鋼結構箱型橋梁焊接質量控制技術

（甘肅博睿交通重型裝備有限公司，甘肅蘭州市，730502）楊洮林 姜艷雯

隨著中國社會經濟和科學技術的不斷發展，中國的公路橋梁建設技術也有了很大的進步。鋼結構是現代建筑中使用最廣泛的結構類型之一。為了保證橋梁的最終施工質量，有必要保證鋼結構的質量和焊接性能。建筑業在進行鋼結構焊接工作時也從多方面考慮鋼結構橋梁的施工，充分了解鋼結構焊接工藝的要點，提高鋼結構橋梁焊接施工的質量。

1 工程概況

主線高架橋梁在與某高速公路相交處，其結構形式為鋼結構箱型連續梁，該箱型梁上跨某高速。某高速主干寬55m（雙向8車道），有一匝道出口寬3m，高速公路中分帶寬3.0m，為減少橋梁跨徑，高速公路中央設置橋墩。鋼箱梁分為50+50m兩跨，上面板總寬25m，梁高2 500mm。

工程難點分析：（1）該鋼箱梁外形大、焊縫多、制造安裝精度要求高，必須制定好合理的施焊順序，整個焊接工程的焊縫檢測和返工要有相應的預案，確保鋼箱梁成品符合設計和規范要求。（2）鋼箱梁跨過某高速公路，安裝過程中不允許封路，必須要組織好交通疏導，確保施工安全和道路通行順暢。

2 鋼結構橋梁概述

鋼結構主要由鋼材組成，也是建筑結構的主要類型之一。鋼結構因其承載力強，柔韌性好，操作簡便等獨特優勢，也被廣泛用于中國的公路橋梁建設。鋼結構橋梁主要由鋼結構組成，鋼結構橋梁中通常使用50%以上的鋼結構，稱為大型鋼結構橋梁。實際建筑中使用的鋼板也主要是低合金鋼。橋梁上的鋼梁類型更多，包括箱梁和疊層梁。鋼橋的主要結構由斜拉鋼塔和鋼結構甲板組成。鋼塔主要由多個不同大小的單個鋼箱組成。有隔板，加強筋和鋼。結構橋面板是通過將多個具有相似結構的橋面板箱連接在一起而形成的。甲板的內部包括蓋板，底板，兩側傾斜的腹板，隔板和箱形U型肋。

3 鋼結構橋梁焊接結構要點

焊接工作是鋼結構橋梁施工的重要環節之一，其焊接質量直接影響鋼結構橋梁的施工質量。在實際施工中，要根據鋼框架結構的實際施工情況和施工環境選擇適合施工的焊接工藝。焊接工作完成后，由專職的質量控制人員仔細測試焊接質量，焊接質量符合鋼結構橋梁結構的要求。焊接質量檢查過程中使用了許多方法，包括外觀檢查和設備檢查。設備檢查包括超聲波探傷和磁粉探傷。

4 焊縫質量控制

4.1 焊接方法和焊接材料的選擇

鋼箱梁的基材為Q345qD，鋼板的厚度為δ10至δ35mm。根據基材的特性和施工現場的條件，采用點焊進行點焊，采用藥芯焊絲進行的二氧化碳氣體保護焊進行填充焊，自動水下電弧焊進行覆蓋焊。藥芯焊絲使用的是天津金橋公司提供的JQYJ501Ni-1焊絲，具體取決于焊接材料的結構條件和技術性能，與中國一些主要的焊接材料生產商相比。做到了直徑1.2mm，二氧化碳保護氣純度99.5%以上，水下電弧焊線為H08MnA，焊劑為H431，定位焊用焊條為J507。

4.2 焊接工藝參數

在鋼箱梁焊接操作中，適當的焊接工藝參數直接決定焊接接頭的質量。隨著水下電弧焊和手工電極焊接技術的成熟和應用，該項目的重點是了解金屬絲二氧化碳氣體保護焊的工藝參數。焊接電流和電弧電壓是二氧化碳氣體保護焊的主要參數之一。如果焊接電流小，進給速度將變慢，熔深會變淺，這將影響焊接質量和工作效率。如果焊接電流大，則容易發生咬邊和燒穿等問題。低電弧電壓會增加飛濺，使焊縫變窄，并傾向于增加焊接強度。較高的電壓會導致更長的電弧長度，更寬的焊縫，更淺的熔深和更易于產生氣孔。因此，為了確保焊接接頭的質量和效率，通過重復的過程測試和焊接工藝認證確定了合適的焊接電流和電弧電壓。

4.3 焊接操作要求

（1）焊接底層，在焊接開始點之前50mm在引弧板上點燃電弧，然后進行電弧焊接。熄滅電弧時，不能用接縫將其熄滅，但必須將電弧引導至離接縫50mm處的消弧板。電弧運輸采用往復式電弧運輸方案，兩側都短了一段距離，可以滿足焊縫與母材之間平穩過渡的要求。（2）焊接填料層。在填充焊接之前，清潔第一層焊縫，以確保凹槽末端和凹角處沒有熔合。如有必要，請使用角磨機將其卸下。在二氧化碳氣體保護焊中，焊接線的長度為20至25mm，焊接速度為30～40mm/min，氣體流速為20L/min，電弧法為斜圓法。（3）覆蓋層的焊接與外觀質量是否符合質量檢驗標準直接相關。

5 焊接變形控制

在對結構部件進行焊接和冷卻之后，焊縫位置和焊接熱影響區的殘余應力較大，導致焊接部件變形，從而對結構部件的質量和性能產生不利影響。變形的類型包括平面內垂直和水平收縮變形，焊縫旋轉變形和平面外橫向彎曲變形（角度變形），垂直彎曲變形，波浪形變形和扭轉變形。在該項目中，開發了以下技術措施來控制焊接變形。

5.1 優化的焊接設計

分割寬達4m的鋼制箱形梁面板時，應盡量減少焊接數量并使用大尺寸構件。這減少了鋼板元件之間的對接焊接。合理選擇焊接形狀和坡口尺寸，以最大程度減少沉積的金屬總量并減少焊接變形。焊縫位置正確且對稱分布，以利于焊接并避免最大應力。

5.2 采取技術措施

（1）確保焊接收縮量。對于板狀元件平面中的垂直和水平收縮變形，長度方向保留用于制造過程中的二次切削余量，以使梁段的長度滿足焊接和收縮后的結構要求。在焊接鋼箱梁截面之后，再進行焊接。沖切電路板單元時，請使用正公差，對接焊接電路板單元時，請在焊接間隙上施加一定的焊接收縮量，以確保焊接后的整體尺寸。（2）設置變形防止。防止變形的方法通常用于板單元的焊接引起的面外橫向彎曲變形。板單元焊接到抗變形框架。在板件的拼接焊接過程中，保留了變形防止功能，以減少焊接后的變形量。在整個組裝過程中，框架保留用于側向橋梁焊接，以固定鋼箱梁。橫向平直度符合要求。（3）將焊縫固定在平板單元上，以限制焊接變形。組裝時，將底板焊接到輪胎框架的軟管板上，以防止焊接后底板變形。通常使用軟管板或壓力法固定板單元的對焊和T焊。（4）選擇合理的焊接順序和焊接方向。

6 結束語

在鋼箱梁制造過程中，精確控制焊接變形，殘余應力和板件尺寸是確保現場施工精度的基礎。鋼箱梁的安裝過程涉及嚴格的吊裝，焊接和檢查計劃。有助于確保施工質量，加快施工速度并減少對交通的影響。本文介紹的焊接工藝和質量控制措施，焊接UT的最終合格率為97%，RT的合格率為95%，取得了良好的效果。