钢结构桥梁施工质量问题分析与对策研究

戴晓栋 顾森华 叶品

摘 要：钢桥施工质量管理尚处于起步阶段，国内对于钢桥常见的施工质量问题与管理对策的分析和研究开展的还不多，目前也尚未形成相关的行业规范。文章通过对钢桥施工质量现状及质量问题所产生的原因进行了分析，进一步针对性的提出了钢桥施工质量管理的相关对策和原则。

关键词：钢桥；施工；质量问题；质量管理

中图分类号：U445.1 文献标志码：A 文章编号：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

鋼桥是各种桥梁体系常见的一种型式，具备强度高、重量轻、安装方便、施工期限短、绿色环保等优点。近年来，钢桥已具有越来越多的开拓和创新。2016年，随着各地钢桥项目不断涌现，钢桥的建造技术得到了快速发展。

然而当前对钢桥施工质量控制方面的研究并不多。本文主要基于目前钢桥施工建设中常见的质量问题，提出质量管理的相关对策和原则，以期为钢桥施工质量控制体系的建立提供基础。

1 钢桥质量管理现状

1.1 质量事故分析

钢梁工程在国内外曾发生过很多严重的质量事故。如 1963年美国西门桥因节点焊接质量低劣而倒塌；2003年上海一著名工程在正式使用前钢梁上的高强螺栓断裂等。[1]有学者对国内外109起钢梁典型事故进行了统计分析，按事故原因阶段统计见表1[2]。

可以看出，制作和安装阶段质量问题是引起钢梁事故的主要原因。

1.2 质量管理研究现状

近年来，钢桥材料、制造技术取得了长足的发展，但在施工质量管理方面仍有很大的提升空间。一系列国家级标准如《钢梁工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）、《建筑钢梁焊接技术规程》（JGJ81-2002）、《钢梁设计规范》（GBJ17-2003）等相继修订发布，对我国的建筑钢梁工程质量有了很大的促进和监督作用。

总的来说，近年来各地在钢桥设计与施工领域不断地进行探索和研究，但对钢桥的施工质量管理领域的研究还处在起步阶段。

2 钢桥施工质量问题及原因分析

钢桥的质量问题主要存在于焊接、高强度螺栓连接、工厂的钢材控制、防腐涂装等过程中，本节主要采用总结分析的方法，对钢桥施工中常见的施工质量问题及产生原因进行分析。

2.1 材料

钢的预处理不满足要求——杆的端板有一个向上或向下弯曲的死弯曲。钢板截面中部有非金属夹杂物。

原因分析：（1）轧制钢板时，端部产生狭缝变形，造成死弯。当零件卸载时，钢板的长度通常是有限的，变形部分不会被切断。（2）板中部的线性非金属夹杂物。在轧制钢锭时，为了提高成品率，常常没有充分去除两端的收缩率，导致多次轧制后钢板中间形成线性非金属夹杂物。

2.2 焊接

2.2.1 焊接缺陷——焊缝、脆性断裂、熔渣夹杂、未焊透、焊上电弧孔。

原因分析：（1）首次使用的钢材和焊接材料未经过焊接工艺评定和力学性能测试。焊接材料中的焊丝、焊条、焊剂及工艺选择不匹配。（2）未对钢件进行预加热和焊后保温（焊后保温），未消除焊接应力。（3）焊接环境温度低，湿度大。（4）焊接电压不稳定。变压器室到焊接工件的电压降过大。（5）电极不干燥，不保温。自动和半自动磁通颗粒没有分类和干燥。（6）焊接变形矫正变形率过大，受力不当或矫形时室温过低。（7）工件外未留有电弧板焊接，或者在焊接时，在焊接件和其他铁件之间形成电火花。

2.2.2 焊接变形——焊接后工件的变形，如歪斜、不均匀、收缩、弯曲、扭转等，超过公差。

原因分析：（1）焊接过程中加热、收缩不均匀造成焊接变形。（2）焊接顺序不当，变形大且不均匀。（3）焊接位置选择不当，焊接点过薄、过密或定位焊缝长度不够、过长。

2.3 高强螺栓连接

2.3.1 摩擦面处理不符合要求——杆节点摩擦面经喷丸或喷砂处理后，仍未达到设计的摩擦系数。

原因分析：（1）喷砂压力小于0.5MPa。或者喷枪的角度在操作时通常小于75'。或者喷口与工件之间的距离太大。（2）喷丸喷砂骨料磨损过大。颗粒太小，骨料硬度不够。（3）在回收的钢球（或砂）中，铁屑、鳞屑和杂质过多，未及时清除。（4）待喷钢表面达不到钢表面的等级。（5）抛丸（砂）摩擦面受潮、生锈、污染或停留1个月以上。

2.3.2 板材束缝太大——束缝最终被高强度螺栓拧死后，板材束缝仍大于0.3mm。

原因分析：（1）在工厂的钢材零件加工过程中，接缝钢板存在死弯，未进行纠正。（2）现场拼装条件差，栓接时节头发生错位或翘曲变形。

2.4 涂装

2.4.1 钢梁表面腐蚀——钢梁表面生锈，漆膜剥落或剥落。

原因分析：（1）钢梁底座锈蚀不完全清除，不符合清洁要求和防锈要求，表面油性。（2）温度低于5°C或高于35°C，相对湿度大于80%。（3）除锈处理后未及时油漆。（4）选择不合适的油漆、锈蚀和遮盖力。或涂装过程中过度稀释，薄膜过薄。（5）在运输和堆垛过程中擦拭损坏。

2.4.2 弯角处有涂层缺陷——钢制零件腐蚀。

原因分析：（1）喷涂、喷丸或喷砂喷涂前，喷头未达到墙角处，或去污除锈不彻底。（2）由于涂装过程中操作困难，漆膜不符合要求。

3 钢桥施工质量管理对策

为便于管理和操作，按照钢梁制造阶段和安装架设阶段分别从事前、事中和事后对钢桥施工质量进行管理。

3.1 钢梁加工过程质量控制

钢梁加工过程质量控制主要包括事前控制、事中控制。

3.1.1 加工制造事前质量控制

（1）技術质量准备。图纸会审和技术评审，深化施工图，钢梁的准备和检查、加工和生产过程指导将会加强，钢梁验收标准和技术要求、计量管理、焊接与切割将加强。（2）组织质量准备。建立完善的质量管理组织和制定钢梁的工艺，并按照放样-下料-切割-校正-钻孔-组装-预拼装-除锈、涂装-运输、堆放的工艺流程进行钢梁的制作；加强对作业人员的技术培训和考核。（3）物质质量准备。钢梁制造厂要严把原材料的质量关，材料质量检验员和驻地监督员应当加强对材料质量的检验和验收。（4）现场质量准备。生产的厂家应根据工程实际的需要和现场具体情况划分加工生产现场的面积。同时，管理部门还要做好对各加工现场区域的管理。

3.1.2 加工制造事中质量控制

（1）钢梁制造质量控制。钢梁制造包括放样、下料、切割、钻孔、组装等阶段，各阶段要严格按照加工制作工艺方案进行质量控制。（2）预拼装质量控制。预拼装就是钢梁制造厂把已制作完成的钢梁按照一定的工序组合安装，这是对设计、加工和制造质量的直接验证，保证了施工的顺利进行。

3.2 钢梁安装过程质量管理

钢梁安装过程质量控制包含事前控制、事中控制、事后控制。

3.2.1 施工安装事前质量控制

钢梁安装事前质量控制是对施工准备阶段的质量进行控制。（1）加强施工图纸会审和技术交底工作。在施工前，施工单位应仔细对图纸进行会审和技术交底，检查图纸的设计内容是否明确、完备，对图纸中遇到的技术难题，及时商讨，制定方案。施工单位应做好技术交底工作，确保各项内容落实到位后，再进行施工。（2）施工准备质量控制，主要包含：a.质量控制系统组织。b.质量保证体系、施工人员资质审查。c.原材料、半成品、构配件质量控制。d.机械设备质量控制。e.施工方案、施工计划、施工方法、检验方法审查。f.工程技术环境监督检查。g.测量基础审核、检查。

3.2.2 施工安装事中质量控制

钢梁安装事中质量控制是对安装架设过程中的质量进行控制。（1）施工过程质量控制。a.工序质量控制。b.各工序交接：严格检查各施工工序交接。c.隐蔽工程质量控制。隐蔽工程施工完毕后，应进行验收，合格后方可进行下一步施工。（2）中间产品质量控制。钢梁施工安装中的中间产品如焊接质量、高强度螺栓安装质量、涂装质量等要加强其质量控制。（3）分项、分部、单位工程质量控制。

3.2.3 施工安装事后质量控制

钢梁安装事后质量控制是对安装完成的钢桥的线形进行复测，保证整体的施工质量。

4 结束语

钢桥施工质量管理是一个系统工程，在总结分析钢桥施工质量问题产生原因的基础上，进一步制定管理措施，加强钢桥施工质量管理能力，方能全面提高钢桥施工质量控制水平。

当前，公路钢梁桥梁施工还没有建立专门的质量管理规范，钢桥的安装、制造也没有专业化的队伍。因此建立一套专业、全面的钢梁桥梁施工质量控制体系，从教育上强化质量控制理念，从管理上规范钢桥施工流程，从工艺上提高钢桥施工质量，对钢桥施工质量的提升有非常大的促进作用。

参考文献：

[1]胡新六.建筑工程倒塌案例分析与对策[M].北京：机械工业出版社，2004.

[2]周红波，高文杰，黄誉.钢结构事故案例统计分析[J].钢结构，2008，23（6）：28-31.