1 概述
近年来随着桥梁结构和形式多样、复杂化的发展,所在的地理位置和自然条件的千差万别,以及不同的桥梁所采用的施工工艺的不尽相同,在施工中所投入的临时结构设施也存在着种类和形式上的变化发展。大致归纳如下:
(1)桥梁陆域基础施工为便道、筑岛平台、挡土结构等。
(2)水上基础施工为便桥(也称栈桥)、平台、围堰等。
(3)桥梁的墩台身、梁段混凝土施工用的托支架和模板结构。
(4)桥梁上部结构施工的设备多为悬浇挂篮、悬拼吊机,整孔架设用的架桥机,整孔现浇的移动模架、钢管桩支架等。
随着桥梁结构和形式日新月异的发展,施工难度也越来越大,施工中临时结构的投入也越来越不容忽视。桥梁施工企业如果能对施工临时结构的设计方案进行优化比选,是企业对资源配置的再优化,提高资源的利用率、降低施工成本的有效途径。从经济的角度研究临时结构的设计优化,对企业的管理和经济效益都具有重大的实际意义。
2 结构设计方案比选
临时结构只是主体施工的辅助工程,对结构的形式要求不高,只要能满足主体施工需要的设计都可以,因此同一项施工的临时结构可以设计成多种结构形式。由于结构形式的不同,各种设计方案的经济性能也存在着优劣差异,有差异就有最佳方案,对临时结构设计方案的比选是在设计初期要考虑的首要问题。在进行方案比选时不能单一考虑结构的用途,要进行多方面综合比选,其原则就是安全、经济、实用。
首先安全是结构设计的前提,不管设计成什么样的结构形式,保证结构的安全系数都是设计的必要前提条件,考虑到施工对临时结构的使用要求,在其他条件相同的情况下,要选择最安全的结构形式;注重结构安全的同时结构的经济性也是结构设计中不容忽视的,施工临时结构设计在经济方面的比选其实就是不同形式的结构对材料的型号、数量需求以及组合方式的比选。最后临时结构的实用性在结构设计中也是非常重要的环节,设计人员设计出来的产品,即要保证安全、经济又要做到实用可行。一个好的设计方案,首先是实用的,这里所说的实用性不但包括结构对主体施工的辅助功能还要包括设计的结构对其工作环境以及当地自然环境的适应性等。临时结构归根结底是辅助结构,对主体施工的辅助功能是它存在的意义,最好的临时结构是辅助功能最全面的设计。作为设计人员必须注意以上几个方面来进行方案比选,力求做出最安全、最经济、最实用的设计来。
3 材料选用与配置
材料的选用与配置是临时结构设计中十分重要的工作,在临时结构的投入成本中,材料费就占到总投入费用的百分之八十以上,要有效的控制临时结构在一项工程中的投入,就要在确保结构安全、满足设计要求的前提下,选择最经济、实用的材料,并保证投入的材料被最充分的利用。
首先,在施工用临时结构设计中应首选万能杆件、贝雷梁、军用梁等标准件,特别是公司库存的标准件:(1)标准件可重复使用,节约成本;(2)标准件是前人在实践中总结出来的标准设计,具有其充分的合理性;(3)要考虑物资部门可提供的库存量及旧料,实用库存料或旧料可以缓解工程项目的资金压力。
二是要尽可能的利用现有材料或旧料,减少新材料的投入,毕竟新材料的成本费用要比原有旧材的成本费用高得多;在考虑利用现有材料的同时也要考虑到现有材料的规格型号以及数量,要使材料最充分、最合理的被使用。不要对既有材料进行过多切割改制,造成材料的不必要浪费。有时不妨以大代小,要保证现有材料的使用做到即安全又经济。尽量保证现有材料是在最经济的状态下被使用,达到资源配置全局最优化。充分利用原有材料,是从源头上降低了项目生产成本,提高项目的经济效益。
4 施工临时结构的设计要趋于标准化、集成化(即可通过栓接进行组装成型等)
(1)临时结构标准化设计不是针对一个具体项目或具体的部位,而是针对一类或一系列的项目,一次投入既解决了具体项目,又考虑了长远的使用,是在创新设计的基础上的再总结和提炼。标准化设计要结合施工企业的远期项目情况进行分析和规划,其定型化意义和经济效益将是显著的。标准化的临时结构设计,不但要具有标准化的结构,还要具有标准化的构件,标准构件方便运输和安装,能有效的控制构件在工地之间的转移费用。结构单元趋于标准化,就可以通过组合使用来承受不同级别的荷载,解决结构对从小到大的荷载适应性问题。标准化设计对构件的加工精度要求比较高,要能保证构件具有通用性、互换性,使构件的安拆方便简洁易于运输、管理和周转使用。从而提高临时结构的经济效益。
(2)对于集成化设计的经济优越性的分析。要从构件的组装方式进行分析比较,一般的组装方式有两种:栓接和焊接。临时结构的设计要尽量采用栓接代替焊接,这样可以避免结构在使用时因为焊接和切割解体而出现的材料损耗和不必要的浪费,最大程度保证材料的完好性并提高结构的重复利用率。同时考虑临时结构的工作环境以及结构现场安拆条件等因素的限制,通过栓接取代焊接做到临时结构安拆程序化提高工作效率,增加临时结构的倒用次数。