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中图分类号:F426 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)11(c)-0036-01
当前我国实施建筑产业现代化的目的是提高建筑总体质量,提高劳动生产率,以适应当前我国新型城镇化建设的发展需求,其基础是搞好工业化生产,实现集约化、社会化大生产,而搞好工业化生产的前提是提高科技发展水平,提高体系集成配套的水平,提升产业链上的联动服务水平。
近些年来,国内的建筑科技交流空前频繁,信息扩散速度加快,范围加大。装配式建筑结构是实现建筑产业现代化的重要途径,我国在装配式建筑方面的研究和应用也在逐渐升温,截止目前住建部已批准50个国家住宅产业化基地,并成立国家住宅产业化基地技术创新联盟,为推进建筑产业化技术创新体系建设起到重要推动作用。据中国二十二冶集团装配式住宅分公司总工程师李哲龙介绍,“通过国家住宅产业化基地建设,不断加大科研投入,与科研院所和高等院校合作,解决影响产业化发展的关键技术问题,不断提升行业竞争力。”
要推进建筑产业现代化的发展,必须着眼于建筑产业化科技创新体系建设,加强原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新,目前无论国家层面,还是地方层面都在积极探索与推进。笔者从产业化建筑全生命周期、全产业链协作角度考虑,提出以下七个方面开展技术创新,逐步夯实国家建筑产业现代化发展战略支点的科技支撑。
第一,结构体系设计。新型装配式建筑结构体系的研发是实现建筑产业现代化的重要基础,更是满足建筑产业化发展不同需求的基本保障。通过结构体系的技术研发与创新,为满足不同地域、不同居住空间要求提供核心技术支撑。
第二,节点、接缝连接技术。相比传统现浇建筑结构,装配式结构存在大量的节点、水平接缝、竖向接缝连接,这些连接是结构的薄弱环节。例如装配式框架结构中梁与柱;装配式剪力墙中水平接缝、竖向接缝连接均需要从其抗震性能、物理功能等方面考虑,并和抗震设计规范的“强节点、弱构件”的设计原则相吻合,从而保证装配式结构体系的整体性能。
第三,施工工法。装配式建筑结构的优势主要体现在施工工法上,诸如具有施工速度快,对环境影响小,受环境制约小等特点。装配式结构涉及复杂工况下构件的吊装、翻转、就位、固定等施工技术、安全施工措施与防护标准的制定、构件校正技术等环节,如何提升施工效率、进行安全施工,对有效缩短施工总工期,实现住宅的高效节能,低碳环保起到决定性作用,也是能否真正实现绿色工地和绿色施工的重要保障。
第四,部品生产。部品生产不仅要考虑自身设计能力的发展,更要注重与结构设计及施工协作联动,共同推进装配式建筑结构体系发展,不断提升市场竞争力。确保部品构件的高精度,开发更高精度预制混凝土模具是部品生产的前提和关键技术,河北雪龙机械制造有限公司副总经理王立宁说,“无论是从成本角度、生产效率还是构件质量方面考虑,模具设计是关系到工业化建筑成败的关键性因素。”另外各类预埋件的精确定位技术、流水线自动化生产技术、特殊施工工艺的自动化技术及部品标准化、模数化、通用化生产技术均需要不断提升科技水平,为降低施工综合成本、确保部品构件质量奠定基础。
第五,新型建筑材料研发。新型建筑材料是建筑产业现代化发展的必然要求,反之也将推动新型建筑材料业的发展。产业化建筑必将围绕新型建材的使用而全面展开,建筑产业现代化对新型建材从规格、质量、性能上都将提出新的要求,建材质地要采用密度小、易加工、方便运输、易成型的新型建筑材料,这就要求建材行业必须进行相应的技术研发、设备改造,不断根据市场的需求调整产业结构和产品结构,提高建材生产的技术与管理水平,提高产品质量与技术含量,由粗制产品向精细加工的半成品、成品方向发展。
第六,软件开发。据住建部印发的《2011-2015年建筑业信息化发展纲要》中指出,“加快推广BIM(Building Information Moldeling)、协同设计等技术在勘察设计、施工和工程项目管理中的应用,提升企业的生产效率和管理水平。”通过软件开发,将信息技术、自动化技术、现代管理技术与生产技术相结合,提高生产效率、产品质量和企业的创新能力。据唐山市规划建筑设计研究院正高级工程师高春荣介绍,加强适用于装配式结构设计、施工、管理的软件技术研发,将为装配式结构的技术进步和推广应用注入强劲动力。
第七,住宅集成技术。集成住宅是我国建筑产业化发展的重要方向,是满足我国新型城镇化建设中多样化、个性化需求的必然选择。发展住宅集成技术主要是围绕结构主体、围护材料、室内装修及设备安装进行,是我国建筑产业化发展的最大瓶颈。据唐山中材建筑科技有限公司董事长巩俊贤介绍,目前困扰集成住宅的问题包括集成住宅设计缺乏标准、围护材料需要轻质高强、工业化的建造模式,只有解决瓶颈问题,才能更好体现装配式集成住宅的优势与市场。
党的十八届三中全会指出,深化科技体制改革,健全技术创新市场导向机制,发挥市场对技术研发方向,促进科技成果资本化、产业化的作用。目前我国建筑生产方式正发生着转型升级的巨大变化,产业科技创新有利于推动产业结构优化升级。积极推进建筑产业化科技创新的同时,适应市场导向需求,注重科技成果转化与推广,全面提升建筑产业链的服务水平和科技含量,逐步推进产学研合作制度和互惠政策,使得各方优势资源(人、物、信息)有机衔接,提高科技研发效率和速度,为建筑产业现代化发展奠定基础。
据住建部科技与产业化发展中心副主任文林峰表示,建筑产业化的发展方向日趋明显,各地政府的热情也逐渐高涨,建筑产业化正步入发展机遇期。通过建筑产业链协作与产业化建筑全生命周期的技术创新,提升建筑产业化发展水平与科技含量,推动产业化建筑整体水平上台阶,发展符合节能、节地、节水、节材等资源节约和环保要求的建筑产业化成套技术与建筑体系,促进产业化建筑生产、建设和消费方式的根本性转变,全面提升我国建筑产业现代化发展水平。
参考文献
[1] 秦珩.万科北京区域工业化住宅技术研究与探索实践[J].住宅产业,2011,131(6):25-32.
[2] 樊骅.叠合板式混凝土剪力墙结构体系技术应用[J].住宅产业,2011,131(6):19-24.
【关键词】钢结构;装配式; 住宅;优化
装配式住宅诞生于20世纪初期,这种建筑设计标准定型,构件在自动化生产线上加工,现场采用螺栓、自攻螺钉等连接件和密封材料干式组装,无湿作业,施工安装便捷。近30年来在欧美等国家(地区)逐步发展起来。装配式住宅不仅改变了传统住宅的结构模式,而且完全替代了砖、混凝土、石材、木材,真正实现了标准化设计、工厂化生产、机械化施工,从而大大降低了施工现场的劳动强度,缩短了施工工期,这种方式已在国外得到了推广。为推广钢结构装配式住宅在我国的利用,本文对钢结构装配式住宅在我过的发展现状进行总结,并从我国钢结构装配式住宅的设计思路及其优化方案等方面进行了探讨。
1 我国钢结构装配式住宅的现状
1.1设计方法落后
传统是住宅设计和预装装配式钢结构住宅的设计无论从结构体系的设计、基本模数的确定、平面的定位方式、设计的指导思想等方面都存在着很大的区别。在方案阶段,通用结构体系和专用结构体系没有区分,数模化、标准化的设计思想没有得到足够重视;在施工图阶段,缺少对于构件及装配节点的深化探讨,没有解决构配件的标准化定型和装配节点的构造详图设计,这些问题或多或少阻碍了预制装配式钢结构住宅的发展。
1.2设计规范缺失
钢结构装配式住宅由于在我国发展的时间较短,在相关设计、施工标准等方面的规范文件缺失较多,与之相关的施工工艺、工法和安全规程还未建立,相对于国外发达国家的装配式住宅发展,我国在某些方面远远落后与国外的发展,甚至在某些方面和国内现行的建筑技术标准、规范在很多地方还不兼容,使得装配式住宅在设计、审批、验收等方面无标准可依。这对于工业化住宅的大规模推广是一个障碍。
1.3部件发展滞后
钢结构体系住宅成套技术,由于缺乏技术引导及自主创新,市场需求并没有达到产业化的程度。因此,我国的相关产品功能性单一,工厂化程度不高,产品质量还不能满足住宅产业化标准的要求。目前,该技术零散而不系统,技术水平及标准参差不齐,不配套,需进一步研究创新并进行整合。我国钢结构住宅在建材和部品方面,目前建造钢结构住宅方面的所学材料大部分需要从国外运来,甚至有些外商在中国大陆委托加工的部件,往往也只能到国外去采购,在国内市场上一时还找不到,这严重制约了钢结构住宅的发展及推广。
1.4环保节能意识落后
一项调查数据显示,我国每年新建建筑中 95%属于高能耗建筑,产生的建筑垃圾每年高达数亿吨,其中产生的污染物是引起雾霾的主要因素。钢结构装配式住宅相对于传统的砖瓦建设材质具有节能环保方面的优势,但是在另外一方面,环保节能的钢材在整个钢结构住宅中的使用率很低,根据2012年的统计数据,在10%左右,绝大部分的钢结构装配式住宅中使用的钢材仅仅是一般材质的钢材,在节能、环保、安全性能方面满足不了当前的需要。安全性能低、使用寿命较短,而且钢材制造过程中对环境的污染较严重。
2 我国钢结构装配式住宅的设计思路
2.1以建筑结构为主导,结构专业为辅助
钢结构住宅设计首先要遵循住宅建筑设计中的一般原则,这是建筑设计的最重要原则,在满足这个要求的前提下,才能更多地关注其现场板材裁截量、使用功能、节能环保以及建筑效果等,然后是发挥钢结构的优势。单纯突出钢结构而不考虑生活的舒适性,不能满足人文要求的钢结构住宅项目是没有市场的,必将影响钢结构住宅在我国的大量推广应用。
2.2户型设计标准化、定型化
目前在钢结构装配式住宅方面缺乏户型设计的标准化、定型化标准,大多住户住宅户型设计随意,规格多种多样,这样会导致钢结构装配式住宅现场施工的不确定性,严重拖延整个工程的现场施工周期,对整个工程造成严重的不利影响。因此,针对标准化生产的板材尺寸统一的特点,房间的深入设计要遵循一定的原则要求,房间开间的尺寸满足模数制的要求,尽可能减少异形板的使用量和现场版材裁截量,以提高生产效率,提高生产周期。
2.3 厨卫设计标准化、定型化
住房的心脏是厨房和洗手间,由于内部管道多,功能复杂,在设计施工的时候往往是最耗时耗力的部分。在钢结构装配式住宅设计过程中,一定要遵循复杂问题简单化的原则,对于厨房、卫生间的设计执行标准化,定型化。尽可能减少异形板的使用量和现场板材裁剪,住宅民户设计一套标准化、定型化的程序,减少施工过程中不确定因素影响,以提高整个工程的施工周期。
2.4 平面布置系列化、模块化和灵活化
在钢结构装配式住宅设计过程中,以住宅间、套型或单元为单位模块,以木块的多种拼接形式来适应总平面的布置变化。实现住宅平面功能的开放设计,充分发挥构件标准化设计、工厂化生产、通用化应用、多样化组合的特点。
3我国钢结构装配式住宅的优化方案
3.1 建立功能需求明确、结构合理的住宅户型
一套功能需求明确的户型必须遵守,合理布局、动静分区、充分利用的原则,合理布局就是根据集体条件将特性相近的行为单元组合在一起,动静分区则是在行为单元组合中尽量避免相互干扰,充分利用则是充分利用房间空间面积。钢结构装配式住宅,在房屋的柱梁方面数量要尽量少,结业钢材用量,设计并成功装配一套宜居舒适、布局合理、动静分区、洁污分区的优秀户型,
3.2 环保节能
“钢结构在建筑全寿命周期内贯穿减量化、再利用、资源化,减量化优先的循环经济发展原则,是当前城镇化建设对自然环境影响最小的一种建筑结构体系。高科技是指建筑设计和建造环节突出节水、节电、节材、节能的设计理念。钢结构是典型的环保绿色建筑,仅垃圾排放量就比传统混凝土建筑减少约六成。因此在钢结构装配式住宅中广泛应用环保节能的钢材,可以满足环保、节能的要求。在具体户型中控制建筑体形系数、床墙比、减少外形的凹凸、大坡顶、入口设门斗等技术,可以很好达到环保节能的目的。
3.3 追求户型造型的美观
户型的美观是现代人对生活的追求,钢结构装配式住宅作为一种先进的建筑方式,必须重视户型的美观。在具体过程中要遵循以下四个技巧,动静分开、公私分开、主次分开、干湿分开,重点对屋顶、檐口、入口雨棚顶、窗线条、腰线处理等方面的设计,有利于家具摆放提高使用面积,也符合中国人的消费心理。
参考文献:
[1] 叶之皓.我国装配式钢结构住宅现状及对策研究[D]. 南昌大学硕士论文. 2012, 11-17
[2]卢俊凡, 王佳, 李玮蒙. 等. 装配式钢结构住宅建筑体系的发展和应用[J]. 城市住宅. 2014(6):23-26
[3] 陈以一, 王伟, 童乐为. 等. 装配式钢结构住宅建筑的技术研发和市场培育[J].住宅产业, 2012(12):15-18
【关键词】工业化;建筑
(1)建筑工业化的含义和基本特征(四化一改);工业化建筑的类型。
(2)砌块建筑:特点﹑设计要求;常用砌块的类型及砌块墙体构造。
(3)大板建筑:特点﹑设计要求;内外墙板﹑楼板及屋面板类型(材料﹑受力﹑复合);节点构造,外墙板缝防水构造(材料防水﹑构造防水)。
(4)装配式框架板材建筑:骨架结构系统,框架结构特点;按材料分类,按施工方法分类;结构布置及传力系统;柱网形式及常用尺寸;框架节点连接;框架结构外墙构造,外墙的类型及材料(砖﹑砌块﹑板材及幕墙),外墙的搁置位置与建筑立面造型,外墙与外墙﹑外墙与框架的连接;板柱结构系统及其外墙,板柱结构组成形式和力的传递,板柱的节点连接,墙体材料及构造。
(5)大模板建筑:特点﹑设计要求;类型﹑墙体材料及节点构造。
(6)滑模建筑:特点﹑设计施工要求及类型。
(7)升板建筑:特点﹑施工要求;楼板类型及构造节点。
(8)盒子建筑:特点及类型;组装方式与构造。
1.建筑工业化的基本内容
1.1 建筑工业化是指建筑业要从传统的以手工操作为主的小生产方式逐步向社会化大生产方式过渡,即以技术为先导,采用先进、适用的技术和装备,在建筑标准化的基础上,发展建筑构配件、制品和设备的生产,培育技术服务体系和市场的中介机构,使建筑业生产、经营活动逐步走上专业化、社会化道路。
1.2 建筑工业化的基本内容是:采用先进、适用的技术、工艺和装备,科学合理地组织施工,发展施工专业化,提高机械化水平,减少繁重,复杂的手工劳动和湿作业;发展建筑构配件、制品、设备生产并形成适度的规模经营,为建筑市场提供各类建筑使用的系列化的通用建筑构配件和制品;制定统一的建筑模数和重要的基础标准(模数协调、公差与配合、合理建筑参数、连接等),合理解决标准化和多样化的关系,建立和完善产品标准、工艺标准、企业管理标准、工法等,不断提高建筑标准化水平;采用现代管理方法和手段,优化资源配置,实行科学的组织和管理,培育和发展技术市场和信息管理系统,适应发展社会主义市场经济的需要。
2.建筑工业化的发展
建筑工业化是我国建筑业的发展方向。近年来,随着建筑业体制改革的不断深化和建筑规模的持续扩大,建筑业发展较快,物质技术基础显著增强。但从整体看,劳动生产率提高幅度不大,质量问题较多,整体技术进步缓慢。为确保各类建筑最终产品特别是住宅建筑的质量和功能,优化产业结构,加快建设速度,改善劳动条件,大幅度提高劳动生产率,使建筑业尽快走上质量效益型道路,成为国民经济的支柱产业。我们主要吸取我国几十年来发展建筑工业化的历史经验,以及国外的有益经验和作法;考虑我国建筑业技术发展现状、地区间的差距,以及劳动力资源丰富的特点;适应发展建筑市场和继续深化建筑业体制改革的要求;
3.实现建筑工业化的措施
建筑工业化,首先应从设计开始,从结构入手,建立新型结构体系,包括钢结构体系、预制装配式结构体系,要让大部分的建筑构件,包括成品、半成品,实行工厂化作业。一是要建立新型结构体系,减少施工现场作业。多层建筑应由传统的砖混结构向预制框架结构发展;高层及小高层建筑应由框架向剪力墙或钢结构方向发展;施工上应从现场浇筑向预制构件、装配式方向发展;建筑构件、成品、半成品以后场化、工厂化生产制作为主。二是要加快施工新技术的研发力度,主要是在模板、支撑及脚手架施工方向有所创新,减少施工现场的湿作业。在清水混凝土施工、新型模板支撑和悬挑脚手架有所突破;在新型围护结构体系上,大力发展和应用新型墙体材料。三是要加快“四新”成果的推广应用力度,减少施工现场手工操作。在积极推广建设部十项新技术的基础上,加快这十项新技术的转化和提升力度,其中包括提高部品件的装配化、施工的机械化能力。
在新型结构体系中,应尽快推广建设钢结构建筑,应用预制混凝土装配式结构建筑,研发复合木结构建筑。在我国,进行钢结构建设的时机已比较成熟,我国已连续8年世界钢产量第一,一批钢结构建筑已陆续建成,相应的设计标准、施工质量验收规范已出台;同时,钢结构以其施工速度快、抗震性能好、结构安全度高等特点,在建筑中应用的优势日显突出;钢结构使用面积比钢筋混凝土结构增加面积4%以上,工期大大缩短;在工程建设中采用钢结构技术有利于建筑工业化生产,促进冶金、建材、装饰等行业的发展,促进防火、防腐、保温、墙材和整体厨卫产品与技术的提高,况且钢结构可以回收,再利用,节能、环保,符合国民经济可持续发展的要求。
关键词:保障性住房;工业化设计
中图分类号:S611 文献标识码: A
1保障性住房工业化设计的意义
随着我国经济快速增长,城市化速度逐步加快,导致了市场经济条件下房价的过快增长,背离了广大居民的实际购买能力。为改善我国中低收入者的居住环境,我国政府提出了大力建设保障性住房的政策。在住房建设过程中,依托工业化方式进行建造能够进一步提高施工效率和建造质量,降低能源消耗和环境污染,加快资金流转。保障性住房是以政府为主导的小面积住宅户型,其在资金调配,资源管理,建设执行方面有着无可比拟的优势,利于系列化设计、标准化部品设计应用和工业化建造的实施。
由于生产力、经济条件、政府政策等因素的限制,我国的住宅工业化并未得到有序的发展。“十二五”期间,全国计划新建保障性住房3600万套,约是过去10年建设规模的两倍,为推进我国住宅工业化提供了一个良好的契机,而目前所做的的研究,大多是针对保障性住房设计乃至政策方面的研究;或者是对工业化住宅的设计和技术等方面的探索,真正针对保障性住房这一特殊住房的性质进行工业化设计研究的文献却是少之又少,大多是在会议纪要上提出,或是房地产集团自行开发的保障性住房工业化的实践项目介绍,对保障性住房的工业化设计系统的、完善的分析研究尚处于空白状态。因此,结合我国的实际情况,进行保障性住房工业化设计的系统研究显得尤为重要。
随着社会的发展,我们所生活的环境中工业化程度一直在提高,但在建筑行业工业化的发展却是几乎没有实质性的进步。采用工业化建造方式同传统的建造方式相比,能够提高效率,节约资金,减少劳动力,节能环保,住宅建筑具有规模化和易构件的特征,适宜进行工业化住宅建筑类型进行研究,保障性住房是以政府为主导的小面积住宅户型,其在资金调配,资源管理,建设执行方面有着无可比拟的优势,便于进行系列化、标准化设计的应用以及工业化建造实施,可作为住宅工业化建造的先行探索。
保障性住房建设过程中运用工业化设计,在满足人们的基本需求基础上,结合可持续发展的设计理念,进行弹性化,个性化设计,打破“旧工业建筑”单调,呆板的固有形象,更好的体现多样化和人性化的城市住宅形象。而住宅标准化工业化的生产方式,对于提升住宅品质,实现“住有所居”住房保障目标有着绝对性的优势。
我国大力推进保障性住房建设是我国政府的重大决策,研究保障房建设过程中适宜的工业化设计模式,高质、经济、安全和环保的进行保障房建设,从而加快促进我国住宅工业化的发展和住宅产业现代化目标的实现。由政府主导的在全国范围内进行保障房工业化建设,符合我国现在的低价高质的保障房建设思路。住宅弹性化,个性化,多样化的设计理念在很大程度上满足不同业主个性化的需要,可以进一步扩大市场需求,符合可持续发展的理念,未来的市场前景远大。
2工业化住宅概述
工业化住宅是指住宅建设由传统的以手工操作为主的小生产方式向社会化大生产方式过渡,将住宅分解为构件和部品,釆取大工业化生产方式,最后现场组装在一起的住宅建筑。工业化住宅以科学技术为指导,采用先进、适用的装备,在住宅标准的基础上研制建筑部品和配件,带动了相关企业和服务部门的发展,是住宅发展走向专业化和社会化的道路。
3保障性住房的工业化设计研究
3.1以装配整体式的工业化主体结构体系为支撑
装配式住宅是把需要大量建造的住宅,采用标准化系列化的住宅部品,按照工业化生产住宅部品,通过机械化施工及科学的组织管理,使之形成具有优良品质的住宅的产业化全过程。装配式住宅具有生产系统之分割的特质,即结构体系统与内装体应分开的前提下,再进行进一步的分割,使其确保生产的独立性,从而满足工业化生产的组织专业化、施工工业化、部品预制化的要求。
3.2装配整体式的钢筋混凝土主体结构技术集成
建筑主体结构采用了集成建筑的装配整体式钢筋混凝土主体结构技术体系。该体系在充分吸纳国外先进理念与技术的基础上,自主创新,解决新技术与高成本的矛盾,创新研发出符合中国国情的、集多项专利与核心技术为一体的、基于装配式剪力墙体系的多层和基于现浇剪力墙体系的结构体系,可大幅度缩短施工周期、提升建筑质量、控制建筑成本、节能环保低碳。
集成住宅结构体系一是一种等效现浇跨框架—剪力墙结构体系。该体系的竖向承重结构体系如柱、剪力墙(短肢剪力墙)采用现浇方式,水平结构体系则采用由叠合梁和叠合板组成的叠合现浇楼盖体系。内部预制轻质填充墙采用与叠合梁下悬拉接方式。护墙体全部采用了预制钢筋混凝土外挂板,上部设拉接筋与叠合楼板现浇部分整体现浇,下部仅设螺栓固定点作为自由活动端,其受力独立于与主体之外,完全不起承重作用。按照这种方式建造的集成住宅结构体系,本质上是一种等效现浇跨框架—剪力墙结构体系,可以按照现行规范进行受力计算。
这种装配整体式住宅技术体系的主要特点有,适应建筑主体的传统体系和新型结构体系;以模数协调、模块集成、技术优化为基础;以大工厂流水线生产、大装备成批量制造、大规模市场定制为工业化手段;以机械化作业和装配施工为作业方式;以功能完备、节能环保、价廉物美为产品特性。同时,没有一味追求不切实际的预制化率,而是基于国内相关技术与现行规范的实际情况,开展切实可行的工业化技术的研究与实际应用。
3.3以标准化设计为基础与统领
3.3.1实施贯穿全过程的标准化设计和模数化控制
工业化建筑设计除了需要关注专业之间协作之外,尤其需要重视工业化建造全过程各环节的要求。比如,相比传统建筑,需要考虑构件和部品的生产环节和运输环节、施工条件(如吊装机械和场地等)、土建装修装修一体化设计以及相应的对内装部品的选择与设计、设备与管线设计等。设计除了应能够施工顺利安装并保证品质外,很重要的一个考量因素即是成本的降低,这也是工业化建筑的生命力所在。
国内外经验证明,在工业化住宅设计中,以模数控制为基础,以标准化设计为主体,才能统领上下游各环节,实现构件部品的工厂化制作和现场的装配式安装,达成工业化建造。在标准化模数化基础上,进而实现规模化和量产化,才能充分发挥工业化大生产的优势,保证品质降低成本。因此实现标准化和模数化是工业化住宅设计的核心和基础,统领着全过程。
3.3.2土建装修一体化设计
由于使用功能的要求和环保的要求,公共租赁住房一般要求实现住宅内装全装修,有别于传统的主体完工之后再进行二次装修。而工业化预制装配式建造由于构件精度高,有利于实现一体化装修,同时将传统内装分解为部品化的集成设计与组装,实际上仅在现场完成工业化部品的组装。
3.4以部品化生产采购和装配式干式工法为特征
运用工业化的理念,采用标准化设计基础之上的部品化建造的住宅工业化为主线,应该是系统的、且有完整的生产产品架构;在建立标准体系基础上,把住宅部品化,即将住宅分成不同的模块,然后组成一个系统,最后形成架构。从工业化、标准化、耐久化、环保化四大主题来打造公租房住宅,力求在住宅筑全生命周期中实现持续高效的利用资源、最低限度地影响环境,积极推动住宅工业化体系的形成和住宅产业化的发展。本项目即是在结构体系统与内装体分开的前提下,具体实施部品化制造安装和装配式干式工法施工。
4结语
住宅工业化是伴随住宅建设发展的必然趋势。回顾我国建国以来住宅工业化的发展路程,从结构体系设计、构件标准化、政策支持等方面发展住宅建筑工业化,但没有发展大生产方式的大批生产力,完成半手工半机械方式向大生产模式的转变,是整个住房建设过程形成一个完整的系统,在政府和市场的共同协调下,从而带动建筑领域的经济增长。
我国在住宅工业化发展过程积累了相当多的经验,但是我国还处于住宅工业化的初期阶段,在吸取国外经验教训时,应根据我国具体情况进行分析釆纳。从我国当前的状况来看,发展住宅工业化应该注意一下五个方面:第一,加快我国住宅工业化生产的制度和技术标准的建立,促进工业化良性发展,保证住宅质量;第二,注重住宅的配件的标准化设计,增强通用性,降低成本;第三,建立优惠的市场政策,鼓励开发商进行工业化住宅建设项目的实践,加快工业化技术发展;第四促进我国住宅工业化建设的试点工程项目建设,探寻适宜我国本土情况的技术体系。在住宅工业化发展的理念指导下,进行住宅体系及技术转型和创新的发展,探索集约、开放、多样的住宅建设,促进我国住宅生产方式的根本性转变。
参考文献
[1]刘康,寿青云.日本工业化住宅发展的研究与分析[J].住宅科技,2002(02)
关键词:建筑业;创新;建设;绿色
据统计,陕西省2015年完成建筑业总产值4752.6亿元,实现增加值1787.18亿元,占全省GDP9.8%,2015年虽然比上年回落了0.22个百分点,但仍然达到了6.86%的高点,建筑也虽然取得了一定的成绩,但也存在不少问题,如:国有企业“大”而不强、科技创新能力不强、产业拓展延伸不够、建筑产业现代化程度低、市场秩序不够规范等,已成为制约企业发展的重要“瓶颈”。面对经济发展新常态,陕西建筑业如何保住富民强省的产业地位,破解当前的困局呢?本文从以下几点展开论述。
一、创新理念―协调发展
近年来,我省充分发挥政策的引导作用,放开非国有投资招投标限制,建设单位自主选择具备相应资质的施工、监理企业,依法办理相关手续,对建设工程质量安全负总责;国有投资项目全面实行电子化招投标,招标人在制定资质资格预审和招标文件时,应根据企业信用等级设定鼓励或限制其投标的因素及条件;开展建筑强县评选,鼓励各市(区)、县出台扶持建筑业发展的具体政策,支持建筑业转型升级;适应营改增需求,建立与承包方式、产业现代化等相适应的工程造价体系,动态市场人工单价,满足优质优价的工程计价需求;推行工程总承包模式,支持工程监理、招标、造价咨询等中介服务企业跨行业、跨地域联合重组、互补合作,积极以代建方式参与政府投资项目建设。
同时,破解企业资金紧缺难题。抓好工程建设领域银行保函和信用担保政策落实,凡要求施工企业依法提供保证金,企业提供的银行保函和信用担保,任何单位不得拒收,招标监管部门在审查招标文件应严格把关;全面清理非法保证金,对无法律法规依据的,坚决予以清理,切实减轻企业负担。
开展建筑业劳务用工制度改革试点。省住建厅和人社厅联合定制了《陕西省建筑业劳务用工制度改革试点实施方案》,提出建立惠及包括农民工在内的所有建筑业从业人员的劳保统筹制度,切实解决涉及建筑业劳务用工的技能培训、鉴定考核、工资支付、养老保险、住房保障等问题,利用互联网+新型建筑用工管理模式,建立“建筑务工信息网”。
二、绿色引领―提质增效
“十二五”期间,全省累计安排省级可再生能源、建筑产业现代化、绿色建筑等财政专项资金1.3亿元,居住建筑全面执行65%节能标准,完成既有居住建筑节能改造面积1165万O,19个光电建筑列入中央财政资金支持的国家级示范项目。荣获鲁班奖工程30项,获得国家工法32项、省级工法422项,创建省级文明工地1211个,绿色建筑项目建设数量排名全国第七,第一个省级建筑产业基地已在西安临潼落地,建筑产业现代化示范项目共计32万O。
以“两体系一平台”建设为重点,搭建了“四库”、“九系统”,相继研发启用了行政审批系统、关键岗位实名制管理系统、施工许可管理系统、招投标管理系统和诚信信息平台,加强信用信息采集和互联互通督导。BIM(建筑信息模型)技术作为建筑行业提高、控制工程质量的有效途径,建筑企业创新发展的重要技术手段,受到了越来越多建筑企业的重视和应用。
2016年加大对建筑业现代化的支持力度,要加大科技研发投入,推广应用创新成果,到2020年,新增省级以上企业技术研发中心5家,装配式建筑要占新建建筑比例20%以上,绿色建筑普及率不低于50%。2014年以来,我省先后制定下发了《关于推进建筑业现代化工作的指导意见》和《关于推进建筑产业现代化的实施方案》。建筑业科技进步与技术的创新,使我省的建筑产业化发展进一步加快。我省将建筑产业化作为建筑业转型升级的重要抓手,大力发展装配式建筑,开展建筑产业现代化示范城市试点。2015年,西安建工集团成为首个省级建筑产业化基地。陕建集团两个建筑产业现代化基地在延安安塞和西咸新区开工。2016年房地产企业金泰恒业联合陕西五建等单位的建筑产业化基地开工建设,全省规划建设的装配式建筑示范项目32万O。
三、共享共赢―政策扶持
2015年底,陕西省住建厅会同商务厅联合出台了鼓励建筑企业“走出去”的扶持措施,将对外承包工程纳入商务行政主管部门和建设行政主管部门重点支持范围,凡建筑业一级和具有勘察设计甲级以上资质证书,有与开展对外承包工程相适应的资金和专业技术人员和管理人员和良好的商业信誉的企业,均可申请对外承包工程资格。
加强与国家开发银行、中国进出口银行、中信保等金融机构的合作,加大对建筑业企业对外承包工程项目全产业链的金融支持力度,降低企业在海外业务发展中的资金压力。加强人才开发投入,尤其是“走出去”人才的培养,鼓励建筑行业人才加入CIOB组织,提高国际市场认可度。强化技术创新,鼓励企业创建技术研发中心,加大科技创新投入,提高企业自主创新能力。同时,鼓励建筑企业在国外承接的工程项目参加省内优质工程和勘察设计奖的评奖,并对在国外承接的质量优、水平高、效益好的工程项目,无论是独立完成或与其他单位共同完成的国(境)外的工程项目,均纳入省内优质工程奖和勘察设计奖的评奖范围。
据统计,2015年陕西省对外承包工程完成营业额22.04亿美元,同比增长23.31%,新签合同额32.89亿美元,同比增长181.42%。其中,勘察设计类对外承包工程企I完成营业额1.93亿美元,合同总额8.76%。
四、结语
随着“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念发挥积极深入的影响,2016年,陕西建筑业也必须增强机遇意识、忧患意识、责任意识,为实现全省拐弯超车贡献行业力量。以推进建筑业转型升级和提升企业竞争力为核心,以规范建筑市场秩序和保障工程质量安全为目标,以信息化建设为载体,全面推进关键岗位实名制管理;以工程质量治理为手段,强化事中事后监管;以政策引导和优质服务为方向,推进建筑劳务用工改革,为建筑业发展营造良好环境。
参考文献:
[1] 温海成;中国建筑业企业国际化问题研究[D];重庆大学;2007年.
[2] 张凯;我国建筑业信息资源管理研究[D];华中科技大学;2004年.
增强土建项目横向配套施工能力,加快发展重心向经济效益较好的设备安装、钢结构、环保、园林、防腐工程等专业延伸,培植壮大一批经营特色明显、科技含量较高、市场前景广阔的专业化施工企业。加快发展基础设施产业。抓住国家加大基础设施领域投资的机遇,加快建筑业企业与交通、电力、水利等企业的兼并整合或强强联合,加强在公路、隧道、机场、码头等工程项目中的合作,积极参与承建国家大型基础建设项目和高新技术、高附加值项目。
二、建设“建筑强县”,增创企业品牌优势
科学制定发展战略。引导企业认真研判经济形势、产业导向和市场走向,结合自身实际,科学制定发展规划和发展战略,全面提升企业发展潜力和动力。加大资源整合力度。引导支持实力强、人才多、品牌好的企业,通过改组、联合、股份合作等形式进行资源整合,形成发展一批资质等级高、资产规模大、发展活力强的建筑企业集团。放大企业品牌优势。品牌是企业的核心和灵魂,体现着企业的核心竞争力。要把每一项工程都作为打造企业品牌、提升整体实力的平台和载体,以创建“鲁班奖”、国优工程奖为目标,全面加强质量管理,力争更多的企业、更多的项目在更高层次上“创优夺佳”,进一步提升“建筑之乡”的品牌影响力和知名度。
三、建设“建筑强县”,增创市场拓展优势
发展新兴市场板块。积极参与天津滨海新区、半岛蓝色经济区、海峡西岸经济区等国家战略规划区建设,开拓以西安为中心的陕甘宁地区及内蒙古等西北市场,争取一年打基础,两年上规模,三年大发展,逐步扩大外省新兴市场规模。拓展境外市场板块。加强对境外市场的研究,通过与国际知名承包商、大型央企合作或独立承包工程等方式,积极参与境外市场施工,提高境外市场规模和效益。
四、建设“建筑强县”,增创人才、科技优势
加强人才队伍建设。全面实施“人才兴业”战略,建立人才激励机制,使企业内部分配向高级管理层、一线项目经理和工程技术人员倾斜,确保人才引得进、用得好、留得住。通过走出去学、请进来教、实践中干等方式,重点培养具有创新、创业精神的企业家,以及复合型经营管理人才和高级专业人才。提高科技创新水平。建立健全以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的科技创新体系,加强与高等院校和科研机构的合作,开发出更多的专利、工法、标准和专有技术,提高建筑工业化和机械化施工水平,提升建设工程科技含量。发展科技创新产业。加强新技术、新材料、新产品的研发,重点发展建筑智能化、电子工程、信息系统集成等高科技、高附加值、市场需求量大的产业。准确把握国家政策导向和国内外建筑市场发展趋势,大力发展绿色、低碳、环保、节能等战略性新兴产业。
五、建设“建筑强县”,增创建筑工业化优势
引导支持建筑企业更新观念、创新思路,运用先进实用技术,以构件预制化生产、装配式施工为生产方式,以设计标准化、构件部品化、施工机械化为特征,整合设计、生产、施工整个产业链条,不断提高施工机械化和建筑构配件的工业化、集成化水平。大力推广工厂化生产、装配化施工的房屋建造模式,推广装配式钢筋混凝土、钢结构、轻钢结构等新型建筑结构体系,减少现场作业,提高劳动生产率。积极采用现代信息技术、方法和手段,在工程招投标、项目管理、材料采购、成本核算、现场监管等环节实现信息化管理,以信息化技术改造提升传统建筑业,带动建筑工业化发展。
【关键词】盾构法 异型断面 施工
1引言
直接采用盾构法施工或配合盾构法施工异型断面隧道已成为世界各国地下铁道施工的最新技术和前沿之一。如英法海峡隧道渡线室采用盾构通过后矿山法修建,伦敦地铁曾采用铸铁管片拼装渡线室等等。另一方面,由于我国盾构设备能力及设计施工技术经验不足,目前上海、广州、北京、南京、深圳等城市在已建和拟建的地下铁道中,多数情况下均 用明挖法和矿山法施工,盾构法施工仅限于断面型式单一,直径较小的区间隧道。配合盾构法施工异型断面隧道,不管是直接 用盾构施工法或间接地在盾构施工法的基础上进行扩挖都尚未尝试。这种现状严重制约了盾构施工技术在我国的发展和推广。目前施工异型断面可以有两种途径:一是采用扩径盾构法,二是在盾构隧道基础上采用传统方法扩挖。
盾构隧道异型断面一般是在原隧道基础上扩挖修建的,扩挖技术成为施工的关键技术。盾构隧道在下述情况下需要进行地中扩挖:①在平行设置的2个髓道之间建造地铁车站等建筑物。②在地中建造组装扩径盾构的空间和各地下设施的收容空间等。③在地中隧道分岔处或某种角度接合处。地中扩挖的难点是,由于扩挖的施工法、扩挖部结构及隧道接合部的接合法,产生了这部分结构与防水两方面问题,对此必须在设计施工时进行周密的研究。图1是常遇异型断面和扩挖的场合。
图1异型断面及其扩挖
2 扩径盾构法修建异型断面
扩径盾构施工法是刘原有盾构隧道上的部分区间进行直径扩展,以满足修建地铁车站和安装其他设备之需要。扩径盾构的施工过程见图2。施工时,先依次撤除原有部分衬砌和挖去部分围岩,修建能够设置扩径盾构机的空间作为其出发基地。随着衬砌的撤除,原有隧道的结构,作用荷载和应力将发生变化,所以必须在原有隧道开孔部及附近采取加固措施。扩径盾构在撤除衬砌后的空间里组装完成后便可进行掘进,为使推力均匀作用干机休尾部的围岩,需要设置合适的反力支承装置。当尾部围岩抗力不足时,需要采用增加围岩强度的措施,也可设置将推力转移到原有管片上的装置。扩径盾构的施工工艺主要包括:—次盾构掘进,修建一次盾构基地,圆周盾构,圆周盾构掘进,完成扩径盾构出发基地,组装扩径盾构,扩径盾构掘进和完成扩径等。
圈2扩径盾构法
扩径盾构在国外也是一项先进的施工技术,正获得越来越广泛的运用。图3是扩径盾构机及其修建的扩径隧道写真图片。显然,扩径部位是特殊的异型断面,该部位的应力状态非常复杂。表1是扩径盾构施工实例。
图3 扩径盾构及其修建的扩径盾构隧道
扩径盾构需注意以下事项:①盾构机长应尽可能缩短以缩小出发基地的规模。根据原有隧道内的运输,对出发基地内的组装的大小及重量进行分割。②开挖面作业空间的划、会影响盾构开挖作业效率,故需考虑其作业性进行决定,一般需确保30cm以上的最小开挖空间。③配备能够迅速进行扩径管片组装和和原有管片拆卸的装置。由于修建扩径盾构出发基地时,应依次拆除部分衬砌和挖去部分围岩,修建能够设置扩径盾构的空间,这将导致原有隧道的结构作用荷载和应力发生变化.所以除需在原有隧道开孔部及其附近加固隧道外,还需通过测量掌握衬砌应力,在监视围岩状态的同时谨慎施工。
3盾构隧道基础上人工扩挖法修建异型断面
异型断面隧道长度相对盾构施工总长占据很小的比例,为长度相对较短的异型断面区段制造或购买一台扩径盾构机不切合仍处于发展中国家的我国国情,现阶段在我国大量采用扩径盾构法施工尚有一段距离。结合中国国情,在修建需扩挖的异型断面时,宜采用在盾构施工完成后用传统方法进行扩挖的途径。换言之,先采用在全部或部分暗挖区间以盾构法施工先行贯通,在已经形成的区间隧道基础上再用不同方式对车站、渡线室、联络通道等特殊异型断面进行扩挖,这样不仅可大幅缩短建设周期,提高地铁工程的建设质量,确保施工期间的安全,极大地减小对周围环境的影响,而且能通过盾构法的长距离应用,产生规模效益,从总体上较大幅度地降低工程造价。图4是以盾构隧道为拱座基础修建单拱结构的示意图,它的特点是无用盾构修建两侧隧道,在隧道内部模筑混凝土拱座,然后用若干小型盾构修筑上部拱式结构体,在上部结构体的保护下采用人工开挖,此方法是典型的盾构隧道基础上进行人工扩挖修建异型断面的实例之—。
图4 盾构隧道为拱座基础修建单拱结构示意
以两连岛式车站为例,在双线盾构隧道基础上扩挖成站的施工步骤大致为:(a)进行地层加固和超前支护、开挖中导坑并修筑巾墙;(b)超前支护或地层加固、开挖左侧导坑并修左边墙;(c)超前支护或地层加固、开挖左部拱顶上弧并修筑拱部结构(现浇混凝土或装配式);(d)开挖左洞余下部分并拆除管片;(e)修筑左洞仰拱(现浇混凝土或装配式);(f)超前支护或地层加固、开挖右侧导坑并修右边墙;(g)超前支护或地层加固、开挖右部拱顶上弧并修筑拱部结构(现浇混凝土或装配式);(h)开挖右洞余下部分j9拆除管片;(i)修筑右洞仰拱(现浇混凝土或装配式。施工步骤见图5。综上,在盾构法隧道基础上扩挖主要包含以下步骤:地层加固和超前支护,管片拆除,扩挖土体,临时支护,模筑混凝土或管片安装,拆除支护等步骤。一般地中扩挖施工时,都采用敞开开挖面的方法。由于围岩因先行隧道的施工已经松动,应根据需要用辅助施工法等来取得围岩的稳定,然后分步开挖,同时采取适当措施以防止已设隧道或地中结构物的变形。可采用钢制支架或特殊的管片等一边支护围岩,一边慎重进行扩挖。作为特殊的地中扩挖方法,已开发使用的有一种通过管片装置的组合来加宽已设隧道的施工法,侧向扩挖已设隧道的施工法等等。对于联络通道或渡线,异型断面位置应力复杂,需认真考虑接合方式,注意应力恶化区域。
4 盾构法隧道异型断面的主要技术问题
西南交通大学承担了广州地铁3号线异型断面施工技术研究课题,从先期计算分析和以往盾构隧道课题研究成果来看,以下一些技术问题非常重要,值得深入地细化分析:
(1)从施工角度而言,重要的是保证扩挖时围岩的稳定和控制相邻管片应力的恶化,为此,需要重点研究管片拆除前对围岩的超前加固和拆除后扩挖过程中的临时支护技术:包括设置临时支柱,对管片后围岩超前注浆加固处理等措施:其次需要研究运用于异型断面区段的特殊管片型式以及连接异型断面与普通断面的合理连接构件.连接构件要保证异型断面处受力状态合理,外观上符合审美标准等。设计和研制适用于局部扩挖的小型施工机械.保证施工方便和容易操作,例如设计小型盾构机械,可以用于图4顶拱的施工,由于异型断面管片后部围岩异于普通盾构隧道.采用常规壁后注浆方式效果难以保证.所以研究异型断面处壁后注浆的具体方式比较重要:
(2)从设计角度而言,主要需发展针对特殊异型断面型式的结构计算方法和模式。同时要能够全面模拟施工过程隧道的力学行为,即加固,管片拆除.开挖,模筑衬砌或拼装特殊管片等过程。在盾构隧道基础上扩挖的最大不同就是在原基本稳定的围岩和管片系统基础上拆除管片。管片拆除后围岩和相邻管片应力将重分布,紧接着的开挖将再次破坏上一次的应力状态,管片安装后对这一应力状态又将产生新的调整,这些过程对于异型断面的施工安全都极为重要,需要系统的分析计算,找出应力变化和调整的规律,以便施工时采取相应的对策;合理考虑连接部位各种因素的应力应变分析方法,以便能够选择和优化连接构件的几何尺寸和连接方式,研究表明:衬砌连接部位采用搭接代替钢接能显著改善连接部位的应力状态;对需设置立柱的地方,也需要研究立柱和管片的连接方式,在满足其他要求情况下,尽量做成柔性接头,如铰接或弹性较等。
参考文献
混凝土连续梁桥大得多的跨越能力。现代的桥梁工程多运用预应力混凝土结构。预应力混凝土的内部应力和分布规律有利抵消荷载作用下产生的拉应力,使混凝土构件不致开裂或减少裂缝开展的宽度。预应力混凝土连续梁优于普通钢筋混凝土连续梁的另一重要特点,就是它可以有效地避免混凝土开裂,特别是处于负弯矩区的桥面板的开裂。本文结合桥梁的施工,简要谈论预应力混凝土结构在中等跨度桥梁的施工技术。
关键词:中等跨径桥梁;预应力混凝土;施工
Abstract: due to the prestressed structure can give full play to the characteristics of the high strength materials, and to promote the light-duty structure, so that is better than the reinforced
Concrete continuous girder bridge across much of the ability. The modern bridge engineering using prestressed concrete structure. The interior of the prestressed concrete stress and distribution of favorable to offset the load of produce tensile stress and make concrete component from cracking or reduce the width of the crack development. Prestressed concrete continuous beam beyond ordinary reinforced concrete continuous beam of another important characteristics, that is, it can effectively avoid cracking, especially in the negative moment OuDeQiao panel craze. Combining with the construction of the bridge, this paper briefly talk about prestressed concrete structure in the middle span bridge construction technology.
Keywords: medium long span bridge; Prestressed concrete; construction
中图分类号:TU528.571 文献标识码:A 文章编号:
1引言
桥梁是在道路路线通过江河湖泊、山谷深沟以及其他线路(公路或铁路)等障碍时,想要保证道路的畅通性,充分发挥其正常的运输能力而修建的构造物,因此可以说桥梁是跨越障碍物的结构。预应力混凝土的梁式桥,在我国也获得了很大的发展。对于中小跨径的梁桥(跨径在6~25m),已广泛采用配置低合金钢筋的装配式钢筋混凝土板式或T形梁式的定型设计,它不但经济适用,而且施工方便,能加快建桥速度。
2中等跨径预应力混凝土桥梁
中等跨径预应力混凝土桥梁泛指跨径在30M以下有简支、连续,等各种系预应力混凝土桥梁。预应力混凝土的内部应力和分布规律有利抵消荷载作用下产生的拉应力,使混凝土构件不致开裂或者减少裂缝开展的宽度。
对于中小跨度的连续梁,当采用目前比较盛行的顶推法施工工艺时,往往就设计成等跨、等高的连续梁桥。受力性能不如不等跨布置;鉴于施工工艺的独特优点,采用顶推施工时,施工方便,经济效益高。补偿了结构本身作为等跨、等高连续梁的短处。当桥梁的跨度不太大时,也可采用先预制成简支梁,待其被架设在临时支座上后,再在支点顶部张拉预应力筋来建立连续性的施工方法。在此情况下,全桥竣工后也成为等跨、等高的连续梁桥。
3中等跨径预应力混凝土桥梁施工技术
桥梁的施工应包括施工技术和施工的组织管理。其中施工技术是选择施工方法,确定各施工阶段所需的机具设备、材料和劳动力等事项。
桥梁施工方法需要在实践中不断深入研究,根据工程设计要求、施工现场环境、设备、经验等各种因素综合分析考虑,合理选择在梁桥的施工中,普通钢筋混凝土简支梁可以根据设计和现场的实际情况来选择分片预制安装、落地固定支架法或移动模架法;预应力钢筋混凝土简支梁可采用分片预制安装法;连续梁桥和刚架桥中的主梁可选择落地固定支架法、分段悬臂浇筑法、分段预制悬臂拼装法或顶推施工法。在拱桥的施工中,可采用落地固定支架法、分段悬臂施工法或转体施工法。
3.1就地现浇梁法
就地现浇梁法修建的预应力混凝土桥梁,其结构形式起初多采用在跨中设置仅传递剪力的剪力铰的刚架结构。然而,跨中设置剪力铰时,由于在一部分桥梁中因混凝土的徐变变形使悬臂端发生下挠倾向,为此,对于铁路桥或跨径达到一点距离的桥梁,都倾向于在悬臂安装结束后将梁在跨中部分固结,做成连续梁桥或刚架桥。此外,亦有将两孔T型刚架桥并列的结构体系。
2)分段悬臂浇筑法。一般从桥墩对称进行分段悬臂浇筑施工或悬臂拼装施工。这种施工方法不用或很少用支架,基本不影响河道的通航,从而使预应力混凝土悬臂梁桥、T形刚构桥、连续梁桥和连续桥梁常用施工方法得到了发展。
3)移动模架法。随着桥梁结构的发展,多跨长桥和高架桥梁大量建造,其跨径通常考虑经济分孔,采用等截面梁,因此要求施工快速、简便且使用一套机具设备连续作业。移动模架法是采用大型的施工设备,在梁的位置上,逐渐完成梁的一系列制造工作后,纵移施工设备连续施工的施工方法,相当于把桥梁的预制场移到桥位,并依靠机械动力逐跨完成,它对于大型桥梁工程施工向工厂化、机械化和标准化方向迈进,是一种有益的尝试。
3.2预制安装梁法
1)分片预制安装法。随着设计的标准化、桥梁构件的工厂化,出现了装配式钢筋混凝土简支梁桥。从预应力技术在桥梁工程中应用之后,随着起重能力的提高,中小跨径的装配式预应力混凝土简支梁桥得到了普遍推广。这些装配式混凝土简支梁桥,大多数采用沿纵向分片预制,安装后通过横向联系形成整体。
2)分段预制悬臂拼装法。由于桥梁跨越能力的提高,主梁自重很大,分片预制安装法难以实施,因此将主梁横向分段预制,再从桥墩对称进行悬臂拼装施工。与悬臂浇筑法类似,这种施工方法同样不用或很少用支架,基本不影响河道的通航,可用于预应力混凝土悬臂梁桥、T形刚构桥、连续梁桥和连续刚构桥的施工。同时,建造大跨径桥梁不需要大型起吊设备,桥梁不仅有实腹式,也出现了空腹桁架式,主梁截面形式也从T形、工形发展到箱形。
3)顶推施工法。顶推法施工的关键是顶推作业,核心问题在于应用有限的顶力将梁顶推就位。初始的静摩擦系数大于稳定后的静摩擦系数,静摩擦系数大于动摩擦系数。摩擦系数大小与四氟板厚度及不锈钢板的光洁度有关。顶推施工中所用的滑移设备与在转体施工中采用聚四氟乙烯板的转动设备相似。顶推的施工方法多种多样,主要依照顶推的施工方法分类,同时也可由支承系统和顶推的方向来区分顶推的施工方法
3.3转体施工法
在深谷,在水深流急的河道上,河道又不允许断航的情况下,在城市交通繁忙的主干道上建造桥梁,如采用转体施工法施工就能收到良好的技术和经济效益。转体施工法有很多方法,主要有平面转体、竖向转体或平竖结合转体。其中平面转体应用的最多,是在河流的岸边或者两侧先预支出半桥,然后进行组合,在转动到桥位的轴线。克服了施工的难度。竖向施工是在先预制好构件,然后再竖向进行组合。平竖结合转体施工是结合前两种施工方法,进行很好地统一。
4中等跨径预应力混凝土的施工优点
在土木工程施工中,桥梁的施工是一个比较复杂繁重的过程。这个过程涉及到很多的领域,主要有环境,资源,地质,管理,流体还有天气等等。更与人有很大的联系。其中人的因素占了很大的比重,所以对于桥梁的施工应该是很多行业的专业人员一起努力共同的完成。
预应力混凝土结构的特点与普通钢筋混凝土结构比较预应力混凝土结构具有以下优点。
提高了结构的抗裂性和耐久性;在预应力混凝土结构中,由于预应力的作用,可以使构件不会出现或不会过早出现裂缝,从而提高了构件的抗裂性能。构件内的钢筋不易锈蚀,这就增强了构件的耐久性,或者说延长了结构物的使用年限。增大了构件的刚度一般来讲,普通钢筋混凝土结构在正常使用阶段,混凝土在受拉区都已经产生拉裂缝,也即所谓带裂缝工作(在设计上控制这些裂缝的宽度以免钢筋锈蚀或挠度过大)。这样,对于整体钢筋混凝土构件来讲,其刚度就减弱了许多。而预应力混凝土构件在正常工作阶段,由于混凝土中存在预压应力,梁在使用期间不产生拉应力,混凝土就不出现裂缝,所以其整体刚度大大增加。节省材料;由于预应力混凝土构件充分利用高强度混凝土和高强度钢材的高强性能,从而大大地提高了构件的承载能力。在荷载一定的条件下,可以充分发挥高强钢筋与高强混凝土良好的抗拉、抗压性能,减少构件截面尺寸,节省了材料。减轻结构自重和增加跨越能力。总体来说,桥梁施工的一般特点是涉及范围广,组成人员复杂;结构多样性、技术性强,要求参与者周密、细致、良好地协作;成品的艺术性和质量要求越来越高,尤其是城市桥梁。
5结语
一座设计完美的现代化桥梁可以反映一个国家或一个民族的传统文化特点、社会文明进步程度和科学技术发展水准以及其工程设计和工业制造水平。桥梁及桥梁工程的发展反映了社会发展对交通的需求,是交通发展的重要方面之一,它从一定程度上折射出人类社会进步和科学技术发展的程度。施工决定着桥梁工程的质量、工期和实际造价等关键问题。对于中等跨径桥梁,其主要运用预应力混凝土施工技术,预应力混凝土的施工技术对于施工方法,施工材料都有很好的改进。本文只是简析预应力混凝土在中等桥梁施工的应用,希望对桥梁施工有一定的帮助。
参考文献:
[1]李国平.桥梁预应力混凝土技术及设计原理.北京:人民交通出版社,2004.
[2]王穗平.桥梁构造与施工.北京:人民交通出版社,2007
【关键词】技术经济分析 深基坑工程 支护体系
一、引言
随着国民经济快速增长和建筑业的不断发展,高层建筑如雨后春笋般纷纷涌现,如跻身于世界顶级摩天大厦之列的上海金茂大厦、深圳地王大厦、广州中信大厦。这些大厦的高度均已经超过300米,而其基坑深度也已逐渐由6m、8m、10m发展至20m以上。建筑物高度越高,其埋置深度也就越深,对基坑工程支护的要求也越来越高。这些工程的实施,促进了建筑科学技术的进步和施工技术、施工机械和建筑材料的更新与发展,其投资也随之不断增长。如何在现有施工条件下,选择一个既经济又安全的支护体系,是高层建筑深基坑工程施工中需要解决的一个问题。
二、深基坑工程支护类型
1、挡土支护系统。常用的有钢板桩、钢筋混凝土板桩、深层水泥搅拌桩、钻孔灌注桩、地下连续墙、土层锚杆与土钉墙。其功能是形成支护排桩或支护挡土墙阻挡坑外土压力。
2、挡水支护系统。常用的有深层水泥搅拌桩、旋喷桩、压密注浆、地下连续墙、锁口钢板桩。其功能是阻挡抗外渗水。
3、支撑支护系统。常用的有钢管与型钢内支撑、钢筋混凝土内支撑、钢与钢筋混凝土组合支撑。其功能是支承围护结构侧力与限制围护结构位移。
三、施工技术比较
1、钢板桩支护。钢板桩由于施工简单而应用较广。但是钢板桩的施工可能会引起相邻地基的变形和产生噪声振动,隔水性能差,周围建筑物及地下管线会引起较大的沉降和位移,对周边环境影响很大,因此在人口密集、建筑密度很大的地区,其使用常常会受到限制。而且钢板桩本身柔性较大,如支撑或锚拉系统设置不当,其变形会很大,所以当基坑支护深度大于7m时,不宜采用。同时由于钢板桩在地下室施工结束后需要拔出,因此应考虑拔出时对周围地基土和地表土的影响。
2、深层搅拌桩支护。作为支护结构,水泥土深层搅拌桩适用于淤泥、淤泥质土、粘土、粉质粘土、粉土、素填土等土层,基坑开挖深度不宜大于6m。对有机质土、泥炭质土,宜通过试验确定。我国目前多采用格栅形式,即重力坝式挡墙。
3、排桩支护。一般来说,当基坑深h=8m-14m,周围环境要求不十分严格时,多考虑采用排桩支护。柱列式灌注桩的工作比较可靠,但要重视帽梁的整体拉结作用,在基坑边角处,帽梁应连续交圈。当周围环境保护要求严格时,为减少排桩的变形,在软土地区有时对基坑底沿灌注桩周边或部分区域,用水泥搅拌桩或注浆进行被动区加固,以提高被动区的抗力,减少支护结构变形。
4、地下连续墙。地下连续墙适用于地下水位以下的软粘土和砂土等多种地层条件和复杂的施工环境,尤其是基坑底面以下有深层软土需将墙体插入很深的情况,因此在国内外的地下工程中得到广泛的应用。并且随着技术的发展和施工方法及机械的改进,地下连续墙发展到既是基坑施工时的挡土围护结构,又是拟建主体结构的侧墙,如支撑得当,且配合正确的施工方法和措施,可较好地控制软土地层的变形。
5、土钉支护。土钉支护由于经济、可靠且施工快速简便,已在我国得到迅速推广和应用。土钉墙适用于二、三级基坑、非软土场地、基坑深度不宜大于12m。土钉是用来加固现场原位土体的细长杆件,由于随挖随支,能有效地保持土体强度,减少土体的扰动。
6、锚杆支护。我国的锚杆支护最早用于地铁工程,20世纪80年代初开始用于高层建筑深基坑支护。在天然土层中,锚固方法以钻孔灌浆为主,一般称为灌浆锚杆。除了以上六种常用支护形式外,另外还有拱圈支护和逆作法支护等。一般来说,水泥土搅拌桩和土钉墙是我国目前的基坑深度在5m以内,后者乃至10m以内首选的支护形式,土层条件好时,15m左右基坑亦经常使用。对于5-10m深软土基坑,常采用钻(冲、挖)孔桩、沉管灌注桩或钢筋砼预制桩等,并可作各种布置,如需防渗止水时,则辅之以水泥土搅拌桩、化学灌浆或高压注浆形成止水帷幕,有时亦用钢板桩或H型钢桩。当基坑深度大于10m时,可考虑采用地下连续墙,或SMW工法连续墙,并根据需要设置支撑或锚杆。
四、经济性分析
不同的地质条件和基坑深度应选择相应的经济合理的支护结构体系。第一,钢板桩支护是造价最低的。在一些简单的工程中常常采用,如一些小型的顶管工程,桥梁工程等,但因噪声大、易变形、防水性不强等特点,已逐步被支护方式所替代。第二,深层水泥土搅拌桩这种支挡结构不透水,不设支撑,使基坑能在敞开的条件下开挖,而使用的材料仅水泥而已,因此具有较好的经济效益。第三,土钉墙支护施工速度快、用料省、造价低,与其他桩墙支护相比,工期可缩短50%以上,节约造价60%左右;而且土钉支护可以紧贴已有建筑物施工,从而省出桩体或墙体所占用的地面。第四,排桩支护中的灌注桩施工简便,可用机械钻(冲)孔或人工挖孔,施工中不需要大型机械,且无打入桩的噪声、振动和挤压周围土体带来的危害,成本较地下连续墙低。同时,灌注桩围护结构在建筑主体结构外墙设计时也可视为外墙中的一部分参与受力(承受侧压),这时在桩与主体之间通常不设拉结筋,并用防水层隔开,相对来说也可以节省一些造价。第五,地下连续墙的优越性早已为世界公认。在大深度基坑和复杂的工程环境下非它莫属。唯其造价较高,需综合考虑。SMW工法连续墙在近年应用以来,普遍认为其性能良好,造价适宜。但我国尚缺乏自制的能用于大深度施工的专用机械。武汉、上海已从日本引进SMW工法专用机械,正在推广使用。在此基础上研制了减磨擦剂,能将加劲钢材拔出后重复利用,更可以降低造价。我国还进行了预制装配式地下连续墙和预应力地下连续墙的研究和试用。预制装配式地下连续墙墙面光滑,由于配筋合理可使墙厚减薄并加快施工速度。而预应力地下连续墙则可提高围护墙的刚度达30%以上,可减薄墙厚,减少内支撑数量,由于曲线布筋张拉后产生反拱作用,可减少围护结构变形,消除裂缝,从而提高抗渗性。这两种方法已经在工程中试用,并取得较好的社会效益和经济效益。第六,逆作法施工一般用在城市建筑高层时,周围施工环境比较恶劣,场地四周邻近建筑物、道路和地下管线不能因任何施工原因而遭到破坏,为此在基坑施工时,通过发挥地下结构本身对坑壁产生支护作用的能力,减少支护结构变形,使其刚度大为增强,节省支撑或锚杆的费用,使支护结构的变形及对相邻建筑物的影响大为减少,从而使总造价降低,一举多得,是一种先进的施工作业方法。第七,闭合挡土拱圈有时尚需采用水泥土搅拌桩或化学灌浆等方法形成止水帷幕。但即使如此,其造价仍低于一般的桩墙支护结构。已在广州、珠海、深圳等地6-12m深基坑中应用,比一般桩墙结构降低造价约50%。广东省地处东南沿海地带,地区地质条件属于以淤泥及淤泥质土为主的软土带,广州市区由于建筑物密布,地下管线纵横交错,在进行高层建筑深基坑施工时,在深基坑支护方案的选择方面首选内支撑与支护桩相结合方式较为经济合理;如土质良好,施工场地面积允许,也可考虑采用复合土钉支护,不仅经济、可靠而且施工快速简便;如需提高支护结构的挡土和止水抗渗效应,则加筋水泥土墙不失为一种设置支撑方便、性价比较合理的选择。
五、结论
基坑支护工程是一项系统工程,具有技术复杂、进度快、质量要求高等特点,必须要借助结构力学、土力学、地基基础等学科知识和丰富的施工经验,结合拟建场地土质及周围环境情况,才能因地制宜地制定出经济合理的支护结构方案和施工方法。
【参考文献】
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