高架鋼箱梁的焊接與焊后無損檢測的應用

摘 要：該文根據自己本人在鋼結構焊接方面的經驗，結合超聲波無損檢測的規定和標準，主要闡述龍江路立交橋ES11#～ES18#閘道鋼橋的焊接工藝、廠內制作、現場安裝及質量控制進行了分析。

關鍵詞：焊接 無損檢測

中圖分類號：TG441.7文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2013）05（c）-0116-01

鋼結構在現代建筑中的應用越來越廣泛，他與混凝土結構相比具有跨度大、結構造型多、工期短等優點。例如北京的鳥巢機場航站樓、火車站雨篷等，在工業與民用建筑中有著不可替代的地位。在所有的鋼結構中，焊接是不可避免的，關鍵部位的焊接尤為重要。工程質量的優劣往往取決于焊接質量的合格與否。鋼結構的無損檢測是合格鋼制品的中間環節，有益于工程質量，也是一種最有效的質量管理模式，同時是對基層工人的一種監督。龍江路立交橋ES11#～ES18#閘道鋼橋總噸位2300 t，全長275 m，標準寬度為12.75 m。結構形式為：雙曲線連續箱型梁。通過雙坡鋼墊板、支座支撐在混凝土橋墩上，支座間設鋼擋塊固定。吊裝面標高為：22.347～26.713 m，鋼箱梁本體高度1.82 m，寬12.31 m。

1 前期的工藝評定

前期的工藝評定非常重要，橋梁承受荷載中有動荷載、靜荷載，跨度大，所用鋼材不同于一般鋼材，根據不同板厚其可焊性、所用的焊材、工人的焊接水平、焊接方法、焊機參數的選擇等等均要通過工藝評定來確定。最優的焊接工藝卡能作為該工程的指導性文件，對工人來說是一個標準參照物。根據規范與設計要求鋼橋倉隔板與底板、頂板的角焊縫為全熔透焊縫，工藝試板中有14 mm厚的角焊縫，超聲波檢測結果顯示：深度在13～14 min處有缺陷，水平距離已近底表面。施工單位提出疑義，認為不是缺陷。我為了找到問題原因所在，對角縫進行了X射線檢測，并對焊縫進行了垂直線切割。隨后在光潔的焊縫斷面上進行了著色滲透檢測。結果很明顯在角焊縫根部位置存在紅色點狀缺陷，膠片也反映出有長條陰影在角縫的根部，且近底面，與超聲波顯示缺陷完全吻合。施工單位改進工藝后使角焊縫成為真正的全熔透焊縫。

2 廠內制作及無損檢測

工廠制作分為：下料——邊緣加工——組裝——焊接——無損檢測——驗收合格后進入下道工序的組裝——焊接——無損檢測——油漆——半成品出廠。

下料時加放余量，保證成品總體尺寸符合圖紙要求；邊緣加工半自動火焰切割，以機械打磨為主；為了組裝，廠內搭建了鋼胎架，組裝前必須熟悉圖紙和工藝，認真核對零件編號、外形尺寸和坡口，確認符合圖紙和工藝要求后方可組裝。

焊接嚴格按照工藝卡來，對焊條、焊劑按產品說明烘干使用，CO2氣體應大于99.5%。焊接順序：原則上應從中間向四周擴散；先豎后橫；對稱焊縫由兩個電焊工同時焊接；先焊受拉區，后焊受壓區。主體內部構件焊接主要包括橫隔板、縱向腹板、加強勁板的焊接，要求焊工進行對稱焊，原則上先焊豎角縫，后焊平角焊；先焊縱向焊縫，后焊橫向焊縫。腹板與頂底板要求密貼，組裝焊接間隙不大于5 mm。

焊縫的無損檢測是工程質量管理的有效方式，前面工藝評定提到焊工考試，經考試合格的工人方能進入焊接隊伍，有效的提高一次合格率。高架工程的重要性，焊接的要求非常高，我方受委托參與全過程檢測。

鋼箱梁的無損檢測包括超聲波、射線、磁粉等，主要是以超聲波為主。超聲波探傷過程中注意：（1）儀器、探頭的效驗。（2）缺陷類型的判別。（3）缺陷位置、長度的判定。（4）非缺陷回波的判別。總之探傷過程中可能出現各種情況，需要我們探傷人員靈活應用超聲波反射、折射、波型轉換理論，并計算相應回波的聲程，來分析判斷示波屏上出現的各種缺陷與非缺陷回波，從而達到正確探傷的目的。

射線檢測：進行射線檢測前對受檢焊縫進行編號，并檢查焊縫的外觀質量。在射線檢測時執行標準GB3323-87，驗收等級為AB Ⅱ級。由于射線對人體健康會造成極大危害，應錯開人流高峰，在專職安全監督下進行，在檢測時檢測人員應持證上崗，無論使用何種射線裝置應具備必要的防護設施，盡量避免射線的直接或間接照射。

磁粉檢測：磁粉檢測的執行標準為JB6061-92，Ⅱ級驗收。觸頭端應保持干凈，觸頭與檢測表面接觸良好，避免產生電弧和局部過熱。檢測儀器手柄上有電源開關，平時斷開，只有按下電源開關時才能接通電源。觸頭未與被檢測面緊密接觸時不得通電，與被檢測面相接觸的觸頭需要移去時應首先斷電。可借助于2～10倍的放大鏡把磁痕形象放大后進行觀察。

3 現場的焊接與安裝

總體分四部分控制。

3.1 施工測量控制

根據總包提供的立交控制網建立ES閘道控制網，檢測橋梁線行和支座位置、標高，獲得實際坐標與設計坐標，進行比較，必要時進行修正。根據現場總拼裝好的箱梁位置建立相對測量控制網。檢測每孔拼裝箱梁的中心線、支座位置的相對關系及梁長尺寸。

3.2 拼接吊裝控制

確定吊裝順序，選用合適噸位的吊機，制定吊裝方案。鋼箱梁段運抵現場后，直接在地面胎架上就位調整，檢查無誤后進行焊接。拼接吊裝嚴格按吊裝方案進行安裝就位，合攏時采取自上向下垂直方法進檔，以防止梁體變形。吊裝控制的好壞直接關系到后道焊接工序，如接縫的錯口，縫口的大小等。

3.3 焊接控制（無損檢測）

合攏段的焊接接口在總胎架完成時，其斷口的梯段退位方向應與對接接口反向（兩頭），其中一頭應放調整余量，在合攏就位時可對其精確調整。焊接工藝與廠內基本相同，但要多考慮外界的干擾因素。合攏口由兩組人員同時進行焊接。

3.4 安全控制

安全控制貫穿工程全過程，在吊裝現場設置專職安全員。拉醒目的安全警戒線，防止閑雜人員進入吊裝區間。及時糾正不安全行為。對于射線檢測來說，貼片在內部，機器就位外部腳手架上，操作人員在保證無損檢測質量的同時，應保證安全第一。

4 結語

焊接、無損檢測貫穿了高架鋼箱梁的制作與安裝的全過程。我作為一名工程建設者，從中學到了很多，同時也為工程質量提供了科學公正的依據。無損檢測的工作枯燥乏味，工作的環境差。作為服務行業，當工人加班趕進度時，必須提供優質的檢測服務。苦歸苦，但看到常州的第一座高架橋梁，順利、按時、保質安裝到到位，頗感欣慰。該工程在2008年被評為江蘇省建筑鋼結構優質工程（紫金杯）。

參考文獻

[1]王志生，李軍平.大型鋼箱梁有關設計及制造細節問題的探討[J].鋼結構，2010（4）.

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