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浅析钢结构桥梁施工质量检测的重点与难点

发表时间：2020/9/25 来源：《基层建设》2020年第17期作者：张世梅

[导读] 摘要：钢结构桥梁具有材料强度高、结构自重轻、塑性和韧性好、抗震性能优越、工厂化制造、装配化施工、可循环利用等优势，特别是现场施工快速方便，可纵向拖拉或顶推架设，能够实现无支架施工保畅通，无障碍跨越铁路、高速公路、城市交叉口等。

        云南金驰建筑工程质量检测有限公司云南昆明 650000
        摘要：钢结构桥梁具有材料强度高、结构自重轻、塑性和韧性好、抗震性能优越、工厂化制造、装配化施工、可循环利用等优势，特别是现场施工快速方便，可纵向拖拉或顶推架设，能够实现无支架施工保畅通，无障碍跨越铁路、高速公路、城市交叉口等。基于这些特性使得钢结构桥梁正以飞快的速度发展，在大跨度跨江、跨海桥梁以及缺乏施工场地的城市高架桥等方面一定程度上取代了以往的钢筋混凝土结构桥梁。随着钢结构桥梁在桥梁工程中的广泛应用，其施工质量越来越受到关注，检测是控制施工质量的必要而有效的手段之一。本文总结了笔者多年的检测工作经验，提出钢结构桥梁施工质量检测的重点和难点，并提出应对措施。
        关键词：钢结构桥梁；施工质量检测；重点；难点
        1导言
        在钢结构桥梁的检测中，既要保证不破坏建筑各个部件，又能确保各个检测项目结果准确，并精确指出钢结构部件中被损坏或者出现缺陷的位置，能做到两全其美的，只有选择合理的检测技术。因此，我们需要重视并切实做好对钢材强度的检测工作，保证其质量和强度满足现代桥梁工程的要求。
        2钢结构桥梁施工质量检测的重点
        钢结构桥梁用钢板为专用钢板，生产厂家均为大型钢厂，从以往大量钢材原材料的检测数据来看，钢材原材料理化性能的质量指标相对有保证。
        焊接质量直接影响桥梁的承载能力和寿命。焊缝质量受焊接环境、焊接位置、焊接人员水平影响很大，是动态的和比较难以保证的。钢箱梁、钢槽梁采用整体制造，分段整体梁段吊装架设。钢箱梁、钢槽梁梁段总拼装焊接是在露天上进行的，空气湿度和昼夜温差大，风力、阳光等环境因素对焊接质量影响很大，不容忽视；梁段拼装和现场安装时，结构不能翻转，必须进行全位置焊接，焊接质量要求非常高，梁段的外形尺寸和焊接质量也难以保证；一些主要受力构件，如钢锚梁及钢牛腿，采用钢板较厚，加劲肋较多，焊缝集中，作业空间小，必须合理安排焊接顺序，这些都为控制焊接质量增加了很大的难度。所以对焊接质量进行无损检测是钢结构桥梁施工质量控制的重中之重。
        防腐蚀始终是钢结构桥梁应用的一大课题，防腐涂装质量的好坏直接决定了钢结构桥梁的抗腐蚀能力，涂装施工多为人工作业，涂装的厚度和均匀性都不容易控制，所以涂装质量检测也很重要。
        3钢结构桥梁施工质量检测的难点及控制措施
        3.1难点
        首先，原材料检测、焊材检测是在实验室进行，检测环境相对稳定，检测设备较易操作，不存在太大难度；其次，涂层的厚度检测用的是直接测量法，测量结果直观，受经验影响小，检测相对简单。最后，焊缝无损检测均是在现场作业，工况复杂，检测人员的经验和技术水平对检测结果的影响很大，是检测工作的难点。
        3.1.1超声波检测的难点
        钢结构桥梁应用的钢板厚度范围较大，从8mm到100mm以上均有涉及；焊接接头形式也多种多样，有全熔透平板对接焊缝、全熔透T型焊缝、全熔透角接焊缝、全熔透斜角接焊缝、不等厚钢板全熔透焊缝、部分熔透T型焊缝等，施工过程中也可能出现超宽焊缝。钢板厚度规格多，焊缝接头形式多样。不同的板厚及焊接接头形式要求采用不同的检测工艺。
        由于母材较厚，常规检测工艺要求的单一角度探头无法扫查到焊缝整个截面，易造成漏检；部分熔透焊缝需要对焊缝的熔透深度及熔透部分质量进行评定，其中熔透深度的检测一直是一个难点；不等厚焊缝检测不等厚焊缝检测时由于焊缝两侧钢板厚度不一样，在焊接工艺中要求厚度较大的一侧要制作合适的坡度，这给焊缝缺陷的定位带来难度。
        3.1.2射线检测的难点
        射线检测主要针对平板对接焊缝，主要部位为顶板、底板、腹板的对接焊缝。

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检测难点主要有以下几方面：射线检测是将底片和射线机布置在焊缝上、下两侧，并且必须严格对准，顶板、底板、腹板均是大尺寸板单元，检测人员隔着钢板无法同时看到底片和射线机，增加了底片位置和射线机对中的难度；在做腹板焊缝检测时由于焊缝是竖向的，射线机需要悬空布置，不易稳定对中。有些焊缝靠近加劲板，如果对中处理不好，可能被加劲板挡住曝光方向，影响底片质量；曝光参数直接影响底片成像质量，需要根据仪器性能及焊缝母材厚度合理选择
        3.2控制措施
        3.2.1合理选择检测技术
        需要事先根据钢结构工程的具体施工情况及检测要求，选用合适的检测技术手段，从而确保检测结果的准确有效。具体进行检测时，可以在内部检测中运用超声波检测技术，而在表面和近表面缺陷检测中运用磁粉检测技术。此外还应根据检测对象及检测部位的区别，应用不同的检测技术。例如针对角焊缝与T型焊缝，以及坡口部位，一般采用超声波检测与磁粉检测；其根部位主要运用磁粉检测；对接焊缝一般采用超声波检测与射线检测两种方式。
        3.2.2钢结构工程焊缝缺陷定位
        在焊缝无损检测技术的实际应用过程中，以超声波检测技术为例，需要在检测时对焊缝缺陷作出准确定位。定位方法一般可以选择调整水平位置扫描速度，而后对比缺陷位置以及第一、二、三次波的对应位置，对缺陷的大概范围作出确定。其中，如果缺陷信号产生于二次波附近，可以判断为表面缺陷，在缺陷信号处于一、二次波之间或二、三次波之间时，说明缺陷位置在焊缝中间的位置。在缺陷信号位于一次波以及三次波附近的情况下，能够说明缺陷位置在焊缝根部。另外在检测过程中，也应注意反射干扰的现象。
        3.2.3超声波检测控制
        超声波探头与被检测钢结构部件的表面接触后，探头向部件发射超声波，同时接受反射而来的声波，将声波转化为电信号，传输给仪器实现进一步处理，然后根据超声波在内部结构中传播速度以及时间的改变，判断钢结构缺陷的位置。一般而言，部件内部缺陷越大，声波反射面就越大，因此，可以根据反射能量来判断缺陷的大小。在检测工作中常用的探伤波形主要有纵波、横波、表面波等，纵波与横波适用于钢结构内部缺陷的探测，表面波适用于表面缺陷的探测。在钢结构检测中，常用的波形是横波与纵波，因为表面波对不见表面条件有一定的要求，因此，钢结构不太适用。
        3.2.4射线检测技术控制控制
        射线检测技术也是一种常用于焊缝缺陷检测的技术，主要是利用X射线、γ射线等，对焊缝进行检测，在射线透过焊缝位置时，能够将焊接位置的内部情况在荧光屏上成像，显示出焊缝缺陷的位置、大小及轮廓，该技术的操作方式可以划分为照相观察法、荧光屏观察法两种。其原理在于射线通过物体时，会发生一定程度的衰减，而不同物质的衰减系数具有差异性。实际应用当中，射线检测技术常用于具有高度封闭性大型钢结构工程的焊缝缺陷检测，比如大型船体与锅炉工程等。该技术能够实现对缺陷形状的准确判断，并且能够长期保留底片，进行有效记录。在其应用过程中需要注意的问题为，射线的穿透力及入射角度对检测结果的影响较大，因此要求材料厚度在2～200mm之间。同时该技术检测成本较高、用时较长、设备体积较大，并且对操作人员身体也具有不良影响。
        4结束语
        总之，检测工作是保证钢结构桥梁施工质量的重要环节，贯穿于钢结构桥梁施工全过程，其重点是涂装质量检测和焊缝无损检测，难点是焊缝无损检测，在工作开展前必须制定完善的检测方案，结合工程实际情况，对检测工作的重点、难点进行具体分析，并提出解决方案，确保检测结果的可靠性，有效地保障施工质量。
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