鄂东桥钢锚箱焊接工艺评定总结(正式)_图文

1、鄂东长江公路大桥焊接工艺评定试验总结一、工程概况湖北鄂东长江公路大桥位于长江湖北省黄石水道上游,是沪蓉高速公路湖北省东段和国家高速公路网大庆至广州高速公路湖北段的共用过江通道。鄂东长江公路大桥主桥索塔采用“凤翎”式结构,索塔总高242.5m,其中上塔柱高92.5m,中塔柱高126.0m,下塔柱高24.0m。塔柱采用空心箱形断面,上塔柱塔壁厚度沿顺桥向为1m,沿横桥向为1.2m,中间设钢锚箱。钢锚箱作为斜拉索锚固结构,斜拉索同时锚固在钢锚箱上,南北塔钢锚箱分A、B、C三类,各26节,每节钢锚箱高2.5m3.6m,宽2.40m。钢锚箱为全焊结构,节段之间采用高强度螺栓连接,钢锚箱总高72.9m。主

2、桥索塔材质均为Q345qD,全桥索塔用钢量约1600t。二、试验依据1、湖北鄂东长江公路大桥施工图设计2、铁路钢桥制造规范(TB10212-983、公路桥涵施工技术规范(JTJ041-20004、建筑钢结构焊接技术规程(JGJ81-20025、鄂东长江公路大桥索塔钢锚箱焊接工艺评定试验任务书三、试验材料3.1、母材试验用钢板为Q345qD钢,所用钢板规格、化学成分及力学性能分别见表1和表2,经复验合格。表1 试验用钢板Q345qD钢化学成分 注:质保书栏中Ceq为质量证明书中数据,复验栏中Ceq通过以下公式计算:Ceq=C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14表2 评

3、定用Q345qD钢力学性能一览表 3.2、焊接材料3.2.1 埋弧自动焊:采用H10Mn2(5mm焊丝,配SJ101q焊剂。3.2.2 气体保护焊:采用药芯焊丝:E501T-1 (1.2mm 保护气体:CO2气(纯度99.5%3.2.3 定位焊:采用E5015(4mm焊条。3.2.4 栓钉:材质为ML15,规格为22X200。焊剂、焊条按照产品说明书规定烘干后使用,焊材的化学成分和力学性能分别见表3、表4:表3 焊接材料化学成分 表4 焊接材料熔敷金属力学性能 四、试验用焊接设备4.1 焊条手工电弧焊:ZX5-400逆变焊机 4.2 CO 2气体保护焊:唐山松下KR 350焊机4.3 埋 弧

4、自 动 焊: ZD5-1250直流电源配MZ-1-1000型焊机。 ZX5-400逆变焊机 KR 350型直流电源 埋弧焊电源图1 试验用焊接设备图片以上焊接电源均为采用直流反极性连接。五、厚板焊接时预热温度的确定该锚箱较大板厚为:30、40。30板厚执行朝天门大桥制造时32的抗裂试验结果,40执行朝天门大桥制造时40的抗裂试验结果,试验结果见表5,抗裂性试验宏观断面照片见图2:表5 Q345qD钢斜Y坡口焊接裂纹试验结果 32/Q345qD焊接温度532/Q345qD焊接温度50 E501T-1 1.2 E501T-1 1.2 40/Q345qD焊接温度540/Q345qD焊接温度50E50

5、1T-1 1.2 E501T-1 1.2图2 抗裂性试验宏观断面照片鄂东长江公路大桥索塔钢锚箱焊接工艺评定试验总结表5和图2结果表明,采用CO2气体保护焊配E501T-1(1.2mm焊丝,焊接32钢板当室温不低于5时可不预热;虽然用E501T-1(1.2mm焊丝焊接40钢板铁研试验结果未裂,但考虑到施工情况,钢板尺寸大、结构刚度大、散热快等因素,确定在施工时预热50以上。六、焊接工艺评定试验钢锚箱评定试验进行了1组对接接头、4组T型接头、1组圆柱头焊钉的评定试验,加上前期已经评定的两组试验,共计8组试验。试验采用实际生产位置进行焊接,其接头形式、焊接方法、代表接头及工艺参数见表6。试件焊接后进

6、行外观检查,焊缝外观及尺寸符合技术要求;试件焊接24小时后对试件进行超声波探伤检查,对接焊缝内部质量均为钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级GB11345 级;熔透角焊缝和坡口角焊缝内部质量均为GB11345 II级,普通角焊缝内部质量均为铁路钢桥制造规范TB10212 级。力学性能试样按GB26492655标准制备,接头力学性能试验及硬度试验结果见表7、表8,焊缝化学成分见表9,接头断面宏观酸蚀照片见附图1,圆柱头焊钉弯曲试验见附图2。表6 焊缝接头坡口形式、焊接方法、代表接头及工艺参数表 第7 页共14 页 注:表格中编号为7的是朝天门桥已评定的项目,编号为8的是姚江桥已评定的项目。第8

7、 页共14 页表7 拉伸及弯曲试验结果 表8 接头-20低温冲击及硬度试验结果 表9 焊缝化学成分分析结果(% 注:表7、表8和表9中编号为7的是朝天门评定试验结果,编号为8的是姚江桥评定试验结果鄂东长江公路大桥索塔钢锚箱焊接工艺评定试验总结 附图 1 焊接接头宏观断面照片 40+40 横位坡口角接（FCAW） 32+40 平位单面熔透（FCAW） 40+40 横位单面熔透（FCAW） 40+40 平位坡口角接（FCAW） 40+40 平位对接（SAW） 第 11 页 共 14 页 鄂东长江公路大桥索塔钢锚箱焊接工艺评定试验总结 14+14 平位对接（SAW） （朝天门大桥已评定） 20+30

8、 立位角接（FCAW） （姚江桥已评定） 附图 2 圆柱头焊钉弯曲 30°照片 第 12 页 共 14 页 鄂东长江公路大桥索塔钢锚箱焊接工艺评定试验总结 七、试验结果分析与评定 由表 7 中接头拉伸和焊缝金属拉伸试验结果可以看出，各 种接头的焊缝屈服强度和抗拉强度均高于母材标准值，合格； 由表 7 中对接接头冷弯试验和焊缝金属拉伸试验结果可以 看出，对接接头的弯曲 180°后，受拉面均完好未裂，所有焊 缝金属的伸长率均满足母材标准要求， A=2228,表明焊接接头 的塑性良好。 由表 8 中接头低温冲击功 AKV(-20结果可以看出， 接头 的低温冲击功均大于标准值，且有

9、较大储备。 表 8 中接头最高硬度表明，接头各区的硬度均低于 HV10350， 表明在焊接过程中接头未产生淬硬组织。 表 9 中焊缝金属化学成分结果表明，选用焊材化学成分与 母材匹配，S、P 等元素含量均较低。 由圆柱头焊钉弯曲试验结果看出， 弯曲 30°之后焊缝和热 影响区均未裂，拉伸试验结果断裂载荷均大于 159.6KN，且都 在焊钉杆身断裂，满足标准要求。 第 13 页 共 14 页 鄂东长江公路大桥索塔钢锚箱焊接工艺评定试验总结 八、结 论 综合以上结果得出下面结论： 1.试验符合索塔钢锚箱焊接作业的实际情况；试验过程按 照铁路钢桥制造规范 （TB10212-98）及建筑钢结构焊接技 术规程 （JGJ81-2002）的相关规定进行，能够代表索塔钢锚箱 的全部焊接接头。 2.试验的各焊接接头经外观检验、超声波探伤检验、宏观 断面酸蚀检验，质量合格。 3.试验的各焊接接头的力学性能试验结果满足设计和相关 标准要求。 4. 预热温度的确定：采用 CO2 气体保护焊