鋼結(jié)構(gòu)箱型橋梁焊接質(zhì)量控制技術(shù)

（甘肅博睿交通重型裝備有限公司，甘肅蘭州市，730502）楊洮林 姜艷雯

隨著中國社會經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，中國的公路橋梁建設(shè)技術(shù)也有了很大的進步。鋼結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代建筑中使用最廣泛的結(jié)構(gòu)類型之一。為了保證橋梁的最終施工質(zhì)量，有必要保證鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和焊接性能。建筑業(yè)在進行鋼結(jié)構(gòu)焊接工作時也從多方面考慮鋼結(jié)構(gòu)橋梁的施工，充分了解鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝的要點，提高鋼結(jié)構(gòu)橋梁焊接施工的質(zhì)量。

1 工程概況

主線高架橋梁在與某高速公路相交處，其結(jié)構(gòu)形式為鋼結(jié)構(gòu)箱型連續(xù)梁，該箱型梁上跨某高速。某高速主干寬55m（雙向8車道），有一匝道出口寬3m，高速公路中分帶寬3.0m，為減少橋梁跨徑，高速公路中央設(shè)置橋墩。鋼箱梁分為50+50m兩跨，上面板總寬25m，梁高2 500mm。

工程難點分析：（1）該鋼箱梁外形大、焊縫多、制造安裝精度要求高，必須制定好合理的施焊順序，整個焊接工程的焊縫檢測和返工要有相應(yīng)的預(yù)案，確保鋼箱梁成品符合設(shè)計和規(guī)范要求。（2）鋼箱梁跨過某高速公路，安裝過程中不允許封路，必須要組織好交通疏導(dǎo)，確保施工安全和道路通行順暢。

2 鋼結(jié)構(gòu)橋梁概述

鋼結(jié)構(gòu)主要由鋼材組成，也是建筑結(jié)構(gòu)的主要類型之一。鋼結(jié)構(gòu)因其承載力強，柔韌性好，操作簡便等獨特優(yōu)勢，也被廣泛用于中國的公路橋梁建設(shè)。鋼結(jié)構(gòu)橋梁主要由鋼結(jié)構(gòu)組成，鋼結(jié)構(gòu)橋梁中通常使用50%以上的鋼結(jié)構(gòu)，稱為大型鋼結(jié)構(gòu)橋梁。實際建筑中使用的鋼板也主要是低合金鋼。橋梁上的鋼梁類型更多，包括箱梁和疊層梁。鋼橋的主要結(jié)構(gòu)由斜拉鋼塔和鋼結(jié)構(gòu)甲板組成。鋼塔主要由多個不同大小的單個鋼箱組成。有隔板，加強筋和鋼。結(jié)構(gòu)橋面板是通過將多個具有相似結(jié)構(gòu)的橋面板箱連接在一起而形成的。甲板的內(nèi)部包括蓋板，底板，兩側(cè)傾斜的腹板，隔板和箱形U型肋。

3 鋼結(jié)構(gòu)橋梁焊接結(jié)構(gòu)要點

焊接工作是鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工的重要環(huán)節(jié)之一，其焊接質(zhì)量直接影響鋼結(jié)構(gòu)橋梁的施工質(zhì)量。在實際施工中，要根據(jù)鋼框架結(jié)構(gòu)的實際施工情況和施工環(huán)境選擇適合施工的焊接工藝。焊接工作完成后，由專職的質(zhì)量控制人員仔細(xì)測試焊接質(zhì)量，焊接質(zhì)量符合鋼結(jié)構(gòu)橋梁結(jié)構(gòu)的要求。焊接質(zhì)量檢查過程中使用了許多方法，包括外觀檢查和設(shè)備檢查。設(shè)備檢查包括超聲波探傷和磁粉探傷。

4 焊縫質(zhì)量控制

4.1 焊接方法和焊接材料的選擇

鋼箱梁的基材為Q345qD，鋼板的厚度為δ10至δ35mm。根據(jù)基材的特性和施工現(xiàn)場的條件，采用點焊進行點焊，采用藥芯焊絲進行的二氧化碳?xì)怏w保護焊進行填充焊，自動水下電弧焊進行覆蓋焊。藥芯焊絲使用的是天津金橋公司提供的JQYJ501Ni-1焊絲，具體取決于焊接材料的結(jié)構(gòu)條件和技術(shù)性能，與中國一些主要的焊接材料生產(chǎn)商相比。做到了直徑1.2mm，二氧化碳保護氣純度99.5%以上，水下電弧焊線為H08MnA，焊劑為H431，定位焊用焊條為J507。

4.2 焊接工藝參數(shù)

在鋼箱梁焊接操作中，適當(dāng)?shù)暮附庸に噮?shù)直接決定焊接接頭的質(zhì)量。隨著水下電弧焊和手工電極焊接技術(shù)的成熟和應(yīng)用，該項目的重點是了解金屬絲二氧化碳?xì)怏w保護焊的工藝參數(shù)。焊接電流和電弧電壓是二氧化碳?xì)怏w保護焊的主要參數(shù)之一。如果焊接電流小，進給速度將變慢，熔深會變淺，這將影響焊接質(zhì)量和工作效率。如果焊接電流大，則容易發(fā)生咬邊和燒穿等問題。低電弧電壓會增加飛濺，使焊縫變窄，并傾向于增加焊接強度。較高的電壓會導(dǎo)致更長的電弧長度，更寬的焊縫，更淺的熔深和更易于產(chǎn)生氣孔。因此，為了確保焊接接頭的質(zhì)量和效率，通過重復(fù)的過程測試和焊接工藝認(rèn)證確定了合適的焊接電流和電弧電壓。

4.3 焊接操作要求

（1）焊接底層，在焊接開始點之前50mm在引弧板上點燃電弧，然后進行電弧焊接。熄滅電弧時，不能用接縫將其熄滅，但必須將電弧引導(dǎo)至離接縫50mm處的消弧板。電弧運輸采用往復(fù)式電弧運輸方案，兩側(cè)都短了一段距離，可以滿足焊縫與母材之間平穩(wěn)過渡的要求。（2）焊接填料層。在填充焊接之前，清潔第一層焊縫，以確保凹槽末端和凹角處沒有熔合。如有必要，請使用角磨機將其卸下。在二氧化碳?xì)怏w保護焊中，焊接線的長度為20至25mm，焊接速度為30～40mm/min，氣體流速為20L/min，電弧法為斜圓法。（3）覆蓋層的焊接與外觀質(zhì)量是否符合質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)直接相關(guān)。

5 焊接變形控制

在對結(jié)構(gòu)部件進行焊接和冷卻之后，焊縫位置和焊接熱影響區(qū)的殘余應(yīng)力較大，導(dǎo)致焊接部件變形，從而對結(jié)構(gòu)部件的質(zhì)量和性能產(chǎn)生不利影響。變形的類型包括平面內(nèi)垂直和水平收縮變形，焊縫旋轉(zhuǎn)變形和平面外橫向彎曲變形（角度變形），垂直彎曲變形，波浪形變形和扭轉(zhuǎn)變形。在該項目中，開發(fā)了以下技術(shù)措施來控制焊接變形。

5.1 優(yōu)化的焊接設(shè)計

分割寬達(dá)4m的鋼制箱形梁面板時，應(yīng)盡量減少焊接數(shù)量并使用大尺寸構(gòu)件。這減少了鋼板元件之間的對接焊接。合理選擇焊接形狀和坡口尺寸，以最大程度減少沉積的金屬總量并減少焊接變形。焊縫位置正確且對稱分布，以利于焊接并避免最大應(yīng)力。

5.2 采取技術(shù)措施

（1）確保焊接收縮量。對于板狀元件平面中的垂直和水平收縮變形，長度方向保留用于制造過程中的二次切削余量，以使梁段的長度滿足焊接和收縮后的結(jié)構(gòu)要求。在焊接鋼箱梁截面之后，再進行焊接。沖切電路板單元時，請使用正公差，對接焊接電路板單元時，請在焊接間隙上施加一定的焊接收縮量，以確保焊接后的整體尺寸。（2）設(shè)置變形防止。防止變形的方法通常用于板單元的焊接引起的面外橫向彎曲變形。板單元焊接到抗變形框架。在板件的拼接焊接過程中，保留了變形防止功能，以減少焊接后的變形量。在整個組裝過程中，框架保留用于側(cè)向橋梁焊接，以固定鋼箱梁。橫向平直度符合要求。（3）將焊縫固定在平板單元上，以限制焊接變形。組裝時，將底板焊接到輪胎框架的軟管板上，以防止焊接后底板變形。通常使用軟管板或壓力法固定板單元的對焊和T焊。（4）選擇合理的焊接順序和焊接方向。

6 結(jié)束語

在鋼箱梁制造過程中，精確控制焊接變形，殘余應(yīng)力和板件尺寸是確?，F(xiàn)場施工精度的基礎(chǔ)。鋼箱梁的安裝過程涉及嚴(yán)格的吊裝，焊接和檢查計劃。有助于確保施工質(zhì)量，加快施工速度并減少對交通的影響。本文介紹的焊接工藝和質(zhì)量控制措施，焊接UT的最終合格率為97%，RT的合格率為95%，取得了良好的效果。