楊 俊

（貴州省公路工程集團(tuán)有限公司,貴州 貴陽(yáng) 550000）

0 引言

橋梁受使用年限及外部環(huán)境等方面的影響，易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)的局部損傷，如果不及時(shí)進(jìn)行有效的補(bǔ)救處理，會(huì)造成損傷面積的快速擴(kuò)大，影響橋梁整體的結(jié)構(gòu)安全。因此，在橋梁施工設(shè)計(jì)方案中，要從結(jié)構(gòu)的完整性考慮，綜合分析橋梁剛度強(qiáng)度要求，結(jié)合當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境特點(diǎn)，合理選擇建設(shè)材料、施工工藝及安裝方式，避免橋梁的局部損傷[1]。該文針對(duì)這一問(wèn)題，提出了保障鋼結(jié)構(gòu)完整性的施工設(shè)計(jì)方案及質(zhì)量控制要點(diǎn)，為相關(guān)工程建設(shè)提供借鑒。

1 橋梁鋼結(jié)構(gòu)損傷表現(xiàn)形式

橋梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度會(huì)受施工材料及工藝等方面的影響。因此，在焊接施工過(guò)程中，應(yīng)格外重視以下幾點(diǎn)問(wèn)題：

（1）由于焊接施工缺乏對(duì)母材使用性能的考慮，導(dǎo)致非金屬材料中的雜質(zhì)含量多且復(fù)雜。

（2）施工人員缺乏金屬結(jié)晶操作的經(jīng)驗(yàn)，降低了焊接處的力學(xué)性能。

（3）焊接后材料表面發(fā)現(xiàn)裂紋、損傷等質(zhì)量問(wèn)題。

（4）缺乏對(duì)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)的考慮，連接處易有損壞問(wèn)題。

（5）材料使用周期內(nèi)，外部環(huán)境條件出現(xiàn)較大變化，影響材料的穩(wěn)定性，造成損傷。

2 橋梁鋼結(jié)構(gòu)完整性設(shè)計(jì)方法

提高橋梁結(jié)構(gòu)的承載力和耐久性是保證橋梁完整性和使用性能的重要前提，要想提高人們的使用效益，應(yīng)當(dāng)著重考慮這兩方面因素，不斷加強(qiáng)施工方案設(shè)計(jì)的合理性與科學(xué)性[2]。

2.1 橫向抗傾覆設(shè)計(jì)

對(duì)于半徑較小但車(chē)道較多的鋼結(jié)構(gòu)橋梁，要加強(qiáng)橫向抗傾覆設(shè)計(jì)，這也是現(xiàn)階段有關(guān)橋梁設(shè)計(jì)研究的重點(diǎn)。

嚴(yán)格計(jì)算橫梁偏心受力的承載力要求，確定科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)尺寸，保證橋梁在受到外力作用時(shí)有足夠的強(qiáng)度，避免橫梁出現(xiàn)受力不均的情況。

2.2 焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為保證橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，應(yīng)格外注重焊縫連接的處理，使用滿(mǎn)足設(shè)計(jì)需要的原材料，選用最佳的焊接工藝及手段，保證焊接縫的完整性，避免造成損傷。

2.2.1 控制焊接結(jié)構(gòu)的完整性方面

焊接材料的及接頭的強(qiáng)度和韌性應(yīng)當(dāng)符合設(shè)計(jì)需要，減少焊接結(jié)構(gòu)的損傷[3]。

（1）焊接時(shí)，結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性能可能會(huì)發(fā)生變化，其微觀結(jié)構(gòu)也會(huì)受到影響，易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷。由此可見(jiàn)，施工材料的質(zhì)量并不是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損傷的唯一因素，還需從多方面進(jìn)行綜合防治。

（2）焊接次數(shù)要適度，分析現(xiàn)有母材的各項(xiàng)性能，保證挑選的焊接材料能與之相匹配，從多方面保證焊接質(zhì)量。

（3）重視焊接細(xì)節(jié)的處理，盡量避免因細(xì)節(jié)處理不當(dāng)造成的損傷。

（4）加強(qiáng)防腐施工設(shè)計(jì)，定期完成焊接結(jié)構(gòu)的防腐保養(yǎng)，并做好日常記錄。

2.2.2 焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方面

根據(jù)橋梁建設(shè)需要，需通過(guò)試驗(yàn)測(cè)量焊接需滿(mǎn)足的靜力值，確定科學(xué)的抗疲勞等級(jí)，選用合理的焊接工藝[4]。

（1）設(shè)計(jì)焊接結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)多注意細(xì)節(jié)部位，保證焊接完工后的橋梁結(jié)構(gòu)能均勻受力，避免集中應(yīng)力帶來(lái)的安全隱患。

（2）設(shè)計(jì)焊接結(jié)構(gòu)時(shí)，要分析焊接完工后的各項(xiàng)數(shù)據(jù)參數(shù)是否符合工程相關(guān)規(guī)定，提高焊縫的質(zhì)量。

2.3 加勁肋設(shè)計(jì)

根據(jù)計(jì)算資料和結(jié)構(gòu)受力類(lèi)型，為提高結(jié)構(gòu)整體剛度或穩(wěn)定性，可增設(shè)加勁肋于橋梁支座或其他和荷載力較大的部位，如：箱梁頂?shù)装?、腹板等?/p>

設(shè)置加強(qiáng)肋之前，需要計(jì)算出詳盡周密的數(shù)據(jù)，為更好地提高項(xiàng)目建設(shè)整體的穩(wěn)定性，需要根據(jù)施工條件合理確定加強(qiáng)肋的加固部位。此外，在進(jìn)行加強(qiáng)肋施工前，需全方位搜集必要的施工信息，計(jì)算出精準(zhǔn)的參數(shù)值，保證加強(qiáng)肋的施工效果。

2.4 施工人孔設(shè)計(jì)

為了提高維修保養(yǎng)的效果，還需要設(shè)計(jì)施工人孔。通常會(huì)將人孔設(shè)置在橋梁底板靠端頭處，這是橋梁設(shè)計(jì)施工中不可或缺的一環(huán)[5]。

橋梁結(jié)構(gòu)部位需要設(shè)計(jì)一定數(shù)量的人孔，為了防止結(jié)構(gòu)損傷，應(yīng)在不同斷面上均勻錯(cuò)落設(shè)置人孔，防止人孔集中在同一斷面上，造成受力不均的問(wèn)題。

2.5 計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力

計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力時(shí)，需嚴(yán)格核算并模擬現(xiàn)場(chǎng)工況選取合適的參數(shù)。應(yīng)從縱向上將橋梁劃分成若干單元，對(duì)各計(jì)算單元分別編號(hào)，分別采集實(shí)際工況的數(shù)據(jù)信息，依據(jù)每個(gè)結(jié)構(gòu)單元不同預(yù)應(yīng)力特性、收縮徐變大小、荷載作用情況等參數(shù)值，確保分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確無(wú)誤。

2.6 防腐蝕設(shè)計(jì)

根據(jù)當(dāng)?shù)貥蛄菏┕さ耐獠繗夂颦h(huán)境，制定相應(yīng)的防腐設(shè)計(jì)方案，選擇合理的防腐辦法，將有效的防腐材料均勻噴涂在鋼結(jié)構(gòu)的表面，做好鋼結(jié)構(gòu)表面的預(yù)處理，使其始終保持干凈清潔、光滑的狀態(tài)[6]。

鋼材表面質(zhì)量經(jīng)檢查合格后，進(jìn)行熱鍍鋅，再涂刷防腐底漆、中間層漆及面漆，選擇涂料時(shí)應(yīng)考慮與環(huán)境的匹配性，以及底漆與面漆的匹配組合。底漆有鐵紅油性漆、紅丹酚醛漆、鐵紅純酚醛漆；中間層漆有環(huán)氧云鐵漆，面層漆可選各色油性調(diào)和漆。

3 鋼結(jié)構(gòu)橋梁質(zhì)量控制要點(diǎn)

3.1 鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量控制流程

鋼結(jié)構(gòu)工程施工階段質(zhì)量控制由鋼構(gòu)件加工制作階段以及鋼構(gòu)件安裝與驗(yàn)收階段兩部分組成。

（1）橋梁鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量控制流程見(jiàn)圖1。

圖1 鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量控制流程圖

（2）鋼結(jié)構(gòu)工程加工階段質(zhì)量控制要點(diǎn)：1）控制拼接縫的尺寸，翼緣板與腹板之間的拼接縫間距應(yīng)控制為200 mm；翼緣板的拼接長(zhǎng)度應(yīng)該大于板寬的2 倍，腹板拼接的寬度和長(zhǎng)度要分別控制為300 mm 和600 mm；2）加強(qiáng)連接表面的質(zhì)量管控，組裝鋼結(jié)構(gòu)前，要先清理焊縫周邊30～50 mm 的區(qū)域，保證該范圍無(wú)油污、毛刺和鐵銹，高強(qiáng)度螺栓連接頂和鉚接接觸的區(qū)域應(yīng)保證至少75%的緊貼面積，檢查時(shí)常使用0.3 mm 的塞尺，保證全部塞入面積不超過(guò)總面積的25%，控制邊緣最大間隙在0.8 mm 范圍內(nèi)；3）組裝鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，選用合適的工具及設(shè)備，確保組裝精度符合規(guī)定要求；嚴(yán)格按照國(guó)家對(duì)焊接處型鋼尺寸的要求選擇符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的材料，并完成連接組裝，保證尺寸偏差在規(guī)定范圍內(nèi)；鋼構(gòu)件外形尺寸應(yīng)符合國(guó)家工程質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；防止吊車(chē)梁及吊車(chē)桁架出現(xiàn)下?lián)蟍7]。

（3）鋼結(jié)構(gòu)工程吊裝階段質(zhì)量控制要點(diǎn)：1）做好裝吊準(zhǔn)備工作：綜合吊點(diǎn)位置及鋼柱的重量，準(zhǔn)備不同規(guī)格、長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)的卡環(huán)及鋼絲繩，以應(yīng)對(duì)不同的施工情況。2）確定吊點(diǎn)：方便安裝、結(jié)實(shí)穩(wěn)固的原則，將吊點(diǎn)位置設(shè)置在鋼柱的外側(cè)頂部，在臨時(shí)連接板上預(yù)留吊裝孔；通常要在鋼柱上設(shè)計(jì)4 塊厚度為20 mm，規(guī)格為Q345B的鋼板吊裝耳板；若需設(shè)置重型構(gòu)件耳板，還應(yīng)重新測(cè)量確定耳板的厚度；3）為提高保吊裝過(guò)程的平衡性，保證施工安全，可在吊鉤下掛上四根具有一定強(qiáng)度的鋼絲繩，并在鋼柱下方墊上枕木，避免鋼柱起吊時(shí)在地面上拖拉，損害鋼柱及地面；4）鋼柱吊起后，要確保鋼柱的中心線(xiàn)與下段鋼柱的中心線(xiàn)相對(duì)齊，同時(shí)兼顧四面，將上下節(jié)柱之間的安裝耳板對(duì)應(yīng)連接，并將雙夾板用螺栓固定。

3.2 施工質(zhì)量監(jiān)控的主要內(nèi)容

連續(xù)鋼桁架橋梁的施工控制，包括以下三個(gè)方面：

（1）控制好結(jié)構(gòu)線(xiàn)形：通常，施工控制的主要內(nèi)容包括對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)線(xiàn)形的控制。因?yàn)闃蛄菏┕み^(guò)程中，無(wú)法避免結(jié)構(gòu)的輕微變形，且施工人員的操作能力有限，合理范圍內(nèi)的誤差也屬于正?，F(xiàn)象。但這也導(dǎo)致實(shí)際的橋梁線(xiàn)形與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)存在一定的差距，要想進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)線(xiàn)形與設(shè)計(jì)線(xiàn)形之間的吻合度，需要加強(qiáng)控制，盡可能減少兩者之間的差距[8]。

（2）控制好結(jié)構(gòu)內(nèi)力：桁架橋施工時(shí)，影響結(jié)構(gòu)內(nèi)力的因素主要有：橋梁施工的荷載和臨時(shí)支撐的方式；鋼梁水平位移距離和安裝的精度；荷載的均勻性、平衡性；外部氣候環(huán)境、溫濕度、風(fēng)力情況等；要想提高橋梁的穩(wěn)定性，還需要對(duì)施工的關(guān)鍵工況做出科學(xué)合理的驗(yàn)算與判斷。

（3）控制結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性：結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的控制工作主要從以下幾方面開(kāi)展：一是檢查施工過(guò)程中已完工的結(jié)構(gòu)構(gòu)件是否存在整體或局部的不穩(wěn)定情況；二是檢查施工設(shè)施的使用性能是否穩(wěn)定；三是考慮外部環(huán)境因素：如風(fēng)、天氣等因素?，F(xiàn)階段控制橋梁穩(wěn)定性的有效手段是驗(yàn)算施工中各關(guān)鍵工程的開(kāi)展及進(jìn)度情況。建立健全施工—檢測(cè)—施工的質(zhì)量控制循環(huán)體系，在施工全階段檢驗(yàn)每一個(gè)工序結(jié)束后的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，經(jīng)專(zhuān)業(yè)人員檢查分析計(jì)算后，得出現(xiàn)存誤差值，反思誤差產(chǎn)生的原因[9]。在后續(xù)施工中盡可能消除影響誤差水平的因素，提高施工控制效果，實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程的良性循環(huán)。圖2 為施工質(zhì)量監(jiān)控的流程圖。

圖2 施工質(zhì)量監(jiān)控流程

3.3 質(zhì)量管理要素及評(píng)價(jià)指標(biāo)的確立

按照規(guī)定的橋梁鋼結(jié)構(gòu)施工要求，總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)，得出以下鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并以此為依據(jù)完成質(zhì)量等級(jí)的評(píng)價(jià)，如表1 所示。評(píng)價(jià)工程質(zhì)量的程序應(yīng)當(dāng)在項(xiàng)目竣工后開(kāi)啟，主要檢查驗(yàn)收的是整體工程的質(zhì)量以及施工過(guò)程中的各類(lèi)質(zhì)管資料。在檢驗(yàn)相關(guān)資料時(shí)，采用專(zhuān)家打分法，使用模糊質(zhì)量打分的方式對(duì)主要質(zhì)量要素進(jìn)行量化評(píng)價(jià)。

表1 橋梁鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量管理要素與評(píng)價(jià)等級(jí)

邀請(qǐng)多位專(zhuān)家對(duì)各質(zhì)量要素進(jìn)行評(píng)價(jià)打分，要獨(dú)立進(jìn)行審核評(píng)價(jià)。對(duì)所有的資料隨機(jī)抽查的數(shù)量點(diǎn)不少于30%，在該工程的竣工驗(yàn)收階段，每一質(zhì)量要素實(shí)得分為打分的平均分。最后需設(shè)定各質(zhì)量要素的權(quán)重，各質(zhì)量要素的權(quán)重根據(jù)公司質(zhì)量管理體系評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)規(guī)定取值，以加權(quán)平均分作為判斷標(biāo)準(zhǔn)[10]。

4 結(jié)論

經(jīng)研究，為保證橋梁整體鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，須做出完整的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，綜合各構(gòu)件設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)及外部環(huán)境影響，確保焊接施工工藝水平，做好各項(xiàng)防腐措施，保證竣工驗(yàn)收后的橋梁整體結(jié)構(gòu)達(dá)到規(guī)定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，為車(chē)輛通行創(chuàng)造良好的條件。此外，實(shí)際施工中須全面把握質(zhì)量控制的要點(diǎn)，嚴(yán)格按照質(zhì)量管理流程開(kāi)展質(zhì)監(jiān)工作，項(xiàng)目竣工驗(yàn)收后做好質(zhì)量檢測(cè)的綜合性評(píng)價(jià)。將質(zhì)檢工作貫穿于項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工全過(guò)程及竣工驗(yàn)收后，實(shí)現(xiàn)全方位的質(zhì)量管理過(guò)程。