桥梁的建筑工业化现状和发展趋势论文_吴杰

桥梁的建筑工业化现状和发展趋势论文_吴杰

中天建设集团有限公司 浙江杭州 310000

摘要:桥梁工程是我国的基础工程产业是国民经济的支柱产业,而建筑工业化是我国建筑行业发展的必然趋势是实现绿色建筑的必由之路。我国的建筑工业化已取得了巨大成就,但仍存在许多问题需要多方面共同努力来找到解决途径。基于此文章展开了对桥梁建筑工业化现状和发展的阐述与研讨。

关键词:桥梁建筑;工业化;发展

1 建筑工业化与传统生产方式比较

我国建筑业还是一个劳动密集、资本密集的粗放型行业。

在设计阶段仅从建筑体的结构设计出发,没有考虑施工方法与实际施工难度;在图纸设计中建筑、结构、机电等专业没有统一,施工中存在各专业空间碰撞的可能。在施工阶段采用传统的整体浇筑施工的方法。现场浇筑混凝土,现场养护,不仅需要大量模板,而且作业量大,工期较长,劳动力需求大。据我国的统计数据显示,每10000m2的建筑施工就要产生500~600t的建筑垃圾,而建筑施工产生的垃圾占城市垃圾总量的30%-40%;其次,露天作业易造成空气污染、噪声污染等问题。建筑工业化的生产方式在设计阶段采用统一设计标准,考虑建筑体系的配套技术与规模,在信息化平台上进行协同设计并实施科学的管理;在施工阶段采用预制构配件现场拼装,仅需部分浇筑,节省了大量模板,提高了建造速度,缩短了工期,减少了所需的现场施工作业人员,而且建筑垃圾的排放量和噪声污染程度也比传统工艺低许多。

2 桥梁建筑工业化的发展情况分析

2.1 “三化”发展

针对我国桥梁建筑工业化中的桥梁设计标准化、构件制造工厂化和施工机械化的工作,已经做出了显著成绩具体方面如下:

(1)实现桥梁设计标准化

桥梁标准化设计工作的趋向是,制订大规模工厂生产的标准构件设计图,逐步代替沿线就地分散施工的旧式标准图。当前,我国社会经济的快速发展为大规模发展桥梁设计标准化工作提供了良好的条件。

(2)实现桥梁构件制造工厂化

从近年桥梁建造资料看,工厂化是将钢筋混凝土桥梁按照标准构件设计,集中制造,再运往桥点上进行拼装。其主要方向是,提升桥梁工程工厂化的施工作业占比,减少现场湿作业工程量。

(3)实现桥梁施工机械化

桥梁建筑工业化的目的是使桥梁建筑变成为一个大量标准化生产的建筑工业。为了更好地改善劳动条件和提高劳动生产率,不但要求在桥梁预制工厂进行机械化、自动化的流水作业,而且也要求桥梁工地的吊安达到高度机械化。

2.2现代桥梁工程工业化技术发展

目前,我国进入现代交通工程快速发展的时代。大型桥梁工程的施工建设面临的项目重大边界条件独立与平衡统一的要求更加突出。这些桥梁建设的主要边界条件包括:跨越性与交通功能性、结构安全与耐久性、工程建设与环境保护等。面对项目总体的要求与时常相互矛盾的边界条件,几十年来,在大型桥梁工程建设领域,桥梁工程师们艰辛开拓的桥梁建设现代工业化技术,即预应力混凝土桥梁工业化技术等,为桥梁建设提供了一个经济、高效的技术平台。

(1)现代钢结构设计、制造、安装技术的发展史也可以基本上说是一部不断深入的“工业化”理念的实践史。所谓钢结构的“工业化”是钢结构设计、制造、运输及安装的工厂化、标准化、及大型化;现代钢结构工业化的基本目标是更好更快地实施不同形式的钢结构工程;我国现代的钢桁架桥梁极大地提高了项目实施的效率,更好地保证了钢结构工程的质量。例如某长江大桥的大跨度公轨双用拱桥,大桥路线全长4000米,主桥长800米,分上下两层,上面跑汽车,下面走轻轨.钢筋拱梁主跨420米,为特大公路——轨通两用中承式无推力钢管混凝土系杆拱桥。“Y”型混凝土钢构与提篮式钢箱系杆拱和钢桁梁组成,主跨420米,为世界第一长。“公路+轻轨”,是世界第一座公路轻轨两用城市大桥。主桥采用特殊智能化主动控制体系,确保主体结构施工的内力和稳定,该技术在国内是首次应用;独特的主桁体系和安装方法全国首创,其中钢梁整体节段拼装,节段最大重360吨:Y型结构施工难度及支架工程规模,居全国之首:边侧孔钢桁梁安装支架难度和规模属全国第一;用于起吊的缆索吊机达152米,从地面起算达202米,跨度达420米,规模居全国第一,也是世界第一座采用缆索吊机安装的大桥。

该桥正交异性桥面桁架梁(即“板桁钢梁”)设计在已经发展成熟的整体节点、高强镖栓、厚板焊接等技术的基础之上在国内首次采用大节段设计、大节段制造、大节段运输、大节段吊安的设计理念,旨在保证质量,并给施工单位提供了更大的工期保障空间。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆“板桁钢梁”大节段设计制造的工业化技术,提高了组合桁梁的承载效率,工地吊安的节段化提高了施工速度、更好地保证了结构质量。

(2)科学、计算力学、制造施工技术是桥梁工程技术中的三大支柱。一直以来桥梁的制造与施工技术一直在沿着工业化的方向发展。桥梁制造与实施工业化所带来的成果之一就是高性能、稳定的产品质量。桥梁中的节段预制技术把传统的浇筑工作带到了“车间”。现场的施工作业经过统一分解,集成到可重复优化的工业化制造工序中从材料到成品的各个标准化作业工序保证了混凝土节块的质量;其次由于混凝土节块在预制完成后将会在预制场内有一定的存储期,进而使节段预制工法实施的预应力混凝土桥梁中的收缩徐变效应相对减少,从而提高此类桥梁的使用寿命,减少业主的后期维护及运营费用;另外预应力混凝土桥梁工业化技术可以将巨大的永久结构合理分块,现场作业量小;对于大型工程可以多点施工组装架设,速度之快是其他施工工法难以比拟的。

2.3 发展的不足

(1)技术标准体系不完善

目前我国虽然有了一些地方性的桥梁建筑工业化技术标准和规程,但缺乏统一的国家标准。“规则统一则秩序统一;规则稳定则秩序稳定”。技术标准可以对生产活动进行有效的规范可以为科技与产业化搭建桥梁,为产业升级和结构优化提供支撑。技术标准体系建设的滞后已经制约了我国桥梁建筑工业化的发展,没有统一的评价标准,缺少必要的遵循规则,建筑工业化就很难保持健康发展。

(2)缺乏一批新型建筑工业化企业

企业作为市场的主体,是市场的需求者和供给者,企业的生产与发展是市场经济发展的基础。从我国目前的现状来看,作为市场主体的建筑工业化企业的培育,还远远不够。必须要采取有力措施,鼓励一批传统的建筑企业成长为新型建筑工业化企业,共同参与产业升级,才能为我国的建筑市场带来大繁荣。只有让企业在探索与实践中不断地成长,在实际生产中突破各种技术瓶颈,积累组织与管理的经验,才能给建筑工业化建设不断地注入生机与活力。

(3)缺乏桥梁建筑工业化发展所需的人才

人才是历史前进和社会发展的主要推动力,是推动经济发展的决定性因素。当今世界的竞争,归根到底是人才的竞争。建筑产业的发展、建筑企业的壮大都要依靠大批的专业技术人才。国内的建筑工业化发展还处于初始阶段,目前无论是从事研究、设计、生产还是施工的人员,都只是一个小群体,这与我国建筑行业庞大的市场不匹配,因此桥梁建筑工业化人才还远远不能满足市场的需求。

3 推进新型桥梁建筑工业化的对策

3.1 完善相关机制

首先完善新型建筑工业化的顶层设计应当按照简政放权以及优化服务等原则,在国家层面应当积极引导桥梁建筑行业推进供给侧结构性改革;尽快明确相关发展政策从立法上来对桥梁建筑行业的未来发展方向进行规划将建筑工业化的相关制度体系不断健全完善。明确政府的投资项目应当优先采用装配式桥梁建筑的模式引导各建筑企业逐步转型。其次对于推进新型桥梁建筑工业化的企业,政府应当加大扶持力度。在行政方面建立相关政策制度;在财政支持上则应当对建筑工业化的项目给予财政补贴;在金融方面引导金融机构在桥梁建筑工业化项目上给予相应的优惠。

3.2 加强校企联合,促进技术革新

人才培养方面建筑企业可以将其员工定期送入高校做培训扩大知识面,夯实专业基础,解决目前我国桥梁建筑从业人员知识储备不足、文化水平参差不齐问题。而且高校具有较高的理论水平与知识储备,企业则有着丰富施工经验,二者若能积极联合在一起整合科技人员与工程师组合成新的团队不仅可以完成高质量工程建设还可以研发出更有普适性更符合各地区实际情况的新型预制配构件。

3.3 通过信息化推动工业化发展

现今BIM等信息化技术在我国已经比较成型,技术较为成熟。如BIM技术可以做到现场施工管理,模拟施工,检查碰撞,实现项目的高效管理。要将上述信息技术运用到桥梁建筑施工中去。通过统一的信息平台,实现智慧化、结构化、规范化的管理桥梁建筑工业化,增强施工精确度、规范度及安全度,这样可以高效地解决问题,减少甚至彻底杜绝返工。

4 结语

综上所述城市桥梁工程的繁荣为人们的日常生活和工作带来了更多的便捷,努力发展桥梁施工建设是社会经济发展的必然趋势。桥梁建筑工业化逐步采用现代科学技术的新成果以提高劳动生产率、加快建设速度、降低工程成本、提高工程质量,并且能够实现建筑产品节能、环保、全生命周期价值最大化的可持续发展。桥梁建筑工业化是一项长期的、复杂的系统工程它需要国家制定健全的法律来引导和规范其发展,更需要科技、人才、技术的联合支撑,只要抓住机遇、创新发展一定会使桥梁建筑工业化步入更新的发展方向。

参考文献

[1]孙静.桥梁施工机械化与智能化控制[D].长安大学,2016.

[2]侯凤国,周航.浅谈城市高架全预制拼装工业化建设[J].江西建材,2016,07:69+76

论文作者:吴杰

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第18期

论文发表时间:2017/11/29

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