橋梁鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識[一類建資]

1、橋梁鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識講座 一、常用鋼材1、結(jié)構(gòu)鋼牌號說明，對應(yīng)標準GB2212000鋼鐵產(chǎn)品牌號表示方法。如：Q345qCQ屈服強度；345屈服強度345MPa(當(dāng)16mm時，其屈服強度大小與牌號數(shù)值相同。板厚增加，強度降低，例如Q345C鋼，當(dāng)63mm時，其屈服強度只有315MPa)；q橋梁用結(jié)構(gòu)鋼；C質(zhì)量等級為C級。鋼材質(zhì)量等級共有A、B、C、D、E 5個級別，A級最低，E級最高，主要表現(xiàn)在鋼中有害雜質(zhì)S、P含量的多少，耐沖擊溫度的高低。如：AKV(縱向)Q345A、B級鋼，20，34J；AKV(縱向)Q345C級鋼，0，34J；AKV(縱向)Q345D級鋼，20，34J；AKV(縱向)Q3

2、45E級鋼，40，34J。2、結(jié)構(gòu)鋼的屈強比即鋼材的屈服強度與抗拉強度之比，s/b屈強比越小，強度儲備越大，結(jié)構(gòu)越安全可靠；屈強比越大，強度儲備越小，結(jié)構(gòu)越不安全可靠。一般屈強比不超過0.8。一般，鋼材的強度等級越高，屈強比越大，反之，越小。3、碳素結(jié)構(gòu)鋼對應(yīng)標準GB/T700-2006，有4個強度等級：Q195（不分級）；Q215（A、B級）；Q235（A、B、C、D級）；Q275（A、B、C、D級）。用的比較多的是Q235C鋼，相當(dāng)于過去的A3鋼。4、低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼對應(yīng)標準GB/T1591-2008, 有8個強度等級：Q345（A、B、C、D、E級）；Q390（A、B、C、D、E級）；

3、Q420（A、B、C、D、E級）；Q460（C、D、E級）；Q500（C、D、E級）；Q550（C、D、E級）；Q620（C、D、E級）；Q690（C、D、E級）。過去的16Mn相當(dāng)于Q345的A、B級。與GB/T1591-1994對照，新標準增加了Q500、Q550、Q620、Q690強度等級，取消了Q295強度等級。5、橋梁用結(jié)構(gòu)鋼對應(yīng)標準GB/T714-2000, 有4個強度等級：Q235q（C、D級）；Q345q（C、D、E級）；Q370q（C、D、E級）；Q420q（C、D、E級）。如：南京大勝關(guān)大橋，Q370qE用于受拉部位，Q420qE用于受壓部位。6、厚度方向性能鋼板對應(yīng)標準G

4、B5313-85, 有3個等級系列：Z15、Z25、Z35。鋼板的抗層狀撕裂性能采用厚度方向拉力試驗的斷面收縮率來評定。如：Z35鋼，斷面收縮率三個試樣平均值不小于35，其中單個試樣不小于25%。主要是硫的含量低，如Z35鋼，硫的含量不大于0.005%。7、焊接用耐候鋼對應(yīng)標準GB/T4172, 有4個強度等級：Q235NH、Q295NH、Q355NH、Q460NH。特點是鋼中含有銅和鉻，具有耐大氣腐蝕的性能。8、可焊性與碳當(dāng)量材料能否獲得滿意的焊接質(zhì)量的性能稱為材料的可焊性。碳是鋼中最主要的元素，也是對可焊性最具影響力的元素。含碳量越高，可焊性越差。把各種合金元素對材料可焊性影響的程度折合成

5、碳對材料可焊性的影響，稱為碳當(dāng)量。我國的碳當(dāng)量計算公式為：Ceq（）小于0.45%時，可焊性是良好的。、鋼材的損耗率、山海關(guān)橋梁廠：雙定尺料為，非定尺料為。、壩陵河大橋，設(shè)計規(guī)定：一般為，整體節(jié)點為。二、焊接工藝評定及常用的焊接方法1、焊接工藝評定焊接工藝評定是編制焊接工藝的依據(jù)。焊接工藝評定的目的，一是審定生產(chǎn)工藝能否實現(xiàn)；二是質(zhì)量保證可靠程度；三是經(jīng)濟合理性。機械性能試驗項目、試樣數(shù)量及試驗方法應(yīng)符合下表的規(guī)定。 機械性能試驗項目、試樣數(shù)量（個）試樣型式試驗項目試樣數(shù)量試驗方法對接接頭試樣接頭拉伸（拉板）試驗1按焊接接頭機械性能試驗方法 （GB2649-2654）的規(guī)定焊縫金屬拉伸試驗1接

6、頭側(cè)彎試驗 1低溫沖擊試驗 6 接頭硬度試驗1T型接頭試件焊縫金屬拉伸試驗1接頭硬度試驗1注：彎曲角=180；缺口開在焊縫中心及熔合線外1.0mm處各3個。接頭拉伸（拉板）試驗是為了檢測接頭的抗拉強度，一般斷在母材。屈服強度在原材料復(fù)驗時已測過，此處一般不測。焊縫金屬拉伸（拉棒）試驗是檢測焊縫金屬的屈服強度、抗拉強度及延伸率。接頭側(cè)彎試驗，彎芯直徑和彎曲角度應(yīng)符合母材標準對冷彎的要求。若板厚小于mm，做側(cè)彎試驗不便操作，可做一個面彎和一個背彎代替?zhèn)葟潯?、常用焊接方法當(dāng)前，橋梁鋼結(jié)構(gòu)常用的焊接方法主要是三種：手工電弧焊、埋弧自動焊、CO2氣體保護焊。三種焊接方法的比較 方法 項目質(zhì)量效率靈活抗

7、風(fēng)抗潮用 途手弧焊好低高一般差短小焊縫CO2好較高較高差高短小焊縫，及打底、填充焊埋弧焊很好高低較好一般長焊縫，蓋面三、常用焊接材料1、低合金結(jié)構(gòu)鋼焊條對應(yīng)標準GB/T511895。常用：J507，即E5015，結(jié)構(gòu)鋼焊條，焊縫金屬抗拉強度kg/mm2,堿性低氫型藥皮，焊接電源，直流反接。其熔敷金屬沖擊韌性比較高。J50，即E5003，酸性焊條，鈦鈣型藥皮，焊接電源，交直流兩用。2、埋弧焊低合金鋼用焊絲和焊劑熔化焊鋼絲對應(yīng)標準GB/T1495794。焊劑對應(yīng)標準GB/T529399。焊接Q345C鋼可以選用：HJ431+H08A，或SJ101+ H10Mn2。HJ431：HJ焊劑；431高錳、

8、高硅、低氟。H08A：H焊接用鋼絲；08含碳量0.08%；A高級，S、P含量低。H10Mn2：H焊接用鋼絲；10含碳量0.10%，Mn2含錳量將近2。SJ101：SJ燒結(jié)焊劑；101編號，合金元素含量較低。合金元素含量低的焊絲搭配合金元素含量高的焊劑，合金元素含量高的焊絲搭配合金元素含量低的焊劑。3、CO2氣體保護焊低合金鋼用焊絲實芯焊絲對應(yīng)標準GB/T811095，常用：ER49-1、ER50-1、 ER69-1、ER76-1、ER83-1。ER表示焊絲，50表示熔敷金屬抗拉強度最低值為550MPa。ER49-1相當(dāng)于H08Mn2Si。藥芯焊絲對應(yīng)標準GB/T100452001。常用：E50

9、1T、E551T等，E表示焊絲，50為熔敷金屬的抗拉強度等級（kg/mm2，即480MPa），表示全位置焊接，T表示藥芯焊絲。四、電焊條1、焊條芯，一般用H08，對應(yīng)標準GB/T1495794。2、焊條藥皮成份造氣劑：淀粉、木粉、大理石（CaCO3）等；造渣劑：大理石（CaCO3）等礦物；脫氧劑：硅鐵、錳鐵；合金劑：硅鐵、錳鐵；除氫劑：螢石（CaF2）;粘結(jié)劑：水玻璃（硅酸鈉、硅酸鉀）。硅鐵、錳鐵脫氧剩余部分做為合金劑。結(jié)構(gòu)鋼焊條，焊條芯相同，調(diào)整藥皮配方，可獲得不同性能的電焊條。3、焊條的保管與烘培對應(yīng)標準JB322383。酸性焊條75150，烘干12h；堿性焊條350400，烘干12h。烘

10、干后放入100150保溫筒內(nèi)。存放焊條的架子距地面和墻壁不小于300mm，嚴防潮濕。焊接材料除應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準外，其抽樣檢驗尚應(yīng)符合以下規(guī)定：制造廠首次使用的焊接材料應(yīng)進行化學(xué)成分和熔敷金屬力學(xué)性能檢驗；連續(xù)使用的同一廠家、同一型號的焊接材料，實芯焊絲逐批進行化學(xué)成分檢驗，焊劑逐批進行熔敷金屬力學(xué)性能檢驗，藥芯焊絲和焊條每一年進行一次熔敷金屬力學(xué)性能檢驗；五、焊接材料選用原則1、等強度原則焊接同種材料時，按焊接接頭與母材等強度的原則來選擇焊接材料。2、就低不就高原則不同強度等級鋼材焊接時，按強度等級低的一種來選擇焊接材料 。3、等同性原則碳鋼或低合金鋼與不銹鋼焊接時，則一律采用高鎳鉻不銹鋼焊

11、條。4、等條件原則焊接承受沖擊載荷構(gòu)件時，采用堿性低氫型焊條。5、低缺陷原則對厚板多層焊時，可采用低強度等級焊接材料，有利于減少冷裂紋；焊接淬硬傾向大的中碳調(diào)質(zhì)鋼時可采用奧氏體焊條焊接，有利于減少冷裂紋的產(chǎn)生。六、焊縫性能的控制1、焊縫強度的控制對接焊縫的屈服強度和抗拉強度不低于母材，并不超過母材100MPa，超過時用韌強比來控制。 一般要求K0.13，關(guān)鍵在于焊接材料的選用，等強度即可。2、焊縫韌性的控制焊接接頭的沖擊韌性AKV（縱向）不低于母材。主要靠控制焊接熱能輸入，即控制焊接線能量的大小，減少熱能輸入；通過預(yù)熱和緩冷降低冷卻速度。3、焊接線能量(J/)Ih焊接電流；Vh電弧電壓；焊接速

12、度，m/s；系數(shù)，一般取0.8。七、開工前的技術(shù)準備工作編制管理人員通訊錄、施工組織設(shè)計、施工工藝方案、施工轉(zhuǎn)換圖紙、施工拆零圖、焊接工藝評定任務(wù)書、焊縫編號說明書面、焊接工藝規(guī)程、無損檢驗清冊、產(chǎn)品試板清冊、高強度螺栓清冊、涂裝施工組織設(shè)計、生產(chǎn)計劃、檢驗規(guī)則、鋼材進場計劃等。要做好技術(shù)交底、場地布置、安全教育、焊工考試、工裝卡具設(shè)計與制作等工作。收集特種人員從業(yè)資格證書、試驗室資質(zhì)等相關(guān)資料。八、橋梁鋼結(jié)構(gòu)制造的主要工序?qū)?yīng)規(guī)范TB102122009鐵路鋼橋制造規(guī)范1、原材料復(fù)驗鋼材應(yīng)成批驗收,每批由同一廠家、同一材質(zhì)、同一出廠狀態(tài)（指按熱處理狀態(tài)供應(yīng)），每10個爐（批）號抽檢一組試件（每

13、批鋼材重量不得大于60t）。每批鋼材的檢驗項目,取樣數(shù)量,取樣部位和試驗方法應(yīng)符合下表規(guī)定序號檢驗項目取樣數(shù)量，個取樣方法試驗方法1化學(xué)分析1（每爐罐號）GB222GB2232拉伸1GB2975GB228、63973彎曲1GB2975GB2324常溫沖擊3GB2975GB21065低溫沖擊3GB2975GB41592、放樣、作樣、號料、下料直接在鋼板上劃出零件的切割線稱為放樣。放樣一般適用于較大的矩形零件；當(dāng)相同零件數(shù)量較多時，為了提高生產(chǎn)效率，用薄鐵皮或紙板制作適用于各種形狀和尺寸的樣板，用來在鋼材上標出切割線位置，此項工作叫做作樣。一般尺寸較小的零件制作下料樣板，尺寸較大的矩形零件需要切角

14、時制作切角樣板。利用下料樣板在鋼板上劃出零件的切割線叫做號料。放樣、號料以后進行切割下料。注意桿件受力方向應(yīng)與鋼板軋制方向一致；要套料，節(jié)約用料；預(yù)留焊接收縮余量及加工余量。工型桿件和箱型桿件腹板的寬度是控制桿件高度重要尺寸。所以，腹板必須經(jīng)過機加工銑邊或刨邊，俗稱“配刨”。3、開坡口氣焊、手工電弧焊及氣體保護焊焊縫坡口的基本形式和尺寸，見GB98588；埋弧焊焊縫坡口的基本形式和尺寸，見GB98688。4、組裝組裝要在胎架上進行，配備相應(yīng)的工裝和夾具，凡是先孔的桿件都必須以孔來定位。要控制裝配間隙及桿件的形狀和尺寸。翼緣板的拼接縫與腹板的拼接縫的間距不應(yīng)小于200mm，相鄰焊縫的間距不小于1

15、00mm，接料的長度不小于1000mm，接料錯邊不大于2mm。如下圖焊縫錯開的最小距離1蓋板；2腹板；3板梁水平肋或箱形梁縱肋；4板梁豎肋或箱形梁橫肋；5蓋板對接焊縫5、焊接要選擇合適的焊接工藝參數(shù)，嚴格控制線能量。環(huán)境溫度不低于5，環(huán)境濕度要小于80。焊前，待焊區(qū)要徹底去除污物和鐵銹。紅銹Fe2O3*nH2O,容易產(chǎn)生氫氣孔和氫脆。定位焊應(yīng)距設(shè)計焊縫端部30mm以上，其長度50100mm，間距500600mm，焊腳尺寸不大于設(shè)計焊縫的1/2。對接焊縫要加引（熄）弧板，引（熄）弧板的尺寸為：15080t。起（熄）弧要在距設(shè)計焊縫以外80mm的引（熄）弧板上。焊縫金屬的熔合比：焊縫金屬是由母材金

16、屬和填充金屬熔合在一起組成的。母材金屬占焊縫金屬的百分比，稱為熔合比，它影響焊縫金屬的化學(xué)成份和機械性能。焊縫金屬的結(jié)晶：結(jié)晶從液態(tài)金屬和固態(tài)金屬的分界面開始，晶粒向散熱方向相反的方向長大，晶粒長大和新晶粒生成是同步進行的。熔點高的先結(jié)晶，熔點低的后結(jié)晶。低熔點共晶體被擠向晶粒的邊緣，形成“顯微偏析”，對焊縫性能影響不大。低熔點共晶體最終被擠向最后結(jié)晶區(qū)域，形成“區(qū)域偏析”。當(dāng)?shù)腿埸c共晶體分布方向與受力方向垂直時，極易產(chǎn)生裂紋。窄而深的焊縫容易產(chǎn)生裂紋，寬而淺的焊縫則不易產(chǎn)生裂紋。焊縫寬度與深度之比稱為焊縫的成型系數(shù)，埋弧焊的焊縫成型系數(shù)為1.32.0為好。焊縫的寬度：焊縫寬度等于坡口寬度兩則

17、各加2mm。焊縫的深度：焊縫頂面到焊縫底部的最大距離。焊縫的熔深：待焊接面熔化的深度。6、焊縫外觀質(zhì)量對應(yīng)標準GB1085488、TB102122009。焊接宜在室內(nèi)進行。露天焊接，手弧焊風(fēng)速超過m/s,氣體保護焊風(fēng)速超過m/s時，應(yīng)采取防風(fēng)措施。焊縫外觀質(zhì)量標準（mm）序號項 目焊 縫 種 類質(zhì) 量 標 準1氣孔橫向?qū)雍缚p不允許縱向?qū)雍缚p、主要角焊縫直徑小于1.0，每米不多于3個，間距不小于20其他焊縫直徑小于1.5，每米不多于3個，間距不小于202咬邊受拉桿件橫向?qū)雍缚p、橋面板與弦桿角焊縫、橫梁接頭板與弦桿角焊縫、橋面板與U形肋角焊縫（橋面板側(cè)）、豎向加勁肋角焊縫（腹板側(cè)受拉區(qū)）不允

18、許受壓桿件橫向?qū)雍缚p及豎加勁肋角焊縫（腹板側(cè)受壓區(qū)）0.3縱向?qū)雍缚p、主要角焊縫0.5其他焊縫1.03焊腳尺寸主要角焊縫hf 其他角焊縫hf 手工焊角焊縫全長的10%允許4焊波角焊縫2.0（任意25mm范圍高低差）5余高不鏟磨余高的對接焊縫 2.0（焊縫寬度b20）3.0（焊縫寬度b20）有效厚度T形角焊縫凸面角焊縫有效厚度應(yīng)不大于規(guī)定值2.0，凹面角焊縫應(yīng)不小于規(guī)定值0.36余高鏟磨后的表面橫向?qū)雍缚p（橋面板除外）不高于母材0.5不低于母材0.3粗糙度50m注： 手工角焊縫全長的10%允許h1 7、無損檢驗UT超聲波探傷，對應(yīng)標準GB1134589；RT射線探傷，對應(yīng)標準GB32232

19、005；MT磁粉探傷，對應(yīng)標準GB1582295；PT滲透探傷。無損檢驗在焊后24h以后進行。焊縫超聲波探傷內(nèi)部質(zhì)量分級序號項 目質(zhì)量等級適 用 范 圍1對接焊縫主要桿件受拉的橫向、縱向?qū)雍缚p主要桿件受壓的橫向、縱向?qū)雍缚p2全熔透角焊縫設(shè)計明確要求的熔透焊縫3角焊縫主要角焊縫焊縫超聲波探傷范圍和檢驗等級（mm）序號焊縫質(zhì)量等級探傷比例探 傷 范 圍板 厚檢驗等級1級橫向?qū)雍缚p100%全長1080B2級橫向?qū)雍缚p3級縱向?qū)雍缚p4級縱向?qū)雍缚p焊縫兩端各10005級全熔透角焊縫全長6級角焊縫兩端螺栓孔部位并延長500，板梁主梁、箱梁及縱、橫梁跨中加探10001046A4680B焊縫超聲波

20、檢驗等級應(yīng)符合下列規(guī)定：檢驗等級分為A、B、C三級，檢驗完善程度和檢驗工作的難度系數(shù)按A、B、C順序逐級增高。A級檢驗采用一種角度的探頭在焊縫的單面單側(cè)進行檢驗，只對允許掃查到的焊縫截面進行探測；B級檢驗原則上采用一種角度探頭在焊縫的單面雙側(cè)進行檢驗，對整個焊縫截面進行探測。受幾何條件的限制可在焊縫的雙面單側(cè)采用兩種角度的探頭進行檢驗，條件允許時應(yīng)做橫向缺陷的檢驗；C級檢驗至少要求采用兩種角度探頭在焊縫的單面雙側(cè)進行檢驗，同時要做兩個掃查方向和兩種角度探頭的橫向缺陷檢驗。采用任何檢驗等級都應(yīng)使檢測系統(tǒng)靈敏度余量能夠滿足驗收標準。否則應(yīng)增加探測面（如雙面雙側(cè)等）。缺陷指示長度：焊縫超聲波檢驗中，

21、按規(guī)定的測量方法以探頭移動距離測得的缺陷長度。板厚小于等于30mm（不等厚對接時，按薄板計）的主要桿件受拉橫向、縱向?qū)雍缚p除按規(guī)定進行超聲波探傷外，還應(yīng)按接頭數(shù)量的10%（不少于一個焊接接頭）進行射線探傷，探傷范圍為焊縫兩端各250300mm，焊縫長度大于1200mm時，中部加探250300mm；厚度大于30mm（不等厚對接時，按薄板計）的主要桿件受拉橫向、縱向?qū)雍缚p除按規(guī)定進行超聲波探傷外，還應(yīng)按接頭數(shù)量的10%（不少于一個焊接接頭）增加檢驗等級為C級、質(zhì)量等級為級的超聲波檢驗。此時焊縫余高應(yīng)磨平，使用的探頭折射角應(yīng)有一個為45，探傷范圍為焊縫兩端各500mm。焊縫長度大于1500mm時

22、，中部加探500mm。對表面余高不需磨平的十字交叉（包括T字交叉）對接焊縫應(yīng)在以十字交叉點為中心的120150mm范圍內(nèi)100%射線探傷。焊縫的射線探傷應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準金屬熔化焊焊接接頭射線照相（GB3323）的規(guī)定，射線透照技術(shù)等級采用B級（優(yōu)化級），焊縫內(nèi)部質(zhì)量應(yīng)達到級；用射線和超聲波兩種方法檢驗的焊縫，必須達到各自的質(zhì)量要求，該焊縫方可認為合格；橋面板縱肋角焊縫采用磁粉探傷，U形肋探傷比例100%，板肋探傷比例10%，探傷范圍為焊縫兩端各1000mm，磁粉探傷應(yīng)符合現(xiàn)行標準無損檢測 焊縫磁粉檢測（JB/T6061）的規(guī)定，焊縫質(zhì)量應(yīng)達到級；缺陷評定應(yīng)符合本規(guī)范附錄G的規(guī)定；采用超聲波和

23、磁粉進行局部探傷的焊縫，當(dāng)發(fā)現(xiàn)裂紋時，應(yīng)將該條焊縫的探傷范圍延至全長。采用射線探傷的焊縫，當(dāng)發(fā)現(xiàn)超標缺陷時應(yīng)加倍檢驗。超聲波探傷比例為各條焊縫長度的百分比數(shù)，絕對不是部件、構(gòu)件焊縫總長的百分數(shù)，這是保證每條焊縫質(zhì)量的硬性規(guī)定。簽發(fā)無損檢驗報告書必須是具有二級證書資格人員，否則報告無效。8、產(chǎn)品試板焊縫應(yīng)按下表規(guī)定的焊縫類型確定產(chǎn)品試板數(shù)量，接頭數(shù)量少于表中數(shù)量時應(yīng)做一組產(chǎn)品試板。產(chǎn)品試板焊縫經(jīng)外觀和探傷檢驗合格后進行接頭拉伸、側(cè)彎和焊縫金屬低溫沖擊試驗，試樣數(shù)量和試驗結(jié)果應(yīng)符合焊接工藝評定的有關(guān)規(guī)定； 產(chǎn)品試板數(shù)量焊縫類型接 頭 數(shù) 量產(chǎn)品試板數(shù)量受拉橫向?qū)雍缚p接頭長度1000mm32條1組

24、接頭長度1000mm24條1組橋面板橫向?qū)雍缚p10條1組橋面板縱向?qū)雍缚p30條1組全斷面對接焊縫10個斷面平、立、仰焊縫各1組9、制孔優(yōu)先采用數(shù)控鉆孔，一端先孔（下料平整后立即鉆孔），另一端后孔（桿件經(jīng)調(diào)校合格后鉆孔），采用整體覆蓋式鉆孔模板，以保證桿件孔群之間的精度。螺栓孔徑允許偏差為0.7mm。螺栓孔距允許偏差（mm）序號螺栓直徑螺栓孔徑允許偏差孔徑孔壁垂直度1M1214+0.50板厚t30時，不大于0.3；板厚t30時，不大于0.5，2M1618+0.503M2022+0.704M2224+0.705M2426+0.706M2729+0.707M3033+0.708M3033+1.0

25、0注： 連接支座的孔群中心距允許偏差； 括號內(nèi)數(shù)值為人檢結(jié)構(gòu)的允許偏差。螺栓孔距允許偏差（mm）序號項 目允許偏差（mm）主要桿件次要桿件桁梁桿件板梁主梁1兩相鄰孔距離0.40.40.4（1.0）2多組孔群兩相鄰孔群中心距0.81.51.0（1.5）3兩端孔群中心距l(xiāng)11m0.84.01.5l11m1.08.02.04孔群中心線與桿件中心線的橫向偏移腹板不拼接2.02.02.0腹板拼接1.01.05桿件任意兩面孔群縱、橫向錯位1.0注： 連接支座的孔群中心距允許偏差； 括號內(nèi)數(shù)值為附屬結(jié)構(gòu)的允許偏差。九、焊接應(yīng)力與變形1、 焊接變形產(chǎn)生的原因焊接過程中由于對工件不均勻的加熱，導(dǎo)致工件形狀、尺寸

26、改變（長寬縮短、角度改變、彎曲變形等），產(chǎn)生了焊接應(yīng)力與變形。(1)鋼棒自由狀態(tài)和剛性固定狀態(tài)下的變形與應(yīng)力圖：鋼棒在自由狀態(tài)下加熱，軸向和徑向尺寸加大。自由狀態(tài)將鋼棒兩端固定，均勻加熱，鋼棒軸向無法伸長，徑向尺寸加大。 固定狀態(tài)(虛線表示加熱變形)(2)焊接接頭3個區(qū)域的變形與應(yīng)力焊接時，焊接區(qū)拉著非焊接區(qū)一起伸長。焊接區(qū)受壓應(yīng)力，非焊接區(qū)受拉應(yīng)力。冷卻時，非焊接區(qū)阻礙焊接區(qū)收縮，焊接區(qū)受拉應(yīng)力，非焊接區(qū)受壓應(yīng)力。2、常見的焊接變形種類(1)長、寬尺寸變小由于焊縫的縱向收縮，引起桿件的縱向縮短；由于焊縫的橫向收縮，引起桿件的寬度變窄。焊縫的縱向收縮與焊縫的長度成正比；焊縫的橫向收縮與焊縫的寬

27、度成正比。(2) 角變形 由于焊縫的橫向收縮，造成桿件角變形。 (3) 彎曲變形 由于焊縫的縱向收縮，造成桿件的彎曲變形。 (4) 波浪變形 薄板由于焊縫縱向收縮擠壓，喪失穩(wěn)定，造成波浪變形。3、減小焊接變形的方法(1)反變形法預(yù)先將零件加工反方向變形，抵消焊接變形。 a)標準斷面 b)焊接后(無變形措施) c)采用反變形焊接前(2) 剛性固定法 焊接之前，將桿件剛性固定，減小焊接變形。如：焊接前將兩條T型梁背靠背，用多個卡子剛性固定，減小角變形和彎曲變形。 a)T形梁焊后蓋板角變形 b) 剛性固定T型梁斷面圖4、焊接變形矯正(1)機械矯正用工型矯正機矯正工型梁和T型梁的角變形。(2) 火焰矯

28、正用火焰對桿件進行不均勻加熱，造成新的變形，抵消焊接變形。 (3) 機械與火焰矯正 利用機械和火焰共同作用，矯正焊接變形。零件矯正宜采用冷矯，矯正后的鋼材表面不應(yīng)有明顯的凹痕或損傷。 采用熱矯時，加熱溫度應(yīng)控制在600800；溫度降至室溫前，不得錘擊鋼材。十、試拼裝和預(yù)拼裝1、試拼裝鋼橋應(yīng)按試裝圖進行廠內(nèi)試裝。試拼裝的目的是檢查設(shè)計是否存在不足，以及加工精度是否滿足設(shè)計要求。廠內(nèi)試拼裝，一般采用31的形式。TB102122009規(guī)定： 試裝應(yīng)在測平的臺凳上進行，桿件應(yīng)處于自由狀態(tài)。試裝時，必須使板層密貼，沖釘不得少于螺栓孔總數(shù)的10%，螺栓不得少于螺栓孔總數(shù)的20%。試裝過程中應(yīng)檢查拼接處有無

29、相互抵觸情況，有無不易施擰螺栓處。試裝時，必須用試孔器檢查所有螺栓孔。主桁的螺栓孔應(yīng)100%自由通過較設(shè)計孔徑小0.75mm的試孔器；橋面系和連接系的螺栓孔應(yīng)100%自由通過較設(shè)計孔徑小1.0mm的試孔器；板梁的螺栓孔應(yīng)100%自由通過較設(shè)計孔徑小1.5mm的試孔器方可認為合格。磨光頂緊處應(yīng)有75%以上的面積密貼，用0.2mm塞尺檢查，其塞入面積不得超過25%。試拼裝經(jīng)驗收合格后解體，轉(zhuǎn)入涂裝工序。2、預(yù)拼裝將桿件預(yù)先拼裝成桁片或節(jié)段，再進行吊裝的工作稱為預(yù)拼裝。工地預(yù)拼裝是廠內(nèi)試拼裝的再現(xiàn)。TB104152003鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗收標準規(guī)定：在支架上拼裝鋼桁梁時，沖釘和高強度螺栓總數(shù)量不

30、得少于孔眼的1/3，其中沖釘應(yīng)占2/3，孔眼較少部位沖釘和高強度螺栓數(shù)量不得少于6個。 十一、涂裝對應(yīng)標準TB15272004，鐵路鋼橋保護涂裝。1、涂料涂裝材料的檢驗應(yīng)符合下列規(guī)定： 涂裝材料按鐵路鋼橋用防銹底漆供貨技術(shù)條件（GB/T 2772）、鐵路鋼橋用面漆、中間漆供貨技術(shù)條件（GB/T 2773）、富鋅底漆（HG/T 3668）、鐵路鋼橋保護涂裝（GB/T 1527）進行檢驗；每個涂裝材料品種按不同生產(chǎn)批號各抽取一個樣品，樣品的數(shù)量應(yīng)滿足檢驗的需要；檢驗結(jié)果中如有某項指標存在爭議時，允許在該批涂裝材料中再隨機抽取一個樣品，重新進行檢驗；防銹底漆耐鹽霧性能和儲存期、中間漆配套性能和儲存穩(wěn)

31、定性、面漆耐人工老化性能和儲存期、防銹防滑涂料耐鹽霧性能、6個月時的抗滑移系數(shù)和儲存期等型式檢驗項目為供應(yīng)商保證項目，不作為用戶必檢項目。2、除銹除銹的目的是要清除工件表面的污物和鐵銹，要保證清潔度達到設(shè)計要求，還要獲得足夠的粗糙度。對應(yīng)標準GB1137389熱噴涂金屬表面預(yù)處理通則。 噴砂除銹清潔度用Sa來表示；手工和動力工具除銹用St來表示；火焰除銹用FI來表示。橋梁鋼結(jié)構(gòu)的主要桿件均用噴砂除銹。附屬構(gòu)件外表面清潔度Sa2.0，主體構(gòu)件外表面清潔度Sa2.5,高強度螺栓連接面的清潔度Sa3.0。表面粗糙度表示方法對應(yīng)標準GB/T103195表面粗糙度參數(shù)及其數(shù)值。粗糙度一般用Rz、Ra 、

32、Ry來表示。RaRz涂裝涂料層時，鋼表面的粗糙度規(guī)定為Rz2560m，電弧噴涂鋅或鋁金屬時，鋼表面的粗糙度規(guī)定為Rz50100m。噴砂除銹，一般情況下，一把槍每小時可噴m2，一個工作日可完成m2左右。涂層附著力的檢測：拉開法，對應(yīng)標準GB521085；劃格法，對應(yīng)標準GB/T928698。底漆保證涂層與基材之間的附著力；中間漆保證涂層的厚度；面漆要保證耐候，且要美觀。涂料的損耗率一般為左右。3、涂裝工藝經(jīng)噴砂清理后的桿件應(yīng)在四小時以內(nèi)進行涂裝。第一道漆未實干前不得涂第二道。底漆、中間漆最長暴露時間不超過七天。涂裝時，桿件表面不允許有雨水、結(jié)露，相對溫度不高于80%，環(huán)境溫度對環(huán)氧類和聚氨類涂料

33、不得低于10、對醇酸類涂料不得低于5。涂裝后4小時內(nèi)應(yīng)保護免受雨淋。涂層不允許有剝落、咬底、漏涂、氣泡、分層等缺陷。涂層應(yīng)均勻、平整、有光澤，允許有不影響防護性能的輕微桔皮、流掛、起皺，漆膜附著力要達到GB/T9286-98的規(guī)定。箱形桿件端隔板以內(nèi)的防腐采用封閉式措施，即端隔板的所有縫隙需用圍焊密封，以防水汽進入引起鋼板銹蝕。注明不涂裝的部位不得涂裝，安裝焊縫處應(yīng)留3050mm暫不涂裝， 即接頭處3050mm寬不涂裝，以免影響工地安裝焊接質(zhì)量。涂裝后應(yīng)在規(guī)定的位置、涂刷桿件標記，并核對鋼印號。桿件碼放必須在涂層實干后進行，在堆碼、運輸和安裝過程中，對漆膜損傷處要及時補涂。對大面積損傷的，必須

34、重新打砂按層修補。局部小面積損傷的用手工打磨，進行修補。4、錢江四橋、新光大橋、壩陵河大橋涂裝體系比較錢江四橋鋼結(jié)構(gòu)涂裝要求序號項點名稱道數(shù)每道厚度合計1鋼結(jié)構(gòu)外露表面電弧噴鋁1200m200m881D環(huán)氧云鐵封閉漆220m40m881YM 丙稀酸聚氨酯面漆225m50m在工廠涂刷的總厚度265m2鋼箱內(nèi)表面環(huán)氧耐磨漆280m160m在工廠涂刷的總厚度160m新光大橋鋼結(jié)構(gòu)涂裝要求序號項點名稱道數(shù)每道厚度合計1鋼結(jié)構(gòu)外露表面環(huán)氧富鋅底漆180m80m環(huán)氧云鐵中間漆180m80m脂肪族聚氨脂面漆240m80m在工廠涂刷的總厚度200m2鋼箱內(nèi)表面環(huán)氧富鋅底漆180m80m環(huán)氧厚漿漆1150m15

35、0m在工廠涂刷的總厚度230m壩陵河大橋鋼桁加勁梁涂裝要求序號項點涂裝體系道數(shù)每道厚度合計1橋面板上表面（兩側(cè)檢修道護欄之間）噴砂Sa2.5Rz4080m醇溶性無機硅酸鋅車間底漆125m25m2構(gòu)件外表面及橋面板其它外表面噴砂Sa2.5Rz4080m醇溶性無機富鋅底漆175m75m環(huán)氧云鐵封閉漆125m25m環(huán)氧云鐵中間漆270m140m聚氨脂面漆240m80m3箱形構(gòu)件未封閉內(nèi)表面噴砂Sa2.5Rz4080m環(huán)氧富鋅底漆180m80m環(huán)氧厚漿漆275m150m環(huán)氧面漆150m50m4普通螺栓、螺帽、墊圈、螺釘熱鋟鋅600g/m25高強度螺栓與其它連接處構(gòu)件外表面相同，施工完成后統(tǒng)一涂裝6高強

36、度螺栓栓接面噴砂Sa3.0Rz4080mHFS-2無機硅酸鋅防滑防銹漆180160m空氣噴涂我們僅對鋼結(jié)構(gòu)外露表面進行比較。錢江四橋電弧噴鋁取代了底漆，電弧噴鋁防腐效果好，但成本較高。電弧噴鋁之后要立即封閉，錢江四橋的封閉漆為881D環(huán)氧云鐵漆2道40m（封閉漆一般不要求厚度，吸附飽和即可。第二道封閉漆實為中間漆，顯然中間漆的厚度偏?。?；新光大橋和壩陵河大橋噴砂除銹后無電弧噴鋁，而是采用底漆。但二者所用底漆不同，新光大橋采用的是環(huán)氧富鋅底漆，無需封閉，且附著力較大，然后用環(huán)氧云鐵中間漆和脂肪族聚氨脂面漆。而壩陵河大橋采用的是醇溶性無機富鋅底漆，醇溶性無機富鋅底漆附著力較小，且需用環(huán)氧封閉漆封閉

37、，然后采用環(huán)氧云鐵中間漆和聚氨脂面漆。三座大橋均采用聚氨脂面漆，聚氨脂面漆在國內(nèi)已使用多年，歷史證明可以獲得滿意的防腐效果。這三座大橋都曾經(jīng)醞釀采用氟碳漆面漆，氟碳漆感觀效果好，但成本太高，國內(nèi)雖已有使用，可是年限太短，難以證明其長期防腐的效果。十二、高強度螺栓對應(yīng)標準GB/T122812312006。1、高強度螺栓檢驗項目楔負載、螺母保證載荷、螺母和墊圈硬度、連接副扭矩系數(shù)。高強度螺栓連接副扭矩系數(shù)試驗，每3000套取8套。扭矩系數(shù)的平均值應(yīng)在0.1100.150之間，標準偏差不大于0.0010。扭矩系數(shù): T高強螺栓扭矩值，Nm；P高強螺栓預(yù)拉力，KN；d高強螺栓公稱直徑,。標準偏差: x

38、i扭矩系實驗值；x扭矩系平均值；n=8；2、高強度螺栓連接面抗滑移系數(shù)試驗栓焊梁抗滑移系數(shù)檢驗以2000噸為一批，不足2000噸視為一批，每批在出廠時和架設(shè)時各檢驗三組試件(二塊芯板、二塊蓋板為一組)。設(shè)計文件對抗滑移系數(shù)試件的數(shù)量及規(guī)格有要求時，按設(shè)計文件執(zhí)行。試件出廠時抗滑移系數(shù)不小于0.55，安裝時不小于0.45。試驗方法和試件尺寸，對應(yīng)標準TB213790鐵路鋼橋栓接板面抗滑移系數(shù)試驗方法和GB502052001鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范。 N滑移載荷，KN；n摩擦面數(shù)量，n2；Pi試件滑移一側(cè)高栓預(yù)拉力, KN。3、高強度螺栓施工及驗收規(guī)定對應(yīng)標準TBJ21492鐵路鋼橋高強度螺栓連接施工規(guī)定。高強度螺栓連接應(yīng)按板束厚度所對應(yīng)的螺栓長度使用；高強度螺栓連接副應(yīng)按每班實際需求量領(lǐng)取，嚴禁亂拿、亂扔、亂放；下班時必須將安裝剩余的高強度螺栓連接副放回原保存處或裝箱妥善保管，嚴禁個人自行存放；高強度螺栓連接副的安裝應(yīng)在構(gòu)件中心位置調(diào)整合格后進行；構(gòu)件拼裝前，應(yīng)除去毛刺、飛邊、焊接飛濺物，栓接板面必須干燥平整，嚴禁在雨中作業(yè)；安裝時，螺栓穿入方向應(yīng)以施擰方便為準，并力求一致；安裝時，嚴禁強行穿入螺栓。對于不能自由穿入的栓孔，應(yīng)用與栓孔直徑相同的絞刀或鉆頭進行修孔或擴孔（JGJ8291規(guī)定：修整后孔的最