浅析拱桥钢结构制作质量控制的监理工作

　　前言：近年来，市政桥梁工程中大量采用钢结构拱桥，造型新颖、美观、独特，但是施工难度也很大，而且市政桥梁方面的规范涉及到钢结构构件制作方面的内容不是很多。本文结合工程实例，探讨市政钢结构桥梁制作方面的特点和监理质量控制措施。

　　一、工程概况

　　马鞍山市江东大道三期阳湖塘大桥工程由四座独立桥梁组成，其外侧边桥采用二座月牙型钢拱桥，供行人和非机动车辆行驶，桥梁总长198m，跨径布置24+30+90+30+24 m。边桥钢结构总宽24.6 m，桥梁面积4870.8㎡,总用钢量约2000t。

　　边桥结构由桥面系和拱肋系组成。

　　桥面系结构采用纵横楞组成的桥梁格体系，主纵楞(斜腹板箱型结构)二道位于桥面两侧，由横楞(H桥梁结构)连接，横楞间由内纵楞(H桥梁结构)连接，横楞间距3.0 m～3.25 m。

　　拱肋系结构由主内、外拱、边内、外拱、风撑、拱间联系和立柱等组成。

　　中跨外侧主拱计算跨径90 m，矢高22 m，拱肋钢箱截面顺时针扭转40°,之后拱肋钢箱整体内倾15 °;

　　中跨内侧主拱计算跨径90 m，矢高18 m，拱肋钢箱截面顺时针扭转30°,之后拱肋钢箱整体内倾5°。四片拱肋形成整体空间受力结构。

　　边跨均采用半拱结构，外侧边拱计算跨径45 m(半拱22.5 m)，矢高4.5 m，整体绕通过拱脚的垂线向内旋转9.335910°。

　　内侧边拱计算跨径40 m(半拱20 m)，矢高4.0 m，整体绕通过拱脚的垂线向内旋转4.73228°。通过以上布置，形成内、外拱空间结构。中、边跨拱轴线均采用二次抛物线线形。

　　本工程所用钢材，桥面系为Q345C钢板，拱肋系为Q345D钢板。

　　钢结构钢板连接均采用100%熔锈焊，且尽可能采用双面熔锈焊，采用V型坡口。焊缝等级除栏杆等附属结构均采用Ⅱ级焊缝处，均采用Ⅰ级焊缝。

　　二、拱桥钢结构制作阶段监理工作

　　(一)准备阶段的监理工作

　　1.熟悉、核对施工图及制作厂的二次放样设计图，图纸会审、设计交底和设计变更等技术资料，并收集工程的相关标准、规范等资料，作为监理依据。

　　2.审查施工单位应具备相应的钢结构工程施工资质、特殊作业人员合格证和上岗证。测量人员岗位证书、测量设备(含仪表、量具、盘尺等)鉴定书。

　　3.审查钢结构制作、安装专项施工方案

　　重点审查施工方案中的项目部组织结构是否健全，管理人员是否持证上岗，施工顺序是否合理，应用的技术标准和规范是否正确，质保体系和安保体系是否规范，进度计划是否满足合同约定等。

　　4.熟悉制作工厂平面布置，如原材料堆放场地，是否满足分规格、品种堆放，材料堆放处有明显标识，便于检查。下料的数控切割机精度能否满足规范要求，组装平台能否满足构件拼装要求，焊接用的埋弧桠焊机、气保焊机性能测试，矫直机，打磨工具等性能检查以及喷砂、抛丸机的机械性能能否达到除锈等级Sa2.5、粗糙度达到RZ40～60um的要求。凡达不到设计文件的技术要求，及时整改，质量工作从源头开始。

　　5.在焊接施工前应对钢材、焊接材料、焊接接头形式、焊接方法进行焊接工艺评定，并根据评定报告确定的焊接工艺参数作为指导性文件报监理认可。

　　6.承包单位采购钢板在采购订货前将生产厂家相关资质等资料向监理工程师申报，经监理工程师认可，方可进行订货采购，采购的钢板，按板规格、炉批次、数量提供产品质量证明书，然后应按同一厂家、同一材质、同一板厚、同一出厂状态第10炉(批)号抽验一组试件，进行化学成分及机械性能检验，试件检验应符合国家标准有关规定，取样过程实行监理见证取样。

　　(二)拱桥钢结构制作过程的监理工作

　　本工程钢结构制作难点：由于90 m跨采用四片抛物线型钢箱拱肋组成的空间结构体系，外形很特殊，箱形拱肋为双向弯曲，其变形加工及组装，焊接变形控制难度很大，如何按原设计图纸进行精确二次放样，构件合理分段，拱吊点耳板，拱间联系，纵梁的焊缝焊接质量，确保安装时箱形拱肋支纵梁合拢精度是专业监理工程师的工作要点。

　　1.检查钢结构制作的准备工作

　　(1)根据施工图及方案，对已批准的拱肋分段、桥面系中边纵楞分段，要编绘二次图并经设计认可。

　　(2)拱肋系和桥面系钢结构的制作，加工、焊接、组装等应制定详细的工艺文件，并符合设计和有关规范及标准的规定，报监理认可。

　　(3)使用的钢材应符合设计要求，其材料的化学成分和机械性能应符合现行国家标准，须有生产厂的质量证明书，按国家标准进行检验和验收。

　　选用的焊条、焊丝及焊剂等要与所焊接的母材相匹配，焊接材料应有生产厂的质量证明书，并抽查复验。

　　(4)工程使用的材料在下料前首先抛丸除锈，除锈等级Sa2.5级，除锈后可涂中间过程漆。

　　(5)结构零件尺寸超过板材尺寸时，应先拼板后下料，拼板焊缝100%全熔透，经超声波探伤合格后才能进行下料工序。

　　2.检查放样、下料、加工

　　(1)根据设计图、二次图及编制的制作工艺，对构件进行放样，全部零件做好标识，严格按工艺要求设置预拱度和因焊接产生的收缩量及切割余量。

　　(2)下料前的钢板应进行机械校平处理，切割应采用数控切割机，坡口采用坡口机或手工气割，坡口表面应用磨光机打磨光滑，并清除切割后的熔渣。

　　(3)零件要分类堆放整齐，并有明显标识，便于构件组对。

　　3.检查构件组对、焊接和焊缝检验

　　(1)检查组对平台的平整度，满足构件精度达到设计和规范要求。

　　(2)检查专用胎模，拱肋结构线形为二次抛物线，而且还是扭曲的，胎模线形是根据电脑三维放样后出的，对照放样图仔细检查胎模的制作、安装精度，V型板是否按编号安装在相应位置上，测量跨距、矢高及整个胎模的标高等。

　　零件在胎模上组对成整体拱肋，然后分节段编号下胎模焊接。

　　(3)组对后的箱型结构和H型结构构件，经焊接、超声波探伤，矫正后进行二次下料，割除余量，符合图纸要求的几何尺寸。

　　(4)焊接工序是钢结构制作过程中最关键环节，在施焊中严格执行批准的焊接工艺评定进行，确定的工艺参数不能随意更改。

　　(5)定位焊所用的焊接材料应与母材相匹配，焊缝长度40～50㎜,焊角尺寸约为焊脚的1/2,由合格上岗证的焊工施焊。焊接前在构件二端要设置引弧板和熄弧板。

　　(6)钢结构焊接为连续焊缝，100%熔透焊，双面熔透焊宜采用V型坡口，按编制的焊接顺序作业，将焊接应力降到最低限度。

　　(7)构件的隐蔽部分先焊接、再涂装，经检查合格后方可封闭。

　　(8)焊缝检查，焊缝的外形尺寸、外观质量应符合现行的有关国家规范和质检标准执行，对Ⅰ级焊缝超声波探伤同一部位返修不宜超过二次。对超声波探伤有疑问的部分用X射线复查。考虑到本工程的重要性，构件制作焊缝除制作单位委托进行超声波探伤外，建设单位另委托第三方进行超声液探伤复查，确保符合资质的焊缝质量。

　　4.检查钢结构组装

　　在钢结构零件检验合格后进行钢结构整体组装(预拼装)，其目的是为了保证钢结构整体的质量要求，通过组装可提前消除安装时可能出现的相互抵触现象，可修正在制作程序的质量缺陷以及所有构件连接处的焊缝间距是否符合规范要求。

　　(1)组装前，零部件已经焊接、超声波探伤、矫正检验合格，并在连接接触为30～50㎜范围内清除各飞溅物后进行。

　　(2)桥面系二侧的主纵楞组装后，在楞端部留出焊接收缩余量，待现场焊接后，根据设计要求的跨距，再割除余量。

　　(3)拱肋整体组对后，分段下胎模焊接，经探伤合格后，再分段上胎模进行组装，采用火焰校正的方法，消除焊接变形。

　　检验拱肋是否合格的主要依据由以下标准来评定：

　　分段接口对接处的高低差、间隙、错边量以及扭曲度是否控制在

　　规范要求内。

　　拱肋的圆弧度主要依据拱肋与V型模板的间隙大小来判断，间隙

　　越小，圆弧度越好。

　　③然后测量跨距、矢高，跨距长度要放余量，待现场焊接后，根据支座实际跨距再割除余量。

　　(4)钢结构组装经验收合格后，应标准中心线、控制基准线，并用洋冲打出标记。在构件统一位置标识构件名称、编号并与安装图中的构件名称、编号统一。

　　5.钢结构涂装工序的监理工作

　　(1)涂装前必须进行钢结构件表面处理，对飞边毛刺和瓦斯切割面打磨光滑，钢板表面缺陷如弧坑等焊补后打磨光滑，表面油污等杂质清除等。

　　(2)喷砂除锈和表面处理，除锈等级达到设计要求。

　　(3)现场焊接处不涂装，需用胶纸覆盖，宽度为50～80㎜.

　　(4)结构件上的标识移置工作要细致，不能因涂装造成标识给油漆覆盖掉或乱号、错号现象的发生。

　　(5)预涂：对全部焊缝处和不易喷涂到的区域进行预涂。

　　(6)喷涂采用高压无气喷涂机和说明书中规定的喷咀，漆膜表面平整、光洁，不应有流柱、针孔、气泡等缺陷，涂装应严格遵守产品说明书要求进行施工，包括涂装间隔时间，喷涂过程中应经常检查湿膜厚度，防止漏涂或涂装不充分现象。

　　(7)按规范要求对干膜厚度进行检查，不符合要求的进行修补，最终涂膜检验待干燥后进行，涂装质量必须符合设计对膜厚的要求。

　　三、监理工作体会

　　1.正确处理协调各方关系，认真落实监理工作

　　监理工程师本着严格监理、热情服务、秉工办事、一丝不苟的理念进行工程监理，现实中施工人员的技术素质参差不齐，监理工程师经常帮助施工单位解决一些施工难题，献计献策。

　　2.综合运用施工质量监理方法

　　施工质量监理常用方法由旁站、测量、试验、巡检和抽查，综合运用这些方法能做到重点部位要旁站，一般部位要抽查，平时要加强巡查及时发现质量问题及时处理。

　　3.加强学习，提高监理业务水平

　　监理工程师要不断学习理论知识，学习掌握有关规范、标准和测试方法，加强监理工程师的检验手段，监理过程中要以数据说话，要以理服人，处理质量问题要果断。