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?【上市信托公司·秦创投长泰182号支持咸阳城市发展(咸阳城发)集合资金信托计划】
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运用冗余度设计理念的重要性文章主要从冗余度的概述、桥梁设计阐述对结构冗余度的影响以及对桥梁冗余度的探索和优化建议等方面进行阐述
关键词:桥梁设计;冗余度;安全性 近三十年来,包括美国在内的很多国家,为了实现桥梁在发生破坏的状况下,使其依然可以继续桥梁结构原有的功能,更好的设计出安全、牢固的桥梁,都桥梁设计的冗余度设计上投入了很大精力
这也说明了,冗余度的设计在桥梁设计中的重要影响
在文章中,笔者将从桥梁设计的冗余度和它的定义和内涵进行简单地介绍,并且分析桥梁曲线半径、桥梁跨长、外部横向连接数量等设计参数指标与冗余度和桥梁安全、稳定的关系,同时,结合对相关资料的整理和研究,切合自身理解在文章的最后提出了桥梁设计中冗余度设计的优化方案和建议
1 冗余度的概述 在有关媒体报刊中我们可以看到,美国钢桥和俄亥俄州I-275四跨连续钢板梁桥的破坏过程,不难发现在中,在桥墩出现了部分破坏约十分钟左右,I-275四跨连续钢板梁桥的桥梁结构仍然保持稳定,而美国钢桥则是由于结构失稳而突然地整体塌裂,产生这一不同现象的主要因素各大媒体和相关领域众说纷纭,在这项案例中,尽管已经有学者分析,并且指出了其产生不同现象的原因的多样性,但归根结底在美国钢桥和俄亥俄州I-275四跨连续钢板梁桥的破坏过程中,起到决定性作用的是桥梁结构体系的冗余度大小的设计
下面,就将对冗余度的定义、内涵等方面进行阐述
1.1 冗余度的定义 现阶段,结构设计还是目前计算机技术水平所不能够完全普及的领域,冗余度和超净定次数通常会被混淆,从而将精力平衡与自由度相对等以方便计算
但这种算方法运用到实际工程设计中时,便会发现结构的约束超过了结构的自由度,因此说,冗余度就是指在结构设计中超静定结构中多余的约束
而这些多余约束即使是连接失效,还是可以时间结构在一定时间内的相对稳定
故而,冗余度便在桥梁设计中具有着一种强度储备的作用,并且与系统行为有所关联
1.2 冗余度系数 在大多数的桥梁的设计规范中,一般会使用,冗余度系数由ηR表示
桥梁的结构在实际的设计实践中,经常将其分为两个部分:上部单元和下部单元
结合相应的可靠度指标,对其进行冗余度的定量运算,从而得到特定桥梁的强度储备率,最终运算处冗余度系数,且以此为桥梁冗余度的设计提供参考依据
根据实际的工程案例分析得到以下关于简支梁的数据图解,通过整理,得到下图所示:主梁总数和主梁间距与冗余度系数的关系图
由上图所示可以发现,在主梁间距不变的情况下,结构冗余度随着主梁数的增大而上升,但当主梁的数量大于6以后,主梁总数对冗余度系数带来的影响就比较小了
此外,主梁总数一定的情况下,结构冗余度系数随着梁间距的增大而渐渐变小
1.3 桥梁设计的结构冗余度 冗余度在整个桥梁结构体系中是有着非常重要的比重,但在对整个桥梁机构的研究过程中结构体系却往往仅仅通过受理系统将动能不同的结构部件科学、有序的进行链接,从而保证其具有足够的荷载能力
在桥梁结构中,如果缺少冗余度,由于如果在整个结构系统在某一条件下连接部件遭到损坏的状况下,便会致使整个结构系统的稳定性发生变化,从而导致整个结构体系的安全系数降低
反之,如果桥梁结构有冗余度,则其结果便会不一样,通常某个部件被损坏,就不会对整个桥梁结构造成稳定性变化的影响
所以,在桥梁设计中设定一个冗余度,保证了整个桥梁结构体系的安全和稳定
也就是说,桥梁结构的承载力与其荷载、再分配能力的大小存在这正相关的联系
2 桥梁各设计参数对结构冗余度的影响 在桥梁设计中,整个桥梁系统是浑然一体的整体,其中的每个部件都各自发挥这其重要的功能
冗余度的设计中,桥梁的跨长、曲线半径、外部横向连接的数量、歪脖横向连接的类型都对冗余度有着或多或少的影响,同时这些因素也都关系着整个桥梁系统的安全和稳定
2.1 跨长对结构冗余度的影响 经由实际研究实践,跨长并不是冗余度的决定性实际参数,这个结论主要体现在于,当外部横向的连接足够多的时候,可以使跨长不同的桥梁达到相同的冗余度数值,也就是说,结构冗余度受跨长的影响比较小
2.2 外部横向连接数量的影响 在桥梁受到的破坏在发生损坏的初始阶段时,理论上说混凝土桥面受到的损坏很难及时的传递到临近的横向连接部分,所以,桥梁设计的冗余度受到外部航向连接的数量、种类的影响很大
在桥梁设计的实际过程中,也很容易看出桥梁的外部横向连接种类和数量与冗余度的大小有着很大的关系
2.3 外部横向连接类型对结构冗余度的影响 至关重要的是,永久性外部横向连接、横隔板的设计对于桥梁结构的安全和稳定
其起到的主要作用便是,保证了桥梁系统在横向传递的能力
此外,从桥梁设计的安全和稳定角度看,实心和隔膜板链接和外部横向连接的类型之间的良好配合,才会使受力系统最为可靠
最后,有一点需要特别提出,在某种特殊情况下,对于冗余度的提高,实心横隔板要比K形连接效果更好
2.4 曲线半径对结构冗余度的影响 以跨径75m的桥梁设计作为例子进行分析,其结构系统的冗余度会随着曲线半径增长而随之增长
建立在针对曲线半径为250米、200米、150米三个不同等级的曲线半径对冗余度的影响,我们可以得出一个结论,便是跨径不一样的桥梁曲线半径会产生不同的冗余度变化
3 对桥梁设计的冗余度探索以及优化建议 随着社会发展的需要,对于桥梁的使用年限和使用质量上的要求也越来越高,再加之在我国繁荣昌盛的现状下,阡陌发达的交通,更是要求我们对桥梁设计的安全、稳定和耐久等方面,都要做到更好的保证
3.1 探索 对于桥梁设计冗余度的优化方案,基本需要遵循三项原则:首先,从当地实际情况出发,制定切合实际要求的桥梁设计冗余度;其次,桥梁设计的过程中,要尽可能多的采用整体性、连续性高的结构方案;最后,在实际设计时,对于跨度较大的桥梁,需要考虑关键构件的受力传递能力
需要特别关注的是,不能片面的将冗余度视作桥梁设计的可靠性准则,因为冗余度只是为了实现桥梁在发生破坏的状况下,使其依然可以继续桥梁结构原有功能的作用
3.2 优化建议 结合当地实际情况,制定相应的桥梁结构冗余度设计;在桥梁设计中多考虑整体性、连续性高的结构设计方案;在跨度较大的桥梁结构设计中,考虑关键构建的手里传递能力
在遵循以上桥梁设计的三个原则的基础上,笔者对此提出了以下几点优化建议
(1)首先,在实际的应用过程中,切实结合桥梁的特定用途、使用环境,从而设计恰当的冗余度
例如,根据公路体系中,某些滑坡、洪水、泥石流等客观因素发生概率,从而设计切合事宜的路段结构冗余度
(2)对于某些特殊的大跨度桥梁设计,应结合三维有限元分析,在结构体系中寻找连锁破坏模式
结合制造、养护、设计等多个方面考虑,尽可能降低事故发生的概率
(3)为了使设计桥梁结构冗余度设计的作用,得到更好、更完善的发挥,便需要我们在实际桥梁施工设计中,针对设计指导原则得到更多的应用
4 结语 综上所述,文章通过针对桥梁设计过程中冗余度的设计,做了详细的探究、分析,并结合相应情境和实际情况下的冗余度设计提出了发展性的优化目标和方案,同时指出了桥梁设计中冗余度设计的基本原则,笔者期望文章的阐述可以为今后的桥梁设计领域提供一定的利用价值和参考依据
参考文献 【1】 尹德兰,邓宇.桥梁设计的冗余度【J】.桥梁建设,2013(05):93-98. 【2】 童志华,夏飞.对桥梁设计冗余度的研究【J】.公路交通科技(应用技术版),2014(06):260-261. 【3】 余勇武,余勇伟.桥梁设计的冗余度与安全性【J】.交通世界(运输.车辆),2015(12):88-89. 从事监理工作多年,省级、国家级监理证书
2.监理业务范围 通过目标规划、动态控制、组织协调、信息管理、合同管理等方面的监理工作,确保实现麓山景区穿石坡景观项目的投资、进度、质量及安全方面的预期目标
3.监理工作依据 (1)依据中华人民共和国建筑法、工程建设质量管理条理及建设工程监理规范和相关的法律、法规; (2)依据项目的设计图纸、文件等技术资料; (3)依据监理合同文件、施工合同文件、业主批准的监理规划及建设工程项目相关的文件
第二章 投资、工期及质量的控制措施和效果 第一节 投资控制措施及效果 一、建设项目投资情况 工程概算投资总额: 万元 设备购置费: 万元 主要材料费: 万元 安装费: 万元 建筑工程费: 万元 二、施工过程中的投资控制 项目的投资控制是一项主要任务,它贯穿于工程建设的各个阶段,贯穿于工程建设的各个环节
费用是评价工程建设的一项重要指标
为了能够更好地控制投资,监理部主要从以下方面进行控制: 1.各专业监理工程师对施工图纸参预算进行详细审查; 2.在审查施工组织设计及施工方案时,对施工技术、施工工艺和施工方法进行重点审查,寻找最合理的施工方法,力求将施工费用降到最低;同时对不合理的设计变更及材料代用予以取缔
3.本项目承包方式为预算加签证,在工程质量合格的前提下,施工单位按施工合同约定填报完成工程量清单和工程款支付申请表
然后,专业监理工程师进行现场计量,按施工合同约定审核工程量清单和工程款支付申请,并报总监理工程师审查;总监理工程师签署工程款支付证书后,报建设单位
三、控制投资的主要方法: 1.认真组织好图纸会审,及时发现问题并加以修正,把住设计标准关;对于超出初步设计规定范围的项目,需经有关部门批准并明确所增费用的资金来源及走向;加强对设计变更的审查,控制变更费用;严格审批材料代用,对超标准代用不予批准
2.做好《施工组织设计》的审查工作,避免“非正常费用”的发生;严格审批承建单位的施工方案,对重大技术措施所发生的费用报请甲方批准;对施工技术方案进行经济性优化措施,施工技术方案的审定坚持适用、安全、合理、经济的原则;对多个可行的方案加以评价、比较、决策,最后选用一个比较经济的方案
3.建立健全现场签证的审核和审定制度,监理人员要认真核实签证工程量,确保签证真实合理;专业之间加强协调,避免由于各专业协调不够而发生的额外签证
4.专业工程师与结算公司的费用工程师认真审核图纸,分析概算内容与蓝图和现场情况的差距,有效的控制了蓝图费用
5.建立健全预结算审批制度,加强预算外费用的管理;合理确定各单位工程的开、竣工时间,严格按施工总体网络计划控制资金投放,确保各个阶段的投资目标不超出;费用审批人员对工程进度款的批复,严格以验收合格的工程量、公司预结算文件精神为依据
6.严把费用增加关,并将在工程竣工结算中与建设单位、施工单位及结算单位协商确定工程变更的价款
第二节 工期控制措施及效果 该工程于 年 月 日破土动工, 年 月 日主体完工, 年 月 日工程竣工,工期 个月
一、工期控制方法 1.本工程属按设计图纸施工项目,因此保证施工人员的齐全和施工工序的顺序是保证施工工期的关键
对此监理公司采取了相应措施,与施工方及时沟通:首先要求施工方保证足够的人员下编制切实可行的项目设计进度计划,根据工程建设要求,合理安排施工顺序,具有可操作性
其次监理公司设专人监督检查施工方执行施工计划的情况,如有偏差,协助施工单位及时分析原因,调整人员状况及人员人数,并采取有效的补救措施,施工单位必须尽全力保证进度,保证施工需要;最后在严格保证施工进度的前提下,要求施工单位的施工员全方位进行现场协调
施工过程中出现的施工问题必须在24小时内解决,从而为保证工期创造了先决条件
2.材料定货时间、到货时间以及合同生效后资料反馈给设计院的时间,都是影响施工工期是否能按计划完成的决定性因素,对此监理公司连同甲方、施工单位、设计单位对甲方指定的供销公司提出具体要求:首先供销公司应根据工程施工网络计划,编制设备供应计划,合理安排材料交货期,对一些关键的材料要派专人到供货厂家催货;供销公司应根据施工进度计划,反馈给施工方
供销公司应根据工程建设的轻重缓急向现场提供物资,保证物资到货后满足施工实际需要;对到现场不合格的材料及时通知供销公司联系厂家解决
3.根据项目《总体部署》要求,同施工单位反复多次修改、优化《总体网络计划》,落实人力、机械、工期,这给按期完成本工程奠定了基础
并及时批复进度资金,保证资金到位能够满足工程建设的需要
4.要求施工单位按总体网络计划编制月施工进度计划(上报公司工程师部月控制点),并分解为周施工进度计划,上报监理审批,各专业监理工程师按此进行检查,一旦发现施工单位未按期完成计划,及时分析原因并要求采取相应措施,进行调整,从而保证总体进度不受影响
5.通过审批施工技术方案和施工进度计划,对施工单位提出建议,要求施工单位的各专业采取相应的交叉及穿插平行作业合理措施,以解决工期短的难题
6.在项目实施过程中,根据现场实际具备的作业条件和设备、材料的到货情况,做好计划的动态控制,在保证项目总体工期目标不受影响的条件下,不调整局部施工作业计划,从而保证使整个工程施工期间的作业,始终具有指导性和可操作性
二、工期控制效果 该工程在监理公司和业主的精心组织下,通过施工单位的艰苦努力;各有关部门的积极配合协助;圆满完成了麓山景区穿石坡景观工程的工期要求
第三节 质量控制措施及效果 一、质量控制方法 质量是工程的核心,直接关系到人身财产及安全,因此,必须坚持“质量第一”的原则、坚持预防为主、坚持质量标准,并要做好事前、事中、事后控制,监理主要对以下方面进行质量控制: 1.设备、材料方面: 对所有进入施工现场的材料、设备要求资料齐全
国家有统一验收标准的材料、设备按国家标准进行检验,国家没有统一标准的按出厂技术标准或设计提出的技术要求进行检验
进现场的材料、设备监理公司设专人负责检验,发现问题要求供销公司立即处理或退货,对于有问题的材料、设备监理公司不允许使用 2.施工方面: (1)施工前准备 ①监理部进入现场后,针对本工程特点,编制《监理规划》及《监理实施细则》,并与施工单位共同确认《关键工序控制点》和《单位工程划分》
②要求各专业监理工程师认真熟悉图纸,并督促施工单位尽快熟悉现场,及时组织及协调业主组织图纸会审
③各专业监理工程师根据设计、现场要求及相关标准、规范,认真审查施工单位上报的施工方案,从而预防和避免质量事故发生,每份施工技术方案的审批都需经过2-3次修改,使其达到指导施工效果
(2)施工中控制 ①专业监理工程师对施工单位上报的进场材料、设备及其质量证明资料进行审查,对未经监理验收或验收不合格的材料、设备,监理人员拒绝签认
②对施工单位资质及专职管理人员、特殊工种作业人员的资格证、上岗证进行审查,并在施工过程中经常性的进行专检或抽检,无证人员或资格不合格人员不允许上岗
③本项目的施工过程中,各专业监理工程师及时到现场进行监督、检查施工人员的作业情况,对所发现的质量问题,及时发出口头及书面整改通知(共下发监理工程师通知单 份
在保证施工进度时,不忽略施工质量,本工程中共旁站和平行检查 余次
如:对主体工程的绑筋、搅拌、浇注每道工序进行控制,并要求施工单位质检人员必须严格进行自检,达到设计要求
其次:对主体工程的粉饰、木制构件及麻石栏杆的安装进行跟踪检查,发现问题及时处理
最后:对设备的使用过程进行全面监督检查,主要对搅拌机和安装器材的情况做了全程监控,使得在使用过程中机具出现问题的情况大大减轻
④专业监理工程师根据施工单位上报的工序报验表和自检结果进行现场检查,符合要求予以签认
对报送的分项工程质量验评资料进行审核、确定
⑤专业监理工程师针对本专业特点及现场实际情况,做好预控措施
如放线前监理人员与施工技术人员进行沟通,首先确定基本点的位置无误后,才进行放线,避免返工现象
⑥对现场需要返工处理的质量问题,监理人员对处理过程及结果进行跟踪检查和验收
二、工程建设达到的质量目标 (1)单位工程质量合格率 %; (2)安装工程质量优良率 %; (3)按设计要求复验的材料复验率100%,无错用、无使用不合格的设备、材料; (4)中间交接及时并符合标准; (5)经清洗的瓦面清洁度合格率100%; (6)防水土工模一次通过; (7)竣工资料交验合格率100%
第四节 安全控制措施及效果 要求施工单位落实施工责任的同时落实安全责任,牢固树立安全第一的思想,警钟常鸣
要求监理工程师每次检查现场质量、进度的同时,检查现场安全,并做为例会时的一项讲评内容,同业主每月进行联合检查,高标准、严要求,消除“低、老、坏”现象
对安全防护、高空作业,对于悬空作业尚无立足点,必须适当建立牢固的立足点,如操作平台、脚手架等,作业用的安全设施必须经过施工方检查合格后,方可使用
有安全隐患的施工立即制止
从而保证了施工的安全,整个施工过程安全工作始终处于受控状态
第三章 合同管理 本工程监理公司受业主委托负责施工阶段工程监理
发包人: 承包人: 承包范围:全部工程 一、监理职责的履行 1.工程施工准备阶段参加项目前期项目部组织的有关会议,协助项目部编制完成项目总体部署;对设计进度提出要求,以满足施工进度
2.工程施工阶段 (1)督促、检查施工单位严格执行工程承包合同和工程技术标准
审批了 份施工方案,并监督、检查其方案的实施
(2)经项目部同意后,向施工单位签发了单位(项)工程开工报告 份
(3)对施工现场进行安全、文明施工等全方位管理
(4)审批施工单位的材料计划 份
(5)确认预算外新增工程量(拆除、恢复、新增)
(6)监督、检查施工单位严格按照施工图纸及指定的施工规范、技术标准进行施工,巡检、平行检查、旁站相结合,及时沟通设计修改设计缺陷
3.工程竣工验收阶段 (1)参加公司组织的最终验收
(2)督促、检查施工单位整理交工资料,及时上报建设单位
(3)向项目部提供监理档案一套
二、合同管理 本工程的发包人和承包人按双方签定的合同内容,履行自己的权利和义务—发包人能够按时支付各项工程费用和进度款、承包人保证了工程的工期和质量,合同双方在履行合同过程中没有出现违约现象,除设计变更外没有其它索赔事件发生
第四章 对工程建设水平的评价 一、设计方面:该项目是由 建筑设计院承担的设计任务,设计资质符合本工程的设计要求
从设计图纸的质量上看,没有发现较大问题,基本上保证了工程的质量和进度
二、供应方面:在供货周期短、采购量较大等情况下,施工方千方百计的积极、主动开展工作;但由于部分材料定货期较紧,到货期滞后(由于园林建筑材料产地不在湖南、供货商存货不多),对施工工期产生影响
三、施工方面: 是2支具有丰富园林建设经验的施工队伍,技术力量强、施工装备齐全
在施工过程中克服了施工任务量大、施工时间短等各种困难下,按期保质完成各项任务
四、协调方面: (1)协调解决施工单位与建设单位的矛盾和问题; (2)协调解决施工单位与供应单位的矛盾和问题; (3)协调解决施工单位与设计单位的矛盾和问题; (4)协调解决设计单位与供应单位的矛盾和问题
如:对出现的问题,监理积极主动对现场情况进行实地测量、绘制成图,并形成书面材料上报业主,使之与设计沟通,保证施工工期
从整体上讲,工程的建设水平是能够满足工程的质量要求和工期要求的
第五章 结束语 本项目部监理人员都是具有多年监理工作经验的专业工程师,工作认真,原则性较强
在项目施工过程中,从质量、进度、投资及安全四大方面进行控制,发挥监理人员的优势,起到组织、协调的作用
对于重点部位进行全程跟踪,及时发现存在问题,并主动进行协调,为本项目圆满完成奠定了基础
其次在施工过程中出现的问题,立即着手解决,不拖不靠,并且事后认真分析出现问题的原因
再次对工程质量进行严格监督、控制,确保工程不出现任何质量缺陷
最后,要把“安全”意识放在施工首位,在保证质量和进度的同时,必须保证安全
安全措施没有落实的,停止施工
所以本工程从施工开始到竣工,没有出现大的质量事故,也没有出现安全事故,工期、投资也按计划完成
在监理工作过程中我们深刻地感到,监理工作就是服务工作,给业主提供全方位的优质服务是监理义不容辞的责任,监理工作要根据中国的国情、实情在不规范的外界条件下开展工作,协调错综复杂关系,同时完成业主委托的合同内外的工作
监理工作需要规范的市场环境,需要规范的建筑市场,监理工作更需要业主的鼎立支持
我们的监理工作在业主的支持下会从小到大,逐步走向成熟
工程建议:所有材料、设备供销公司应提供准确的到货日期;材料、设备质量证明文件同货到位
上市信托公司·秦创投长泰182号支持咸阳城市发展(咸阳城发)集合资金信托计划