这篇文章汇整了我这几年在现场学到的钢结构知识，主要是钢桥与钢构件的施工细节，如果有做到钢构的朋友必看！这些细节是我自己遇到问题后，找数据及思考后得到的结论。

 

钢结构现场施工实务汇整

 

钢桥预拱概念：

用「简支梁」为例，受到自重均布力后，主梁会有一个向下的曲线变形，「预拱」则是将主梁变形反向制作，来让钢桥主梁放上去是平的（受自重后），且桥面板也一样是平的。

 

钢桥构件：

受拖板车长度限制（约8~10m），钢桥需要分成好几个构件，分次拖运到工地组装。

因为钢桥下面是悬空的，所以要设计「桁架」或是「上拱」来提供强度，因为我没做过上拱桥，所以这边针对「桁架桥」来说明：桁架桥构件有左、右两支主梁、桥面板、立面斜撑、上主梁以及上斜撑。

钢桥构件

 

主梁前后的下方会放置支承；桥面板则用来给车子行走。

 

假组立：

为了配合螺栓孔的精度，钢桥精度也是「毫米」等级。如果没有先「假组立」，可能造成现场组装不起来，需要「停工」好一段时间来修改。

所以进工地前一定要在工厂先假组立，确定现场装的起来。如果空间允许，最好是整座一起假组立。

因为钢桥构件到现场是用暂撑座先撑着，而这时候是预拱的状态。所以假组立时至少需要侧倒安装一次，会比较符合现场安装的情形，且侧倒时刚好可以测量预拱值。

另外连接板的穿孔率也要检查，避免「塞孔」造成现场螺栓穿不进去。

 

钢桥地组：

是指钢桥在工地组装，上面说过：「钢桥需要分成好几个构件，分次拖运到工地组装」。

 

钢桥暂撑座及应力转换：

在地组时，重力全部都会吃在暂撑座上面。此时钢桥仍然还是维持预拱状态。实务上会拿型钢来垫底，暂撑座高程不会刚好是预拱值。

等到从钢桥自前、后顶起之后，力量会转移到盘式支承上。应力转换后钢桥底部会变成悬空，而预拱会因自重「消失」，使钢桥变成平面。

 

油压千斤顶：

油压千斤顶需要利用「总线」来确定能「同步顶升」，来避免钢桥倾斜掉落。千斤顶所需总能量需要大于桥梁自重，桥梁自重简单算一下应该就知道了。

 

盘式支承：

盘式支承为钢梁两侧「盘子状」的固定件，有分「固定式」、「单向活动」、「双向活动」。

固定式为上、下两个圆盘，上盘焊接在钢梁上，下盘固定在帽梁或是桥台上。

因桥梁跨距长（尤其是钢构），热胀冷缩量大。所以一边的支承要设计单向活动支承。垂直车行方向则因为要防止桥梁掉落不能活动，只有平行车行方向允许移动。

单向活动盘支是利用单向长槽来实现单向活动的功能。考虑热胀冷缩，一开始滑槽要有「前置量」，也就是一开始不能装到槽的「边缘」。前置量用简单的线性温度膨胀公式来计算就好。

如果一座钢桥「横跨」好几跨，因有多处盘支固定，落桥风险较低。如有需求钢桥头、尾可以设计双向活动盘支来「分散地震力」。

双向活动盘支上部为「大圆板」、下部为「小圆板」，因为地震力主要是横向，而双向活动盘无「平面束制」，所以双向活动盘支下的墩柱「不吃地震力」。

 

加劲区：

因应力转换后力量全部吃在盘式支承上，所以盘式支承上方主梁内部需要增设「加劲板」，来避免因应力集中使钢梁破坏。如果应力转换时有要将千斤顶放置在非设计加劲区，需要在工厂就将此区域增设加劲板，以免钢桥顶升时损坏。

 

侧推：

如果要将钢桥侧推，方法有好几种，这边讲的是「千斤顶」侧推。

在钢桥前后底部设置滑轨后，在侧面设置千斤顶侧推，千斤顶后方需设置反力座提供反力。另外要注意不能让钢桥有机会一直往行进方向滑走，所以对向要设「反力座」避免钢桥掉落，且滑轨沿行进方向要有坡度比较保险。

因为侧推能量需求与滑轨「摩擦系数」与关系很大，所以滑轨材质要慎选，尽量挑摩擦力小的材质。

 

摩阻型螺栓：

螺栓有分「承压型」及「摩阻型」，「承压型」剪力只有吃在螺栓断面，「摩阻型」剪力来源是钢板间的摩擦力。

两者的差别在于：摩组型螺栓需要将螺栓锁固至预力达「0.7Tu」以上，才能始钢板间产生摩擦力。

 

高拉力螺栓：

用来搭配摩组型螺栓，因螺栓为两侧对锁，一边会设置颈部，达足够扭力时颈部即扭断，也代表螺栓预力已达0.7Tu以上。锁断扭力需要看螺栓型录，锁断后需要进行扭力扳手试验。另外锁断后的螺栓外露面要补喷漆，不然会从锁断面开始锈蚀进去。

 

人孔：

人孔位置要在连接板附近，人才能进去将螺栓对锁。

 

喷砂：

将钢构粗糙表面及碎屑去除，避免影响镀锌「附着度」。

 

刚接及铰接设计：

梁柱接合处为「刚接」设计时，除了螺栓之外，梁柱接头还要「焊接」，此时会预留10公分以上无涂装部分，焊接完后再补漆。

「铰接」设计只有螺栓接合而已，所以不会预留原钢材表面。

通常在「大梁」会设置「刚接」，「小梁」会设计「铰接」，「悬臂梁」则一定要设计「刚接」。

 

常见镀锌方法：

镀锌主要目的为「防蚀」，其次是「美观」。

 

热浸镀锌：

将钢构件浸入锌之高热溶液内，冷却后完成镀锌，因为需要溶液槽，所以量体不能过大。

 

锌粉喷漆：

用喷漆方式上锌粉，适用于大构件及补漆，一次喷太多会造成「垂流」导致表面不佳。

 

常见镀锌量确认方法：

 

镀锌试片：

在热浸镀锌时会焊一块小钢片在构件上，与钢构件一起镀锌，并在工地敲下来进行试验，确保试片与钢构件镀锌量相同。实验室会将锌粉刮除验重量，除以钢片面积，得到单位面积重量（单位为g/cm2）。

 

膜厚计：

对应喷漆方法，用一个手持式仪器，以探针测量镀锌厚度，因为镀锌尺度是「微米」等级，膜厚计使用前需用石板「校正」，否则误差会太大。通常这个测量方法不会请实验室来测，所以测量点数等需要符合规范要求。

 

多界面膜厚测量：

除了锌粉外，防蚀涂装可能还有「沥青」等材料，因为膜厚剂是用探针原理测量，所以只能测总膜厚。

虽然规范不会限制膜厚上限，但是会影响到测量，因为膜厚抽样会在交界面做。当底层喷的太厚，上层的膜厚可能会失准，所以当量测到膜厚过高的时候需要纪录下来，用来确认上层膜厚是否足够。

 

开槽：

在钢板边缘切斜角，焊渣才能溶进去焊接，斜角切到底为全渗透焊，没切到底为部分渗透焊。全渗透焊时开槽角度不影响设计强度，所以开槽角度要看钢构场怎么设计会比较好焊接，角度太小焊渣会进不去，但要确认现场开槽角度与施工图一致，角度可以借「焊道规」来测量。

部分渗透焊的开槽角度会影响计算强度，需与设计图一致。

 

开孔：

梁柱接头的腹板会让翼板无法进行全周焊，需要开一个小洞来让翼板进行全周焊。

 

背衬板：

当全渗透背面没有密接时，焊渣会从背面流出，需要一个小钢板来挡住。

 

焊接质量：

按照AWS D1.4的规范，要选用符合「母材强度」的「焊材」，焊材规格E80XX代表焊材的Fu是80ksi（5624kgf/cm2）、E70XX代表焊材的Fu是70ksi（4921kgf/cm2）。

这边有一个容易搞错的观念，母材强度4200kgf/cm2是（fy=4200kgf/cm2，fu=5600kgf/cm2）要搭配焊材规格E80XX（fu=80ksi（5624kgf/cm2））才对，很容易用到E70XX（fu=70ksi（4921kgf/cm2））的焊材来对应。

常见非破坏检测方式：全渗透焊采UT（超声波检测）、填角焊采MT（磁粉检测），UT是一个小方块的仪器滑过焊接面，所以只能用在平面焊接的时候使用。MT是喷磁粉水所以各种情形都可以用，钢筋焊接也要用MT（喇叭单双斜型）。

另外有些单位规定要先进行100%VT（目视检测）后才进行其他检测，VT要出报告，不是乱看就可以了。

 

灯杆吊装顺序：

有用锚碇螺栓固定的钢构件，安装顺序是基础与锚碇螺栓一起浇置（预留锚碇螺栓），再来将钢构套进螺栓，然后用螺帽转紧固定，再来钢构下方空隙用无收缩水泥砂浆填缝。

钢构出工厂后要减少焊接，避免还要补漆，所以尽量在工厂里就整座做好，不得已才在现场焊接。