鋼箱梁焊接施工質量控制

鄭娟 喻青儒 宋虎

【摘 要】 鋼箱梁斜拉橋橋型在國內大型橋梁中的運用越來越廣泛，鋼箱梁施工技術從起步到逐漸成熟的過程中經歷了許多的風風雨雨，同時該施工技術及管理手段也逐漸的開始成熟起來。鋼箱梁的制造方法、生產工藝流程、焊接質量和幾何精度的控制措施在很大程度上對現場的施工管理人員提出了更高的要求，其中對于現場焊接的質量控制顯得尤為重要。

【關鍵詞】 鋼箱梁；現場焊接；質量控制

1、引言

自從采用鋼箱梁結構作為橋梁結構主梁以來，因其抗風穩定性能好、重量輕、工廠制造質量易于保證、安裝和制造工期短等優點，現已成為大斜拉橋和懸索橋加勁梁的主流結構形式。鑒于鋼箱梁現場焊接的質量對于整橋的質量影響非常的重大，針對鋼箱梁現場施工的特點，本文以佛山市南海區西樵大橋鋼箱梁施工為例，介紹分析鋼箱梁在現場施工過程中出現的焊接質量問題以及加強焊接質量的控制方法。

2、工程概況

西樵大橋連接南莊和山根公路，跨越順德水道，是整個工程的控制節點，斜拉橋跨徑組合為120+125=245m，本橋主梁采用整體式流線型扁平鋼箱梁，主要輪廓尺寸為：不含風嘴全寬42.5m，中央分隔帶寬度1.5m，道路中心線處梁高3.0m，頂板設2%橫坡，底板水平。單幅橋鋼箱梁內設5道縱腹板，形成單箱六室斷面。標準節段長度9m， 梁上索距取9m，最大節段重量約380t。

鋼箱梁劃分為A、B、C、D、E1、E2共6種類型28個節段。其中標準梁段C梁段共22段。鋼箱梁為全焊鋼結構，梁段工地連接均采用焊接方式；鋼箱梁主體結構采用Q345qC鋼材。

3、鋼箱梁焊接質量現狀調查及原因分析

3.1 現狀調查

鋼箱梁施工中焊接質量對整橋的質量控制至關重要，就焊接過程中發現的問題作了詳細的調查研究。

焊接質量包括諸多方面的內容：焊縫外觀、焊接缺陷、焊接變形與應力、焊接接頭的使用性能（力學性能、彎曲性、耐腐蝕性能、低溫性能、高溫性能等）和焊接接頭外型尺寸等。

通過對西樵大橋鋼箱梁首制節段的焊縫進行自檢及抽檢，通過肉眼的外觀檢查及MT、UT、RT無損檢測，發現影響焊接質量的主要問題有焊縫不飽滿、焊縫超高、焊角小、焊瘤、咬邊、表面氣孔和夾渣，共抽檢200個片位對焊縫外觀進行檢查，其中不合格片位共29個，鋼箱梁焊接合格率為85.5%。

從現場一次檢驗合格率來分析，影響鋼箱梁焊接質量的主要缺陷是焊縫不飽滿、表面氣孔、焊瘤，各抽檢 200個點的不合格比率分別為3%、5%、2.5%，如下表1所示：

根據上述數據的表現，焊縫不飽滿、表面氣孔、焊瘤三個主要缺陷占全部不合格項的72.5%，將這三個缺陷的95%得到解決后使焊接質量的整體合格率達到95%以上是有可能的，即：鋼箱梁焊接施工合格率可達95%×（100-85.5）%×72.5%+85.50%=95.5%>95%（目標合格率）。

根據現場鋼箱梁焊接的現狀調查，只需解決好現場焊接中出現的幾個主要問題就可以保證現場鋼箱梁施工的焊接質量一次性檢測合格率達到預期目標。

3.2 原因分析

出現上訴三個主要問題的原因主要在五個方面，即“人”、“機”、“料”、“環”、“法”。人為因素主要體現在工人責任心不強，管理體制不健全以及焊接工人不熟練等方面。機械設備因素主要體現在機械設備老化嚴重，焊接電流過大；焊接機械未進行校核，焊接精度不夠。原料因素主要體現在焊絲、焊劑、陶瓷襯墊受潮，CO2不純。環節因素主要體現在焊接時風速、濕度影響，焊接區域雜物未清理干凈。施工方法因素主要體現在焊接區域未清理干凈，未除水、銹、氧化皮、油污，焊接時未預熱，焊接順序不合理。

經過現場的調查研究發現，影響三個主要焊接質量問題的因素主要有三點：1）現場管理制度不健全；2）焊接區域未清理；3）焊接外界條件不當。要解決焊接質量問題，提升一次檢測合格率達到預期目標，必須解決當前的3個主要問題。

4、問題解決對策

1）對策一

針對現場管理制度不健全問題，在現場的施工管理中制定了五個管理措施：a、制定合理的施工計劃，合理安排施工流程，不盲目追求進度。以免因為休息不足造成工人狀態不好，影響生產質量；b、施行掛名制，每個焊工完成的工作量進行記名，使每個人焊接的構件和人直接掛鉤，出現問題便于對號解決；c、定期進行評比，根據前面的掛名制度，把一段時間內每個工人的工作量以及完成工作量的優差進行綜合評比。

2）對策二

針對焊接區域未清理的問題，在現場的施工管理中采取了六項措施：a、對該工程施工人員進行工藝技術交底和質量要求交底，組織焊工考試并邀請監理進行旁站，考試合格后方可上崗；b、鋼板下料開制剖口時，橫隔板、腹板的曲線切割采用數控切割下料，剖口開制同樣采用火焰切割，注意剖口方向，切割不整齊的坡口要求打磨光順，不得有大的凸起和凹陷；c、剖口開制好后要求及時清理油污、飛濺和切割熔渣。避免這些殘留物附著在剖口上，在焊接時產生不良影響，影響焊縫的焊接質量；d、單元件裝配前應對坡口進行打磨，除去表面的鐵銹，露出金屬光澤；e、焊接前要求認真清理焊縫區域，使其不得有水、銹、氧化皮、油污、油漆（底漆除外）或其它雜物，對于厚度大于30mm的鋼板焊接前要預熱；f、物資設備部門采購充足的打磨機、鋼刷、烘槍、溫度計。

3） 對策三

針對焊接外界條件不當的問題，在現場的施工中采取了三項措施：a、制作防雨棚、防風槽，確保焊接時風速小于2m/s，濕度小于80%；b、不定期對焊接設備、儀器進行檢查；c、對焊接工人操作流程和質量意識進行教育。

5、效果檢查

實施對策后，工人的工作積極性大大提高，焊接質量也大幅度提高，而且進度也加快了很多。經過整個現場施工管理團隊的努力，使整個鋼箱梁的焊接情況得到了前所未有的進步。

我們對鋼箱梁焊接施工質量進行檢查，選取了500個焊接點進行檢查，其檢查結果如下表2：

由以上表格可知：焊接質量合格率達到（450+30）/500*100%=96%達到并超過了95%的目標值。

在進行現場鋼箱梁焊接質量管控措施之后對焊接進行抽檢結果如下表3：

由上表可以看出影響鋼箱梁焊接質量的主要問題鋼箱梁焊縫不飽滿、焊瘤、表面氣孔從原來的10.5%下降到2.2%，其他不合理點也得到了改善。

6、結論

通過對鋼箱梁焊接質量的調查分析并進行整改控制，提高了鋼箱梁的焊接質量，為整個鋼箱梁乃至整個橋梁的質量奠定了基礎。在今后的其它各項工程施工中遇到的相關問題，為施工安全、優質、高效的完成有借鑒作用。實時進行問題分析的方法以及解決問題的對策能夠起到舉一反三的效果。