橋梁施工鋼結(jié)構(gòu)焊接施工質(zhì)量控制

王 祎

（中鐵大橋局集團(tuán)二公司，江蘇 南京 210015）

鋼結(jié)構(gòu)輔助施工結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代橋梁施工的過程中必不可少，在保證橋梁工程的施工進(jìn)度、保證橋梁工程主體的施工質(zhì)量、降低橋梁主體的施工成本等優(yōu)點(diǎn)，盡管其自身的優(yōu)點(diǎn)很多，但是在實(shí)際施工的過程中還是存在很多的問題，不但影響橋梁主體的施工質(zhì)量，也成為橋梁施工輔助鋼結(jié)構(gòu)自身安全的重要因素，所以必須要采取相應(yīng)的措施加以解決。

1 鋼結(jié)構(gòu)施工中常見的質(zhì)量問題

鋼結(jié)構(gòu)常見的質(zhì)量問題及其產(chǎn)生原因及控制：

（1）鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在運(yùn)輸、堆放過程中產(chǎn)生的變形：鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在工廠制造完成后需運(yùn)往安裝現(xiàn)場，在運(yùn)輸過程中因堆碼、吊裝過程中的碰撞而產(chǎn)生變形。這種問題用千斤頂和其他工具協(xié)同的方法進(jìn)行校正消除，對于對再加熱沒有特殊要求的構(gòu)件可以用氧乙炔火焰加熱烘烤的方法進(jìn)行校正。

（2）鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在現(xiàn)場拼裝過程中產(chǎn)生的變形：安裝節(jié)點(diǎn)處型鋼間不吻合，間隙過大；拼接工藝的不合理。節(jié)點(diǎn)處型鋼不吻合，使用氧乙炔火焰進(jìn)行加熱烘烤、用杠桿加壓方法調(diào)直等方法調(diào)整拼裝間隙，使安裝的節(jié)點(diǎn)部位的間隙消除，從而滿足安裝要求。

（3）鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作幾何尺寸不符合要求：鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸不符合施工圖設(shè)計要求，表現(xiàn)在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸不在規(guī)范允許偏差范圍內(nèi)。這種情況下我們在施工制造過程要注重下料的配件尺寸，同時要考慮制造過程中的相關(guān)變形。

（4）鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場組拼時偏差過大：在安裝組拼過程中，鋼結(jié)構(gòu)零部件制造過程中的焊接應(yīng)力、運(yùn)輸?shù)牡跹b等都會產(chǎn)生變形。所以在制造過程中要從下料、拼裝、焊接等各工序中進(jìn)行把控，檢查構(gòu)件尺寸。起吊安裝前要制定合理、可靠的吊裝工藝，起吊安裝的過程嚴(yán)格按工藝執(zhí)行。

（5）鋼結(jié)構(gòu)在焊接過程中產(chǎn)生的變形：主要是焊接工藝參數(shù)選擇不正確或者焊接設(shè)備選用不正確，也有焊接材料選擇不正確。所以必須從焊接工藝及焊接方法上進(jìn)行選擇，以減小變形。

2 鋼結(jié)構(gòu)制造焊接施工的質(zhì)量控制分析

橋梁施工使用的鋼結(jié)構(gòu)在制造過程中共分為四個階段，而鋼結(jié)構(gòu)又主要以焊接結(jié)構(gòu)占主要部分，整個制造過程分為以下階段。

2.1 施工準(zhǔn)備

施工準(zhǔn)備為材料、技術(shù)、機(jī)具及作業(yè)條件的準(zhǔn)備等幾個階段。

（1）施工材料準(zhǔn)備：根據(jù)工程圖要求選用鋼結(jié)構(gòu)材料及相應(yīng)焊接材料，要根據(jù)結(jié)構(gòu)材料的類型選用適合的焊接材料。鋼結(jié)構(gòu)材料、焊接材料必須在施工之前進(jìn)行焊接工藝評定，以工藝評定的結(jié)論確定相關(guān)工藝產(chǎn)數(shù)。

（2）施工技術(shù)準(zhǔn)備。根據(jù)工藝評定結(jié)論、設(shè)計圖紙及相關(guān)規(guī)范進(jìn)行施工制造的工藝編制，制造前還需要對參與制造的人員進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)交底工作。

（3）施工機(jī)具準(zhǔn)備。焊接施工的過程中，主要采用的設(shè)備是焊機(jī)，等離子切割機(jī)等主要設(shè)備，還要配備一些其他的常用設(shè)備、工器具。（焊渣錘、角向磨光機(jī)、鋼絲刷等）。

（4）作業(yè)條件準(zhǔn)備。焊接前鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件焊接區(qū)及近縫區(qū)的表面要清理干凈，如果在室外進(jìn)行作業(yè)要保證溫度大于5℃、空氣濕度不大于85%的條件下進(jìn)行。

2.2 焊接施工工藝

2.2.1 作業(yè)前的準(zhǔn)備

（1）所以參與的人員必須穿戴好防護(hù)工作服及其它防護(hù)用品。

（2）熟悉鋼結(jié)構(gòu)件焊接工藝及規(guī)范、焊縫尺寸要求，施焊方法等。

（3）檢查結(jié)構(gòu)焊縫組裝間隙、坡口形式、尺寸是否符合要求，清除焊縫區(qū)及近縫區(qū)內(nèi)的油、銹、水等，直到露出金屬本色。

（4）焊條選擇，普通碳素鋼選用E4303焊條，普通低合金鋼選用E5015或E5016焊條。

（5）焊接工藝參數(shù)選擇，依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材質(zhì)、厚度、焊接位置等，根據(jù)焊接評定工藝參數(shù)來選擇焊接設(shè)備、焊接方法、焊條及是否需要預(yù)熱等要求。

2.2.2 施焊方法及工作標(biāo)準(zhǔn)

由于結(jié)構(gòu)件都很大，所以在焊接過程中會使用到各種位置焊接，下面就是各種位置焊接的工作及其標(biāo)準(zhǔn)。

（1）平焊：最多采用的焊接方法，如果裝配間隙過大，焊接時焊條可適當(dāng)橫向進(jìn)行擺動，但幅度不要太大，不要超出焊接區(qū)域。對于厚板坡口須進(jìn)行多層多道對接焊縫的時，需要注重焊條角度、焊條擺動方式及焊條的擺動幅度等問題。

（2）立焊與橫焊：立焊熔深較大時，要對熔寬加以控制，改善焊縫外觀的美感，通常采用上立焊進(jìn)行操作，再輔以三角形擺動，上立焊焊條與工件相對位置角度為5°～10°間，對于薄板結(jié)構(gòu)焊接，由于熔深較小，采用下立焊法。焊條不做橫向擺動。橫焊：多采用左右運(yùn)條手法，焊條做直線運(yùn)動，需要時做小幅度的擺動，焊條與工件垂線相對位置5°～10°間。

（3）仰焊：用小規(guī)范進(jìn)行焊接，薄板結(jié)構(gòu)多采用小幅度往復(fù)擺動，中厚板，可適當(dāng)橫向擺動，擺動時在接縫或坡口兩側(cè)稍作停留，用以防止液態(tài)金屬受重力作用而下淌。

（4）焊接順序：先焊接結(jié)構(gòu)中的對接焊縫，然后焊接角焊縫；對交差焊縫，焊完所有的橫縫后再進(jìn)行縱縫焊接；焊縫長度大于一米時，用逆向分段的方法進(jìn)行焊接，從焊縫的中間向焊縫兩端進(jìn)行焊接。對于要求兩面焊的對接接頭，先焊面的焊縫熔深必須要大于工件厚度的一半以上，另一面進(jìn)行焊接前須對焊縫根部進(jìn)行清理，清除熔渣、焊瘤、未焊透等，并用角向磨光機(jī)進(jìn)行打磨，直至焊接區(qū)域露出金屬光澤，方可進(jìn)行焊接。

2.2.3 特殊問題的處理

（1）對于難度較大焊縫分布很復(fù)雜的焊接結(jié)構(gòu)件時，須進(jìn)行分析總結(jié)制定相應(yīng)的工藝，根據(jù)制定的工藝進(jìn)行焊接操作。

（2）如果焊縫在焊接過程中出現(xiàn)氣孔等，應(yīng)該立即停止焊接，經(jīng)原因分析后，找到產(chǎn)生氣泡的原因，再進(jìn)行施焊確保產(chǎn)品質(zhì)量。

（3）電弧在焊接過程中斷或更換焊條時需要重新引弧時，須在弧坑前15mm～20mm處進(jìn)行引弧，在弧坑處作短暫停留，填滿弧坑后再進(jìn)行正常施焊。

2.3 焊接后成品的檢驗(yàn)

焊接結(jié)構(gòu)成品檢驗(yàn)的方法有多種，成品的檢驗(yàn)也是鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量最后的掌控環(huán)節(jié)，常用的檢驗(yàn)方法有：

（1）外觀檢驗(yàn)。外觀檢驗(yàn)分為幾何尺寸檢查和焊接接頭外觀質(zhì)量檢驗(yàn)，幾何尺寸檢查用尺或其他工器具進(jìn)行檢查。焊縫外觀檢驗(yàn)是一種非常簡便而且應(yīng)用十分廣泛的焊縫檢驗(yàn)方法，也是對鋼結(jié)構(gòu)成品進(jìn)行檢驗(yàn)的一個重要項(xiàng)目。主要是檢驗(yàn)焊接的縫隙表面成形，是否存在焊接缺陷，以及焊腳尺寸上是否有偏差等，用肉眼來觀察，也可焊縫測量器、放大鏡等工具來觀察，如果焊縫的表面發(fā)現(xiàn)缺陷，就要對焊縫內(nèi)部存在缺陷做出判斷。

（2）鋼結(jié)構(gòu)焊縫的無損檢驗(yàn)。常用超聲波、X光、磁粉探傷等方法對焊縫內(nèi)部及表面的缺陷進(jìn)行確認(rèn)，從而確定焊縫是否滿足設(shè)計及使用要求。

2.4 焊接人員的選擇

鋼結(jié)構(gòu)制造的質(zhì)量與焊接人員的素質(zhì)及其施工技術(shù)技能密切相關(guān)，選擇焊接施工人員時，一定要選擇經(jīng)過專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)、取得相關(guān)資格證書、有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的焊接工人。

施工前要組織焊接人員進(jìn)行培訓(xùn)，對施工圖紙及工藝要求進(jìn)行講解，同時加強(qiáng)對施工焊接人員安全意識、責(zé)任意識兩方面的教育，加大對鋼結(jié)構(gòu)施工過程、焊接質(zhì)量的監(jiān)督檢查，保障結(jié)構(gòu)制造質(zhì)量。

3 結(jié)論

總之，鋼結(jié)構(gòu)在制造過程中必須加強(qiáng)全過程的質(zhì)量監(jiān)控，加強(qiáng)從原材料到產(chǎn)品出廠、現(xiàn)場安裝的全過程監(jiān)管。鋼結(jié)構(gòu)使用的鋼材、焊接材料應(yīng)有執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)的廠家提供。對于重要性大、要求高的施工結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行焊接工藝評定，必要時要組織專家論證、評審。在鋼結(jié)構(gòu)工程施工過程中，若采用新材料、新技術(shù)必須通過相關(guān)部門主持新產(chǎn)品鑒定，方可在鋼結(jié)構(gòu)工程中應(yīng)用。