公路工程大型鋼結構焊接質量控制探析

湯 泓，沈高飛

（1.江西省贛州市公路管理局寧都分局，江西 贛州 341000；2.江西省贛州市公路管理局直屬分局，江西 贛州 341000）

1 大型鋼結構應用概述

1.1 大型鋼結構優點

大型鋼結構憑借其跨越能力強，上、下結構可以同時施工等優點，普遍應用在大跨徑鋼圍堰、鋼箱梁等結構中，一些橋梁工程中還將其應用到鋼塔柱結構中，取得了顯著的效果。另外，橋梁工程中鋼結構之間的搭接主要采用焊接方式，因為焊接方式不但容易操作，而且能夠使鋼結構之間的連接滿足施工設計要求。據相關資料顯示，我國自20世紀末至今，僅在長江上應用鋼結構建設的橋梁多達20多座，大跨度鋼結構施工技術相當成熟。

1.2 鋼結構的焊接

橋梁工程中焊接之前，應首先制作符合施工設計要求的鋼結構，即先制作組成鋼結構的各板單元，并且預留一些角接頭、十字型接頭等，然后采用焊接的方式將這些各板單元連接起來。

大型鋼結構之間的焊接主要采用熔化焊接方式，即先將焊接的鋼結構接頭加熱呈現液態，從而將其與焊接材料熔化成統一的整體，經過冷卻后鋼結構之間就能很好的連接在一起。實際施工過程中采用的焊接工藝包括埋弧自動焊、二氧化碳氣體保護焊、手工弧焊等，具體采用哪種焊接工藝應根據施工實際情況進行選擇，以保證鋼結構間的焊接質量。

2 公路工程大型鋼結構焊接質量控制

公路工程大型鋼結構比較容易出現的問題集中表現在焊接外觀、焊接變形兩個方面，因此對大型鋼結構焊接方面的質量控制，主要針對這兩個方面進行詳細的探討。

2.1 公路工程大型結構焊接外觀質量控制

公路工程大型鋼結構之間的焊接外觀質量不好是普遍存在的問題，后來經過大量的施工實踐，終于尋找出控制大型鋼結構焊接外觀質量的有效方法。

2.1.1 鋼結構外觀質量控制

應充分分析鋼結構不同位置處的焊接特點與焊接工位，進而選擇合理的焊接方法，例如，針對板單元間的對接焊縫，應先使用二氧化碳氣體保護焊做基本的處理，然后使用埋弧自動焊工藝進行全程的焊接。針對對角焊縫應先使用實芯焊絲運用二氧化碳氣體保護焊處理，接著使用半自動焊接方式焊接。

為了使焊縫外觀質量滿足設計目標要求，應按照從內到外的順序進行焊接，即使用實芯焊絲二氧化碳氣體保護半自動焊焊接其內側，使用藥芯二氧化碳氣體保護自動焊焊接外側。

對鋼結構底板與頂板進行打底焊接時，操作不慎容易出現弧坑裂紋、根部縮孔以及焊接熔合不良等問題，這就需要打底焊接時應嚴格按照工藝參數要求進行，并采用先前拉或推的運條方式避免焊接過程中融合不均的問題。針對焊接反面成型質量不佳的情況，第一道埋弧自動焊后將除襯去除，進而托住受熱下墜的金屬，能夠有效避免打底焊較薄，金屬受熱下墜引起反面質量問題的出現。

2.1.2 箱形截面外觀質量控制

公路大型鋼結構中箱形截面薄板單元的接頭通常為單面坡口，并且帶有鋼陪襯，因此與腹板不能達到較好的緊貼效果，從而使焊渣進入中間的縫隙中，此時進行焊接容易出現夾渣不良現象，而且還容易出現氣孔。導致焊接出現氣孔的原因是，焊絲與母材直角邊之間的距離太大熱量不夠充足。為了解決這個問題可以采取有效措施，拉近焊絲與直角邊之間的距離，也可以適當調整焊嘴的傾斜角度，從而保證焊縫受熱均勻。

為了有效避免焊接出現夾渣問題，應嚴格控制焊接的各個環節，保證其按照焊接工藝要求進行焊接。首先應對焊接表面進行去污、除銹處理，保證焊接表面的清潔；其次，將其表面清理干凈后立即進行焊接，如果遇到下雨或者濕度較大的天氣，不準進行焊接操作；最后，針對有預熱要求施工，應按照工藝要求進行預熱，同時根據施工實際情況，設置適中的坡口，以此防止出現夾渣現象。

2.2 大型鋼結構焊接變形質量的控制

公路橋梁工程中運用的大型鋼結構一般由工廠提供，然后進行現場安裝，不過實際施工中受到施工位置較高等因素的影響，安裝過程中調整起來難度非常大。為了保證安裝質量，對工廠制造的大型鋼結構焊接精度要求非常高，例如南京三橋鋼搭節段的縱橋與橫橋向的寬度偏差控制在2mm。之前大型鋼結構的焊接精度控制主要通過熱橋方式實現，不過使用熱橋會給鋼性材料的性能產生影響，所以應采取有效措施，嚴格控制大型鋼結構焊接變形。

制作板塊時應使用反變形鋼架，焊接時采用雙噴嘴頭二氧化碳氣體保護自動焊進行對稱焊接，以此能夠顯著降低焊接中的變形。

對板面單元進行焊接時，如果其厚度較小則可采用單面焊接雙面成型的方式進行，以此保證焊接質量。如果其厚度較大，則將其改為雙面坡口進行焊接，這樣以來不但能夠降低焊接的勞動強度，而且能夠有效控制焊接的變形量。另外，還可以進行馬板剛性約束、預設反變形等，加強對焊接變形的控制。

為了減小焊接箱體、鋼塔時的變形，應根據焊接結構特點，充分分析影響焊接變形的各個因素，并制作對應的約束工裝，尤其是距離端口較小且為熔透焊縫的位置，應制作剛度較強的約束工裝，以此避免其出現較大的變形。另外，大型鋼結構已經焊接的位置，對未焊接的位置也會產生的一定的影響，進而使其產生變形，為此，焊接過程中可采用對稱焊接、交替焊接等方法，控制鋼結構焊接的變形量。

3 結語

大型鋼結構在公路橋梁工程中起著舉足輕重的作用，因此，應針對鋼結構焊接過程中出現的焊縫不滿足施工目標要求，以及焊接變形等常見問題，充分分析其出現的原因，積極的尋找應對措施，加強焊接過程中的質量控制，不斷提高鋼結構質量進而保證公路橋梁工程滿足當今時代的發展要求，為促進我國的經濟發展做出突出貢獻。

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