市政道路中钢结构桥梁的应用及施工技术

王海南

（中交第二航务工程局有限公司，湖北武汉 430014）

1 钢结构桥梁的应用

1.1 市政道路中钢结构桥梁的应用优势

钢结构自身最大的优点是强度高，加工速度快[1]，因此能够被较多的重点工程项目使用，其原因有以下几点：

（1）钢结构强度较高，相同的承载力要求条件下，钢结构的材料使用明显减少，因此自身的重量也大大减轻，对承载力的节约有一定帮助，钢结构可以做到更加地轻盈，跨度、长度也可以做到更大，拥有较好的跨越能力，因此在市政道路桥梁中的使用较为广泛[2]。

（2）钢结构施工工期较短，钢结构的大部分构件都是由工厂完成的加工，在工厂完成大部分的焊接工作，再运输到现场完场现场的安装工作，因此对工期的节省有较大的优势。随着汽车的日益增多，城市交通压力越来越大，工期的长短是市政道路桥梁施工中一个非重的考虑因素，因此钢结构桥梁的使用大大缩短了传统混凝土桥梁的工期。

（3）钢结构施工技术日趋完善，工厂流水线加工制作，现场完成安装的流程，最大限度保证了市政道路施工的质量，随着规模的扩大，标准化的提高，极大地推动设计安装技术的进步，造价也相应的下降，对市政道路钢结构桥梁的推广有很大的帮助。

（4）钢结构造型优美，可以制作出更多的造型，外表更加美观，因此对城市市容市貌的提高，相较于混凝土结构，有很大的优势，很多钢结构桥梁现已经成为当地的地标性建筑，成为城市景观的一部分。

（5）钢结构制作的桥梁结构，当使用期限满了以后，可以二次回收，再次循环进行利用，能够产生更少的建筑垃圾，将材料的使用效率提到更高，减小了加工成本，节约了资源，扩大内循环，符合现在对绿色建筑工程的要求。

1.2 市政道路中钢结构桥梁的应用关键点

（1）钢结构由于材料选用的是钢材，裸露在室外的钢材容易产生锈蚀，因此钢结构的耐久性问题的设计是一个非常重要的问题，严重影响到结构的耐久性和安全性，设计施工过程中都应当充分进行考虑。

（2）设计误差应当控制在较小的范围之内，钢结构使用的是装配式施工方法，对安装的精度要求较高，如果误差较大时将会造成构件的无法安装，影响后期的合龙，因此有必要对精度进行严格控制。

（3）严格控制材料质量，以及加工质量，对于桥梁疲劳问题将会严重影响结构的使用寿命，因此需要对材料进行严格控制，另外焊接技术的使用，会让结构产生残余应力影响结构的使用效率，焊接质量较差也会严重影连接的强度，因此，对于材料与焊接技术都应该有足够的重视，需要严格控制。

2 工程实例

旗山湖听澜桥布置为（20+70+20）m，主跨为中承式系杆拱，矢跨比为22/70，边跨为连续梁；主桥采用钢箱梁，桥墩处设支座，桥台处与混凝土端横梁固结。横向设置两道拱肋（无铰拱），拱肋立面及平面均采用二次抛物线，拱肋内倾角为78°。吊索斜向布置，吊索下锚点相对主梁位置不变，角度相应调整。沿桥梁纵向两侧布置系杆，置于主梁小箱内，并锚固与端横梁处。下部采用V 形钢构桥墩与钢拱肋连接，桥台为实体式桥台，基础均采用钻孔灌注桩基础。施工时采用“先梁后拱”方式。现场采用汽车吊进行主梁节段吊装，节段间设置临时支墩落在地面，单片拱肋节段间临时支墩落位于主梁上，临时支墩顶部设置横向连接，作为拱肋横向连接的空中工作平台。

3 施工流程

3.1 桥梁支架的安装

桥梁施工过程中为了保证结构的稳定，有桥梁施工过程中的支撑点，因此在两个桥墩之间设计了多个支架，用来安放和固定施工过程中的桥梁梁身，等安装结束后再进行拆除，因此对于支架的设计和安装，需要注意的是，首先要选择合理的支架位置，选择荷载比较大，或者结构变形较大的位置，安装支架，有利于保证施工过程中支架的有效利用，保证桥身的稳定性，也能较少施工造价，节约成本。支架也应当具有足够的强度、刚度以及稳定性，施工之前支架的设计要进行充分的考虑与计算，保证支架在使用过程中的安全性，不会因为施工过程从而产生倾覆。桥架施工结束后应当进行预加载，测试桥架的强度以及变形是否满足施工工艺的要求。

3.2 钢箱梁的拼装

本工程首先完成钢箱梁的施工，使桥身先形成稳定的结构体系，从而再进行上部的拱架安装，钢箱梁安装时应当要注意安装的顺序，首先安装关键部分中间的钢箱梁，使结构首先稳定下来，然后搭设两侧各一台吊机，从中间向两侧依次进行外侧的箱梁的安装施工。多个支架之间的桥段可以同时施工，可以节省工期，保证施工的质量。

3.3 搭设拱肋支架

桥梁的桥面部分施工结束后，应当进行拱架的施工。拱架施工过程中需要有支撑，因此将拱架的支架加设在已经完成的桥面梁之上，拱肋的支架安装要求要高于梁的支架，因为梁的高度较低，主要承受的竖向荷载，而拱由于存在推力，受力更加复杂，因此需要对拱架支架施工要求更加的严格，选择合适合理的位置，并且注意下部梁的承载能力，以免对下部桥梁产生不利的影响，影响下部桥梁的受力性能，发生倒塌或者破坏。控制支架的加工精度，拱的形状是悬链线型的，因此需要控制支架与拱完整匹配。

3.4 拱肋的安装与合龙

本桥采用的是从两侧向中间的对向安装的施工工艺，施工过程中保证两侧施工进度尽量一致，以免因为两侧安装速度不同，荷载差异较大，从而发生失稳。安装完成一个区段后，需要将拱架与支架做好连接，使完成的桥段处于稳定的结构中，施工过程中不断采用安装好的千斤顶调整桥梁的位置，保证安装的精度，确保后期能较好的完成桥梁的合龙。

当施工到最后只剩中间一段时，准备整个拱架的合龙工作，首先要对完成的最后段拱架后对合龙口进行36h 的连续的变形监测，确保桥身的变形的稳定性，当达到先关要求后，拟定合龙的时间，并且计算并且配切合龙段，调整拱架的位置，吊装合龙段，完成拱架的连接，合龙完成。

3.5 浇筑梁拱结合段的混凝土

本桥是梁与拱的混合结构的桥梁，为了保证两者的协同工作，需要加强连接处的强度与刚度，因此对梁拱结合段采用了浇筑混凝土技术，提高结构的刚度增强结构的稳定性。拱结构产生的弯矩较小，主要是受压构件，因此在拱脚处的水平推力较大，本桥采用梁平衡拱的水平推力。利用钢梁预留的孔进行混凝土的浇筑和振捣，并且利用多个孔洞进行补料，确保内部的混凝土良好的振捣密实。

3.6 拆除钢拱肋支架

拱架完成合龙后，整个结构不需要支架的辅助，此时可以将支架依次完成拆除，拆除按照先拆除中间支架，再拆除两侧。先拆除桥梁上部的支架，然后再拆除下部的支架，保证整个结构的荷载维持一定的稳定性，不发生两侧荷载的不平衡，以免发生倾覆以及连续倒塌。

3.7 安装吊杆

吊杆是结构保证梁竖向挠度以及竖向荷载传递到拱架的重要结构，吊杆是单向受拉的柔性结构，因此安装时需要先安装钢拱肋固定端，再安装钢箱梁张拉端，安装顺序以跨中为界向钢拱肋两侧分别进行。

3.8 张拉及调整索力

张拉及索力调整施工按照“从两边向中间对称、间隔”的顺序进行，并依据监控指令进行张拉及索力调整。

3.9 拆除钢箱梁支架（拼装胎架）

钢箱梁支架拆除按照“从中间向两边对称拆除”顺序进行。

4 施工控制措施

施工过程中的控制要点主要有以下几个方面：

（1）重点考虑保证支架的施工质量与精度，确保支架具有满足要求的强度、刚度以及稳定性。

（2）在施工过程中，时刻保证结构具有足够的约束，维持结构的整体稳定型，从而不形成机构，发生变形。

（3）桥梁的疲劳问题尤其突出，因此需要严格控制焊接的质量，保证不发生焊接的破坏，钢箱梁焊接时的顺序严格安装方案中的“先纵缝、后横缝”“纵缝从中间向两边逐条焊缝进”，杜绝反顺序或打乱顺序施焊[3]。

（4）注意结构结构体系的变化。钢结构拱桥的施工是装配式的施工方法，在安装过程中伴随着杆件数量的增加，相应的结构体系也会发生相应的变化，因此施工时要保证整个结构一直处于稳定的约束足够的条件之中。

（5）对施工中的构件连接的节点，应当控制整个节点缝隙的控制，做好焊接时的定位工作，并通过后期的千斤顶调整整个结构的位型。

5 结语

市政道路钢结构桥梁的施工具有较高的技术含量，在施工个过程中存在结构约束不足的问题，因此需要严格控制安装的顺序，保证结构在安装的过程中是稳定的体系，不能形成机构，钢结构一旦倒塌将会是突然的脆性的破坏，将会产生非常严重的后果，因此需要对整个的生产过程严格把关过程控制，保证安全性。通过对整个施工工艺流程的详细介绍，能够对相关施工过程的控制有充足的认识，为以后的钢结构施工能有较好的帮助。