钢结构在高速公路桥梁中的应用及其施工

2016-03-15阎有为

工程技术研究 2016年9期

关键词：钢结构图纸高速公路

王雷，薛敏，阎有为

（1.济南通达公路工程有限公司，山东济南 250000；2.济南章丘市公路管理局，山东济南 250000）

钢结构在高速公路桥梁中的应用及其施工

王雷1，薛敏1，阎有为2

（1.济南通达公路工程有限公司，山东济南 250000；2.济南章丘市公路管理局，山东济南 250000）

钢结构主要由钢板和型钢组成，因其自重轻、强度稿、刚度大，且安装简便、结构灵活，故而被广泛应用于多种超高、超重、规模较大的建筑施工中，如高速公路桥梁工程等。但在实际应用过程中，钢结构常出现尺寸偏差、安装焊接等应用问题，在耐火及耐腐蚀方面也存在一定的缺陷。文章从高速公路桥梁工程中钢结构的实际应用出发，就其安装施工要点，阐述几点看法，以供相关单位参考。

钢结构；高速公路桥梁；应用；施工

随着现代高速公路桥梁建设技术不断发展，钢结构凭借原料易获得、稳定性好、截面小、自重轻等特点，被广泛应用于高速公路桥梁建设中。并且应用钢结构可有效保护高速公路桥梁设施周边水环境。但钢结构在实际应用过程中，也相应暴露出耐腐蚀性差、耐火性差、以及多种安装施工问题。因此，针对钢结构自身性质及在高速公路桥梁建筑安装中的施工要点，进行深入分析，具有一定额定现实意义。

1　钢结构相关内容简述

钢结构在现代建筑领域应用广泛，是现代建筑结构中最主要的基础结构类型之一，主要由钢板和型钢组成。钢结构形状灵活，可依据实际施工需求，将不同形状钢材以铆接、焊接等方式组成特定形状的工程构件。钢结构自重轻、强度高、刚度大，故而适用于多种超重、超高、规模较大的建筑施工中。钢结构质地均匀、受力分析简便，且具有较高的韧性和塑形，可较好地满足高速公路桥梁设施在动力荷载承受能力方面的要求，故而被应用于高速公路桥梁建设中。

钢结构与其他建筑材料，如混凝土、石砖等相比，优势明显包括匀质、高强、抗震能力好、承载力高，便于运输和施工、以及可有效回收等。但缺点同样明显，包括耐腐性、耐火性差、建筑成本高、易出现施工细节问题等。因此，需对其应用和施工进行相应的探讨，以发挥出钢结构的实际效用，促进高速公路桥梁建筑发展。

2　在高速公路桥梁构建中应用钢结构的必要性

一方面，钢结构在高速公路桥梁构建中的应用是保护水资源的需要。在高速公路的施工建设中，“逢山开道、遇水修桥”这句话明确表达了桥梁在工程建设中的重要性。当高速公路的桥梁施工需要经过水面时，常常会遇到一些水资源的保护区，在钢结构还未盛行之时，施工建设中最为传统的做法就是破坏水资源保护区，或者改道进行工程修建，无论哪种方法，都将影响到工程进度的开展。伴随着钢结构的出现与发展，它的突出优点有效解决了这一问题，不仅保护了水资源，提高了企业的环保成本，还避免了竣工时间延期现象的出现。另一方面，在高速公路桥梁构建中应用钢结构是提高经济效益的需要。与混凝土结构相比，钢结构的构建具有断面小、自重轻、独立性强的特点，它的使用，能在最大程度上减少企业的运输与施工成本，并且，钢结构具有较强的塑性变形与抗震性能，将它应用在高速公路桥梁的建设中，不仅有利于工程造价的降低，促进经济效益的提高，还能有效增大工程的安全系数，实现安全作业。

3　高速公路桥梁建筑领域钢结构实际应用分析

在高速公路桥梁实际建设过程中，常遇到经过环境水源的状况，传统建设施工会对环境水源造成极大的破坏，而应用钢结构则能有效避免对环境的破坏作用。例如，某工程路线全长62.27km，位于我国珠江三角洲东部地区，其中3段高速公路桥梁全长约为4.77km，横跨多段水域，使用钢结构建设，即有效避免了施工对环境的破坏。

4　钢结构实际安装施工要点分析

4.1现场复核测量及图纸设计要点分析

高速公路桥梁建筑施工所用钢结构材料，不同于一般工程钢结构材料，易受多方面因素影响，出现构建尺寸偏差问题。造成此类问题的根本原因，可大致分为以下两点：①钢结构设计因素影响。在钢结构尺寸实际设计过程中，常涉及到尺寸变更问题，从而造成竖曲线和圆曲线同时发生变化，最终形成尺寸变差问题；②测量偏差导致的尺寸偏差问题。在实际测量工作中，测量精准度受工作人员及测量方法影响巨大，如测量出现偏差则会导致设计和施工的偏差问题。基于以上两点原因，在实际施工时，不可直接使用桥梁施工设计图纸进行施工，以避免尺寸偏差造成施工质量问题。设计图纸应由专业技术人员结合现场施工实情，进行复核测量和相关转换深化处理后，方可使用。设计图纸内容较为复杂，包括施工结构图、构件加工图等。因此，对其进行复核测量时，应根据图纸内容将其分类，交由不同的人员进行复核测量处理。一方面，分类同时进行可有效提高复核测量工作效率，节约时间；另一方面，通过合理的分工，可有效减少复核测量人员的工作量，并突出其工作重点，从而提高复核测量的工作质量。

除设计图纸外，在正式施工前，还应组织人员对所有桥梁施工使用数据进行复核测量，以确保数据的准确、可靠性，为钢构件的安装、制作工作奠定基础。

4.2钢结构安装焊接要点分析

施工人员在正式安装操作前，应针对复核测量且深化后的施工图纸进行充分了解，以全面掌握实际施工需求，如在研究图纸过程中存有任何问题，应及时练习图纸深化人员协商解决，从而提高钢结构安装质量。

钢结构的安装施工主要涉及焊接、铆接以及螺栓连接三种安装方式。铆接和螺栓连接相对简单，施工人员应注意依据相关施工标准进行施工，如螺栓接头出现错口问题，可使用铰刀扩孔解决，但扩孔直径不得超出原孔径2.0mm。严禁使用气割扩孔的方式。

钢结构焊接工作相对复杂，在进行焊接操作时，应严格遵照焊接施工相关规范进行。首先，正是焊接操作前，应对钢材进行检查，检查内容主要包括钢件坡口角度、错口量、间隙等内容，如在检查过程中发现锈斑或锈迹，需及时进行清除处理。其次，应使用烤枪对钢件进行均匀的预热处理，并使用测温仪器实时监测钢件温度变化，避免因温度影响出现钢件氧化问题。随后安装引弧板和焊垫板，二者弧度及清洁度应与钢件坡口一致，以确保二者贴合紧密。最后进行焊接和质量验收工作。焊接时应着重注意第一层焊道操作内容，确认第一层焊接操作无误后，依据施工标准依次进行后续操作。焊接质量验收工作应尽量细致，如发现焊接缺陷或问题，及时采取相应的处理措施，或重新焊接。

4.3钢结构施工质量控制要点分析

钢结构本身耐腐性和耐火性较差，为进一步提高钢结构的可靠性、安全性和使用寿命，在安装施工过程中，需结合实际施工需求，对其进行喷涂防腐材质或防火材质处理。在正式喷涂操作前，施工人员应彻底清理钢结构表面，以提高喷涂效果。此外，喷涂材料应选用符合国家标准的材料。