钢结构桥梁施工管理及安装质量控制措施研究_丁忠亮.pdf

运输经理世界运输经济与管理0引言社会经济的发展离不开道路的建设，钢结构桥梁施工作为桥梁建设中重要的一个环节，对推动我国道路建设起到了积极作用。近年来，我国大部分桥梁工程都是以高强度钢板作为施工材料，相关企业在施工过程中对于钢结构桥梁存在的问题给予了优化，为桥梁工程的开展提供了有力支撑。虽然在桥梁施工过程中进行工程管理和质量管控会在短期内造成一些经济损失，但是从长远来看，质量优异的桥梁工程是经济持续发展的有力保障，所创造的经济效益和社会效益是短期经济损失难以比拟的。由此可见，推动钢结构桥梁施工管理及安装质量控制措施研究的重要性不言而喻。1钢结构桥梁施工特点目前我国很多桥梁工程都是采用高强度钢板作为施工材料，因此其被称为钢结构桥梁。此类桥梁和传统混凝土桥梁比较而言，具备空间利用率和材料强度更高、桥梁跨度更大、建设周期更短等优势，目前被广泛使用于路网建设中。但是在实际施工中也暴露出一些问题。1.1 工程技术复杂，施工风险大钢结构桥梁在安装过程中对于精度要求非常高，技术非常复杂，工程量也非常巨大，具有较大的施工风险。1.2 结 构 比 较 容 易 腐 蚀，造 价 和 养 护 费用高顾名思义，钢结构桥梁的主要材料就是钢板，一旦管理失策，比较容易造成钢板锈蚀，如果大量钢板出现锈蚀问题，必然引发严重的质量事故，甚至缩短桥梁的使用寿命。因此在钢结构桥梁施工完成之后，必须加强养护，以发挥其实际应用价值。2钢结构桥梁施工管理及安装质量管理控制措施2.1 施工管理措施首先，钢结构桥梁设计方案的科学合理与否直接关系到桥梁质量的高低，因此，设计人员必须具备较高的技术水平以及较强的责任意识。其次，需要注重对于施工人员的培训和管理，尤其是在桥梁建设行业快速发展的当今，越来越多的新技术和新理念运用在实际施工中，施工人员必须与时俱进。再次，需要明确各工程团队的建设目标，钢结构桥梁工程涉及的内容比较多，各工序、各团队的顺利衔接与精诚合作是工程质量的坚实基础。最后，钢结构桥梁施工对于技术要求非常高，存在巨大的安全风险，因此，必须建立健全相关责任制度，以保障施工顺利开展1。2.2 工程前期的质量控制准备工作钢 结 构 桥 梁 施 工 过 程 中 参 与 的 部 门 非 常 多，因此，影响钢结构桥梁质量的因素也非常多，在施工前必须做好质量管控工作。一 方 面，需 要 根 据 工 程 项 目 选 择 合 适 的 施 工 方式，其具体流程会在一定程度上影响工程质量以及施工安全。选择合适的施工方式是提升施工效率的前提。另一方面，加强现场勘测，制定具体的施工规划。钢结构桥梁施工对现场环境及周边交通会产生不良影响，良好的施工规划是平衡施工进度与不良影响的关键2。2.3 加强施工材料管控钢结构桥梁需要的钢材比较多，有的还是特殊定钢结构桥梁施工管理及安装质量控制措施研究丁忠亮（福建省高速公路建设发展有限公司，福建 厦门 361000）摘 要：为了提升我国钢结构桥梁的施工质量，结合案例分析，从钢结构桥梁施工特点、钢结构桥梁施工管理及安装质量控制措施方面进行探讨，对规范钢结构桥梁施工管理、提升安装质量具有一定的指导意义。关键词：钢结构桥梁；施工管理；桥梁工程；高强度钢板中图分类号：U445.1文献标识码：A62运输经理世界运输经济与管理制的高级钢材，如果存在质量问题，会对桥梁质量产生巨大影响，降低施工效率以及经济效益，对此，施工企业需要遵循“规范采购渠道，进场严格检查”的原则，确保施工材料的质量。3案例分析重庆石板坡长江大桥复线桥在特定约束条件下建设而成，很多关键技术指标并非优选，解决个性问题的需求大于共性问题。因此，在 300m 及以上跨度建造混合梁刚构桥，需要进一步对设计和施工方案开展研究。背景工程的钢混结合段采用有格室后承压板式的构造形式，顶板设置 14 个格室，底板设置 8 个格室，格室高度 1.2m，格室的壁板上设置开孔板连接件和焊 钉 连 接 件。顶 板 钢 格 室 上 板 厚 26mm，下 板 厚25mm；底板钢格室上板厚 25mm，下板厚 24mm；腹板钢格室外侧板厚 28mm，内侧板厚 25mm。焊钉尺寸为22mm200mm，开孔板孔径为 70mm，穿孔钢筋为20 的 HRB400 钢筋。基于背景工程的钢混结合段受力特点，选取受力最为不利的顶板格室进行试验3。鉴于自身设备加载限制，模型比例设置为 12。试件长 1.9m，包括混凝土过渡段 0.75m，钢混结合段0.75m，钢梁过渡段 0.4m，截面尺寸 0.6m0.6m，其中一个钢格室宽度为 0.3m。设计了 3 个试验模型，其设计方案如表 1 所示。其中试件 1 是依据实桥结构得到，试件 2 在试件 1 的设计基础上取消了焊钉连接件，试件 3 在试件 1 的设计基础上取消了后承压板传力。表 1 不同结构构造的结合段试件设计方案表试件编号123结构构造设计焊钉+开孔板连接件+后承压板开孔板连接件+后承压板焊钉+开孔板连接件试验目的研究实桥结合段的极限承载力研究焊钉连接件的传剪作用研究后承压板的承压作用试件尺寸和构造如图 1 所示。采用图 2 所示的加载方法，主要包含竖向通过压力的机器加载，在使用压力机进行控制的过程中采用分 级 加 载，每 一 级 为 250kN，竖 向 荷 载 偏 心 距 为90mm；使用拖动器施加水平荷载，采用分级加载，每一级为 25kN。对于试件 1，在 1.8 倍荷载设计下，处于弹性阶段，弯 矩 荷 载 设 计 为 4.65 倍。剪 力 设 计 荷 载 为 1.8 倍。达到了弹性极限状态。此时没有发现破坏现象，说明实桥具有很高的强度以及安全性4。采用轴力作为主要加载作用时，3 个试件的破坏程度非常相似，所以竖向的负荷加载会导致与钢格顶板接触的混凝土局部被压溃。此时将表层混凝土去掉，加载到极限，钢结构混凝土被压溃，纵向钢筋弯曲鼓出，如图 3 所示，从而得到试件的受压极限破坏状态，但试件内的剪力连接件均未剪断。对于试件 3，还出现了钢混结合段开孔板连接件的混凝土榫被压溃的现象。泡沫塑料圆柱头焊钉后承压板PBL连接件焊缝加劲肋固定台座填充砼钢格室钢格室顶板竖向荷载浇筑孔水平荷载混凝土梁过渡段加载台座预应力钢束钢梁过渡段钢格室底板钢-砼结合段图 1 试件尺寸和构造（单位：mm，砼=混凝土）NV压力机作动器图 2 试验装置示意图图 3 试件典型破坏状态试件 13 的顶板与底板的竖向荷载-位移曲线模式如图 4 所示。竖向荷载通过钢格传力，在荷载作用下，钢板位移一般大于板侧位移。尤其是在同一等级下，钢顶板位移大于板侧位移。这也说明了荷载钢格室传力比例大于通过底面的传力比例。此外，各试件在极限承载力以及塑性极限荷载下明显出现了位移。具体如表 2 所示。由表 2 结果看出试件 3 由于取消了后承压板，其极限荷载明显小于另外两个试件，可 见 后 承 压 板 能 够 明 显 改 善 填 充 混 凝 土 的 受 力状态5。表 2 试验结果汇总表试件名称123弹性极限荷载PE/kN1.001041.201046.00103极限承载力Pu/kN1.431041.601049.30103极限位移Su/mm8.76.55.863运输经理世界运输经济与管理0200040006000800010000120001400016000-10-8-6-4-20竖向位移（mm）竖向荷载(kN)试件1-顶板 试件1-底板 试件2-顶板 试件2-底板 试件3-顶板 试件3-底板图 4 试件竖向荷载-位移曲线钢格室顶板及附近混凝土在轴力作用下，一般会随着自身轴距的变化出现不同的规律，从图 5 中可以清楚看到，随着与后承压板的距离不断变大，钢格室的应变也在不断减少。随着后承压板距离不断增加，混凝土应变力也在不断变大。此时与钢室应变的规律相反。说明在钢筋混凝土中后承压板中承压的作用力与裁剪力连接起到传剪作用，其比较有效地将过渡段承压的轴力传递给混凝土过渡段。对比试件 1、试件 2 和试件 3 的荷载-位移曲线，可见后承压板的存在能够有效提高混凝土极限承载力，且使得顶板和底板的截面传力更均匀。钢-1000kN 钢-5000kN 钢-9000kN 钢-13000kN 砼-1000kN 砼-5000kN 砼-9000kN 砼-13000kN-3000-2500-2000-1500-1000-5000100 200 300 400 500 600 700 800 900距后承压板距离(mm)应变()（a）试件 1-3000-2500-2000-1500-1000-5000100 200 300 400 500 600 700 800 900距后承压板距离(mm)应变()钢-1000kN 钢-5000kN 钢-9000kN 钢-13000kN 砼-1000kN 砼-5000kN 砼-9000kN 砼-13000kN-2500-2000-1500-1000-5000100 200 300 400 500 600 700 800 900距后承压板距离(mm)应变()钢-1000kN 钢-3000kN 钢-5000kN 钢-7000kN 砼-1000kN 砼-3000kN 砼-5000kN 砼-9000kN（b）试件 2（c）试件 3图 5 钢格室顶板及附近混凝土应变随距后承压板距离的变化曲线试件 1 与试件 2 的钢格室顶、底板的平均应变曲线如图 6 所示。可以发现二者较为吻合，说明在一般荷载条件下，保留开孔以及链接板能够实现剪力传递，钢格纵向传力影响很小。0200040006000800010000120001400016000-1800-1600-1400-1200-1000-800-600-400-2000应变()竖向荷载(kN)S1-B-试件1 S1-B-试件2 S2-B-试件1 S2-B-试件2 S3-T-试件1 S3-T-试件2 S4-T-试件2 S4-T-试件2图 6 试件 1 与试件 2 钢格室顶、底板荷载-应变曲线通过试验结果分析可以发现，试件 1 和试件 2 相比于试件 3 主要是极限承载力会大幅度降低。由于后承压板的承压作用取消，此时剪切力连接的传剪需求则大幅提高，所以在此过程中出现了各种开孔连接混凝土被压溃的现象，在试验中试件 3 的铆焊还是保持完好，说明自身传力的效果具有一定的局限性。由于开孔板的刚度要远大于焊钉的刚度，当开孔板和焊钉混合时，在相同位移的情况下，开孔连接板的抗剪切力大于铆焊的抗剪切力6。4结语随着近几年我国钢结构桥梁的快速发展，提升桥梁管理水平对于桥梁工程的顺利开展具有非常重要的意义。为了提高钢结构桥梁的施工质量，桥梁设计人员必须具备较高的技术水平以及较强的责任意识，施工企业需要注重对于施工人员的培训和管理，在施工过程中应明确各工程团队的建设目标，同时应建立健全相关责任制度，并在此基础上不断改进和完善，为推动我国路网建设打下良好的发展基础。参考文献：1罗列豪，李建军.钢结构桥梁防腐涂装的质量控制措施探析J.科学与信息化，2020（8）：137+139.2王森岭.钢结构桥梁施工管理中的安全及质量控制措施研究J.信息周刊，2020（5）：53.3孙晓旭，汪坤.钢结构桥梁施工管理及安装质量控制措施初探J.装饰装修天地，2020（4）：291.4朱晓星.钢结构桥梁施工管理及安装质量控制研究J.环球市场，2021（9）：337.5杨庆，张杨洋.钢结构桥梁施工管理及安装质量控制措施J.工程技术研究，2022（11）：242-244.6胡云潇.钢结构桥梁施工管理及安装质量控制措施研究J.黑龙江交通科技，2021（10）：227-228.作者简介：丁忠亮（1990-），男，福建三明人，本科，工程师，研究方向：道路桥梁64