黃光輝，石泉彬，方水才

（1.泰州市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站；2.泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 泰州 225300；3.濟(jì)南城建集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250031）

隨著大跨徑橋梁需求的不斷增多，鋼結(jié)構(gòu)作為一種新型的橋梁結(jié)構(gòu)類型的優(yōu)點(diǎn)不斷顯現(xiàn)。相對(duì)于普通鋼筋砼結(jié)構(gòu)形式，鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量管理有其自身特點(diǎn)，當(dāng)前對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工程制作和安裝過程的質(zhì)量管理研究較多[1-4]，而有針對(duì)性的施工質(zhì)量控制方面的研究較少。因此，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程的質(zhì)量監(jiān)督管理開展針對(duì)性研究，尤其是結(jié)合具體工程實(shí)例進(jìn)行分析和總結(jié)，具有較強(qiáng)的必要性和重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文以泰州市青年路北延新通揚(yáng)運(yùn)河橋主橋鋼結(jié)構(gòu)工程為例，具體探討頂推法施工鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程質(zhì)量監(jiān)督管理要點(diǎn)與相關(guān)措施。

1 工程概況

泰州市青年路北延（海陽東路—站前路）工程位于泰州市海陵區(qū)，南起海陽東路，北至站前路，總長(zhǎng)約2510m，為城市主干路，道路一般段規(guī)劃紅線寬40m。因該路段需跨越五叉港及新通揚(yáng)運(yùn)河，故新建新通揚(yáng)運(yùn)河橋，其中主橋上跨新通揚(yáng)運(yùn)河、引橋上跨五叉港，主橋?qū)?1.5m、引橋?qū)?9m。

2 鋼結(jié)構(gòu)制造階段

鋼結(jié)構(gòu)制造質(zhì)量是鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程質(zhì)量得以保證的前提和基礎(chǔ)[5]，對(duì)其廠內(nèi)單元件制作原材料、焊接質(zhì)量和尺寸精度的把控是質(zhì)量控制的關(guān)鍵。

本工程在鋼構(gòu)件加工過程中利用焊接參數(shù)控制、預(yù)變形技術(shù)、焊縫內(nèi)應(yīng)力消除技術(shù)等多方嚴(yán)格控制焊縫質(zhì)量和尺寸精度；對(duì)于箱式拱肋，其計(jì)算跨徑長(zhǎng)達(dá)165m，且線型為拋物線，廠內(nèi)制造時(shí)通過多節(jié)段拱肋之間連續(xù)匹配拼裝技術(shù)保證制造精度，以為后續(xù)順利完成整體成橋拼裝奠定基礎(chǔ)。

2.1 專家評(píng)審及施工條件核驗(yàn)

鋼梁制作前針對(duì)本工程橋梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和架設(shè)安裝工法，首先組織開展施工工藝專家評(píng)審會(huì)，形成本工程專屬文件，以此來指導(dǎo)全過程施工。

正式施工前，對(duì)承包單位的施工設(shè)備、檢測(cè)設(shè)備的精度及完好狀態(tài)進(jìn)行核驗(yàn)，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)焊接設(shè)備、檢測(cè)儀器、測(cè)量設(shè)備等進(jìn)行抽檢，保證所有設(shè)備功能運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

2.2 鋼梁制作

鋼梁制作前，首先從源頭處嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，對(duì)進(jìn)場(chǎng)材料進(jìn)行第三方取樣復(fù)驗(yàn)，抽檢樣品的劃分批次和數(shù)量符合本工程制造規(guī)則及國(guó)家規(guī)范相關(guān)要求。鋼梁制造過程中，重點(diǎn)關(guān)注焊接首制件和涂裝首制件檢驗(yàn)環(huán)節(jié)，按照鋼構(gòu)件結(jié)構(gòu)形式不同，對(duì)各種類型的桿件成品分別進(jìn)行首制件外觀尺寸質(zhì)量、焊縫質(zhì)量、涂裝質(zhì)量等方面檢查；鋼梁質(zhì)量評(píng)定，由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理和第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)共同監(jiān)督進(jìn)行，全部檢測(cè)結(jié)果均達(dá)要求后方可進(jìn)行后續(xù)批量加工。

（1）構(gòu)件焊接。焊接施工前，對(duì)作業(yè)人員的從業(yè)資格證書以及有效期進(jìn)行查驗(yàn)，并組織電焊工上崗前實(shí)際操作考試，經(jīng)考試合格滿足要求方可上崗作業(yè)。正式開始焊接作業(yè)前還需檢查焊接電壓、焊材的烘干情況和焊道打磨情況，確定滿足焊接要求方可進(jìn)行下道工序。焊接過程中，必須焊接與工件相同標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品試板并送檢，做到制造全過程焊縫質(zhì)量控制。構(gòu)件焊接完成后檢查焊接外觀，根據(jù)焊縫探傷要求實(shí)行100%的超聲波無損探傷[6]、磁粉探傷和一定比例的X射線探傷[7]來判定焊縫質(zhì)量，不合格的焊縫必須返修補(bǔ)焊，返修次數(shù)不得超過兩次，對(duì)于多次出現(xiàn)不合格焊縫的作業(yè)人員不得再?gòu)氖卤竟こ毯附幼鳂I(yè)。

（2）梁段拼裝。當(dāng)主梁第一批梁段制造完成后，選擇3個(gè)節(jié)段進(jìn)行試拼裝以檢驗(yàn)制造水平和質(zhì)量。試拼裝時(shí)，使板層緊密貼合，并檢查拼接位置有無相互抵觸或較大縫隙的情況，檢查需在無日照影響的條件下進(jìn)行，以減少溫度引起的熱脹冷縮效應(yīng)，同時(shí)留存檢查記錄，試拼裝檢查合格后，后續(xù)構(gòu)件方可進(jìn)行批量生產(chǎn)。

（3）構(gòu)件涂裝。構(gòu)件生產(chǎn)完成后要在廠內(nèi)進(jìn)行底漆和封閉漆的涂裝。涂裝前需要進(jìn)行噴砂除銹，尤其是對(duì)焊縫、自由邊等部位的處理一定要到位，避免這些部位成為薄弱環(huán)節(jié)。涂裝時(shí)嚴(yán)格控制溫度、相對(duì)濕度等因素，使之與不同品牌型號(hào)油漆的使用要求相符。構(gòu)件表面殘余水分、溫度以及涂裝后的保護(hù)也是影響涂裝質(zhì)量的重要因素。施工完成后需對(duì)涂層進(jìn)行外觀質(zhì)量檢測(cè)，在漆膜厚度滿足要求的基礎(chǔ)上，檢查涂層表面有無流掛、針孔、橘皮、漆霧等涂層缺陷，如有缺陷需清除該區(qū)域涂層后重新進(jìn)行涂裝施工。

3 鋼結(jié)構(gòu)拼裝階段

3.1 拼裝方案論證

在拼裝開始前，由施工單位組織召開施工方案工藝評(píng)審會(huì)，參加評(píng)審的除五方責(zé)任主體外，還邀請(qǐng)相關(guān)行業(yè)主管部門、高校和企業(yè)專家等。經(jīng)專家組審議，一致認(rèn)為本工程頂推安裝方案內(nèi)容完整，施工方案可行，可用于指導(dǎo)本工程施工。

3.2 拼裝胎架準(zhǔn)備

整體拼裝前需檢查鋼梁拼裝胎架是否符合要求，胎架支墩頂面的面積和位置是否滿足桿件不發(fā)生局部變形要求。胎架上布設(shè)縱、橫基線及基準(zhǔn)點(diǎn)，用以控制構(gòu)架拼裝的位置，確保各部件尺寸符合圖紙及施工要求。

3.3 水準(zhǔn)控制網(wǎng)布設(shè)

胎架外設(shè)立不受其他因素影響的水準(zhǔn)控制網(wǎng)，用以在鋼結(jié)構(gòu)制造過程中對(duì)胎架上所有測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行隨時(shí)監(jiān)測(cè)，確保胎架測(cè)量系統(tǒng)準(zhǔn)確可靠。

當(dāng)箱梁節(jié)段安裝定位后，需再次進(jìn)行復(fù)測(cè)，在保證箱梁中心線位置、高程、豎曲率、起拱、斜度和寬度等檢測(cè)項(xiàng)目滿足要求后，方可吊裝下一節(jié)段或進(jìn)行焊接作業(yè)。

3.4 鋼梁安裝定位

系梁是全橋尺寸把控的關(guān)鍵點(diǎn)，必須對(duì)其精準(zhǔn)定位。系梁安裝時(shí)，在各系梁對(duì)接環(huán)口處設(shè)立測(cè)量點(diǎn)，通過觀測(cè)其拱度、線型及左右兩系梁寬度進(jìn)行精準(zhǔn)定位。系梁定位過程中，為減少焊接收縮對(duì)尺寸的影響，在寬度方向預(yù)留12mm加量。

橫梁定位以系梁基準(zhǔn)線為準(zhǔn)，采用龍門吊精確吊裝就位后，為減少橫梁拼裝過程下?lián)铣两?，需在橫梁中部下方增加反力支撐，固定完成后再解除吊裝。

橋面板安裝采用龍門吊，吊裝完成后對(duì)橋面板對(duì)角線及橋面橫坡進(jìn)行檢查，外觀尺寸檢測(cè)合格后方可進(jìn)行焊接工序。采用焊接機(jī)器人自動(dòng)焊接，中部橋面板全部焊接完成后，進(jìn)入兩側(cè)外挑臂安裝工序，之后重點(diǎn)對(duì)橋梁全寬，橫向線型進(jìn)行檢查復(fù)核。

系桿拱肋拼裝時(shí)，遵循兩側(cè)對(duì)稱拼裝、從拱腳至拱頂逐節(jié)段合龍的原則。為避免損傷拱肋防腐油漆結(jié)構(gòu)，采用焊接吊耳配合鋼絲繩進(jìn)行吊裝，避免安裝過程中吊點(diǎn)升降產(chǎn)生的滑動(dòng)。

根據(jù)理論拱肋節(jié)段位置、標(biāo)高數(shù)據(jù)（考慮基礎(chǔ)沉降、支架變形等因素），安裝前在支架上設(shè)置測(cè)量控制點(diǎn)對(duì)支架線型、高程進(jìn)行跟蹤觀測(cè)。拱肋節(jié)段吊裝至安裝位置后，用手拉葫蘆和千斤頂調(diào)節(jié)節(jié)段的平面位置和高程，當(dāng)坐標(biāo)及高程誤差調(diào)整到允許誤差范圍后，在節(jié)段拼縫四周焊接定位馬板，然后進(jìn)行節(jié)段的精確調(diào)位。當(dāng)安裝節(jié)段坐標(biāo)、高程調(diào)整至符合設(shè)計(jì)或規(guī)范要求后，全斷面進(jìn)行施焊拼縫。合攏應(yīng)選擇無日照時(shí)段進(jìn)行，陰天合攏為宜，合攏氣溫20℃左右。

3.5 鋼梁現(xiàn)場(chǎng)焊接

現(xiàn)場(chǎng)鋼梁構(gòu)件安裝定位完成后進(jìn)入焊接工序，焊接作業(yè)前逐一查驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)施焊人員執(zhí)業(yè)資格，且經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)焊工考試合格后進(jìn)行橋梁主焊縫施工作業(yè)。

焊接施工作業(yè)溫度宜控制在5℃以上，環(huán)境相對(duì)濕度不大于80%，風(fēng)力小于等于5級(jí)。有雨、雪、大風(fēng)、嚴(yán)寒氣候或焊工暴露等惡劣條件時(shí)，必須采取相應(yīng)預(yù)熱、除濕、防風(fēng)等措施方可作業(yè)。

焊接前應(yīng)檢查待焊區(qū)域清理情況，接口的錯(cuò)邊、間隙及坡口尺寸。焊接作業(yè)時(shí)杜絕在母材的非焊部位引弧，焊接完成后必須及時(shí)清理干凈焊縫表面熔渣及兩側(cè)飛濺物。

當(dāng)鋼箱內(nèi)施作CO2氣體保護(hù)焊時(shí)，操作工人必須佩戴防護(hù)面罩，同時(shí)還必須按規(guī)范配備通風(fēng)防護(hù)安全設(shè)施，以免焊接過程中產(chǎn)生的CO2影響操作工人健康甚至危及生命安全。

3.6 鋼梁拼裝檢測(cè)結(jié)果

鋼梁結(jié)構(gòu)拼裝完畢后，五方責(zé)任主體聯(lián)合建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站對(duì)鋼梁拼裝結(jié)果逐一檢測(cè)，全部檢測(cè)結(jié)果必須滿足規(guī)范要求（如表1）。

3.7 鋼梁現(xiàn)場(chǎng)涂裝

鋼梁涂裝前須檢查焊縫表面打磨情況，要求其表面光順，銳邊、棱角等部位要打磨成圓角，不得出現(xiàn)凹凸不平的角落。開始涂裝前還需清掃鋼結(jié)構(gòu)表面浮塵、附著物、表面油污及雜質(zhì)，要求表面清潔度達(dá)到St3級(jí)。

表面清理完成后按不同部位的涂裝體系分別涂裝。涂裝完成后，嚴(yán)格按照涂裝工藝要求進(jìn)行檢查，尤其注重對(duì)漆膜厚度及涂層附著力的檢查。

4 鋼結(jié)構(gòu)頂推階段

4.1 頂推設(shè)備檢查

施工設(shè)備進(jìn)場(chǎng)后，對(duì)所有設(shè)備進(jìn)行檢查核驗(yàn)，確保其型號(hào)、參數(shù)與專項(xiàng)施工方案一致。同時(shí)檢查所有設(shè)備的出廠合格證與試驗(yàn)檢測(cè)報(bào)告。

設(shè)備安裝時(shí)，重點(diǎn)檢查千斤頂?shù)男吞?hào)、編號(hào)與安裝位置，逐一與施工方案核對(duì)并做好記錄；檢查液壓系統(tǒng)的管路接口，避免出現(xiàn)滲油現(xiàn)象。

4.2 頂推作業(yè)

頂推作業(yè)前，應(yīng)檢查技術(shù)人員和作業(yè)人員資質(zhì)和數(shù)量是否滿足要求，明確現(xiàn)場(chǎng)指揮與主要技術(shù)負(fù)責(zé)人，做到定崗、定位、定責(zé)。

頂推作業(yè)過程中，一方面，對(duì)多點(diǎn)同步液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行全過程監(jiān)管，重點(diǎn)關(guān)注檢查各類原始數(shù)據(jù)輸入及設(shè)定值與施工方案中規(guī)定數(shù)值是否一致。另一方面，觀察監(jiān)控相關(guān)數(shù)據(jù)，確認(rèn)每一標(biāo)準(zhǔn)行程和最大頂推速度是否受控，觀察預(yù)設(shè)荷載的加載量和實(shí)際頂升行程是否匹配。及時(shí)反饋和匯總各個(gè)觀察點(diǎn)的實(shí)測(cè)情況，比較實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)的差異，若數(shù)據(jù)偏差超過限定值，及時(shí)逐級(jí)匯報(bào)，并會(huì)同有關(guān)各方進(jìn)行綜合分析研判，找出原因后予以適時(shí)調(diào)整。

以本工程為例，步履式頂推距離為249m，在頂推施工前通過MIDAS軟件建模，按照步距1m對(duì)連續(xù)頂推全過程各工況條件下的頂推點(diǎn)受力狀態(tài)進(jìn)行詳細(xì)數(shù)值分析，得出頂推過程中各個(gè)支墩的頂推反力，并通過理論數(shù)據(jù)分析作為指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工的重要參考。在實(shí)際頂推施工過程中，通過監(jiān)控各油頂油壓數(shù)據(jù)及支反力，判定各支點(diǎn)受力是否均勻，頂推是否偏移，同時(shí)通過全站儀測(cè)量數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)橋梁頂推過程中橋梁軸線是否偏離。

當(dāng)導(dǎo)梁尾部離開墩臺(tái)支架，累計(jì)行進(jìn)24.5米時(shí)，全站儀測(cè)量發(fā)現(xiàn)梁體軸線向東偏移7.2cm。根據(jù)既定方案，調(diào)節(jié)相應(yīng)的動(dòng)態(tài)糾偏裝置，即在梁體動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)過程中施加與偏移反向的糾偏力，但在行進(jìn)2個(gè)行程后，測(cè)量結(jié)果顯示幾乎未產(chǎn)生任何糾偏效果，隨即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，立刻鎖緊動(dòng)態(tài)糾偏裝置、保持梁體現(xiàn)有姿態(tài)。頂推負(fù)責(zé)人召集技術(shù)人員與專家進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地查勘與原因分析，推定該問題是因較大固有偏載力施加于梁體引起的。后經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，斷定確屬梁體重心偏移造成的：本工程頂推形式為連續(xù)多點(diǎn)頂推，頂推支點(diǎn)較多且頂推縱向線型復(fù)雜，梁底面高差變化較大，頂推油頂上方抄墊沒有及時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整使得梁體重心偏移，從而最終導(dǎo)致問題發(fā)生。通過對(duì)抄墊高程進(jìn)行復(fù)核計(jì)算，調(diào)整16#～19#支墩頂面抄墊厚度，同時(shí)施加反向糾偏力，當(dāng)再次行進(jìn)3個(gè)行程后，發(fā)現(xiàn)梁體軸線復(fù)位，問題得以解決。為避免此類問題在后續(xù)施工中繼續(xù)發(fā)生，增加抄墊高程測(cè)量復(fù)核項(xiàng)目、縮短支墩頂面抄墊厚度調(diào)整周期，每頂推行進(jìn)5m即對(duì)各抄墊數(shù)據(jù)進(jìn)行高程調(diào)整，以適應(yīng)梁底面高差變化，從而保證鋼梁整體水平行進(jìn)。

表1 鋼結(jié)構(gòu)拼裝檢測(cè)記錄表

5 結(jié)語

鋼結(jié)構(gòu)橋梁相對(duì)于傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)其施工流程更多、工藝要求更高，而頂推法施工則加大了其施工質(zhì)量監(jiān)督控制的難度與復(fù)雜性，因此務(wù)必在實(shí)際施工過程中對(duì)每個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格質(zhì)量監(jiān)督與管理，方能實(shí)現(xiàn)質(zhì)量控制目標(biāo)。在頂推法鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工質(zhì)量監(jiān)督控制過程中，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)把握以下關(guān)鍵要點(diǎn)：

（1）制造階段：控制原材料質(zhì)量、焊縫質(zhì)量、構(gòu)件尺寸精度。

（2）拼裝階段：控制胎架尺寸位置、構(gòu)件吊裝定位、焊接固定質(zhì)量。

（3）頂推階段：頂推設(shè)備性能、施工數(shù)據(jù)監(jiān)控。