沈康连接线项目耐候钢钢混组合梁建设管理实践

宋 迪

(辽宁省交通建设管理有限责任公司 沈阳市 110000)

0 引言

2016年以来，交通运输部提出大力推进钢结构桥梁建设发展，是提升公路桥梁建设品质和耐久性，优化全寿命周期效益，促进公路建设转型的重大举措。

沈康连接线项目是交通运输部确定的第一批钢结构桥梁典型示范工程，示范结构为耐候钢钢混凝土组合梁桥。项目全面贯彻《交通运输部办公厅关于开展公路钢结构桥梁典型示范工程建设的通知》意见，按照“工厂化制造、装配化施工”组织项目建设。

在建设前期和实施过程中，项目严格落实辽宁省交通运输厅公路钢结构桥梁建设技术领导小组有关部署，按照《辽宁省推进公路钢结构桥梁建设工作方案》要求，重点实施“八个一”工程，探索建立辽宁省公路钢结构桥梁建设管理流程，为钢结构桥梁推广应用提供工程实践支撑。

1 工程特点

(1)耐候钢就是耐大气腐蚀钢，由普通低合金钢添加少量铜、镍等耐腐蚀元素制造而成，经氧化可在表面形成一层致密的非晶态锈层组织，与基体结合牢固，可以抵御大气中水气及有害离子对基体金属进一步腐蚀。

优点：与普通钢相比减少建设期及运营养护期的涂装系统的费用，避免维修期间涂装施工中断桥下交通引起的社会影响。

(2)钢混组合梁是在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构型式。它通过在钢梁和混凝土桥面板间设置剪力连接件，以抵抗两者在交界面处的相对滑移，成为一个整体共同工作的梁结构，见图1。

图1 耐候钢钢板组合梁桥

优点：充分发挥钢材高抗拉强度和混凝土高抗压强度特点，与钢混凝土结构相比，可以减轻结构自重、减小截面尺寸、缩短施工周期，与纯钢梁相比，增加梁体稳定性和整体性。近年来在我国市政及桥梁工程中应用越来越广泛，是未来桥梁结构体系主要应用方向之一[1]。

2 项目概况

沈康连接线位于沈阳市沈北新区，项目设计方案主要考虑沿线公路、铁路较为密集的现状，充分利用钢结构跨径大、工期短、对被交路影响小的特点，在跨越铁路、重要公路处设置钢混组合梁桥9座，采用支架吊装和顶推施工方案，见表1。

表1 项目耐候钢钢混组合梁桥设置情况

其中直桥采用钢板混凝土组合梁，小半径弯桥采用钢箱混凝土组合梁。为解决钢结构防腐问题，项目钢桥母材全部选用耐候钢材，见图2。

图2 耐候钢钢箱组合梁桥

综上，全线钢桥总长966.4m，总面积15000m2，总用钢量约4700t。

3 钢桥施工流程和要点

3.1 施工准备

(1)图纸深化：制造厂进行图纸审查，考虑生产、运输、安装能力，统筹变形和误差余量，编制加工图。

(2)材料检测：钢材采用Q420qENH、Q370qENH、Q345qENH，检测化学成分、强度、伸长率、冲击吸收功、180℃冷弯试验满足设计要求；焊材强调与母材匹配；涂装材料、剪力钉满足相关规范要求。所有材料有质量证明书，指标自检、抽检合格，没有检测能力须外委具有资质的机构检测合格。

(3)焊接工艺评定：首次焊接或材料工艺有变化，必须进行焊接工艺评定试验，确定焊接工艺，包括焊材、焊接方法、工艺参数、焊后热处理等，保证焊接接头力学性能，采用焊缝变形小、收缩小的工艺[2]。

(4)施工组织设计审批：建立健全的质量保证体系和安全生产管理体系，施工组织机构、人员、设备、材料投入满足履约条件，工程进度满足合同要求。

3.2 施工流程

(1)零件制造：板材预处理→切割下料→矫正和机加工。

(2)组装：组立→焊接及检验→杆件矫正→试拼装→表面处理→厂内涂装→出厂验收。

钢桥出厂验收条件：

①产品合格证。

②钢材、焊材、涂装材料的出厂质量证明书及复验资料。

③焊接工艺评定报告，其他主要工艺试验报告。

④焊缝无损检测报告。

⑤焊缝重大修补记录。

⑥产品试板的试验报告。

⑦预拼装或试拼装验收报告。

⑧涂装检测记录。

(3)存储及运输：包装→存放→运输。

(4)工地安装：支架搭设→吊装→工地连接。

(5)浇筑混凝土顶板：设置模板→绑扎钢筋→浇注顶板混凝土。

3.3 施工要点

(1)各工序按技术标准进行质量控制，每道工序完成进行检验，未检验或不合格，不得进行下道工序生产。

(2)焊缝质量控制：同类焊缝采用统一的焊接方法和参数；焊工要培训考试上岗，并保证作业人员的相对稳定；温度、湿度等焊接作业环境满足规范要求。

(3)组装精度控制：由小及大，通过控制单元件、小构件制作精度来保证大构件、出厂件制作精度。采用反变形、预变形等措施减小焊角变形和弯曲变形。采用内约束和外约束减小焊缝变形量。构件必须经预拼装检验合格方可验收出厂，见图3。

图3 钢梁节段厂内预拼装

(4)安装线型控制：制定监控流程，明确各方工作职责；严格控制和监测临时支架的变形和沉降；充分考虑温度、吊装、施工荷载变形影响；每安装一节均应测量安装位置、高程、线形，超差动态调整，不形成累积偏差。

4 建设管理主要做法

4.1 准备期

(1)在招标文件中对钢结构专业分包单位资质和业绩提出明确要求，确保中标企业或专业分包企业具备相应的施工能力。

(2)组织参建单位到安徽进行调研，学习耐候钢桥建设经验。

(3)组织参建单位开展钢结构桥梁建设技术及管理知识培训。

(4)将钢桥试验检测项目统一纳入项目中心试验室服务合同，确保母材检验、焊缝检测由有资质单位及持证人员承担。

(5)编制《沈康连接线项目创钢结构示范工程实施方案》，明确建设示范指导思想、工作目标、实施步骤、管理要点和保障措施。

(6)编制沈康连接线项目《钢梁施工监理程序及技术要求》和《钢梁试验检测实施细则》，规范建设管理程序，明确技术和检测标准。

4.2 建设期

(1)深度开展设计交底，指导钢梁加工图细化。组织钢梁加工设计回访。对钢梁节段划分进行设计复核。

(2)按照监理和中心试验室合同约定，落实钢结构监理驻厂和中心试验室持证人员检测，确保各管理环节和规定有专业工程师执行。

(3)研发项目建设管理信息平台钢梁模块，开展分部分项工程拆分、焊缝编号、内业表格编审等工作，具备施工自检、监理转序及自动计量功能，形成钢桥建设管理信息化应用试点。

(4)针对质量薄弱环节开展专项整顿提升活动。先后对钢梁顶板剪力钉焊脚不饱满、焊缝外观质量波动、钢梁表面酸洗处理后不均匀等问题进行专项整治，不断优化施工工艺、提升精细化管理水平，促进项目钢结构加工和安装质量稳步提升。

(5)积极开展工程品质提升活动，邀请行业专家把脉问诊，从品质提升、工艺优化、质量管控等维度，提出局部无马板制造、提高自动焊应用比例、耐候钢耐腐蚀机理深度研究等攻关目标，制定《项目耐候钢钢混组合梁建设品质提升方案》，按期调度，保障提升活动质量。

(6)结合项目三微创新活动要求，在钢桥建设中常态开展QC小组活动，形成“H型钢焊接反变形控制法”“耐候钢钢梁表面稳定处理标准工艺”“异形件数控下料断点切割工法”，有效解决各类生产问题，形成一批具有复制推广价值的适用工法。

(7)对顶推施工开展第三方监控，利用midas软件建模分析桥梁顶推各工况轴线及挠度变形控制值，顶推过程动态分析预警，利用信息平台即时反馈监控信息，及时消化各类偏差，保障顶推施工安全实施。

5 结语

通过上述措施的有效落实，项目钢结构制造质量稳步提升，关键指标得到严格控制。特别是钢梁焊缝焊接质量在合格率100%的基础上，从初期返修率0.7%，到后期返修率稳定在0.3%以下。同时通过对钢梁安装线型开展动态管控，项目钢梁的拼装和安装精度均能满足设计要求。