摘要：钢结构是一种新型的节能环保的建筑体系，被誉为21世纪的“绿色建筑”。随着我国经济的飞速发展，有越来越多的结构采用钢结构。本文通过分析钢箱梁人行桥的施工重点难点，并提出科学合理的施工工序，工艺来指导施工。
关键词：钢箱梁结构、施工工序、施工工艺、钢箱梁吊装、质量控制；
一、引言
钢结构的特点是强度高、自重轻、整体刚度好、变形能力强，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜；材料匀质性和各向同性好，属理想弹性体，最符合一般工程力学的基本假定；材料塑性、韧性好，可有较大变形，能很好地承受动力荷载；建筑工期短，其工业化程度高，可进行机械化程度高的专业化生产；钢结构易于塑造优美的结构外形。因此，对于有景观要求的人行桥大量采用钢结构制造。
二、钢箱梁人行桥施工难点、重点分析
1、典型钢箱梁人行桥结构组成。
主梁采用箱型闭合连续钢箱梁，梁高为1.5m，人行梯道采用连续钢箱梁，梁高为0.5m。梯道钢箱梁与主梁采用焊接连接。人行桥主梁总宽度为5m，横断面布置为：0.25m（护栏）+4.5m（净宽）+0.25m（护栏）。桥面纵横坡：桥面纵坡最大为1.86%；桥面横坡：1.5％，双向坡，横坡通过钢箱梁顶板弯折形成。钢立柱直径：主桥每个桥墩一根立柱：直径920mm（内灌注C25微膨胀混凝土）；梯道每个桥墩一根立柱：直径630mm（内灌注C25微膨胀混凝土）。
图1 钢箱梁人行桥典型截面
2、施工难点、重点。
①钢箱梁施工时，精确的测量、放样是整个工程精度的必要保障，从初始放样到施工过程中的放样测量，在外界环境影响下，控制支墩中心点位的精度和相邻两支墩中心点位的相对精度，是钢箱梁施工放样测量的难点。
钢箱梁线形控制精度高。钢箱梁为曲线连续梁，在现场拼装时需要同时保证成桥平曲线线形和竖曲线线形，按线形制造精度要求高，控制难度大。
钢箱梁安装在既有线路上跨线施工，施工过程要求各主要道路交通运营不能中断，尽量减少各类扰民的因素，这对现场安装的施工组织提出了更高的要求。
现场场地有限，运输节段来料存放数量有限，要求严格按架梁顺序供梁，并尽量减少梁段的存放时间；存梁场地与安装位置有一定距离，需要水平运输。同时现场道路比较窄，转弯半径小，都是水平运输的制约因素。
②钢箱梁主要由顶板、底板、腹板、横隔板组成，现场焊接工作包括节段间的纵缝和环缝，工作量较大，焊接质量要求高。现场的节点均为焊接，将采用手工电弧焊、CO2气体保护和埋弧自动焊等各种焊接方法，焊接位置将有平位焊、立位焊和仰位焊等各种焊接工位，现场焊缝多为熔透焊，要求进行超声波、磁粉及X射线等无损检测。如何选择合理的焊接顺序和焊接工艺是施工中的重点。
施工防护措施多，在高空施工要设置施工操作平台，在跨线部分上方施工焊接时，在下面既有线路未封闭时，要在高空进行防护，防止火花、小物件坠落等。高空施工危险性大，钢箱梁的架设高度一般不超过8m，存在着诸多的高空作业，如高空吊装、高空拼装焊接、高空调整、高空涂装等，高空施工的安全保护，是工程施工的重点。
三、钢箱梁人行桥施工处理措施
1、施工过程测量措施
放样时必须对控制点的三维坐标值进行确认，并与相邻控制点进行联测，发现问题及时纠正。在全部的墩桩控制点放样完成后，按照系统复测、校核每个墩位的桩号、坐标和方位角。
在节段制造时箱梁匹配节段在端头位置布置“十”字交叉样冲眼，作为现场拼接对位用；在每段钢箱梁顶板上布置6个测量控制点，轴线两侧的4个测点作为标高控制点，6个点均可作为轴线控制点和里程控制点，测量点在钢箱梁总装制造时设置，测量点打样冲眼并涂红油漆作为标示。
⑴安装线形控制
根据设计线型（含无应力预拱度）加施工预加量在钢箱梁总装胎架上进行节段匹配制造，布置测量控制点，并记录测量数据。工厂加工制作考虑焊接收缩变形及构件存放变形等，在图纸拆分时增加预拱值，考虑到整桥增加预拱度对每个制造节段拱度的影响，故每个制造节段不进行预拱度的增加，在节段胎架制作时设置。
⑵测量施工布署
根据坐标点和高程控点、钢箱梁分段尺寸，对支架体系定位、标高，及每一分段箱梁定位轴线及标高，编制出详细的测量任务书，根据任务书进行详细的测量复核和定位。
⑶钢梁测量控制方案
①按设计详图的分段要求进行分段制作，制作完的构件经检查合格，为保证本标段钢箱梁的制造线形达到设计的线形要求，制造时搭设可靠胎架，纵向节段及横向分段之间必须在工厂胎架进行匹配。在出厂前进行预拼装，拼装前按设计的坡度要求进行临时胎架的架设，经过专业测量人员复测合格后，方可进行预拼装，组装找正后，经复测合格后对构件进行编号，钢箱梁的上、下中心都必须做好标识，为现场安装提供依据，然后拆除钢箱梁，按要求进行堆放。
②正式开工前，安装施工单位应对钢箱梁平、纵设计参数表、支座设计参数等基本数据进行一次全面的校核，弄清平面及立面曲线要素，立面制造线形还应在总体立面线形的基础上叠加各跨的预拱度。安装钢箱梁之前，把每一段箱梁轴线尺寸(制作单位提交的预装记录定位线)和图纸设计的线形投影在支架体系上。
③如此路段有机动车辆通行，基础和支架体系都会发生不均等的沉降，因此应在每一组支架体系的每个格构柱固定位置刻好标记，作为沉降观测的测量点，在钢箱梁安装前对支架体系整体进行一次沉降记录。
④钢箱梁拼装完毕，应对钢箱梁进行24小时整体沉降观测，沉降量符合设计和规范要求后方可进行焊接。
⑤钢箱梁在焊接前、焊接过程中，应不间断地进行沉降观测，若发现异常应及时进行处理，使其符合设计及规范要求。
⑥钢箱梁安装时环缝的焊接以及桥面上临时荷载都会对高程产生影响，因此安装时应考虑所造成的标高变化。
⑦钢箱梁整体焊接完毕经检查合格，整体卸载后，拆除支架体系，使钢箱梁处于正常状态，24小时后，对桥梁支墩进行沉降观测，并做好记录。
2、钢箱梁制造措施
为了保证该桥焊接质量，在焊接前应制定严格的焊接工艺要求。在焊接前将进行焊接工艺评定试验，并对试验结果进行评审，保证产品预期的焊接质量可靠；对焊接材料进行严格的复验，保证原材料的可靠。焊接过程中制定焊接原则要求、梁段各单元件的焊接要求以及梁段组焊、产品试板。焊接完成后对焊缝检测、焊缝缺陷修补等制定具体的工艺要求。
钢箱梁制作主要分为板单元加工和钢箱梁总拼两部分。板单元加工按照下图所示流程图进行：
图3 板单元画线示意图
板肋组装和焊接：按照顶、底板上板肋组装位置线定位组装加劲肋。组装完成后，在反变形胎架上焊接加劲肋，以减少焊接变形，并在两端头各留200mm长不焊。反变形量根据第一件试制后测量确定。焊接结束后采用火焰矫正的方法对板单元进行校正。
板校正合格后，以板单元纵、横基准线为基准，以纵横基线为基准划出板单元外轮廓线（长度方向预留余量），采用半自动小车按线切割，并开制坡口。
图4 板单元拼装图
腹板单元制作
因桥梁起拱将照成腹板单元件成弧形结构，因此腹板的下料采用数控切割机进行，长度方向预留焊接收缩及二次切割余量。腹板下料完成后按图要求绘制纵横基准线。
⑶横隔板加工
横隔板单元采用数控下料进行制作。
图7 箱体槽型结构示意
待钢箱梁组成槽型箱体检验合格后以纵横基准线为基准定位组装顶板单元，按要求点焊。
箱体组装成型后，按焊接工艺要求焊接槽型箱体内部焊缝及两条主焊缝，焊接时注意焊接顺序，其主要遵循以下原则：①先焊内部焊缝，后焊外部焊缝；②先采用间断焊定位，之后满焊；③尽量对称施焊；④先焊短焊缝，后焊长焊缝；⑤先焊接受焊接影响变形较小的零件，后焊接变形较大的焊缝；⑥顶板的对接焊缝、腹板和顶底板的 熔透焊缝均要求同向焊接。为保证箱口尺寸，焊接前应在箱口处增加支撑固定，另外，箱口距里边的纵向焊缝预留200mm长不焊，待焊接完成后采用火焰校正方法校正箱体，保证箱体截面尺寸。
以纵横基准线为基准划线定位组装悬挑板单元，完成梁段拼装。
钢箱梁整体焊接结束后，测量钢箱梁的外形尺寸。主要对长、宽方向尺寸，对角线长，箱口高度，箱口扭曲进行测量。超出规范允许的尺寸偏差部位应再次校正。箱体校正合格后，按照底板上的定位线划出支座垫板的安装位置线，并以支座垫板的位置线为基准测量出钢箱梁两端的长度余量。把长度余量切割后，按照工艺卡要求开制箱口对接环缝坡口。
采用合理的制造流程，可以降低焊接变形，节省工期，保证施工质量。
四、结语
在绿色意识不断强化的今天，建筑形成的每个流程包括建筑材料、建筑施工、建筑使用等过程，都应减少化石能源使用，提高能效，不断降低二氧化碳排放量，这已逐渐成为建筑业的主流趋势。而作为绿色建筑的钢结构，采用合理、先进的施工工序和施工工艺，更符合绿色环保理念，可大大节省社会人力物力，提高施工企业竞争力。
参考文献
[1]邢建锋，“ 钢结构施工的质量控制”，《工程建设与设计》2018年23第期；
论文作者:王云
论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/3
标签：测量论文; 线形论文; 腹板论文; 单元论文; 箱体论文; 人行论文; 高空论文; 《防护工程》2018年第36期论文;