鋼橋施工新技術(shù)應(yīng)用探討

宋小偉

中交一公局第一工程有限公司，北京 102205

0 引言

鋼橋是各種橋梁體系特別是大跨度橋梁常見的一種型式。到21世紀(jì)以后，鋼橋已經(jīng)用一種完全嶄新的面貌出現(xiàn)在橋梁界并與預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁展開了激烈的競爭，這在一定程度上推動了橋梁工程的發(fā)展。由于鋼材是一種性能優(yōu)越的彈塑性材料，所以在橋梁上使用比較靈活，從板梁橋、桁架橋、拱橋直至大跨度的懸索橋。隨著材質(zhì)的提高以及焊接工藝和高強螺栓連接的不斷完善，各種受力性能優(yōu)越、制造架設(shè)容易的箱形截面梁也就同時得到了大力的發(fā)展與完善。

1 鋼構(gòu)件的制作

1.1 作樣

根據(jù)施工圖制作樣板或樣條的工作叫作樣。利用樣板或樣條可在鋼料上標(biāo)出切割線及栓孔位置。

一般構(gòu)件用普通樣板，它可用薄鐵皮或0.3～0.5mm的薄鋼板制作。對于精度要求高的橋梁，栓孔可采用機器樣板鉆制。機器樣板是在厚12～20mm的鋼板上，按照孔眼的設(shè)計位置，精確地嵌入經(jīng)過滲碳淬火處理的鋼質(zhì)鉆孔套。鉆孔套是旋制的，硬度比鉆頭大。鉆孔套直徑公差只有0.05mm，孔心距公差為0.25mm。鉆孔時將機器樣板覆蓋在要加工的部件上，用卡具夾緊，鉆頭即通過鉆孔套鉆制加工部件上的安裝孔。用樣板鉆出的孔，精度高且規(guī)一，并可省出號孔工作。

用2～3cm寬的鋼條做成的樣板叫樣條，它適用于較長的角鋼，槽鋼及鋼板號樣。

1.2 號料

用樣板、樣條在鋼材上把零件的切割線畫出，稱為號料。號料使用樣板、樣條而不直接使用鋼尺，這是為了避免出現(xiàn)不同的尺寸誤差，而使釘孔錯位。號料的精確度應(yīng)和放樣的精度相同。

1.3 切割

鋼料的切割方法有剪切、焰切、聯(lián)合剪沖和鋸切4種。剪切是使用剪切機進行。對于一般剪切機不能剪切的厚鋼板，或因開關(guān)復(fù)雜不能剪切的板材都可采用焰切。聯(lián)合剪沖用于角鋼的剪切。鋸切主要用于對槽鋼、工字鋼、鋼管及大型角鋼，鋸切的工具為圓鋸機。

1.4 矯正

由于鋼材在軋制、運輸、切割等過程中可能會產(chǎn)生變形，因而需要進行矯正。對于鋼板常用輥壓機來趕平，對于角鋼也可用輥壓機進行調(diào)直。對于切割后呈馬刀形彎曲的料件，當(dāng)寬度不大時，可以在頂彎機上矯正。對寬厚大的料件，則要用火焰加熱進行矯正，火焰溫度應(yīng)控制在600℃～800℃之間。

1.5 制孔

鉆孔的一般過程為：畫線鉆孔，擴孔套鉆，機器樣板鉆孔，數(shù)控程序鉆床鉆孔。使用機器樣板鉆孔可以使桿件達到互換使用，但對于不同規(guī)格的單構(gòu)件則不能使用同一樣板來鉆孔，因此設(shè)計者應(yīng)盡量使結(jié)構(gòu)物的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化、以減少機器樣板的數(shù)量、提高機器樣板的利用率。用數(shù)控坐標(biāo)式鉆床鉆孔可達到很高的精度，也可以使工字型桿件的工地栓孔一次鉆成。

1.6 組裝

組裝是按圖紙把制備完成的半成品或零件拼裝成部件、構(gòu)件的工序。為了保證組裝質(zhì)量，對組成桿件的各零件的相對位置、相互間的密貼程度以及整個桿件的外輪廓形狀和尺寸，在組拼過程中均要進行檢查。

1.7 焊接

鋼橋采用的焊接方法有自動焊、半自動焊和手工焊3種。焊接質(zhì)量在很大程度上決定于施焊狀況。焊接時所采用的電流強度、電弧電壓、焊絲的輸送速度及焊接速度都直接影響焊接質(zhì)量。在焊接前，如無焊接工藝評定試驗，應(yīng)做好焊接工藝評定試驗，并據(jù)此確定焊接工藝。焊接完畢后應(yīng)檢查焊縫質(zhì)量。焊縫中主要缺陷有：裂縫、內(nèi)部氣孔、夾渣、未熔透、咬邊、溢流、燒穿及焊縫尺寸不合規(guī)定等。對于所有焊縫均應(yīng)進行外觀檢查。內(nèi)部檢查以超聲波探傷為主。

2 鋼橋的安裝

2.1 懸臂拼裝法

懸臂安裝是在橋位上拼裝鋼梁時，不用臨時膺架支承，而且將桿件逐根的依次拼裝在平衡梁上或已拼好的部分鋼梁上，形成向橋孔中逐漸增長的懸臂，直至拼裝至次一墩上。這稱為全懸臂拼裝。若在橋孔中設(shè)置一個或一個以上臨時支承進行懸臂拼裝時稱為半懸臂拼裝。用懸臂法安裝時多孔鋼梁時，第一孔鋼梁多用半懸臂法進行安裝。懸臂安裝鋼梁的施工順序一般如下：桿件預(yù)拼—鋼梁桿件拼裝—高強螺栓施工—鋼梁縱移—鋼梁的橫移。

2.2 拖拉法架設(shè)鋼梁

2.2.1 半懸臂的縱向拖拉

根據(jù)被拖拉橋跨結(jié)構(gòu)桿件的受力情況和結(jié)構(gòu)本身穩(wěn)定的要求，在拖拉過程中有時需要在永久性的墩臺之間設(shè)置臨時性的中間墩架，以承托被拖拉的橋跨結(jié)構(gòu)。在水流較深且水位穩(wěn)定，又有浮運設(shè)備而搭設(shè)中間膺架不便時，可考慮采用中間浮運支承的縱向拖拉。必須指出的是，船上支點的標(biāo)高不易控制，所以要十分注意。

2.2.2 全懸臂的縱向拖拉

全懸臂的縱向拖拉指在兩個永久墩之間不設(shè)置任何臨時中間支承的情況下的縱向拖拉架梁方法。拖拉鋼桁架的滑道，可以布置在縱梁下，也可以布置在主桁下?？v架中心距通常為2m。當(dāng)梁拖拉到設(shè)計位置后，拆除臨時連接桿件及導(dǎo)梁、牽引設(shè)備等。拆除時應(yīng)先將導(dǎo)梁或梁的前端適當(dāng)頂高或落低，使連接桿處于不受力的狀態(tài)，然后拆除連接栓釘。拆除臨時連接桿件和導(dǎo)梁后，可以落梁。落梁時鋼梁每端至少用兩臺千斤頂頂梁，以便交替拆除兩側(cè)枕木垛。

2.3 整孔架設(shè)

整孔架設(shè)的方法有：用架橋機架梁和釣魚法架梁兩種。用架橋機架梁有既快又省的效果。釣魚法是通過立在前方的墩臺上有效高度不小于梁長1/3的扒桿，用固定于扒桿頂?shù)幕喗M牽引梁的前端到前方墩臺上。

2.4 膺架法拼組鋼梁

在滿布支架上拼組鋼梁和在場地上拼組鋼梁的技術(shù)要求基本一致，其工序可分為桿件預(yù)拼、場地及支架布置、鋼梁拼裝、鋼梁鉚合或栓合等幾個部分。

鋼梁拼裝完畢后應(yīng)根據(jù)精度要求，經(jīng)過復(fù)測檢查調(diào)整后才能進行栓合。鋼梁在支梁上拼裝組合完畢后，可落梁到支座上。落梁方法可用千斤頂在端橫梁下將梁頂起，逐漸拆除節(jié)點下木垛，然后落梁到支座上。當(dāng)落梁高度很小時，也可逐步將節(jié)點下木楔放松，使鋼梁徐徐下落。

3 鋼橋的施工控制

3.1 材料檢測

對鋼橋施工所用鋼材、焊條、焊絲、焊劑、涂裝材料和緊固件等需經(jīng)過外觀檢查，即對產(chǎn)品規(guī)格、標(biāo)記、外形幾何尺寸等直觀檢查出廠合格證，必須符合設(shè)計要求和現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。對批量鋼材應(yīng)進行材料復(fù)合，主要為力學(xué)性能和化學(xué)成份。

3.2 施工準(zhǔn)備

熟悉施工圖及有關(guān)文件資料，尤其注意目錄和圖紙的齊全和清楚。對施工現(xiàn)場的地形、土質(zhì)、地下設(shè)施等進行調(diào)查研究。

3.3 安裝過程中的質(zhì)量控制

首先應(yīng)做試吊工作，宜把相當(dāng)質(zhì)量最重構(gòu)件提到一定高度，試吊一段時間后，對機械設(shè)備、工具進行一次實際的考驗；吊裝程序應(yīng)嚴(yán)格按安裝方案進行，不得擅自變動；被吊裝構(gòu)件在定位固定牢靠后才可將吊車松鉤；每吊裝一構(gòu)件節(jié)段必須測量其標(biāo)高和坐標(biāo)，以保證橋梁標(biāo)高中線位置。如果發(fā)現(xiàn)不正確應(yīng)檢查原因，及時調(diào)整；現(xiàn)場安裝焊接除按鋼梁制作質(zhì)量控制中焊接要求實施外，尚必須按制訂的安裝焊接工藝進行。安裝時都在現(xiàn)場露天作業(yè)，有雨應(yīng)停止安裝。雨后鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件焊縫處潮濕未干不得施焊；吊裝每一梁段必須控制其偏差在允許范圍內(nèi)，考慮合攏溫度，使合攏跨距與梁段跨徑相近，并考慮伸縮縫滿足設(shè)計要求。

4 結(jié)論

隨著橋梁向大跨度發(fā)展，鋼橋得到了越來越廣泛的應(yīng)用。鋼橋面板除了有橋面橋和橋面系的作用外，還作為主梁的一部分發(fā)揮作用。由縱肋、橫梁和蓋板三者之間焊接組成的正交異性鋼橋面板因輕質(zhì)、高強、施工快的優(yōu)點，己在國內(nèi)外大中跨度的現(xiàn)代公路鋼橋中得到廣泛的應(yīng)用。

[1]黃繩武.橋梁施工及組織管理[M].人民交通出版社，北京：2003.

[2]范立礎(chǔ).橋梁工程(上冊)[M].人民交通出版社，北京：2001.