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這篇文章匯整了我這幾年在現(xiàn)場(chǎng)學(xué)到的鋼結(jié)構(gòu)知識(shí)，主要是鋼橋與鋼構(gòu)件的施工細(xì)節(jié)，如果有做到鋼構(gòu)的朋友必看！這些細(xì)節(jié)是我自己遇到問(wèn)題后，找數(shù)據(jù)及思考后得到的結(jié)論。

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鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)務(wù)匯整

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鋼橋預(yù)拱概念：

用「簡(jiǎn)支梁」為例，受到自重均布力后，主梁會(huì)有一個(gè)向下的曲線變形，「預(yù)拱」則是將主梁變形反向制作，來(lái)讓鋼橋主梁放上去是平的（受自重后），且橋面板也一樣是平的。

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鋼橋構(gòu)件：

受拖板車(chē)長(zhǎng)度限制（約8~10m），鋼橋需要分成好幾個(gè)構(gòu)件，分次拖運(yùn)到工地組裝。

因?yàn)殇摌蛳旅媸菓铱盏?，所以要設(shè)計(jì)「桁架」或是「上拱」來(lái)提供強(qiáng)度，因?yàn)槲覜](méi)做過(guò)上拱橋，所以這邊針對(duì)「桁架橋」來(lái)說(shuō)明：桁架橋構(gòu)件有左、右兩支主梁、橋面板、立面斜撐、上主梁以及上斜撐。

鋼橋構(gòu)件

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主梁前后的下方會(huì)放置支承；橋面板則用來(lái)給車(chē)子行走。

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假組立：

為了配合螺栓孔的精度，鋼橋精度也是「毫米」等級(jí)。如果沒(méi)有先「假組立」，可能造成現(xiàn)場(chǎng)組裝不起來(lái)，需要「停工」好一段時(shí)間來(lái)修改。

所以進(jìn)工地前一定要在工廠先假組立，確定現(xiàn)場(chǎng)裝的起來(lái)。如果空間允許，最好是整座一起假組立。

因?yàn)殇摌驑?gòu)件到現(xiàn)場(chǎng)是用暫撐座先撐著，而這時(shí)候是預(yù)拱的狀態(tài)。所以假組立時(shí)至少需要側(cè)倒安裝一次，會(huì)比較符合現(xiàn)場(chǎng)安裝的情形，且側(cè)倒時(shí)剛好可以測(cè)量預(yù)拱值。

另外連接板的穿孔率也要檢查，避免「塞孔」造成現(xiàn)場(chǎng)螺栓穿不進(jìn)去。

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鋼橋地組：

是指鋼橋在工地組裝，上面說(shuō)過(guò)：「鋼橋需要分成好幾個(gè)構(gòu)件，分次拖運(yùn)到工地組裝」。

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鋼橋暫撐座及應(yīng)力轉(zhuǎn)換：

在地組時(shí)，重力全部都會(huì)吃在暫撐座上面。此時(shí)鋼橋仍然還是維持預(yù)拱狀態(tài)。實(shí)務(wù)上會(huì)拿型鋼來(lái)墊底，暫撐座高程不會(huì)剛好是預(yù)拱值。

等到從鋼橋自前、后頂起之后，力量會(huì)轉(zhuǎn)移到盤(pán)式支承上。應(yīng)力轉(zhuǎn)換后鋼橋底部會(huì)變成懸空，而預(yù)拱會(huì)因自重「消失」，使鋼橋變成平面。

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油壓千斤頂：

油壓千斤頂需要利用「總線」來(lái)確定能「同步頂升」，來(lái)避免鋼橋傾斜掉落。千斤頂所需總能量需要大于橋梁自重，橋梁自重簡(jiǎn)單算一下應(yīng)該就知道了。

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盤(pán)式支承：

盤(pán)式支承為鋼梁兩側(cè)「盤(pán)子狀」的固定件，有分「固定式」、「單向活動(dòng)」、「雙向活動(dòng)」。

固定式為上、下兩個(gè)圓盤(pán)，上盤(pán)焊接在鋼梁上，下盤(pán)固定在帽梁或是橋臺(tái)上。

因橋梁跨距長(zhǎng)（尤其是鋼構(gòu)），熱脹冷縮量大。所以一邊的支承要設(shè)計(jì)單向活動(dòng)支承。垂直車(chē)行方向則因?yàn)橐乐箻蛄旱袈洳荒芑顒?dòng)，只有平行車(chē)行方向允許移動(dòng)。

單向活動(dòng)盤(pán)支是利用單向長(zhǎng)槽來(lái)實(shí)現(xiàn)單向活動(dòng)的功能?？紤]熱脹冷縮，一開(kāi)始滑槽要有「前置量」，也就是一開(kāi)始不能裝到槽的「邊緣」。前置量用簡(jiǎn)單的線性溫度膨脹公式來(lái)計(jì)算就好。

如果一座鋼橋「橫跨」好幾跨，因有多處盤(pán)支固定，落橋風(fēng)險(xiǎn)較低。如有需求鋼橋頭、尾可以設(shè)計(jì)雙向活動(dòng)盤(pán)支來(lái)「分散地震力」。

雙向活動(dòng)盤(pán)支上部為「大圓板」、下部為「小圓板」，因?yàn)榈卣鹆χ饕菣M向，而雙向活動(dòng)盤(pán)無(wú)「平面束制」，所以雙向活動(dòng)盤(pán)支下的墩柱「不吃地震力」。

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加勁區(qū)：

因應(yīng)力轉(zhuǎn)換后力量全部吃在盤(pán)式支承上，所以盤(pán)式支承上方主梁內(nèi)部需要增設(shè)「加勁板」，來(lái)避免因應(yīng)力集中使鋼梁破壞。如果應(yīng)力轉(zhuǎn)換時(shí)有要將千斤頂放置在非設(shè)計(jì)加勁區(qū)，需要在工廠就將此區(qū)域增設(shè)加勁板，以免鋼橋頂升時(shí)損壞。

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側(cè)推：

如果要將鋼橋側(cè)推，方法有好幾種，這邊講的是「千斤頂」側(cè)推。

在鋼橋前后底部設(shè)置滑軌后，在側(cè)面設(shè)置千斤頂側(cè)推，千斤頂后方需設(shè)置反力座提供反力。另外要注意不能讓鋼橋有機(jī)會(huì)一直往行進(jìn)方向滑走，所以對(duì)向要設(shè)「反力座」避免鋼橋掉落，且滑軌沿行進(jìn)方向要有坡度比較保險(xiǎn)。

因?yàn)閭?cè)推能量需求與滑軌「摩擦系數(shù)」與關(guān)系很大，所以滑軌材質(zhì)要慎選，盡量挑摩擦力小的材質(zhì)。

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摩阻型螺栓：

螺栓有分「承壓型」及「摩阻型」，「承壓型」剪力只有吃在螺栓斷面，「摩阻型」剪力來(lái)源是鋼板間的摩擦力。

兩者的差別在于：摩組型螺栓需要將螺栓鎖固至預(yù)力達(dá)「0.7Tu」以上，才能始鋼板間產(chǎn)生摩擦力。

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高拉力螺栓：

用來(lái)搭配摩組型螺栓，因螺栓為兩側(cè)對(duì)鎖，一邊會(huì)設(shè)置頸部，達(dá)足夠扭力時(shí)頸部即扭斷，也代表螺栓預(yù)力已達(dá)0.7Tu以上。鎖斷扭力需要看螺栓型錄，鎖斷后需要進(jìn)行扭力扳手試驗(yàn)。另外鎖斷后的螺栓外露面要補(bǔ)噴漆，不然會(huì)從鎖斷面開(kāi)始銹蝕進(jìn)去。

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人孔：

人孔位置要在連接板附近，人才能進(jìn)去將螺栓對(duì)鎖。

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噴砂：

將鋼構(gòu)粗糙表面及碎屑去除，避免影響鍍鋅「附著度」。

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剛接及鉸接設(shè)計(jì)：

梁柱接合處為「剛接」設(shè)計(jì)時(shí)，除了螺栓之外，梁柱接頭還要「焊接」，此時(shí)會(huì)預(yù)留10公分以上無(wú)涂裝部分，焊接完后再補(bǔ)漆。

「鉸接」設(shè)計(jì)只有螺栓接合而已，所以不會(huì)預(yù)留原鋼材表面。

通常在「大梁」會(huì)設(shè)置「剛接」，「小梁」會(huì)設(shè)計(jì)「鉸接」，「懸臂梁」則一定要設(shè)計(jì)「剛接」。

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常見(jiàn)鍍鋅方法：

鍍鋅主要目的為「防蝕」，其次是「美觀」。

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熱浸鍍鋅：

將鋼構(gòu)件浸入鋅之高熱溶液內(nèi)，冷卻后完成鍍鋅，因?yàn)樾枰芤翰?，所以量體不能過(guò)大。

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鋅粉噴漆：

用噴漆方式上鋅粉，適用于大構(gòu)件及補(bǔ)漆，一次噴太多會(huì)造成「垂流」導(dǎo)致表面不佳。

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常見(jiàn)鍍鋅量確認(rèn)方法：

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鍍鋅試片：

在熱浸鍍鋅時(shí)會(huì)焊一塊小鋼片在構(gòu)件上，與鋼構(gòu)件一起鍍鋅，并在工地敲下來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)，確保試片與鋼構(gòu)件鍍鋅量相同。實(shí)驗(yàn)室會(huì)將鋅粉刮除驗(yàn)重量，除以鋼片面積，得到單位面積重量（單位為g/cm2）。

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膜厚計(jì)：

對(duì)應(yīng)噴漆方法，用一個(gè)手持式儀器，以探針測(cè)量鍍鋅厚度，因?yàn)殄冧\尺度是「微米」等級(jí)，膜厚計(jì)使用前需用石板「校正」，否則誤差會(huì)太大。通常這個(gè)測(cè)量方法不會(huì)請(qǐng)實(shí)驗(yàn)室來(lái)測(cè)，所以測(cè)量點(diǎn)數(shù)等需要符合規(guī)范要求。

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多界面膜厚測(cè)量：

除了鋅粉外，防蝕涂裝可能還有「瀝青」等材料，因?yàn)槟ず駝┦怯锰结樤頊y(cè)量，所以只能測(cè)總膜厚。

雖然規(guī)范不會(huì)限制膜厚上限，但是會(huì)影響到測(cè)量，因?yàn)槟ず癯闃訒?huì)在交界面做。當(dāng)?shù)讓訃姷奶?，上層的膜厚可能?huì)失準(zhǔn)，所以當(dāng)量測(cè)到膜厚過(guò)高的時(shí)候需要紀(jì)錄下來(lái)，用來(lái)確認(rèn)上層膜厚是否足夠。

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開(kāi)槽：

在鋼板邊緣切斜角，焊渣才能溶進(jìn)去焊接，斜角切到底為全滲透焊，沒(méi)切到底為部分滲透焊。全滲透焊時(shí)開(kāi)槽角度不影響設(shè)計(jì)強(qiáng)度，所以開(kāi)槽角度要看鋼構(gòu)場(chǎng)怎么設(shè)計(jì)會(huì)比較好焊接，角度太小焊渣會(huì)進(jìn)不去，但要確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)槽角度與施工圖一致，角度可以借「焊道規(guī)」來(lái)測(cè)量。

部分滲透焊的開(kāi)槽角度會(huì)影響計(jì)算強(qiáng)度，需與設(shè)計(jì)圖一致。

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開(kāi)孔：

梁柱接頭的腹板會(huì)讓翼板無(wú)法進(jìn)行全周焊，需要開(kāi)一個(gè)小洞來(lái)讓翼板進(jìn)行全周焊。

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背襯板：

當(dāng)全滲透背面沒(méi)有密接時(shí)，焊渣會(huì)從背面流出，需要一個(gè)小鋼板來(lái)?yè)踝　?/span>

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焊接質(zhì)量：

按照AWS D1.4的規(guī)范，要選用符合「母材強(qiáng)度」的「焊材」，焊材規(guī)格E80XX代表焊材的Fu是80ksi（5624kgf/cm2）、E70XX代表焊材的Fu是70ksi（4921kgf/cm2）。

這邊有一個(gè)容易搞錯(cuò)的觀念，母材強(qiáng)度4200kgf/cm2是（fy=4200kgf/cm2，fu=5600kgf/cm2）要搭配焊材規(guī)格E80XX（fu=80ksi（5624kgf/cm2））才對(duì)，很容易用到E70XX（fu=70ksi（4921kgf/cm2））的焊材來(lái)對(duì)應(yīng)。

常見(jiàn)非破壞檢測(cè)方式：全滲透焊采UT（超聲波檢測(cè)）、填角焊采MT（磁粉檢測(cè)），UT是一個(gè)小方塊的儀器滑過(guò)焊接面，所以只能用在平面焊接的時(shí)候使用。MT是噴磁粉水所以各種情形都可以用，鋼筋焊接也要用MT（喇叭單雙斜型）。

另外有些單位規(guī)定要先進(jìn)行100%VT（目視檢測(cè)）后才進(jìn)行其他檢測(cè)，VT要出報(bào)告，不是亂看就可以了。

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燈桿吊裝順序：

有用錨碇螺栓固定的鋼構(gòu)件，安裝順序是基礎(chǔ)與錨碇螺栓一起澆置（預(yù)留錨碇螺栓），再來(lái)將鋼構(gòu)套進(jìn)螺栓，然后用螺帽轉(zhuǎn)緊固定，再來(lái)鋼構(gòu)下方空隙用無(wú)收縮水泥砂漿填縫。

鋼構(gòu)出工廠后要減少焊接，避免還要補(bǔ)漆，所以盡量在工廠里就整座做好，不得已才在現(xiàn)場(chǎng)焊接。