钢结构箱型桥梁焊接质量控制技术

（甘肃博睿交通重型装备有限公司，甘肃兰州市，730502）杨洮林 姜艳雯

随着中国社会经济和科学技术的不断发展，中国的公路桥梁建设技术也有了很大的进步。钢结构是现代建筑中使用最广泛的结构类型之一。为了保证桥梁的最终施工质量，有必要保证钢结构的质量和焊接性能。建筑业在进行钢结构焊接工作时也从多方面考虑钢结构桥梁的施工，充分了解钢结构焊接工艺的要点，提高钢结构桥梁焊接施工的质量。

1 工程概况

主线高架桥梁在与某高速公路相交处，其结构形式为钢结构箱型连续梁，该箱型梁上跨某高速。某高速主干宽55m（双向8车道），有一匝道出口宽3m，高速公路中分带宽3.0m，为减少桥梁跨径，高速公路中央设置桥墩。钢箱梁分为50+50m两跨，上面板总宽25m，梁高2 500mm。

工程难点分析：（1）该钢箱梁外形大、焊缝多、制造安装精度要求高，必须制定好合理的施焊顺序，整个焊接工程的焊缝检测和返工要有相应的预案，确保钢箱梁成品符合设计和规范要求。（2）钢箱梁跨过某高速公路，安装过程中不允许封路，必须要组织好交通疏导，确保施工安全和道路通行顺畅。

2 钢结构桥梁概述

钢结构主要由钢材组成，也是建筑结构的主要类型之一。钢结构因其承载力强，柔韧性好，操作简便等独特优势，也被广泛用于中国的公路桥梁建设。钢结构桥梁主要由钢结构组成，钢结构桥梁中通常使用50%以上的钢结构，称为大型钢结构桥梁。实际建筑中使用的钢板也主要是低合金钢。桥梁上的钢梁类型更多，包括箱梁和叠层梁。钢桥的主要结构由斜拉钢塔和钢结构甲板组成。钢塔主要由多个不同大小的单个钢箱组成。有隔板，加强筋和钢。结构桥面板是通过将多个具有相似结构的桥面板箱连接在一起而形成的。甲板的内部包括盖板，底板，两侧倾斜的腹板，隔板和箱形U型肋。

3 钢结构桥梁焊接结构要点

焊接工作是钢结构桥梁施工的重要环节之一，其焊接质量直接影响钢结构桥梁的施工质量。在实际施工中，要根据钢框架结构的实际施工情况和施工环境选择适合施工的焊接工艺。焊接工作完成后，由专职的质量控制人员仔细测试焊接质量，焊接质量符合钢结构桥梁结构的要求。焊接质量检查过程中使用了许多方法，包括外观检查和设备检查。设备检查包括超声波探伤和磁粉探伤。

4 焊缝质量控制

4.1 焊接方法和焊接材料的选择

钢箱梁的基材为Q345qD，钢板的厚度为δ10至δ35mm。根据基材的特性和施工现场的条件，采用点焊进行点焊，采用药芯焊丝进行的二氧化碳气体保护焊进行填充焊，自动水下电弧焊进行覆盖焊。药芯焊丝使用的是天津金桥公司提供的JQYJ501Ni-1焊丝，具体取决于焊接材料的结构条件和技术性能，与中国一些主要的焊接材料生产商相比。做到了直径1.2mm，二氧化碳保护气纯度99.5%以上，水下电弧焊线为H08MnA，焊剂为H431，定位焊用焊条为J507。

4.2 焊接工艺参数

在钢箱梁焊接操作中，适当的焊接工艺参数直接决定焊接接头的质量。随着水下电弧焊和手工电极焊接技术的成熟和应用，该项目的重点是了解金属丝二氧化碳气体保护焊的工艺参数。焊接电流和电弧电压是二氧化碳气体保护焊的主要参数之一。如果焊接电流小，进给速度将变慢，熔深会变浅，这将影响焊接质量和工作效率。如果焊接电流大，则容易发生咬边和烧穿等问题。低电弧电压会增加飞溅，使焊缝变窄，并倾向于增加焊接强度。较高的电压会导致更长的电弧长度，更宽的焊缝，更浅的熔深和更易于产生气孔。因此，为了确保焊接接头的质量和效率，通过重复的过程测试和焊接工艺认证确定了合适的焊接电流和电弧电压。

4.3 焊接操作要求

（1）焊接底层，在焊接开始点之前50mm在引弧板上点燃电弧，然后进行电弧焊接。熄灭电弧时，不能用接缝将其熄灭，但必须将电弧引导至离接缝50mm处的消弧板。电弧运输采用往复式电弧运输方案，两侧都短了一段距离，可以满足焊缝与母材之间平稳过渡的要求。（2）焊接填料层。在填充焊接之前，清洁第一层焊缝，以确保凹槽末端和凹角处没有熔合。如有必要，请使用角磨机将其卸下。在二氧化碳气体保护焊中，焊接线的长度为20至25mm，焊接速度为30～40mm/min，气体流速为20L/min，电弧法为斜圆法。（3）覆盖层的焊接与外观质量是否符合质量检验标准直接相关。

5 焊接变形控制

在对结构部件进行焊接和冷却之后，焊缝位置和焊接热影响区的残余应力较大，导致焊接部件变形，从而对结构部件的质量和性能产生不利影响。变形的类型包括平面内垂直和水平收缩变形，焊缝旋转变形和平面外横向弯曲变形（角度变形），垂直弯曲变形，波浪形变形和扭转变形。在该项目中，开发了以下技术措施来控制焊接变形。

5.1 优化的焊接设计

分割宽达4m的钢制箱形梁面板时，应尽量减少焊接数量并使用大尺寸构件。这减少了钢板元件之间的对接焊接。合理选择焊接形状和坡口尺寸，以最大程度减少沉积的金属总量并减少焊接变形。焊缝位置正确且对称分布，以利于焊接并避免最大应力。

5.2 采取技术措施

（1）确保焊接收缩量。对于板状元件平面中的垂直和水平收缩变形，长度方向保留用于制造过程中的二次切削余量，以使梁段的长度满足焊接和收缩后的结构要求。在焊接钢箱梁截面之后，再进行焊接。冲切电路板单元时，请使用正公差，对接焊接电路板单元时，请在焊接间隙上施加一定的焊接收缩量，以确保焊接后的整体尺寸。（2）设置变形防止。防止变形的方法通常用于板单元的焊接引起的面外横向弯曲变形。板单元焊接到抗变形框架。在板件的拼接焊接过程中，保留了变形防止功能，以减少焊接后的变形量。在整个组装过程中，框架保留用于侧向桥梁焊接，以固定钢箱梁。横向平直度符合要求。（3）将焊缝固定在平板单元上，以限制焊接变形。组装时，将底板焊接到轮胎框架的软管板上，以防止焊接后底板变形。通常使用软管板或压力法固定板单元的对焊和T焊。（4）选择合理的焊接顺序和焊接方向。

6 结束语

在钢箱梁制造过程中，精确控制焊接变形，残余应力和板件尺寸是确保现场施工精度的基础。钢箱梁的安装过程涉及严格的吊装，焊接和检查计划。有助于确保施工质量，加快施工速度并减少对交通的影响。本文介绍的焊接工艺和质量控制措施，焊接UT的最终合格率为97%，RT的合格率为95%，取得了良好的效果。