公路工程大型钢结构焊接质量控制探析

汤 泓，沈高飞

（1.江西省赣州市公路管理局宁都分局，江西 赣州 341000；2.江西省赣州市公路管理局直属分局，江西 赣州 341000）

1 大型钢结构应用概述

1.1 大型钢结构优点

大型钢结构凭借其跨越能力强，上、下结构可以同时施工等优点，普遍应用在大跨径钢围堰、钢箱梁等结构中，一些桥梁工程中还将其应用到钢塔柱结构中，取得了显著的效果。另外，桥梁工程中钢结构之间的搭接主要采用焊接方式，因为焊接方式不但容易操作，而且能够使钢结构之间的连接满足施工设计要求。据相关资料显示，我国自20世纪末至今，仅在长江上应用钢结构建设的桥梁多达20多座，大跨度钢结构施工技术相当成熟。

1.2 钢结构的焊接

桥梁工程中焊接之前，应首先制作符合施工设计要求的钢结构，即先制作组成钢结构的各板单元，并且预留一些角接头、十字型接头等，然后采用焊接的方式将这些各板单元连接起来。

大型钢结构之间的焊接主要采用熔化焊接方式，即先将焊接的钢结构接头加热呈现液态，从而将其与焊接材料熔化成统一的整体，经过冷却后钢结构之间就能很好的连接在一起。实际施工过程中采用的焊接工艺包括埋弧自动焊、二氧化碳气体保护焊、手工弧焊等，具体采用哪种焊接工艺应根据施工实际情况进行选择，以保证钢结构间的焊接质量。

2 公路工程大型钢结构焊接质量控制

公路工程大型钢结构比较容易出现的问题集中表现在焊接外观、焊接变形两个方面，因此对大型钢结构焊接方面的质量控制，主要针对这两个方面进行详细的探讨。

2.1 公路工程大型结构焊接外观质量控制

公路工程大型钢结构之间的焊接外观质量不好是普遍存在的问题，后来经过大量的施工实践，终于寻找出控制大型钢结构焊接外观质量的有效方法。

2.1.1 钢结构外观质量控制

应充分分析钢结构不同位置处的焊接特点与焊接工位，进而选择合理的焊接方法，例如，针对板单元间的对接焊缝，应先使用二氧化碳气体保护焊做基本的处理，然后使用埋弧自动焊工艺进行全程的焊接。针对对角焊缝应先使用实芯焊丝运用二氧化碳气体保护焊处理，接着使用半自动焊接方式焊接。

为了使焊缝外观质量满足设计目标要求，应按照从内到外的顺序进行焊接，即使用实芯焊丝二氧化碳气体保护半自动焊焊接其内侧，使用药芯二氧化碳气体保护自动焊焊接外侧。

对钢结构底板与顶板进行打底焊接时，操作不慎容易出现弧坑裂纹、根部缩孔以及焊接熔合不良等问题，这就需要打底焊接时应严格按照工艺参数要求进行，并采用先前拉或推的运条方式避免焊接过程中融合不均的问题。针对焊接反面成型质量不佳的情况，第一道埋弧自动焊后将除衬去除，进而托住受热下坠的金属，能够有效避免打底焊较薄，金属受热下坠引起反面质量问题的出现。

2.1.2 箱形截面外观质量控制

公路大型钢结构中箱形截面薄板单元的接头通常为单面坡口，并且带有钢陪衬，因此与腹板不能达到较好的紧贴效果，从而使焊渣进入中间的缝隙中，此时进行焊接容易出现夹渣不良现象，而且还容易出现气孔。导致焊接出现气孔的原因是，焊丝与母材直角边之间的距离太大热量不够充足。为了解决这个问题可以采取有效措施，拉近焊丝与直角边之间的距离，也可以适当调整焊嘴的倾斜角度，从而保证焊缝受热均匀。

为了有效避免焊接出现夹渣问题，应严格控制焊接的各个环节，保证其按照焊接工艺要求进行焊接。首先应对焊接表面进行去污、除锈处理，保证焊接表面的清洁；其次，将其表面清理干净后立即进行焊接，如果遇到下雨或者湿度较大的天气，不准进行焊接操作；最后，针对有预热要求施工，应按照工艺要求进行预热，同时根据施工实际情况，设置适中的坡口，以此防止出现夹渣现象。

2.2 大型钢结构焊接变形质量的控制

公路桥梁工程中运用的大型钢结构一般由工厂提供，然后进行现场安装，不过实际施工中受到施工位置较高等因素的影响，安装过程中调整起来难度非常大。为了保证安装质量，对工厂制造的大型钢结构焊接精度要求非常高，例如南京三桥钢搭节段的纵桥与横桥向的宽度偏差控制在2mm。之前大型钢结构的焊接精度控制主要通过热桥方式实现，不过使用热桥会给钢性材料的性能产生影响，所以应采取有效措施，严格控制大型钢结构焊接变形。

制作板块时应使用反变形钢架，焊接时采用双喷嘴头二氧化碳气体保护自动焊进行对称焊接，以此能够显著降低焊接中的变形。

对板面单元进行焊接时，如果其厚度较小则可采用单面焊接双面成型的方式进行，以此保证焊接质量。如果其厚度较大，则将其改为双面坡口进行焊接，这样以来不但能够降低焊接的劳动强度，而且能够有效控制焊接的变形量。另外，还可以进行马板刚性约束、预设反变形等，加强对焊接变形的控制。

为了减小焊接箱体、钢塔时的变形，应根据焊接结构特点，充分分析影响焊接变形的各个因素，并制作对应的约束工装，尤其是距离端口较小且为熔透焊缝的位置，应制作刚度较强的约束工装，以此避免其出现较大的变形。另外，大型钢结构已经焊接的位置，对未焊接的位置也会产生的一定的影响，进而使其产生变形，为此，焊接过程中可采用对称焊接、交替焊接等方法，控制钢结构焊接的变形量。

3 结语

大型钢结构在公路桥梁工程中起着举足轻重的作用，因此，应针对钢结构焊接过程中出现的焊缝不满足施工目标要求，以及焊接变形等常见问题，充分分析其出现的原因，积极的寻找应对措施，加强焊接过程中的质量控制，不断提高钢结构质量进而保证公路桥梁工程满足当今时代的发展要求，为促进我国的经济发展做出突出贡献。

[1] 王用中.我国桥梁钢结构的应用现状与展望[J].施工技术，2010（08）.

[2] 韩东锐，张波，隋景堂，等.海工桥梁钢结构腐蚀监检测技术探讨[J].公路交通科技， 2010（S1）.

[3] 高峰.钢结构焊接质量控制[J].黑龙江科技信息，2009（18）.