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市政高架桥钢箱梁工程焊接施工技术及质量控制
摘要:本文主要介绍了市政高架桥钢箱梁工程焊接施工技术及质量控制。首先,在焊接前需要进行充分的准备工作,包括材料选择、焊缝清理等。接着,详细阐述了钢箱梁焊接的顺序和技术要求,包括顶、底、腹板单元件焊接,横隔板单元件焊接以及梁段总装焊接。在桥位焊缝焊接部分,给出了总体和单个节段钢箱梁的焊接顺序。最后,强调了焊缝检测的重要性,包括外观检测、无损检验以及缺陷修补。通过严格的质量控制,确保了钢箱梁焊接施工的质量和安全性。
关键词:钢箱梁工程;焊接施工;质量控制;U肋角焊缝焊接工艺
引言
随着我国城市化进程的加快,市政高架桥的建设需求日益增长。钢箱梁作为一种常见的桥梁结构形式,具有自重轻、强度高、施工速度快等优点,因此在市政高架桥建设中得到了广泛应用。焊接施工是钢箱梁工程中的关键环节,焊接质量直接影响到桥梁的安全性和使用寿命。因此,对市政高架桥钢箱梁工程焊接施工技术及质量控制进行研究具有重要意义。
1 焊接前准备工作
1.施工现场准备。在施工前,需对焊接场地进行清理,并检查场地内的安全设施和施工环境。同时,需对焊接区域进行打围处理,并设置醒目的警示牌,禁止非焊接人员进入施工区域。
2.焊工资格认证。焊工在进入焊接前,需进行焊工资格认证,并持有焊工上岗证。
3.焊件检验。对经过检验合格的钢箱梁焊接焊缝进行焊接前检验,并将其按照设计图纸要求的相关技术指标进行检查。
2 钢箱梁焊接顺序及技术要求
2.1 顶、底、腹板单元件焊接技术要求
在进行钢结构焊接过程中,三个关键部位分别为顶、底、腹板,这些部位设置有加劲肋。为了确保焊接质量和强度,这些部位的角焊缝应在反变形胎架处进行施焊。在实际操作中,建议采用自动焊焊接技术,这是因为自动焊焊接具有高效、精确和稳定的优点。然而,在自动焊小车无法操作的情况下,也可以选择半自动焊焊接作为替代方案。
在进行焊接时,间隔对称焊接方法被认为较为合适。这种方法不仅能够保证焊接质量,还能够提高焊接效率。根据施工需求的不同,可以安排1~2名焊工进行焊接工作。为了保证焊接效果的一致性,要求各位焊工在焊接方向和焊接速度上保持一致。
2.2 横隔板单元件焊接技术要求
在进行焊接工作时,需遵循一定的操作顺序和质量控制原则,以确保焊接质量达到预期标准。在这个过程中,横隔板纵横向加劲和人工加劲圈的操作顺序尤为重要。
2.3 梁段总装焊接技术要求
采用先进的装配定位技术,有效控制钢箱梁的安装偏差,减少由于安装偏差对焊接质量的影响。
梁段总装定位焊接完成后,通过吊放至横隔板前,采用先进的平焊、立焊、仰焊、仰仰等方式进行全位置焊接。梁段总装定位焊接时,需严格控制焊缝尺寸和形状,根据设计图纸要求,进行控制板的铺设。
而在横隔板上焊接定位焊环向焊缝时,焊接位置应采用全位置焊接;当采用点焊定位时,点焊位置应与设计位置相一致;当采用手工电弧焊时,应在设计要求的施焊顺序及焊缝参数下进行;当采用手工电弧焊时,应采用对称施焊的原则。
3 钢箱梁桥位焊缝焊接
3.1 总体焊接顺序
1.桥位整体组焊,从正交异性板的腹板开始,依次向梁段端部和连接件方向焊接。由于梁段拼装长度较长,每跨的组焊长度约为27m,因此组焊顺序为:首先对边腹板进行组焊,然后依次对顶板、底板、腹板和横隔板进行组焊,最后完成整跨的组焊工作。
2.钢箱梁的焊接顺序:先对底板、顶板、腹板、纵肋和横隔板进行焊接,然后进行横隔板连接;然后将端部的顶板缝和底板缝用手工电弧焊进行连接。
3.钢箱梁整体焊接顺序:从底板开始,先对顶板、纵肋和横隔板进行焊接,然后对边腹板和顶板进行焊接,最后完成纵隔板连接。
3.2 单个节段钢箱梁焊接顺序
箱梁顶、底板焊接。顶、底板间采用点焊连接,焊缝高度不大于1 mm;顶板与底板间采用点焊连接,焊缝高度不大于0.5 mm;顶板与翼缘板间采用点焊连接,焊缝高度不大于1.5 mm。
腹板焊接。腹板焊接采取分段退焊的方法,每段长度控制在30 cm左右,以保证腹板厚度满足设计要求;腹板焊接完成后,及时将焊脚尺寸调至最小,防止因焊接变形导致下一道焊缝无法完成,影响施工质量;腹板与顶板的焊接应在安装支架的基础上进行;焊缝应采用手工电弧焊,按焊缝图的顺序依次焊接;每条焊缝焊接完成后,应立即清除熔渣及焊渣;焊缝施工时,不得在有油污、油脂等污物的工作表面进行作业;顶板与底板间的焊缝采用手工电弧焊进行连接,按先下后上的顺序依次焊接;焊接过程中,注意控制每条焊缝的温度及变形情况,随时调整加热参数。
纵梁焊接。纵梁焊接先从端头开始,后向中间方向。纵梁焊接由一端开始,在端头首先完成一道焊缝后,再进行中间部分的焊缝焊接;纵梁与顶板焊接时,先将端头一侧进行点焊连接,待端头另一侧焊完后再进行中间部分的焊缝焊接。
4 焊缝检测
4.1 焊缝外观检测
焊接缝表面无明显裂纹、未熔合、气孔、夹渣等缺陷,焊缝外形尺寸符合要求。
1.焊缝表面不得有明显的焊瘤、咬边、裂纹、未熔合等缺陷。
2.焊缝表面不得有焊瘤,其最大宽度不得超过该焊缝宽度的1/4。
3.对焊接缝的尺寸和外观质量进行检查,采用目测法。对于宽度小于50 mm的焊缝宜用两个以上不同角度的眼睛观察,同一焊缝宜用一个眼睛观察。
4.焊缝的尺寸及外观质量检查结果应符合下列要求:(1)焊缝外形尺寸允许偏差不大于5 mm;(2)焊缝表面粗糙度 Ra不大于5μm;
4.2 焊缝无损检验
对焊缝外观检测合格的构件进行无损检验,主要检测项目为:
1.射线检验:焊缝表面及内部的缺陷,如气孔、夹渣、裂纹、未焊透、气孔等。
2.超声波检测:采用双探头或三探头同时检测。
3.磁粉检测:焊缝内部质量的检查,主要检查焊缝的外观质量。
4.渗透检测:采用磁粉、渗透检测对焊缝内部质量进行检验,检查方法按 JB/T4730.3—1999 《钢结构现场无损检测技术规则》进行。
5.超声波探伤:采用超声脉冲反射法(探头频率8 kHz)进行焊缝无损检验。
6.渗透探伤:采用渗透探伤方法对焊缝内部质量进行检查。
4.3 焊缝缺陷修补
1.本项目中钢箱梁焊缝缺陷主要是指焊接过程中,由于操作不规范或其他原因而产生的夹渣、未焊透、未熔合、咬边等缺陷,通过严格的工艺控制和规范的操作进行有效的缺陷修补,将其影响降到最低。
2.焊缝缺陷修补原则:保证钢箱梁结构安全可靠。根据焊缝缺陷产生的原因、部位、程度及对结构性能的影响,可选择不同的焊接工艺进行修补,保证焊缝质量满足要求。在保证结构性能不受影响的前提下,对焊缝缺陷进行有效修补,降低修复成本,节约资源。
3.焊接缺陷修补的方法:①手工电弧焊补适用于所有裂纹及有较大缺陷的焊缝。手工电弧焊补前,先清除焊缝区内的杂物、油污,打磨处理,使焊缝表面清洁、平滑。清除焊缝区内的氧化皮和铁锈,用丙酮或酒精等有机溶剂擦拭干净。②火焰焊补适用于裂纹及有较大缺陷的焊缝。在坡口边缘用火焰切割出长度约为5~10 mm的V形坡口,将坡口清理干净后,在V形坡口处填充与母材成分相同的焊条进行施焊,施焊过程中注意焊枪角度,防止飞溅伤人。
结束语
总而言之,市政高架桥钢箱梁工程的焊接施工是一项关键任务,需要严格控制焊接质量和顺序。从焊接前准备工作,到钢箱梁焊接顺序及技术要求,再到焊缝检测和缺陷修补,每个环节都需要精细操作和管理。通过采用先进的焊接技术和质量控制方法,可以确保钢箱梁焊接质量达到预期标准,从而保障桥梁的安全性和使用寿命。
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