钢结构桥梁焊接施工技术 胡凡

发表时间:2020/11/30   来源:《基层建设》2020年第23期   作者:胡凡
[导读] 摘要:我国的大型桥梁工程通常是采用钢结构的主体形式,此类桥梁建造中涉及到大量的焊接施工部分,因此焊接施工技术的应用和质量控制,对于钢结构桥梁整体质量结构安全都有着重要的影响。
        中铁第四勘察设计院集团有限公司  湖北武汉  430000
        摘要:我国的大型桥梁工程通常是采用钢结构的主体形式,此类桥梁建造中涉及到大量的焊接施工部分,因此焊接施工技术的应用和质量控制,对于钢结构桥梁整体质量结构安全都有着重要的影响。实际工程中,施工企业应合理制定焊接工艺,明确焊接施工的具体要求,做好焊接控制。鉴于此,文章对钢结构桥梁的焊接施工技术进行了研究,以供参考。
        关键词:钢结构桥梁;焊接施工;技术要点
        1桥梁钢结构焊接技术特点
        通常情况下,钢桥梁的结构往往相对复杂,且形状各异。钢箱梁大多为箱形结构,桁梁一般为箱形杆件,焊接空间狭小,焊接可达性较低,焊接位置特殊,长直易焊接焊缝极少,桥位作业又属于高空作业,不便于自动化焊接。因此,传统的手工焊方法仍然发挥了极大的作用,焊接人员充分利用传统焊接方法技术特点,优质高效地完成钢桥梁焊接制造。(1)焊条电弧焊设备简单,使用灵活方便,经常用于定位焊、焊缝返修;(2)二氧化碳保护焊可实现全位置焊接、焊接效率高、热输入小、焊接变形小、焊缝质量可靠;(3)埋弧焊焊接质量高、劳动强度低、熔敷效率高、但无法实现全位置焊接;(4)机器人焊接具有自动化程度高,生产效率高,劳动强度低,焊缝成形美观,一次可实现多条焊缝焊接。
        2钢结构桥梁焊接施工技术要求
        焊接施工中,对相应的焊接施工要求加以明确。除了桥位工地连接焊缝之外,其余全部焊接作业,在车间内完成。桥位焊接作业,在临时施工棚内完成。焊接环境保证湿度在80%以下,焊接母材温度不能低于5℃。如果条件不符,必须采取加热工艺措施,监理工程师批准后方可焊接。焊接材料需要满足焊接工艺评定标准,检验合格后才能使用。焊缝表面彻底清除油、锈等,焊剂当中避免混入杂物、熔渣。焊剂和焊条需要满足相关要求或使用说明书,烘干后使用,烘干焊接材料需要随用随取,如果取出时间超过4h,必须重新烘干后才能使用。焊接参数必须在工艺规定范围内调整,不可随意变更。露天焊接作业中,使用CO2气体保护焊,设置妥善的防风防雨措施,保证CO2气体纯度在99.5%以上。将喷嘴上的飞溅物及时清除,保证干燥器工作状态良好,焊接材料事先复验合格。焊接现场根据具体要求,在展台上摆放已经密封、焊接外观质量良好、每种焊接位置、焊接方法等实物试件,焊接现场挂牌,对焊接工艺规范及要求加以明确。证实焊接前或预热前后,都要对定位焊是否有裂纹进行检查,确认不存在裂纹后方可焊接。焊接期间随时做好清理,前道焊层上焊接焊层之前,应清理干净焊缝表面飞溅及熔渣。完工焊缝需将熔渣清理干净,清除干净木材附近飞溅,焊接检验前焊缝及附近不可油漆。
        3钢结构桥梁焊接施工技术要点
        3.1施工准备
        施工准备为材料、技术、机具及作业条件的准备等几个阶段。(1)施工材料准备:根据工程图要求选用钢结构材料及相应焊接材料,要根据结构材料的类型选用适合的焊接材料。钢结构材料、焊接材料必须在施工之前进行焊接工艺评定,以工艺评定的结论确定相关工艺产数。(2)施工技术准备。根据工艺评定结论、设计图纸及相关规范进行施工制造的工艺编制,制造前还需要对参与制造的人员进行相应的技术交底工作。(3)施工机具准备。焊接施工的过程中,主要采用的设备是焊机,等离子切割机等主要设备,还要配备一些其他的常用设备、工器具。(焊渣锤、角向磨光机、钢丝刷等)。(4)作业条件准备。焊接前钢结构构件焊接区及近缝区的表面要清理干净,如果在室外进行作业要保证温度大于5℃、空气湿度不大于85%的条件下进行。


        3.2焊接施工工艺
        3.2.1作业前的准备
        (1)所以参与的人员必须穿戴好防护工作服及其它防护用品。(2)熟悉钢结构件焊接工艺及规范、焊缝尺寸要求,施焊方法等。(3)检查结构焊缝组装间隙、坡口形式、尺寸是否符合要求,清除焊缝区及近缝区内的油、锈、水等,直到露出金属本色。(4)焊接工艺参数选择,依据钢结构构件的材质、厚度、焊接位置等,根据焊接评定工艺参数来选择焊接设备、焊接方法、焊条及是否需要预热等要求。
        3.2.2施焊方法及工作标准
        由于桥梁结构件通常较很大,所以在焊接过程中会使用到各种位置焊接,下面就是各种位置焊接的工作及其标准。(1)平焊:最多采用的焊接方法,如果装配间隙过大,焊接时焊条可适当横向进行摆动,但幅度不要太大,不要超出焊接区域。对于厚板坡口须进行多层多道对接焊缝的时,需要注重焊条角度、焊条摆动方式及焊条的摆动幅度等问题。(2)立焊与横焊:立焊熔深较大时,要对熔宽加以控制,改善焊缝外观的美感,通常采用上立焊进行操作,再辅以三角形摆动,上立焊焊条与工件相对位置角度为5°~10°间,对于薄板结构焊接,由于熔深较小,采用下立焊法。焊条不做横向摆动。横焊:多采用左右运条手法,焊条做直线运动,需要时做小幅度的摆动,焊条与工件垂线相对位置5°~10°间。(3)仰焊:用小规范进行焊接,薄板结构多采用小幅度往复摆动,中厚板,可适当横向摆动,摆动时在接缝或坡口两侧稍作停留,用以防止液态金属受重力作用而下淌。(4)焊接顺序:先焊接结构中的对接焊缝,然后焊接角焊缝;对交差焊缝,焊完所有的横缝后再进行纵缝焊接;焊缝长度大于一米时,用逆向分段的方法进行焊接,从焊缝的中间向焊缝两端进行焊接。对于要求两面焊的对接接头,先焊面的焊缝熔深必须要大于工件厚度的一半以上,另一面进行焊接前须对焊缝根部进行清理,清除熔渣、焊瘤、未焊透等,并用角向磨光机进行打磨,直至焊接区域露出金属光泽,方可进行焊接。
        3.2.3特殊问题的处理
        (1)对于难度较大焊缝分布很复杂的焊接结构件时,须进行分析总结制定相应的工艺,根据制定的工艺进行焊接操作。(2)如果焊缝在焊接过程中出现气孔等,应该立即停止焊接,经原因分析后,找到产生气泡的原因,再进行施焊确保产品质量。(3)电弧在焊接过程中断或更换焊条时需要重新引弧时,须在弧坑前15mm~20mm处进行引弧,在弧坑处作短暂停留,填满弧坑后再进行正常施焊。
        3.3焊接后成品的检验
        成品的检验也是钢结构质量最后的掌控环节,常用的检验方法有:(1)外观检验。外观检验分为几何尺寸检查和焊接接头外观质量检验,几何尺寸检查用尺或其他工器具进行检查。焊缝外观检验是一种非常简便而且应用十分广泛的焊缝检验方法,也是对钢结构成品进行检验的一个重要项目。主要是检验焊接的缝隙表面成形,是否存在焊接缺陷,以及焊脚尺寸上是否有偏差等,用肉眼来观察,也可焊缝测量器、放大镜等工具来观察,如果焊缝的表面发现缺陷,就要对焊缝内部存在缺陷做出判断。(2)钢结构焊缝的无损检验。常用超声波、X光、磁粉探伤等方法对焊缝内部及表面的缺陷进行确认,从而确定焊缝是否满足设计及使用要求。
        结语
        综上所述,钢结构桥梁是当前比较常见的一种桥梁建筑类型,在此类桥梁结构类型中,涉及到了很多焊接施工内容,因此必须对焊接施工技术详细分析和准确把握。在施工中制定合理的焊接工艺,明确各个方面的焊接施工要求,做好焊接施工技术的应用和控制。最后还要妥善完成焊缝磨修及缺陷修补,保证焊接施工技术质量符合要求。
        参考文献:
        [1]刘吉柱.港珠澳大桥主体工程桥梁工程钢箱梁大节段制作技术研究[J].钢结构,2018,33(8):95-99.
        [2]钟恩.180m自锚式桁吊组合全焊钢结构桥现场安装施工技术分析[J].黑龙江交通科技,2017,40(4):132-134.
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