钢箱梁拼装郑东新区龙湖内环路12桥中铁一局集团有限公司二零一五年六月学习一、工程概况本工程为龙湖内环线路上跨北引水渠的桥梁,位于郑东新区龙湖内环路上,西连龙源十六街,东接龙翼一街。桥梁中心桩号为K3+823.00,跨越北引水桥。内环路为新建道路,规划为城市次干道,设计速度为40km/h。桥址处北引水渠河口宽约172m,河道在桥位处有弯折变向,正常水位为85.5m,百年一遇设计水位:85.76m。本桥有游船通航要求,桥塔两侧设双孔单向通航孔,通航净空为25×3.5m,通航按正常水位为85.5m。龙湖内环路上北引水渠桥桥梁总长为210m,桩号范围为K3+718.000~K3+928.000,桥梁采用95m+20m+95m独塔双索面斜拉桥,桥梁实施宽度为53m,采用机动车双向六车道规模,两侧布置非机动车道和人行车道。项目的设计范围(工程量计量范围)为桥头两侧搭板到搭板范围,桩号范围为K3+709.08~K3+936.92,路线总长227.84m。钢箱梁结构用钢采用Q345qD钢材,部分钢材(主梁外腹板)采用Z向性能钢材,Z向性能级别为Z25,材料技术条件应满足《厚度方向性能钢板》(GB5313-2010)的要求。钢材各项性能须满足《桥梁用结构钢》(GB/T714-2008)。次要非受力结构钢材采用Q235,其性能应符合《碳素结构钢》(GB/T700)的要求。主桥桥面纵坡为3.0%,跨中竖曲线半径R=3200.000m,切线长T=96.000m,外矢距E=1.44m,跨中桥面标高93.372m(桥梁中心线处)。如图1.2主桥全桥布置示意图。钢主梁采用双主梁结构+外挑梁的梁格体系,全钢结构。顶板宽53m,顶面设双向1.5%横坡,外挑梁范围设反向1.5%横坡。桥梁中心线处梁高3.0m。主梁横隔板标准间距3.0m,双主梁之间及主梁与外挑梁之间用钢横梁连接,标准间距与横隔板一致。机动车道与人非通道的桥面板采用正交异性钢桥面板,顶板采用16mm,近塔处加厚至20mm,车行道采用U型加劲肋,行人与非机动车道采用I字肋。底板厚度20~25mm,腹板厚度14~30mm。主梁的外侧腹板设置钢锚箱,进行索梁锚固,拉索间距12m,与横隔板对齐。二、焊接接头的相关术语1)焊接接头:由于工件的厚度、结构形式及使用条件的不同,其接头的形式可分为对接接头、T型接头、角形接头和搭接接头。2)坡口:坡口分为I型(不开坡口)、V型、Y型、双Y型及U型等各种形式。3)坡口面角度和坡口角度:待加工坡口的端面与坡口面之间的夹角叫做坡口面角度;两坡口面之间的角度叫坡口角度,详见图1。4)根部间隙:焊前在接头根部之间预留的空隙叫根部间隙,根部间隙的作用在于打底焊接时能保证根部焊透。5)钝边:焊件开坡口时,原端面未开坡口的直边部分的厚度叫钝边,钝边的作用是防止烧穿。图1V型坡口的几何尺寸3)坡口面角度和坡口角度1)焊接接头2)坡口4)根部间隙5)钝边6)焊缝宽度7)余高图2焊缝各种尺寸8)熔深9)焊缝厚度10)焊缝的计算厚度与喉厚三、焊缝的处理办法1、打磨2、补焊3、打磨、焊棒气爆后,补焊。一般情况下出现气孔的原因是保护不周;焊材烘干不够、母材坡口清理不干净,操作不当,参数不当都有可能出现气孔。这类缺陷防止的措施有:不使用药皮开裂、剥落、变质及焊芯锈蚀的焊条,生锈的焊丝必须除锈后才能使用。所用焊接材料应按规定温度烘干,坡口及其两侧清理干净,并要选用合适的焊接电流、电弧电压和焊接速度等。为焊工操作不当所产生的。要选用合适的焊接电流、电弧电压和焊接速度等。为焊工操作不当、焊机电流、电弧电压没调整好所产生的。处理办法就是打磨焊工操作不当。铍加Al-Si合金焊接,这两种金属都是化学活性很强的金属,采用钎接焊形式的焊接,两种金属都有不同程度的熔化,因此在焊缝中存在气孔是非真空条件下激光焊接铍常出现的重要缺陷之一。要减少和消除铍激光焊接的气孔或缩孔,其工艺控制因素较多而且特别复杂。气孔良好焊缝(立角焊)5一般焊接收尾处(焊缝终端)形成低于焊缝高度的凹陷坑,这种小坑在专业术语上称为弧坑。弧坑内一般存在低熔点共晶物、夹杂物、火口裂纹等缺陷。采用收弧电流(小于焊接电流60%)停留在弧坑一定时间,用焊丝填满弧坑,能够防止产生弧坑缺陷。焊工操作不当。接头不良接头良好7操作方法不当,焊接规范选择不正确,如焊接电流太大、电弧过长、运条方式和角度不当、坡口两侧停留时间太长或太短均有产生咬边的可能。.咬边及不溶合良好焊缝8不良焊缝夹渣良好焊缝仰角焊缝压焊时,熔化金属在凝固过程中收缩而产生的、残留在熔核中的孔穴,亦称缩孔(注:熔核(nugget)是电阻点焊、凸焊或缝焊时,金属在焊件贴合面上凝固后形成的金属核)。不良焊缝接头良好焊缝接头10不良焊缝打磨后效果良好焊缝打磨后效果11不良焊缝良好焊缝12不良仰角焊良好仰角焊13不良焊缝涂装后效果良好焊缝涂装后效果14不良焊缝涂装后效果良好焊缝涂装后效果15咬边焊缝涂装后效果不咬边焊缝涂装后效果16不良接头焊缝涂装后效果良好接头焊缝涂装后效果17焊接及打磨未处理好涂装后效果良好焊缝及打磨处理到位焊缝涂装后效果18四、焊缝的检测方法(一)按焊接检测数量分1.抽检在焊接质量比较稳定的情况下,如自动焊、摩擦焊、氩弧焊等,当工艺参数调整好之后,在焊接过程中质量变化不大,比较稳定,可以对焊接接头质量进行抽样检测。2.全检对所有焊缝或者产进行100%的检测。(二)按焊接检验方法分1.破坏性检测(1)力学性能实验包括拉伸试验、硬度试验、弯曲试验、疲劳试验、冲击试验等;(2)化学分析试验包括化学成分分析、腐蚀试验等;(3)金相检验包括宏观检验,微观检验等。2.非破坏性检测(1)外观检验包括尺寸检验、几何形状检测、外表伤痕检测等;(2)耐压试验包括水压试验和气压试验等;(3)密封性试验包括气密试验、载水试验、氨气试验、沉水试验、煤油渗漏试验、氨检漏试验等。(4)磁粉检验(5)着色检验(6)超声波探伤(7)射线探伤五、常用的检测方法1.射线探伤方法(RT)目前应用较广泛的射线探伤方法是利用(X、γ)射线源发出的贯穿辐射线穿透焊缝后使胶片感光,焊缝中的缺陷影像便显示在经过处理后的射线照相底片上。主要用于发现焊缝内部气孔、夹渣、裂纹及未焊透等缺陷。2.超声探伤(UT)利用压电换能器件,通过瞬间电激发产生脉冲振动,借助于声耦合介质传人金属中形成超声波,超声波在传播时遇到缺陷就会反射并返回到换能器,再把声脉冲转换成电脉冲,测量该信号的幅度及传播时间就可评定工件中缺陷的位置及严重程度。超声波比射线探伤灵敏度高,灵活方便,周期短、成本低、效率高、对人体无害,但显示缺陷不直观,对缺陷判断不精确,受探伤人员经验和技术熟练程度影响较大。例如:HF300,HF800焊缝检测仪等3.渗透探伤(PT)当含有颜料或荧光粉剂的渗透液喷洒或涂敷在被检焊缝表面上时,利用液体的毛细作用,使其渗入表面开口的缺陷中,然后清洗去除表面上多余的渗透液,干燥后施加显像剂,将缺陷中的渗透液吸附到焊缝表面上来,从而观察到缺陷的显示痕迹。液体渗透探伤主要用于:检查坡口表面、碳弧气刨清根后或焊缝缺陷清除后的刨槽表面、工卡具铲除的表面以及不便磁粉探伤部位的表面开口缺陷。4.磁性探伤(MT)利用铁磁性材料表面与近表面缺陷会引起磁率发生变化,磁化时在表面上产生漏磁场,并采用磁粉、磁带或其他磁场测量方法来记录与显示缺陷的一种方法。磁性探伤主要用于:检查表面及近表面缺陷。该方法与渗透探伤方法比较,不但探伤灵敏度高、速度快,而且能探查表面一定深度下缺陷。例如:DA310磁粉探伤等五、施工前后的检测焊接检验内容包括从图纸设计到产品制出整个生产过程中所使用的材料、工具、设备、工艺过程和成品质量的检验,分为三个阶段:焊前检验、焊接过程中的检验、焊后成品的检验。1)焊前检验焊前检验包括原材料(如母材、焊条、焊剂等)的检验、焊接结构设计的检查等。2)焊接过程中的检验包括焊接工艺规范的检验、焊缝尺寸的检查、夹具情况和结构装配质量的检查等。3)焊后成品的检验焊后成品检验的方法很多,常用的有以下几种:(1)外观检验焊接接头的外观检验是一种手续简便而又应用广泛的检验方法,是成品检验的一个重要内容,主要是发现焊缝表面的缺陷和尺寸上的偏差。一般通过肉眼观察,借助标准样板、量规和放大镜等工具进行检验。若焊缝表面出现缺陷,焊缝内部便有存在缺陷的可能。(2)致密性检验贮存液体或气体的焊接容器,其焊缝的不致密缺陷,如贯穿性的裂纹、气孔、夹渣、未焊透和疏松组织等,可用致密性试验来发现。致密性检验方法有:煤油试验、载水试验、水冲试验等。(3)受压容器的强度检验受压容器,除进行密封性试验外,还要进行强度试验。常见有水压试验和气压试验两种。它们都能检验在压力下工作的容器和管道的焊缝致密性。气压试验比水压试验更为灵敏和迅速,同时试验后的产品不用排水处理,对于排水困难的产品尤为适用。但试验的危险性比水压试验大。进行试验时,必须遵守相应的安全技术措施,以防试验过程中发生事故。(4)物理方法的检验物理的检验方法是利用一些物理现象进行测定或检验的方法。材料或工件内部缺陷情况的检查,一般都是采用无损探伤的方法。目前的无损探伤有超声波探伤、射线探伤、渗透探伤、磁力探伤等六、钢箱梁制造1钢箱梁制作方法钢箱梁制造可分为长线法和短线法两种。1)短线法所谓短线法是指单个梁段分开制造,然后再将钢箱梁按顺序进行预拼装。2)长线法长线法是指钢箱梁制造时,已在胎架上按预拼装线形设置了不同的牙板高度,使钢箱梁制造和预拼装一次完成。3)长线法的优点长线法的主要优点是减少了移梁进行预拼装的时间,可以缩短制造周期。2、长线法总拼装胎架1)胎架纵向各点标高按设计给定的线形确定2)胎架基础必须有足够的承载力,确保在使用过程中不发生沉降3)在胎架上设置纵、横基线和基准点,以控制梁段的位置及高度4)胎架纵向应预留两个活动横梁,运梁时平车进出方便5)每轮次梁段下胎后,应重新对胎架进行检测总拼装胎架照片2、钢箱梁组装为减少占用总拼装胎架时间,缩短总装周期,在顶(底)板单元参与梁段组装前,先在专用胎架上将二块顶(底)板单元拼焊成一个吊装板块。横梁单元件顶板单元件内腹板单元件底板单元件横梁单元件锚箱单元件底板铺设焊接底板拼装陶瓷衬垫,焊缝直接成型把衬垫放在钢板和工件所规定的形状和尺寸的坡口背面,从正面焊,既能双面一次成形,背面焊缝成型饱满,焊迹整齐。打磨焊缝、除锈,焊接焊缝横隔板拼装底板焊缝打磨,横隔板安装横隔板与底板打磨、除锈拼装腹板腹板位置调整后垫陶瓷焊棒,气爆横梁、车行道横隔板风嘴安装顶板铺设雨天后,面板的处理埋弧焊埋弧焊焊剂符合横桥面坡度防风防雨措施3梁段制造中的停止点报验为保证钢箱梁的整体质量,在钢箱梁制作过程中,设置3个停止点,由施工方自检后填写相应的报表,经检测公司和监理复测合格,监理予以验收。