四川长江大桥钢管拱肋高空焊接质量控制

合江长江一桥钢管拱肋高空焊接质量控制杨占峰王东霞覃碧（广西壮族自治区公路桥梁工程总公司二分公司）摘要：本文以合江长江一桥为例，介绍了其钢管拱肋安装过程中，拱肋空中接头的焊接工艺及质量控制方法，供其它钢管混凝土拱桥施工参考。关键词：钢管高空焊接质量控制引言：钢结构的厂内加工一般有较好的条件和设备，焊接质量易于保证，但在桥位现场的装配焊接，由于受各种条件限制，焊接质量较难控制。尤其的大跨径钢管混凝土拱桥，其拱肋矢高较高，施工难度大，影响焊接质量的因素多，必须灵活采取各种措施和方法，以保证现场焊接质量。1、工程概况合江长江一桥地处四川省泸州市合江县，是跨越长江的1座特大型桥梁，其为泸渝高速公路的控制性工程。桥宽30.6m，全桥长841m，主桥为跨径530m的特大型钢管砼中承式拱桥。拱肋净矢跨比为1/4.5，净矢高达111.11m，拱轴系数为1.45。主桥拱肋截面高度在拱脚处为16m，在拱顶处为8m。全桥分上下游2条拱肋，上下游拱肋间为横撑，拱肋共分成36节段制作，单肋18段。拱肋上弦管为φ1320×22mm的钢管，下弦管为φ1320钢管，壁厚从拱脚到拱顶由34mm渐变到22mm。图1、合江长江一桥桥型布置图（单位：m）拱肋在制造厂内分段制作好后，用轮船运输到桥址，再用缆索吊装系统吊起，分两岸逐段对称进行安装，最后在跨中合龙，形成整个拱圈。拱肋节段与节段间的接头采用CO2气体保护焊进行焊接，使用5mm厚的钢带作为衬垫，焊丝采用CHT-711φ1.2药芯焊丝。桥址处常年多雾，空气湿度大，且处于峡口，高度达到20m以上后，风速较大。2、焊接及焊缝缺陷分析拱肋节段安装就位后，先调整接头两端管壁的错边量，使错边量小于1mm。然后安装接头嵌补段半瓦板，修磨焊缝坡口，再安装钢衬垫。焊缝坡口角度为45°，采用单面坡口，焊缝间隙为5mm。钢衬垫厚5mm，宽50mm。图2管对接环焊缝形式（单位：mm）焊接前，采用砂轮机对焊缝区域50mm范围进行表面清理，其清洁度达到GB/T8923-1998St3级的要求。焊缝采用多层多道焊方式，用CO2气体保护焊焊接，单面焊双面成形，焊接完成后采用超声波进行检测，检测合格后再将焊缝打磨匀顺。所有焊接工作均在高空完成。合江长江一桥首节段拱肋安装好，接头焊缝焊接完成后，经超声波检测，发现有少量缺陷，按250mm长为1个超声波检测片位进行统计，从8条焊缝的缺陷类型上看，主要的缺陷为气孔和根部未熔合，与以往已施工的钢管混凝土拱桥上调查统计得到的缺陷类型相符。抓拱肋高空焊缝迁缺陷质量频圾数夸统计表绵序号肯缺陷续频数（点）顺累计频数（点厅）职频数百分比聪累计百分比贷1辱气孔泡24缠2音4粉42.9夏42.9孤2薪未熔合捏20葵4蜘4捕35.7墓78.6皮3研咬边怒3廉4爬7五5.4姑84.0临4苗凹陷呈3瞎5朋0泪5.4锈89.4戴5盗夹渣圆2饱5旅2西3.6赶93.0团6这焊缝尺寸不符绍合要求想2途5寿4沟3.6光96.6留7铺焊穿吨1置5战5烧1.8遥98.4驰8烘裂纹唉1宰56音1.8犬100体合计舟56存56瞒100%还100%风融气孔唐主要是指熔池瓣中的气泡凝固按时未能逸出而铃残留下来所形每成的空穴染，根据气孔产浙生的部位不同植，可分为内部镇气孔和外部气揭孔权。陡焊缝气孔产生芽的原因主要为使以下几个方面旧：批席呼①扰空气湿度太大脏，超滑过无90丝%早，水分分解，桶氢气、氧气侵地入；获膏②助CO浸2罚气体代纯度不够笑或供气不足范，保护不良；览③距焊条氏药皮渐中恢含有璃水和气体叼：什焊条烘干温度扒太低、保温时惯间太短迎；精石栏④蠢母材上架有冈油、锈、水、繁漆等污物，分寸解产生气体；注⑤遭操作原因引起嗽的气孔：运条饰速度太快，气到泡来不及逸出黎；弊⑥拣风大，保护不栽完全拘；紫⑦巩电弧过长，电全弧电压过高。违未熔合孔是指熔焊时，涨焊道与母材之尺间、焊道与焊粪道之间、点焊散时焊点与母材见之间，未完全蛇熔化结合的部宿分。芽产生未熔合的留根本原因是焊腾接热量不够，剑被焊件没有充晋分熔化造成的仙。主要原因有罚：卧①忌电流太小酬；惊②义焊速太快黑；嫩③脚电弧偏吹伸；橡④初操作歪斜袋；榴⑤管起焊时温度太恐低倘；础⑥亮焊丝太细袋；悔⑦滑极性接反，焊旺条熔化太快，穿母材没有充分档熔化闷；档⑧五坡口及先焊的仪焊缝表面上有队锈、熔渣及污诊物。旺经分析，焊丝欧用塑料袋密封番包装，不存在接潮湿问题，未裂用完的焊丝也嚷收回放入烘箱压内烘干才使用盼；工人焊接速感度较平稳，不突属于速度过快馅；这些都不是愧造成焊缝产生柄气孔的主要原爷因。串拱肋接头距高空焊接处的羡风速较大，超皇出了焊接许可隐的要求赶，造成空气侵争入焊缝，是导支致焊缝产生气划孔的原因隶；亡四川合江当地步的空气湿度较偶大，早晚潮湿洗，焊口上有水振、锈迹等，也护是导致焊缝产岁生气孔的主要茅原因。牛其次，饮焊缝枪所用钢衬垫厚旨度较大，空中夏安装衬垫润操作不方便，蚀钢衬垫不能很碗好的倘跟突焊口根部密贴慢，熔池内铁水育流失，则是造壤成焊缝存在未居熔合的原因复。大桥所用供扬电线路与居民点用电同一高压戒线，较容易受册居民用电影响卡，蒸电流、王电压不稳雨，也是造成焊菜缝存在未熔合疮的原因之一泽。前3擦、焊缝缺陷正控制方法月由于客观条件垂的影响，摔拱肋高空对接作接头焊缝极易都出现气孔和未注熔合质量缺陷告。对此，大桥泪施工技术人员熄经过认真研究唐，采取了以下跳几种措施改善僚焊接条件：倾eq\o\炉ac秤(堡○愚,持1蛾)厘焊缝施焊前，估用砂轮机将焊连口进行打磨，殃将焊口上的毛嘴刺、锈迹、油申漆等打磨干净赌，使其清洁度控达派到穿St3.度0担级的要求。在赚焊接现场设湿棍度计，当空气邮相对湿度池≥肃80演%蒙时，散将愈焊缝两由侧宁8震0冶～传100mm驾区域内羽加热烘干，琴温度奉为扒8题0逝～杜10根0讯℃陶，然后再进行最焊接。焊接过晌程中拨尽量保持施焊茶的连续性，如假焊接中断时间卷超册过昂2铅0啊分钟，则在恢妇复焊接之前，御重新用烘枪将全焊缝烘干，再舞进行焊接。稠如此，可保证蛮焊口上无水汽广，避免气孔发议生。法图幸3挖援加热烘干焊口渣eq\o\辈ac杏(匙○统,室2哗)枕为减小风的影舒响，戚在空中对接接虫头处搭设防风营棚独。防风棚由上伴平台和下平台屈组成，下平台抢用圆钢焊接成坡吊笼，依靠槽渣钢悬挂在拱肋牢横撑上。珍平台底问部紧密铺满木振板，既作为脚家踏板也防止风府从底部向上吹祸。在平台四周乎，纷在栏杆上挂彩秧条布，将整个芒焊接区域围护摆起来，使风的贡影响降低到允费许范围。辽上平台用槽钢镰支撑在拱肋主胃弦管上，么框架为槽钢，胳四周焊接钢管棵与圆钢作为栏稍杆，然后考在栏杆上挂彩繁条布枪。夕上平台高度为倦1.5m絮，高过焊缝位银置约牌1m羊。转为防止风灌入育上平台，在靠业近焊缝的来风落方向，顶部也姜包裹彩条布。珍平台搭设完成秀后，采用风速纯计实测防风棚赌内风速小于槐2m贴/版s案后，再进行焊战缝焊接预，否则，进行渣整改，直至满担足规范要求翻。盘图暖4盗角防风平台扭（单位耗：默c垃m皂）梢eq\o\腊ac溪(殃○贤,唱3急)垮钢衬垫与钢管两坡口底部的贴啦合度很重要，仪为使其贴合良沟好，叠将论钢衬垫按照现汁场焊口啊的形状峡热弯讲成圆形。从拱肋节段安装赶就位后，辟将接头两侧错森边量调整好，倡然后打磨好坡戏口，再将钢衬番垫点焊固定在足两端钢管上，校使圈其疑紧贴关管壁底部往。旋最后，安梅装鹿2雁块半圆形的接狐头板，与两端著钢管对接。由趟于钢衬垫被弯汁成圆形，其与邻焊口根部的贴拢合度较好。辽但磁部分位置由于族安装半圆形接督头板时碰动，伙出现较大空隙乌。洪对此空隙，用插焊条手工电弧压焊将空隙封闭殖。由于焊条较切焊丝粗，熔滴迹大，封闭空隙浅较容易。用电诞弧焊将钢衬垫响与焊口根部的找空隙封闭后，配再泼用栋CO雕2尊气体保护焊焊孩接焊缝。舌如此，建立熔挺池时，铁水不箱会流失，易于茧保证焊接质量镇。流图棒5崖教圆形钢衬垫制eq\o\穗ac境(世○蒸,铜4烫)懒大桥的施工用匠电与当地居民阿用电共摊用外1济组高压线路，筝用电易受居民丈用电影响。对挠此，大桥施工贱技术人员对用搭电情况进行调极查统计，其中鸟，榕山岸的高逗压线屈为撑110K立V吨，电流电压较介稳定券，而白米岸较锡不稳定。通过浑运用统计手段近进行分析，蒙技术人员坑将失白米岸喊居民用电高峰张时段统计味了新出跟来防。怎施工人员经过聪研究，将陶拱肋的高空焊料接施工泪尽量避开善居民桌用电泛高峰期，确保叫在现有条件下歪，摔电流扭电压稳定渗的情况下再进寿行焊接达。幼当拱肋合龙后调，通过在拱上雨布置电缆，将销榕山岸的电接撑到白米岸拱该巴岸使用，使其羽可使用稳定的罢高压线路。躲4霞、氏焊缝质量控制者效果勇经过采取上述贩措施，拱肋对翼接接头焊缝的低质量得到了有钟效保证，叔大大减少了焊荡缝气孔和未熔忽合的发生率，驼拱肋高空对接每接头全部焊接编完后，使用超叼声波对焊缝进壳行无损检测，歪其脖平均肯一次性检测合吴格率教达真98.6依%靠。丹拱肋现场焊接余焊缝超声波检心测靠表安冰米萌块表娇4臣-1棉节段编号股焊缝总长冷（糊m豆m赵）亮超声波探测缺迎陷长度犬（潜m沉m型）袭一次性检测合拦格划率闸(据%)型备注钞重庆岸上游第此一段炸52800伍1250令97.6蝴重庆岸上游第剃二段长38400馆920乘97.6微重庆岸上游第宪三段坐38400团100碧99.7裤重庆岸上游第潮四段疏38400静960袍97.5幕重庆岸上游第姜五段牙38400辱0捷100.0敲重庆岸上游第楚六段再38400遭0你100.0常重庆岸上游第命七段结38400猫0鹰100.0崖重庆岸上游第鸦八段途38400转0啦100.0坚重庆岸上游第亿九段涌38400就740梁98.1骑上游合龙口重旦庆侧朴19200缺190您99.0启宜宾岸上游第绑一段衬52800瓦1490摔97.2枯宜宾岸上游第忘二段慢38400界1310极96.6就宜宾岸上游第眠三段执38400临910劳97.6其宜宾岸上游第富四段恒38400朱840赵97.8攻宜宾岸上游第兵五段保38400观300涌99.2羽宜宾岸上游第灶六段级38400裙200哨99.5帽宜宾岸上游第饥七段闻38400收450眯98.8弟宜宾岸上游第四八段迷38400集420崭98.9煮宜宾岸上游第夕九段吗38400发510让98.7母上游合龙口宜问宾侧兴19200虑120缠99.4志重庆岸下游第惨一段镜52800舟1540研97.1喊重庆岸下游第雨二段抄38400的1100脂97.1吧重庆岸下游第甲三段句38400跳560在98.5附重庆岸下游第喊四段算38400搭870尖97.7赌重庆岸下游第娇五段假38400挺440练98.9功重庆岸下游第钟六段受38400印0星100.0门重庆岸下游第舟七段铁38400旗100摄99.7童重庆岸下游第蜂八段昆38400竟260岩99.3节重庆岸下游第完九段岁38400宇380胶99.0通下游合龙口重续庆侧条19200避0纵100.0讽宜宾岸下游第嗓一段届52800南1020尚98.1追宜宾岸下游第聪二段洞38400商900镜97.7怕宜宾岸下游第迎三段动38400滩1130研97.1阅宜宾岸下游第扑四段份38400云440乱98.9蔬宜宾岸下游第劈五段守38400炕340填99.1海宜宾岸下游第峡六段洞38400策320恳99.2最宜宾岸下游第筑七段郑38400惠300桌99.2破宜宾岸下游第赠八段朱38400真0塞100.0补宜宾岸下游第佩九段倡38400绳200生99.5樱下游合龙口宜蛾宾侧困19200脸0耕100.0脱总听急矛计鲜151680刺0寸20610马98.6柿球妹将南焊接完成后锐各种焊缝缺陷煤出现的频数进摘行统计裤，结果发现，臣焊缝气孔和未情熔合所占的频穷数百分比明显协降低，屈这末2前种缺陷情况得蛾到了有效控制困。释拱肋高空焊接羡质量缺陷频数苗表倍孔办罩表脊4-2哭序号雹缺陷初频数（点）您累计频数（点燕）正频数百分比仿累计百分比咽1么气孔妖2枝2趴2钥2怎22吉2晋2错2娘未熔合姓2苦0默4表2派20锄4浅2吩3姥咬边层14袄56陪14挑56谁4薪凹陷捏14银7眉0铅14挽7泄0院5晒夹渣铁12债8感2来1凳2拿8四2遮6登焊缝尺寸不符朴合要求祥10挽9晓2眯10杯9翁2腹7自焊穿竖7急99概7熄99枕8腾裂纹疾1亮100群1赛100雾合计映10急0冬100葛100%尊100%5、结语胁钢结构的现场酬焊接条件不如盈厂内，个易使现场焊接跑的质量降低奥。似但通过灵活的俊采取浑各种负措施，改善施丑工条件，也能颤保证现场焊接昂的焊缝质量。节质量控制是答运用质量管理睛的理论和方法垫，以改进质量个，降低消耗、帅提高经济效益婆和管理水平或为目的的活动轿。它分为计划哲、执行、检查求和处理四个节达段，巧在以上四个阶助段中，需要调戚查、分析大量祝的数据和资料翁，依据数理统蹦计或系统分析弄的基本原理，庆制订一些方法拆和措施，来控凑制产品的质量促。隐Q束C宜活动近年来被悔广泛运用于工扮程实践中，而笨且方法越来越更多，理论越来时越完善，工程慰实体的质量水昌平得到了一定鼻的提高。献本文曲的拱肋高空对行接接头焊接，勺受潮湿、风大爸等条件影响锈，租焊缝不免会出赢现缺陷，但产通过采取销烘干焊口、设难置防风棚、使迟用焊条电弧焊颈封闭衬垫空隙嫩、稳定电压电伙流等措施，使乘焊缝缺陷的发值生率明显降低肢，集其方法们值得其他类似差工程参考崖。参考文献：租[1