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土木工程施工技术与应用综述
【摘 要】目前,由于土木工程施工时间长、工艺复杂,从而在施工过程中施工工序对结构内力存在一定的影响。这一特殊情况,文章首次提出根据施工不同阶段定义结构形态,并从力学的角度分析施工过程存在残余应力和残余变形的性,指出了施工工序的不同时其残余应力和变形的差异,明确了施工力学研究内容及策略,提出对特殊结构进行施工制约的必要性,并根据大量土木工程实践,提出了解决理由的策略和途径。
  【关键词】土木工程;施工技术;力学应力
  1.土木工程施工技术的目前状况
  工程制约理论最早应用于军事工程和航天工程。近几十年来,现****约理论、大系统理论、智能化制约的出现,这一理论不仅仅局限于高尖端的技术领域的应用,其已逐步应用到社会、经济、规划、管理等社会生活的各个领域。日本是较早将工程制约理论应用到土木工程的国家,特别是应用在地下工程中隧道、盾构以及大跨度桥梁的施工上。利用工程制约理论,主要是对工程中关键位结构的应力、挠度等参数进行测试,对测试结果的分析,最后返回现场指导施工。
  上世纪90年代,我国大量工程项目的出现,人们越来越意识到施工过程的制约对工程质量、安全的作用,提出了对地下工程进行信息化施工、对高层建筑进行施工力学分析、对大跨空间结构寻形分析、对桥梁工程进行施工制约的思想和策略。特别是在桥梁施工的应用方面,较为系统的利用现****约理论进行施工制约,取得了不少成功的经验,在地下工程中,尽管没有引人施工制约概念,但仍是按照工程制约理论的思想指导施工,总结出“理论导向、经验判断、严密监控、适度反算”的信息化施工理论。在高层建筑的施工中,已经开始考虑混凝土材料的收缩、徐变对施工的影响。
  国外土木工程施工制约技术的研究和应用主要存在以下理由:
  (1)理论研究还不能适应工程建设的,由于施工制约涉及多个学科领域,特别是非线性分析、反馈分析、最优制约、系统识别、材性分析等。目前既有一般性基础理论的研究,又有应用性理论的研究,但缺乏系统的集成和有价值的应用。
  (2)缺少验收标准与规范。一些领域对施工制约缺乏概念和思维方式,更无标准可言。也有一些领域有一般性的标准,但对大多的创造第一的工程仍缺少足够的科研准备。对于施工制约的标准如何提出,不仅涉及到长期发展理由,也涉及到一个可操作性的理由。但有一点就是要对没有经验借鉴的工程全面贯彻施工制约,避开出现重大决策的错误。
  (3)管理体制理由。主要存在的理由是多头管理,管理责任不能落实,缺乏对施工制约的,对特大型工程前期研究不够,对工程的解剖不够细致。要想解决这类理由,唯一的办法就是实现设计、施工总承包的管理思想,使管理责任明确并落实。强调施工单位应采取主动制约,使责、权、利能够达到系统的统一。
  2.土木工程施工技术的特点
  土木工程的施工是一个耗时比较大,操作工艺复杂,环境不断变化的过程。它不同于设计完成后的受力状态。因此,有必要要对其发生的不同状态进行定义。
  2.1基本形态的定义
  (1)结构零状态:是指建筑物外型的坐标状态,结构此时未承受任何荷载,其状态是一种理想结构状态。
  (2)结构初态:是指结构经施工后形成了完整的结构状态,此时结构已包含了由于施工过程产生的残余应力以及残余变形,结构承重,自重和施工荷载等。
  (3)结构终态:是指工程竣工后的状态,此时结构包括从结构初态到竣工后产生的残余应力和变形以及工程竣工时结构的各种自重。
  (4)施工状态:是从工程建造开始,以设计建筑结构的外型为目标,经过每一步施工步序,最终达到工程竣工的过程。由于施工工艺的不同,施工最终在结构初态和结构终态产生的残余内应力和残余变形不相同。
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