林少偉

摘 要：在我國(guó)地形變化呈現(xiàn)多樣性，解決交通問(wèn)題離不開(kāi)大跨徑橋梁，鋼箱梁橋跨徑大，橋梁自重較輕抗震性能好，但是對(duì)于鋼箱梁橋需要克服鋼橋易腐蝕，施工技術(shù)要求較高等技術(shù)問(wèn)題，本文針對(duì)實(shí)際建設(shè)工程對(duì)橋梁施工的制作與安裝控制要點(diǎn)做系統(tǒng)分析，以便對(duì)于鋼橋梁施工過(guò)程要點(diǎn)和難點(diǎn)更好的把握。

關(guān)鍵詞：箱梁焊接;涂裝;橋梁安裝;質(zhì)量控制

0 引言

我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，橋梁建設(shè)中常用的大跨徑鋼箱梁橋施工做簡(jiǎn)單分析介紹，通過(guò)對(duì)工程實(shí)例中遇到的相關(guān)問(wèn)題提出對(duì)應(yīng)的解決措施，鋼箱梁在施工過(guò)程的要點(diǎn)和難點(diǎn)是重點(diǎn)控制因素。本文選用的拱形鋼箱梁橋大多用于技術(shù)要求高的跨河和跨山區(qū)路段，該結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到后期橋梁的使用壽命[1]。

1 工程實(shí)例分析

1.1 項(xiàng)目概況

本文選用某跨江建設(shè)工程為研究對(duì)象，橋梁標(biāo)準(zhǔn)橫斷面寬度36.5 m，橋面布置為：人行道（2.5 m）+側(cè)分帶（3.75 m）+機(jī)動(dòng)車道（11.5 m）+中央分隔帶（1.0 m）+機(jī)動(dòng)車道（11.5 m）+側(cè)分帶（3.75 m）+慢行道（2.5 m）=橋梁寬度（36.5 m）。橋梁主拱跨度是145 m，拱橋矢高大約32 m，該主拱矢跨比為1/4.5，橋拱采用二次拋物線形，主拱肋內(nèi)傾70°。箱型截面肋寬1.85 m，鋼箱截面高變化由3.2 m均勻變化至拱頂高2.2 m。

拱肋通過(guò)鋼箱橫撐連為一體。每個(gè)拱肋分為7個(gè)節(jié)段。其中包括：拱梁節(jié)點(diǎn)段、標(biāo)準(zhǔn)段（S1、S2、S3節(jié)段），如圖1所示。

2 鋼箱梁制作材料要求

2.1 箱梁鋼材的選用

主縱梁、中橫梁及小縱梁采用Q345qC鋼，拱梁節(jié)點(diǎn)、拱肋及風(fēng)撐采用Q370qC鋼，對(duì)于厚度≥30 mm的鋼板要求100%探傷檢驗(yàn)。鋼板質(zhì)量等級(jí)為Ⅰ級(jí)，且近焊縫區(qū)域各200 mm內(nèi)不得有任何片狀缺陷。拱梁節(jié)點(diǎn)段主拱肋內(nèi)側(cè)腹板采用Z向鋼板。Z向鋼板的含硫量不大于0.005%，鋼板厚度方向性能級(jí)別及斷面收縮率的平均值不小于35%，單個(gè)值不小于25%，并按照規(guī)范進(jìn)行超聲波檢驗(yàn)。焊接采用與母材相匹配的焊絲、焊劑和手工焊條，焊接材料應(yīng)符合規(guī)范技術(shù)規(guī)定，同時(shí)應(yīng)通過(guò)焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)進(jìn)行選擇，在施工過(guò)程中焊條、焊劑、焊絲的選擇需要按照工程相應(yīng)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抽樣檢查，合格后才能夠使用。所選用的保護(hù)氣體（CO2）的氣體純度需要大于99.9%。

2.2 梁體防腐涂裝

鋼箱梁橋的防腐材料選擇是非常重要的，防腐涂裝通常由電鍍和涂刷兩種方式，涂裝層直接決定著鋼橋的壽命長(zhǎng)短。涂裝或電鍍通常主體拼裝結(jié)構(gòu)采用廠內(nèi)進(jìn)行防銹處理。采用涂漆方式在廠內(nèi)完成全部底漆、中間漆的涂刷、第一道面漆的涂刷，拼裝完成后表面進(jìn)行第二層漆的涂刷，并保證每層涂刷均滿足設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范規(guī)定要求?，F(xiàn)場(chǎng)涂裝層的變更必須經(jīng)設(shè)計(jì)同意才能夠進(jìn)行方案變更。

2.2.1 涂裝要求

鋼箱梁橋涂裝部位分別為箱梁外表、鋼箱梁和混凝土結(jié)合斷面、鋼箱梁內(nèi)測(cè)表面、高強(qiáng)螺栓等連接部件，具體涂裝部位滿足以下條件都需要進(jìn)行防銹處理，大體分為以下四部分：

（1）鋼箱梁外表面系指所有暴露于大氣中的鋼梁外表面部分。

（2）鋼箱梁內(nèi)部處于密封空間內(nèi)，需要進(jìn)行有效除濕才能夠更好的保護(hù)鋼箱梁不受腐蝕，有效的增加箱梁的壽命。

（3）鋼砼結(jié)合面系指鋼梁與混凝土橋面板的結(jié)合處，其防腐壽命與橋面板相同，涂裝完成后，在鋼結(jié)構(gòu)與橋面板結(jié)合邊線處涂布HM106聚硫型高強(qiáng)防水密封膠。

（4）鋼防撞護(hù)欄與檢修道欄桿防腐涂裝采用熱鍍鋅處理。由于防腐要求，鋼拱、鋼主縱梁內(nèi)部須為密閉空間，對(duì)于鋼拱、鋼主縱梁上與外界連通的過(guò)焊孔等孔洞應(yīng)采用HM106聚硫型高強(qiáng)防水密封劑進(jìn)行密封。

2.2.2 防腐材料及工藝要求

本文選用的鋼橋梁選用“氟碳面漆+冷噴鋅”效果比較好的防腐體系，在進(jìn)行防腐處理前要保證表面沒(méi)有凸起、坑洞等影響橋梁使用壽命的機(jī)制，常用的會(huì)采用拋丸和噴砂對(duì)防銹面進(jìn)行拋光處理。在選用材料時(shí)應(yīng)該選用同樣型號(hào)規(guī)格、同一廠家的材料，以便更好的保證施工質(zhì)量，以避免不同的廠家?guī)?lái)的產(chǎn)品質(zhì)量差異影響鋼箱梁的涂裝效果[2]。

2.2.3 防腐涂裝質(zhì)量檢查

（1）表面處理：涂裝部位清潔度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

（2）施工前快速檢驗(yàn)及施工過(guò)程材料復(fù)檢：橋梁制造廠需在防腐施工前進(jìn)行防腐材料快速認(rèn)可檢驗(yàn)，制作冷噴鋅單層及復(fù)層樣板，與設(shè)計(jì)方共同確認(rèn)材料合格后方可使用。由橋梁制造廠制作提供冷噴鋅單層樣板，進(jìn)行360小時(shí)快速劃線鹽霧測(cè)試，確認(rèn)無(wú)起泡、生銹、脫落現(xiàn)象后使用;制造廠提供三層樣板，測(cè)試涂層配套性，拉開(kāi)法測(cè)試涂層體系附著力≥5 MPa。

（3）涂層外觀質(zhì)量：鋼箱梁的涂層要均勻飽滿，嚴(yán)禁出現(xiàn)氣泡和蜂窩，并且需要嚴(yán)格檢查涂裝部位，避免漏涂和誤涂等現(xiàn)象發(fā)生，一個(gè)部件的使用壽命會(huì)影響整個(gè)箱梁的使用命，因此涂裝的外觀質(zhì)量是控制涂裝質(zhì)量的有效措施[3]。

3 鋼箱梁采購(gòu)與焊接

3.1 鋼材采購(gòu)要求

鋼結(jié)構(gòu)施工要求：鋼結(jié)構(gòu)及其零件制造使用的鋼材，其化學(xué)成分、力學(xué)性能等必須符合下表規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和圖紙及相關(guān)技術(shù)要求。鋼材的復(fù)驗(yàn)程序如圖2。

3.2 鋼材的焊接

本橋鋼結(jié)構(gòu)焊縫主要有全焊透坡口焊縫、部分焊透坡口焊縫以及普通角焊縫三種形式[4]。

3.2.1 鋼橋焊接要求

（1）腹板、頂?shù)装?、肋板?duì)接必須采用全熔透的對(duì)接焊縫。

（2）腹板與頂?shù)装逯g的T型接頭應(yīng)采用焊透的T形對(duì)接與角接組合焊縫。

（3）頂?shù)装寮案拱迮c隔板間T型接頭應(yīng)采用部分熔透的T形對(duì)接與角接組合焊縫。

（4）縱向加勁肋與頂?shù)装寮案拱彘g采用雙面貼角焊縫，焊腳高度為10 mm。

（5）錨拉板與塔壁之間的T型接頭應(yīng)采用焊透的T形對(duì)接與角接組合焊縫。

（6）錨拉板與隔板之間T型接頭應(yīng)采用部分熔透的T形對(duì)接與角接組合焊縫。

（7）錨腹板與錨拉板之間的T型接頭應(yīng)采用焊透的T形對(duì)接與角接組合焊縫。

（8）錨腹板與塔壁及隔板之間T型接頭應(yīng)采用部分熔透的T形對(duì)接與角接組合焊縫。

3.2.2 鋼箱梁橋的焊接

鋼箱梁結(jié)構(gòu)通常采用二氧化碳保護(hù)焊接和電弧焊接兩種形式。

（1）每個(gè)單元器件的焊接：立角焊接選用二氧化碳保護(hù)焊接。梁段間的焊接選用二氧化碳保護(hù)進(jìn)行焊接，自動(dòng)焊接底板、埋板、隔板等梁的制作;橋面系等附屬結(jié)構(gòu)設(shè)施采用二氧化碳半自動(dòng)焊接，自動(dòng)焊接有困難時(shí)需要進(jìn)行手動(dòng)焊接。

（2）在箱梁的焊接時(shí)應(yīng)避免潮濕、雨天等惡劣天氣，對(duì)于有風(fēng)的天氣需要采取有效的防風(fēng)措施，焊接部位有銹蝕、油漬、水分、氧化皮等影響焊接效果因素存在時(shí)，需要對(duì)表面進(jìn)行清潔后再進(jìn)行焊接。焊接部位存在裂縫或搭接縫隙時(shí)需要進(jìn)行焊接填充。

（3）鋼箱梁的頂板和底板加筋肋焊接采用全熔透焊接，以保證焊接縫的飽滿，以避免焊接不密實(shí)產(chǎn)生疲勞損壞。當(dāng)加筋肋的厚度大于16 mm時(shí)，頂板、底板與主板的搭接宜選用坡口部分熔透的方式進(jìn)行焊接。箱梁焊接過(guò)程中所有搭接部位盡可能選用熔透焊接以保證箱梁整體結(jié)構(gòu)的承載力。鋼箱梁的主要受力部位是頂板、底板、腹板三個(gè)部分，因此在施工過(guò)程中要嚴(yán)格控制焊接質(zhì)量。

3.3 拱肋的安裝施工

拱肋是本橋重要的組成結(jié)構(gòu)，對(duì)于拱肋的吊裝施工，現(xiàn)場(chǎng)需要配備專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行指導(dǎo)拱肋的安裝，在安裝時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)同步校核安裝情況。常用的吊裝方式是兩點(diǎn)式吊裝，通過(guò)纜索吊裝到安裝位置進(jìn)行初步定位，根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行微調(diào)校準(zhǔn)定位位置。定位包括橫向偏位、縱線偏位和高差偏位調(diào)整，最終經(jīng)過(guò)不斷地調(diào)整使得拱肋定位滿足設(shè)計(jì)要求。拱肋就位后需要采用橫向風(fēng)纜固定，并將拱腳焊接在主橋梁的拱腳上，依次進(jìn)行拱肋定位合攏，合攏溫度宜控制在15℃左右，以減少溫度影響。

拱肋安裝完成后需要通過(guò)橫撐對(duì)兩側(cè)拱肋進(jìn)行連接，連接完成后即可以將固定風(fēng)纜進(jìn)行拆除，同時(shí)需要拆除拱肋的支架，支架安裝從中間向兩端的順序進(jìn)行拆除。

拱肋需要根據(jù)重量進(jìn)行吊裝設(shè)備的選擇，以便能夠安全的進(jìn)行吊裝施工作業(yè)。吊裝的順序按照先拱腳，其次拱身，最后進(jìn)行拱頂合攏吊裝。拱肋拼裝過(guò)程中偏差較小不宜控制時(shí)采用千斤頂進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使得拱肋控制點(diǎn)坐標(biāo)滿足設(shè)計(jì)精度要求，拱肋調(diào)節(jié)到設(shè)計(jì)要求的精度后要及時(shí)進(jìn)行焊接，如果因特殊原因擱置一段時(shí)間再進(jìn)行焊接時(shí)，需要重新校對(duì)拱肋的精度。拱肋安裝完成后需要及時(shí)進(jìn)行橫撐的安裝施工，以便兩個(gè)半拱成為一個(gè)整體，更好的滿足穩(wěn)定性要求。

4 鋼箱梁安裝質(zhì)量保證措施

4.1 施工質(zhì)量管理

4.1.1 施工質(zhì)量驗(yàn)收

項(xiàng)目設(shè)置專門質(zhì)量檢查小組，對(duì)于質(zhì)量驗(yàn)收自行檢查合格后報(bào)監(jiān)理單位進(jìn)行驗(yàn)收。以下是針對(duì)本項(xiàng)目的質(zhì)量?jī)?nèi)部管理流程圖，如圖3。

本項(xiàng)目在施工過(guò)程采用全面管理的措施，每道工序完成后需要現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量監(jiān)督員檢查合格并形成完整的檢查記錄后才可以向監(jiān)理單位進(jìn)行報(bào)驗(yàn)，重要的工序施工配備兩名施工技術(shù)人員進(jìn)行監(jiān)督，以更好的保證施工質(zhì)量。

質(zhì)量管理重要的一個(gè)環(huán)節(jié)就是資料管理，項(xiàng)目對(duì)于資料要求按照現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行記錄，每項(xiàng)工程需要有檢查相關(guān)資料，以保證資料真實(shí)性、完整性。

在工序完成交付前保證按照合同規(guī)定的內(nèi)容和規(guī)范規(guī)定要求施工完成，過(guò)程中的驗(yàn)收和隱蔽工程驗(yàn)收的資料完整，施工中遇到的問(wèn)題和處理措施滿足相關(guān)規(guī)定及要求后方可進(jìn)行驗(yàn)收，同時(shí)編制交竣工驗(yàn)收資料文件，保證工程完整性，出現(xiàn)問(wèn)題有據(jù)可查，滿足合同文件的相關(guān)要求。

（1）內(nèi)部驗(yàn)收相關(guān)要求。工程過(guò)程檢查及驗(yàn)收需保證滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和合同要求，每項(xiàng)工程驗(yàn)收由項(xiàng)目經(jīng)理組織質(zhì)檢員、工程管理人員、驗(yàn)收小組對(duì)工程質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收。每項(xiàng)內(nèi)部檢查需要根據(jù)合同、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行全面的質(zhì)量評(píng)價(jià)，形成綜合性書面意見(jiàn)，對(duì)于工程缺陷需要及時(shí)采取補(bǔ)救措施，并形成完整的施工整改紀(jì)要。整改后的工程需要進(jìn)行復(fù)檢。

（2）外部驗(yàn)收相關(guān)要求。內(nèi)部質(zhì)量驗(yàn)收合格后需要形成完整的資料向建設(shè)單位提出驗(yàn)收申請(qǐng)，以保證項(xiàng)目質(zhì)量滿足建設(shè)要求。外部驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行下一步施工。

4.2 施工材料進(jìn)場(chǎng)檢查措施

鋼箱梁制作前需要對(duì)材料質(zhì)量進(jìn)行檢查，指定材料的進(jìn)場(chǎng)質(zhì)量檢驗(yàn)程序是非常重要的措施，本次采購(gòu)的進(jìn)場(chǎng)材料由專人進(jìn)行交貨和驗(yàn)收，對(duì)每一批次材料進(jìn)場(chǎng)進(jìn)行抽檢，重要部件需要按照相關(guān)要求進(jìn)行試驗(yàn)。材料進(jìn)場(chǎng)后需要分類、分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行堆放，材料需要堆放整齊、標(biāo)識(shí)牌完好明確、做好防潮防雨的措施。

4.3 構(gòu)件防變形焊接

4.3.1 構(gòu)件焊接變形試驗(yàn)

鋼箱梁焊接部件較多，因此影響焊接質(zhì)量的因素也較多，常見(jiàn)的影響鋼箱梁焊接因素包括梁板的厚度、焊縫的搭接形式、焊縫質(zhì)量要求、焊接的空間等限制條件，為了保證焊接質(zhì)量，施工前需要對(duì)焊縫進(jìn)行變形試驗(yàn)測(cè)試，以更好的保證焊縫滿足鋼箱梁荷載要求，另外鋼箱梁的焊接作業(yè)應(yīng)選用焊接經(jīng)驗(yàn)豐富的焊工。焊縫的變形受溫度影響較大，因此選擇溫度相對(duì)較低時(shí)進(jìn)行焊接作業(yè)，以保證溫度對(duì)焊縫作業(yè)影響較小。

4.3.2 焊接部位的變形控制

（1）鋼箱梁下料前需要經(jīng)過(guò)批檢驗(yàn)合格，作業(yè)場(chǎng)地要保證平整且滿足平整度的相關(guān)規(guī)范要求，下料尺寸的精確控制對(duì)于焊接至關(guān)重要，通常采用無(wú)差別尺寸進(jìn)行下料能夠很好的保證搭接位置的平順，焊接尺寸更符合設(shè)計(jì)要求，焊接部位的變形更容易控制。

（2）鋼箱梁橋的裝配和固定。下料工人需要經(jīng)過(guò)專門培訓(xùn)且有著豐富的鋼箱梁橋施工經(jīng)驗(yàn)，下料的精度直接關(guān)系到裝配質(zhì)量的好壞，采取工裝對(duì)組裝完畢的梁體加以固定后施焊，防止施焊過(guò)程中產(chǎn)生的角變形，同時(shí)減少撓曲變形、扭曲變形。

4.3.3 嚴(yán)格控制和選取施工參數(shù)

需要通過(guò)試驗(yàn)對(duì)鋼箱梁各部位的氣溫影響參數(shù)、縫隙寬度影響、板厚等收縮和變形影響，按照相關(guān)試驗(yàn)參數(shù)數(shù)據(jù)作為施工工藝的制定和施工參數(shù)選取的依據(jù)，鋼板焊接節(jié)點(diǎn)的變形控制可以按照相關(guān)參數(shù)進(jìn)行估算，并經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)來(lái)修正。

5 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)提籃式鋼箱梁拱橋工程的制作安裝及計(jì)算要點(diǎn)進(jìn)行分析，總結(jié)出以下幾點(diǎn)：

（1）全文依托實(shí)際提籃式鋼箱梁拱橋，從橋梁材料的選擇和材料的防腐進(jìn)行全面分析，并針對(duì)該橋梁提出技術(shù)措施。

（2）對(duì)橋梁主要部件拱肋的安裝過(guò)程進(jìn)行分析，拱肋在施工過(guò)程中安裝位置的校準(zhǔn)和校準(zhǔn)后的及時(shí)焊接非常重要。

（3）最后從本次工程實(shí)際出發(fā)，闡述了鋼箱梁橋梁質(zhì)量控制方法及控制要點(diǎn)，從管理、材料進(jìn)場(chǎng)、焊接變形控制三方面出發(fā)，為鋼箱梁橋施工質(zhì)量控制提供寶貴經(jīng)驗(yàn)要求。

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