大跨度桥梁施工组织安全评估方法探析.pdf

'大跨度桥梁施工组织安全评估方法探析韩振国。冯莹(泰州职业技术学院，江苏泰州225300)摘要：以大跨度桥梁施工组织设计的编制过程为主线，围绕施工组织设计的概述、编制、原则等方面内容，结合软件对某工程施工过程中的最大双悬臂施工状态的荷载组合效应进行分析．阐述了通过编制施工组织设计来进行工程安全评估的研究方法．并对工程建设过程进行优化分析。关键词：大跨度桥梁；施工组织设计；评估；安全性；优化分析Abstract：Inthispaper,thepreparationprocessoftheconstructionorganizationdesignofthelargespanbridgeisthemainline．Basedontheoutline，preparationandprincipleoftheconstructionorganizationdesign，anditanalysestheloadcombinationeffectofthemaximumdoublecantileverintheconstructionprocessofaproject．Itexpoundstheresearchmethodoftheengineeringsafetyevaluationthroughthepreparationoftheconstructionorganizationdesign，anddoestheoptimizationanalysisoftheconstructionprocess．Keywords：longspanbridge；constructionorganizationdesign；evaluation；safety；optimizationanalysis0引言工程项目施工组织设计是一种以拟建工程为研究对象．从全局考虑其施工过程中各项活动所涉及到的技术和经济要素的控制性文件。它能够根据工程特点和目标编制相应的施工组织设计从而成为工程项目管理的重要内容．特别是对于大跨度桥梁建设等而言，根据总体考虑，通过制定优化施工方案和有效的安全评估方法．来编制完备的施工组织设计．将会在施工过程中有利于加快进度．实现降低成本，提高质量，并更加有利于施工项目建设过程中的预算、结算与索赔工作。最终达到提高施工企业经济效益和社会效益的双赢效果。一个工程项目能否成功建设的保障就是其施工组织设计．它对工程建造有着极其重要的作用。施工组织设计的编制是建设工程施工管理工作的核心和灵魂。施工组织设计是将多道工序用一定的工艺和组织关系连接起来．合理确定各工序间基金项目：泰州职业技术学院2016年度科研项目(TZYKY-16--17)。的关系。即各道工序的施工时间、顺序、材料、人员、方法和机具设备等．最终使工程施工取得最优的效果。1编制原则大跨度桥梁工程的施工组织设计的编制应充分考虑并遵循桥梁工程项目施工过程的客观规律并进行科学的组织管理．同时施工中又要综合考虑施工进度、施工成本、旌工质量安全等多方面工程目标．在实际编写过程中应当遵循如下原则。1．1动态管理持续改进原则大跨度桥梁施工建设周期长．事前开始编制的施工组织设计不可能全面考虑整个工程的施工方案、技术及质量安全保障措施等。因此，应本着动态管理、持续改进的原则，视工程施工过程中的出现的具体情况．不断进行施工组织设计内容的改进。以确保施工组织设计的可实施性。1．2技术、经济、管理等多要素综合集成原则大跨度桥梁的施工组织设计编制不仅要考虑采用施工技术的先进性．还需要考虑技术的经济效益·_·≤&e才—2017．—m2=-53- 以及技术需要的管理要素。不同的施工方案涉及到的设备机具和所消耗的物资等不同．占用的成本也不同．需要综合考虑技术、成本与管理等要素，从而实现技术方案、经济方案、管理方案的综合集成。1．3分工协作协同管理原则大型桥梁工程施工专业性强．通常需进行专业化施工。各专业施工之间存在各种接口和界面．应进行有效衔接．以避免出现彼此间冲突．从而实现桥梁专业化施工的高效率和协同施工过程管理的高效益．1．4集成管理综合优化原则大跨度桥梁施工建设是一项复杂的系统工程．它的过程需要综合考虑各项资源．例如施工的时间和空间分配、各项技术要素与经济要素。相应其施工过程需要综合考虑工程质量、进度、成本及安全等多目标．这些目标又是一个辨证统一的关系．实践中不能仅片面考虑其中某一目标的优化实现而牺牲其他目标的利益．而是应当综合优化．最终使得工程的综合效益最大化。1．5维持工作流的稳定性原则大跨度桥梁的建设过程中还应当需要处理好人与物间的和谐关系．以实现项目建设过程中参与的人工、机械连续施工．这就要求须维持整个施工工作流的稳定性．又可以避免项目建设后期为加快工程进度所需增加或维持稳定而导致的施工成本浪费。实际在施工组织设计编制时就应当根据工程现场进度计划计算正常的施工速度和材料用量．并确定完备的材料供应计划．以实现最佳库存．减少浪费现象出现。1．6时间与空间相结合原则大跨度桥梁工程施工是空间结构与时间安排的集合体。施工中需要对整个施工过程做出计划安排。其中包括工程项目的各个构成部分．并针对其空间结构的各个部位的施工顺序进行综合考虑．施工进展过程中．集合重要的时间节点选择适当时间．针对项目实施过程中的物资调度进行优化设计。大跨度桥梁施工组织设计编制过程中应当考虑其过程中的施工工艺、施工工序等各项要素，认真加以优化。2基于设计规范的大跨度桥梁安全评估方法桥梁设计规范(即《桥规》)是基于工程力学、结-54-构试验与工程经验不断充实和完善．用于指导桥梁设计的标准。因此，利用《桥规》中的计算理论来分析现役桥梁的承载能力，具有坚实的理论基础。并能得到广泛应用。然而，直接使用《桥规》中的计算公式来评估现役桥梁的实际承载能力是不合理的．这是由于设计理论与评估理论的差异所造成的。桥梁设计通常采用弹性分析确定荷载效应．在承载能力极限状态下使用叠加原理分析计算是偏于保守的。大跨度桥梁评估过程中能够通过调查与检测获得更多准确的材料实际性能和实际荷载状况等相关桥梁信息．并采用非线性分析和极限分析确保过程中的桥梁实际承载能力评估更加准确。基于设计规范的分析检算法就是通过对大跨度桥梁进行详尽的调查与检测以获得桥梁结构实际状况的相关信息(如绪构的几何尺寸、外观病害缺陷和材料性能等)，并结合《桥规》中的计算理论，对大跨度桥梁加以分析和检算．并给出评估结果。根据我国交通部试行的《公路旧桥承载力鉴定方法》，修订编制了《公路桥梁承载能力检测评定规程》对大跨度桥梁承载能力检算基本按《桥规》中的方法进行．钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构的检算公式为：r，DDSd(侈；r92Q)<。rbRd悔警；蠡警lZl(1《)(1)L。G。5o式中：Sr效应函数。G；乍一永久荷载(结构重力)效应、永久作用系数。Q；o一荷载与永久荷载中混凝土收缩、徐变影响力，基础变位影响力效应、结构可变作用系数。吼、h一结构抗力函数、结构工作条件系数。尺。、r广混凝土强度设计采用值、混凝土材料安全系数。R。、旷预应力钢筋或非预应力钢筋强度设计采用值、钢筋安全系数。五～旧桥检算系数。根据结构或构件的实际技术情况，对结构或构件的抗力进行折减或提高。基一承载能力恶化系数，反映评定期内桥梁结构质量状况进一步衰退恶化可能造成结构抗力效应的降低。￡一混凝土结构截面折减系数，根据材料风化、碳化、物理与化学损伤情况确定对结构构件截面抗力效应的影响。．_·互盔材型型塑坠塑 车；一钢筋截面折减系数，根据钢筋腐蚀剥落造成的钢筋有效面积的损失确定对结构构件截面抗力效应的影响。基于设计规范的分析检算法是根据实际调查和检测大跨度桥梁的材料性能、结构几何尺寸、支承条件、外观缺陷以及荷载状况，按照《桥规》中的计算理论来评定桥梁实际承载能力，该方法易为评估者理解和接受．可操作性强。3实例大跨度桥梁工程施工还应该认真贯彻国家有关工程建设领域的方针政策以及法规要求；施工全过程要力求坚持“安全第一．预防为主”性原则，以确保安全生产和文明施工等，在经济和技术允许的条件下．合理评估桥梁结构的安全性，避免灾害事故的发生．为此应在大跨度桥梁的施工过程中加强安全评估方法的研究。某大跨度桥梁施工过程中悬臂施工方法选择为最大双悬臂进行计算．其计算模型见图1。孱麟毯图1最大双悬臂计算模型3．1轴力包络图恒载和吊机荷载及收缩影响力共同作用下，得到主梁和主塔的轴力图(图2，3)。主梁轴力在塔梁交点截面处有最大值，主塔最大轴力发生在塔根截面处(表1)。主粱轴向坐标(m)图2主梁轴力I．_“1。|、L“图3主塔轴力表1主梁主塔轴力包络值3．2弯矩包络图恒载和吊机荷载及收缩影响力共同作用下，得到主梁和主塔的弯矩图(图4，5)。主梁在塔梁交点截面处有最大负弯矩值，在端部截面处有最大正弯矩值。主塔最大弯矩发生在塔根截面处(表2)。t粱轴向串标(m)图4主梁弯矩主塔竖向坐标(m)图5主塔弯矩表2主梁主塔弯矩包络值3．3应力包络图在恒载和吊机荷载及收缩影响力作用下，主梁混凝土桥面板全部处于压应力区，不会产生裂缝。最大压应为6．62MPa，发生在距跨qb222m截面，没_，互杰材型型塑垫塑-55- 有超过混凝土容许压应力。钢梁最大压应力发生在塔梁交点截面，为112．37MPa，最大拉应力为15．67MPa。主塔大部分处于压应力区，仅在塔分支部分截面边跨侧存在拉应力，最大拉应力为0．97MPa，不会发生裂缝。主塔最大压应力为10．53MPa，没有超过混凝土容许压应力(表3)。表3主梁主塔应力表只有真正了解大跨度桥梁的实际承载状态．包括损伤状况、实际承载安全状况等，才能对大跨度桥梁工作状态特别是桥梁结构承载安全状态作出科学合理的评估．才可以区别轻重缓急．优化桥梁维修、加固及改造计划。从而使大跨度桥梁的技术改造决策更加科学。改造技术方案的设计更加合理、经济，提高桥梁的承载安全性，改善其使用功能。节省养护维修费用。延长桥梁的使用寿命。4结语大跨径桥梁的施工工艺比较复杂．技术操作性强，且随着地形、地质、气象、交通、通讯、工期及施工技术、设备等条件的不同。构成了错综复杂的施工顺序、施工方法和运输方法、机具配备等不同的施工方案。这就需要通过合理编制施工组织设计．特别是在施工过程中加强对于其安全评估方法的研究．对于施工中可能遇到的困难与障碍进行充分分析。并事先可以设法予以解决或排除．从而提高施工的预见性．减少盲目性．对于工程建设过程进行优化分析，确保高效、顺利实施具有非常重要的作用。优化分析后的施工组织设计文件对施工活动进行全面布署．将更加能够保证项目建设过程中人-56-尽其才，物尽其用，大跨度桥梁的实施过程中可以做到工程进度快、成本消耗少、企业收益大，并最终取得最佳经济效果。参考文献【1】宋彦华．建筑工程施工组织设计的发展与创新叨．中国科技信息，2007，(3)：58—60．【2]郭梅．优化施工组织设计，强化工程施工管理【J]．科技信息，2007(5)：94．[3]贺晨龙．曹阳．优化施工组织设计五要素[J】．科技信息，2009(33)：635．[4】王健．刘尔烈．骆刚．工程项目管理中工期一成本一质量综合均衡优化【J】．系统工程学报，2004，19(2)：148—153．【5]t博．施工项目目标动态集成管理研究fDl．哈尔滨：哈尔滨工业大学．2008．第一作者：韩振国(1982一)，男，硕士，工程师，研究方向为道路工程设计与研究。(mt,tt：吕锦林J(收稿日期：2017-3—1J_，；盂材型型幽'