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[摘 要]质量是市政工程的关键,也是施工目标的重要评价标准,随着新材料、新技术的出现,市政工程方案不断从结构设计和施工策略两个方面对工艺、流程、管理进行优化。本文以建筑工程为切入点,简要论述市政工程结构设计及施工策略的应用。
[关键词]市政工程;结构;施工策略;应用
中图分类号:TS846 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)32-0090-01
一、引言
我国改革开放取得了卓越成绩,随着我国的基础建设发展迅速,我国城市化进程不断发展,建筑和基建行业一直处于一个爆发增长期,市政工程技术也在此实践中不断成熟。近些年,随着政府提倡的“一带一路”政策不断深入,市政工程面临着重要的发展机遇。进一步提升土木结构设计能力,加强基础技术研究,优化施工策略具有重要的现实意义。
二、市政工程结构失效问题分析
建筑工程的牢固性严重的影响了整个建筑物的使用安全性,因此必须重视市政工程结构的牢固性设计。然而我国大多数的土木工程普遍存在牢固性较低等问题,极大的影响了我国市政工程结构设计整体质量的提升。无论一项工程多么复杂,从结构上对其进行拆分,可以发现它们都是由众多的构件组成,每一部分结构和构件都承担着相应预定的功能。工程的目的,就是保证每一部分构件满足最初的预定功能。如果经过检测某一部分不能达到预期,往往我们称之为结构失效。
结构失效的表现一般是多方面的,通常表现为以下几个方面:
①构件出现破坏、压断、拉断或弯折等病害;
②发生影响正常使用的变形;
③结构或构件失稳,常表现为一部分倾覆或滑移;
④结构所用的材料可靠性降低或使用性能发生根本性的改变:如钢筋出现锈蚀、混凝土的腐蚀、木材的虫蛀等。
因为工程中的所有构件都要承受施工和使用过程中可能出现的各种各样的内力、外力、温度、湿度、腐蚀等因素影响,这些因素有时是很难定量分析和准确预测的。这就给市政工程的顺利实施和满足施工质量带来了难度,为了充分降低市政工程在施工过程中出现的偶然因素影响,将偶然事件造成的风险控制在最小范围内,一方面需要依靠科学的结构设计,另一方面依靠合理的施工策略。
三、市政工程中的结构设计措施以及施工策略
(1)结构设计
结构设计不仅保证了工程完工后,在正常使用时各组成部分有良好的工作性能,而且使得各部分在正常维护下具有足够的耐久性能以及在偶然事件发生时能保持必需的稳定性。
以建筑工程为例,结构按主要的承重构件,可分为:墙体结构、框架结构、框架-筒体结构、壳体结构、错列绗架结构、钢索结构、拱结构、空间折板结构、网架结构等。按材料又分为:钢结构、钢筋混凝土结构、砌体结构、木结构等,不同的结构组成,需要遵循不同材料的施工工艺。
房屋结构因承受着各种作用力会产生一定的拉伸、压缩、弯曲和剪切变形。但工程所用的材料、结构截面及其连接方式能够形成一定的抗拉能力、抗压能力、抗弯能力、抗剪等能力,以及结构所能经受的变形、位移或沉降量。外荷载施加在房屋结构的作用效应用S表示,结构的抗力用R表示。结构设计通常应遵循S≤R的原则。
转换层作为现代建筑不可缺少的承载结构,在最初的结构设计时,设计师要科学地评估设计转换层的承载能力,确保建筑结构的力学参数满足国家标准要求,同时要尽可能地减少因高层结构负重过大,造成对地基和其以下结构产生压迫。充分评估转换层的混凝土施工方案,尽可能使用高性能混凝土,另外,强化浇筑过程中的内部振捣,保证混凝土强度符合结构承载力。
除了转换层设计,市政工程结构设计还要注意抗震性要求,科学合理设计内力组合。依照标准计算结构的承载力抗震系数。同时,在材料的选择上要充分考虑材料强度是否满足结构的抗震要求,选用抗震性能良好的结构材料,而且要根据偏压柱、受弯梁、受剪及构件承载力等多重因素进行合理的系数调整,全面提高结构工程的承载能力。
(2)施工策略
施工策略的研究需要深入实际中综合考虑多方面条件,不仅研究一个工程生产施工过程中,各工种工程之间相互配合、相互协调的施工规律。而且要注重施工方案(包括顺序、流向和方法等),同时配合整体施工进度计划,在有限的时间内,做好各种劳动资源的组织(材料、人员、工作面等)。生产现场的平面布置要保证安全、高效、可靠的总体原则。一方面考虑一个工种工程——技术问题,另一方面要考虑各个工种工程间——组织问题。施工策略要深入研究分析一个工种工程本身的施工规律,包括施工工艺、方法、机械选择、质量和安全等。
以混凝土工程为例,混凝土浇筑施工具有:耐久性、耐火性、整体性、可塑性好、节约钢材,可就地取材等优点;但也存在自重大、抗裂性差、现场浇筑受季节气候条件的限制,补强修复较困难等缺点。
模板是在施工中使混凝土构件按设计的几何尺寸浇铸成型的模型,是钢筋混凝土工程的重要组成部分,现浇钢筋混凝土结构用模板的造价约占钢筋混凝土总造价的20~30%,总用工量的30~50%。因此,采用先进的模板技术,对于提高工程质量、加快施工速度、提高劳动生产率、降低工程成本和实现文明施工都具有十分重要的意义。通过对施工策略整体分析优化,可以选择采用一些先进的模板技术,对于提高工程质量、加快施工速度、提高劳动生产率、降低工程成本和实现文明施工都具有重要意义。模板系統往往是由模板和支撑两部分组成。模板系统需要满足以下基本要求:
(1)保证结构和构件各部分的尺寸和相互位置的正确;
(2)具有足够的强度、刚度和稳定性,能可靠地承受新浇混凝土的重量和侧压力以及在施工过程中所产生的荷载;
(3)构造简单,装拆方便,并便于钢筋的绑扎与安装,符合混凝土的浇筑及养护等工艺要求;
(4)对清水砼工程和装饰砼工程,应能达到设计效果。
(5)模板接缝严密,不得漏浆。
施工方法采取现场装拆式模板为主,以保证工程进度,辅以一部分固定式模板和移动式模板,来更加灵活地配合现场实际情况。
早在20世纪30年代,欧美等国家已开始应用木胶合板模板。多年来,世界各国都很重视发展建筑用木模板,其理由是认为木材不仅在资源上是一种可再生的物质,而且在能源上是一种节能型材料。随着木胶合板模板的胶合性能和表面覆膜处理等技术的不断进步,这种模板已成为国外许多国家应用最广泛,使用量最多的模板型式。这种模板的优点是表面平整光滑,容易脱模;耐磨性强;防水性好;模板强度和刚度较好,能多次周转使用;材质轻,适宜加工大面积模板,能满足清水混凝土施工的要求,可适用于墙体、楼板等各种结构的施工。
目前应用较多的模板构造还有液压滑升模板,其原理是以建筑物的钢筋混凝土墙体为支承主体,通过附着于已完成的钢筋混凝土墙体上的爬升支架或大模板,利用连接爬升支架与大模板的爬升设备,使一方固定,另一方作相对运动,交替向上爬升。
四、总结
市政工程具有劳动强度大、施工条件复杂、面广量大、工期长、工程质量影响深远且广泛等特点。工程的质量涉及环节和影响因素较多,因此设计者应该不仅仅在设计阶段做到科学全面地规划设计,而且一定要重视施工策略的应用,在施工过程中对施工细节进行把握和跟进,遇到问题及时评估,及时修正。
随着技术的进步,一些新的结构形式和施工方式逐步出现并得到应用,例如装配式建筑,一方面既可以消化我国的钢铁产能,增加钢铁附加值。另一方面又可以改变传统建筑产业模式,向绿色环保的新型建筑产业发展。这符合如今创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念,也是利国利民的好事。
参考文献
[1] 杨林.中国土木工程建设行业市场前瞻与投资战略规划[M].长春:吉林大学出版社,2013:82.
[2] 李国芳,常江奇.土木工程施工讲义[M].北京:科学出版社,2007:133-135.
[关键词]市政工程;结构;施工策略;应用
中图分类号:TS846 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)32-0090-01
一、引言
我国改革开放取得了卓越成绩,随着我国的基础建设发展迅速,我国城市化进程不断发展,建筑和基建行业一直处于一个爆发增长期,市政工程技术也在此实践中不断成熟。近些年,随着政府提倡的“一带一路”政策不断深入,市政工程面临着重要的发展机遇。进一步提升土木结构设计能力,加强基础技术研究,优化施工策略具有重要的现实意义。
二、市政工程结构失效问题分析
建筑工程的牢固性严重的影响了整个建筑物的使用安全性,因此必须重视市政工程结构的牢固性设计。然而我国大多数的土木工程普遍存在牢固性较低等问题,极大的影响了我国市政工程结构设计整体质量的提升。无论一项工程多么复杂,从结构上对其进行拆分,可以发现它们都是由众多的构件组成,每一部分结构和构件都承担着相应预定的功能。工程的目的,就是保证每一部分构件满足最初的预定功能。如果经过检测某一部分不能达到预期,往往我们称之为结构失效。
结构失效的表现一般是多方面的,通常表现为以下几个方面:
①构件出现破坏、压断、拉断或弯折等病害;
②发生影响正常使用的变形;
③结构或构件失稳,常表现为一部分倾覆或滑移;
④结构所用的材料可靠性降低或使用性能发生根本性的改变:如钢筋出现锈蚀、混凝土的腐蚀、木材的虫蛀等。
因为工程中的所有构件都要承受施工和使用过程中可能出现的各种各样的内力、外力、温度、湿度、腐蚀等因素影响,这些因素有时是很难定量分析和准确预测的。这就给市政工程的顺利实施和满足施工质量带来了难度,为了充分降低市政工程在施工过程中出现的偶然因素影响,将偶然事件造成的风险控制在最小范围内,一方面需要依靠科学的结构设计,另一方面依靠合理的施工策略。
三、市政工程中的结构设计措施以及施工策略
(1)结构设计
结构设计不仅保证了工程完工后,在正常使用时各组成部分有良好的工作性能,而且使得各部分在正常维护下具有足够的耐久性能以及在偶然事件发生时能保持必需的稳定性。
以建筑工程为例,结构按主要的承重构件,可分为:墙体结构、框架结构、框架-筒体结构、壳体结构、错列绗架结构、钢索结构、拱结构、空间折板结构、网架结构等。按材料又分为:钢结构、钢筋混凝土结构、砌体结构、木结构等,不同的结构组成,需要遵循不同材料的施工工艺。
房屋结构因承受着各种作用力会产生一定的拉伸、压缩、弯曲和剪切变形。但工程所用的材料、结构截面及其连接方式能够形成一定的抗拉能力、抗压能力、抗弯能力、抗剪等能力,以及结构所能经受的变形、位移或沉降量。外荷载施加在房屋结构的作用效应用S表示,结构的抗力用R表示。结构设计通常应遵循S≤R的原则。
转换层作为现代建筑不可缺少的承载结构,在最初的结构设计时,设计师要科学地评估设计转换层的承载能力,确保建筑结构的力学参数满足国家标准要求,同时要尽可能地减少因高层结构负重过大,造成对地基和其以下结构产生压迫。充分评估转换层的混凝土施工方案,尽可能使用高性能混凝土,另外,强化浇筑过程中的内部振捣,保证混凝土强度符合结构承载力。
除了转换层设计,市政工程结构设计还要注意抗震性要求,科学合理设计内力组合。依照标准计算结构的承载力抗震系数。同时,在材料的选择上要充分考虑材料强度是否满足结构的抗震要求,选用抗震性能良好的结构材料,而且要根据偏压柱、受弯梁、受剪及构件承载力等多重因素进行合理的系数调整,全面提高结构工程的承载能力。
(2)施工策略
施工策略的研究需要深入实际中综合考虑多方面条件,不仅研究一个工程生产施工过程中,各工种工程之间相互配合、相互协调的施工规律。而且要注重施工方案(包括顺序、流向和方法等),同时配合整体施工进度计划,在有限的时间内,做好各种劳动资源的组织(材料、人员、工作面等)。生产现场的平面布置要保证安全、高效、可靠的总体原则。一方面考虑一个工种工程——技术问题,另一方面要考虑各个工种工程间——组织问题。施工策略要深入研究分析一个工种工程本身的施工规律,包括施工工艺、方法、机械选择、质量和安全等。
以混凝土工程为例,混凝土浇筑施工具有:耐久性、耐火性、整体性、可塑性好、节约钢材,可就地取材等优点;但也存在自重大、抗裂性差、现场浇筑受季节气候条件的限制,补强修复较困难等缺点。
模板是在施工中使混凝土构件按设计的几何尺寸浇铸成型的模型,是钢筋混凝土工程的重要组成部分,现浇钢筋混凝土结构用模板的造价约占钢筋混凝土总造价的20~30%,总用工量的30~50%。因此,采用先进的模板技术,对于提高工程质量、加快施工速度、提高劳动生产率、降低工程成本和实现文明施工都具有十分重要的意义。通过对施工策略整体分析优化,可以选择采用一些先进的模板技术,对于提高工程质量、加快施工速度、提高劳动生产率、降低工程成本和实现文明施工都具有重要意义。模板系統往往是由模板和支撑两部分组成。模板系统需要满足以下基本要求:
(1)保证结构和构件各部分的尺寸和相互位置的正确;
(2)具有足够的强度、刚度和稳定性,能可靠地承受新浇混凝土的重量和侧压力以及在施工过程中所产生的荷载;
(3)构造简单,装拆方便,并便于钢筋的绑扎与安装,符合混凝土的浇筑及养护等工艺要求;
(4)对清水砼工程和装饰砼工程,应能达到设计效果。
(5)模板接缝严密,不得漏浆。
施工方法采取现场装拆式模板为主,以保证工程进度,辅以一部分固定式模板和移动式模板,来更加灵活地配合现场实际情况。
早在20世纪30年代,欧美等国家已开始应用木胶合板模板。多年来,世界各国都很重视发展建筑用木模板,其理由是认为木材不仅在资源上是一种可再生的物质,而且在能源上是一种节能型材料。随着木胶合板模板的胶合性能和表面覆膜处理等技术的不断进步,这种模板已成为国外许多国家应用最广泛,使用量最多的模板型式。这种模板的优点是表面平整光滑,容易脱模;耐磨性强;防水性好;模板强度和刚度较好,能多次周转使用;材质轻,适宜加工大面积模板,能满足清水混凝土施工的要求,可适用于墙体、楼板等各种结构的施工。
目前应用较多的模板构造还有液压滑升模板,其原理是以建筑物的钢筋混凝土墙体为支承主体,通过附着于已完成的钢筋混凝土墙体上的爬升支架或大模板,利用连接爬升支架与大模板的爬升设备,使一方固定,另一方作相对运动,交替向上爬升。
四、总结
市政工程具有劳动强度大、施工条件复杂、面广量大、工期长、工程质量影响深远且广泛等特点。工程的质量涉及环节和影响因素较多,因此设计者应该不仅仅在设计阶段做到科学全面地规划设计,而且一定要重视施工策略的应用,在施工过程中对施工细节进行把握和跟进,遇到问题及时评估,及时修正。
随着技术的进步,一些新的结构形式和施工方式逐步出现并得到应用,例如装配式建筑,一方面既可以消化我国的钢铁产能,增加钢铁附加值。另一方面又可以改变传统建筑产业模式,向绿色环保的新型建筑产业发展。这符合如今创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念,也是利国利民的好事。
参考文献
[1] 杨林.中国土木工程建设行业市场前瞻与投资战略规划[M].长春:吉林大学出版社,2013:82.
[2] 李国芳,常江奇.土木工程施工讲义[M].北京:科学出版社,2007:133-135.