现浇支架设计评价指标与应用.doc

现浇支架设计评价指标与应用 第四工程公司 张志新 [摘 要] 现浇支架设计指标评价体系包括：适用性评价指标、安全性评价指标和经济性评价指标。提出了轻质系数的概念，与安全系数一起作为关键评价指标。 [关键词] 支架设计 评价体系 指标 应力 1 前言 桥梁现浇支架结构具有短期性、多样性的特点。随着市场化的深入，成本竞争越来越激烈，施工节奏越来越快，这就要求支架设计不仅安全、经济，而且必须要做到快速、准确。对设计方案的审核也有相同的要求。目前，要将方案做好和审核好，越来越困难。因此，有必要建立一套现浇支架设计评价指标体系，从宏观上控制设计中的安全、经济要素，并用来指导设计和方便审核。 现浇支架设计安全经济性评价应满足下面几方面的应用要求： 评定设计是否可用，是否经济、安全。 使不同支架设计具有可比性，实现指标数据积累，提高设计水平。 利用指标体系可以快速计算各种支架造价，便于方案比选。 2 评价的要求 2.1 全面性 指标体系能全面评定支架设计的适用性、安全性和经济性。适用性指支架设计满足使用要求，对于现浇支架主要指承载力满足混凝土和其他施工荷载要求和支架安装、拆除的难易程度。 安全性指支架承载力的富余程度，以安全系数表达。安全系数指构件的屈服强度与应力的比值。支架构件较多，精确的评定应引入可靠度计算方法，但对于施工期的支架，可靠度计算的方法还不实用。 经济性指实际完成方案内容所消耗和占用资源，并按照市场价格计算所需费用，包括人工费、机械费和材料费及现场管理费。 2.2 简明性 指标体系将应力、重量、体积、荷载等反映支架状态、能力的数据之间的关系简化成尽量少的综合性指标，以各种量值或系数表达。 2.3 方便使用性 简明的指标体系一般都使用方便，但是还应强调，必须便于在评价、积累、预测过程应用。 3 评价指标 3.1 支架承载量 支架上所有荷载的重力，单位：kN。该指标反映支架的荷载量，用于判断支架承载能力和安全性。 3.2 难度系数 根据不同支架高度、结构形式和地质地形条件分为5个等级，由易到难分别为1、2、3、4、5。难度系数是一个模糊判断指标。该指标作为评判适用性、经济性和进行施工组织的参考。表3-1为现浇支架难度系数表，支架难度系数以表中影响因素中对应的最大的难度系数为准。 现浇支架难度系数表 表3-1 影响因素 难度系数 支架高度 地形 地质 支架结构形式 水文 1 5米以内 平坦坡度8%以内 坚硬，承载力≥350kPa 扣件式和碗扣式、门式支架 无水 2 5~15米 坡度8%~15% 250~350kPa 同上 无水 3 15~30米 15%~25% 150~250 kPa 贝雷梁和万能杆件梁柱式 水深0~2米 4 30~60米 25%~40% 80~150 kPa 拱形结构 水深2~5米 5 60米以上 40%以上 0~80 kPa 其他异型结构 水深5米以上 3.3 应力水平 在支架各种工况下，各主要构件的最大应力，单位：MPa。该指标可判断支架的安全性，对于特定构件，如立柱、梁，还可以据此推断变形量。 3.4 安全系数 支架主要构件的屈服强度与最大荷载的比值，无单位。选择控制支架强度的最软弱构件的安全系数。 3.5 支架体积 支架长度、宽度、高度的乘积，单位：立方米。反映支架的体量，用于计算支架名义密度。 3.6 支架钢材用量 支架钢材的使用量，以重力表示，单位：kN。此为经济性指标。 3.7支架承重系数 支架钢材用量与支架承载量的比值，无单位。此为经济性指标。 3.8轻质系数 支架名义密度与支架强度的比值，单位：m-1。支架名义密度：支架钢材用量与支架体积的比值，单位： kN /立方米。支架强度：支架承载量与支架面积的比值，单位：kN /平方米。 轻质系数=支架名义密度/支架强度 根据上述各概念的含义可以看出，轻质系数包含了支架体积、支架钢材用量、支架承载量之间的关系，更重要的是建立了与支架高度的关系，使得不同高度的支架具有了可比性。 当支架尺寸（体积和高度）、承载量、安全系数一定时，轻质系数反映用钢量，也就反映了结构设计水平。 当安全系数变化时，用钢量会变化，轻质系数也有变化。当安全系数不变时，用钢量变化，轻质系数也有变化。所以在一定的安全系数下，轻质系数才反映设计水平，才有意义。安全系数与轻质系数同时成为评价体系的关键指标。 4 应用 各个指标应用于设计评价和成本预测两个方面，见表4-1。 在设计时，按照类似工程的指标控制，对适用性、安全性和经济性予以控制。在支架设计完成后，利用上述指标对支架设计的适用性、安全性和经济性评价。有利于各种不同支架比较，促进设计水平。 利用上述指标，快速计算支架的用钢量，估算施工成本。 根据资料，统计了几个