巢马大桥钢结构工程质量控制研究与应用

摘要：本文就巢马大桥钢结构工程质量控制措施进行相应的论述与分析，并依照实际情况提出有关钢结构的工程应用内容。作为工程管理中不可或缺的重要组成部分，良好的质量控制能够极大程度上降低施工风险，满足成本管理，既避免人员的生命安全受到威胁，同时还能够对桥梁整体性与可靠性产生积极有效的促进作用。

关键词：钢结构；质量控制；大节段制作

1 工程概况

马鞍山公铁两用长江大桥是新建巢湖至马鞍山城际铁路控制性工程。位于常合高速马鞍山长江公路大桥上游2.3km处，跨江段采用“巢马铁路+预留铁路+城市快速公路”的多通道合建方案。跨江大桥由和县侧引桥、主汊航道桥、江心洲引桥、副汊航道桥及当涂侧引桥等部分组成。其中主汊航道桥采用跨度1120m的三塔六跨钢桁梁斜拉桥，主桥总长3248m。

本工程主桥横断面采用双层桥面布置，桥面板参与主桁共同受力。主桥横向采用三主桁结构，桁间距2×15.5m，边桁桁高15.5m，中桁桁高15.737m，标准节间长为14m，采用N形桁架，全桥总计232个节间。公路桥面采用正交异性板钢桥面结构，单侧公路钢桥面板总宽13.1m，设单面2%横坡，每隔2.8m设置一道横梁，横梁腹板高度和上弦杆高度一致，为1.4m。铁路桥面采用与弦杆焊接的整体钢箱桥面结构，与弦杆相接处内高2.01m，截面最高处内高2.11m。在边墩、辅助墩及主墩处设置桥门架，桥门架采用三角形桁架结构，上端与节点横梁连接，横向与边中桁竖杆连接，连接节点均采用全焊接结构。

本工程主梁采用整节段制造安装，一个标准吊装节段由两个边桁桁片、一个中桁桁片、两个上层公路桥面块体、两个下层铁路桥面块体等组成。同一节段内所有构件的工厂连接均采用焊接；节段之间除上弦杆腹板及底板、下弦杆及斜杆采用高强度螺栓连接外，节段间其余部位采用焊接连接。

2 钢结构安装的质量控制要点

2.1 进场构件的质量控制

在钢结构工程质量控制方面，技术人员需要调整各项参数并明确规定材料应遵循的施工标准。其中，在构件检测方面，需深入比对不同项目的参数与设计方案的具体要求。第一，需要保证构件的尺寸严格符合设计规范。第二，应仔细观察钢构件是否存在肉眼难以察觉的变形。然后，严格检测螺栓孔的对称性，确保其满足借本的安装时的需求。并建立好相应的安全标识，警醒周围人员注意。

在进行钢柱检测过程中，重点要关注旁弯的调整。因为旁弯不仅会影响钢柱的外观形态，还可能会影响钢柱整体的结构性能，是技术人员需要重点调整的部分。进入到施工准备阶段后，技术人员需将注意力转向现场安装与风险预防工作。在涉及主结构和梁结构安装时，技术人员必须加强误差控制，偏差一旦超过规定范围，很可能影响后续操作的进行，并对整个钢结构的稳定性带来潜在威胁。此外，施工现场的地面情况也是不能忽视的部分。技术人员需认真对地面进行细致修整，清除所有可能影响施工质量的污物和凹陷。

2.2弦杆划线、钻孔精度控制要

2.2.1制孔精度控制措施

在平台上布设纵横基准线时，采用全站仪精确划线，保证纵、横向基准线 90 度垂

直关系；样板孔采用数控钻床钻孔，保证样板孔间距满足要求；样板孔上嵌套钻孔套，钻孔套采用 T10A 材质，确保钻套的耐磨度；弦杆放置于平台上时，用水准仪测量弦杆两端高程差不大于 2mm；弦杆划线宜采用钢盘尺，测量值需增加不同温度下的修正值；钻孔样板对线时严格控制对线精度，其误差不超过 1mm；钻孔时需随时注意样板的对线情况，如发现样板松动立即停止作业；选取钻头时注意钻头直径要与螺栓孔理论直径相匹配；钻孔时注意孔群甩孔。

2.2.2 孔径偏差控制措施

为便于杆件现场定位，需严控孔径偏差的离散性，偏差宜控制为＋0.3～＋0.6mm，

使桥位使用冲钉的规格减少。孔径偏差控制措施如下：

① 通过试钻、抽查、最终检查，有效控制孔群的孔径偏差。

② 钻头刃磨机具有修磨精准、调整方便、工作平稳等一系列独特优点，其自身精

度有效保障修磨钻头的质量，从而提高了钻孔质量和加工效率（磨钻头的时间可以减少约 1/3）。

2.3大节段制作精度控制

大节段制作质量直接影响到桥位安装质量，厂内制作质量尤为重要。大节段体积和 重量均比较大，对场地、设备、人员的要求都很高。主要从以下几个方面进行控制：

（1）节段安装前的准备工作：大节段制作前对所有参与组装的杆件或单元进行检测， 合格后方可参加试拼；设计制作专用预拼装胎架，胎架顶面设置纵横基准线，作为预拼装作业基准；制作预拼装所用的各类台凳、梯子、吊篮、防护支架等工装，安装胎架外侧防护支架。配备试装作业所需的各种组拼、调整、测量及检测设备。

（2）大节段组焊

主要杆件或单元上均设置对线标记，同时在胎架上设置测量基准线，所有杆件或单元的定位均通过全站仪完成；桁片单元定位时，严格控制垂直度、纵向定位精度。

节段组装成整体后，利用全站仪及钢尺控制主桁间距、纵向错位、对角线差等工艺项点。组拼过程中，利用全站仪随时检测，使制作精度。桁片单元定位后，利用横联斜杆及防护支架对其进行支护，一方面可确保安全，另一方面防止定位后杆件发生错动；外侧防护支架上设置液压千斤顶安装装置，杆件定位时的微调可通过千斤顶实现；

（3）大节段检测

节段检测主要采用高精度全站仪，钢盘尺、水准仪等测量仪器。

2.4焊接质量控制

在开展钢结构施工之前，技术人员需要做好充足的施工准备。首先，需要深入了解各类常见钢材的最低预热温度要求。在焊接过程中，预热温度能够显著影响焊接接头的性能，因此，确认并遵循这些要求至关重要。另外，技术人员应当系统地组织工艺试验。通过实验，技术人员可以实际验证所选焊接材料是否满足既定的性能标准。结合实际工程情况，灵活选择适当的焊接技术，使铺设的钢结构能够满足桥梁工程施工中对质量的严苛要求。

当钢构件的安装与固定工作完成后，技术人员会迅速进入接头焊接阶段。重点对焊接过程中出现的收缩变形进行严格管控，加强钢结构的整体稳定性。为此，焊接作业应遵循由中心向外逐步扩展的原则，确定适宜的焊接顺序，提高焊接工序的协调性，有效降低施工的复杂度。目前，竖向施工模式在钢结构焊接中得到广受推崇，原因在于其能明显提升焊接效率，同时减少焊接过程中可能出现的误差和缺陷。在竖向施工的过程中，技术人员需要直观观察整个焊接流程，及时发现潜在问题并进行调整，从而确保焊接质量保持在最优状态。

为保证焊接质量的稳定，技术人员还必须时刻关注焊接过程中的焊接电流、电压、焊接速度等各类参数变化，同时，极其强焊接质量的检测评估，使用无损检测和力学性能测试等方法，对焊接接头进行全面验证，使其质量符合设计要求。

2.5涂装控制控制

大节段整体涂装不易实施，为解决涂装质量问题，拟对主桁片单元、桥面块体单 元、连接系杆件分别进行打砂涂装，待大节段组装焊接完成后再在存放区补涂装的方案。

2.6场内转运及存放：大节段的场内转运通过大吨位运梁平车完成。

2.7 大节段预拼装质量控制

2.7.1制造线形控制

在大型钢结构制造中，保持大节段组装的位置稳定很关键。在大节段的总拼区域内，应设置纵向和横向的测量基准，同时合理配置可移动测量塔，其中，可移动测量塔的引入，可有效提升现场作业的灵活性，方便测量者获取相关数据。

组装胎架作为大节段组装的基础支撑结构，其位置精度也不可忽视。对于组装胎架的两端，可设立四条平行的纵基线，并附设测量塔，用于检测组装胎架本身的位置精度，然后，监管端部连接接头孔群的位置精度。在组装过程中，这些基准线和测量塔的使用，有助于控制各桁片单元及桥面块单元在横桥向的位置。为保持胎型弦杆连接接头的纵向位置精度，在组装胎架的首节段节点位置上，测量人员可设定一条垂直于纵基线的横向基准线，并配置对应的测量塔。在组装胎架的两侧及两端，测量人员还需要设置水平基准点，监测胎型及基础的沉降变化，以及大节段各片单元的水平标高情况。通过定期的数据收集，有效反映出结构在重力影响下的变化情况，控制大节段制作过程中的预拱度线型，维护结构在受力状态下的稳定性。此外，在拼装测量工作中，除了需要注意组装前或组装中的检测，还需要将检测工作贯穿整个大节段制作的全过程中。由于四条纵缝的焊接，有可能对整体尺寸造成不利影响，因此对焊接过程的严格监控与测量显得尤为重要。在大节段解除约束后，检测人员需要进行全面的检测，将获得的检测数据系统化地纳入大节段的精度管理系统中，有效降低因焊接造成的精度偏差，维持整体结构的稳定性。

2.8 大节段焊接变形控制

节段的焊接变形控制好坏直接关系到节段整体质量、关系到整个钢梁架设的质量，大节段的焊接量比较大为此采取以下措施：

（1）尽量减少大节段的组装时的焊接量，比如可以将横联做成整体，减少整体的焊接变形。

（2）采取变形小的焊接方法

（3）合理优化焊接坡口。

（4）采用质量稳定的焊接材料，减少焊缝返修。

（5）采用刚度较大的组装胎架。

3 结论

钢结构施工质量的提升是一项系统化的工程，涉及多个方面的综合协调。通过加强原材料的质量控制、优化焊接工艺、改善施工环境、以及提升技术人员的技能水平等措施，能够显著提高钢结构的施工质量，为桥梁工程的安全性和耐久性提供坚实的保障。同时，这些措施的实施也为企业带来更大的经济与社会效益，进一步增强在建筑市场的竞争力，为今后的基础设施建设奠定更为坚固的基础，在保证工程质量的同时，全面推动行业的可持续发展。

参考文献

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[2]孙占峰. 基于某桥梁钢结构工程质量控制研究与应用[D]. 山东：青岛理工大学，2017.

[3]吕宏云. 建筑钢结构工程质量控制方法与应用研究[J]. 价值工程，2015（2）：93-93，94.