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摘要:作为大型城市现代化建设的重要组成部分,钢板箱型梁(简称为钢箱梁)施工技术成为大跨径高架桥梁建设的主要施工技术之一,而钢箱梁焊缝焊接的质量也是保障桥梁运行安全性的主要指标。因此,本文就钢箱梁的焊接工艺要求及其质量控制方法进行了详细研究,为钢箱梁焊接质量工程提供一定的理论参考。
关键词:钢箱梁;焊缝焊接;质量控制
1引言
随着桥梁建设的施工技术和技术理论的逐渐发展,钢箱梁以其具有结构轻便、易安装等优点,受到越来越多的桥梁设计者的关注,并将其用于城市大跨径高架桥梁的建设,以提高桥梁建设的施工效率,更好的增加桥梁的抗震性能。但是,为了实现安装和运输的方便,分段的钢箱梁在进行整座桥梁建设时会有大量的焊接接头,而密集的焊缝也给如何采取有效的质量控制方法提出更高的要求。
2焊接工艺要求
一般地,为了保证大跨径钢箱梁的焊接质量,在对桥梁结构的焊接时需要针对材质、特点等,选用一定的焊接处理方法、焊接方法等。由此制定出相应的焊接工艺方案,并提出施工要求。具体的要求如下:
2.1焊接区域清理
在对钢箱梁焊接前,需要对所焊接的梁体焊缝端面、钢材氧化层面及油漆杂质影响区域进行打磨除净。(1)焊接区域及焊缝两侧范围宽度要求为30~50mm。(2)焊接区域清理完毕之后需要及时焊接,防止清理取重新附有锈或水分。
2.2预热及保温
焊接工艺要求,焊接层间温度和湿度分别不高于230℃和0.8,现场施工环境温度不低于5℃。因此在进行焊接时,若温度不能达到要求,一般采用火焰加热的方式对其焊缝进行预热处理。(1)预热焊缝处理距离应该设计在焊缝端部30mm以上。(2)预热处理,必须实时进行数据记录。(3)当预热处理之后,施工环境温度虽然有所提高,但并未达到要求的前提下进行焊接时,需要对焊缝采取焊后保温措施,以防止梁体低温焊接条件下的焊缝出现裂纹缺陷。
2.3定位焊
钢箱梁采取定位焊的方式既可以按照主焊接方式进行焊接控制,又可以保证焊缝的质量。
(1)定位焊焊缝的长度和焊接的间距需要满足材料、结构的要求,并设计焊缝定位在端部30mm以上。
(2)在对梁体进行定位焊之前,需要随时根据钢箱梁的施工图纸、焊接工艺要求、坡口尺寸等情况,实时纠正定位焊。
(3)定位焊所采用的多层焊接方式,需要在每层焊接的端部作出台阶。
(4)要求定位焊的预热温度高于焊接设计温度50℃。
2.4焊缝坡口
钢箱梁的焊接工艺要求焊缝坡口形式及设计尺寸允许偏差应符合GB/T985.2-2008的规定。且在焊缝坡口表面和每侧无铁锈和水污痕迹。
3钢箱梁焊接质量的影响要素分析
钢箱梁的焊接过程是一个十分复杂的过程,如:钢箱梁材料的选取、焊接工艺的设定、焊接人员的管理等。而在这样一个复杂的敢接施工中,其焊接质量的控制会受到各种因素的影响。综合分析,对钢箱梁焊接质量产生影响的主要要素为:人员、设备、材料、工艺和环境,五个主要方面。所以,在对钢箱梁焊接质量进行控制时主要从以上五个环节进行分析。
4焊接质量控制
4.1焊接人员控制
人员要素主要由工人、技术员和质检人员三类组成,其中质检人员包括质量检查人员和无损检测人员。对以上三类人员的要求如下:
(1)焊接工人应在熟练使用现有焊接设备和了解图纸、工艺条件下,完成各自焊接资质范围内的焊接任务。
(2)焊接技术人员必须具有一定的焊接工作经验,掌握焊接工人的技术情况。在设计的焊接工艺过程后,需要参与生产过程中给予技术指导。
(3)焊接质检人员需要熟悉了解钢箱梁的结构特点,具有专业的焊件检测能力,能够在检验设备的帮助下,快速辨识出焊件组装、焊缝外观等焊接的质量缺陷,并作出详细的检测记录。
4.2设备因素控制
钢箱梁焊接过程中需要的技术设备主要包括焊接、切割和检测三大类设备。为了实现钢箱梁焊接过程中的质量控制,需要严格管理设备的购置和保存。
(1)施工作业前,需要准备各技术参数合格的设备,保证设备制造公司具有产品合格生产资质,保证设备规格技术指标能够满足焊接工艺要求,保证设备参数工作状态下稳定等。
(2)施工作业过程中,需要对已使用的设备进行实时的技术参数校对,并贴上校验合格标识;妥善保存对工作环境比较敏感的设备仪器,定期更换不能较好达到准确精度或者严重损坏的设备等。
4.2材料因素控制
(1)在钢箱梁焊接施工过程中,需要保证焊接的梁体焊缝端面、坡口、钢材氧化层面及油漆杂质影响区域已经进行打磨除净。
(2)保证焊接材料的质量、金属成分等满足国家标准,且在焊接使用之前保存完好。
(3)焊材需要在施工过程中进行抽样复检。
(4)焊材需要存放在专门的仓库中进行保存,并有培训合格的仓库管理人员按照JB3223-83《焊材质量管理规则》要求保管,按照焊接需要进行焊材的发放。
4.2工艺因素控制
为了实现钢箱梁焊接的质量控制,在焊接施工之前,需要完成以下几点:
(1)根据桥梁设计图纸及施工要求对每一个焊接工艺进行施工前评定试验,并编制焊接作业过程指导书,其中包括:焊接接头形式,材料型号,焊接坡口尺寸,焊接位置和方法等。
(2)焊接施工作业应严格按照设计工艺的预热温度,焊接前需要将待焊区域内的杂质清除干净,若采用定位焊的多层焊接时,需要清除前一道焊接作业留下的熔渣后再进行下一步的焊接工作。
(3)焊接作业完毕之后,应及时对焊缝表面的熔渣等残留物体进行清除,并将部分由于电弧引起的表面擦伤打磨修整。
4.2环境因素控制
根据2.2小节焊接工艺中对环境温度的要求可知,在钢箱梁焊接的过程中,对诸多环境因素控制是相对苛刻的。
(1)雨雪天环境条件下,湿度已经大于0.8,则钢箱梁不再进行焊接工作。
(2)当焊接所处环境风力大于5级时,需要在对应的焊接部位设置一定的防风保温区域,若不能达到温度要求,不能进行露天施焊。
(3)在采取火焰加热预热条件下,预热温度不能达到焊接温度的50℃以上,不能进行焊接作业。
5结语
钢箱梁焊接工程质量的保障,一方面需要继续依靠先进的焊接技术,另一方面需要凭借严格的质量管理策略。综合把握钢箱梁焊接工程中的人员、设备、材料、工艺和环境五个主要方面影响因素,是获得严格焊接质量的前提和基础。同时,随着国内焊接技术的不断发展和检测仪器等先进设备的快速开发,钢箱梁焊接工程质量的保障将会得到进一步提升和发展。
参考文献
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