某特大桥钢桁梁安装施工质量控制措施的研究

某特大桥钢桁梁安装施工质量控制措施的研究

王旭东

陕西华山路桥集团有限公司  陕西西安  710016

【摘要】随着我国桥梁建设水平的迅速发展，钢结构桥梁的发展日新月异，其施工管理和质量控制就显得尤为重要。基于此，本文通过钢桁梁安装施工质量控制措施中的施工工艺和结构拼装中的质量问题措施进行研究和探索，通过总结相关因素为类似桥梁施工提供经验参考。

【关键词】钢桁梁双向顶推构件运输构件拼装构件跨度支撑构件 柱地脚螺栓

【正  文】

1.1项目概况

本项目为公轨合建特大桥项目，高架段起讫里程为结构分界点DK26+473～DK28+885.00。结构为上下分层的公轨两用桥，上层布置六车道公路，下层布置四线公路、两线地铁，并悬臂布置两侧人行道。其中跨河大桥长1412m，桥梁主跨为300m的曲线上加劲连续钢桁梁桥，桥跨布置为124+132+132+168+300+168+132+132+124=1412m，

1.2钢桁梁主要技术参数

钢桁梁主桁架中心间距30.5m，三角形桁架。桁高12m，加劲弦高32m，全桥共117个节间，标准节间距12m。边跨两个节间为适应跨度布置，节间长度调整为13.5m。上、下层桥面均为正交异性钢板的板桁组合结构整体桥面，桥面板与弦杆的顶板通长连接以实现板桁共同受力。

（1）钢桁梁采用先架设完成下部主梁，再施工上部加劲弦的总体顺序。

（2）主梁架设采用双向顶推施工，合龙口位于W05号墩北侧108m（9个节间）处。全桥共117个节间，总长1412m，其中西安侧顶推E0-E1~E54-55节间（55个节间，664m），高陵侧顶推E55-56~E116-117节间（62个节间，748m）。

（3）主梁采用“常规步履机+滑块”的顶推方式。在每个主墩墩旁托架和临时墩墩顶两端各安装两台2000t步履机及滑块，通过步履机三向千斤顶对钢梁进行顶推和顶推过程中的纠偏。

（4）上部加劲弦安装：构件通过公路桥面运输，采用250t履带吊站位于公路桥面架设，最后逐跨合龙。

（5）横撑及加劲弦合龙：横撑及加劲拱采用顶落梁的方式进行合龙。

2.1安装过程中质量控制措施

2.1.1构件运输、堆放变形

（1）防治措施

1）构件发生死弯变形，一般采用机械矫正法治理。即用千斤顶或其他工具矫正或辅以氧乙炔火焰烤后矫正，视结构刚度情况而定，一般应以工具矫正为主，氧乙炔烘烤为辅，均能达到很好的效果。

2）结构发生缓弯变形时，可采用氧乙炔火焰加热矫正。一般采用大型氧乙炔火焰枪烤。火焰烘烤时，线状加热多用于矫正变形量较大或刚性较大的结构；三角形加热常用于矫正厚度较大、刚性较强构件的弯曲变形。

2.1.2 构件拼装后扭曲

（1）防治措施

1）节点处型钢不吻合，应用氧乙炔火焰烘烤或用杠杆加压方法调直，达到标准后，再进行拼装。

拼装节点的附加型钢（也叫拼装连接型钢或型钢）与母材之间缝隙大于3mm时，应用加紧器或卡口卡紧，点焊固定，再进行拼装，以免由于节点尺寸不符造成构件扭曲。

2）拼装构件一般应设拼装工作台，如在现场拼装，则应放在较坚硬的场地上用水平仪抄平。拼装时构件全长应拉通线，并在构件有代表性的点上用水平尺找平，符合设计尺寸后点焊点固焊牢。刚性较差的构件，翻身前要进行加固。构件翻身后也应进行找平，否则构件焊接后无法矫正。

2.1.3构件起拱不准确

（1）防治措施

1）在制造厂进行预拼，严格按照钢结构构件制作允许偏差进行检验，如拼接点处角度有误，应及时处理。

2）在小拼过程中，应严格控制累积偏差，注意采取措施消除焊接收缩量的影响。

3）钢屋架或钢梁拼装时应按规定起拱，根据施工经验可适当加施工起拱。

4）根据拼装构件重量，对支顶点或支承架要经计算后定，否则焊后如造成永久变形则无法处理。

2.1.4 拼装焊接变形

（1）防治措施

1）为了抵消焊接变形，可在焊前进行装配时，将工件向与焊接变形相反的方向预留偏差，即反变形法。

2）采用合理的拼装顺序和焊接顺序控制变形，不同的工件应采用不同的顺序。收缩量大的焊缝应当先焊。长焊缝采取对称焊、逐步退焊，跳焊等焊接顺序。

3）采用夹具或专用胎具，将构件固定后再进行焊接，即刚性固定法。

4）构件翘曲可用机械矫正法或氧乙炔火焰加热法进行矫正。

5）较小不均匀加热，以小电流快速不摆动焊代替大电流慢速摆动焊，小直径焊条代替大直径焊条，多层焊代替单层焊；采用线能量高的焊接方法，如 CO2代替手工，采用强制冷却来减小受热区的温度和焊接预热，减小焊接区的温度与结构的温度差，均能取得减小焊接变形的效果。

6）采用对称施焊法和锤击焊缝法（底层及表面不锤击）。

2.1.5构件跨度不准确

（1）防治措施

1）由于构件制作偏差， 起拱与跨度值发生矛盾时， 应先满足起拱数值。

为保证起拱和跨度数值准确，必须严格按照《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2020）检查构件制作尺寸的精确度。

2）小拼构件偏差必须在中拼时消除。

3）构件在制作、拼装、吊装中所用的钢尺应统一。

4）为防止跨度不准确，在制造厂应采用试拼办法去解决。

2.1.6支撑构件刚度差

防治措施

（1）地面拼装时必须垫平， 以防下挠。如果刚性不够， 可采用加固措施，以增加加固措施，以增加其刚度。

（2）拼装时必须拉通线，电焊点固、焊牢。

（3）严格检查构件几何尺寸，安装前检查节间间距尺寸，如发现问题，应在地面处理好再吊装。

1.3钢柱底脚有空隙

（1）防治措施

1）柱脚基础标高要准确，表面应仔细找平。柱脚基础可采用如下5 种方法施工：

1、将柱脚基础支承面一次浇筑到设计标高并找平，不再浇筑水泥砂浆找平层。

2、将柱脚基础混凝土浇筑到比设计标高低 40～60mm处，然后用细石混凝土找平至设计标高。找平时应采取措施，保证细石面层与基础混凝土紧密结合。

3、预先按设计标高安置柱脚支座钢板，并在钢板下浇筑水泥砂浆。

4、预先将柱脚基础浇筑到比设计标高低40～60mm处，当柱安装到钢垫板（每叠数量不得超过3 块）上后，再浇筑细石混凝土。

5、预先按设计标高埋置好柱脚支座配件（型钢梁、预支混凝土梁、钢轨等），在柱子安装以后，再浇筑水泥砂浆。

2）利用垫钢板的办法将钢柱底部不平处垫平。

1.4柱地脚螺栓位移

（1）预防措施

1）在浇筑混凝土前，预埋螺栓位置应用定型卡盘卡柱，以免浇筑混凝土时发生错位。

2）钢柱底部预留孔应放大样，确定孔位后再做作预留孔。

（2）治理方法

1）发生预留孔与螺栓不对中，应根据情况，经设计人许可，沿偏差方向将孔扩大为椭圆孔，然后换用加大的垫圈进行安装。

2）如果螺栓孔相对位移较大，经设计人同意可将螺栓割除，将根部螺栓焊于预埋钢板上，附上一块与预埋钢板等厚的钢板，再与预埋钢板采取铆钉塞焊法焊上，然后根据设计要求焊上新螺栓。

【结论】在钢结构桥梁工程中，要通过组织科学的管理机构，完善质量管理体系，加强施工质检水平，同时加强施工前准备工作，提高人员管控能力和技术水平等方面环节，不断促进钢结构桥梁的建设水平跨向新高度，进而为人们的出行营造舒适安全的交通环境。

【参考文献】

[1]刘喆.钢结构桥梁施工的控制要点分析[J].黑龙江交通科技,2019,(7),104.

[2] 刘月雨，李白林 钢绗架桥梁的响应分析（J) 天津城建大学学报，2018，14（3）：168-170.193

[3]吴德军.钢绗架整体节点研究综述[J].工程技术（全文版）,2018(10)：29.

1