分析大跨钢结构箱梁桥现场焊接施工

曹建

摘    要：随着现代经济的不断发展，桥梁钢结构已经逐步成为当今社会交通工程施工的必需品。由于钢结构桥梁在桥梁工程中的大量使用，势必在施工工艺、施工技术和施工质量中出现这样那样的质量问题和质量缺陷，因此加强对钢结构桥梁施工工艺，施工质量，施工技术和安全技术工作的控制是保证钢结构桥梁的质量水平的不断提高的关键所在，从而推动我国桥梁技术的不断发展和创新。

关键词：波形钢腹板;大跨径桥梁;边跨直线段

1  引言

道路桥梁工程是我国与各个地区相互交流与发展的重要的基础设施，目前飞速发展的交通事业已经成为我国经济增长的主要基础和动力，也一定程度上带动了我国社会经济文化的发展。

2   钢结构施工特点的分析

随着我国经济的快速发展，国民的机动车的持有量也不断上升以及城市交通的大规模建设，我国钢结构桥梁建设仍然存在着数量不足，布局不均衡，管理力度不够，景观效果欠佳等问题。作为设计人员应在设计上有所突破，施工单位严格控制质量关，为人民创造一个安全，舒适的交通环境。由于钢结构工程结构性能好，自重轻，是施工速度快，大量的钢结构工业厂房，住在小区，高层建筑，桥梁相继出现，由于钢结构的在建筑领域的广泛应用，施工质量的好坏直接影响工程烦结构的安全，如何控制施工质量以引起业内人士的重视，因此，桥梁建筑对钢结构施工质量的控制就显得尤为重要，对于全焊接钢结构施工监视，我们认为制作阶段的监理工作非常重要，要充分重视，像土建工程烦人监理一样，要做好事前控制和事中控制，对各工序，各分项工程都要检查，并且要及时而认真，严格而到位，因为钢结构的产品出现一点误差就有可能导致很严重的后果，造成巨大的损失。

3  桥梁钢结构总体设计方法

3.1  横向抗倾覆稳固设计

钢结构桥梁通常自重轻、强度高，不过，计划小半径与多车道时，现在研究得最火爆的便是其抗倾覆性能。过去的桥梁作业，因为设计影响，造成在施工作业中以及桥梁投入使用后出现桥体倾覆现象。由于连续钢梁均是小半径，因此其跨度就相对较大，一旦又出现钢梁窄于桥面的情形，这肯定不会是最佳的活载情况，稍有不慎便会导致桥梁外侧支座受力提升，内侧支座无受力情况，如此由于横梁受力极度不均，最终将出现梁体倾覆的情况。

3.2  连接结构完备性设计事项

桥梁焊接构造的完备性设计是确保桥梁全面平稳的重要前提，其焊接的接头方式由于受力差异而各不相同，其接头位置的应力影响造成了母材构造与受力机能的差异，而且，在实施焊接时无法完全清除应力，焊接应力常常造成连接接头出现变形的现象，使得焊接接头出现许多不足，无法实现桥梁的整体设计目标。因此，设计整座桥梁时，理应思索如何设计焊接接头，在达到相应标准的条件下，理应做到以下几点：其一，依据具体情况选择方法，且借助焊接性检验标准去了解静力与疲劳情况，借此明确选用何种焊接方式;其二，设计焊接内容时，理应周密地设计其主要细节，使焊接过程受力平均，力求应力减少;其三，焊接设计理应满足相应的焊接检验标准，而且对于焊缝质量的检验必须借助无损检验等对应参数。

3.3   竖向加劲肋配置

通常而言，钢结构桥梁具备三种竖向加劲肋，即U型、扁钢型与球扁钢型。U型与球扁钢相比，前者效果更好，不过对于平面线形的适应性而言，后者要强于前者。就简支梁桥来说，由于梁体上缘桥面承受着来自于车辆荷载与上缘受压两方面的影响，因此，梁体上缘最好采用U型加劲肋，构成正交异性桥面板，梁体下缘则使用球扁钢加劲肋为佳。

3.4  钢箱梁横梁设计

如果桥梁主道规划太宽，那么理应改进车道钢结构宽箱梁，在方案制作里，关键需实现其竖向计算目标，就横梁跨径而言，其数据必须自支座间双悬臂简支梁的推算里获得，在支座位置可使用纵向加劲肋有关手段，一旦纵向加劲肋无法达成目标，那么就需加上横向加劲肋，其计算方法和纵向雷同。

3.5  施工人孔的设定

对于桥梁的总体设计而言，人孔的位置确定是不可忽略的细节，一般情形下，为了便于施工，通常在桥梁箱梁顶板或者腹板处开设人孔。如果人孔开设在顶板，那么其最佳位置应是2.5跨径处，如果人孔开设在腹板，那么最好在应对较小的位置开设，比方简支梁，其人孔最好开设于跨中，对于连续梁，则一定得精准地算出剪力大小，将人孔设立于剪力最弱的地方。

4  钢结构箱梁桥的焊接施工

4.1  焊接准备

准备好手工电弧焊及CO2气保焊、特制的钢梁焊接的吊篮子、钢管搭建的操作平台等所需材料。采用的焊接材料和焊接设备技术条件必须符合国家标准，性能优良。清渣、气刨、焊条烘干保温等装置应齐全有效。焊接前先进行检查和预热。检查坡口角度、钝边、间隙及错口量，坡口内和两侧的锈斑、油污、氧化铁皮等应清除干净。焊前用气焊或特制烤枪对坡口及其两侧各100mm范围内的母材均匀加热。

4.2  焊接程序及质量控制

4.2.1  焊接片体

清除坡口内及其两侧铁锈，氧化皮等影响焊接质量的污物，坡口两侧打磨见白。在焊接端头装引弧板和引出板，其尺寸80×150mm，采用手工电弧焊，焊条型號CHE58-1，其烘干温度在350℃～400℃，保温1.5小时，超过4小时应重新烘干。定位焊距离400～600mm，焊缝长50～100mm。焊缝为多层多道焊，钢材厚度大于或等于25mm时均需预热焊，层间温度小于等于250℃时方可施焊。T型接头对接焊缝正面焊后反面清根，清根使用碳棒其规格为φ 10×355mm，型号13510。对接焊缝（包括T型对接焊缝）反面施焊后焊蜂清理，经自检、互检并打上焊工钢印报QC检查。

4.2.2  片体矫直

片体制作完毕，由于焊缝收缩及吊运等因素会产生一定程度的变形，其片体矫直主要有三种方法：

手工矫直：对于尺寸较小的零件如加劲肋、垫板等可用锤子在水平台上敲打的方法。②机械矫直：对于尺寸较大零件如：翼板、腹板可上型钢矫直机矫直。③火工矫直：对大尺寸且不适合上锟压机的零件可用火焰加热方法在胎架上火工矫直，钢板温度控制在600℃～800℃，矫正后钢板缓慢冷却，降至室温前不得锤打或用水急冷（Q345C钢材材质性质决定）。局部变形钢板需火工加重锤（5t、或10t）矫直。

4.3  质量检验

焊缝外观检验合格后应进行超声、射线、磁粉渗透等无损检测探伤，以检查其内在的几何缺陷。焊缝施工前应根据设计，标准和技术文件规定编制无损检测清册，明确焊缝编号，质量等级探伤方法、执行标准、探伤等级、探伤比例、探伤部位、探伤长度等。产品试板和定位板焊点的探伤也应列入焊缝清册。要制定与焊缝探伤清册中所列检测项目相对应的检测工艺规程并严格执行。对发现的超标缺陷应在缺陷位置记号，并定性、定位、定量地记录，提出返修处理要求，进行局部探伤抽检的焊缝。

5  结束语

总之，在建筑钢结构的施工过程中，选用的新材料必须通过相关部门主持的新产品鉴定，钢材应由生产厂提供指导性焊接工艺、热加工和热处理工艺参数、相应钢材的焊接接头性能数据等资料，焊接材料应由生产厂提供贮存及焊前烘焙参数、熔敷金属成分、性能鉴定资料及指导性施焊参数，应在专家论证、评审和焊接工艺评定合格后投入工程应用。

参考文献：

[1] 王身宁.特大跨波形钢腹板PC连续箱梁桥施工监控方案设计[J].广东建材，2017（5）.

[2] 姜海波，陈远航，刘博，冯文贤，周成鑫.大跨径波形钢腹板PC组合连续箱梁桥静力特性研究[J].广东建材，2018（7）.