宋發(fā)煥

（上饒市玉山公路事業(yè)發(fā)展中心，江西 玉山 334700）

0 引言

1 大跨度梁拱組合鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程及施工難點

1.1 工程概況

本文以某項工程為例，該橋梁工程位于當(dāng)?shù)乜萍汲歉浇?，把控著城市出入通道，通過采用梁拱組合鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計方式，促進(jìn)科技城發(fā)展與建設(shè)。從整體設(shè)計來看，整體橋梁設(shè)計總長度達(dá)到216m，橋面寬度達(dá)到45m，橋梁總高為2.5m，橋梁總跨度約為185m，并附帶有單箱六室箱梁。該工程項目總跨度較大，要考慮梁模板支撐結(jié)構(gòu)受力性能，在建設(shè)材料選擇中擇用Q345qD 型號的鋼材。其中，鋼拱跨度與橋梁總跨度保持一致水準(zhǔn)，橋面與橋頂高度差值為50m，為兩個拋物線相交，在橋面下形成V 形墩，形成對稱模式。另外，在橋拱設(shè)計過程中，在其表面總共安置了38 個吊桿，排列為19 排，每排吊桿數(shù)量為2 個，采用錨式固定法對鋼結(jié)構(gòu)橫梁間的連接處進(jìn)行加固處理。

1.2 施工難點分析

第一，該橋梁工程項目總長度為216m，跨度高達(dá)185m，加之橋面整體寬度較大，因此屬于大跨度橋梁工程。在工程建設(shè)中，既要保證其結(jié)構(gòu)安全、線條流暢，更要對橋梁拱腳進(jìn)行精細(xì)設(shè)計，合理把控鋼箱梁的設(shè)計、制造、運(yùn)輸及安裝等環(huán)節(jié)，確保工序銜接有序、緊密，施工質(zhì)量達(dá)到工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。

第二，該工程項目中鋼梁箱內(nèi)部所涉及的構(gòu)件品種多樣且數(shù)量較多，如隔板、腹板及剪力釘?shù)龋鳂?gòu)件錯綜交織，組合成多種封閉式的獨(dú)立空間布局，并且各隔板間的連接工藝選擇熔透焊接法，對整體組裝工藝要求更高，進(jìn)一步提高了施工難度，不利于對構(gòu)件位置進(jìn)行控制。

第三，該工程項目橫跨整條河流，鋼橫梁及鋼拱跨度較大，其中橋面與鋼拱間距達(dá)到46m，河床與鋼箱梁高度差達(dá)到8m，對橋梁工程項目中的鋼支撐體系要求較高，因此要保障支撐的高性能和穩(wěn)定性。

第四，該工程項目的鋼拱結(jié)構(gòu)采用雙向扭曲形式，對各環(huán)節(jié)中的構(gòu)件安裝定位的精準(zhǔn)度提出了更高的要求。在實際施工過程中，需要對每一施工區(qū)域的橋梁結(jié)構(gòu)位置進(jìn)行詳細(xì)核對，一定程度上增加了工程作業(yè)量及施工難度[1]。

2 大跨度梁拱組合鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工技術(shù)要點分析

2.1 鋼梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化

在該橋梁工程項目中，由于使用的單體構(gòu)件尺寸較大，鋼結(jié)構(gòu)斷面規(guī)格較高，難以將整體運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，故而結(jié)合設(shè)計圖紙對其進(jìn)行分段處理。主橋拱腳處的長度可達(dá)21m，寬度為45m，主要結(jié)構(gòu)為鋼箱拱腳樣式，一定程度上增加了分段作業(yè)的施工難度。在鋼梁結(jié)構(gòu)施工中，應(yīng)對構(gòu)件制造、運(yùn)輸及安裝等多方面進(jìn)行全要素監(jiān)管，避免十字縫等病害癥狀發(fā)生，并且統(tǒng)籌協(xié)調(diào)好各段間的面板及底板的布局設(shè)置，實現(xiàn)鋼拱橋與拱腳間的合理分段。

在大跨度橋梁工程長度設(shè)計中，節(jié)段類型豐富且數(shù)量較多，僅僅是鋼橫梁整體就劃分為80 個標(biāo)準(zhǔn)段，包含了合龍段、結(jié)合段及拱腳段。對合龍段而言，預(yù)留了足夠的余量用于制作期中的寬度方面，待兩側(cè)鋼梁安裝、焊接完成后，需要結(jié)合大跨度橋梁實際情況來確定焊接收縮，實施針對性控制措施，通過分段施工，逐層控制，確保該段合龍規(guī)格及安裝精度，提高施工質(zhì)量。對拱腳段而言，要立足該段長度層面對其長寬方面及10 個制作端進(jìn)行全面考慮。另外，各段間連接工藝選用Z 形連接法，確保U 型肋與加勁板間隔距離達(dá)到20cm。

2.2 鋼箱梁施工工藝

2.2.1 結(jié)構(gòu)建模

設(shè)計人員利用計算機(jī)系統(tǒng)，將所掌握的鋼箱梁有關(guān)參數(shù)配置輸入專業(yè)軟件中，通過BIM 三維建模完成鋼箱梁的模型設(shè)定，如圖1所示。接著，便可仿真模擬鋼箱梁的組裝過程，對結(jié)合動態(tài)演練數(shù)據(jù)展開分析，明確合理可行的鋼箱梁組裝及焊接工藝流程。同時，在設(shè)定分段高度及位置時，需要對運(yùn)輸過程及焊接工藝等相關(guān)要求進(jìn)行全面考量，避免焊接縫隙過于集中或無法焊接情況發(fā)生。

1.1.1 入組標(biāo)準(zhǔn) 腦癱組采用2014年1月-2016年12月在本院住院治療的100例腦癱早產(chǎn)患兒為研究對象；對照組采用非腦癱早產(chǎn)患兒100例為研究對象。

圖1 鋼箱梁三維建模

2.2.2 焊接作業(yè)

焊接施工流程涉及構(gòu)件組裝，如十字肋、模板、隔板等的安裝，還包括焊接處理，如模板之間、隔板與頂?shù)装?、豎隔板等連接處焊接。在施工過程中，應(yīng)按照要求先將底板、腹板等基礎(chǔ)材料安裝到位，接著對十字肋、底板等連接處進(jìn)行焊接，再利用隔板進(jìn)行隔斷處理，形成一個個封閉空間。通過對拱腳內(nèi)側(cè)腹板進(jìn)行安裝，并對兩側(cè)栓釘及隔板進(jìn)行焊接處理，使其具有完整性。

組裝焊接工藝具體要求如下：一是組裝時需要臨時增設(shè)支撐，用于維持腹板、頂?shù)装宓炔课坏慕Y(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，要做好準(zhǔn)備工作，通過應(yīng)用全站儀設(shè)備，在鋼箱梁底板處一側(cè)打點。二是安裝時要對封閉空間進(jìn)行檢測，確保其密閉性，便于開展焊接作業(yè)，待工序完成后，對焊接作業(yè)質(zhì)量進(jìn)行檢驗，確認(rèn)無誤后進(jìn)行密閉安裝。三是安裝時精確控制橫隔板斷開位置，伸出20cm，確保焊接作業(yè)穩(wěn)定性，避免隔板受損問題發(fā)生，并且焊接后，采取自下而上順序安裝拱腳內(nèi)側(cè)栓釘，保障操作的有序性[2]。

2.3 支撐體系施工

該工程項目的支撐體系涵蓋橋下、橋上兩個部分。橋下部分選用鋼管組合柱群結(jié)構(gòu)形式，材料規(guī)格為Φ63cm 的鋼管，每4 根或8 根形成一個單元，間距控制在3.7m×4m，高程控制在7m。在鋼柱間安置槽鋼和角鋼起到支撐作用，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，鋼柱頂端安置雙排工字鋼，并在梁上安裝砂箱。橋上部分選用分段設(shè)置方式，拱段為8m 一段，從拱腳至中線共10段，經(jīng)計量該工程共38 段拱段、4 段拱腳，其中橋面至拱頂端最大差值為50.4m，由拱腳位置向中心靠攏。拱腳和GL5-5 選用Φ63cm 的鋼管，拱肋和GL10 到GL5 選用盤扣式鋼管支架。待上述結(jié)構(gòu)安裝完成后，便可進(jìn)行焊接施工。

為了進(jìn)一步提高鋼管柱結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，凡是彼此水平方向的槽鋼均選用25a 規(guī)格，并保持垂直方向間距控制在4m。對于豎向斜拉撐而言，選用L100×8 規(guī)格的角鋼，每隔12m 距離依次安裝水平剪刀撐，在鋼管頂部位置安置同規(guī)格剪刀撐。水平方向的拉撐槽鋼及斜拉撐角鋼，選用焊接法將其與鋼管進(jìn)行焊接縫合，控制好焊接的高度，數(shù)值不大于6mm 即可。鋼管頂端橫橋向布置并排I30a 工字鋼，每排3 個，使其與鋼管頂部焊接為一體，并在工字鋼頂端放置砂箱，接著在同水平方向安裝相同規(guī)格的工字鋼，再在該結(jié)構(gòu)上方縱向安置2 組4 個并排羅列的I30a 工字鋼。除此之外，需要在工字鋼的上沿位置設(shè)置短管鋼，使其與工字鋼等構(gòu)件共同組成完整的板凳形式桁架，經(jīng)過檢查后，該桁架結(jié)構(gòu)無異常反應(yīng)，在上端放置用于上接口的砂箱[3]。

2.4 吊裝施工工藝

根據(jù)鋼橫梁體自身重量、規(guī)格尺寸等方面情況，合理配置起吊機(jī)械設(shè)備，該橋梁工程項目選用型號為GKE2500-250t 履帶吊機(jī)設(shè)備，其中標(biāo)準(zhǔn)段1 臺設(shè)備，拱腳段和鋼混段各自采用2 臺同規(guī)格設(shè)備。開展協(xié)同吊裝作業(yè)中，設(shè)備操作人員要密切聯(lián)系、協(xié)同配合，聽從指揮，切實提高吊裝施工作業(yè)的質(zhì)量和效率，作業(yè)流程自底部支架處起，逐漸向拱腳段、標(biāo)準(zhǔn)段、鋼混段、合龍段、鋼拱支撐、鋼拱及支撐去除的順序推進(jìn)。在現(xiàn)場施工前期，需要利用水平儀和全站儀對吊裝方案及支撐體系進(jìn)行聯(lián)合檢測，及時掌握整個鋼箱梁的軸線、標(biāo)高等，倘若實際測量結(jié)果與設(shè)計要求的偏差超過工程要求范圍，需要立即采取糾偏措施，消除偏差影響，直至各階段吊裝施工工序完成，應(yīng)對各項檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行整合留存，為后續(xù)質(zhì)量檢測提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

3 大跨度梁拱組合鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程質(zhì)量保障措施

3.1 施工前期質(zhì)量控制

第一，明確組織結(jié)構(gòu)。在橋梁工程建設(shè)前要提前做好相關(guān)工作，通過對施工現(xiàn)場進(jìn)行實地考察，確定該地地形地貌、氣候特征、水文條件等，將搜集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行系統(tǒng)化分析，制定橋梁工程項目管理組織結(jié)構(gòu)。第二，準(zhǔn)入配置管理。相比其他橋梁工程，大跨度橋梁所需工期時間更長，工序工藝更為復(fù)雜，需要配備大量施工人員。這時就要做好人員準(zhǔn)入管理，避免因相關(guān)人員專業(yè)技能較差而影響工程建設(shè)質(zhì)量。同時，通過審查施工人員證件、培訓(xùn)特殊作業(yè)人員技能、合理配置各工序施工人員等方法，保障橋梁工程建設(shè)質(zhì)量。第三，施工圖紙會審。大跨度橋梁工程設(shè)計圖紙在工程建設(shè)中至關(guān)重要，決定著施工質(zhì)量、工序是否能達(dá)到工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。因此，建設(shè)單位要組織開展一場由多方部門共同參與的會議，對設(shè)計圖紙進(jìn)行會審，及時發(fā)現(xiàn)圖紙中的缺陷、漏洞等，保障圖紙的可行性、合理性。同時，還要對圖紙中涉及的大跨度梁拱組合鋼結(jié)構(gòu)橋梁中的施工難點、施工技術(shù)、流程工藝等進(jìn)行全面分析，有效保證其符合工程質(zhì)量建設(shè)要求。第四，制定施工方案。結(jié)合橋梁工程性能需求、技術(shù)特點、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)等明確施工目標(biāo)，制定出大跨度橋梁工程的方案計劃和質(zhì)量指標(biāo)，并要做好施工技術(shù)交底工作，落實好責(zé)任劃分制度，保障工程施工順利開展。

3.2 施工階段控制管理

第一，施工技術(shù)管理。大跨度橋梁工程應(yīng)落實技術(shù)管理責(zé)任制，保障施工過程中每一道工序都有監(jiān)理人員負(fù)責(zé)，加強(qiáng)這一過程的重視，及時對施工人員進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)，解決橋梁工程施工難點，實現(xiàn)施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化。同時，優(yōu)化施工設(shè)計圖紙和方案，結(jié)合實際施工情況進(jìn)行調(diào)整和細(xì)化，還要為技術(shù)部門提供資金支持，為施工階段提供源源不斷的新技術(shù)、新工藝，有效保障竣工后大跨度橋梁達(dá)到工程預(yù)期目標(biāo)。第二，設(shè)備材料管理。在采購時要選擇市場信譽(yù)高的供應(yīng)廠商，確保采購的設(shè)備運(yùn)行安全穩(wěn)定，材料質(zhì)量高性能優(yōu)。在入場時根據(jù)所訂購的設(shè)備、材料信息對其一一核對，對機(jī)械設(shè)備的精準(zhǔn)度、施工材料的質(zhì)量性能進(jìn)行試驗檢測，做好日常維護(hù)和存放管理工作，倘若入場設(shè)備或材料的質(zhì)量達(dá)不到工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)及時聯(lián)系供應(yīng)廠商進(jìn)行退換處理。同時，要加強(qiáng)材料出庫管理，制定專人專崗制，確保每一種材料都有人員負(fù)責(zé)；制定限額領(lǐng)取制度，避免施工人員超額領(lǐng)取或過度浪費(fèi)，進(jìn)一步提高工程建設(shè)質(zhì)量。第三，現(xiàn)場人員管理。一方面，提高施工人員的專業(yè)技能，通過定期開展培訓(xùn)教育活動，幫助施工人員提高自身職業(yè)技能，采取績效考核的方式，構(gòu)建出獎懲分明、職責(zé)明確的工作機(jī)制，提高工程建設(shè)質(zhì)量和效率。另一方面，提高施工人員的安全意識，通過健全施工安全規(guī)章制度，落實責(zé)任劃分制度，增強(qiáng)施工人員對違規(guī)操作、不規(guī)范技術(shù)等方面認(rèn)知，提高人員的自我保護(hù)意識[4]。

3.3 竣工階段質(zhì)量把控

一方面，明確驗收責(zé)任。在大跨度橋梁工程竣工前，邀請具有質(zhì)量檢測資質(zhì)的單位對工程整體情況進(jìn)行質(zhì)檢，建設(shè)單位要根據(jù)工程前期施工合同條款、施工設(shè)計方案等進(jìn)行質(zhì)量驗收會審。另一方面，檢查工程質(zhì)量。應(yīng)對橋梁工程項目涉及的相關(guān)資料進(jìn)行收集和整理，對工程建設(shè)質(zhì)量進(jìn)行自檢，初步確認(rèn)無誤后再邀請檢測單位進(jìn)行檢查。相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)按照驗收標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格檢測大跨度橋梁工程整體質(zhì)量，如若發(fā)現(xiàn)質(zhì)量存在安全隱患，責(zé)令建設(shè)單位進(jìn)行處理，避免橋梁工程質(zhì)量缺陷對后續(xù)使用造成影響。

4 結(jié)語

綜上所述，大跨度梁拱組合鋼結(jié)構(gòu)橋梁已成為現(xiàn)代化橋梁工程的典型代表。雖然具有穩(wěn)定性高、耐久性好等優(yōu)點，但其工序組成較為復(fù)雜且施工技術(shù)水準(zhǔn)要求較高。因此，需要結(jié)合自身的施工技術(shù)水平，合理配置施工人員，做好各項工序交叉協(xié)同作業(yè)，強(qiáng)化工程質(zhì)量檢測控制，切實提高工程項目的施工水平，進(jìn)而構(gòu)建出高品質(zhì)的大跨度梁拱組合鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程項目。