淺析鋼結構收費大棚施工質量控制
——以港珠澳大橋鋼結構收費大棚為例

任海威，張永財

（港珠澳大橋管理局，廣東珠海 519000）

0 引言

港珠澳大橋收費大棚鋼結構位于珠澳口岸人工島，作為標志性建筑是港珠澳大橋的重要空間節點，是通往港珠澳大橋的一座大門。設計采用大跨柔性屋面結構，體形不規則，呈月牙形曲面，桅桿與鋼結構、玻璃屋面賦予了這一門戶建筑恢弘的特性，如圖1 所示。

圖1 港珠澳大橋收費大棚效果

1 港珠澳大橋鋼結構收費大棚

港珠澳大橋鋼結構收費大棚分為“收費大棚”和“桅桿（塔柱）”兩部分，兩部分之間用“拉索”連接。收費大棚建筑面積2390m2，水平投影呈新月形，長187m，寬70m，高14.5m，雙向10車道。桅桿（塔柱）與水平夾角約呈60°布置，建筑高度（桅桿最高點）53.64m。

收費大棚總用鋼量約1700t，其中桅桿部分重量560t，收費大棚部分重量1140t。收費大棚為鋼管與焊接H 型鋼組合的單層殼體結構，桅桿為變截面鋼箱結構。

桅桿主要由鋼結構柱體、下部樁體以及拉索連接點的鑄鋼件組成，柱體和樁體內部有眾多的加勁肋和隔板等。柱體和樁體以及鑄鋼件與鋼柱連接均采用焊接，柱體鋼結構、樁體材料為Q345B 材質，鑄鋼件為G20Mn5QT 材質。屋蓋主要由鋼管對接、角接、栓接而成。桅桿與屋蓋通過11 根纜索相連，纜索有錨固系統和索體組成，錨固系統包括叉耳、叉耳接頭、調節螺桿等組成。

鋼結構收費大棚的對接接頭熔透焊縫質量等級為一級，T形、十字形、角接接頭熔透焊縫質量等級為二級，角焊縫質量等級為三級。鋼結構防腐涂裝前，需要進行拋丸除銹，要求表面粗糙度為Sa2.5 級（Rz50~85μm）。總涂層厚度為270μm，其中底漆為涂膜鍍鋅底漆1 遍60μm，環氧云鐵中間漆2 遍75μm/遍，可覆涂丙烯酸聚氨酯面漆2 遍30μm/遍。

2 收費大棚鋼結構施工質量控制要點

2.1 施工準備

從源頭悉知圖紙、設計文件資料，了解圖紙構件尺寸相互關系，采取適宜本工程特點的施工方法和措施實現設計意圖。組織設計、監理、施工等專業人員進行圖紙會審，施工前根據圖紙結合現場實際情況將存在的問題進行解析，創造良好的開工前提條件。根據設計圖紙不斷完善質量控制體系以及技術控制體系；審查收費大棚鋼結構專項施工方案，保證針對性和適用性；工期安排應適當，制定質量控制專項方案，落實技術交底的準備工作。

2.2 材料質量控制

收費大棚鋼結構工程中對原材料質量把控十分嚴格，鋼材質量的優劣，將直接影響鋼結構工程質量。根據設計及規范要求，建立原材的取樣制度、抽檢制度、檢查制度，明確收費大棚鋼結構材料質量要求和技術標準，加強人、材、機配備、組織工程管理、鋼結構焊接檢測程序等各個環節的管理，嚴禁不合格的材料用于工程，從而保證鋼結構的材料質量和施工過程得以嚴格把控，將質量至上落在實處[1]。

2.3 制作加工、焊接質量控制

在收費大棚鋼結構施工過程中，保證鋼構件的制作加工、焊接質量、控制焊接變形和減少殘余應力至關重要。例如鋼桅桿制造時，鋼桅桿劃分成多個板單元獨立進行預制，再進行整體總拼，要精確控制桅桿構件的尺寸必須先控制單元件的精確度。尤其是桅桿構件的翼緣板、橫隔板等影響鋼桅桿構件的單元件，精密儀器控制切割；控制焊接收縮和焊接變形，保證單元件的尺寸精度。嚴格按規定的鋼結構施工工藝程序進行加工制作，確保每一個規定的檢測尺寸均在公差范圍內，單元構件組裝精度是制作合格構件的前提[2]。

控制焊接缺陷是質量控制的主旨，控制焊接變形是制作合格構件的關鍵。編制適宜本工程的焊接專項工藝指導書，采用焊接評定試驗，根據實驗結果確定焊接工藝的合理性，總結焊接工藝評定報告，遵照執行將焊接工藝落實到實處，并加強過程中焊接質量的檢查，確保焊接順序以及工藝都符合設計要求。

2.4 防腐涂裝質量控制

港珠澳大橋收費大棚桅桿構件體積較大，結構形式復雜，拼裝焊接完成后無法進入打砂機打砂，且機械打砂容易有死角，故桅桿材料進場后先進行預處理（即打砂，除銹等級Sa2.5，表面粗糙度Rz50~85μm），鋼桅桿內部需要澆筑混凝土，生產周期短，全部為室內加工，故打砂處理完成后直接進行構件加工。加工完后再進行防腐涂裝，若有局部零星銹蝕，涂裝前需要進行手工二次噴砂至噴涂條件。底漆和中間漆在工廠室內油漆噴涂車間進行噴涂，面漆由現場安裝完成后整體噴涂。

鋼材構件防腐涂裝對收費大棚安全性、耐久性都具有較大影響。在海洋氣候特殊環境下，適宜的鋼結構涂裝防銹防腐體系，才能確保使用功能和耐久性，因此選擇優良防銹防腐的涂裝材料，嚴格監督涂裝工藝確保材料發揮其最佳性能，按照設計及規范要求對每一道防腐和涂裝工序采取有效控制措施至關重要。

2.5 安裝質量控制

港珠澳大橋收費大棚鋼結構安裝分為三部分：桅桿安裝、收費大棚安裝、拉索施工。收費大棚鋼結構單個構件尺寸較大，運輸困難，需要運送的設備較多，安裝過程中必須使用專業設備。鋼結構運輸過程將構件在工廠整體放置支撐胎架上拼接，然后根據實際踏勘的結果結合汽車最大的運輸能力，將構件盡可能少地分段。到現場后，再結合現場的條件和吊機起重能力進行地面預拼裝，驗收合格后再進行整體吊裝，以減少高空焊接，保證焊接質量。鋼桅桿施工過程根據施工場地能承受的荷載進行分段和吊機選型。

2.6 測量質量控制

港珠澳大橋收費大棚施工采用內控法進行平面控制測量，鋼結構按相對標高法進行高程控制測量。收費大棚安裝測量，通過計算確定安裝后軸線及矢高，以及設計圖紙上幾何尺寸規定的測量數據，以設計標高、軸線為基準，以全站儀進行全面測量。支座預埋板安放尺寸與水平度的精度直接影響安裝的精度，所以此項工作在構件拼裝前預先進行。鋼結構安裝工程的測量、安裝、校正、焊接之間協作是質量控制要點，而鋼結構安裝過程中的測量工作是根本要素。所以，測量工作必須按照一定的順序貫穿于整個鋼結構安裝施工過程中，為能達到質量的預控目標，應根據實際工程狀況編制測量專項方案并嚴格按方案進行測量質量控制[3]。

綜上所述，港珠澳大橋收費大棚通過質量要點控制，實現建筑與高速公路一體化，塑造鋼結構建筑空間與公路相融的建筑美，如圖2 所示。

圖2 港珠澳大橋收費大棚實景

3 結束語

隨著社會的發展，鋼結構收費大棚被高速公路廣泛應用，其施工質量問題也越來越受關注。收費大棚鋼結構質量有著多方面的影響因素，同時質量控制的途徑也很多，包括源頭控制材料、制作、安裝等在內的每一個過程環節質量控制都尤為重要[4]。堅持質量標準，嚴格質量要點管理，采取有效的質量控制措施，切實解決鋼結構收費大棚施工過程中的存在的問題，這樣才能不斷提高工程的質量。