关于大跨度钢结构桥梁的施工技术探究

黄永旺

【摘 要】随着我国经济快速发展，经济水平日益提高，城市化进程加快，工程建设规模也不断扩大。大跨度钢结构桥梁是桥梁工程建设中较为常见的一种类型，但建筑工程施工通常危险系数较高，随着建设规模的扩大，难度系数不可避免地也会加大，因此大跨度钢结构桥梁的施工技术还需深入研究与探索，以期进一步提高施工质量及施工安全性，文章对此技术进行了一些研究。

【关键词】大跨度钢结构；桥梁工程；施工技术

【中图分类号】U445.4 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2018）05-0145-02

1 大跨度钢结构

桥梁工程的施工质量关乎人民的生命财产安全，所以对于施工材料的选择需慎之又慎。目前，钢结构是现代社会主要的建筑结构类型之一，具有强度高、自重轻、抗震性能好，以及能够承受的重量相对大等优点，被广泛地应用于各大场地、桥梁等建设领域。

大跨度结构建筑为横向跨越30 m以上空间的各类结构形式的建筑，多用于体育馆、展览馆、大会堂及其他大型公共建筑等，结构有折板结构、壳体结构、网架结构、悬索结构、充气结构、篷帐张力结构等。大跨度结构建筑在19世纪末已取得了较大成就，至20世纪初，随着钢筋混凝土技术的发展，大跨度结构建筑出现了很多新的结构形式，如1912—1913年在波兰布雷斯劳建成的百年大厅，便采用了钢筋混凝土穹隆顶，直径达65 m，覆盖面积为5 300 m2。现如今，大跨度建筑广泛应用了各种高强轻质材料和化学合成材料，减轻了自重，也使得空间结构不断创新，覆盖面积日益扩大。

在桥梁工程中，大跨度钢结构因其造型美观、强度高及具有良好的景观效应等优点，能够满足不同大型建筑的需求，在桥梁工程的建设中深受欢迎，成为我国桥梁工程建设中应用较为广泛的结构类型。

2 大跨度钢结构桥梁的施工技术

钢结构的桥梁相较于其他结构的桥梁存在以下几个问题：耐热性不好，在钢材的受热达到100 ℃时，其强度会降低且防火能力较差；如果钢结构桥梁为沥青路面，那么钢结构桥梁的设计就需要格外注意，并且要考虑到钢结构材料本身的比热容，如果隔热工作处理不好，那么可能会引起沥青面开裂，影响钢结构的整体稳定性；钢结构桥梁的承载能力不足，而且容易老化和破损；在焊接工人的专业训练方面也有所不足，仅有少部分的焊接工人持证上岗，且在焊接工人的管理方面存在一定的问题[1]；温度区间大小及钢结构工件尺寸要以各个支撑点的布置为依据进行安放，下柱支撑位置如果设计不合理将会产生钢结构的延伸或收缩，造成不可预见的后果。大跨度钢结构桥梁的施工技术介绍如下。

2.1 支架架设法

支架架设法常用于跨径较小的钢桁架拱桥中。小钢桁架拱桥可以有效降低桥梁的施工难度，且在陆运、航运要求不高的时候，可以使用满堂临时支架施工。例如，贵港大桥的桥面以上的塔柱运用了爬模工艺施工，桥面以下墩身则采用的是支架现浇施工工艺。临时支墩的间距一般控制在85 m左右，主桥永久墩另加8个临时墩作为施工架梁使用，临时墩的每墩上下游各设4根直径为1.2 m钢管柱，采用钢管柱进行钢管水平连接，并且为了增强其稳定性，还会在墩顶布置钢箱梁牵引设备、钢支承、滑道系统和调节装置。

2.2 转体施工法

桥梁转体施工是指在河流的适当位置利用地形先将半桥预制完成，然后利用机器设备，以桥梁自身作为转动体，将两个半桥合拢为桥，分为竖转法、平转法和平竖结合法。转体施工所需用料较少，可节省施工开支，而且设备、工序都较为简单，适用于单跨和三跨桥梁，可建于深水、峡谷中或平原地区。

2.3 行走吊机架设法

行走吊机架设法中的拱上吊机主要分为移动式和步履式，目前在我国桥梁建筑中的使用也较为普遍，特别是在地上安装高度不大的板梁时，行走吊机架设法因其结构整体稳定性较强，所以能够准确定位构件，为板梁安装提供了极大的便利。

2.4 悬臂架设施工法

悬臂施工法不会受通航、流水、季节等因素的影响，辅助设备的费用也较少，而且在施工期间不影响行车，因此在钢结构桥梁的建设中也得到广泛使用。悬臂施工的设备种类有桁架式、斜拉式等类型，可根据施工需要选择合适的种类。

2.5 浮吊架设法

在采用浮吊架设法进行大跨度钢结构桥梁的建设时，施工技术人员首先要在桥梁上方设置一个门吊吊起组装好的主梁，然后于桥墩和桥台之间放置吊起的主梁，最后再依次对桥面系统和平纵联进行安装。浮吊架设法通过实现对钢桁架的拼接，使得作业的次数得以减少。此外，如果采用浮吊架设法施工还要考虑地形、天气状况等，临时支墩的间距一般控制在85 m左右，这是根据桥面挂索及线型控制的便利情况所做出的判断。

2.6 缆索吊装架设法

缆索吊装架设法是利用悬挂的缆索运输和安装构件的施工方法，其优势主要是便于安装和拆卸吊机、适应性广、施工稳妥、方便等。缆索吊装施工主要用于预制安装的钢筋混凝土拱桥，同时在劲性骨架施工拱桥的骨架安装、拱上结构安装、桁架、刚架拱桥施工、悬索桥加劲梁安装中得到广泛运用。具体来说，缆索吊装架设施工法的施工顺序是由桥两端向中间对称地方进行，拱圈节段构件垂直起吊采用缆索吊机进行水平运输和安装，在吊起一段拱圈且将各连接节点的位置调整到要求的高度时，要放松节点，而后确保拱圈自承受力的情况下，将带扣缆索取出[2]。

3 大跨度钢结构桥梁的施工技术案例

某站中央站房屋面钢桁架结构东西长286.5 m，南北向跨度为21 m+66 m+21 m，两侧悬挑为8.0 m。基本柱网为10.5 m×21.5 m、10.5 m×24 m，高架层结构的标高为8.745 m，夹层结构的标高为16.400 m，屋顶结构的标高为29.91～37.51 m。中央站房跨拱桁架安装方案分为整体提升和分段吊装两种施工方案，但考虑到工程整体工期紧张，同时对结构构件内力变化更加有利，更节约费用，综合比较后选定方案为分段吊装法。

3.1 主桁架吊重验算

本工程主桁架采用站房两侧2台400 t履带吊塔式工况进行吊装。横向主次桁架共分7段，其中66 m跨桁架分3段、两侧跨各分2段。第一分段吊装工况分析见表1，第二分段吊装工况分析见表2，第三分段吊装工况分析见表3。

3.2 施工过程的分析及方案的实施

首先吊装钢管混凝土柱、楼层钢梁，然后安装屋盖主桁架、次桁架，在8.745 m标高楼面塔设支撑架，依次安装屋盖跨中第二段桁架、第一段桁架、横向次桁架、纵向次桁架，再进行屋盖卸载，拆除支撑架，最后安装檀条、玻璃天窗。

4 结语

在目前提倡绿色环保的背景下，大跨度钢结构桥梁因其坚固耐用、抗震性能好等优势，成为我国现阶段桥梁结构发展的必然趋势。但钢结构桥梁的腐蚀問题也是桥梁病害中最严重的一种，在一定程度上制约了钢结构桥梁在我国的快速发展。国家相关部门应加大对钢材的研究和开发，培养优质的炼钢人才，努力提高钢材的质量，以满足经济建设的需要。此外，工程建设公司也要经常对钢材进行抽样检查，确保大跨度钢结构桥梁钢材的优质性。总之，要努力提高我国的钢结构施工技术，就必须有与本国桥梁建造的实际情况相适应的技术开发与支持，鼓励钢桥技术的发展，大力培养具有较高专业素养的高级技术焊工，从而在技术的提高和人才的培养层面不断提高我国钢结构桥梁的施工水平，让钢结构桥梁在未来得到更加广泛的应用[3]。

参 考 文 献

[1]孙磊.钢结构桥梁施工问题及解决办法[J].中国建筑金属结构，2013（18）.

[2]江浩.浅谈大跨度钢结构桥梁的施工技术[J].智能城市，2016（12）：159.

[3]曹国良.浅议钢结构桥梁常见病害及防护[J].城市建筑，2013（6）.

[责任编辑：陈泽琦]