橋梁施工結(jié)構(gòu)設(shè)計相關(guān)問題討論

時間:2022-04-19 10:53:06

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橋梁施工結(jié)構(gòu)設(shè)計相關(guān)問題討論

摘要:目前針對橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中的規(guī)范主要是針對永久結(jié)構(gòu)的,沒有專門針對臨時結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)范。本文針對橋梁施工臨時結(jié)構(gòu)設(shè)計中的主要問題從設(shè)計規(guī)范、設(shè)計方法、荷載取值以及荷載組合、安全系數(shù)等方面進行了討論,最后針對上述問題給出了相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞:臨時結(jié)構(gòu);設(shè)計;施工荷載

橋梁結(jié)構(gòu)種類多式多樣,不同的橋梁采用不同的施工技術(shù)方案,所需要的臨時結(jié)構(gòu)的種類也不盡相同,臨時結(jié)構(gòu)存在的每一個安全隱患都將影響到整個橋梁施工的安全效果[1]。目前我國沒有專門針對橋梁施工臨時結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)范,常用的臨時結(jié)構(gòu)的設(shè)計,大都由施工單位來完成,針對臨時結(jié)構(gòu)的設(shè)計,還有一些問題需要進一步探討,對這些問題進行更好的研究與探討,能夠更好的避免橋梁事故的發(fā)生。

1橋梁施工臨時結(jié)構(gòu)設(shè)計采用的規(guī)范

現(xiàn)行的國家標準和行業(yè)標準中均無專門的臨時性的設(shè)計規(guī)范,僅有部分條款散落在設(shè)計、施工規(guī)范中,使得臨時結(jié)構(gòu)的設(shè)計缺乏系統(tǒng)的依據(jù)。目前常用的《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》僅對模板、支架做了比較詳細的規(guī)定,但對鋼圍堰的規(guī)定相對較少。2015年新版的《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計規(guī)范》也主要是針對永久橋梁結(jié)構(gòu)而言,相比之前的《公路鋼結(jié)構(gòu)與木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》去除了對臨時鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的規(guī)定。相對于橋梁而言,建筑施工采用的臨時結(jié)構(gòu)規(guī)定要稍微完善,2010年《施工現(xiàn)場臨時建筑物技術(shù)規(guī)范》,2013年了《建筑施工臨時支撐結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》。

2橋梁施工臨時結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法

眾所周知,對于永久結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法有容許應(yīng)力法、破損階段法、極限狀態(tài)法和概率極限狀態(tài)法幾種。對于橋梁施工臨時結(jié)構(gòu),采用的是容許應(yīng)力法,并且對于模板和支架的設(shè)計規(guī)定了設(shè)計計算時的荷載組合,對于建筑施工臨時結(jié)構(gòu),2011版的《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》則明確規(guī)定模板及支架的設(shè)計采用以概率理論為基礎(chǔ),以分項系數(shù)表達的極限狀態(tài)設(shè)計方法。

3施工荷載的取值

目前所采用的施工荷載的取值大多都采用的都是永久結(jié)構(gòu)的取值,對于永久荷載而言,臨時結(jié)構(gòu)的取值可以參考永久結(jié)構(gòu)的取值方法,但是對于可變荷載,尤其是施工期的環(huán)境荷載,例如施工期的風(fēng)載、水流力及波浪力存在著極大的不確定性,極易造成施工階段的工程事故,因此為了保證臨時結(jié)構(gòu)的設(shè)計安全,必須結(jié)合現(xiàn)場的實際情況進行施工荷載的取值,筆者認為對于施工期變化比較大的環(huán)境荷載,例如施工期的風(fēng)載、水流力及波浪力等,在不確定性很大的情況下,還是應(yīng)該多增加施工期環(huán)境測試,對施工現(xiàn)場的風(fēng)速、水速及波浪等情況進行持續(xù)的跟蹤,確定出最不利荷載。

4施工工況與荷載組合

在橋梁的施工過程中,要根據(jù)具體的施工方案對臨時結(jié)構(gòu)進行工況分析,確定臨時結(jié)構(gòu)在每一工況受到的施工荷載并進行荷載組合,使臨時結(jié)構(gòu)在各工況下的強度、剛度及穩(wěn)定性滿足要求[2]。對此,《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T-2011)對于模板與支架設(shè)計計算的荷載組合已有比較詳細的規(guī)定,如表1所示。表1模板、支架設(shè)計計算的荷載組合[3]和模板與支架相比,施工采用的掛籃、圍堰則沒有如此比較詳細的規(guī)定。掛籃型式很多,構(gòu)造上也有很大不同。施工時選用哪種型式的掛籃要根據(jù)具體情況而定。根據(jù)掛籃施工的主要步驟、受力狀態(tài),經(jīng)常可以將掛籃分為空載、行走和澆筑混凝土三種施工工況。在橋梁的深水圍堰中,鋼圍堰應(yīng)用的比較多,工況也比較復(fù)雜。鋼圍堰的的施工工況大體可以分為4個階段:吊箱下放階段、混凝土封底階段、抽水階段和澆筑承臺混凝土階段。對于不同的施工工況,對應(yīng)著哪些荷載,筆者認為規(guī)范對此進行很好的完善可以有利于施工臨時結(jié)構(gòu)的設(shè)計,從而保證施工的安全。

5安全系數(shù)的取值

對于臨時結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全系數(shù),2013年了《建筑施工臨時支撐結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》直接采用的永久結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全系數(shù)。對于橋梁施工所采用的臨時結(jié)構(gòu),規(guī)范對于纜索吊裝系統(tǒng)中各種索的鋼絲繩和錨碇安全系數(shù)做了比較詳細的規(guī)定;對于掛籃在行走時的安全系數(shù)、自錨固系數(shù)和限位系統(tǒng)的安全系數(shù)做了規(guī)定。相比掛籃和纜索吊,圍堰還有待繼續(xù)完善。

6建議

6.1目前橋梁施工臨時結(jié)構(gòu)設(shè)計中主要用到的是容許應(yīng)力法,但是對于施工荷載的調(diào)查和統(tǒng)計還甚少,建議相關(guān)部門增加施工期的風(fēng)載、水流力及波浪力的調(diào)查及跟蹤。6.2對于經(jīng)常重復(fù)利用的臨時結(jié)構(gòu)的材料,例如鋼結(jié)構(gòu)和鋼絲繩等經(jīng)常利用的材料進行相關(guān)的養(yǎng)護和維修,建議規(guī)范增加不能重復(fù)利用的臨時結(jié)構(gòu)標準,進行報廢。6.3對于一些重復(fù)利用的臨時結(jié)構(gòu),設(shè)計時能標準化的將盡量標準化,能夠節(jié)省不少經(jīng)濟投資。

作者:鄭俊杰 向 群 單位:天津鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院

參考文獻

[1]李艷哲,馮廣勝.橋梁施工大型臨時結(jié)構(gòu)設(shè)備標準化研究[J].橋梁建設(shè),2007:18-21.

[2]鄭俊杰.橋梁施工臨時結(jié)構(gòu)若干問題研究[D].重慶:重慶交通大學(xué)土木工程學(xué)院,2011

[3]中華人民共和國交通運輸部.公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTG/TF50-2011)[S].北京:人民交通出版社,2011.