市政工程天橋箱形鋼結(jié)構(gòu)主梁制作技術(shù)

摘 要：市政工程滬南路人行天橋箱形主梁制作中焊縫質(zhì)量要求高，構(gòu)件超大、超寬，焊接變形大，制作過程中翻轉(zhuǎn)困難。本文針對加工過程中材料、加工下料、組裝、焊接及構(gòu)件翻轉(zhuǎn)等工序控制難點，通過確定合理的加工工藝流程，采取積極措施保證焊接質(zhì)量，有效地控制了焊接變形，解決了超寬超大箱形梁制作中的技術(shù)難題。

關(guān)鍵詞：焊接質(zhì)量；焊接順序；焊接變形

中圖分類號：TU208.3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-3362（2013）11-0013-01

1 工程概況

滬南路（龍陽路——王家浜橋）道路改建工程屬于上海市政工程，其總包單位是上海浦東工程建設(shè)管理有限公司，由上海浦東建筑設(shè)計研究院有限公司設(shè)計，二十冶負責制作安裝。該工程主要分為主梁立柱、人行梯道立柱、主梁、人行梯道等構(gòu)件組成。主梁為單跨鋼箱梁，跨徑布置2.7m（懸臂）+43m（主跨）+2.7m（懸臂）=48.4m，梁頂面寬4.5m，底寬2.0m，主梁高1.6m，主梁頂板厚18mm，底板厚22mm，腹板厚16mm，主梁每2m設(shè)置一道橫隔梁以加強結(jié)構(gòu)抗扭剛度，鋼結(jié)構(gòu)總量約161.521t。

2 結(jié)構(gòu)特點及工藝難點

（1）主梁采用Q345B箱形結(jié)構(gòu)。總長48.4m、寬4.5m、高1.6m、總重96.844T。主梁共分3段，最長段為20.4m，單重為40.819t；中間梁長為7.6m，單重為15.207t。主梁上下翼緣板及腹板設(shè)縱向加勁肋，每2m設(shè)置一道橫隔梁以加強結(jié)構(gòu)抗扭剛度。

（2）主梁、梯道、立柱的橫向?qū)雍缚p為一級焊縫，100%超聲波檢測，并要求進行10%X光攝片檢查，縱向?qū)雍缚p及腹板和頂板、底板相交的角焊縫為二級。如何保證焊接質(zhì)量，滿足檢測要求是個難點。

（3）主梁為焊接結(jié)構(gòu)，主梁的腹板與上、下翼緣板間的主角焊縫均為全熔透二級探傷焊縫，加上縱、橫交錯的勁板焊接。焊接量大，變形加大。如何有效的控制焊接變形是控制主梁整體尺寸及保證箱形現(xiàn)場拼接接口順利焊接成形的關(guān)鍵。

（4）公司制作廠房軸心跨距24m。兩側(cè)有設(shè)備，行車起吊高度6m。構(gòu)件制作過程中翻轉(zhuǎn)困難而且危險，如何保證人、設(shè)備的安全，同時還要保證構(gòu)件翻轉(zhuǎn)中不變型、不碰壞也是制造難點。

3 制定的方案及保證措施

3.1 加工號料工序的控制

鋼材加工號料質(zhì)量的好壞直接影響構(gòu)件外形尺寸，坡口角度及鈍邊的大小直接關(guān)系到焊縫的質(zhì)量，因此鋼材的加工號料是保證焊縫質(zhì)量、控制焊接變形的第一道關(guān)鍵工序。

主材號料采用數(shù)控切割機和多頭直條切割機直接號切，這樣可以減少人工號料的疲勞偏差，保證零件板特別是隔板的統(tǒng)一性；為保證接料焊縫的內(nèi)在質(zhì)量、減少單條接料翻轉(zhuǎn)次數(shù)、保證主材焊接后的直線度，箱型翼緣板及腹板的拼接采用整板拼接焊后下料，長度方向預留50～80mm。

3.2 保證裝配間隙

保證裝配間隙就是保證焊接質(zhì)量，減少焊接變形，所以要對組拼工序嚴格控制。

主梁的翼緣板、腹板，組拼前必須經(jīng)九輥平直，釋放切割及焊接受熱應力，減少焊接變形。經(jīng)檢查員確認合格后，方可組拼；主梁的箱形組裝間隙或組裝順序控制不好極易造成箱形的扭曲，很難修復，因此要嚴格控制組裝間隙及組裝順序。

3.3 焊接工序

焊材質(zhì)量的好壞直接影響焊縫的內(nèi)在質(zhì)量，運用合理的焊接順序可減少焊接變形，同時又可以大大減小修復量。

（1）合理選用焊接材料且焊材使用前應按規(guī)定進行烘干，焊條經(jīng)烘干后存放在保溫筒內(nèi)隨用隨取。車間技術(shù)負責人要經(jīng)常抽查焊接材料的烘干記錄。

（2）多層焊接應連續(xù)施焊，并在每層焊完之后及時清理焊渣，如有缺陷要用碳弧氣刨清除徹底，并打磨干凈滲碳層再重新施焊。

（3）如焊縫區(qū)出現(xiàn)裂紋，焊工要及時上報項目技術(shù)負責人。查明原因，并制定處理方案。嚴格按方案進行處理，但同一處返修不得超過兩次。

（4）板材接料采用埋弧自動焊。所有要求熔透的焊縫正面焊后，反面用碳弧氣刨清根，打磨滲碳層后再施焊。其中箱型主焊縫采用CO2氣體保護焊，最后一道焊縫用埋弧自動焊封面，其焊縫兩端焊接時要設(shè)置引、熄弧板，施焊應在其兩端設(shè)置的引（熄）弧板上起（落）弧。

（5）質(zhì)量等級為一級和二級的焊縫，質(zhì)量部門對其施焊過程進行嚴格監(jiān)控，并派專職人員依據(jù)GB11345-89對焊縫進行超聲波探傷以確保焊縫達到設(shè)計要求。

3.4 焊接變形的控制

（1）板材接料組對時應嚴格控制錯邊、組對間隙必須符合工藝要求，如果超差，必須返工合格后方可焊接。

（2）先進行下翼緣與隔板的焊接，從中間向兩端組對施焊。

（3）下翼緣與兩側(cè)腹板的主角焊縫的焊接，同一方向施焊，一次焊性完。

（4）筋板點焊時特別要注意不要點在端頭部位，點焊焊縫不易太高，應該成細長狀，便于焊接時保證焊縫的外觀質(zhì)量。

（5）關(guān)鍵是在分段接口處腹板和上下翼緣板要預留800mm左右不焊，以便于將來拼成整體時好調(diào)節(jié)對口的尺寸。預留部分等3段工字梁拼接成整體時，再按順序焊接。

（6）為了減少焊接變形，盡量多的采用CO2氣體保護焊，并嚴格控制焊接順序，加勁板采用由中間向兩邊焊接。

（7）主梁的上下翼緣板及腹板的寬度超出了平板的有效寬度，焊接成型后不能采用平板機進行平直。因此板材接料前要將切割完的板先進行平直再采用預變形的方式組裝翼緣板及腹板的接料焊縫，這樣可以有效地控制焊接變形。焊接順序是對稱焊橫縫，再統(tǒng)一焊縱縫。

4 檢查驗收

施工車間按照《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》的要求做好軟件資料，做到軟硬件同步。經(jīng)本公司專檢人員對天橋箱體拼后外形及焊接質(zhì)量檢驗均達到設(shè)計和國家標準要求。同時受到監(jiān)理甲方和安裝單位的一致好評。

5 結(jié)語

用數(shù)控切割機下料來保證隔板的切割尺寸，控制隔板的裝配間隙是防止箱形焊接時發(fā)生扭曲變形的最有力的保證；保證裝配間隙是保證焊縫質(zhì)量的前提，同時嚴格按焊接工藝參數(shù)進行施焊，仔細清根，控制層間溫度是保證焊縫質(zhì)量的手段；合理安排焊接順序是控制焊接變形、保證構(gòu)件外形尺寸的有效途徑；盡量采用CO2氣保焊是降低焊接線能量，可有效地減少焊接變形；現(xiàn)場焊接接口處預留200～300mm不焊，以便于將來拼成整體時好調(diào)節(jié)對口的尺寸，保證現(xiàn)場接口的焊接質(zhì)量及外形尺寸。

通過滬南路（龍陽路——王家浜橋）道路改建工程人行天橋的制作，控制組裝間隙、合理安排組裝及焊接順序、控制焊接變形是主梁質(zhì)量的保證。只要抓好關(guān)鍵工序過程控制，必定會達到預期管理目的。