公路钢结构桥梁中的焊接质量控制
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公路钢结构桥梁中的焊接质量控制
摘要:钢结构桥梁具有自重轻、承载强、跨度大、抗震性能好等优点,是连
通天堑、跨越江河、沟通地域非常重要的纽带。
建设大跨度、高质量钢桥,离不
开高性能的桥梁钢。
在这方面,美国、日本、韩国等发达国家起步较早,而我国
高性能桥梁钢的研究工作稍显滞后。
但是近年来,伴随着建设交通强国的步伐,
我国在相关领域的研究工作也取得了长足的进步。
与高性能桥梁钢的应用密不可
分的是高性能钢焊接技术。
焊接是发挥钢结构桥梁优势的重要保证,而由于工艺
本身的特点,焊接接头区域又是整体结构的薄弱环节。
因此,要实现高性能钢的
应用,必须突破焊接工艺。
本文围绕我国铁路钢桥的建设,主要回顾我国桥梁用
钢的发展历程,总结高性能钢焊接研究的主要进展。
关键词:公路;钢结构桥梁;焊接质量;控制
引言
近年来国内正在积极推进耐候钢桥梁建设,采用耐候钢制造桥梁,可以免涂
装使用,在满足节能环保要求的同时,大大降低桥梁全寿命期成本。
在耐候钢桥
制造中,根据耐候钢的种类和使用条件,选择合适的焊接材料和合理的焊接工艺,使焊接接头的力学性能、耐腐蚀性能与母材相匹配,是耐候钢桥梁结构安全性与
耐久性的重要保障。
1钢结构焊接
本项目焊接作业均采用电弧焊接,在钢结构焊接作业过程中,质量控制的重
点主要是焊缝部位,而影响焊缝质量的因素较为复杂,具体分析如下:(1)焊
接速度以及焊接电流,若焊接速度与焊接电流控制不当,则容易出现气孔。
这就
要求焊接作业人员根据焊件厚度、焊条型号以及直径等参数合理控制焊接电流;
要求保持等速焊接。
(2)焊接材料与焊接工艺,为确保焊接质量,本项目要求
采用碱性焊条;焊接工艺包括横焊、立焊、仰焊以及平焊,要求作业人员严格执
行相应焊接工艺要求。
2钢结构桥梁的优势与特点分析
通过将钢结构桥梁与具有传统特点的桥梁进行比较,发现二者之间有着很大
的不同,钢结构桥梁主要的优势与特点主要表现在多个方面,其一,钢结构桥梁
无论是其抗压性能、抗剪性能还是抗拉性能,都非常的高,并且满足新时代发展
过程当中,对桥梁所提出来的发展需求,而且性能已然超过传统桥梁,被广泛应
用在荷载较大的桥梁建设过程当中。
钢结构还有自重较轻等优势与特点,有效降
低和减少了桥梁自身的负荷,帮助施工企业节约了更多的成本支出,也给予工作
人员的运输和吊装工作的提供便捷,大幅度地提高施工的水平与效率。
其二,钢
结构桥梁的塑性和韧性也非常的好,高于传统的桥梁结构。
在遭遇到地震等突发
灾害时,可以进一步的提升桥梁的抗震性能,保证桥梁处在地震灾害当中,能够
更加的稳定和安全。
其三,钢结构桥梁的质量极好,而且制作流程具有规范性和
流水性特点,从根本上保证结构的总体质量,而且施工的时间较短,更是帮助施
工企业在规定的时间之内高质量地完成工作。
3公路钢结构桥梁中的焊接质量控制要点
3.1匹配的耐候桥梁钢焊接材料
我国耐候钢桥焊接标准高于国内其他行业标准和国外耐候钢桥标准,我国耐
候钢桥标准对焊接接头的要求在接头低温冲击性能、焊缝金属耐蚀性能要求等方
面明显高于其他标准。
美国AWSD1.5:2020《桥梁焊接规范》只对345MPa级耐候
钢的选材给出了要求,埋弧焊丝、气体保护焊用实芯焊丝、药芯焊丝应符合
AWSA5.23、AWSA5.28和AWSA5.29中的熔敷金属符合Ni1、Ni2等化学成分的要求,没有对焊缝金属的耐大气腐蚀性指数做出要求。
欧标EN1090-2:2018《钢结构和
铝结构施工第二部分:钢结构用技术要求》对耐候钢焊接材料的要求是保证焊缝
有不低于母材的耐候性能,并给出了几种焊接材料选择方案,但同样没有对焊缝
金属的耐大气腐蚀性指数做出要求。
3.2构件的安装工作
在运输吊装工作展开的过程当中,为了避免钢筋构架出现变形等问题,可以
提前在交叉或者是容易出现变形的地方,加入焊斜杆以及支架,在焊接拼装时,
可以运用固定夹具,固定之后再进行点焊,最后进行正式的焊接,而且焊接的实
际数据需要严格按照焊接工艺来进行。
钢筋保护层厚度的精确控制,还需运用混
凝土专用垫块绑扎,在主筋上面交错绑扎牢固,将已经制作完成的钢筋构件吊装
到临时支架上面,并不断进行测量与调整,设置好保险支撑。
在安装工作结束之后,根据设计工艺,高质量地完成相关的焊接工作,并对已经安装完毕的钢筋构
件进行认真检查,之后由监理工程师进行验收,合格之后,才能够进行下一步的
施工。
3.3钢箱梁桥的焊接
梁段间的焊接选用二氧化碳保护进行焊接,自动焊接底板、埋板、隔板等;
桥面系等附属结构设施采用二氧化碳半自动焊接,自动焊接有困难时需要进行手
动焊接。
钢箱梁的顶板和底板加筋肋焊接采用全熔透焊接,以保证焊接缝的饱满,避免焊接不密实产生疲劳损坏。
当加筋肋的厚度大于16mm时,顶板、底板与主
板的搭接宜选用坡口部分熔透的方式进行焊接。
箱梁焊接过程中所有搭接部位选
用熔透焊接以保证箱梁整体结构的承载力。
钢箱梁的主要受力部位是顶板、底板、腹板3个部分,因此在施工过程中要严格控制焊接质量。
在箱梁的焊接时应避免
潮湿、雨天等恶劣天气,对于有风的天气需要采取有效的防风措施,焊接部位有
锈蚀、油渍、水分、氧化皮等影响焊接效果因素存在时,需要对表面进行清洁后
再进行焊接。
焊接部位存在裂缝或搭接缝隙时需要进行焊接填充。
3.4验收工作
验收工作内容主要包括对安装现场的验收以及工厂制作的验收。
安装现场验
收内容主要包括对现场材料的质量进行验收,不要让低质量或者是不合格材料进
入施工现场,也防止因为不合格材料的使用,对工程的整体质量产生任何的影响。
安装现场情况验收主要指的是对安装的最终结果以及安装过程当中所使用的技术
进行检测,由专业工作人员对安装过程进行严格地监督与管理,尤其需要对钢结
构的安装质量进行把关,施工企业遵循技术当中的要求以及标准,应用科学的方
法来对施工人员的工作行为进行严格地约束与管理。
桥梁钢结构工厂制作验收工
作需要将产品的合格证、质量检测报告、设计、施工图纸等各种内容全部提交,
并且根据施工方案当中的内容对安装的实际过程展开科学、全面的验收工作。
结束语
跨度更大、性能更优的钢结构桥梁将在未来的工程建设中发挥重要作用。
高
性能桥梁钢是支撑相关领域进步的基础材料,国内关于高性能钢成分设计和加工
工艺的研究开展较早,也相对充分。
但是关于高性能钢焊接性能研究尚不够系统。
从利于材料应用的角度出发,焊接工艺的研究不能止步于满足工艺评定的需要。
然而,更加不能忽视的是关于高性能钢焊接性能、微观组织与宏观性能的内在联
系的深入研究。
只有清晰认识这些内在因素的作用机理,才能更好地研究高性能
钢焊接过程中的缺陷形成和性能劣化原因,进而改善接头性能,实现稳定的高质
量焊接。
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