鋼箱梁焊接施工質(zhì)量控制

鄭娟 喻青儒 宋虎

【摘 要】 鋼箱梁斜拉橋橋型在國(guó)內(nèi)大型橋梁中的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，鋼箱梁施工技術(shù)從起步到逐漸成熟的過(guò)程中經(jīng)歷了許多的風(fēng)風(fēng)雨雨，同時(shí)該施工技術(shù)及管理手段也逐漸的開始成熟起來(lái)。鋼箱梁的制造方法、生產(chǎn)工藝流程、焊接質(zhì)量和幾何精度的控制措施在很大程度上對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的施工管理人員提出了更高的要求，其中對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)焊接的質(zhì)量控制顯得尤為重要。

【關(guān)鍵詞】 鋼箱梁；現(xiàn)場(chǎng)焊接；質(zhì)量控制

1、引言

自從采用鋼箱梁結(jié)構(gòu)作為橋梁結(jié)構(gòu)主梁以來(lái)，因其抗風(fēng)穩(wěn)定性能好、重量輕、工廠制造質(zhì)量易于保證、安裝和制造工期短等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已成為大斜拉橋和懸索橋加勁梁的主流結(jié)構(gòu)形式。鑒于鋼箱梁現(xiàn)場(chǎng)焊接的質(zhì)量對(duì)于整橋的質(zhì)量影響非常的重大，針對(duì)鋼箱梁現(xiàn)場(chǎng)施工的特點(diǎn)，本文以佛山市南海區(qū)西樵大橋鋼箱梁施工為例，介紹分析鋼箱梁在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中出現(xiàn)的焊接質(zhì)量問(wèn)題以及加強(qiáng)焊接質(zhì)量的控制方法。

2、工程概況

西樵大橋連接南莊和山根公路，跨越順德水道，是整個(gè)工程的控制節(jié)點(diǎn)，斜拉橋跨徑組合為120+125=245m，本橋主梁采用整體式流線型扁平鋼箱梁，主要輪廓尺寸為：不含風(fēng)嘴全寬42.5m，中央分隔帶寬度1.5m，道路中心線處梁高3.0m，頂板設(shè)2%橫坡，底板水平。單幅橋鋼箱梁內(nèi)設(shè)5道縱腹板，形成單箱六室斷面。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長(zhǎng)度9m， 梁上索距取9m，最大節(jié)段重量約380t。

鋼箱梁劃分為A、B、C、D、E1、E2共6種類型28個(gè)節(jié)段。其中標(biāo)準(zhǔn)梁段C梁段共22段。鋼箱梁為全焊鋼結(jié)構(gòu)，梁段工地連接均采用焊接方式；鋼箱梁主體結(jié)構(gòu)采用Q345qC鋼材。

3、鋼箱梁焊接質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查及原因分析

3.1 現(xiàn)狀調(diào)查

鋼箱梁施工中焊接質(zhì)量對(duì)整橋的質(zhì)量控制至關(guān)重要，就焊接過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題作了詳細(xì)的調(diào)查研究。

焊接質(zhì)量包括諸多方面的內(nèi)容：焊縫外觀、焊接缺陷、焊接變形與應(yīng)力、焊接接頭的使用性能（力學(xué)性能、彎曲性、耐腐蝕性能、低溫性能、高溫性能等）和焊接接頭外型尺寸等。

通過(guò)對(duì)西樵大橋鋼箱梁首制節(jié)段的焊縫進(jìn)行自檢及抽檢，通過(guò)肉眼的外觀檢查及MT、UT、RT無(wú)損檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)影響焊接質(zhì)量的主要問(wèn)題有焊縫不飽滿、焊縫超高、焊角小、焊瘤、咬邊、表面氣孔和夾渣，共抽檢200個(gè)片位對(duì)焊縫外觀進(jìn)行檢查，其中不合格片位共29個(gè)，鋼箱梁焊接合格率為85.5%。

從現(xiàn)場(chǎng)一次檢驗(yàn)合格率來(lái)分析，影響鋼箱梁焊接質(zhì)量的主要缺陷是焊縫不飽滿、表面氣孔、焊瘤，各抽檢 200個(gè)點(diǎn)的不合格比率分別為3%、5%、2.5%，如下表1所示：

根據(jù)上述數(shù)據(jù)的表現(xiàn)，焊縫不飽滿、表面氣孔、焊瘤三個(gè)主要缺陷占全部不合格項(xiàng)的72.5%，將這三個(gè)缺陷的95%得到解決后使焊接質(zhì)量的整體合格率達(dá)到95%以上是有可能的，即：鋼箱梁焊接施工合格率可達(dá)95%×（100-85.5）%×72.5%+85.50%=95.5%>95%（目標(biāo)合格率）。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鋼箱梁焊接的現(xiàn)狀調(diào)查，只需解決好現(xiàn)場(chǎng)焊接中出現(xiàn)的幾個(gè)主要問(wèn)題就可以保證現(xiàn)場(chǎng)鋼箱梁施工的焊接質(zhì)量一次性檢測(cè)合格率達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

3.2 原因分析

出現(xiàn)上訴三個(gè)主要問(wèn)題的原因主要在五個(gè)方面，即“人”、“機(jī)”、“料”、“環(huán)”、“法”。人為因素主要體現(xiàn)在工人責(zé)任心不強(qiáng)，管理體制不健全以及焊接工人不熟練等方面。機(jī)械設(shè)備因素主要體現(xiàn)在機(jī)械設(shè)備老化嚴(yán)重，焊接電流過(guò)大；焊接機(jī)械未進(jìn)行校核，焊接精度不夠。原料因素主要體現(xiàn)在焊絲、焊劑、陶瓷襯墊受潮，CO2不純。環(huán)節(jié)因素主要體現(xiàn)在焊接時(shí)風(fēng)速、濕度影響，焊接區(qū)域雜物未清理干凈。施工方法因素主要體現(xiàn)在焊接區(qū)域未清理干凈，未除水、銹、氧化皮、油污，焊接時(shí)未預(yù)熱，焊接順序不合理。

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，影響三個(gè)主要焊接質(zhì)量問(wèn)題的因素主要有三點(diǎn)：1）現(xiàn)場(chǎng)管理制度不健全；2）焊接區(qū)域未清理；3）焊接外界條件不當(dāng)。要解決焊接質(zhì)量問(wèn)題，提升一次檢測(cè)合格率達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，必須解決當(dāng)前的3個(gè)主要問(wèn)題。

4、問(wèn)題解決對(duì)策

1）對(duì)策一

針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管理制度不健全問(wèn)題，在現(xiàn)場(chǎng)的施工管理中制定了五個(gè)管理措施：a、制定合理的施工計(jì)劃，合理安排施工流程，不盲目追求進(jìn)度。以免因?yàn)樾菹⒉蛔阍斐晒と藸顟B(tài)不好，影響生產(chǎn)質(zhì)量；b、施行掛名制，每個(gè)焊工完成的工作量進(jìn)行記名，使每個(gè)人焊接的構(gòu)件和人直接掛鉤，出現(xiàn)問(wèn)題便于對(duì)號(hào)解決；c、定期進(jìn)行評(píng)比，根據(jù)前面的掛名制度，把一段時(shí)間內(nèi)每個(gè)工人的工作量以及完成工作量的優(yōu)差進(jìn)行綜合評(píng)比。

2）對(duì)策二

針對(duì)焊接區(qū)域未清理的問(wèn)題，在現(xiàn)場(chǎng)的施工管理中采取了六項(xiàng)措施：a、對(duì)該工程施工人員進(jìn)行工藝技術(shù)交底和質(zhì)量要求交底，組織焊工考試并邀請(qǐng)監(jiān)理進(jìn)行旁站，考試合格后方可上崗；b、鋼板下料開制剖口時(shí)，橫隔板、腹板的曲線切割采用數(shù)控切割下料，剖口開制同樣采用火焰切割，注意剖口方向，切割不整齊的坡口要求打磨光順，不得有大的凸起和凹陷；c、剖口開制好后要求及時(shí)清理油污、飛濺和切割熔渣。避免這些殘留物附著在剖口上，在焊接時(shí)產(chǎn)生不良影響，影響焊縫的焊接質(zhì)量；d、單元件裝配前應(yīng)對(duì)坡口進(jìn)行打磨，除去表面的鐵銹，露出金屬光澤；e、焊接前要求認(rèn)真清理焊縫區(qū)域，使其不得有水、銹、氧化皮、油污、油漆（底漆除外）或其它雜物，對(duì)于厚度大于30mm的鋼板焊接前要預(yù)熱；f、物資設(shè)備部門采購(gòu)充足的打磨機(jī)、鋼刷、烘槍、溫度計(jì)。

3） 對(duì)策三

針對(duì)焊接外界條件不當(dāng)?shù)膯?wèn)題，在現(xiàn)場(chǎng)的施工中采取了三項(xiàng)措施：a、制作防雨棚、防風(fēng)槽，確保焊接時(shí)風(fēng)速小于2m/s，濕度小于80%；b、不定期對(duì)焊接設(shè)備、儀器進(jìn)行檢查；c、對(duì)焊接工人操作流程和質(zhì)量意識(shí)進(jìn)行教育。

5、效果檢查

實(shí)施對(duì)策后，工人的工作積極性大大提高，焊接質(zhì)量也大幅度提高，而且進(jìn)度也加快了很多。經(jīng)過(guò)整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)施工管理團(tuán)隊(duì)的努力，使整個(gè)鋼箱梁的焊接情況得到了前所未有的進(jìn)步。

我們對(duì)鋼箱梁焊接施工質(zhì)量進(jìn)行檢查，選取了500個(gè)焊接點(diǎn)進(jìn)行檢查，其檢查結(jié)果如下表2：

由以上表格可知：焊接質(zhì)量合格率達(dá)到（450+30）/500*100%=96%達(dá)到并超過(guò)了95%的目標(biāo)值。

在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)鋼箱梁焊接質(zhì)量管控措施之后對(duì)焊接進(jìn)行抽檢結(jié)果如下表3：

由上表可以看出影響鋼箱梁焊接質(zhì)量的主要問(wèn)題鋼箱梁焊縫不飽滿、焊瘤、表面氣孔從原來(lái)的10.5%下降到2.2%，其他不合理點(diǎn)也得到了改善。

6、結(jié)論

通過(guò)對(duì)鋼箱梁焊接質(zhì)量的調(diào)查分析并進(jìn)行整改控制，提高了鋼箱梁的焊接質(zhì)量，為整個(gè)鋼箱梁乃至整個(gè)橋梁的質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)。在今后的其它各項(xiàng)工程施工中遇到的相關(guān)問(wèn)題，為施工安全、優(yōu)質(zhì)、高效的完成有借鑒作用。實(shí)時(shí)進(jìn)行問(wèn)題分析的方法以及解決問(wèn)題的對(duì)策能夠起到舉一反三的效果。