鋼結構橋梁焊接施工技術

葉立 陳東方

摘? 要：當前很多大型橋梁都采用的是鋼結構主體，此類橋梁建造中涉及到大量的焊接施工部分，因此焊接施工技術的應用和質量控制，對于鋼結構橋梁整體質量結構安全都有著重要的影響。實際工程中，應合理制定焊接工藝，明確焊接施工的具體要求，做好焊接控制，特別要重視剪力釘焊接，最后按照施工要求妥善處理焊縫磨修及缺陷修補，以確保鋼結構橋梁焊接施工的質量符合要求。

關鍵詞：鋼結構;橋梁;焊接;施工技術

中圖分類號：U445.583 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）22-0153-02

Abstract： At present， the main body of steel structure is used in many large bridges， and a large number of welding construction parts are involved in the construction of such bridges， so the application and quality control of welding construction technology have an important impact on the overall quality and structural safety of steel bridges. In practical engineering， the welding process should be reasonably formulated， the specific requirements of welding construction should be defined， welding control should be done well， special attention should be paid to shear nail welding， and finally， weld grinding and defect repair should be properly dealt with according to the construction requirements， to ensure that the quality of steel structure bridge welding construction meets the requirements.

Keywords： steel structure; bridge; welding; construction technology

1 工程概況

以九橋路大橋工程為例，項目位于杭州市江干區九橋路，西側連接現狀堡路，設計起點樁號為K0+000，向西上跨京杭運河三級航運及泄洪河流。東側連接現狀月雅路，設計終點樁號K0+680。項目全長680m，設計時速60kg/h，雙向六車道。橋位與下游沿江路跨運河大橋距離為1km，與上游九沙路跨運河橋距離620m。九橋路大橋設計為單塔四跨組合梁自錨式懸索橋，橋梁起點樁號為K0+211.84，終點樁號為K0+580.24，橋梁長度為368.4m?？鐝皆O置為30+2×150+30m，橋面寬度為40m，雙主梁鋼混組合梁，鋼主梁中心線位置總高度為3.17m。索塔主體結構總高度為67m，采取鋼筋混凝土箱型截面。

2 制定焊接工藝

在項目施工當中，鋼結構橋梁涉及到很多焊接施工部分，結合項目實際情況，制定具體的焊接工藝。九橋路大橋主橋鋼梁焊接開始前，分別評定工廠焊接及宮底焊接工藝，確保焊接工藝評定試驗條件，能夠對應鋼梁構件生產條件要求，同時，使用和實際結構相同的材料及焊材。根據鋼路鋼橋制造規范的相關規定，開展焊接評定試驗，同時對規范中對于焊接接頭性能要求加以執行。按照規定程序批準試驗報告，投標人按照焊接工藝評定試驗報告，對各種接頭焊接工藝指導書進行編寫。監理工程師審核批準焊接工藝指導書后，焊接人員按照焊接工藝指導書的內容，組織開展焊接施工。

3 明確焊接施工要求

焊接施工中，對相應的焊接施工要求加以明確。除了橋位工地連接焊縫之外，其余全部焊接作業，在車間內完成。橋位焊接作業，在臨時施工棚內完成。焊接環境保證濕度在80%以下，焊接母材溫度不能低于5℃。如果條件不符，必須采取加熱工藝措施，監理工程師批準后方可焊接。焊接材料需要滿足焊接工藝評定標準，檢驗合格后才能使用。焊縫表面徹底清除油、銹等，焊劑當中避免混入雜物、熔渣。焊劑和焊條需要滿足相關要求或使用說明書，烘干后使用，烘干焊接材料需要隨用隨取，如果取出時間超過4h，必須重新烘干后才能使用。焊接參數必須在工藝規定范圍內調整，不可隨意變更。露天焊接作業中，使用CO2氣體保護焊，設置妥善的防風防雨措施，保證CO2氣體純度在99.5%以上。將噴嘴上的飛濺物及時清除，保證干燥器工作狀態良好，焊接材料事先復驗合格。焊接現場根據具體要求，在展臺上擺放已經密封、焊接外觀質量良好、每種焊接位置、焊接方法等實物試件，焊接現場掛牌，對焊接工藝規范及要求加以明確。證實焊接前或預熱前后，都要對定位焊是否有裂紋進行檢查，確認不存在裂紋后方可焊接。焊接期間隨時做好清理，前道焊層上焊接焊層之前，應清理干凈焊縫表面飛濺及熔渣。完工焊縫需將熔渣清理干凈，清除干凈木材附近飛濺，焊接檢驗前焊縫及附近不可油漆。

4 做好焊接施工技術控制

焊接施工技術控制中，確保焊接工藝合理，在滿足設計要求及焊工可操作性的基礎上，盡可能將開坡口角度縮小，降低焊接角變形。焊接嚴格采用現場WPS執行，嚴格根據控制工藝執行焊接過程。運用對稱焊工藝，在對稱焊縫采取對稱焊的方式，將焊接變形抵消，非對稱焊縫需要先將焊縫少的一側焊接，然后焊接焊縫多的一側。做好剛性固定，確保面板錯邊量，使用卡馬或胎具等強制措施，利用外力固定被焊工件，縮小焊接變形，主要可采取局部增加剛性法、胎具固定法。大型或復雜結構焊件，先組裝后焊接，使用點焊或分段定位焊件，然后焊接，對第一道焊接的焊槍前進方向對接邊受熱變形加以控制，確保接頭組裝精度。馬板定位中需要單側定位焊，馬板長度在300mm以上，寬度在120mm以上。定位焊長度在50mm以上，焊腳在6-8mm，端部避開10mm不焊，馬板焊縫避免出現弧坑未填滿、焊瘤、未熔合、裂紋等缺陷?？R安裝間距在500-1000mm，結合結構需要適當調整，卡馬焊縫與兩端距離保持100mm以上。打底焊采用跳弧焊越過卡馬板，實現連弧焊接?？R板預熱后熱和正式焊縫具有相同的要求，打底焊之后，接觸卡馬板，預留根茬2-3mm，采取磨平處理，注意避免損傷母材，不能對馬板野蠻拆卸，拆除位置要進行MT檢查。

5 剪力釘焊接施工技術

該項目中，剪力釘焊接采用鋼板母材的材質為Q345qD、Q420qD，焊釘材質為ML15AL鋼，規格為Φ22×200。焊接要求鋼梁圓柱頭焊釘焊接的焊工，必須具有焊工資格證書，具備圓柱頭焊釘焊接資格。焊接前對焊接設備及儀表進行檢查。焊接中必須嚴格遵循焊釘焊接工藝規程，不能隨意更改參數。每日每臺班生產前或更換焊接條件時，都需要按照焊接工藝試焊焊釘2個，并采取外觀及30°彎角試驗，合格后才能正式開工。焊釘焊接前需要清除鋼板待焊區域和周圍20-30mm范圍內的底漆、氧化皮、油污、鐵銹，打磨干凈并露出金屬光澤。焊接順序從被焊構建長度方向中心，向兩側展開，接地導線應當與被焊結構對稱。焊釘被焊后，將焊釘周圍護圈敲掉，焊釘底角保證360°周邊擠出焊腳。擠出焊腳沿焊釘軸線方向，平均高度在4.4mm以上，最小高度在3.3mm以上。焊釘采用瓷環保護焊接，使用專用螺柱焊機，利用直流正極性接法焊接。正品部分焊釘，不能應用螺柱焊的情況下，使用開坡口CO2氣體保護焊，焊釘直徑Φ20。焊釘補焊采取CO2氣體保護焊或焊條電弧焊，氣體保護焊焊接材料使用藥芯焊絲E501T-1，焊條電弧焊焊接材料使用E5012焊條，焊接設備使用直流反極性接法。瓷環需要在200℃下焙烘，保溫時間2h;焊條需要在350℃下焙烘，保溫時間2h，保存溫度100-150℃。焊釘焊接根據規定WPS進行，如果補焊的情況，需要相應處理。生產焊接時沒有獲得完整360°周邊焊腳焊釘，如果缺陷長度在90°以下，可采取補焊，長度從缺陷兩端向外延伸10mm，補焊焊腳尺寸6mm。

6 焊縫磨修及缺陷修補

每部分的焊接完成后，使用氣割切掉兩端的引、熄弧板或產品試板，同時將切口磨平，避免對母材造成損傷。焊腳尺寸、焊波、余高等超出規定上限的焊縫，或1mm以下超差咬邊，需要修磨勻順。1mm以上的焊縫咬邊或焊腳尺寸不足的情況，采取手工電弧焊的方式返修處理，同時修磨勻順。焊接完成后，對鋼材缺陷等進行修補。鋼材局部表面麻坑、傷痕，深度在0.3-1mm可磨修勻順，深度在1mm以上的可在補焊后磨修勻順。鋼材局部邊緣夾層缺陷，深度在5mm以下可將缺陷清除后補焊磨修。利用碳弧氣刨或其它機械方法，將缺陷消除，需要刨出有利于返修焊的坡口，使用砂輪將坡口表面氧化皮磨掉，使金屬光澤露出。氣割邊緣切口或崩坑，深度在2mm以下的可磨修勻順，深度在2mm以上的需要鏟磨出坡口，然后補焊并磨修勻順。彎曲加工產生邊緣裂縫，查明原因后，按規定將缺陷清除，清除范圍要涵蓋裂紋全長并向兩端分別延伸50mm。電弧擦傷深度在0.5mm以下是用砂輪磨修勻順，深度在0.5mm以上是采取補焊后用砂輪磨平。焊瘤可使用砂輪磨掉，或用氣刨清楚后磨修勻順。構建焊接后使用氣割切掉兩端引板，將切口磨平，避免對母材造成損傷，修磨焊縫需要確保修磨后最終磨痕方向，與拉力方向順應。缺陷修補長度在50mm以上，寬度在10mm以上，溝槽兩端開設1：5以下的過渡斜坡，刨槽深度及寬度保持均勻一致，根部保證R≥6mm的圓弧。采取機械方法清除焊接缺陷時，需要注意修磨出有利于返修焊的坡口，同時注意將表面氧化皮磨掉。對于焊接出現裂紋等重大缺陷的，需要查明原因和未知，合理制定返修及預防措施。

7 結束語

鋼結構橋梁是當前比較常見的一種橋梁建筑類型，在此類橋梁結構類型中，涉及到了很多焊接施工內容，因此必須對焊接施工技術詳細分析和準確把握。在施工中制定合理的焊接工藝，明確各個方面的焊接施工要求，做好焊接施工技術的應用和控制。最后還要妥善完成焊縫磨修及缺陷修補，保證焊接施工技術質量符合要求。

參考文獻：

[1]劉吉柱.港珠澳大橋主體工程橋梁工程鋼箱梁大節段制作技術研究[J].鋼結構，2018，33（8）：95-99.

[2]鐘恩.180m自錨式桁吊組合全焊鋼結構橋現場安裝施工技術分析[J].黑龍江交通科技，2017，40（4）：132-134.

[3]曹玉軍.大跨鋼結構箱梁橋現場焊接施工分析[J].設備管理與維修，2017，29（18）：84-85.