鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工質(zhì)量問題分析與對策研究

戴曉棟 顧森華 葉品

摘 要：鋼橋施工質(zhì)量管理尚處于起步階段，國內(nèi)對于鋼橋常見的施工質(zhì)量問題與管理對策的分析和研究開展的還不多，目前也尚未形成相關(guān)的行業(yè)規(guī)范。文章通過對鋼橋施工質(zhì)量現(xiàn)狀及質(zhì)量問題所產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析，進(jìn)一步針對性的提出了鋼橋施工質(zhì)量管理的相關(guān)對策和原則。

關(guān)鍵詞：鋼橋；施工；質(zhì)量問題；質(zhì)量管理

中圖分類號：U445.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）01-0117-02

Abstract： Steel bridge construction quality management is still in its infancy. The analysis and research on the common construction quality problems and management countermeasures of steel bridge in China is still not much， and has not yet formed the relevant industry norms. This paper analyzes the present situation of steel bridge construction quality and the causes of quality problems， and further puts forward the relevant countermeasures and principles of steel bridge construction quality management.

Keywords： steel bridge； construction； quality problem； quality management

前言

鋼橋是各種橋梁體系常見的一種型式，具備強(qiáng)度高、重量輕、安裝方便、施工期限短、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。近年來，鋼橋已具有越來越多的開拓和創(chuàng)新。2016年，隨著各地鋼橋項(xiàng)目不斷涌現(xiàn)，鋼橋的建造技術(shù)得到了快速發(fā)展。

然而當(dāng)前對鋼橋施工質(zhì)量控制方面的研究并不多。本文主要基于目前鋼橋施工建設(shè)中常見的質(zhì)量問題，提出質(zhì)量管理的相關(guān)對策和原則，以期為鋼橋施工質(zhì)量控制體系的建立提供基礎(chǔ)。

1 鋼橋質(zhì)量管理現(xiàn)狀

1.1 質(zhì)量事故分析

鋼梁工程在國內(nèi)外曾發(fā)生過很多嚴(yán)重的質(zhì)量事故。如 1963年美國西門橋因節(jié)點(diǎn)焊接質(zhì)量低劣而倒塌；2003年上海一著名工程在正式使用前鋼梁上的高強(qiáng)螺栓斷裂等。[1]有學(xué)者對國內(nèi)外109起鋼梁典型事故進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，按事故原因階段統(tǒng)計(jì)見表1[2]。

可以看出，制作和安裝階段質(zhì)量問題是引起鋼梁事故的主要原因。

1.2 質(zhì)量管理研究現(xiàn)狀

近年來，鋼橋材料、制造技術(shù)取得了長足的發(fā)展，但在施工質(zhì)量管理方面仍有很大的提升空間。一系列國家級標(biāo)準(zhǔn)如《鋼梁工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50205-2001）、《建筑鋼梁焊接技術(shù)規(guī)程》（JGJ81-2002）、《鋼梁設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ17-2003）等相繼修訂發(fā)布，對我國的建筑鋼梁工程質(zhì)量有了很大的促進(jìn)和監(jiān)督作用。

總的來說，近年來各地在鋼橋設(shè)計(jì)與施工領(lǐng)域不斷地進(jìn)行探索和研究，但對鋼橋的施工質(zhì)量管理領(lǐng)域的研究還處在起步階段。

2 鋼橋施工質(zhì)量問題及原因分析

鋼橋的質(zhì)量問題主要存在于焊接、高強(qiáng)度螺栓連接、工廠的鋼材控制、防腐涂裝等過程中，本節(jié)主要采用總結(jié)分析的方法，對鋼橋施工中常見的施工質(zhì)量問題及產(chǎn)生原因進(jìn)行分析。

2.1 材料

鋼的預(yù)處理不滿足要求——桿的端板有一個(gè)向上或向下彎曲的死彎曲。鋼板截面中部有非金屬夾雜物。

原因分析：（1）軋制鋼板時(shí)，端部產(chǎn)生狹縫變形，造成死彎。當(dāng)零件卸載時(shí)，鋼板的長度通常是有限的，變形部分不會(huì)被切斷。（2）板中部的線性非金屬夾雜物。在軋制鋼錠時(shí)，為了提高成品率，常常沒有充分去除兩端的收縮率，導(dǎo)致多次軋制后鋼板中間形成線性非金屬夾雜物。

2.2 焊接

2.2.1 焊接缺陷——焊縫、脆性斷裂、熔渣夾雜、未焊透、焊上電弧孔。

原因分析：（1）首次使用的鋼材和焊接材料未經(jīng)過焊接工藝評定和力學(xué)性能測試。焊接材料中的焊絲、焊條、焊劑及工藝選擇不匹配。（2）未對鋼件進(jìn)行預(yù)加熱和焊后保溫（焊后保溫），未消除焊接應(yīng)力。（3）焊接環(huán)境溫度低，濕度大。（4）焊接電壓不穩(wěn)定。變壓器室到焊接工件的電壓降過大。（5）電極不干燥，不保溫。自動(dòng)和半自動(dòng)磁通顆粒沒有分類和干燥。（6）焊接變形矯正變形率過大，受力不當(dāng)或矯形時(shí)室溫過低。（7）工件外未留有電弧板焊接，或者在焊接時(shí)，在焊接件和其他鐵件之間形成電火花。

2.2.2 焊接變形——焊接后工件的變形，如歪斜、不均勻、收縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)等，超過公差。

原因分析：（1）焊接過程中加熱、收縮不均勻造成焊接變形。（2）焊接順序不當(dāng)，變形大且不均勻。（3）焊接位置選擇不當(dāng)，焊接點(diǎn)過薄、過密或定位焊縫長度不夠、過長。

2.3 高強(qiáng)螺栓連接

2.3.1 摩擦面處理不符合要求——桿節(jié)點(diǎn)摩擦面經(jīng)噴丸或噴砂處理后，仍未達(dá)到設(shè)計(jì)的摩擦系數(shù)。

原因分析：（1）噴砂壓力小于0.5MPa。或者噴槍的角度在操作時(shí)通常小于75'。或者噴口與工件之間的距離太大。（2）噴丸噴砂骨料磨損過大。顆粒太小，骨料硬度不夠。（3）在回收的鋼球（或砂）中，鐵屑、鱗屑和雜質(zhì)過多，未及時(shí)清除。（4）待噴鋼表面達(dá)不到鋼表面的等級。（5）拋丸（砂）摩擦面受潮、生銹、污染或停留1個(gè)月以上。

2.3.2 板材束縫太大——束縫最終被高強(qiáng)度螺栓擰死后，板材束縫仍大于0.3mm。

原因分析：（1）在工廠的鋼材零件加工過程中，接縫鋼板存在死彎，未進(jìn)行糾正。（2）現(xiàn)場拼裝條件差，栓接時(shí)節(jié)頭發(fā)生錯(cuò)位或翹曲變形。

2.4 涂裝

2.4.1 鋼梁表面腐蝕——鋼梁表面生銹，漆膜剝落或剝落。

原因分析：（1）鋼梁底座銹蝕不完全清除，不符合清潔要求和防銹要求，表面油性。（2）溫度低于5°C或高于35°C，相對濕度大于80%。（3）除銹處理后未及時(shí)油漆。（4）選擇不合適的油漆、銹蝕和遮蓋力。或涂裝過程中過度稀釋，薄膜過薄。（5）在運(yùn)輸和堆垛過程中擦拭損壞。

2.4.2 彎角處有涂層缺陷——鋼制零件腐蝕。

原因分析：（1）噴涂、噴丸或噴砂噴涂前，噴頭未達(dá)到墻角處，或去污除銹不徹底。（2）由于涂裝過程中操作困難，漆膜不符合要求。

3 鋼橋施工質(zhì)量管理對策

為便于管理和操作，按照鋼梁制造階段和安裝架設(shè)階段分別從事前、事中和事后對鋼橋施工質(zhì)量進(jìn)行管理。

3.1 鋼梁加工過程質(zhì)量控制

鋼梁加工過程質(zhì)量控制主要包括事前控制、事中控制。

3.1.1 加工制造事前質(zhì)量控制

（1）技術(shù)質(zhì)量準(zhǔn)備。圖紙會(huì)審和技術(shù)評審，深化施工圖，鋼梁的準(zhǔn)備和檢查、加工和生產(chǎn)過程指導(dǎo)將會(huì)加強(qiáng)，鋼梁驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求、計(jì)量管理、焊接與切割將加強(qiáng)。（2）組織質(zhì)量準(zhǔn)備。建立完善的質(zhì)量管理組織和制定鋼梁的工藝，并按照放樣-下料-切割-校正-鉆孔-組裝-預(yù)拼裝-除銹、涂裝-運(yùn)輸、堆放的工藝流程進(jìn)行鋼梁的制作；加強(qiáng)對作業(yè)人員的技術(shù)培訓(xùn)和考核。（3）物質(zhì)質(zhì)量準(zhǔn)備。鋼梁制造廠要嚴(yán)把原材料的質(zhì)量關(guān)，材料質(zhì)量檢驗(yàn)員和駐地監(jiān)督員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對材料質(zhì)量的檢驗(yàn)和驗(yàn)收。（4）現(xiàn)場質(zhì)量準(zhǔn)備。生產(chǎn)的廠家應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際的需要和現(xiàn)場具體情況劃分加工生產(chǎn)現(xiàn)場的面積。同時(shí)，管理部門還要做好對各加工現(xiàn)場區(qū)域的管理。

3.1.2 加工制造事中質(zhì)量控制

（1）鋼梁制造質(zhì)量控制。鋼梁制造包括放樣、下料、切割、鉆孔、組裝等階段，各階段要嚴(yán)格按照加工制作工藝方案進(jìn)行質(zhì)量控制。（2）預(yù)拼裝質(zhì)量控制。預(yù)拼裝就是鋼梁制造廠把已制作完成的鋼梁按照一定的工序組合安裝，這是對設(shè)計(jì)、加工和制造質(zhì)量的直接驗(yàn)證，保證了施工的順利進(jìn)行。

3.2 鋼梁安裝過程質(zhì)量管理

鋼梁安裝過程質(zhì)量控制包含事前控制、事中控制、事后控制。

3.2.1 施工安裝事前質(zhì)量控制

鋼梁安裝事前質(zhì)量控制是對施工準(zhǔn)備階段的質(zhì)量進(jìn)行控制。（1）加強(qiáng)施工圖紙會(huì)審和技術(shù)交底工作。在施工前，施工單位應(yīng)仔細(xì)對圖紙進(jìn)行會(huì)審和技術(shù)交底，檢查圖紙的設(shè)計(jì)內(nèi)容是否明確、完備，對圖紙中遇到的技術(shù)難題，及時(shí)商討，制定方案。施工單位應(yīng)做好技術(shù)交底工作，確保各項(xiàng)內(nèi)容落實(shí)到位后，再進(jìn)行施工。（2）施工準(zhǔn)備質(zhì)量控制，主要包含：a.質(zhì)量控制系統(tǒng)組織。b.質(zhì)量保證體系、施工人員資質(zhì)審查。c.原材料、半成品、構(gòu)配件質(zhì)量控制。d.機(jī)械設(shè)備質(zhì)量控制。e.施工方案、施工計(jì)劃、施工方法、檢驗(yàn)方法審查。f.工程技術(shù)環(huán)境監(jiān)督檢查。g.測量基礎(chǔ)審核、檢查。

3.2.2 施工安裝事中質(zhì)量控制

鋼梁安裝事中質(zhì)量控制是對安裝架設(shè)過程中的質(zhì)量進(jìn)行控制。（1）施工過程質(zhì)量控制。a.工序質(zhì)量控制。b.各工序交接：嚴(yán)格檢查各施工工序交接。c.隱蔽工程質(zhì)量控制。隱蔽工程施工完畢后，應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)收，合格后方可進(jìn)行下一步施工。（2）中間產(chǎn)品質(zhì)量控制。鋼梁施工安裝中的中間產(chǎn)品如焊接質(zhì)量、高強(qiáng)度螺栓安裝質(zhì)量、涂裝質(zhì)量等要加強(qiáng)其質(zhì)量控制。（3）分項(xiàng)、分部、單位工程質(zhì)量控制。

3.2.3 施工安裝事后質(zhì)量控制

鋼梁安裝事后質(zhì)量控制是對安裝完成的鋼橋的線形進(jìn)行復(fù)測，保證整體的施工質(zhì)量。

4 結(jié)束語

鋼橋施工質(zhì)量管理是一個(gè)系統(tǒng)工程，在總結(jié)分析鋼橋施工質(zhì)量問題產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步制定管理措施，加強(qiáng)鋼橋施工質(zhì)量管理能力，方能全面提高鋼橋施工質(zhì)量控制水平。

當(dāng)前，公路鋼梁橋梁施工還沒有建立專門的質(zhì)量管理規(guī)范，鋼橋的安裝、制造也沒有專業(yè)化的隊(duì)伍。因此建立一套專業(yè)、全面的鋼梁橋梁施工質(zhì)量控制體系，從教育上強(qiáng)化質(zhì)量控制理念，從管理上規(guī)范鋼橋施工流程，從工藝上提高鋼橋施工質(zhì)量，對鋼橋施工質(zhì)量的提升有非常大的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡新六.建筑工程倒塌案例分析與對策[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[2]周紅波，高文杰，黃譽(yù).鋼結(jié)構(gòu)事故案例統(tǒng)計(jì)分析[J].鋼結(jié)構(gòu)，2008，23（6）：28-31.