關(guān)于大跨度鋼結(jié)構(gòu)橋梁的施工技術(shù)探究

黃永旺

【摘 要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)水平日益提高，城市化進(jìn)程加快，工程建設(shè)規(guī)模也不斷擴(kuò)大。大跨度鋼結(jié)構(gòu)橋梁是橋梁工程建設(shè)中較為常見(jiàn)的一種類(lèi)型，但建筑工程施工通常危險(xiǎn)系數(shù)較高，隨著建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，難度系數(shù)不可避免地也會(huì)加大，因此大跨度鋼結(jié)構(gòu)橋梁的施工技術(shù)還需深入研究與探索，以期進(jìn)一步提高施工質(zhì)量及施工安全性，文章對(duì)此技術(shù)進(jìn)行了一些研究。

【關(guān)鍵詞】大跨度鋼結(jié)構(gòu)；橋梁工程；施工技術(shù)

【中圖分類(lèi)號(hào)】U445.4 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2018）05-0145-02

1 大跨度鋼結(jié)構(gòu)

橋梁工程的施工質(zhì)量關(guān)乎人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，所以對(duì)于施工材料的選擇需慎之又慎。目前，鋼結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代社會(huì)主要的建筑結(jié)構(gòu)類(lèi)型之一，具有強(qiáng)度高、自重輕、抗震性能好，以及能夠承受的重量相對(duì)大等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于各大場(chǎng)地、橋梁等建設(shè)領(lǐng)域。

大跨度結(jié)構(gòu)建筑為橫向跨越30 m以上空間的各類(lèi)結(jié)構(gòu)形式的建筑，多用于體育館、展覽館、大會(huì)堂及其他大型公共建筑等，結(jié)構(gòu)有折板結(jié)構(gòu)、殼體結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)、充氣結(jié)構(gòu)、篷帳張力結(jié)構(gòu)等。大跨度結(jié)構(gòu)建筑在19世紀(jì)末已取得了較大成就，至20世紀(jì)初，隨著鋼筋混凝土技術(shù)的發(fā)展，大跨度結(jié)構(gòu)建筑出現(xiàn)了很多新的結(jié)構(gòu)形式，如1912—1913年在波蘭布雷斯勞建成的百年大廳，便采用了鋼筋混凝土穹隆頂，直徑達(dá)65 m，覆蓋面積為5 300 m2。現(xiàn)如今，大跨度建筑廣泛應(yīng)用了各種高強(qiáng)輕質(zhì)材料和化學(xué)合成材料，減輕了自重，也使得空間結(jié)構(gòu)不斷創(chuàng)新，覆蓋面積日益擴(kuò)大。

在橋梁工程中，大跨度鋼結(jié)構(gòu)因其造型美觀、強(qiáng)度高及具有良好的景觀效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿(mǎn)足不同大型建筑的需求，在橋梁工程的建設(shè)中深受歡迎，成為我國(guó)橋梁工程建設(shè)中應(yīng)用較為廣泛的結(jié)構(gòu)類(lèi)型。

2 大跨度鋼結(jié)構(gòu)橋梁的施工技術(shù)

鋼結(jié)構(gòu)的橋梁相較于其他結(jié)構(gòu)的橋梁存在以下幾個(gè)問(wèn)題：耐熱性不好，在鋼材的受熱達(dá)到100 ℃時(shí)，其強(qiáng)度會(huì)降低且防火能力較差；如果鋼結(jié)構(gòu)橋梁為瀝青路面，那么鋼結(jié)構(gòu)橋梁的設(shè)計(jì)就需要格外注意，并且要考慮到鋼結(jié)構(gòu)材料本身的比熱容，如果隔熱工作處理不好，那么可能會(huì)引起瀝青面開(kāi)裂，影響鋼結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性；鋼結(jié)構(gòu)橋梁的承載能力不足，而且容易老化和破損；在焊接工人的專(zhuān)業(yè)訓(xùn)練方面也有所不足，僅有少部分的焊接工人持證上崗，且在焊接工人的管理方面存在一定的問(wèn)題[1]；溫度區(qū)間大小及鋼結(jié)構(gòu)工件尺寸要以各個(gè)支撐點(diǎn)的布置為依據(jù)進(jìn)行安放，下柱支撐位置如果設(shè)計(jì)不合理將會(huì)產(chǎn)生鋼結(jié)構(gòu)的延伸或收縮，造成不可預(yù)見(jiàn)的后果。大跨度鋼結(jié)構(gòu)橋梁的施工技術(shù)介紹如下。

2.1 支架架設(shè)法

支架架設(shè)法常用于跨徑較小的鋼桁架拱橋中。小鋼桁架拱橋可以有效降低橋梁的施工難度，且在陸運(yùn)、航運(yùn)要求不高的時(shí)候，可以使用滿(mǎn)堂臨時(shí)支架施工。例如，貴港大橋的橋面以上的塔柱運(yùn)用了爬模工藝施工，橋面以下墩身則采用的是支架現(xiàn)澆施工工藝。臨時(shí)支墩的間距一般控制在85 m左右，主橋永久墩另加8個(gè)臨時(shí)墩作為施工架梁使用，臨時(shí)墩的每墩上下游各設(shè)4根直徑為1.2 m鋼管柱，采用鋼管柱進(jìn)行鋼管水平連接，并且為了增強(qiáng)其穩(wěn)定性，還會(huì)在墩頂布置鋼箱梁牽引設(shè)備、鋼支承、滑道系統(tǒng)和調(diào)節(jié)裝置。

2.2 轉(zhuǎn)體施工法

橋梁轉(zhuǎn)體施工是指在河流的適當(dāng)位置利用地形先將半橋預(yù)制完成，然后利用機(jī)器設(shè)備，以橋梁自身作為轉(zhuǎn)動(dòng)體，將兩個(gè)半橋合攏為橋，分為豎轉(zhuǎn)法、平轉(zhuǎn)法和平豎結(jié)合法。轉(zhuǎn)體施工所需用料較少，可節(jié)省施工開(kāi)支，而且設(shè)備、工序都較為簡(jiǎn)單，適用于單跨和三跨橋梁，可建于深水、峽谷中或平原地區(qū)。

2.3 行走吊機(jī)架設(shè)法

行走吊機(jī)架設(shè)法中的拱上吊機(jī)主要分為移動(dòng)式和步履式，目前在我國(guó)橋梁建筑中的使用也較為普遍，特別是在地上安裝高度不大的板梁時(shí)，行走吊機(jī)架設(shè)法因其結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性較強(qiáng)，所以能夠準(zhǔn)確定位構(gòu)件，為板梁安裝提供了極大的便利。

2.4 懸臂架設(shè)施工法

懸臂施工法不會(huì)受通航、流水、季節(jié)等因素的影響，輔助設(shè)備的費(fèi)用也較少，而且在施工期間不影響行車(chē)，因此在鋼結(jié)構(gòu)橋梁的建設(shè)中也得到廣泛使用。懸臂施工的設(shè)備種類(lèi)有桁架式、斜拉式等類(lèi)型，可根據(jù)施工需要選擇合適的種類(lèi)。

2.5 浮吊架設(shè)法

在采用浮吊架設(shè)法進(jìn)行大跨度鋼結(jié)構(gòu)橋梁的建設(shè)時(shí)，施工技術(shù)人員首先要在橋梁上方設(shè)置一個(gè)門(mén)吊吊起組裝好的主梁，然后于橋墩和橋臺(tái)之間放置吊起的主梁，最后再依次對(duì)橋面系統(tǒng)和平縱聯(lián)進(jìn)行安裝。浮吊架設(shè)法通過(guò)實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼桁架的拼接，使得作業(yè)的次數(shù)得以減少。此外，如果采用浮吊架設(shè)法施工還要考慮地形、天氣狀況等，臨時(shí)支墩的間距一般控制在85 m左右，這是根據(jù)橋面掛索及線(xiàn)型控制的便利情況所做出的判斷。

2.6 纜索吊裝架設(shè)法

纜索吊裝架設(shè)法是利用懸掛的纜索運(yùn)輸和安裝構(gòu)件的施工方法，其優(yōu)勢(shì)主要是便于安裝和拆卸吊機(jī)、適應(yīng)性廣、施工穩(wěn)妥、方便等。纜索吊裝施工主要用于預(yù)制安裝的鋼筋混凝土拱橋，同時(shí)在勁性骨架施工拱橋的骨架安裝、拱上結(jié)構(gòu)安裝、桁架、剛架拱橋施工、懸索橋加勁梁安裝中得到廣泛運(yùn)用。具體來(lái)說(shuō)，纜索吊裝架設(shè)施工法的施工順序是由橋兩端向中間對(duì)稱(chēng)地方進(jìn)行，拱圈節(jié)段構(gòu)件垂直起吊采用纜索吊機(jī)進(jìn)行水平運(yùn)輸和安裝，在吊起一段拱圈且將各連接節(jié)點(diǎn)的位置調(diào)整到要求的高度時(shí)，要放松節(jié)點(diǎn)，而后確保拱圈自承受力的情況下，將帶扣纜索取出[2]。

3 大跨度鋼結(jié)構(gòu)橋梁的施工技術(shù)案例

某站中央站房屋面鋼桁架結(jié)構(gòu)東西長(zhǎng)286.5 m，南北向跨度為21 m+66 m+21 m，兩側(cè)懸挑為8.0 m?；局W(wǎng)為10.5 m×21.5 m、10.5 m×24 m，高架層結(jié)構(gòu)的標(biāo)高為8.745 m，夾層結(jié)構(gòu)的標(biāo)高為16.400 m，屋頂結(jié)構(gòu)的標(biāo)高為29.91～37.51 m。中央站房跨拱桁架安裝方案分為整體提升和分段吊裝兩種施工方案，但考慮到工程整體工期緊張，同時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力變化更加有利，更節(jié)約費(fèi)用，綜合比較后選定方案為分段吊裝法。

3.1 主桁架吊重驗(yàn)算

本工程主桁架采用站房?jī)蓚?cè)2臺(tái)400 t履帶吊塔式工況進(jìn)行吊裝。橫向主次桁架共分7段，其中66 m跨桁架分3段、兩側(cè)跨各分2段。第一分段吊裝工況分析見(jiàn)表1，第二分段吊裝工況分析見(jiàn)表2，第三分段吊裝工況分析見(jiàn)表3。

3.2 施工過(guò)程的分析及方案的實(shí)施

首先吊裝鋼管混凝土柱、樓層鋼梁，然后安裝屋蓋主桁架、次桁架，在8.745 m標(biāo)高樓面塔設(shè)支撐架，依次安裝屋蓋跨中第二段桁架、第一段桁架、橫向次桁架、縱向次桁架，再進(jìn)行屋蓋卸載，拆除支撐架，最后安裝檀條、玻璃天窗。

4 結(jié)語(yǔ)

在目前提倡綠色環(huán)保的背景下，大跨度鋼結(jié)構(gòu)橋梁因其堅(jiān)固耐用、抗震性能好等優(yōu)勢(shì)，成為我國(guó)現(xiàn)階段橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)展的必然趨勢(shì)。但鋼結(jié)構(gòu)橋梁的腐蝕問(wèn)題也是橋梁病害中最嚴(yán)重的一種，在一定程度上制約了鋼結(jié)構(gòu)橋梁在我國(guó)的快速發(fā)展。國(guó)家相關(guān)部門(mén)應(yīng)加大對(duì)鋼材的研究和開(kāi)發(fā)，培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)的煉鋼人才，努力提高鋼材的質(zhì)量，以滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要。此外，工程建設(shè)公司也要經(jīng)常對(duì)鋼材進(jìn)行抽樣檢查，確保大跨度鋼結(jié)構(gòu)橋梁鋼材的優(yōu)質(zhì)性?？傊?，要努力提高我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，就必須有與本國(guó)橋梁建造的實(shí)際情況相適應(yīng)的技術(shù)開(kāi)發(fā)與支持，鼓勵(lì)鋼橋技術(shù)的發(fā)展，大力培養(yǎng)具有較高專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)的高級(jí)技術(shù)焊工，從而在技術(shù)的提高和人才的培養(yǎng)層面不斷提高我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)橋梁的施工水平，讓鋼結(jié)構(gòu)橋梁在未來(lái)得到更加廣泛的應(yīng)用[3]。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]孫磊.鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工問(wèn)題及解決辦法[J].中國(guó)建筑金屬結(jié)構(gòu)，2013（18）.

[2]江浩.淺談大跨度鋼結(jié)構(gòu)橋梁的施工技術(shù)[J].智能城市，2016（12）：159.

[3]曹?chē)?guó)良.淺議鋼結(jié)構(gòu)橋梁常見(jiàn)病害及防護(hù)[J].城市建筑，2013（6）.

[責(zé)任編輯：陳澤琦]