王起台 任根立

（1.郑州商学院建筑工程学院，河南 郑州 451200；2.中国矿业大学力学与土木工程学院，江苏 徐州 221116）

0 引言

随着科学技术的发展，交通运输业也得到了快速发展，其中桥梁也不例外。桥梁作为一种利于车辆、行人等通行，满足交通便利的构筑物，大多数架设在江上、海上以及山区、山涧等地方。桥梁种类很多，采用钢材为主要结构材料的钢桥是最常见的一种，因为钢材易加工、易装配、强度高、刚度大，具有良好的抗震、抗冲击等性能，是桥梁工程师在制订方案时首选的材料结构之一。

为了满足交通便利的需要，我国加大了对桥梁工程建设的投资，加强了对桥梁施工技术的应用和推广。桥梁施工单位应合理利用桥梁施工技术，保证桥梁施工质量，提前发现安全隐患和质量问题并及时作出应急处理，以避免重大伤亡事故和减少重大经济损失。同时，也需要交通运输部门、质量监督部门等进行良性监督，从而使钢桥建设和钢桥施工管理更高效与可靠。另外，桥梁的选型，需考虑不同的地域特征，建造周期，跨度等原因，大跨度桥梁首选钢桥，不同结构体系的钢桥具体见图1。

图1 不同结构体系的钢桥［1］

桥梁工程的发展，离不开施工技术的进步，尤其是服役期后的钢桥，缺乏养护，易影响桥梁耐久性问题，需要定期的考核检查和进行日常养护管理，当桥面板毁损严重时需要进行加固改造。

在施工前，需要针对钢桥设计方案、结构类型及桥跨长宽等因素，制订合适的钢桥施工方案，采取正确的钢桥施工技术，以减少因施工不当造成的安全事故。

钢桥施工包括上部结构施工和下部结构施工，以及桥面板施工，服役后期加固改造技术等。其中下部结构施工、钢桥基础工程宜在旱季施工，避免雨季和冬季施工，雨季施工不利于钢桥的养护，冬季施工时温度影响钢桥焊接的质量，造成不必要的返工和经济损失。以应急桥下部结构的构造及施工技术为例［2］，采用钢管混凝土桥墩、钢骨—混凝土组合桥墩和后压浆钢管混凝土桥墩的三种方案，进行构造和施工技术研究，可为应急改造项目提供参考。

1 钢桥的桥面板及其附属结构施工技术

一些钢桥采用混凝土桥面板，黄小华［3］以某悬索钢桥桥面铺装层更换工程为对象，探究铺装层的施工工艺，具体如图2所示。其中热拌环氧沥青混凝土摊铺技术具体为摊铺机前后错开，呈梯队方式同步摊铺，应监测松铺厚度，保持温度大于155℃，摊铺机应匀速铺设。

图2 热拌环氧沥青混凝土铺装层的施工［3］

吴昊等［4］设计了一种新型装配式混凝土桥面板—钢板钢桁上弦连接剪力键（PCSS剪力键，见图3），用于组合梁桥全装配式施工，使用该连接装置的施工方法，桥面板分块预制，避免了现浇混凝土湿接缝，以免出现桥面混凝土收缩开裂。

图3 PCSS剪力键装置［4］

尚飞等［5］在金安金沙江大桥的钢桥面采用甲基丙烯酸树脂类防水材料，以保证防水黏结层能够使沥青铺装层与桥面板之间达到有效黏结，对钢桥面起到保护和防腐作用。金安金沙江大桥钢桥面铺装结构具体如图4所示。

图4 金安金沙江大桥钢桥面铺装结构

其他附属结构施工方面，需要注意：钢桥在喷砂除锈前，需对钢桥面板表面焊瘤打磨处理；对喷砂除锈后的桥面的粗糙度和清洁度进行检测；雨雪天气应严禁除锈工作，施工环境不应低于10℃。

2 大跨度钢桥的施工技术

桥梁跨度大时，钢桥是首选方案，故需要进行施工方法的研究，有些施工方法在小型钢桥建设中也同样适用，但具体项目需要具体分析。

2.1 拖拉法

在拖拉法施工中，分为临时支架纵向拖拉法和半悬臂或悬臂纵向拖拉法，前者适用于一般公路桥，后者适用于桥跨长宽不大的桥梁（如铁路桥）墩台和导梁。澄浪桥由于跨度很大，宽度为33.5 m，通过方案比选采用临时支架纵向拖拉法施工。在拖拉法施工中，应在钢桥主梁与横梁结构的交叉节点处设置分段梁体的顶升点和定位支撑点；钢梁节段拖拉过程中应严格控制梁体偏移［6］。

根据拖拉对象的拼组状况，可分为整孔拖拉法和分段拖拉法。刘国飞［7］以多跨简支拱形钢桁梁桥为研究对象，采用单向拖拉施工方法，在施工工程中，以滑道梁的结构构造保护和控制拖拉系统拖拉力极值两项措施保证桥墩结构的安全。采用多点拖拉作业同步控制技术，通过电液比例控制系统确保拖拉同步；千斤顶连接钢绞线形成拖拉系统以防止两侧行程差超限，并可进行人工纠偏；在滑道梁上设置导向限位纠偏装置防止整体的侧移；对钢桥轴线偏差的监测和纠偏控制在可控范围内。

2.2 顶推法

顶推法常用于混凝土结构施工中，但钢桥中也可以使用，例如施工场地较小时。刘欢［8］以大跨度上承式钢桁拱桥为研究对象，利用有限元软件对桥梁进行整体建模，将全桥主梁顶推施工，进行施工过程分析，以立柱受最大反力值，评估施工过程的安全性，得出安全性良好的结果。故对大跨度上承式钢桁拱桥的主梁可以采用顶推法施工。

顶推施工法，其一开始采用缆索—滑车体系提供推力，发展为用千斤顶来提供不同方向的顶推力。从单点顶推到多点顶推的转变，减小了桥梁施工的集中应力。采用分离式单块滑块和实体滑道装置，再到履带式滑块和空履式滑道，解决了因滑块受阻而被迫停止顶推施工的问题。

2.3 旋转滑移施工法

旋转滑移施工法是将液压同步累积滑移技术与旋转施工法相结合的一种施工方法［9］。适用于施工场地有限和跨过既有线路的情况。以钢桁梁桥施工为例，其主要施工技术包括：①桥墩、滑道梁等辅助工程施工，应以应力控制为主，并对变形进行监测控制；②拼装钢桁梁桥；③采用气割卸载方法，割除临时支墩顶部卸载点处的支座；④滑移施工，利用液压同步累积滑移施工技术将钢桁梁桥滑移至设计位置；⑤利用液压千斤顶顶起桥体，使钢桁梁桥落梁就位、辅助工程拆除。

严伟［10］以钢桁梁桥为对象，采用旋转滑移施工方法，进行监控分析，考虑监控参数选取、监控测点布置和监控参数控制指标等因素，在实测数据不全的情况下，通过有限元软件对各施工钢桥和临时结构的受力情况进行施工模拟，模拟结果为桥梁监测施工提供参考。

故旋转滑移施工，气割卸载中需要控制卸载高差，以及进行必要的施工监控。液压顶推设备应均匀启动和制动。对于复杂的钢桥需要进行施工过程模拟分析，控制关键构件的应力和支座内力，保证在位移限制内和满足稳定性，以保证钢桥施工安全。

3 钢桥桥面板在服役期后加固改造施工技术

针对旧桥混凝土面板毁损严重的问题，王永鹏等［11］以某公路桥的连续钢桁梁桥，服役52年后，车道板严重网裂和人行道板劣化等问题为研究对象，研究影响结构承载力的因素。采用正交异性钢桥面板替换原有车道板，预制C40钢筋混凝土板代替原人行道板，人行道纵梁调整为型钢纵梁，采用汽车吊与架桥机相配合安装；采用汽车吊吊装人行道钢纵梁和人行道板；在桥面板施工完成后，进行铺装材料施工，使桥面系整体更坚固。

陈志敏等［12］以重庆牛角沱嘉陵江大桥维修项目为研究对象，采用正交异性钢桥面板修复桥面板，并对杆件发生锈蚀的部分和有缺陷的铆钉进行调换和补强；采用喷砂除锈及防腐涂装方法对钢桁梁进行处理。该工程为旧桥翻修提供了实例参考。

综上所述，钢桥施工从下部施工到上部施工依次进行，以转体施工法或顶推滑移施工法应用最多。旧桥的桥面板长期服役期后易出现疲劳，影响耐久性问题，加固改造是一个值得研究的课题。钢桥施工应该根据具体的工程项目设计相关的施工方案，对重大项目工程，进行方案论证和制订配套备用方案。

4 钢桥养护存在的问题及解决方法

桥梁养护的目的是保持桥梁正常交通功能，满足负载承重等要求，防止突发重大事故。

钢桥的桥面板是桥的横向承重构件，应进行日常养护，尤其是桥面板铺装施工应严格管理，避免出现病害，影响桥面结构的承载力。如桥面混凝土沥青铺装层病害可通过养护避免出现以下问题①混凝土的裂缝问题，施工完后，进行覆膜养护；②车辙问题，设置路障避免车辆、行人，减少行车荷载，如有车辙，可采用高弹改性的乳化沥青补修；③鼓包问题，采用钻充式修补工艺，排尽里面的水，然后向内部注入密封材料；④脱层问题，采用挖补方式进行修复，无法修复而且影响桥面结构性能的部分，进行整段挖掉重新铺装。

钢结构桥梁日常养护可以大大降低病害的发生，但仍存在一些管理问题。①施工单位管理人员养护意识不强；②钢桥养护的资金投入不足；③钢桥养护、防腐涂层方法、规程不完善；④钢桥在防护涂装设计时未考虑桥梁选址所在地区的环境因素，盲目参考其他桥梁的防腐涂层及在未考虑规范要求的前提下作了设计；⑤选用造价成本低廉的养护材料，导致防护涂装过早地失去防腐效果，出现相应病害。

建议施工及管理部门采取以下6个方面解决方案。①对工作人员进行定期的养护知识培训。②寻求一些试点养护材料公司的应用赞助和技术支持。③逐步制定较完善的钢桥养护规章并进行试点执行，效果好再进行全面推广。④对钢桥防腐、关键部位防锈，采用涂抹涂层方法，应明确涂层厚度或者涂抹遍数，对涂后进行检测，不达标的进行返修，以保证构件在服役期内安全使用。⑤设计方结合当地气候环境条件规范设计。⑥施工方应建立规范的施工管理制度。

综上所述，为保证钢桥结构的耐久性，建议设计方应结合当地的气候环境条件，按照规范要求设计合理的防腐涂层，保证防腐材料质量过关，严格施工管理。管理方应后期定期维护，对出现的腐蚀、锈蚀等问题及时采取补救措施。

5 结语

建设钢桥需要科学规范的施工技术方案，以保证钢桥施工的安全性。拖拉法、顶推法和滑移施工法应用最广。建成后需要进行定期的考核检查和养护管理，钢桥桥面的沥青铺装层病害问题不容忽视，针对病害要及时采取一定的补救措施，以保证钢桥的耐久性，延长结构的使用寿命。