沈康連接線項目耐候鋼鋼混組合梁建設管理實踐

宋 迪

(遼寧省交通建設管理有限責任公司 沈陽市 110000)

0 引言

2016年以來，交通運輸部提出大力推進鋼結構橋梁建設發展，是提升公路橋梁建設品質和耐久性，優化全壽命周期效益，促進公路建設轉型的重大舉措。

沈康連接線項目是交通運輸部確定的第一批鋼結構橋梁典型示范工程，示范結構為耐候鋼鋼混凝土組合梁橋。項目全面貫徹《交通運輸部辦公廳關于開展公路鋼結構橋梁典型示范工程建設的通知》意見，按照“工廠化制造、裝配化施工”組織項目建設。

在建設前期和實施過程中，項目嚴格落實遼寧省交通運輸廳公路鋼結構橋梁建設技術領導小組有關部署，按照《遼寧省推進公路鋼結構橋梁建設工作方案》要求，重點實施“八個一”工程，探索建立遼寧省公路鋼結構橋梁建設管理流程，為鋼結構橋梁推廣應用提供工程實踐支撐。

1 工程特點

(1)耐候鋼就是耐大氣腐蝕鋼，由普通低合金鋼添加少量銅、鎳等耐腐蝕元素制造而成，經氧化可在表面形成一層致密的非晶態銹層組織，與基體結合牢固，可以抵御大氣中水氣及有害離子對基體金屬進一步腐蝕。

優點：與普通鋼相比減少建設期及運營養護期的涂裝系統的費用，避免維修期間涂裝施工中斷橋下交通引起的社會影響。

(2)鋼混組合梁是在鋼結構和混凝土結構基礎上發展起來的一種新型結構型式。它通過在鋼梁和混凝土橋面板間設置剪力連接件，以抵抗兩者在交界面處的相對滑移，成為一個整體共同工作的梁結構，見圖1。

圖1 耐候鋼鋼板組合梁橋

優點：充分發揮鋼材高抗拉強度和混凝土高抗壓強度特點，與鋼混凝土結構相比，可以減輕結構自重、減小截面尺寸、縮短施工周期，與純鋼梁相比，增加梁體穩定性和整體性。近年來在我國市政及橋梁工程中應用越來越廣泛，是未來橋梁結構體系主要應用方向之一[1]。

2 項目概況

沈康連接線位于沈陽市沈北新區，項目設計方案主要考慮沿線公路、鐵路較為密集的現狀，充分利用鋼結構跨徑大、工期短、對被交路影響小的特點，在跨越鐵路、重要公路處設置鋼混組合梁橋9座，采用支架吊裝和頂推施工方案，見表1。

表1 項目耐候鋼鋼混組合梁橋設置情況

其中直橋采用鋼板混凝土組合梁，小半徑彎橋采用鋼箱混凝土組合梁。為解決鋼結構防腐問題，項目鋼橋母材全部選用耐候鋼材，見圖2。

圖2 耐候鋼鋼箱組合梁橋

綜上，全線鋼橋總長966.4m，總面積15000m2，總用鋼量約4700t。

3 鋼橋施工流程和要點

3.1 施工準備

(1)圖紙深化：制造廠進行圖紙審查，考慮生產、運輸、安裝能力，統籌變形和誤差余量，編制加工圖。

(2)材料檢測：鋼材采用Q420qENH、Q370qENH、Q345qENH，檢測化學成分、強度、伸長率、沖擊吸收功、180℃冷彎試驗滿足設計要求；焊材強調與母材匹配；涂裝材料、剪力釘滿足相關規范要求。所有材料有質量證明書，指標自檢、抽檢合格，沒有檢測能力須外委具有資質的機構檢測合格。

(3)焊接工藝評定：首次焊接或材料工藝有變化，必須進行焊接工藝評定試驗，確定焊接工藝，包括焊材、焊接方法、工藝參數、焊后熱處理等，保證焊接接頭力學性能，采用焊縫變形小、收縮小的工藝[2]。

(4)施工組織設計審批：建立健全的質量保證體系和安全生產管理體系，施工組織機構、人員、設備、材料投入滿足履約條件，工程進度滿足合同要求。

3.2 施工流程

(1)零件制造：板材預處理→切割下料→矯正和機加工。

(2)組裝：組立→焊接及檢驗→桿件矯正→試拼裝→表面處理→廠內涂裝→出廠驗收。

鋼橋出廠驗收條件：

①產品合格證。

②鋼材、焊材、涂裝材料的出廠質量證明書及復驗資料。

③焊接工藝評定報告，其他主要工藝試驗報告。

④焊縫無損檢測報告。

⑤焊縫重大修補記錄。

⑥產品試板的試驗報告。

⑦預拼裝或試拼裝驗收報告。

⑧涂裝檢測記錄。

(3)存儲及運輸：包裝→存放→運輸。

(4)工地安裝：支架搭設→吊裝→工地連接。

(5)澆筑混凝土頂板：設置模板→綁扎鋼筋→澆注頂板混凝土。

3.3 施工要點

(1)各工序按技術標準進行質量控制，每道工序完成進行檢驗，未檢驗或不合格，不得進行下道工序生產。

(2)焊縫質量控制：同類焊縫采用統一的焊接方法和參數；焊工要培訓考試上崗，并保證作業人員的相對穩定；溫度、濕度等焊接作業環境滿足規范要求。

(3)組裝精度控制：由小及大，通過控制單元件、小構件制作精度來保證大構件、出廠件制作精度。采用反變形、預變形等措施減小焊角變形和彎曲變形。采用內約束和外約束減小焊縫變形量。構件必須經預拼裝檢驗合格方可驗收出廠，見圖3。

圖3 鋼梁節段廠內預拼裝

(4)安裝線型控制：制定監控流程，明確各方工作職責；嚴格控制和監測臨時支架的變形和沉降；充分考慮溫度、吊裝、施工荷載變形影響；每安裝一節均應測量安裝位置、高程、線形，超差動態調整，不形成累積偏差。

4 建設管理主要做法

4.1 準備期

(1)在招標文件中對鋼結構專業分包單位資質和業績提出明確要求，確保中標企業或專業分包企業具備相應的施工能力。

(2)組織參建單位到安徽進行調研，學習耐候鋼橋建設經驗。

(3)組織參建單位開展鋼結構橋梁建設技術及管理知識培訓。

(4)將鋼橋試驗檢測項目統一納入項目中心試驗室服務合同，確保母材檢驗、焊縫檢測由有資質單位及持證人員承擔。

(5)編制《沈康連接線項目創鋼結構示范工程實施方案》，明確建設示范指導思想、工作目標、實施步驟、管理要點和保障措施。

(6)編制沈康連接線項目《鋼梁施工監理程序及技術要求》和《鋼梁試驗檢測實施細則》，規范建設管理程序，明確技術和檢測標準。

4.2 建設期

(1)深度開展設計交底，指導鋼梁加工圖細化。組織鋼梁加工設計回訪。對鋼梁節段劃分進行設計復核。

(2)按照監理和中心試驗室合同約定，落實鋼結構監理駐廠和中心試驗室持證人員檢測，確保各管理環節和規定有專業工程師執行。

(3)研發項目建設管理信息平臺鋼梁模塊，開展分部分項工程拆分、焊縫編號、內業表格編審等工作，具備施工自檢、監理轉序及自動計量功能，形成鋼橋建設管理信息化應用試點。

(4)針對質量薄弱環節開展專項整頓提升活動。先后對鋼梁頂板剪力釘焊腳不飽滿、焊縫外觀質量波動、鋼梁表面酸洗處理后不均勻等問題進行專項整治，不斷優化施工工藝、提升精細化管理水平，促進項目鋼結構加工和安裝質量穩步提升。

(5)積極開展工程品質提升活動，邀請行業專家把脈問診，從品質提升、工藝優化、質量管控等維度，提出局部無馬板制造、提高自動焊應用比例、耐候鋼耐腐蝕機理深度研究等攻關目標，制定《項目耐候鋼鋼混組合梁建設品質提升方案》，按期調度，保障提升活動質量。

(6)結合項目三微創新活動要求，在鋼橋建設中常態開展QC小組活動，形成“H型鋼焊接反變形控制法”“耐候鋼鋼梁表面穩定處理標準工藝”“異形件數控下料斷點切割工法”，有效解決各類生產問題，形成一批具有復制推廣價值的適用工法。

(7)對頂推施工開展第三方監控，利用midas軟件建模分析橋梁頂推各工況軸線及撓度變形控制值，頂推過程動態分析預警，利用信息平臺即時反饋監控信息，及時消化各類偏差，保障頂推施工安全實施。

5 結語

通過上述措施的有效落實，項目鋼結構制造質量穩步提升，關鍵指標得到嚴格控制。特別是鋼梁焊縫焊接質量在合格率100%的基礎上，從初期返修率0.7%，到后期返修率穩定在0.3%以下。同時通過對鋼梁安裝線型開展動態管控，項目鋼梁的拼裝和安裝精度均能滿足設計要求。