张新辉
(中铁二十局集团第四工程有限公司, 山东 青岛 266000)
目前,我国城市桥梁工程中所使用的钢箱梁基本都是厂家先把材料运到工地加工场,在工地加工场分段加工、拼装,再运至吊装地点分段吊装或整体吊装。钢箱梁焊接质量的好坏和安装位置的精确性是钢箱梁整体结构受力的关键所在。所以,应加强钢箱梁吊装过程中的位置放样和焊接质量控制与检验。施工过程中应该以预防为主,严格把控焊接的每一个步骤,在保证焊接质量的情况下,降低建设成本,使城市桥梁实现最大的经济和使用价值。本文主要通过对作业人员资质、原材料检验、设备检验、焊接工艺、支架搭设、梁体吊装等多方面进行研究,对城市桥梁工程中钢箱梁施工质量控制要点进行重点分析,为提高城市桥梁工程中钢箱梁质量提供相关的参考。
某城市桥梁工程的桥梁总施工长度为376m,主桥采用大鹏展翅连续桥梁,共四联,其中第四联为钢箱梁,其余为预应力混凝土连续梁。孔跨布置为(3×35)+(3×35)+(2×30)+(26+45+35)=376m,标准桥宽23m。其中第四联的钢箱梁所在位置为原有线路旧桥处,原有线路旧桥跨越已有高速公路,车流量大,交通繁重。经项目部会同相关单位开会研究决定,并报建设单位和相关部门批准,先对施工范围内的原有高速公路进行临时改线,改线周期限定为三个月。其次对跨高速公路的原有旧桥进行拆除后,再架设跨越高速公路部分的钢箱梁,跨高速公路部分的钢箱梁架设完成后,立即恢复施工范围内原有高速公路交通,后期再进行高速公路两侧钢箱梁的施工。
钢箱梁焊接前,应对焊接人员,焊接质量检查人员,无损检测人员的作业资质进行审查。焊接人员必须持有相应的焊工合格证,证书应在有效期内,且焊工的焊接工作不能超出持证项目允许范围。钢箱梁重点部位和焊接难度高的部位应由经验丰富的焊接人员施焊。施焊前应对焊接人员进行岗前培训,岗前培训内容包括:1、现场临时安全用电操作规范和安全注意事项。2、熟悉各种焊接材料和焊接设备的性能参数。3、焊接过程中易出现的质量通病和防治措施。通过培训和考试合格的焊接人员方可正式上岗,进行钢箱梁焊接作业。焊接质量检查人员必须持有相关专业的质量员证书,并具有丰富的施工经验,熟知焊接过程中各种常见焊缝问题产生的原因和预防措施,并熟悉相关专业各种质量检查和验收规范。无损检测人员应持有相关专业无损检测资质证书,检测过程中应细心严谨、严格把控,确保合格的焊接结构应用于桥梁中。
钢箱梁中所用的主要原材料有钢材、焊接材料。钢箱梁钢材进场后,首先,应检查钢材和其他材料的质量证明书和检验报告。无钢材质量证明书和检验报告的钢材严禁使用。其次,应对钢材的长度、宽度、厚度进行检查,检查结果必须符合设计图纸要求。另外,钢箱梁钢材的表面应保持整洁,无较大的麻点和较深的划痕深度。钢箱梁钢材的防腐底漆应在出厂前完成涂装,钢箱梁箱室内及其他焊接部位处应采取特殊保护,避免防腐底漆涂装到焊接部位而影响后续的焊缝施工。由于钢箱梁施工周期内天气变化多端,为防止钢材产生生锈腐蚀,钢箱梁钢材进场后应对钢材的防腐底漆进行全面检查,缺少和损毁防腐底漆的地方应及时喷涂。焊接材料作为钢箱梁的主体结构的一部分,必须根据焊缝与母材等强原则选用。焊接材料除进场时必须有生产厂家的出厂质量证明外还应按现行有关标准进行复验。发现焊接材料有受潮、脱皮、焊芯生锈、沾染油渍、污渍的情况时要再次进行查验,对于不符合焊接要求的焊接材料要坚决丢弃,不予使用。焊接材料应由专人进行分类贮存,按照材料管理制度严格管理,适当限制材料的保存和使用周期,以免材料存放过久使性能改变而影响使用,造成材料浪费现象。
在钢箱梁焊接过程中,焊接设备的好坏也对焊接质量有着很大的影响。所以,平时要重点加强对焊接设备的各项性能指标进行重点检测。主要的焊接设备有:手动电弧焊机、二氧化碳焊机、埋弧焊机等。主要的切割工具有:数控火焰切割机、手工气割机、剪切机等其他辅助工具。主要的无损检测设备有:射线检测仪、超声波检测仪等。以上这些设备在使用前应注意检查有无出厂合格证、使用说明书等,并检查设备的型号及各项性能参数是否与现场施工技术条件相匹配等。另外,在这些设备正式使用前,还应请有相关资质的单位对这些设备进行校准,保证设备正常工作,减少施工过程中的错误,从而保证钢箱梁焊接质量的可靠性。
焊接工艺评定是指为验证所拟定的焊件焊接工艺的正确性而进行的试验过程及结果评价。焊接工艺是保证焊接质量的重要措施,它能确认为各种焊接接头编制的焊接工艺指导书的正确性和合理性。通过焊接工艺评定,检验按拟订的焊接工艺指导书焊制的焊接接头的使用性能是否符合设计要求,并为正式制定焊接工艺指导书或焊接工艺卡提供可靠的依据。钢箱梁由于采用了中厚板件,大量使用半自动焊和手工焊,为确保焊接结构具有足够的韧性和塑性,必须严格焊接工艺操作,进行焊前工艺评定。焊接工艺评定都要求在焊接前编制相关的焊接项目指导书,主要包括:接头形式、焊道分布、缝隙大小、焊接材料的性能参数等。焊接工艺测评的方法有力学性能实验。试验结束后要评定焊接工艺,主要内容有:材料的规格型号、化学组分、焊接条件等。
钢箱梁临时支架必须有足够的承载力和抗倾覆安全系数储备,每组支架构件内部连接应用刚性材料焊接,使其形成一个整体受力体系,具有足够的承载力和抗倾覆能力。支架必须坐落在原有高速公路混凝土路面上或现浇混凝土基础上,钢管支架底部与方型钢板焊接牢固,每块方形钢板上预留四个孔洞,通过高强膨胀螺栓与高速公路混凝土路面或现浇混凝土基础紧密连接,确保支架受到钢箱梁自身荷载和其他外部荷载时,支架稳定可靠。高速公路上搭设的支架周围设置混凝土防撞设施并涂刷夜间反光带。混凝土防撞设施应坚实可靠且与支架有一定的安全距离,从而有效保证支架的安全性。
吊装前应先在工地加工场对已焊接好的各节钢箱梁进行全面检查和试拼装,试拼装合格后对各节进行编号。钢箱梁起吊前,根据钢箱梁重量选择起吊能力相近的起吊机具,并对支架、吊机等临时结构和钢箱梁结构本身在不同受力状态下的强度、刚度、稳定性进行验算,确保起吊万无一失。另外,吊装前还应对支架上的临时支座进行平面位置和高程复合,使误差在允许偏差范围内,从而确保此段钢箱梁的平面位置和线路高程。起吊过程中应有专人指挥,统一指挥信号、口令。钢箱梁吊装过程中应连续进行平面位置测量,每节吊装完成后应先把此节钢箱梁与相对应的临时支座进行焊接固定,再吊装剩余节段钢箱梁。整跨钢箱梁吊装完成后,再次对各节的钢箱梁进行对口间隙及高差检查,检查合格后进行钢箱梁焊接作业。
当前我国城市桥梁工程中钢箱梁被广泛使用,钢箱梁施工质量是一项至关重要的措施。特别是钢箱梁焊接质量要求高,施工周期短,吊装作业难度大,。因此,施工单位要牢牢树立预防为主、质量第一的意识。牢牢抓住质量这个核心,加强焊接过程质量控制,努力提高企业施工技术能力。
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