太行山焊接工艺评定焊评总结最终 doc

太行山高速公路涞曲段钢混梁工程

钢箱梁制造焊接工艺评定总结

中交路桥华北有限公司

2017 年 10月

一、工程概况

雁宿崖枢纽互通立交设置于涞源县雁宿崖村西侧，为涞曲高速与荣乌高速 T 形交叉而设，为本项目的起点互通，其主要功能是解决涞曲高速与荣乌高速之间交通流的相互转换，与正在施工的荣乌高速公路相接。

根据设计图纸，雁宿崖互通A匝道3号、4号桥、B匝道桥上部结构形式均为钢混组合梁，共计64跨，总用钢量约1.31万吨，设置情况如下表所示：

表1-1 雁宿崖互通匝道设置及桥梁工程一览表

图1-1 雁宿崖互通钢混组合梁桥位总体平面布置图

图1-2 钢混组合梁桥一般构造图

1.1钢结构结构概况

A匝道3号桥：共计3联，3×50+5×50+3×50总11跨，共计550米。上部结构采用钢混组合梁，先简支后连续；下部结构采用U台，墩台为空心墩和实体墩。为I级公路，桥面净宽1×净11.5m。平面位于缓和曲线、圆曲线和直线上，桥面横坡3%，纵坡为-3.28%。单跨长度均为50m，所用钢板厚度为20mm、25 mm、16mm、10mm等。 箱梁中心高1.9mm，翼板宽度为560mm，每幅横向设3片钢箱梁，梁两腹板中心距离为2m，两箱间横向布置横向联系梁，联系梁采用高强螺栓连接。桥面设C40混凝土50cm厚，混凝土上面做防水层及10cm厚沥青混凝土。箱梁每跨间伸缩缝位置及两箱梁中间0.6m位置、翼板布置剪力钉位置为现浇混凝土，其它位置为预制混凝土板。

A匝道4号桥：共计4联，(3×50)+(3×50+46)+(5×50) +(4×50)总16跨，共计796m。上部结构采用钢混组合梁，先简支后连续；下部结构采用U台，墩台为空心墩和实体墩。为I级公路，桥面净宽1×净11.5m。平面位于直线和缓和曲线，桥面横坡2%，纵断面位于R＝8500m的竖曲线上。单跨长度均为50m和46m两种，所用钢板厚度为20mm、25 mm、16mm、10mm等。 箱梁中心高1.9m，翼板宽度为560mm，每幅横向设3片钢箱梁，梁两腹板中心距离为2m，两箱间横向布置横向联系梁，联系梁采用高强螺栓连接。桥面设C40混凝土50cm厚，混凝土上面做防水层及10cm厚沥青混凝土。箱梁每跨间伸缩缝位置及两箱梁中间0.6m位置、翼板布置剪力钉位置为现浇混凝土，其它位置为预制混凝土板。

B匝道桥：共计10联，(4×50)+(5×50)+(46+3×50) +(3×50+34)+ (34+3×50)+ (3×50)+ (46+50+46) + (46+60+46)+(4×50)+(3×50)总37跨，共计1808m。上部结构采用钢混组合梁，先简支后连续；下部结构采用U台。为I级公路，桥面净宽1×净11.5m。平面位于直线和缓、曲线和圆曲线上，桥面横坡渐变，纵断面位于R＝53000m的竖曲线上。单跨长度均为50m、46m、34m、60m四种，所用钢板厚度为20mm、25 mm、16mm、10mm等。 箱梁中心高1.9m，翼板宽度为560mm，每幅横向设3片钢箱梁，梁两腹板中心距离为2m，两箱间横向布置横向联系梁，联系梁采用高强螺栓连接。桥面设C40混凝土50cm厚，混凝土上面做防水层及10cm厚沥青混凝土。箱梁每跨间伸缩缝位置及两箱梁中间0.6m位置、翼板布置剪力钉位置为现浇混凝土，其它位置为预制混凝土板。

图1-3箱梁横断面图

图1-4箱梁三维示意图

1.2板单元件划分

板单元是钢梁制作的基本单元，板单元的制作几何精度和焊接质量直接决定梁段和成桥的几何精度、线形和内在质量，在合格的制作材料和优良的焊接工艺选定后，采用合理的板单元制作工艺是钢梁制作的重要步骤。在满足设计要求、保证桥梁制作质量的前提下，对钢箱梁节段进行了板单元划分。

板单元制作在工厂车间内完成，以便发挥厂内施工条件好、设备先进的优势。不但能提高效率与施工质量，而且可较好的满足组装、焊接、涂装环境条件要求。

板单元件制作完成后，直接运输至施工现场，在施工现场的预拼装场地搭胎连接成箱体。

word/media/image5.gif钢箱梁板单元制作按结构类型的不同划分为底板单元、T梁单元、隔板单元、箱间横向联系单元等。板单元划分如下图：

word/media/image6.gifword/media/image7.gifword/media/image8.gif

图 1-5 钢箱梁板单元划分示意图

二、焊接工艺评定依据及标准

2.1 工艺评定试验方案编制依据

1）设计文件（施工图纸及设计技术交底文件）

2）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）

2.2 引用标准

1）《桥梁用结构钢》 GB/T 714-2015

2）《气体保护电焊用碳钢、低合金钢焊丝》 GB/T8110-2008

3）《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》 GB/T12470－2003

4）《碳钢药芯焊丝》　　　　　　　　　 GB/T10045－2001

5）《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》 GB/T11345-2013

三、试验用板

1）桥梁的主体材质为Q345qE，其性能应符合（GB/T714-2015）《桥梁用结构钢》。进场的板材应按《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）要求进行复验，评定试验应选用经复验合格后的钢材。根据第一批钢板来料炉号统计，确定复验数量为11组。

太行山高速公路涞曲段钢混梁工程钢板炉号统计表

试板的轧制方向应与产品实际接头相同,并且选用碳、磷、硫等化学成分偏标准上限且冲击韧性偏标准下限的进行制备。

表3－1钢材的化学成分表

表3－2钢材的力学性能表

四、焊接材料

依据焊接材料的选择应与其母材材质相匹配的原则，评定试验按“表 1”选择焊接材料。

表4-1焊接材料

表4-2焊材的化学成份

表 4－3 焊材的力学性能

五、焊接设备

1、埋弧自动焊：ZD5（D）-1250 配 A2 型焊机。

2、CO2 气体保护焊：NB-500 型等。

六、预热温度及层间温度

表6-1预热温度及层间温度

7、评定项

根据钢结构特点和焊接接头形式、板厚组合、焊接方法、施焊位置等，编制了《太行山高速公路涞曲段钢混梁制造焊接工艺评定试验方案》，按照方案进行了焊接工艺评定试验。

7.1 评定编号说明

7.2 全桥焊缝类型

word/media/image12.gif7.3 焊接工艺评定项目

表7-1、焊接工艺评定试验项目

1）对接接头

2）熔透角接接头

3）部分熔透角接接头

4）T型接头

5）剪力钉

word/media/image23.gif八、焊缝质量要求

8.1 焊缝外观质量检查

焊缝进行外观检查，无裂纹、未熔合、夹渣、焊瘤等缺陷。外观质量符合

《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）中的规定。

8.2 焊缝无损检验

按照 《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）、《铁路钢桥制造规范》（Q/CR 9211-2015）的有关规定，对接接头焊缝和T型熔透接头焊缝全长进行超声波探伤，质量等级达到Ⅰ级；对部分熔透焊缝进行全长超声波探伤，质量等级满足Ⅱ级要求。

九、施焊状况及焊缝检验

9.1对接接头施焊状况

注：按规定，表中划横线表示该试件不做此类项目。

9.2熔透角接接头施焊状况

注：按规定，表中划横线表示该试件不做此类项目。

注：按规定，表中划横线表示该试件不做此类项目。

9.3部分熔透角接接头施焊状况

注：按规定，表中划横线表示该试件不做此类项目。

9.4　T型接头施焊状况

注：按规定，表中划横线表示该试件不做此类项目。

注：按规定，表中划横线表示该试件不做此类项目。

9.5剪力钉施焊状况

注：按规定，表中划横线表示该试件不做此类项目。

9.6焊缝检验

所有试板焊缝外观符合规范要求对接焊缝、熔透角接焊缝焊缝应全长进行超声波检测 ，质量等级达到Ⅰ级。部分熔透角焊缝应全长进行超声波检测质量等级达到Ⅱ级。

十、接头力学性能试样的制取及试验

10.1 接头力学性能试验项目及试样数量

接头力学性能试验项目、试样数量及试验方法按“表1”执行。

表10-1 力学性能试验项目及数量

10.2 对接接头检验试样的加工应符合

1）拉伸试样的加工应符合现行国家标准《焊接接头拉伸试验方法》（GB2651）的 规定。

2）弯曲试样的加工应符合现行国家标准《焊接接头弯曲及压扁试验方法》（GB2653） 的规定。加工时应用机械方法去除焊缝加强高或垫板至与母材齐平，试样受拉面应保留母材原轧制表面；

3）冲击试样的加工应符合现行国家标准《焊接接头冲击试验方法》（GB2650）的 规定，其取样位置应位于焊缝正面并尽量接近母材表面；

4）宏观酸蚀试样的加工应符合《钢的低倍组织及缺陷酸蚀试验方法》(GB226)的要求。

10.3 接头力学性能的要求

1)焊缝强度：焊接接头的力学性能，其屈服强度不低于基材的标准值。

2)焊缝金属伸长率：不低于母材标准值。

3）接头弯曲: 对接接头弯 曲180°试样受拉面没有裂纹，或仅在棱角处有撕裂且裂纹长度不大于3mm。

4)接头韧性：对接接头焊缝金属-40℃ V形缺口冲击功Q345qE不低于47J，热影响区（线外1mm）-40℃ V形缺口冲击功Q345qE不低于47J。

5)硬度试验：接头硬度不大于HV350。

6）宏观断面酸蚀：不得存在裂纹、未熔合、气孔、夹渣等超标焊接缺陷。

十一、 接头力学性能试验结果及分析

11.1 对接接头

从“表11－1接头强度试验结果”可以看出，各种接头的焊缝强度均不低于母材 标准值，焊缝金属的延伸率及弯曲检测结果均满足规范及设计要求，判定为合格。

表11-1接头强度试验结果

从表11－2接头低温冲击试验结果可以看出，对接接头的焊缝及热影响区的低温 冲击值-40℃Akv均大于47J，满足规范要求，判定为合格。

表11－2接头低温冲击试验结果

从“表11－3接头硬度试验结果”可以看出，接头各区的硬度均低于HV350，满足规范要求，判定为合格。

表11－3接头硬度试验结果

11.2 熔透角接接头

从“表11－4接头强度试验结果”可以看出，各种接头的焊缝强度均不低于母材标准值，焊缝金属的延伸率及弯曲检测结果均满足规范及设计要求，判定为合格。

表11-4接头强度试验结果

从“表 11－5 接头硬度试验结果”可以看出，接头各区的硬度均低于 HV350，满 足规范要求，判定为合格。

表11－5接头硬度试验结果

11.3 部分熔透角接接头

从“表11－6接头强度试验结果”可以看出，各种接头的焊缝强度均不低于母材标准值，焊缝金属的延伸率及弯曲检测结果均满足规范及设计要求，判定为合格。

表11-6接头强度试验结果

从“表 11－7 接头硬度试验结果”可以看出，接头各区的硬度均低于 HV350，满 足规范要求，判定为合格。

表11－7接头硬度试验结果

11.4 T 型接头

从“表11－8接头强度试验结果”可以看出，各种接头的焊缝强度均不低于母材标准值，焊缝金属的延伸率及弯曲检测结果均满足规范及设计要求，判定为合格。

表11-8接头强度试验结果

从“表 11－9接头硬度试验结果”可以看出，接头各区的硬度均低于 HV350，满 足规范要求，判定为合格。

表11－9接头硬度试验结果

11.5 剪力钉检验报告

11.6 宏观断面

从“接头宏观断面照片”可以看出，断面无裂纹、夹渣、气孔等缺陷，单道焊缝成型系数满足规范要求，判定为合格。

1）对接接头

2）熔透角接接头

3）部分熔透角接接头

4）T型接头

5）T剪力钉

十二、结论

本次焊接工艺评定项目涵盖了太行山高速公路涞曲段钢混梁所有的接头形式，焊接工艺评定试验结果能满足设计要求，焊接工艺评定试验所选取的接头形式、焊接方法、焊接材料、焊接参数等可以作为编制太行山高速公路涞曲段钢混梁焊接作业指导书的依据，用于指导本工程的焊接生产作业，可以保证本桥的焊接质量达到设计要求。

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/51476189571810a6f524ccbff121dd36a32dc4fd.html