钢结构箱梁焊接及焊后检测要点分析

钢结构箱梁焊接及焊后检测要点分析

杨进

  中国建筑第八工程局有限公司  201204

摘  要：桥梁工程施工中，为了确保工程施工较低的成本投入，同时保证较高的施工质量，很多桥梁工程施工中都会应用性价比较高的钢结构。而钢结构工程施工中，可否确保桥梁施工质量的重点便是桥梁钢结构箱梁的焊接质量。文章首先阐述了桥梁工程钢结构箱梁的焊接，论述了钢结构箱梁焊后的检测，以供参考。

关键词：钢结构箱梁；焊接；检测要点

G5京昆路绵阳至成都段扩容项目TJ8标段五环互通1#桥、成金青高架4#桥和五环互通2#桥。匝道桥五环互通匝道A和五环互通匝道C钢箱梁的加工和安装，钢箱梁总重量约为11565吨。钢箱梁桥面板采用钢混组合梁结构，顶板厚12～20mm，底板厚16～38mm，腹板厚12～18mm，横隔板厚12mm，标准横隔板纵向间距5m，加强横肋板厚12mm，腹板横向加劲板厚12mm。标准主、次横梁顶板厚12mm，腹板厚10mm，底板厚12mm。标准横隔板、加强横肋与腹板横向加劲板交错布置。桥面设置单向2%的横坡，通过顶板及底板横向斜置形成，腹板竖直。主要材质Q355MC，少量材料为Q235C。横向坡度由盖梁形成，顶、底板平行设置，腹板竖直。车间采用全焊接结构。所以，有效加强钢结构箱梁的焊接质量，做好焊接后的相关检测工作十分必要。

一、钢结构箱梁的焊接

（一）焊接方法

基于焊接速度、质量和操作的方便性、可否能够实现全位置焊接等多方面的考虑，采用半自动实心焊丝二氧化碳气体保护焊与埋弧自动焊两种不同的焊接方法实施焊接，前者是主要采用的焊接方法，后者为主辅助焊接方法。

对设计节点加以改进，避免层状撕裂情况的发生，选择使用比较合理的坡口形式，尽可能应用对称的X、K型坡口，若是仅仅采用单面焊接的形式，便需要确保在焊透的状况下应用小坡口，减小熔敷金属量，降低焊接收缩，这样可以降低焊接变形，减小残余的应力。

对焊接工艺加以优化，应用小电流薄焊道，不摆动电弧，同时采用较为合理的焊道排列顺序，降低容易产生层状撕裂的板相应受到的收缩应力。采取多道焊的方式，避免焊缝中产生裂纹缺陷的问题，以免引起层状撕裂情况的出现。结合母材相应的Ceq与Pcm值选取合理的预热温度与后热处理技术[1]。

焊接的顺序，钢箱梁焊接的顺序需要遵照“由上至下，由中间至两侧，对称施焊”的焊接方法进行焊接。

（二）钢结构箱梁焊接的质量控制

1.焊接变形的控制

首先，管理措施。正式开始工程施工之前，应系统性地实施工艺试验和评定等技术核定相关工作，选择合理的焊接工艺。强化组针对焊口相关工序加以核验，保证交付给焊接施工的接头组在质量方面与优质焊缝相应的条件相符合。其次，组织措施。进场的焊工应保证是持证上岗，执行焊接操作之前，应实施焊接考试。同时设置有关设备，保障焊工焊接工作开展过程中的安全性。确立较为合理的焊接顺序，依照首先焊接长焊缝，然后焊接短焊缝，首先焊接熔敷量大，然后焊接熔敷量小的基本原则，进行焊接顺序的制定。最后，技术措施。钢箱梁厂内制作板单元期间，在焊接加劲板的过程中，提起做出“反变形”，在板单元焊接时，应尽量减小相应的焊接变形量。

2.焊接参数的控制

执行焊接操作的期间，应对电流和电压加以控制，使其保持为240±20A和24±2V，工程施工中应严加予以监控。

二、钢结构箱梁焊后的检测

（一）超声波探伤

焊缝超声波探伤的标准根据《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB11345-89予以实施，探伤相应的结果评估根据按《公路桥涵施工技术规范》JTG/T 3650-2020 的相关规定予以实施。首先，超声波通常应用柱孔标准试块，也可以应用经过校准的其他孔型试块。其次，若是超声波探伤已经能够准确认定焊缝确实具有裂缝的问题，便能够判断焊缝质量没有达到要求。再次，针对局部位置探伤的焊缝，在执行探伤操作以后观察到裂缝，或是存在其他缺陷的情况下，便应连续进行相应探伤长度的延伸，若是情况需要，应针对焊缝的全长执行探伤操作[2]。最后，针对使用超声波探伤无法确定缺陷相应严重程度的焊缝，便需要联合应用X射线探伤进行拍片，同时通过拍片的结果，对焊缝相应的缺陷加以评估。

（二）射线探伤

根据《公路桥涵施工技术规范》和工程施工图纸相关规定，主要杆件的受拉横向、纵向对接焊缝，除却根据规定实施超声波探伤以外，也需要根据接头相应数量的20%实施射线探伤处理。探伤的范围是焊缝两端位置分别为250-300毫米，焊缝的长度超过1200毫米的情况下，中部加探250-300毫米。焊缝的射线探伤需要与当前国家标准《金属熔化焊焊接接头射线照相》（GB3323）的规定相符合，射线透照技术等级应用B级，焊缝内部质量需要达到II级。应用射线探伤的焊缝，在观察到超标缺陷的情况下，需要加倍进行检验。

射线探伤的缺陷评估标准需要符合如下规定：首先，圆形缺陷采用评估区加以评估，评定的厚度≤25毫米的情况下，评定尺寸是10×10。评定厚度＞25毫米的情况下，评定尺寸是10×20.评定圆形缺陷的过程中，需要把缺陷相应的尺寸换算为缺陷点数。评定厚度≤25毫米、缺陷超度≤0.5毫米，以及评定厚度＞25毫米、缺陷长径≤0.7毫米相应的缺陷可以不记录点数。在圆形缺陷长径超过t/2 情况下，评定为不达标。焊接接头中不计点数相应的圆形缺陷，在评定区中不能超过10个。其次，条形缺陷的评定。条形缺陷的评定主要如下，在评定厚度≤12毫米的情况下，允许单个条形缺陷尺寸的上限为4个，不允许条形缺陷的总长为，在平行于焊缝轴线的任意直线上，紧邻量缺陷间距都没有超出6倍于该组缺陷中最长长度的任何一组缺陷，相应的累计长度在12个评定厚度焊缝长度内没有超过评定厚度

[3]。在评定厚度＞12毫米的情况下，允许单个条形缺陷尺寸的上限为评定厚度/3，不允许条形缺陷的总长同上。针对不符合要求的缺陷，需要予以翻修处理，返修区域修补以后，返修位置和补焊受到影响的区域，需要根据原本探伤条件加以复验。

（三）磁粉探伤

根据规范相关的规定，桥面板纵肋角焊接应用磁粉探伤的方法，磁粉探伤需要与当前标准《无损检测焊缝磁粉检测》（JB/T6061）的规定相符合，焊缝质量需要达到II级。应用磁粉实施局部探伤的焊缝，在观察到裂纹的情况下，需要把这条焊缝相应的探伤范围延伸至全长。首先，检测表面的宽度需要包含焊缝金属与每一次各10毫米距离的相邻母材金属。其次，紧邻但间距小于其中较小显示主轴尺寸显示，需要当作单个的连续性显示评定。最后，针对不符合要求的缺陷问题，需要对其进行返修处理，返修区域得到修补以后，返修位置和补焊受到影响的相应区域，需要根据原本探伤的条件加以复验，复探位置的缺陷根据原标准加以评定。

表2.1 探伤流程

结语：

在钢结构箱梁的制作和安装整体流程中，焊接贯穿其中，与钢结构箱梁整体的施工质量之间存在密切的关联。所以，工程施工单位应对钢箱梁的焊接工作和焊接后的检测工作予以高度重视，从而给工程项目的整体施工提供保障。

参考文献：

[1]赵俊平.高架桥钢箱梁焊接工艺及质量控制探讨[J].科技创新与应用，2022，12(07):107-109.

[2]曹良海.大跨度公路桥梁工程中钢箱梁的施工技术[J].产业创新研究，2022(06):111-113.

[3]何志刚，蔺鹏臻.宽幅钢箱梁环焊缝焊接顺序优化研究[J].应用力学学报，2021，38(01):332-339.