橋梁施工大型臨時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)研究

史凌峰

（中鐵十二局集團(tuán)第三工程有限公司修造廠，山西 太原 030024）

橋梁施工大型臨時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)研究

史凌峰

（中鐵十二局集團(tuán)第三工程有限公司修造廠，山西 太原 030024）

橋梁的結(jié)構(gòu)與形式各異，可以分為不同的種類。由于在不同環(huán)境下施工所面臨的自然環(huán)境條件不同，施工過程中通常會(huì)有臨時(shí)性設(shè)施及結(jié)構(gòu)。對(duì)于某些大型的臨時(shí)性結(jié)構(gòu)而言，需要有一定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其操作進(jìn)行規(guī)范。對(duì)施工過程進(jìn)行規(guī)范操作，也是對(duì)用到的資源進(jìn)行優(yōu)化配置的方式之一。有利于生產(chǎn)效率的提升與成本的有效控制。本文就橋梁施工大型臨時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)研究作簡要闡述。

橋梁施工；大型臨時(shí)結(jié)構(gòu)；設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

橋梁結(jié)構(gòu)與種類存在多樣性。而在不同的地理位置下，施工環(huán)境條件也是存在差別的。不同環(huán)境下的橋梁施工所需要的技術(shù)不同，設(shè)計(jì)方案要考慮到該地區(qū)的自然環(huán)境條件。對(duì)于大型的建設(shè)工程而言，需要的臨時(shí)結(jié)構(gòu)規(guī)模往往也較大。對(duì)于結(jié)構(gòu)的種類可以做如下分類：橋梁陸域施工和水域施工。前者包括的內(nèi)容有施工便道修筑、擋土結(jié)構(gòu)、筑島平臺(tái)等。水域施工包括的內(nèi)容有便橋、平臺(tái)、船舶等。除此之外還有支架與模板結(jié)構(gòu)、預(yù)制場制梁及其他的基礎(chǔ)設(shè)施與施工需要用到的起吊設(shè)施等。臨時(shí)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的目的就在于重復(fù)使用從而節(jié)約成本，保證生產(chǎn)的快速有效進(jìn)行。

1 結(jié)構(gòu)臨時(shí)設(shè)計(jì)的概述

與其他工作在某些方面是相同的，臨時(shí)設(shè)計(jì)也是創(chuàng)造性的工作，需要經(jīng)歷從構(gòu)思、規(guī)劃、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的繁雜過程。設(shè)計(jì)的過程是對(duì)理論假設(shè)驗(yàn)證并且進(jìn)行優(yōu)化，產(chǎn)品的性能與價(jià)值由方案構(gòu)思與設(shè)計(jì)的理念來決定。大型施工項(xiàng)目臨時(shí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)首先是時(shí)間短，其次是在結(jié)構(gòu)組成與形式方面變化大，最后是要保障其安全性能，合理選擇安全儲(chǔ)備系數(shù)。大型項(xiàng)目臨時(shí)施工結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)要遵循標(biāo)準(zhǔn)化、通用性強(qiáng)、定型化的理念。在使用過程中要方便運(yùn)輸，拆裝，管理。對(duì)于大型臨時(shí)結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)要從模塊組裝概念方面來考慮。

所謂的定型化，不是指針對(duì)某一個(gè)特定或是具體的項(xiàng)目，而是針對(duì)某一方面或者是某一類的項(xiàng)目。結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)方面既要解決當(dāng)下面臨的問題，也要考慮到未來使用。進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)要結(jié)合到建設(shè)單位項(xiàng)目情況，包括長期與近期由此，在綜合考慮的基礎(chǔ)上來規(guī)劃與設(shè)計(jì)。

臨時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要考慮到的因素有結(jié)構(gòu)所處的自然環(huán)境，結(jié)構(gòu)所處的位置，項(xiàng)目所處的位置，結(jié)構(gòu)與項(xiàng)目所面臨的外部條件，存在的時(shí)間，施工安裝過程。臨時(shí)結(jié)構(gòu)在施工前同樣要進(jìn)行規(guī)劃，并且要考慮到部件的制造、運(yùn)輸、安裝、工作、拆除、管理這樣一個(gè)過程。同時(shí)也要考慮到構(gòu)件利用率，安全防護(hù)工作等方面，要注重對(duì)既有資源的利用，從經(jīng)濟(jì)性方面來考慮。

標(biāo)準(zhǔn)化的臨時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在保證結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，保證構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化，或者說，結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化要求其構(gòu)件也要標(biāo)準(zhǔn)化，將結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化的目標(biāo)進(jìn)行分解，最后就得到了構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化的要求。構(gòu)件要方便運(yùn)輸與加裝并且具有一定的互換性，構(gòu)件在連接過程中應(yīng)該簡潔方便。最好的方式是構(gòu)件可以進(jìn)行模塊化組裝，通過組合可以有效的承受不同級(jí)別的載荷。臨時(shí)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)工作還要考慮到安全方面問題，包括了工作人員安全，使用設(shè)施安全，安全通道及防護(hù)設(shè)施設(shè)計(jì)等。安全設(shè)計(jì)工作也要標(biāo)準(zhǔn)化，從而能夠在不同的項(xiàng)目上使用。

2 臨時(shí)結(jié)構(gòu)定型設(shè)計(jì)應(yīng)用

將棧橋施工標(biāo)準(zhǔn)化目標(biāo)進(jìn)行分解，可以得到以下幾方面的內(nèi)容：基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、梁部標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、橋面標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。

首先就梁部標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)工作而言，該部位結(jié)構(gòu)形式主要有軍用梁、萬能桿件、型鋼梁等。對(duì)于前兩種而言，是已經(jīng)定型的設(shè)計(jì)，其標(biāo)準(zhǔn)化程度較高，可以依據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行拼裝，從而達(dá)到適應(yīng)不同載荷及跨度的要求。棧橋施工常用的方法是懸壁架設(shè)，跨度在一般在12～16米范圍內(nèi)。對(duì)于大載荷或者是大跨度結(jié)構(gòu)而言，可以加密主梁片布置，或者是加大桁高。型鋼設(shè)計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件，要考慮到其使用的通用性，如應(yīng)用在平臺(tái)底部，支托架梁部等。

在基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方面，基礎(chǔ)主要考慮的方面是鋼管樁與混凝土管樁。對(duì)于前者標(biāo)準(zhǔn)化工作而言，應(yīng)用于棧橋施工中要從運(yùn)輸、施工、使用等方面來考慮。鋼管樁在制造與運(yùn)輸方面通常采用分節(jié)形式，使用時(shí)進(jìn)行連接。沉樁一般情況下采用的是振動(dòng)法，鋼樁用后可以再次利用，而混凝土樁外露部分可以回收，入土部分可以作為一次性使用材料也可以與鋼樁一同使用，投入成本較低。

在橋面標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，主要是采用鋼橋面，鋼板的厚度在6～8mm范圍內(nèi)，擺放間距要依據(jù)不同的上部載荷來確定。分配梁與鋼板之間采用點(diǎn)焊方式，拆除后可以直接用于其它項(xiàng)目。圍堰標(biāo)準(zhǔn)化主要指的是其壁板的標(biāo)準(zhǔn)化，壁板的作用在于提供無水作業(yè)環(huán)境與澆筑模板，該結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化主要是在分塊與連接方面，圍堰標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)要考慮到運(yùn)輸，鋼度，重復(fù)利用性等方面。與其它材料進(jìn)行組合，適用于不同的環(huán)節(jié)施工。分塊標(biāo)準(zhǔn)化主要是考慮到分塊的大小，構(gòu)件鋼度。在連接環(huán)節(jié)要考慮到拆除的方便性，由其是在水下拆除時(shí)，在保證項(xiàng)目需要的前提下盡量減少水下連接。作為懸澆施工的主要設(shè)備，掛籃在設(shè)計(jì)方面采用了模塊化設(shè)計(jì)。移動(dòng)模架優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在需要的人工少，而施工速度快，對(duì)場地要求低，而機(jī)械化程度高。對(duì)于不同的梁而言，其上部截面的形式是不同的，通過構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，定型化則相對(duì)較為容易。主梁截面依據(jù)不同的載荷級(jí)別可以劃分成為兩類截面，而導(dǎo)梁設(shè)計(jì)為準(zhǔn)三角桁梁，采用標(biāo)準(zhǔn)銷進(jìn)行連接，可以與其它的構(gòu)件進(jìn)行銜接，防止構(gòu)件閑置。

纜索超重機(jī)作為大跨距支撐構(gòu)件，主要是供載重小車在索上運(yùn)行。在橋梁施工中作用較多，操作較為方便并且安全性能有保證。但該結(jié)構(gòu)的不足之處在于設(shè)備較多，運(yùn)輸安裝工作量大，一次性投入費(fèi)用較高。

龍門吊機(jī)通常應(yīng)用于水中基礎(chǔ)設(shè)施作業(yè)，預(yù)制梁場。在標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方面可以將其分為50噸以下，50～100噸之間兩種，對(duì)于前者而言其標(biāo)準(zhǔn)化程度較高，后者的標(biāo)準(zhǔn)化程度則較低。兩個(gè)級(jí)別的主梁截面形式?jīng)]有不同，連接方式上也是采用兩端標(biāo)準(zhǔn)銷連接。而在解決大跨度等問題方面，則是通過加強(qiáng)弦桿配置。標(biāo)準(zhǔn)化主梁的長度有兩種，分別是6米與12米。從運(yùn)輸?shù)谋憬菪苑矫鎭砜紤]，梁高控制在3.2米之內(nèi)。構(gòu)件設(shè)計(jì)同樣是采用模塊化的設(shè)計(jì)理念，使用過程中依據(jù)不同需要進(jìn)行相應(yīng)組合，對(duì)于施工成本控制與進(jìn)度掌控有重要的意義。

桅桿吊機(jī)構(gòu)架是水上施工設(shè)備，通常是由萬能桿件進(jìn)行拼裝而成。拼接速度較慢并且對(duì)某些材料消耗較大，由于自身特點(diǎn)，難以適應(yīng)某些限定場合作業(yè)。在標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)過程中，同樣是采用了模塊化設(shè)計(jì)理念。新的構(gòu)架主要由幾個(gè)不同部分組成，焊接成標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件。構(gòu)件之間通過焊接與銷接方式連接，可以有效增加其在不同作業(yè)條件與環(huán)境下的適用性。

安全防護(hù)設(shè)施，施工作業(yè)除了質(zhì)量，安全工作也是非常重要的一方面。在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)時(shí)，構(gòu)件就要考慮到安全性能方面的問題。只有每一個(gè)細(xì)小環(huán)節(jié)安全性能有保障，整體標(biāo)準(zhǔn)化工作的安全性才會(huì)有保障。一般設(shè)計(jì)中，為滿足安全工作的需要，很少從經(jīng)濟(jì)性與美觀等方面來考慮。將安全設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，在提升企業(yè)的形象的同時(shí)，也可以節(jié)約成本。

3 臨時(shí)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的相關(guān)問題

臨時(shí)結(jié)構(gòu)作為工程主體項(xiàng)目的輔助，設(shè)計(jì)形式可以多種多樣，形式不同就會(huì)存在經(jīng)濟(jì)性方面的比較。比較過程要考慮的問題是安全，實(shí)用，經(jīng)濟(jì)。安全是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提。其次才是實(shí)用性，在二者兼顧的基礎(chǔ)上考慮其經(jīng)濟(jì)性，而經(jīng)濟(jì)性又主要體現(xiàn)在材料選擇方面。臨時(shí)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)要選用標(biāo)準(zhǔn)件，既能夠降低使用成本又能夠重復(fù)使用提升效率，緩解資金壓力。材料在選擇方面要盡可能利用現(xiàn)有材料，減少新材料投入，避免不必要浪費(fèi)。

4 結(jié)語

臨時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是施工過程中重要的組成部分，首先在意識(shí)上不應(yīng)該對(duì)其輕視。與項(xiàng)目主體工程一樣，臨時(shí)結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)過程中同樣會(huì)面臨主體工程所要面對(duì)的問題。因此進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)時(shí)，要將其置于主體工程同等高度，綜合考慮多方面因素，保證其性能。

[1]沈浩, 常新宇.道路橋梁施工中存在的問題及對(duì)策[J].科技信息,2014(10).

[2]張偉.橋梁施工臨時(shí)結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)研究[D]. 重慶交通大學(xué),2013(6).

U445.3

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