杭州東站擴建工程站房地下通道鋼結構工程焊接工藝評定

浙江東南網架股份有限公司 （杭州 311029） 楊弘生 周觀根 吳志新

1. 工程概況

杭州東站是“長三角”重要的現代化綜合交通樞紐，緊鄰錢塘江二橋，是杭州從“西湖時代”邁向“錢塘江時代”的標志性建筑，在設計中充分體現杭州“精致和諧，大氣開放”的城市形象，以及面向未來的時代精神。站房主體圓潤流暢的整體形態，仿佛錢塘江大潮一般，舒展流暢，具有鮮明的形象特征，如圖1、圖2所示。

圖1 杭州東站整體效果

圖2 杭州東站立面效果

杭州東站包含有磁懸浮、地鐵等軌道交通系統，旅客流線較為復雜，平面設計在完整的大空間體系中實現多種交通流線的高效銜接，方便換乘。

建筑總面積301 157.5m2，其中鐵路站房246 347.5 m2，磁懸浮站房54 810 m2。架空平臺23 191 m2，無站臺柱雨棚覆蓋1～15站臺，面積73 952 m2。站房東西外立面設計由“錢江大潮”幻化而來，呈圓潤流暢的形態，站房中間高，兩側低。主站房中間最高點標高39.3m。

2. 試驗用鋼材、焊材及焊接方法

（1）試驗用鋼材 本工程大量采用Q345qE、Q345qD鋼板，其執行標準為《橋梁用結構鋼》GB/T714—2008。同時還大量采用了Q420GJC鋼板，其執行標準為《建筑結構用鋼板》GB/T19879—2005。Q345q級鋼板主要為橋梁結構用鋼板，在建筑鋼結構行業中如此大量使用還是首次；Q420GJC鋼板在本公司也是首次采用。按《建筑鋼結構焊接技術規程》（JGJ81—2002）的規定，在鋼結構構件制作及安裝施工前需進行工藝評定試驗。

（2）焊接材料 通過對母材性能的分析，結合對市場現有焊材情況的調查，確定了相應的匹配焊材，焊接材料選用如表1所示。

表1 焊接材料選用

（3）焊接方法 主要采用了CO2氣體保護焊、埋弧焊等兩種焊接方法。

3. 焊接工藝評定方案

（1）焊接工藝評定 根據《鐵路鋼橋制造規范》（TB10212—2009）、《建筑鋼結構焊接技術規程》（JGJ81—2002）中的相關規定，并結合產品采用的鋼板厚度、節點形式、焊接方法等編制焊接工藝評定試驗方案，并根據鋼結構工程節點形式提出相應的焊接工藝評定指導書，用來指導焊接工藝評定試驗。具體焊接工藝評定試驗匯總如表2所示。

（2）焊接參數 焊接參數如表3所示。

表2 焊接工藝評定試驗匯總

（續）

（3）焊前預熱 預熱溫度應符合表4的規定要求。

表3 焊接參數

表4 最低預熱溫度要求

（4）層間溫度控制 焊接過程應連續，但應控制好道間溫度＜230℃，下限不應低于預熱溫度。

（5）保溫緩冷措施 當板厚≥40mm時，焊縫焊接完成后，立即覆蓋多層保溫棉保溫緩冷。

（6）檢測類別和試樣數量 《鐵路鋼橋制造規范》（TB10212—2009）和《建筑鋼結構焊接技術規程》（JGJ81—2002）中，關于試驗的檢測類別和試樣數量有所不同，以板對接接頭為例：《鐵路鋼橋制造規范》試驗項目包括拉伸試驗為1件；焊縫金屬拉伸試驗為1件等。而《建筑鋼結構焊接技術規程》拉伸試驗為2件，無焊縫金屬拉伸試驗。為此，對于橋梁結構用鋼Q345q鋼板的焊評綜合了兩本規范（程），確定了試驗檢測類別和試樣數量，如表5所示。

表5 試驗檢測類別和試樣數量

4. 焊接工藝評定試驗結果

試件焊接完畢經外觀及超聲波檢測合格后，進行試件的加工及相關試驗，試驗結果如下：

（1）接頭拉伸及沖擊試驗結果如表6所示。

（2）焊縫金屬拉伸及硬度試驗結果如表7所示。

表6 板對接拉伸及沖擊試驗結果

表7 焊縫金屬拉伸及硬度試驗結果

（3）彎曲試驗 板對接接頭需進行彎曲試驗的試樣彎至180°后未產生裂紋等缺陷。

（4）宏觀酸蝕試驗 試樣經酸腐蝕后，焊縫及熱影響區表面無肉眼可見的裂紋、未熔合等缺陷。

5. 結語

（1）通過采取必要的預熱、層間溫度控制、保溫緩冷等工藝措施，防止冷裂紋的產生，保證了試件的焊接質量。

（2）焊接接頭力學試驗均滿足規范要求。

（3）接頭最高硬度試驗表明，Q345qE鋼的淬硬傾向不大，其中4號試件最高硬度值為179HV10，遠小于350HV10。

（4） 焊接工藝評定試驗結果表明，試驗所選用的焊接工藝合理，焊接接頭力學性能均滿足技術要求，試驗所采用的焊接工藝可以作為杭州鐵路樞紐杭州東站擴建工程站房地下通道鋼結構工程焊接工藝規程編制的依據。