鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用

尚孝振

鋼箱梁無(wú)損探傷檢測(cè)技術(shù)主要包括鋼箱梁涂層無(wú)損探傷技術(shù)包括鋼箱梁涂層外部的磁粉無(wú)損探傷檢測(cè)、鋼箱梁涂層內(nèi)部的超聲波和光譜無(wú)損探傷檢測(cè)以及鋼箱梁涂層外部厚度的探傷檢測(cè)。本文將結(jié)合我單位在北京鐵路樞紐豐臺(tái)站改造工程京廣特大橋鋼箱梁施工實(shí)際,詳細(xì)說(shuō)明鋼箱梁的無(wú)損檢查技術(shù)應(yīng)用于工程施工中的實(shí)際情況及其在工程質(zhì)量的影響。

隨著國(guó)內(nèi)基建行業(yè)施工水平及鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)水平的逐步提高，在工程設(shè)計(jì)及施工領(lǐng)域越來(lái)越多的上部結(jié)構(gòu)采用鋼箱梁的方式來(lái)抵消場(chǎng)地及空間上的不足，來(lái)保證結(jié)構(gòu)物的順利施工。鋼箱梁與混凝土相比自重輕、拼裝或者整體吊裝施工迅速、采用成品鋼材制作環(huán)境影響小、線性美觀且后期質(zhì)量問(wèn)題容易修復(fù)等優(yōu)點(diǎn)，跨徑遠(yuǎn)超混凝土結(jié)構(gòu)，因此得到各個(gè)建筑行業(yè)的大力推廣，廣泛應(yīng)用于公路、鐵路施工中。

北京鐵路樞紐豐臺(tái)站改建工程京廣特大橋鋼箱梁采用開口雙箱單室截面，梁高3.6m,腹板豎直設(shè)置,上翼板款2×0.6m,底板寬2.6m,腹板與中心間距2.5m,箱室間距5.0m,主梁腹板板厚20/18mm,腹板上翼緣及底板板厚均可以選擇30/36mm。36.1m、48.6m跨越既有線路要求的鋼箱梁。由于鋼盒梁是一種焊接性能好的結(jié)構(gòu),其焊縫比較多,所以產(chǎn)生的焊縫變形及殘余應(yīng)力比較大,在完全保證了焊縫質(zhì)量的必要條件下,應(yīng)該考慮采用焊縫變形小、焊接收縮小的方法。所有的焊工及其他焊接設(shè)備在進(jìn)行施工前都應(yīng)先對(duì)其做好焊接技術(shù)評(píng)定測(cè)試,滿足要求后,方可正常進(jìn)行施工。施工時(shí)要特別注意連接處的施工順序及其施工措施,并充分考慮必要的施工周期。創(chuàng)造安全、可靠的施工條件、滿足現(xiàn)場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)加工制造、質(zhì)量可靠的條件。得益于鐵正檢測(cè)科技有限公司公司完備的試驗(yàn)檢測(cè)資質(zhì)，有幸參與到京廣特大橋鋼箱梁施工檢測(cè)工作中。下面根據(jù)施工情況，詳細(xì)介紹鋼箱梁無(wú)損檢測(cè)的內(nèi)容及方法。

一、鋼結(jié)構(gòu)焊縫檢測(cè)

1.焊縫外觀質(zhì)量

焊縫外觀質(zhì)量：觀察法檢測(cè)或者使用電子放大鏡、游標(biāo)卡尺、焊縫量規(guī)檢查；

外觀質(zhì)量要求(見表1)。

表1 焊縫外觀質(zhì)量表

2.焊縫缺陷檢測(cè)

（1）焊縫表面缺陷：磁粉無(wú)損探傷檢測(cè)

焊縫表面磁粉探傷時(shí)應(yīng)根據(jù)被測(cè)工件的形狀、尺寸和表面狀態(tài)選擇，并應(yīng)滿足檢測(cè)靈敏度的要求。嚴(yán)格按照《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》（GB50205-2020）、《焊縫無(wú)損檢測(cè)磁粉檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》GBT 26951-2011的要求執(zhí)行。

（2）焊縫內(nèi)部缺陷：超聲波和射線無(wú)損探傷檢測(cè)

一級(jí)焊縫:嚴(yán)格遵守《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》 gb50205 -2020第5.2.4規(guī)定:對(duì)焊縫內(nèi)部的缺陷必須進(jìn)行超聲波檢測(cè),超聲波探傷的比例設(shè)置為100%,評(píng)定一級(jí) ii 級(jí),檢測(cè)合格率為 b 。焊縫內(nèi)部有缺陷的射線檢測(cè)探傷率的比例是100%,評(píng)定探傷率為 ii ,檢測(cè)指標(biāo)為AB。

二級(jí)焊縫：依據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》GB50205-2020第5.2.4規(guī)定：焊縫內(nèi)部缺陷超聲波探傷比例為20%，評(píng)定等級(jí)Ⅲ，檢測(cè)等級(jí)B。內(nèi)部缺陷射線探傷比例為20%，評(píng)定等級(jí)III，檢測(cè)等級(jí)AB。

焊縫表面及內(nèi)部缺陷的檢測(cè),嚴(yán)格遵守《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》 gb50205 -2020、《焊縫無(wú)損檢測(cè)超聲檢測(cè)技術(shù)、檢測(cè)等級(jí)評(píng)定》( gb / t 11345-2013)、《焊縫無(wú)損檢測(cè)射線檢測(cè)第1部分: x 和伽馬射線的膠片技術(shù)》 gb / t 3323.1-2019。

（3）超聲波無(wú)損檢測(cè)

一級(jí)焊縫采用超聲波無(wú)損檢查。檢測(cè)工作人員要經(jīng)過(guò)行政主管機(jī)構(gòu)的考核,并必須具備相應(yīng)的職業(yè)技術(shù)資格證書。僅允許從事職業(yè)資格認(rèn)定范圍內(nèi)的檢測(cè)工作。探頭運(yùn)動(dòng)區(qū)域應(yīng)清潔干凈。對(duì)于探測(cè)表面的深坑要進(jìn)行補(bǔ)焊,然后將其打磨平滑,以保持良好的聲學(xué)接觸。能夠讓探頭可以自由地掃查,否則,應(yīng)用鋼刷機(jī)對(duì)其進(jìn)行一次打磨。在焊縫表面要打磨均勻平整、清潔勻順,并及時(shí)修補(bǔ)可能影響判傷的各種缺陷。

依據(jù)《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)》（GB/T 11345-1989）的手動(dòng)超聲波探測(cè)方法和缺陷檢測(cè)結(jié)果的分類，超聲波無(wú)損檢查等級(jí)為B。所有的級(jí)別都必須是焊接缺陷檢測(cè)的對(duì)象，缺陷檢測(cè)的比例一般是各焊接的20%。根據(jù)RB-2比較測(cè)試塊中檢測(cè)到的實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)，繪制在語(yǔ)句“距離振幅曲線”中使用的探針和器具。該曲線的家庭由三個(gè)部分組成：評(píng)估線、定量線廢料線。評(píng)估線和廢棄物線之間的區(qū)域稱為區(qū)域I，定量線和丟棄線之間的區(qū)域稱為區(qū)域II，丟棄線稱為區(qū)域III。

圖1 距離—波幅曲線示意圖

在焊接過(guò)程中檢測(cè)到橫向泄漏時(shí)，各焊接線的靈敏度最大增加6dB的掃描靈敏度不超過(guò)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)線的缺陷檢測(cè)方法是對(duì)角度探針進(jìn)行單面和雙面的缺陷檢測(cè)。

為了檢測(cè)焊接部的長(zhǎng)邊缺陷，將探針?lè)胖迷谂c焊接部的中心線垂直的檢測(cè)面上，掃描鋸齒狀的動(dòng)作。在探測(cè)前后運(yùn)動(dòng)的范圍中，使保證能夠掃描所有焊接部和熱影響部的探針垂直移動(dòng)到焊接部并進(jìn)退，在左右方向旋轉(zhuǎn)10°到15°，檢測(cè)焊接部和熱影響部的橫向缺陷。可以在焊接中心線10°～20°的角度，在焊接兩側(cè)的邊緣部斜平行掃描探針，掃描靈敏度增加6dB。

二、涂層質(zhì)量檢測(cè)方法及數(shù)量

1.檢測(cè)方法

外觀質(zhì)量：觀察法。

涂層厚度：電磁感應(yīng)法。

2.檢測(cè)數(shù)量

外觀質(zhì)量：全數(shù)檢查。

涂層厚度:依據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》(gb50205 -2020)第14.2.1條中的其他有關(guān)要求,按照對(duì)各種構(gòu)件總體數(shù)量進(jìn)行了抽查10%,且對(duì)各種同類構(gòu)件的總體數(shù)量不宜低于3件,每個(gè)構(gòu)件在基礎(chǔ)上共分別檢測(cè)五處,每處總體數(shù)值分別是為基礎(chǔ)上一個(gè)相距 50mm的計(jì)算測(cè)點(diǎn)涂層與干燥后的漆膜面積厚度成一個(gè)平均值。

3.波形鋼腹板的涂裝質(zhì)量檢驗(yàn)要求

涂層處理表面完整光潔,均勻一致,無(wú)任何破損、氣泡、裂紋、針孔、凹陷、麻點(diǎn)、流掛及皺皮等缺陷,涂后的油漆膜與其他部位顏色相同。

三、檢測(cè)結(jié)果

通過(guò)對(duì)京廣特大橋鋼箱梁無(wú)損檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)采用工廠焊接機(jī)器人焊接部位焊接質(zhì)量?jī)?yōu)于現(xiàn)場(chǎng)工人焊接質(zhì)量，因此，對(duì)大型鋼結(jié)構(gòu)焊接工程盡量采用工廠焊接，現(xiàn)場(chǎng)拼裝的方法。當(dāng)抽檢焊接質(zhì)量存在問(wèn)題，及時(shí)排查當(dāng)日焊接工所焊所有焊縫，存在問(wèn)題及時(shí)返修。最終檢測(cè)所有焊縫焊接質(zhì)量均滿足《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》GB50205-2020及設(shè)計(jì)要求。鋼箱梁內(nèi)外防腐涂裝層總厚度均滿足設(shè)計(jì)要求。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)采用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)鋼箱梁在場(chǎng)內(nèi)加工、現(xiàn)場(chǎng)拼裝、整體涂裝各個(gè)環(huán)節(jié)質(zhì)量控制，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，將質(zhì)量問(wèn)題消除在萌芽中，極大地提高了鋼箱梁的施工質(zhì)量。鋼箱梁施工如今日趨廣泛，在公路、鐵路、市政、建筑等各個(gè)行業(yè)均在全面推廣，全國(guó)在建鋼箱梁橋梁工程也在不斷增加，市場(chǎng)前景廣闊。