王起臺 任根立

（1.鄭州商學院建筑工程學院，河南 鄭州 451200；2.中國礦業(yè)大學力學與土木工程學院，江蘇 徐州 221116）

0 引言

隨著科學技術的發(fā)展，交通運輸業(yè)也得到了快速發(fā)展，其中橋梁也不例外。橋梁作為一種利于車輛、行人等通行，滿足交通便利的構筑物，大多數(shù)架設在江上、海上以及山區(qū)、山澗等地方。橋梁種類很多，采用鋼材為主要結構材料的鋼橋是最常見的一種，因為鋼材易加工、易裝配、強度高、剛度大，具有良好的抗震、抗沖擊等性能，是橋梁工程師在制訂方案時首選的材料結構之一。

為了滿足交通便利的需要，我國加大了對橋梁工程建設的投資，加強了對橋梁施工技術的應用和推廣。橋梁施工單位應合理利用橋梁施工技術，保證橋梁施工質量，提前發(fā)現(xiàn)安全隱患和質量問題并及時作出應急處理，以避免重大傷亡事故和減少重大經(jīng)濟損失。同時，也需要交通運輸部門、質量監(jiān)督部門等進行良性監(jiān)督，從而使鋼橋建設和鋼橋施工管理更高效與可靠。另外，橋梁的選型，需考慮不同的地域特征，建造周期，跨度等原因，大跨度橋梁首選鋼橋，不同結構體系的鋼橋具體見圖1。

圖1 不同結構體系的鋼橋［1］

橋梁工程的發(fā)展，離不開施工技術的進步，尤其是服役期后的鋼橋，缺乏養(yǎng)護，易影響橋梁耐久性問題，需要定期的考核檢查和進行日常養(yǎng)護管理，當橋面板毀損嚴重時需要進行加固改造。

在施工前，需要針對鋼橋設計方案、結構類型及橋跨長寬等因素，制訂合適的鋼橋施工方案，采取正確的鋼橋施工技術，以減少因施工不當造成的安全事故。

鋼橋施工包括上部結構施工和下部結構施工，以及橋面板施工，服役后期加固改造技術等。其中下部結構施工、鋼橋基礎工程宜在旱季施工，避免雨季和冬季施工，雨季施工不利于鋼橋的養(yǎng)護，冬季施工時溫度影響鋼橋焊接的質量，造成不必要的返工和經(jīng)濟損失。以應急橋下部結構的構造及施工技術為例［2］，采用鋼管混凝土橋墩、鋼骨—混凝土組合橋墩和后壓漿鋼管混凝土橋墩的三種方案，進行構造和施工技術研究，可為應急改造項目提供參考。

1 鋼橋的橋面板及其附屬結構施工技術

一些鋼橋采用混凝土橋面板，黃小華［3］以某懸索鋼橋橋面鋪裝層更換工程為對象，探究鋪裝層的施工工藝，具體如圖2所示。其中熱拌環(huán)氧瀝青混凝土攤鋪技術具體為攤鋪機前后錯開，呈梯隊方式同步攤鋪，應監(jiān)測松鋪厚度，保持溫度大于155℃，攤鋪機應勻速鋪設。

圖2 熱拌環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝層的施工［3］

吳昊等［4］設計了一種新型裝配式混凝土橋面板—鋼板鋼桁上弦連接剪力鍵（PCSS剪力鍵，見圖3），用于組合梁橋全裝配式施工，使用該連接裝置的施工方法，橋面板分塊預制，避免了現(xiàn)澆混凝土濕接縫，以免出現(xiàn)橋面混凝土收縮開裂。

圖3 PCSS剪力鍵裝置［4］

尚飛等［5］在金安金沙江大橋的鋼橋面采用甲基丙烯酸樹脂類防水材料，以保證防水黏結層能夠使瀝青鋪裝層與橋面板之間達到有效黏結，對鋼橋面起到保護和防腐作用。金安金沙江大橋鋼橋面鋪裝結構具體如圖4所示。

圖4 金安金沙江大橋鋼橋面鋪裝結構

其他附屬結構施工方面，需要注意：鋼橋在噴砂除銹前，需對鋼橋面板表面焊瘤打磨處理；對噴砂除銹后的橋面的粗糙度和清潔度進行檢測；雨雪天氣應嚴禁除銹工作，施工環(huán)境不應低于10℃。

2 大跨度鋼橋的施工技術

橋梁跨度大時，鋼橋是首選方案，故需要進行施工方法的研究，有些施工方法在小型鋼橋建設中也同樣適用，但具體項目需要具體分析。

2.1 拖拉法

在拖拉法施工中，分為臨時支架縱向拖拉法和半懸臂或懸臂縱向拖拉法，前者適用于一般公路橋，后者適用于橋跨長寬不大的橋梁（如鐵路橋）墩臺和導梁。澄浪橋由于跨度很大，寬度為33.5 m，通過方案比選采用臨時支架縱向拖拉法施工。在拖拉法施工中，應在鋼橋主梁與橫梁結構的交叉節(jié)點處設置分段梁體的頂升點和定位支撐點；鋼梁節(jié)段拖拉過程中應嚴格控制梁體偏移［6］。

根據(jù)拖拉對象的拼組狀況，可分為整孔拖拉法和分段拖拉法。劉國飛［7］以多跨簡支拱形鋼桁梁橋為研究對象，采用單向拖拉施工方法，在施工工程中，以滑道梁的結構構造保護和控制拖拉系統(tǒng)拖拉力極值兩項措施保證橋墩結構的安全。采用多點拖拉作業(yè)同步控制技術，通過電液比例控制系統(tǒng)確保拖拉同步；千斤頂連接鋼絞線形成拖拉系統(tǒng)以防止兩側行程差超限，并可進行人工糾偏；在滑道梁上設置導向限位糾偏裝置防止整體的側移；對鋼橋軸線偏差的監(jiān)測和糾偏控制在可控范圍內。

2.2 頂推法

頂推法常用于混凝土結構施工中，但鋼橋中也可以使用，例如施工場地較小時。劉歡［8］以大跨度上承式鋼桁拱橋為研究對象，利用有限元軟件對橋梁進行整體建模，將全橋主梁頂推施工，進行施工過程分析，以立柱受最大反力值，評估施工過程的安全性，得出安全性良好的結果。故對大跨度上承式鋼桁拱橋的主梁可以采用頂推法施工。

頂推施工法，其一開始采用纜索—滑車體系提供推力，發(fā)展為用千斤頂來提供不同方向的頂推力。從單點頂推到多點頂推的轉變，減小了橋梁施工的集中應力。采用分離式單塊滑塊和實體滑道裝置，再到履帶式滑塊和空履式滑道，解決了因滑塊受阻而被迫停止頂推施工的問題。

2.3 旋轉滑移施工法

旋轉滑移施工法是將液壓同步累積滑移技術與旋轉施工法相結合的一種施工方法［9］。適用于施工場地有限和跨過既有線路的情況。以鋼桁梁橋施工為例，其主要施工技術包括：①橋墩、滑道梁等輔助工程施工，應以應力控制為主，并對變形進行監(jiān)測控制；②拼裝鋼桁梁橋；③采用氣割卸載方法，割除臨時支墩頂部卸載點處的支座；④滑移施工，利用液壓同步累積滑移施工技術將鋼桁梁橋滑移至設計位置；⑤利用液壓千斤頂頂起橋體，使鋼桁梁橋落梁就位、輔助工程拆除。

嚴偉［10］以鋼桁梁橋為對象，采用旋轉滑移施工方法，進行監(jiān)控分析，考慮監(jiān)控參數(shù)選取、監(jiān)控測點布置和監(jiān)控參數(shù)控制指標等因素，在實測數(shù)據(jù)不全的情況下，通過有限元軟件對各施工鋼橋和臨時結構的受力情況進行施工模擬，模擬結果為橋梁監(jiān)測施工提供參考。

故旋轉滑移施工，氣割卸載中需要控制卸載高差，以及進行必要的施工監(jiān)控。液壓頂推設備應均勻啟動和制動。對于復雜的鋼橋需要進行施工過程模擬分析，控制關鍵構件的應力和支座內力，保證在位移限制內和滿足穩(wěn)定性，以保證鋼橋施工安全。

3 鋼橋橋面板在服役期后加固改造施工技術

針對舊橋混凝土面板毀損嚴重的問題，王永鵬等［11］以某公路橋的連續(xù)鋼桁梁橋，服役52年后，車道板嚴重網(wǎng)裂和人行道板劣化等問題為研究對象，研究影響結構承載力的因素。采用正交異性鋼橋面板替換原有車道板，預制C40鋼筋混凝土板代替原人行道板，人行道縱梁調整為型鋼縱梁，采用汽車吊與架橋機相配合安裝；采用汽車吊吊裝人行道鋼縱梁和人行道板；在橋面板施工完成后，進行鋪裝材料施工，使橋面系整體更堅固。

陳志敏等［12］以重慶牛角沱嘉陵江大橋維修項目為研究對象，采用正交異性鋼橋面板修復橋面板，并對桿件發(fā)生銹蝕的部分和有缺陷的鉚釘進行調換和補強；采用噴砂除銹及防腐涂裝方法對鋼桁梁進行處理。該工程為舊橋翻修提供了實例參考。

綜上所述，鋼橋施工從下部施工到上部施工依次進行，以轉體施工法或頂推滑移施工法應用最多。舊橋的橋面板長期服役期后易出現(xiàn)疲勞，影響耐久性問題，加固改造是一個值得研究的課題。鋼橋施工應該根據(jù)具體的工程項目設計相關的施工方案，對重大項目工程，進行方案論證和制訂配套備用方案。

4 鋼橋養(yǎng)護存在的問題及解決方法

橋梁養(yǎng)護的目的是保持橋梁正常交通功能，滿足負載承重等要求，防止突發(fā)重大事故。

鋼橋的橋面板是橋的橫向承重構件，應進行日常養(yǎng)護，尤其是橋面板鋪裝施工應嚴格管理，避免出現(xiàn)病害，影響橋面結構的承載力。如橋面混凝土瀝青鋪裝層病害可通過養(yǎng)護避免出現(xiàn)以下問題①混凝土的裂縫問題，施工完后，進行覆膜養(yǎng)護；②車轍問題，設置路障避免車輛、行人，減少行車荷載，如有車轍，可采用高彈改性的乳化瀝青補修；③鼓包問題，采用鉆充式修補工藝，排盡里面的水，然后向內部注入密封材料；④脫層問題，采用挖補方式進行修復，無法修復而且影響橋面結構性能的部分，進行整段挖掉重新鋪裝。

鋼結構橋梁日常養(yǎng)護可以大大降低病害的發(fā)生，但仍存在一些管理問題。①施工單位管理人員養(yǎng)護意識不強；②鋼橋養(yǎng)護的資金投入不足；③鋼橋養(yǎng)護、防腐涂層方法、規(guī)程不完善；④鋼橋在防護涂裝設計時未考慮橋梁選址所在地區(qū)的環(huán)境因素，盲目參考其他橋梁的防腐涂層及在未考慮規(guī)范要求的前提下作了設計；⑤選用造價成本低廉的養(yǎng)護材料，導致防護涂裝過早地失去防腐效果，出現(xiàn)相應病害。

建議施工及管理部門采取以下6個方面解決方案。①對工作人員進行定期的養(yǎng)護知識培訓。②尋求一些試點養(yǎng)護材料公司的應用贊助和技術支持。③逐步制定較完善的鋼橋養(yǎng)護規(guī)章并進行試點執(zhí)行，效果好再進行全面推廣。④對鋼橋防腐、關鍵部位防銹，采用涂抹涂層方法，應明確涂層厚度或者涂抹遍數(shù)，對涂后進行檢測，不達標的進行返修，以保證構件在服役期內安全使用。⑤設計方結合當?shù)貧夂颦h(huán)境條件規(guī)范設計。⑥施工方應建立規(guī)范的施工管理制度。

綜上所述，為保證鋼橋結構的耐久性，建議設計方應結合當?shù)氐臍夂颦h(huán)境條件，按照規(guī)范要求設計合理的防腐涂層，保證防腐材料質量過關，嚴格施工管理。管理方應后期定期維護，對出現(xiàn)的腐蝕、銹蝕等問題及時采取補救措施。

5 結語

建設鋼橋需要科學規(guī)范的施工技術方案，以保證鋼橋施工的安全性。拖拉法、頂推法和滑移施工法應用最廣。建成后需要進行定期的考核檢查和養(yǎng)護管理，鋼橋橋面的瀝青鋪裝層病害問題不容忽視，針對病害要及時采取一定的補救措施，以保證鋼橋的耐久性，延長結構的使用壽命。