易堵塞,輕易克服了這兩項弊端。護士操作更加方便,病人舒適度增加,護理操作接受度明顯提高。
蓮必治注射液是從穿心蓮葉中提取分離所得的穿心蓮內酯與亞硫酸氫鈉發生加成反應,制得的水溶性磺酸鹽的制劑,具有清熱解毒、抗菌消炎之功效,本品適用于臨床對菌痢、腮腺炎、喉炎、扁桃體炎及上呼吸道感染等疾患,具有良好的療效[1]。
1抗菌消炎作用
胡敏濤[2]采用蓮必治注射液治療急性細菌性痢疾38例,以環丙沙星作對照,結果表明,蓮必治與環丙沙星連用,治療急性細菌性痢疾的總有效率為92.11%,明顯優于單用環丙沙星組(75%),且無明顯毒副作用。
陳仁杰等[3]選用以明顯咽痛、發熱、咽部及扁桃體黏膜充血、腫脹為主癥的急性扁桃體炎患者140例,患者隨機分為2組。蓮必治治療組100例,青霉素治療組40例。結果表明:①蓮必治注射液和青霉素均可作為治療急性扁桃體炎的首選藥物。②對急性滲出型扁桃體炎蓮必治注射液的療效優于青霉素;對急性化膿型扁桃體炎的療效,青霉素優于蓮必治注射液。
瞿秋蘭等[4]用蓮必治注射液治療小兒急性肺炎80例。以喜炎平做對照,結果顯示,蓮必治在緩解喘息、退熱、減輕咳嗽及音方面療效優于喜炎平( P
劉新發等[5]用蓮必治注射液與頭孢噻肟鈉合用治療肺炎40 例, 并設對照組40 例,結果表明,治療組總有效率92.5%; 對照組總有效率82. 5%,有顯著性差異。
2 解熱作用
張玉紅等[6]采用蓮必治注射液治療以發熱為主癥的呼吸道感染110例,取得顯著療效,無論治愈率還是總有效率均優于頭孢唑啉加病毒唑對照組,對于病毒或細菌感染引起的發熱,有良好的退熱作用。畢美芬[7]對聯合應用蓮必治治療急性呼吸道感染進行臨床觀察。根據隨機對照原則,常規治療和聯合應用蓮必治治療的急性呼吸道感染病例各半,主要觀察退熱天數、扁桃體及咽喉充血消散時間及腎功能指標、尿常規等。結果表明,平均退熱時間治療組明顯短于對照組(P
3對免疫功能的調節作用
徐立春等[8]對100例惡性腫瘤患者進行蓮必治注射液臨床治療,并作系列免疫功能檢測及生存質量的觀察。結果表明:①蓮必治注射液綜合治療腫瘤,能使患者生活質量明顯提高,綜合生活質量指標評分,蓮必治注射液治療后較治療前明顯提高(P
彭光勇等[9]采用生物活性法和ELISA法檢測用有效成分為穿心蓮內酯的蓮必治注射液處理人外周血單核細胞上清中的IFN-α,IFN-γ, TNF-α,IL- 8含量;用單核巨噬細胞吞噬雞紅細胞來研究其促吞噬功能及用LDH 釋放法檢測其對NK細胞殺傷活性的影響。結果表明,蓮必治注射液是一種具有調節機體非特異免疫功能的免疫刺激劑,通過對NK,Mф及細胞因子分泌的影響而發揮免疫調節作用。
4 不良反應
蔡衛平、楊怡莎等[10,11]報道蓮必治致急性腎功能衰竭20例, 其中10 例進行了腎穿刺活檢,證實為急性間質性腎炎。根據急性間質性腎炎的病因,多數系與用藥有關[12],雖有10 例用過氨基糖苷類藥,但另10 例未用過明確的腎損藥,而20 例均用過“蓮必治”。故認為病人可能對蓮必治有過敏,而并非蓮必治有腎毒性。另迄今為止,尚未見到單獨用蓮必治致急性腎衰的病例,均為合用時發生,合用藥包括氨基糖苷類、喹諾酮類、林可霉素、撲熱息痛及氨芐青霉素等藥物,分析氨基糖苷類合用可能加重腎傷害,而與上述其他藥合用可能容易導致過敏。顧正平[13]報道了1 例穿心蓮內酯注射液致急性肝腎功能損害。金小福等[14]報道了6 例蓮必治與氨基苷類抗生素聯用所致急性腎衰竭(ARF),觀察單用蓮必治注射液未發生ARF,單用氨基苷類抗生素僅發生1 例ARF (0.46%),而兩藥聯用則發生6 例ARF(3.92%) ,兩藥聯用ARF 發生率明顯提高,其發病機制尚不清楚。趙金文等[15]對9 例中藥蓮必治治療相關的ARF 患者、7 例非蓮必治藥物過敏引起的ARF 患者和3 例氨基糖苷類致ARF 患者的臨床與病理進行回顧性比較分析,得出結論:中藥蓮必治注射液有一定腎毒性作用。國家食品藥品監督管理局通報了蓮必治注射液的不良反應,單獨或聯合使用蓮必治注射液均有病例報告, 其中聯合用藥情況占多數。蓮必治注射液引起的急性腎功能損害的特點為: 發病時間短,多在用藥1 次后即出現;主要癥狀為腰酸、腰痛;部分患者尿量正常;均有肌酐、尿素氮的升高;預后良好。
[參考文獻]
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[9]彭光勇,周峰,丁如寧,等. 蓮必治注射液(穿心蓮內酯)對免疫功能的調節作用[J]. 中國中藥雜志,2002,27(2):147-150.
[10]蔡衛平, 周紅霞,朱蘊秋,等. 蓮必治致急性間質性腎炎10 例報告[J]. 齊齊哈爾醫學院學報,2002 ,23(3) :297.
[11]楊怡莎,朱蘊秋. 蓮必治致急性腎功能衰竭20 例的治療[J].齊齊哈爾醫學院學報,2002 ,23(11) :1251.
[12]劉玉春,劉平,王海燕. 腎臟病學[M] .第2 版. 北京:人民衛生出版社,1996.786 -791.
[13]顧正平.穿心蓮內酯注射液致急性肝腎功能損害1例[J]. 醫藥導報,2004,23(7) :495.
隨著我國醫學技術的提升,在臨床醫學治療中,影像學設備得到了顯著發展,將影像學設備應用到各種臨床診斷中已經成為目前臨床醫學診斷的發展趨勢,尤其是在放射治療、介入治療中,利用碘對比劑進行影像學診斷已經得到廣泛應用,為了能夠進一步提高碘對比劑的應用效率,降低碘對比劑產生的不良影響,需要對碘對比劑產生的不良反應進行分析,并提出相關的解決對策,本文就碘對比劑在臨床診斷中存在的不良反應類型以及臨床表現等進行分析,針對相關不良反應提出具體的預防和處理措施。1 碘對比劑概述對比劑主要成分為碘,在臨床上將其稱為含碘對比劑(iodinated contrast agents,ICAs),根據用處不同含碘對比劑再配置過程中濃度不同。在臨床上采用對比劑主要是進行輔助檢查,通過在臨床檢查和治療過程中使用對比劑能夠有效增強診斷患者內臟、器官、組織的對比度,進一步清晰地反映患者內臟、器官、腔道、組織的形態、輪廓、大小以及器官等病變情況,在臨床上也被稱為對比劑。常用的碘對比劑包括優維顯(碘普羅胺)、雙北(碘海醇)、碘淳寧(碘克沙醇)等。在臨床上,對比劑具有較廣的應用范圍,能夠廣泛應用于血管成像以及多種疾病的臨床診斷中,根據對比劑滲透壓不同,可將其分為高滲、低滲以及等滲對比劑3種類型。高滲對比劑主要為離子型單體,低滲對比劑又能夠進一步分為非離子型單體以及離子型二聚體兩種。等滲對比劑主要是非離子型二聚體。另外,有機碘對比劑也有多種分類,主要包括離子型和非離子型。離子型碘對比劑常見的包括復方泛影葡胺注射液等,非離子型碘對比劑常見的包括碘化油注射液、碘海醇注射液等。2 碘對比劑在臨床應用中存在的不良反應目前,碘對比劑在臨床應用中存在的不良反應主要包括全身性不良反應、急性腎損傷以及碘對比劑的血管外滲等。其中,具體不良反應主要為:
2.1 全身性不良反應
吳春梅等[1]學者探討優質護理干預在CT增強掃描碘對比劑不良反應中指出,患者在進行診斷時出現全身性不良反應,根據反應時間不同可以將其分為急性不良反應以及遲發性不良反應兩種類型。張海萍[2]指出急性不良反應主要是指患者在進行診斷過程中注射碘對比劑1 h內產生的不良反應,而遲發性不良反應主要是指患者在進行診斷過程中,注射碘對比劑時沒有立即發生不良反應,而是在注射后1 h~1周內逐漸產生的不良反應。一般來說,發生全身性急性不良反應患者多見于50歲以下患者,根據產生的不良反應的嚴重程度可以將其分為輕、中和重度3種類型。其中,輕度不良反應和中度不良反應在臨床上較為常見。霍然等[3]認為發生輕度不良反應時,不需要進行特殊治療,其不良反應持續的時間較短、產生的癥狀不明顯,中度不良反應在臨床上具有較為明顯的表現。通過研究分析表明,碘對比劑在發生中度急性不良反應時,主要表現為過敏反應,該過敏反應一般為假性過敏反應,并非由抗原-抗體結合導致的,而是在診斷注射碘對比劑時,對比劑與患者體內的蛋白相結合,從而產生抗原,導致機體出現過敏反應。冉超[4]在分析碘對比劑不良反應信號時認為患者出現中度急性過敏反應后,主要表現為蕁麻疹、血管性水腫、支氣管痙攣、呼吸困難等癥狀,嚴重時還會出現休克癥狀。當患者出現重度過敏反應時,會導致血腦屏障被損壞,引發癲癇等癥狀。
2.2 急性腎損傷
王冠杰等[5]認為急性腎損傷主要是指患者在進行影像學檢查過程中,通過注射碘對比劑時產生的不良反應。在國際醫學診斷標準中沒有對急性腎損傷進行一個統一的認定標準,不存在其他干擾因素下,發生急性腎損傷時,患者體內的血清肌酐值有明顯升高現象。在分析急性腎損傷發生過程中,原本就存在腎功能損害的患者發生急性腎損傷的概率較高,占總發生率的25%,患有糖尿病腎病患者發生急性腎損傷的概率為50%。由此可見,當患者在進行影像學診斷時,通過對患者注射碘對比劑時,發生急性腎損傷不良反應的危險因素較多,與碘對比劑劑量、給藥途徑以及患者自身的患病因素有關。高齡患者、糖尿病患者、心血管疾病患者等發生急性腎損傷的概率更大。
2.3 碘對比劑血管外滲
何敏寧[6]在研究CT增強掃描碘對比劑不良反應過程,對患者進行碘對比劑注射時,還會產生碘對比劑血管外滲不良反應。在診斷過程中,對患者進行碘對比劑注射時,注射的血管壁存在損傷現象,或者針尖不小心與血管壁接觸到、患者靜脈血管較細等,容易引發碘對比劑血管外滲現象。發生碘對比劑血管外滲不良反應時,樊慶利和楊微[7]在研究碘對比劑不良反應時認為在臨床上主要表現為患者注射位置出現局部灼痛現象、有一定的壓痛感,同時在碘對比劑血管外滲部位還會出現水腫和紅斑現象,如果碘對比劑血管外滲現象較為嚴重時,會出現水皰、皮膚潰瘍甚至軟組織壞死等癥狀。發生碘對比劑血管外滲的原因除了與上述原因有關外,在注射碘對比劑過程中,采用高壓注射器進行注射引發碘對比劑血管外滲的概率要大于普通注射器注射的概率。黃濤[8]認為當采用高壓注射器進行注射過程中,發生碘對比劑血管外滲現象,需要及時停止注射,并對外滲位置和滲漏量進行檢查,分析血管外滲程度,分為少量滲漏和大量滲漏。另外,何敏[9]研究認為碘對比劑血管外滲現象除了與采用注射器的規格不同有關以外,還與醫護人員的注射技術有關,同時患者的配合程度、患者的身體素質等也直接影響碘對比劑血管外滲的發生概率。3 碘對比劑不良反應發生時間碘對比劑不良反應發生時間主要根據不良反應發生時間速度快慢進行區分。當注射對比劑1 h內出現各種不良反應被列入急性范圍,當注射對比劑1 h~1周內出現各種不良反應被列入遲發性范圍,當注射對比劑1周以上時間才出現各種不良反應被列入晚發范疇。在臨床研究中表明,對患者注射離子型和非離子型碘對比劑后,出現不良反應主要表現為急性不良反應,有70%的患者注射對比劑5 min左右就會出現明顯不良反應。某些患者在注射對比劑1 h后才會陸續出現各種不良反應,常見的遲發性不良反應在臨床上主要表現為皮膚反應,容易出現血管性水腫、蕁麻疹以及紅斑癥狀。4 誘發碘對比劑不良反應發生因素和檢測方法誘發碘對比劑不良反應發生因素主要與患者年齡、既往病史以及身體自身原因有關。發生對比劑不良反應人群多為兒童和中老年人,其原因主要是由于兒童和中老年人抵抗力、免疫力較弱,在診斷過程中對對比劑不耐受等因素造成的。既往病史常見于患有哮喘病、過敏、心臟疾病、腎病史等癥狀患者,臨床上存在脫水、血液疾病等癥狀患者也會誘發對比劑不良反應發生。其中,血液疾病主要包括鐮狀細胞性貧血、紅細胞增多等。當患者在臨床治療中長期服用β受體阻滯劑、非甾體抗炎藥和白細胞介素-2等藥物時也會誘發碘對比劑不良反應發生。通過臨床進一步研究發現,患有對比劑過敏史、海鮮過敏史的女性患者發生對比劑不良反應的概率更大,屬于危險誘因之一。同時,哮喘在臨床上屬于嚴重不良反應危險誘因,合并心血管疾病屬于輕度不良反應危險誘因。在臨床診斷過程中,針對某些因食物因素造成對比劑不良反應發生的病例很多醫師和患者往往存在誤解情況,對因食物因素引起的不良反應不重視,從而導致救治時間被耽誤。
為預防患者出現對比劑不良反應,在臨床上需要對患者進行有效的檢測,常見的檢測方法包括靜脈注射試驗方法、皮內試驗方法、結膜試驗方法等。其中,靜脈注射試驗方法主要是將同一品種對比劑按照濃度為30%、注射劑量為1 m L的配比緩慢對患者進行靜脈注射,注射后對患者臨床表現進行觀察15~30 min,當患者出現惡心、嘔吐、頭暈以及蕁麻疹、氣急等癥狀時,屬于陽性反應,需要做好相關的預防和治療措施,并停止對患者進行對比劑輔助檢查。皮內試驗方法是將同一品種對比劑按照濃度為30%、注射劑量為0.10 m L的配比緩慢對患者進行皮內注射,將對比劑注入患者前臂皮內,注射后對患者臨床表現進行觀察15~30 min,當患者出現超過直徑1 cm紅斑等癥狀時屬陽性反應。結膜試驗方法將同一品種對比劑滴入患者一側眼內,劑量為1~2滴,觀察時間為3~4 min,當患者眼結膜出現明顯充血現象、血管怒張或曲張等表現屬于陽性反應。5 碘對比劑不良反應處理方法5.1 全身性不良反應處理方法
李元[10]在研究不同對比劑在影像學檢查中發現,為有效避免患者在注射碘對比劑過程中出現全身性不良反應,需要采取具有針對性的預防措施。由于碘對比劑自身具有一定的毒性,因此,在對患者進行注射和診斷過程中,需要采取積極的預防措施。其中,最常見的預防措施包括醫護人員必須熟練掌握碘對比劑在使用過程中的禁忌證、對碘對比劑的使用方法和使用量進行嚴格把控,在對患者注射碘對比劑過程中,需要針對患者的既往病史進行分析,評估患者在注射碘對比劑可能存在的危險情況,做好相關的危險評估工作。同時,醫院需要定期對醫護人員進行相關疾病知識的培訓,通過理論配合和實踐培訓,提高醫護人員使用碘對比劑的能力,并熟練掌握碘對比劑注射過程中發生意外事件的急救措施,在發生不良反應或者意外事件時,能夠第一時間識別患者產生的不良反應類別,并做好相應的急救工作。徐玉玲[11]在注射碘對比劑時,針對患有甲狀腺功能亢進患者時,需要嚴格禁止這類型患者使用碘對比劑進行診斷。另外,當患者在注射碘對比劑過程中,如果出現任何輕微癥狀,醫護人員就必須引起重視,對患者的生命體征進行嚴密觀察,直到患者癥狀消失,同時對于發生重度不良反應患者,要第一時間停止注射碘對比劑,及時呼叫臨床主治醫師,進行心、肺、腦復蘇,及時給予抗過敏、抗休克治療。
5.2 急性腎損傷處理方法
中圖分類號:TH814 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2013)06-0113-01
1 概述
高爐煤氣是包括宣鋼在內的所有長流程鋼鐵企業的重要附屬產品和燃料氣體;它是由煉鐵高爐產生的,高爐煤氣計量裝置的優劣程度直接影響工藝操作,而且對降低成本、提高效益方面起關鍵作用。同時由于鋼鐵企業連續生產的特點,其產品高爐煤氣產生設備和輸送管線停產機會少,這些給高爐煤氣的測量和流量裝置的維護造成很大的困難。因此高爐煤氣測量技在流量測量領域中是一個難題。
畢托巴流量計作為一種技術先進的計量工具,他在工業領的應用非常廣泛,適用的流體種類繁多,幾乎囊括了所有較為潔凈的流動介質。特別是與之配套數據采集、傳輸以及控制系統的應用,極大的方便了工業企業對于流體的實際計量工作,下文對畢托巴流量計及其應用進行詳細介紹。
2 高爐煤氣計量現狀
目前,宣鋼在用的高爐煤氣計量裝置大約有45套左右,其中有大概10套左右由于時間長等因素存在計量不準確的問題;另外,約有10套左右的重點耗能設備、生產線沒有安裝計量裝置,這給公司高爐煤氣平衡方案制定帶來很大不便。
目前,包括宣鋼在內的國內鋼鐵行業在高爐煤氣流量測量上,大量使用的是孔板流量計。眾所周知,孔板流量計技術較為成熟,但其存在很多缺陷:因此我們在宣鋼能源管控中心項目實施中,大量采用畢托巴流量計,效果較好。以下我們將從其結構原理和特點入手加以分析。
3 畢托巴流量計的結構原理及特點
3.1 工作原理
畢托巴流量計是由智能探針式流量計演化而來,根據皮托管原理來測定傳輸介質管道的中心流速,其基本原理就是通過提取管道中心的流體流速,利用差壓公式(全壓-靜壓=動壓),將提取到的流體流速換算到流體的體積或者質量流量的計量計。
3.2 系統結構
畢托巴流量計發熱探針位于管道的中心位置,全壓孔與流體來流的方向對正,靜壓孔與流體的去流方向對正,管道的實際壓力就等于全壓孔與靜壓孔的壓力差。標準壓差由探針的風洞給定曲線上取得,然后就可以根據標準壓差進而計算流體的實際流量。流量計的壓力變送單元以及熱電阻測溫單元分別測得流體的壓力及溫度。匯總后輸出到流量計算儀或者DCS系統,通過流量計算儀或者DCS系統解析流量方程,同時根據標準壓差、壓力、溫度等信號對計算結果進行修正補償,從而得到準確的流量參數,并通過數顯系統將計算結果顯出出來。
3.3 性能特點
(1)畢托巴流量計其探針測試點在管道的中心位置,其標準風洞的風速可達0~150米每秒,通過計算得出探針需要的修正補償系數,這樣就能實現管道中心點的流速與其余所有個點測定的流速平均值對應。(2)流量計算過程中采用分段修正的方法,對測的的數據進行修正補償,在壓差變送器的輸出范圍內,將直流電信號分解成幾個不同的補償區間,每個區間制定不同的修正系數,從而能使測量結果在全部輸出范圍能都得到準確的修正,保證了其精度的連續性。(3)先進的數據庫,數據庫經過多年的完善,基本涵蓋了對各種介質、壓力以及溫度的補償修正系數,可以根據實際管道情況構建相應的數學模型,對數據進行精確的修正補償,得到準確的流量計量結果。
4 流量計配套的監控系統介紹
畢托巴流量計具備可以在遠距離傳輸的RS-485通訊接口,具備上限下限流量報警以及小信號拾取功能,儀表使用了E2PROM的先進存儲技術,可以實現內部數據的永久保存。同時在設計時候采用了微功耗雙電源設計。從而實現了智能一體化,能向控制終端傳輸瞬時的煤氣流量和累計流量;方便了值班人員在遠程對煤氣流量進行監控。
流量計數據監控系統廣泛應用在多個采集點煤氣流量實時數據的遠程自動采集,對工作現場的適應性很強,尤其在宣鋼目前煤氣管網上流量采集節點分散并且現場工作環境復雜的具體情況,該系統具有很強的實際應用能力,能夠將各個數據采集點的數據自動遠程傳輸。同時系統具有良好的兼容性以及可擴展能力,對于日后增加采集接點以及檢修維護工作提供了很好的便捷性。
遠程監控系統還具有良好的人機界面,當數據被采集至遠端計算機后,系統對數據進行歸檔、分析、存儲,可以在遠端計算機上對每個煤氣采集節點的工況參數進行在線設置,操作非常便捷,易于值班人員掌握。
5 畢托巴流量計在宣鋼的應用
2012年12月和2013年3月,宣鋼在原料場解凍庫、2#高爐熱風爐、4#鍋爐和6#鍋爐共安裝5套畢托巴流量計;通過幾個月的試運行,公司計量主管部門與動力廠均認為計量數據準確可靠,且流量計在線安裝方便,符合宣鋼高爐煤氣計量改造的要求。
通過安裝和試用,其優點體現在以下幾個方面:(1)節能效果明顯,作為一次測量元件的智能探針其制作材料選擇直徑20mm的不銹鋼,在截面積很小的管道中也不會產生壓力的損失,與原先廣泛采用的孔板節流裝置相比,節能效果明顯,儀器本身運行成本很低。(2)可靠性能好,畢托巴流量計在測量過程中,其內部倒壓管中沒有介質流動,這就阻隔了雜物的進入,使其測試的精度能夠長期保持在良好的水平。(3)安裝環境不必局限在直管段,通過設計單位多年對各種安裝環境下數據庫的不斷修改開發,數據庫已經涵蓋了多種彎管段以及多倍管徑的情況,即使將流量計安裝在現場彎管段,也能夠得到高精度的測量結果。(4)與之配套的二次儀表具備智能化,畢托巴流量計在開發的過程中對與之配套的智能化二次儀表非常重視,不僅僅能顯示各項流體參數,同時其具備遠程通訊以及網絡傳輸功能,可以非常方便的將儀表接入集中管理系統。
Abstract: with the development of science and technology, industrial level enhancement, cantilever construction process from the 50 s since the invention, is widely used in large span, the hard in bridge construction. This paper introduces the wide highway first T2 music label jade large bridge cantilever construction well used hanging basket of types and construction method, combining the working practice, this paper analyzes on the continuous box girder bridge hanging basket cantilever construction of cast-in-situ produces in the process of deflection cast-in-situ factors, construction and testing, the assembled hanging basket and preloading.
Keywords: continuous box, hanging basket, cantilever construction
中圖分類號: U445文獻標識碼:A文章編號:
工程概況
樂昌至廣州高速公路坪石至樟市段T2合同段玉井特大橋(50+3×90+50)米五跨預應力混凝土連續剛構箱梁,箱梁斷面采用單箱單室,根部梁高5.7m,跨中高2.6m,頂板厚28cm,底板厚從跨中至根部由32cm變化為60cm,腹板從跨中至根部分兩段采用45cm、75cm兩種厚度,箱梁高度和底板厚度均按2次拋物線變化。箱梁頂板橫向寬度16.5m,梁底寬8.0m,翼緣懸臂長4.25m。箱梁0號節段長12m,每個懸澆“T”縱向對稱劃分為10個節段,梁段數及梁段長從根部至跨中分別為4×3.5m、6×4.0m,節段懸澆總長38m,懸澆最重節段為1#塊,共計混凝土60.48m3,重約為1667KN。箱梁懸臂澆筑采用三角掛籃施工。
表1-1 箱梁截面尺寸及混凝土數量表
2、掛籃懸臂施工法的選擇
本橋跨越京珠高速、地方坪乳公路及省道,根據橋址的工程地質情況、橋墩高度最高為78m,梁體本身變化情況、工程建設施工期的需求,本橋高墩施工上部構造選擇掛籃懸臂施工工藝。
3、掛籃設計及施工
3.1、掛籃總體構造
掛籃主要由主桁承重系統、行走及后錨系統、底籃及懸吊系統、模板系統四大部分組成。掛籃總體構造如下圖3-1-1所示,具體結構詳見掛籃圖紙。
圖3-1-1 掛籃總體構造圖
主桁承重系統:由兩片主桁計前吊橫梁組成,主桁架為三角形,前橫梁為型鋼組焊結構;
行走及后錨系統:分為主桁架行走系統、外模行走系統、內模行走系統及后錨系統,主桁架行走系統由行走軌道、前支腿、后支腿組成;外模行走系統由外模行走梁、外模行走吊耳等組成;內模行走系統由內模行走梁、內模行走吊耳等組成;后錨系統由后錨支座、后橫梁、扁擔梁及預應力精軋螺紋鋼筋等組成;
底籃及懸吊系統:掛籃底籃由前下橫梁、后下橫梁、縱梁和底模組成,底籃縱梁為型鋼結構,底模采用大塊鋼模;懸吊系統由前吊系統、后吊系統組成,前吊系統通過4跟吊帶錨固于前吊橫梁上,后吊系統通過兩根吊帶及兩根吊桿錨固于已澆筑梁段上;
模板系統:掛籃外模及底模采用大塊鋼模板,內模采用組合鋼模,模板總體布置如下圖3-1-2所示。
圖3-1-2 掛籃模板系統
3.2、掛籃拼裝
3.2.1掛籃拼裝注意事項
1)、掛籃拼裝應按照上述順序逐部操作,作業前應對吊裝機械及機具進行安全檢查,在操作過程中地上、空中應有專人進行指揮及指導。
2)、掛籃的拼裝是高空作業,每道工序務必經過認真的檢查無誤后方可進行下一道工序。
3)、嚴禁在掛籃結構上任意進行焊接、切割。
4)、在掛籃結構上增加的吊耳等其它結構必須保證焊接及連接質量。
5)、吊桿及吊帶嚴禁引弧、通電,應做好相應的保護措施。
6)、定期檢查起重鋼絲繩是否有破損,吊物是否綁扎牢固。
7)、嚴禁超載、操作平臺上作業人員不得超過4人,堆載不得超過100kg。
3.3掛籃試壓 。
為了消除掛籃結構的塑性變形,掛籃在上橋前先在加工廠試拼,采用等代澆筑重量對其進行主桁架對稱試壓,分級加載最大重量為施工最大梁重的 1.3 倍;然后分級,在加載過程中用精密測量儀器觀測豎向變形,再根據實測值推算各梁段掛籃的豎向變形,為施工預拱度設定及混凝土澆筑中掛籃的調整提供參考數據。過程控制中要求緊固掛籃,掛籃就位后,在澆筑混凝土前,對于前后橫梁每根吊桿連接處隨時檢查螺栓有無松動,有松動的地方必須及時扭緊,做到每一節點都連接緊密、 牢固方可進行澆筑。
3.4、掛籃行走
掛籃行走按照以下幾個步驟進行:
、設置預埋件,澆筑混凝土
在澆筑混凝土之前,在未澆筑節段設計位置預留后吊短吊桿及內外模行走梁吊耳吊帶孔,后錨點位置預埋精軋螺紋鋼筋,并預埋行走反力座預埋件,具體預埋點位置及預埋件構造見詳圖。
2)、接長行走軌道 已澆筑梁段達到設計強度并張拉完縱向預應力束后,開始接長并錨固行走軌道梁。安裝軌道前先將箱梁頂面清理干凈,清除梁段頂面腹板部位豎向預應力筋上的雜物,然后測量放樣,鋪放滑道,調整軌道位置使其平滑順直。調整好位置后將軌道用錨桿、連接器、錨具錨固在箱梁腹板外側豎向預應力筋上,錨固過程中,要將錨桿與豎向預應力筋旋入連接器長度相同并不少于6倍螺距。
、掛籃行走
掛籃行走采用液壓千斤頂及精軋螺紋鋼筋進行,行走前標記牽引精軋螺紋鋼筋,10cm做一個標記,保證掛籃左右側行走同步。主桁架通過桁架前后支點落于行走軌道上滑動行走,行走前在主桁架前后支點滑板處涂油以減少行走時摩擦力,內外模板及底籃利用內外走行導梁行走,行走導梁前端通過吊帶固定與前上橫梁上,后端通過兩個行走吊耳固定,行走吊耳上設置滾輪,前后兩個吊耳交替轉換行走,行走步驟如下:
①、放松前后吊耳吊帶,使掛籃模板整體脫離箱梁混凝土面;
②、掛籃往前行走2m;
③、放松前吊耳,走行梁落于后吊耳上;
④、將前吊耳前移2m位置錨固,放松并拆除后吊耳吊帶,走行梁落于前吊耳上;
⑤、將后吊耳前移2m并固定;
⑥、掛籃前移2m。
3.5、混凝土施工工藝
3.5.1、混凝土配合比
箱梁混凝土設計標號為C50,屬高標號混凝土,為保證混凝土質量,需采取以下措施嚴格控制優化混凝土配合比。
1)、混凝土所用砂、石、水泥、水及添加劑的質量和規格,必須符合規范和設計要求,添加劑等需出具出廠合格證書;
2)、混凝土坍落度控制在12~14cm之間,并具有良好的泵送性、和易性。
3)、箱梁屬于大體積混凝土,應考慮水化熱溫度的控制,應采用水化熱低的水泥,改善骨料級配,降低水化熱,用摻加粉煤灰(通過試驗決定)、外加劑(如緩凝劑、減水劑)等方法,減少水泥用量,減小澆筑分層厚度,加快混凝土散熱速度,降低混凝土入模溫度。
3.5.2、混凝土澆筑
1)、澆筑前,對模板、鋼筋和預埋件等進行全面檢查,確保無誤后進行澆筑;
2)、澆筑混凝土時箱梁N#塊及N'#塊應對稱進行,兩端重量差不得超過5方,同時同一掛籃箱梁左右兩側需對稱澆筑,保證掛籃橫向穩定性,同時為防止箱梁混凝土開裂,混凝土應由端部向根部澆筑;
3)、澆筑前應徹底清除模板垃圾并用水沖洗,特別是模板后端與已澆筑梁段梁底接觸面初細小碎屑,同時對掛籃后吊施加預拉力,保證箱梁澆筑過程中模板后端不會脫離已澆梁段混凝土面,保證接縫質量;
4)、箱梁結構復雜,預埋件、鋼筋、預應力孔道、錨具交錯,混凝土振搗需采用Φ50及Φ30兩種型號振動棒,鋼筋密集處采用小振動棒,鋼筋稀疏處使用大振動棒,錨具附近混凝土需特別振搗密實;
4、施工線型控制
4.1、撓度控制
在箱梁澆筑前要布設測量監控控制網,控制網的布設,應遵照變形觀 測能反映結構的實際變形為原則 .我們考慮在每墩頂 0 號塊的中心位置 安裝 1 個工作基點,工作基點要與附近的導線點形成控制網,并且要定期 進行復核,以保證工作基點的誤差在合格范圍內,通過我們精心組織施工,嚴格施工程序 ,加大監控力度,使得張皮溝大 橋左幅的合攏誤差都控制在合格范圍內 。
結語
在橋梁懸臂施工中, 確保橋梁成橋的線形狀態符合橋梁設計線形的要求, 是保證橋梁處于合理的受力狀態、橋梁運營的安全以及橋梁外觀線形優美的關鍵, 這也是難點所在。因此, 就是要對結構的各施工階段的結構變形和受理狀態進行合理的計算分析, 為施工預拱度的準確預報作理論依據。而且隨著懸臂施工技術的進步和完善,施工機械化程度的提高,加上電子計算機輔助進行橋梁結構內力分析計算及施工控制,使懸臂施工法成為現代大跨徑橋梁建造的主要施工方法,這也推動了橋梁進一步向高強、輕型、大跨徑方向發展 .
參考文獻:
[1] 徐君蘭. 大跨度橋梁施工控制 [M ] . 北京: 人民交通出版社2000 .
關鍵詞:菱形掛籃 懸臂箱梁
一、工程簡介
S336省道靖江改線段工程項目十圩港大橋主橋為三跨預應力混凝土變截面連續箱梁,跨徑組合為55+75+55m,半幅橋寬12.5m,底板寬6.7m,翼緣板懸臂長2.9m。根據施工圖要求,除兩邊跨各有一現澆段和主墩墩頂的0#節段及合攏段外,其余塊件全采用掛籃懸臂澆注施工。掛籃采用菱形桁架式掛籃。主梁1至3節段長3m,最大控制重量為1#節段103.2t;主梁4至6節段長為3.5m,最大控制重量為4#節段95.9t;主梁7至10節段長為4m,最大控制重量為7#節段93.9t。
二、菱形掛籃的構造
菱形掛籃由主桁架、行走及錨固裝置、底模架、內外側模板、前吊裝置、后吊裝置、前上下橫梁、后下橫梁、內外滑梁等組成。 其中主桁架由上縱梁、下縱梁、前支腳、后支腳,以及橫向聯結桿件組成。
主桁架采用32#b槽鋼,重量為8.87t;前上橫梁采用雙拼40#a工字鋼,重量為1.62t;前下橫梁采用雙拼40#b槽鋼,重量為1.565t;后下橫梁采用雙拼32#a槽鋼,重量為0.914t;鋼底模及模架,重量為5.59t;側模及模架,重量為8.6t;內模及模架,重量為0.536t;內滑梁采用32#a槽鋼,重量為0.914t;外滑梁采用雙拼32#a槽鋼,重量為1.37t;后錨扁擔梁采用雙拼20#a槽鋼,重量為0.431t。
總重為30.413t。
三、主桁架計算
由掛籃結構設計圖可知,主桁架由2件對稱的桁架式承載構件聯結而成,因此只需計算其中
一件的受力和應變情況。可以確定主桁架是簡支結構,桿件間以銷軸連接,所以不存在超靜定問題。
1、混凝土荷載:
取鋼筋混凝土濕容重2.6 t /m3計算:
1#節段長300cm,方量39.7m3,重量103.2t;4#節段350cm,方量36.9m3,重量95.9t;7#節段長400cm,方量36.1m3,重量93.9t。
2、掛籃主縱梁在各種荷載組合下前端受力分析
在計算掛籃主縱梁前端受力計算時,根據節段長度和對應的混凝土重量及各種荷載組合情況下分別計算,找出作用在主縱梁前端上最不利的荷載組合。
掛籃自重
故在掛籃澆筑7#節段時,兩根主縱梁前端受力最不利。
根據規范要求,驗算結構強度時采用荷載組合:砼重量+動力附加荷載+掛籃自重+施工機具和人群重。
施工荷載和人群重:施工人員及機具荷載取2KN/m2,振搗砼時產生的荷載取2KN/m2,其他可能的荷載取1KN/m2。由以上可知施工荷載為5KN/m2。
在掛籃澆筑7#節段時,產生的施工荷載為:
兩根主縱梁前端最大受力:
負荷由兩個主構架前端部承受,則一個主桁架負載為672.46/2=336.23KN。
3、主桁架受力分析及計算
根據菱形桁架的幾何結構可計算得,AC桿件承受最大拉內力,為707KN;BD桿承受最大軸向壓內力,為676KN。前支座B承受壓力753KN,后支座A承受拉力405KN。
(1)壓桿穩定性驗算
在主桁架中,各構件由兩根32B槽鋼拼焊而成,桿件截面慣性矩:
柔度小于彎曲極限,這是個強度問題。
(2)桿件的抗拉強度驗算
則,為計算的AB、BD、CD桿件顯然安全
(3)端部D點撓度
根據結構力學求解器計算得出端點D的撓度為8.2mm
(4)前上橫梁的強度計算
施工中澆筑混凝土的重量由側模、內模、底板共同承擔,則必須對其重量進行分配。
從掛籃設計圖可知,前上橫梁有12個吊點,其中2個用于側模,2個用于內模。5個用于底模,另三個吊點備用,按9個吊點計算,假定同一部分吊點力相等。
作出受力簡圖,利用結構力學求解器可計算得到,前橫梁承受最大彎矩為 。最大剪力為
前上橫梁為雙拼40#a工字鋼,其抗彎截面模量為
彎矩最大處的橫梁應力為
剪力最大處的剪切應力為
(5)吊桿強度和變形
經計算滿足安全要求
(6)滑梁的強度和撓度計算
經計算,內外滑梁均滿足安全要求。
從以上計算看出,主桁架滿足安全要求。
四、掛籃施工時抗傾覆穩定性計算
1、后錨強度計算
每榀菱形桁架后部都有兩根后錨扁擔梁,各通過兩根Φ32mm精軋螺紋鋼與橋面錨固,所以每榀菱形桁架有四根后錨桿。扁擔梁長1.3m,兩端后錨桿各距邊緣20cm。
每榀菱形桁架的后錨力為405KN,而每根精軋螺紋鋼的許用抗拉強度為
則四根后錨桿的許用拉力共計 故后錨安全。
2、后錨扁擔梁的強度驗算:
扁擔梁由兩根20B型槽鋼和1cm鐵板拼焊而成,扁擔梁的抗彎截面模量:
截面積:
后錨所受最大彎矩
扁擔梁承受的最大彎曲應力
但是根據《路橋施工計算手冊》鋼材容許應力的取值,新鋼材支架容許應力可以提高1.25倍。
扁擔梁承受的剪切應力:
所以,后扁擔梁安全。
綜上分析可知,掛籃施工時的抗傾覆穩定性可靠。
五、掛籃拼裝與預壓
0#塊施工完成后,拼裝掛籃并進行預壓。掛籃預壓方法采用三角形反力架與千斤頂逐級加載試壓,預壓荷載為最大塊件重量的1.4倍。
預壓完成后整理資料并輸入計算機,繪出掛籃荷載―變形曲線。在掛籃懸澆施工過程中利用荷載―變形曲線得出相同荷載下的掛籃變形,并結合相鄰塊件實測資料進行修正,以便準確控制掛籃的施工撓度。
六、掛籃的拆除
待合龍段施工前,便可拆除掛籃,拆除順序如下:
1.在梁頂面安裝卷揚機,吊著外側模前后吊桿(底模架吊在走行梁上)徐徐下放,落至船上。或先放底模架,后放外側模。
2.合龍段不用的內模、走行梁,在合龍段施工前拆除,余者可從兩端梁的出口拆除。
3.拆除前上橫梁。
4.主構架可移至塔吊可吊范圍內,分片拆卸。
5.拆除軌道及鋼(木)枕。
七、應用菱形掛籃進行懸澆施工的幾點注意事項
1、要確保混凝土澆筑時主桁前支座材料強度滿足受力要求,因前支點反力較大,必要時須對主桁片進行加固,防止出現壓桿破壞。
中圖分類號:U41 文獻標識碼:A
1概述
白浪河大橋位于濰坊市南環路白浪河濕地公園,由濰坊公路設計院設計,橋梁中心里程K8+417,全長480米,橋面寬30m;上部構造為24-20米后張法預應力小箱梁,簡支變連續體系,小箱梁設計寬度2.4米,梁高1.4米,預制梁長20米,最大單片預制梁起吊重量60噸;橋梁下部構造為肋板擴大基礎橋臺,橋墩樁基設計直徑1.5米,墩柱直徑1.2米,墩柱高度6-7米不等。
2方案的選擇
⑴工程特點:① 施工工期緊:2009年5月8日開始施工,業主要求2009年11月完成0-15#橋梁架設和連續。②橋梁下方第8#墩-14#墩間有天然沖淤形成的沙丘,地勢平坦,土質為砂性卵石土,西面為白浪河公園的人工湖,東面為世外桃園大酒店的魚塘,魚塘水深為3m左右。③由于橋梁位置位于城鄉結合部兩側為白浪河濕地公園,橋梁附近沒有空地設置預制廠,梁板預制位于離橋梁施工區7Km的花家村,同時橋梁0#橋臺位于大崖頭村,征地拆遷還沒到位,房屋拆遷還沒完成。④梁體單片重量及長度大,架設技術要求較高。
⑵方案的確定:
傳統架設小箱梁的方法:當預制梁廠設在橋頭或橋頭兩側時采用架橋機架設(如大方架橋機);當梁廠設在橋側時采用跨墩龍門吊架設。由于橋頭路基不具備設置梁廠的條件,但橋梁兩側為白浪河濕地公園,0-7#,15-24#橋墩位于白浪河的人工湖及魚塘內,而且白浪河水庫定時的給白浪河濕地的人工湖補水,跨墩龍門吊穩定性很難保證,且一次投入相當大,安裝和拆卸困難。根據本橋工程特點,采用簡易架橋機吊小箱梁并安裝就位。
20m小箱梁架設具體步驟:
①預制梁場采用拉梁拖車將梁運到橋梁一側;②、吊機從運梁平車上吊起小箱梁;
③吊梁平車橫移并落梁就位。
3具體控制:
架橋機主要由:縱向桁架、起吊卷揚機、橫向桁架、橫向走行四部分組成。
縱向桁架由兩片單層式軍用梁組成,兩片軍用梁間距1.5m,采用[16槽鋼加固,槽鋼與軍用梁三角通過U型螺栓連接。為避免軍用梁直接安裝在橫向走行上使下弦桿因集中受力而破壞,在軍用梁兩端的底部焊接4根長4.0mI20工字鋼。
起吊卷揚機固定在縱向桁架兩側,距縱向桁架外端2.7m,距橫向桁架中軸線1.7m,架梁采用兩臺8T卷揚機,滑輪組為5組,提升能力共計160T,提升速度為1.0m/min。提升小箱梁時將對縱向桁架產生巨大壓力,為避免因集中力作用軍用梁三角頂面,在卷揚機底安裝4根長度為5.0m的I30工字鋼,工字鋼與軍用梁采用螺栓連接,工字鋼伸出所作用軍用梁三角各0.5m,使集中力轉化為均布荷栽,并通過三角節點將壓力轉化為弦桿拉力。
橫向桁架有兩種結構,分別采用式軍用梁和自制鋼箱梁拼裝。
當待架梁孔相臨孔位未架設時采用單片軍用梁和型鋼拼裝。軍用梁底部支墩位置采用螺栓連接兩根I20工字鋼,使軍用梁通過工字鋼均勻傳給支墩,避免集中作用在軍用梁下弦桿上破壞系統穩定。軍用梁上端垂直合理布設I16工字鋼每根長度60cm,使橫向走行天車作用力均勻傳向軍用梁,保證軍用梁三角穩定。在I16工字鋼上布設兩根I24工字鋼,工字鋼上安設鋼軌。在蓋梁上預埋四排φ28鋼筋拉環,通過拉桿加固,保證桁架豎向穩定。在小箱梁起吊端,桁架懸臂長度4.01m,小箱梁提升軸線距蓋梁外緣1.1m。
當相臨梁孔已架設完,則在梁頂面采用自制鋼箱梁拼裝橫向桁架,自制鋼箱梁高42cm,在每片梁頂設調平墊塊,鋼箱梁上端直接安裝鋼軌。通過拉桿將鋼箱梁與翼緣板濕接縫鋼筋、箱梁橫隔板、蓋梁頂預埋拉環連接,保證系統穩定。起吊小箱梁端懸臂長度4.01m,起吊軸線距蓋梁邊緣1.1m。
橫向運梁天車安置在橫向桁架頂面,通過調整橫向桁架底部支墩或墊塊的高度,使軌道位于同一水平面內。
4、系統驗算
荷載:箱梁自重60噸,縱向軍用梁及提升設備15噸,考慮1.2倍保險系數,每側起吊拉力4.5×105N。下面主要對橫向桁架和縱向桁架進行檢算:
⑴橫向桁架軍用梁構造懸臂部分:
懸臂點彎矩:
根據平移軸定理,中性軸距梁體頂面:
yi=
應力:
最大撓度:
fmax=
=
懸臂部分不需斜撐。
⑵自制鋼箱梁懸臂構造部分:懸臂部分不需做斜撐,為了加強穩定,采用兩組[16槽鋼每組兩根作斜撐,支撐在蓋梁上,并將懸臂外端鋼軌墊高1.86cm。以保證懸臂端穩定及橫向走行保持水平。
⑶橫向桁架軍用梁受壓穩定檢算:
一片標準三角在受力合理時最大可承受的豎向壓力為:
[P]=
當橫向走行位于一塊軍用梁三角時由于軍用梁節點傳力作用,該三角受到的壓力為作用力的70%,即:P=720×0.7=504KN≤[P]
為保證橫向桁架豎向穩定提高安全系數,在軍用梁間頂垂直軍用梁放置I16工字鋼使軍用梁豎撐及斜撐合理受力,并在蓋梁上設豎撐,支撐鋼軌底I20工字鋼將部分壓力直接傳向蓋梁。
⑷縱向軍用梁桁架:(兩片軍用梁)
跨中彎矩最大:
5、經濟技術比較
由于施工采用較簡單的軍用梁拼裝架梁體系,減少了大型的施工設備投入,實現邊預制邊架梁的流水施工工藝,減少了梁體存放場地,經詳細的經濟合算每片小箱梁架設費用僅約為1100元,較大型架橋機架設相同箱梁費用降低50%以上。
結語
這種架梁方案架橋機安裝拆卸方便,可半幅架設也可全幅架設,可廣泛用于架設空心板梁、工字梁、T梁、簡支箱梁等預制梁。
參考文獻
1.早期的風險度量方法
Halley(1693)為度量死亡風險而建立的“科學”生命表格,可能是最早的可追溯到的風險方法。按照Karlborch(1969)的文獻記載,英國保險精算師Tetents(1789)第一個提出按照均值給風險進行排序的思想。1896年,伊文·費歇爾提出了著名的定量化期限結構理論,它在證券市場中被廣泛用作利率相關證券的定價依據。Fisher(1906)最早闡述了更關心低于某個特定收益的下側風險的思想,其對風險的定義為“收益率降到低于利率水平線的可能性”。這些早期論斷在內容上不成體系,對風險的度量大都停留在定性的基礎上,極具主觀性,可以看作是風險度量理論的早期萌芽。
2.敏感度分析是一種有效的風險度量方法
它可以迅速而有效地揭示投資組合價值是如何受到市場因素變化影響的。敏感度分析是指:如果市場風險因素之一(f)發生了細微變化,那么預期的投資組合的價值(V)的變化有多大。所謂市場風險因素是指存在于市場中的一些變數,所以金融工具的價值都可以從這些變數中推導出來。主要的市場風險因素包括利率、信貸信差、股票價格、匯率、隱含波動率、流通產品價格(如黃金和石油)等。除了這些因素的即期價格之外,還包括它們的遠期價格。考慮敏感度有三種等價的可相互替代的方法:相關性變化、一階導數以及最佳線性估計。
3.方差法
(1)Markowitz(1952)首次將統計學的期望和方差概念引入資產組合問題的研究,提出了用收益率的方差度量證券投資的風險,通過風險定量化促進數量化投資的發展。由于方差具有良好的統計特性(尤其是收益率服從正態分布),因此用其度量風險簡便易行、適應性強,在投資管理中得到了廣泛的應用,這也使得以均值一方差分析為基礎的證券投資組合理論成為現代金融理論的核心。但是用方差(或標準差)度量風險有如下缺陷:①方法的假設比較嚴格,如收益率服從正態分布。但是Fama等人對美國證券市場投資收益率分布狀況的研究以及布科斯特伯、克拉克對含期權的投資組合的收益率分布的研究,基本上都否定了正態分布假設。在某些情況下方差甚至不存在。②方差是用來衡量收益率對期望收益率的偏離程度,并且將正負收益偏差都視為風險,這與投資者的真實心理感受不一致。通常期望收益率對于大多數投資者沒有實際意義,他們認為風險是未達到某個特定的收益率指標的程度,而不是期望收益率的偏離程度;同時他們更關心資產未來價值低于預期值的可能性,即強調喪失期待的收益或蒙受損失的一面。因此,方差度量風險有悖于投資者對風險的客觀感受。
(2)羅伊(1952)提出了“安全第一法則”,建議利用投資價值低于某個預定的風險水平的概率水平去調整投資風險。羅伊提出的收益一方差比率和“安全第一法則”對投資績效評估理論和下側風險度量理論的發展起到了重要作用。下側風險是指,給定一個收益率,只有小于的收益率才能被作為風險度量的計算引子。其主要計算方法有兩種:①下半方差法和下偏矩法。Markowitz(1959)提出了兩種思路來度量下半方差:利用期望收益率來計算下半方差;②利用目標收益率計算下半方差。他認為下半方差方法克服了方差方法的缺陷,反映了風險的特征,是理論上最完美的風險計量方法實際上,雖然它說明了證券收益偏離的方向,但不具備良好的統計特性,沒有反映證券組合的損失到底有多大。
隨著風險理論研究的逐漸發展,以及人們對風險本質認識的日益深入,人們發現,用方差方法來度量金融市場風險存在著很大的弊端,主要表現在:
第一,方差方法將資產收益率的不確定性或波動性定義為風險,并用方差或標準差來度量這種不確定性或波動性。這一定義已經偏離了風險的原始含義,這種方法也不能準確地度量真實風險的大小。這是因為,風險的原始含義是潛在損失,資產收益率的不確定性或波動性雖然與風險有關,但這種不確定或波動卻未必一定會造成投資損失,只有收益率的向下波動才有可能給投資者造成損失,收益率的向上波動只會給投資者帶來超額收益,而方差方法卻沒有嚴格區分收益率波動方向的這種差異。相反,它以期望值作為判斷收益率變動的標準,將收益率對其期望值的正負偏差都視為風險,把樣本值相對于期望的所有波動,不管是向上的波動偏差還是向下的波動偏差,都計算為風險。這在很大程度上偏離了風險的原始含義,無法反映風險的經濟性質,有違于投資者對風險的真實心理感受,無法準確地度量真實風險的大小。用它來指導人們按照風險最小的原則進行投資決策,有可能使投資者在有效地規避風險的同時,也與超額收益擦肩而過,喪失獲得更多收益的機會。
第二,方差方法假設比較嚴格,要求資產收益率及其聯合分布是正態的,這與實際出入較大,往往難以滿足。根據統計學原理,隨機變量的特性由隨機變量的概率分布決定,投資者所面臨的風險由資產收益率的概率分布決定。在正態分布的假設條件下,只要期望收益率水平和方差確定了,資產收益率的概率分布便隨之確定了。而資產收益率的概率分布一經確定,投資者所面臨的風險狀況也就隨之確定。然而,在現實中,資產收益率正態分布的假設一般不成立,通常是偏斜的,具有明顯的偏度與峰度。在這種情況下,即使收益率的期望值和方差都已固定,也可能有無數種收益率分布狀態與之對應。顯然,相對于這些不同的收益率分布,投資者所面臨的風險大小是各不同的。可見,在資產收益率正態分布假設不成立的情況下,方差并不能決定資產收益率的概率分布,也不能決定投資者所面臨的風險狀況。
第三,方差方法的計算任務比較繁重。在資產組合內的資產種類很多的情況下,需要計算很大的方差和協方差矩陣,例如當資產組合內有n種資產時,需要計算n個方差、n個期望收益、n(n-1)/2個協方差系數,計算過于復雜,費時費力。這有可能使采用方差方法指導投資實踐時失去時效性。另外,在方差計算過程中,由于平方的作用,使得小的偏差對方差值的影響變得微乎其微,只有較大的偏差才對方差產生重大的影響。這會極大地夸大偏差在風險計算中的作用,而縮小小偏差在風險計算中的作用,并會使投資者忽視小的虧損的累積對最終收益率的強大侵蝕作用。此外,在方差計算過程中,由于平方的作用,當收益率出現相同幅度的正負波動時,方差值的變動結果相同,然而這種變動對投資者來說,其風險顯然是不同的。
4.風險價值(VaR)
指在市場正常的波動情形下,對金融工具可能損失的一種統計測度。更為確切的是指,在一定概率水平(置信度)下,某一金融資產或證券組合價值在未來特定時期內的最大可能損失。用公式表示為:
Prob(Ρ其中Prob表示:資產價值損失小于可能損失上限的概率。
Ρ表示:某一金融資產在一定持有期t的價值損失額。
VAR表示:給定置信水平α下的在險價值,即可能的損失上限。
α為:給定的置信水平。
VAR從統計的意義上講,本身是個數字,是指面臨“正常”的市場波動時“處于風險狀態的價值”。即在給定的置信水平和一定的持有期限內,預期的最大損失量(可以是絕對值,也可以是相對值)。例如,某一投資公司持有的證券組合在未來24小時內,置信度為95%,在證券市場正常波動的情況下,VaR值為800萬元。其含義是指,該公司的證券組合在一天內(24小時),由于市場價格變化而帶來的最大損失超過800萬元的概率為5%,平均20個交易日才可能出現一次這種情況。或者說有95%的把握判斷該投資公司在下一個交易日內的損失在800萬元以內。5%的機率反映了金融資產管理者的風險厭惡程度,可根據不同的投資者對風險的偏好程度和承受能力來確定。
VaR模型計算方法:
歷史模擬法(historical simulation method)
方差——協方差法
蒙特卡羅模擬法(Monte Carlo simulation)
VaR方法的優點是:第一,提供了不同于方差方法及下側方法的新的風險度量方式。它根據隨機變量的概率分布來刻畫和度量風險,給出了在一定置信水平和特定時間內的最大損失,將潛在損失數量與損失發生的概率綜合起來考慮,比較恰當地反映了風險的損失程度和可能性大小,刻畫了風險的二維屬性,因此比較確切,是具有良好統計特性的風險度量指標。第二,從VaR概念的內涵可以看出,它也是一種建立在下側風險度量思想基礎上的風險衡量方法。它側重于對影響投資績效的不利收益率的度量,因此與方差方法對比,更適合于對收益率服從一般分布情況下的風險的計量及管理,更接近于投資者對風險的真實心理感受。
第三,VaR方法可以把全部資產組合的風險概括為一個簡單的數字,并以貨幣計量單位來表示風險管理的核心—潛在虧損的大小。運用這種方法,可測量由不同金融資產構成的復雜資產組合及不同業務部門的總體市場風險,為管理者比較不同資產組合及業務部門的風險大小,并從多角度多層面進行風險綜合管理,提供了一個簡單可行的方法,所以它富有吸引力,并被迅速推廣。
其缺點表現在:第一,VaR只是對市場處于正常變動情況下市場風險的度量,若發生極端情況,使用這種方法就不太合適;它只是指出了在未來一段時間和一定置信水平下,金融資產價值發生的最大損失,而沒有考慮和指出在指定概率水平內,當實際發生的損失超過VaR時,情況又會如何?雖然實際發生的損失超過VaR的概率較小,但這種小概率事件一旦發生則會造成巨大損失,可能導致金融災難。第二,VaR的計算有時非常復雜,需要采用分析法、歷史法或蒙特卡羅模擬法等方法來推斷資產組合未來收益率的概率分布情況,而利用這些方法如利用資產組合收益率的歷史波動信息來推斷未來分布情形,則有可能造成與實際情況不符的問題。以上分析可以看出,雖然隨著人們對有關風險問題研究的日益深入,風險度量理論得到了很大發展,風險度量方法取得了很大進展,呈現出日益多樣化和不斷改進的趨勢,但不可否認的是,現有各種風險度量方法都存在著一定的缺陷。這些缺陷不僅使它們在風險管理的實踐中很難滿足實際需要,而且使得建立在這些風險度量方法基礎上的資產組合理論、資產定價理論以及期貨期權定價理論均面臨著巨大的挑戰。因此,風險度量理論研究任重道遠,繼續推動風險度量方法向前發展,仍然是學術界面臨的重大課題。
參考文獻
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[2]王燕,楊文瀚.金融風險度量方法的研究進展[J].科技進步與對策,2005(08).
證明 如圖1,過C作CF∥BG交AG于F,因為AK=KC,所以AG=CF.(1)連接AD,因BG是圓的切線,故∠ADG=∠AGK=∠AFC.于是A、D、F、C四點共圓.從而由相交弦定理得AG?GF=CG?GD.(2)因此以GF代AG,由(1)、(2)即得AG2=CG?GD.
注 證明本題的關鍵在于以等線GF代替AG從而利用相交弦定理得證.
2 等比代換
例2 已知ABCD是圓內接四邊形,E是AB、DC延長線的交點,F是AD、BC延長線的交點,求證:EDFB=EAFA.
證明 如圖2,連接AC、BD.在ACF和BDF中,因為∠CAF=∠DBF,∠AFC=∠BFD.
所以ACF∽BDF.所以FAFB=ACBD(1),同理ACE∽DBE,所以ACBD=EAED(2),因此由等比代換,從(1)、(2)得FAFB=EAED,即EDFB=EAFA.
注 證明本題的關鍵在于通過中間過渡比“ACBD”,借助于ACF∽BDF和ACE∽DBE得證.3 等積代換
例3 如圖3,已知AD是ABC外接圓的直徑,CFAD交AD于E,交AB于F.求證:AC2=AB?AF.
證明 連接CD、BD,因為AD是圓的直徑,所以∠ACD=∠ABD=90°.因為CEAD.所以AC2=AE?AD(射影定理) (1).又在RtABD和RtAEF中,因為θ為公用角,所以RtABD∽RtAEF,所以ABAE=ADAF,所以AE?AD=AB?AF (2),故由等積代換,從(1)、(2)得AC2=AB?AF.
注 證明本題的關鍵在于利用射影定理先將結論比例式代換為證明AE?AD=AB?AF的等積式,而后由RtABD∽RtAEF得出相關線段比,代換即得證.4 等線等比代換
例4 已知PA、PB是O的切線,它們與O分別切于A、B兩點.PD是O的割線,與O相交于C、D.求證:AD?BC=AC?BD.
中圖分類號:U448 文章編號:1009-2374(2015)15-0056-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.15.028
橋梁的動力特性(頻率、振型和阻尼比)是評定橋梁承載力狀態的重要參數,隨著我國公路橋梁檢驗評定制度的推行,橋梁動載試驗越來越受到重視。在實橋動荷載試驗中,橋梁的結構自振頻率測定是動載試驗中的一個基本的參數,通過實測自振頻率與橋梁設計時采用的對應理論自振頻率比較,往往用于評價橋梁的整體剛度。對不同的結構,我們關心的頻率往往不同的,如簡支梁關心的是梁下緣受拉振型對應的最低階豎向自振頻率,連續梁關心的是梁下緣受拉振型對應的最低階豎向自振頻率以及梁支點上緣受拉振型對應的最低階豎向自振頻率,如表1所示三跨等高度等跨連續梁的第I階和第Ⅲ階振型所對應的頻率即該橋型所需要測得的基頻。但隨著跨徑和界面高度的變化,振型的階數并不是固定的。而且實際上各傳感器會測到多階頻率,那么如何來區分測到的頻率是否就是目標頻率?最根本的方法即將結構的振型和對應的頻率均測量出來,根據振型來區分結構的頻率,但無疑費時、費力。對于結構較為簡單的裝配式梁橋也可以通過在不同位置布置傳感器,分析各傳感器測得的頻率構成,與理論頻率進行對比分析,來確定各階頻率,以下通過簡支梁橋的簡單實例來說明。
表1 基頻f1、f2的定義
自振頻率 有限元計算頻率值 振型序號 振型形狀
f1 4.116 I
f2 7.701 III
1 工程概況
某橋引橋上部結構為1×16m(鋼筋混凝土空心板),橋面總寬13m,橫向布置為2m(人行道)+9m(車行道)+2m(人行道),主梁橫向由13塊空心板組成(見圖1),計算跨徑為15.6m,主梁采用C30混凝土。試驗時采用加速度傳感器、NI信號采集系統及相關信號分析軟件進行觀測,并分析橋梁結構的動力特性,并采用環境隨機激振方法。由圖1可見,加速度傳感器在橫斷面上的布置于路緣石邊緣處。
圖1 跨中斷面圖及加速度傳感器布置圖
2 試驗前理論模態分析及傳感器布置
在進行試驗前,必須對橋梁進行理論分析,通過有限元理論分析計算處各階頻率,根據其振型布置傳感器。有時為了簡化工作量,會將裝配式簡支梁當作一根單梁來進行計算,很顯然這種方法與梁格模型在計算后得到的各階振型是有區別的,如圖2~圖8所示。
(a)振型軸側圖(b)振型立面圖
圖2 梁格模型一階模態理論計算結果(f=5.110Hz)
(a)振型軸側圖(b)振型橫斷面圖
圖3 梁格模型二階模態理論計算結果(f=7.432Hz)
(a)振型軸側圖(b)振型橫斷面圖
圖4 梁格模型三階模態理論計算結果(f=11.958Hz)
(a)振型軸側圖(b)振型橫斷面圖
圖5 梁格模型四階模態理論計算結果(f=17.259Hz)
(a)振型軸側圖(b)振型立面圖
圖6 梁格模型五階模態理論計算結果(f=19.922Hz)
圖7 單梁模型一階模態軸側圖(f=5.020Hz)
圖8 單梁模型二階模態軸測圖(f=19.590Hz)
通過分析可以看出,單梁模型二階模態即為豎向反對稱振型,而相對應的梁格模型為五階模態,通過對其振型和頻率進行對比,顯然,單梁模型較梁格模型缺失三階振型。針對該橋的結構特點,我們關心的只是其最低階豎向自振頻率,因此,根據理論分析結果,本試驗時,在結構L/4及跨中截面處布置豎向加速度傳感器。
3 試驗數據分析
試驗后,通過對試驗數據進行分析后,得到兩個傳感器測量得到的結構頻率如表1所示。從表中可以看出,L/4處傳感器測得了前5階頻率,而L/2處傳感器僅測得了前3階頻率,結合傳感器布置位置及圖2~圖6的理論振型結果,可以看出,這是由于第四、五階振型,在D1加速度傳感器所在位置處,梁體未發生位移;這也從側面印證了橋梁實際振型階數與理論分析結果是相同的,同時印證了梁格理論分析模型的正確性。從表2中可以看出,各階實測頻率均大于對應的理論頻率,可見,結構整體剛度滿足規范要求。
表2 頻率測量結果表
頻率 L/4處傳感器(Hz) L/2處傳感器(Hz) 對應的理論頻率(Hz)
f1 6.335 6.335 5.110
f2 9.668 9.668 7.432
f3 16.580 16.580 11.958
f4 22.900 / 17.259
f5 25.200 / 19.922
圖9 L/4處傳感器測得的頻率結果
圖10 L/2處傳感器測得的頻率結果
4 結語
通過本文研究,得到以下結論:(1)頻率對比法可以應用于常規橋梁上,如連續梁橋,簡支梁橋、拱橋等;(2)對于裝配式梁橋,特別是連續梁橋在進行結構理論頻率計算時,須建立和實際結構一致的梁格模型,而不能采用如單梁模型,否則將造成理論計算時,部分振型缺失,在應用頻率對比法時,產生無法分辨頻率對應階數的困惑;(3)通過D1和D2傳感器所測得的頻率進行對比,并結合理論振型考慮即可區別出所測得的各階頻率與哪一階理論頻率相對應。同時,為了成功測得所需要的結構自振頻率,合理布置傳感器是關鍵,應在振型位移最大的位置布置傳感器。
參考文獻
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