新技术在钢箱梁焊接中的应用探析

2023-07-02 理论教育版权反馈

【摘要】：图16-23 焊接工艺评定流程6.焊接原则为了保证钢箱梁的外形尺寸和几何尺寸，防止焊接变形及焊接应力集中，钢箱梁焊接分段进行，并遵循先内后外、先下后上、先中间后两边，顶板、底板纵向焊缝同向焊接，同类焊缝对称焊接的施焊原则。

1.流水作业、循环施工工艺

为了便于拼装、测量、焊接、成桥匹配、终检验收等，将65个节段分成两条拼装线（每条线长约180m）施工，每条线每轮次可同时拼装8个节段。拼装顺序为：底板—腹板—隔板—锚管单元—顶板—桥体附件，这样的拼装顺序有利于流水作业，减少待工，保证整体线形，轮次间可以循环作业，既可提高拼装焊接质量又可以加快进度、缩短工期。

2.单面焊双面成形

根据结构特点及拼装工艺要求，顶底板拼焊采用单面焊双面成形工艺，可减少反面气刨清根和板件翻身工序，提高工作效率，保证焊接质量。焊接时采用CO₂气体保护焊打底、填充，埋弧焊盖面的焊接工艺。

3.反变形经验数据的应用

根据对接接头角变形度数经验测算，通过电脑放样确定出不同厚度板件对接应做的起拱值（见表16-6），反变形胎架和起拱图见图16-22。

表16-6 反变形预拱量（单位：mm）

图16-22 反变形胎架和起拱图

4.对接焊缝焊接收缩量经验值应用

横向收缩量经验数据见表16-7和表16-8。

表16-7 板件V形坡口横向收缩量经验数据（单位：mm）

表16-8 板件X坡口横向收缩量经验数据（单位：mm）

5.焊接工艺评定及焊接工艺

本工程工艺评定所采用的标准是：BSEN288-3。在焊接工艺评定前必须先编制焊接工艺评定计划书。焊接工艺评定流程见图16-23。根据工艺评定结果确定适用本工程的焊接材料。根据工艺评定结果及标准规定的覆盖范围，按不同板厚、不同焊接方法、不同的焊接位置、不同的工艺参数和接头形式分别编制了68个焊接工艺。

图16-23 焊接工艺评定流程

6.焊接原则

为了保证钢箱梁的外形尺寸和几何尺寸，防止焊接变形及焊接应力集中，钢箱梁焊接分段进行，并遵循先内后外、先下后上、先中间后两边，顶板、底板纵向焊缝同向焊接，同类焊缝对称焊接的施焊原则。并优先采用药芯焊丝CO₂焊接方法，同时全面采用陶瓷衬垫单面焊双面成形的焊接工艺，尤其易变形的部位采用分段退焊和小电流多层多道焊。

7.科学合理的焊接顺序

根据钢箱梁的结构特点、拼装顺序、焊接原则等制定科学合理的焊接顺序，以便尽可能减少焊接应力及焊接变形。采取分段、分部焊接方式，尽量使焊接应力在施工过程中得到释放，减少焊接应力集中。据日本同行介绍：他们在焊接箱体结构时习惯将整个箱体组装完毕后才进行焊接，可以减少局部焊接变形和保证整体外形尺寸。但存在以下不足：一是焊接应力容易集中，整体焊接完成后应力无法释放，存在很大的危害性；二是焊接人员容易窝工；三是焊接环境比较恶劣（全部在闷仓里作业），具体焊接顺序描述如下：

1）定底板单元二拼一：在桥面（底）单元参与梁段组装前，先在二拼一胎架上两两组焊成吊装块。为减少焊接变形和火焰修整量，保证面板板块平面度和底板板块的曲面度，应在拼接焊缝焊接前预置反变形，同时使用预留焊接收缩量的样板控制焊缝两侧相邻U形肋的中心距。

2）组焊底板：先将中间的一块底板单元置于胎架上，使其横、纵基线在无日照影响的条件下与胎架上的基线精确对正，将其固定。然后依次对称组焊两侧底板，组装时应按设计宽度精确预留焊接收缩量。

3）组焊横隔板、内腹板：从基准端开始向非基准端先组装横隔板的中间块，然后再依次组装横隔板、内纵腹板。以基准线确定横隔板、内纵腹板的位置，横隔板两端以腹板内侧定位，并用组装样板和经纬仪检查各块横隔板的端部角度和直线度后焊接。

4）组焊外腹板单元：横向以横隔板定位，纵向以胎架基线定位组装外腹板，确保外腹板的位置和角度正确确认无误后焊接。

5）组焊脚单元小隔板。

6）组焊桥顶板单元：面板组焊时，先组装中间板块，再组装边面板单元，最后组装内纵腹板处的面板单元。组装边面板单元时，纵向以锚拉板位置的面板单元的纵基线与外腹板断面上的中线定位，横向以横隔板定位，确保两侧锚拉板的相对位置和角度正确，根据纵、横胎架基线复核锚拉板位置。组装面板时应注意水平方向的相对位置，在水准仪监控下组装面板单元，以控制箱体高度及横向2.06%滚水坡。

新技术在钢箱梁焊接中的应用探析

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