桥梁施工大型临时结构设备标准化设计研究

2017-01-20史凌峰

中国设备工程 2017年13期

关键词：构件标准化桥梁

史凌峰

（中铁十二局集团第三工程有限公司修造厂，山西太原 030024）

桥梁施工大型临时结构设备标准化设计研究

史凌峰

（中铁十二局集团第三工程有限公司修造厂，山西太原 030024）

桥梁的结构与形式各异，可以分为不同的种类。由于在不同环境下施工所面临的自然环境条件不同，施工过程中通常会有临时性设施及结构。对于某些大型的临时性结构而言，需要有一定标准对其操作进行规范。对施工过程进行规范操作，也是对用到的资源进行优化配置的方式之一。有利于生产效率的提升与成本的有效控制。本文就桥梁施工大型临时结构设备标准化设计研究作简要阐述。

桥梁施工；大型临时结构；设备标准化设计

桥梁结构与种类存在多样性。而在不同的地理位置下，施工环境条件也是存在差别的。不同环境下的桥梁施工所需要的技术不同，设计方案要考虑到该地区的自然环境条件。对于大型的建设工程而言，需要的临时结构规模往往也较大。对于结构的种类可以做如下分类：桥梁陆域施工和水域施工。前者包括的内容有施工便道修筑、挡土结构、筑岛平台等。水域施工包括的内容有便桥、平台、船舶等。除此之外还有支架与模板结构、预制场制梁及其他的基础设施与施工需要用到的起吊设施等。临时结构标准化设计的目的就在于重复使用从而节约成本，保证生产的快速有效进行。

1 结构临时设计的概述

与其他工作在某些方面是相同的，临时设计也是创造性的工作，需要经历从构思、规划、图纸设计的繁杂过程。设计的过程是对理论假设验证并且进行优化，产品的性能与价值由方案构思与设计的理念来决定。大型施工项目临时结构特点首先是时间短，其次是在结构组成与形式方面变化大，最后是要保障其安全性能，合理选择安全储备系数。大型项目临时施工结构在设计时要遵循标准化、通用性强、定型化的理念。在使用过程中要方便运输，拆装，管理。对于大型临时结构在设计时要从模块组装概念方面来考虑。

所谓的定型化，不是指针对某一个特定或是具体的项目，而是针对某一方面或者是某一类的项目。结构在设计方面既要解决当下面临的问题，也要考虑到未来使用。进行标准化设计要结合到建设单位项目情况，包括长期与近期由此，在综合考虑的基础上来规划与设计。

临时结构设计要考虑到的因素有结构所处的自然环境，结构所处的位置，项目所处的位置，结构与项目所面临的外部条件，存在的时间，施工安装过程。临时结构在施工前同样要进行规划，并且要考虑到部件的制造、运输、安装、工作、拆除、管理这样一个过程。同时也要考虑到构件利用率，安全防护工作等方面，要注重对既有资源的利用，从经济性方面来考虑。

标准化的临时结构设计在保证结构标准化的基础上，保证构件的标准化，或者说，结构标准化要求其构件也要标准化，将结构标准化的目标进行分解，最后就得到了构件标准化的要求。构件要方便运输与加装并且具有一定的互换性，构件在连接过程中应该简洁方便。最好的方式是构件可以进行模块化组装，通过组合可以有效的承受不同级别的载荷。临时结构标准化设计工作还要考虑到安全方面问题，包括了工作人员安全，使用设施安全，安全通道及防护设施设计等。安全设计工作也要标准化，从而能够在不同的项目上使用。

2 临时结构定型设计应用

将栈桥施工标准化目标进行分解，可以得到以下几方面的内容：基础标准化设计、梁部标准化设计、桥面标准化设计。

首先就梁部标准化设计工作而言，该部位结构形式主要有军用梁、万能杆件、型钢梁等。对于前两种而言，是已经定型的设计，其标准化程度较高，可以依据实际需要进行拼装，从而达到适应不同载荷及跨度的要求。栈桥施工常用的方法是悬壁架设，跨度在一般在12～16米范围内。对于大载荷或者是大跨度结构而言，可以加密主梁片布置，或者是加大桁高。型钢设计为标准化构件，要考虑到其使用的通用性，如应用在平台底部，支托架梁部等。

在基础标准化设计方面，基础主要考虑的方面是钢管桩与混凝土管桩。对于前者标准化工作而言，应用于栈桥施工中要从运输、施工、使用等方面来考虑。钢管桩在制造与运输方面通常采用分节形式，使用时进行连接。沉桩一般情况下采用的是振动法，钢桩用后可以再次利用，而混凝土桩外露部分可以回收，入土部分可以作为一次性使用材料也可以与钢桩一同使用，投入成本较低。

在桥面标准化设计环节，主要是采用钢桥面，钢板的厚度在6～8mm范围内，摆放间距要依据不同的上部载荷来确定。分配梁与钢板之间采用点焊方式，拆除后可以直接用于其它项目。围堰标准化主要指的是其壁板的标准化，壁板的作用在于提供无水作业环境与浇筑模板，该结构标准化主要是在分块与连接方面，围堰标准化设计要考虑到运输，钢度，重复利用性等方面。与其它材料进行组合，适用于不同的环节施工。分块标准化主要是考虑到分块的大小，构件钢度。在连接环节要考虑到拆除的方便性，由其是在水下拆除时，在保证项目需要的前提下尽量减少水下连接。作为悬浇施工的主要设备，挂篮在设计方面采用了模块化设计。移动模架优点体现在需要的人工少，而施工速度快，对场地要求低，而机械化程度高。对于不同的梁而言，其上部截面的形式是不同的，通过构件标准化设计，定型化则相对较为容易。主梁截面依据不同的载荷级别可以划分成为两类截面，而导梁设计为准三角桁梁，采用标准销进行连接，可以与其它的构件进行衔接，防止构件闲置。

缆索超重机作为大跨距支撑构件，主要是供载重小车在索上运行。在桥梁施工中作用较多，操作较为方便并且安全性能有保证。但该结构的不足之处在于设备较多，运输安装工作量大，一次性投入费用较高。

龙门吊机通常应用于水中基础设施作业，预制梁场。在标准化设计方面可以将其分为50吨以下，50～100吨之间两种，对于前者而言其标准化程度较高，后者的标准化程度则较低。两个级别的主梁截面形式没有不同，连接方式上也是采用两端标准销连接。而在解决大跨度等问题方面，则是通过加强弦杆配置。标准化主梁的长度有两种，分别是6米与12米。从运输的便捷性方面来考虑，梁高控制在3.2米之内。构件设计同样是采用模块化的设计理念，使用过程中依据不同需要进行相应组合，对于施工成本控制与进度掌控有重要的意义。

桅杆吊机构架是水上施工设备，通常是由万能杆件进行拼装而成。拼接速度较慢并且对某些材料消耗较大，由于自身特点，难以适应某些限定场合作业。在标准化设计过程中，同样是采用了模块化设计理念。新的构架主要由几个不同部分组成，焊接成标准构件。构件之间通过焊接与销接方式连接，可以有效增加其在不同作业条件与环境下的适用性。

安全防护设施，施工作业除了质量，安全工作也是非常重要的一方面。在进行标准化设计时，构件就要考虑到安全性能方面的问题。只有每一个细小环节安全性能有保障，整体标准化工作的安全性才会有保障。一般设计中，为满足安全工作的需要，很少从经济性与美观等方面来考虑。将安全设计标准化，在提升企业的形象的同时，也可以节约成本。

3 临时结构标准化设计的相关问题

临时结构作为工程主体项目的辅助，设计形式可以多种多样，形式不同就会存在经济性方面的比较。比较过程要考虑的问题是安全，实用，经济。安全是结构设计的前提。其次才是实用性，在二者兼顾的基础上考虑其经济性，而经济性又主要体现在材料选择方面。临时结构标准化设计要选用标准件，既能够降低使用成本又能够重复使用提升效率，缓解资金压力。材料在选择方面要尽可能利用现有材料，减少新材料投入，避免不必要浪费。