余銀山
(寧夏煤炭基本建設(shè)公司機(jī)械化工程公司 寧夏 銀川 750411)
改革開放以來,我國橋梁工程的發(fā)展進(jìn)入了一個高速的發(fā)展時期,主要體現(xiàn)在橋梁總體數(shù)量大幅度增加,橋梁的結(jié)構(gòu)體系多樣化,橋梁的跨度也越來越大,而橋梁的施工環(huán)境卻越來越復(fù)雜,所以對大跨度橋梁的施工方法有了更高的要求。在橋梁工程中,施工是非常重要的一個環(huán)節(jié),合理的施工方法,能有效的提高施工組織和管理的水平。施工方法的選擇要根據(jù)工程結(jié)構(gòu)的跨度、孔數(shù)、橋梁總長、截面形式和尺寸、地形條件、設(shè)備能力、氣候條件、運輸條件、設(shè)備的周轉(zhuǎn)使用等多方面條件。
它是一種現(xiàn)場澆注的傳統(tǒng)施工方法,在支架上安裝模板,綁扎及安裝鋼筋骨架,現(xiàn)澆混凝土的一種施工方法。施工特點:整體性好,施工平穩(wěn)、可靠,不需要大型起重設(shè)備;施工中無體系轉(zhuǎn)換;預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋可以采用強大預(yù)應(yīng)力體系,使結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單,方便施工;需要大量施工支架,跨河橋梁搭設(shè)支架影響河道的通航與排洪,施工期間支架可能受到洪水和漂流物的威脅;施工工期長,費用高,需要較大的施工場地,管理復(fù)雜,不太適合大跨度橋梁。
它是在建成橋墩上沿橋梁跨徑方向逐段施工的方法。在施工過程中,要保證墩梁固結(jié),能夠充分利用材料的力學(xué)性能,提高橋梁的跨越能力。懸臂施工通常分為懸臂澆筑和懸臂拼裝兩種。懸臂澆筑法:在橋墩兩側(cè)依次對稱安裝節(jié)段,張拉預(yù)應(yīng)力筋,使懸臂不斷接長,直至合攏。施工特點:無須建立落地支架,無須大型起重與運輸機(jī)具,主要設(shè)備是一對能行走的掛籃。掛籃可在己經(jīng)張拉錨固并與墩身連成整體的梁段上移動,綁扎鋼筋、立模、澆筑混凝土、預(yù)施應(yīng)力都在掛籃上進(jìn)行。完成本段施工后,掛籃對稱向前各移動一節(jié)段,進(jìn)行下一節(jié)段施工,如此循序前進(jìn),直至懸臂梁段澆筑完成。懸澆施工方法特別適合于寬深河流和山谷,施工期水位變化頻繁不宜水上作業(yè)的河流,以及通航頻繁且施工時需留有較大凈空等河流上橋梁的施工。但懸臂澆筑法在施工中也有不足:梁體部分不能與墩柱平行施工,施工周期較長,而且懸臂澆筑的混凝土加載齡期短,混凝土收縮和徐變影響較大。
它是在城市高架橋廣泛應(yīng)用的方法,該方法從橋梁一端開始,采用一套施工設(shè)備或一、二孔施工支架逐孔施工,周期循環(huán),直到完成。施工特點:移動模架不需要設(shè)置地面支架,不影響通航,施工安全性大,可靠;有良好的施工環(huán)境,保證施工質(zhì)量,一套支架可多次周轉(zhuǎn)使用,具有可在類似預(yù)制場生產(chǎn)的優(yōu)點;機(jī)械化、自動化程度高,節(jié)省勞力,降低勞動強度,縮短工期;通常每一施工梁段的長度取用一跨的跨長,接頭的位置一般選在橋梁受力較小的地方;移動模架設(shè)備投資大,施工準(zhǔn)備和操作都比較復(fù)雜。此法宜在橋梁跨徑小于50m的橋上使用。
它是沿橋縱軸方向的臺后設(shè)置預(yù)制場地,分節(jié)段預(yù)制梁,并用縱向預(yù)應(yīng)力筋將預(yù)制節(jié)段與施工完成的梁體連成整體,然后通過水平千斤頂施工,將梁體向前頂推出預(yù)制場地,然后繼續(xù)在預(yù)制場進(jìn)行下一節(jié)梁段的預(yù)制,直至施工完成。施工特點:頂推法可以使用簡單的設(shè)備建造長、大橋梁,施工費用較低,施工平穩(wěn)、無噪聲,可在深水、山谷和高橋墩上采用。
事故致因理論經(jīng)過多年的發(fā)展,形成五種主要的經(jīng)典理論:因果事故論、管理失誤論、能量轉(zhuǎn)移論、軌跡交叉論以及綜合事故論。但在大跨度橋梁工程施工事故中,尚未形成一個同樣的普遍規(guī)律,但對工程中致險的原因有一個共同的認(rèn)識:孕險環(huán)境、致險因子、承載體、風(fēng)險事故和風(fēng)險損失。結(jié)合事故致因理論,建立風(fēng)險發(fā)生一般形。該一般形式體現(xiàn)了風(fēng)險隨時間逐步形成的過程,以及風(fēng)險發(fā)生所造成的施工事故和風(fēng)險事故發(fā)生所造成的影響,它體現(xiàn)了風(fēng)險事故發(fā)生的一般過程。
孕險環(huán)境是指孕育致險因子的區(qū)域和環(huán)境,風(fēng)險發(fā)生的環(huán)境基礎(chǔ),包括:社會環(huán)境、經(jīng)濟(jì)環(huán)境、自然環(huán)境、管理環(huán)境等構(gòu)成了大跨度橋梁施工風(fēng)險的孕險環(huán)境。工程事故與孕險環(huán)境有著密切的關(guān)系,各種環(huán)境相互疊加、共同作用,導(dǎo)致災(zāi)害的空間分布規(guī)律、災(zāi)情程度發(fā)生一定的變化,從而引起災(zāi)害的臨界值域的改變和時空分布模式的重建。由此可以看出,孕險環(huán)境是風(fēng)險事故發(fā)生的一個根本原因,是風(fēng)險轉(zhuǎn)變成事故的客觀基礎(chǔ),是事故發(fā)生的內(nèi)在因素,因此,在施工前期,對風(fēng)險進(jìn)行調(diào)研,對施工圖紙的審查,都是為了盡量地控制孕險環(huán)境。
致險因子是風(fēng)險事故產(chǎn)生的直接原因,當(dāng)致險因子對承載體作用時,事故就形成了。沒有致險因子,就不會引發(fā)事故。如果說孕險環(huán)境是事故發(fā)生的基礎(chǔ),那么致險因子就是大跨度橋梁施工風(fēng)險事故發(fā)生的外因。大跨度橋梁施工期的致險因子包括施工技術(shù)不熟練、材料性能不合格等眾多影響因素。由于這些風(fēng)險因素在評估中的作用程度不同,加上各個因素間存在一定的相關(guān)性,所以需要對風(fēng)險因素進(jìn)行綜合分析,以便更好的對風(fēng)險進(jìn)行評估。
承載體就是指風(fēng)險事故發(fā)生的對象,也是各個致險因子作用對象,如橋梁結(jié)構(gòu)、施工機(jī)械、社會群體、生態(tài)環(huán)境等。大跨度橋梁的施工過程就構(gòu)成風(fēng)險承載體系統(tǒng)。
大跨度橋梁施工風(fēng)險事故是指在橋梁的施工過程中,在孕險環(huán)境下,致險因子作用在承載體上,造成損失的風(fēng)險事件。風(fēng)險事件是造成損失的直接原因。
風(fēng)險事故的發(fā)生,就意味著風(fēng)險事件轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實。大跨度橋梁施工風(fēng)險事故表現(xiàn)形式有:橋梁垮塌、高空墜落、起重傷害、物體打擊、淹沒事故、機(jī)械傷害和爆炸等其他傷害。
風(fēng)險損失是由風(fēng)險事故造成的,包括多方面類型。按損失承擔(dān)者看,可分為業(yè)主損失、社會損失、施工方損失等;從損失發(fā)生時間看,可分為施工階段損失、使用階段損失等;從損失量測單位看,可分為貨幣損失、人員傷亡和時間損失等;從損失與風(fēng)險事態(tài)的時效關(guān)系看,可分為直接損失和間接損失;大跨度橋梁的施工風(fēng)險損失就是大跨度橋梁在風(fēng)險事故中遭受的結(jié)構(gòu)損傷、人員傷亡、服務(wù)水平下降等直接影響,以及交通受阻、聲譽受損等間接影響,而形成的各種價值的缺損。大跨度橋梁施工風(fēng)險損失是風(fēng)險機(jī)理的最直觀的表現(xiàn),也是風(fēng)險事故危害的直觀表現(xiàn)。
總之,隨著橋梁的發(fā)展和跨徑的不斷增大,橋梁的結(jié)構(gòu)剛度、結(jié)構(gòu)的幾何非線性效應(yīng)越來越高,影響橋梁安全的因素越來越多。目前,國內(nèi)外學(xué)者己對結(jié)構(gòu)中的確定性問題進(jìn)行了大量的研究,但是,對于影響結(jié)構(gòu)安全的各種不確定性問題研究依然較少。而事實上,和其它結(jié)構(gòu)物一樣,大跨度橋梁結(jié)構(gòu)中也存在著大量的不確定性。同時,由于大跨度橋梁結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜,施工難度大,施工工序多,施工工藝復(fù)雜,施工周期又短,各種不利因素進(jìn)一步增加了大跨度橋梁在施工中的不確定性。
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