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摘要:如今随着国家综合国力的日渐强大,国家加快了对交通事业建设的步伐,而交通事业的发展必然会增加桥梁工程,传统的桥梁建设主要以混凝土结构为主,其不仅耗用大量的砂、石料以及水泥,而且因水泥、骨料的生产在生态环保方面付出了巨大代价。因此,钢结构在桥梁建设中的应用解决了这一现实问题,钢结构具有强度高、载重相对较轻,抗震性能好,施工安装便利等诸多优势。同时可以更有效利用材料,且可通过再利用、回炉等措施循环使用,故较少产生建筑垃圾,是我国桥梁建设发展的主导结构形式。基于此,本文研究分析了钢结构在桥梁施工中的应用现状,从而提出强化钢结构在桥梁施工的控制要点,旨在为今后钢结构桥梁工程的优化及发展提供参考依据。
关键词:钢结构;桥梁施工;控制要点
1钢结构在桥梁施工中的应用现状
1.1钢结构桥梁材料应用
钢材由最初的低碳素结构钢逐步发展到低合金高强度结构钢。60年代研制成功了强度、塑性、韧性和焊接性能良好的16Mnq钢,70年代研制成功了屈服强度达420MPa的15MnVNq钢,并不断发展为A,B,C三级。目前,为减轻钢桥跨度增加的钢重,钢材由一般的低合金钢向高合金钢发展。投入使用的炭当量低、预热温度低、韧性好,可用大热输人焊接的TMCP钢能够改善高强钢的焊接性和抗层状撕裂性能。我国也使用了耐候钢NH35q以降低钢桥的维修成本和提高钢桥的抗腐能力使用耐候钢和热浸锌。
1.2钢结构焊接技术的应用
目前,我国钢结构桥梁焊接工艺主要有埋弧自动焊、二氧化碳气体保护焊等。自动埋弧焊在钢桁梁桥制造中得到广泛应用,比例占到约80%,二氧化碳气体保护焊和手工焊条弧焊比例逐步下降,各占到约10%。钢材的焊接材料、焊接方法、焊接设备及探伤检测设备的不断改进,使得焊接的机械化和自动化水平有所提高,从而保证了焊接质量。用超低氢型和铁粉焊条替代手工焊条减少钢桥的焊接裂纹和提高焊接效率,埋弧焊材料中用烧结型焊剂加微合金化((Ti,B,Mo)、(Ti,B.Ni)焊丝来解决钢桥厚板焊接的清渣,提高抗裂性和韧性;气体保护焊将逐步取代手工电弧焊,以降低焊接热影响并提高焊接效率,CO2气体保护焊将由单一的保护气体向以氢气为主混合30%以下的氦10%以下的CO2和1%~2%的氧4种混合气体保护焊以提高焊接接头的质量和效率,用药芯焊丝和金属型药芯焊丝替代实芯焊丝以改善气体保护焊的成形和焊缝质量,日本研制了DM300和FC-30等抗底漆性能好的非低氢型药芯焊丝以解决钢板预处理后的气体保护焊崩坑气孔和除去底漆涂膜费工和污染环境等问题。焊接设备将逐渐由晶体管逆变器、焊接自动化、机器人替代可控硅电源。在一些发达国家,如日本、美国、德国等采用了光电跟踪技术,在对接焊缝或箱形断面的坡口棱角焊缝的焊接时,能自动跟踪焊缝,使焊缝不会因埋弧看不见缝隙中心而焊偏,提高焊缝质量,减少返修,提高劳动效率。
2钢结构参数在桥梁施工中的控制要点
钢结构在桥梁施工环节中往往涉及较多参数,而这些看似微小的参数却能够对桥梁质量起到重要的影响,而钢结构实际参数更是施工与设计目标两者是否相符的关键参考依据。因此,要想把控钢结构桥梁质量,就需要从其参数控制上着手,而现实中,任何桥梁施工难免会出现一定误差,这就需要将该参数误差降到最低或者国家允许范围内。
2.1构件参数的控制
钢结构桥梁中构件能够承载桥梁较大内应力,如果构件参数出现一定差错或者是不准确,则会对钢结构桥梁埋下安全隐患的种子,例如桥梁在后期使用中常常会产生变形质量问题,而变形之后的桥梁将影响正常交通运行。为了避免桥梁产生不良质量状况,需要从两方面严格控制构件参数,一方面在对半成品相应构件予以焊接时认真对设计图纸进行研究分析,构件尺寸参数一定要与设计图纸要求相符,超过或者是少于图纸构件要求尺寸的都需要调整;另一方面对构件截面参数进行良好控制,同样是需要和设计图纸规定要求严格相符,只有严格把控构件尺寸以及截面两方面参数,才能为桥梁质量提供保障。
2.2材料弹性参数的控制
桥梁后续使用出现裂纹以及变形等质量问题除了与构件参数的严格把控息息相关之外,也与材料弹性方面参数具有关联性,同时材料弹性更是考量桥梁变形重要依据。因此,钢结构桥梁必须要依据具体桥梁施工环境以及具体要求选用合适弹性参数材料,此外材料在未真正应用时,常常会由于外界气候环境参数发生一定改变,这就需要对施工材料进行弹性参数的定期抽样检测,尤其是在恶劣气候之下更加需要关注材料弹性参数上的定期测量,促使应用于钢结构桥梁材料弹性符合设计规定与标准,进而为桥梁高质量奠定基础。
2.3材料容重参数的控制
与材料弹性参数一样,材料容重方面参数也是考量钢结构桥梁变形质量问题的关键参考依据,所谓容重是单位体积基础上材料的实际重量,而对于钢结构桥梁来讲,在实际建设环节中不同部位应用的材料不同,而不同部位的具体承重力也不尽相同。必须要严格依据设计要求分清楚桥梁施工中各个区域所需材料容重范围,在综合施工难点以及重点之后再确定划分不同容重材料的具体应用区域,这样才能真正为桥梁高质量保驾护航。
3钢结构在桥梁施工中的控制要分析
3.1施工准备阶段的控制
施工准备阶段是钢结构桥梁在后续施工中顺利开展的前提条件,因此,需要依据合同内容以及设计目标和相应建设规模等予以组织形式的构建,能够对桥梁工程予以整体管理,起到建设管理的实际作用。此外,施工单位在实际收到施工任务之后必须要进行勘测团队的组建,对具体钢结构桥梁施工环境予以勘测并详细记录勘测数据,最后完成桥梁框架的确定,并计算所需构件数量和相应种类。3.2施工过程的控制
第一,材料选择的控制。施工单位需要严格依据施工工艺和相应建设设计要求对施工材料予以科学合理地选择,对于运送至场地的相关构件以及钢材进行严格检验,检查重点集中在材料出厂合格证书以及采购的规格等方面,此外技术人员还需要对钢材予以抽样性能检测等,通过上述操作严格规避不合格构件钢材流入施工之中。
第二,焊接质量的控制。一般来讲,焊接质量能够影响钢结构性能,因此,钢材焊接必须要严格依据规范标准进行,焊接工艺也需要较高水平,相关管理小组也需要对焊接环节予以严格监督,及时发现不规范操作并整改。此外,在焊接之后还应该进行质量检查,检查方式多集中在X射线以及磁粉探伤和超声探伤基础上,这些检查方式能够较为准确、灵敏地将焊接缝隙和不牢固区域检测出来,有利于及时补救。
第三,防腐除锈的控制。相较于混凝土桥梁而言,钢结构桥梁由于较多引入钢材,因此防腐除锈必不可少,严格、良好的防腐除锈是保障钢结构桥梁高质量的关键,必须要对钢结构桥梁予以定期的油污杂质清除,而在实际清除之后还要在四小时之内进行正式喷涂,尽量避免在较大湿度环境下开展清污工作或者是喷涂工作,而为了确保涂料具备合适黏度,可以依据具体油料性能予以稀释剂的适量添加,此外需要注意的是,第一次钢材喷涂之后需要等到其完全干燥之后再行二次喷涂,而两次操作相隔时间最好是控制在七天之内。
参考文献
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