鋼箱梁焊接方案

1、武漢市東湖新技術(shù)開發(fā)區(qū)珞瑜路虹景立交鋼箱梁焊接工藝評定 中建三局第二建設(shè)工程有限責(zé)任公司 二零一四年四月17 / 21文檔可自由編輯打印目錄一、工程概況1二、焊接方法及焊接材料32.1、焊接方法32.2、焊接材料3三、試件接頭形式及焊接方法和材料4四、試件母材準(zhǔn)備12五、試件焊接135.1、焊接工藝參數(shù)135.2、焊接工藝措施13六、試件焊縫檢驗(yàn)156.1、焊接接頭性能試驗(yàn)166.2、焊釘實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及方法166.3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果要求及判定17一、工程概況珞瑜路與光谷大道是武漢城區(qū)兩大城市主干道，珞瑜路橫向連接魯巷廣場與森林公園，光谷大道縱向貫通關(guān)東、關(guān)南開發(fā)區(qū)，是武昌地區(qū)交通最為繁忙的兩條道路。珞瑜

2、路虹景立交工程主要分為東西向珞瑜路段及南北段光谷大道至喻家湖路段。本次項(xiàng)目設(shè)計(jì)主要為東西向珞瑜路段。珞瑜路采用高架橋形式上跨光谷大道（喻家湖路），珞瑜路高架橋全長358.08米，其中第二聯(lián)為40m+50m+39m連續(xù)鋼箱梁橋，標(biāo)準(zhǔn)段寬31米。鋼箱梁梁高2.1m，箱梁兩側(cè)分別繞設(shè)計(jì)高程點(diǎn)旋轉(zhuǎn)形成橋面雙向坡，箱梁頂、底板平行。鋼箱梁截面為單箱7室結(jié)構(gòu)（見如下示意圖），頂、底板采用厚度16mm鋼板，腹板厚20mm，縱肋厚1016mm，U形肋厚8mm，橫隔板為空心結(jié)構(gòu)、厚度14mm，懸臂隔板厚度16mm，懸臂底板厚16mm，并設(shè)置6mm厚裝飾板。面板頂部均布1960剪力釘（圓柱頭焊釘）。鋼箱梁主結(jié)構(gòu)鋼

3、材采用Q345qd 和Q370qd，需滿足橋梁用結(jié)構(gòu)鋼（GB/T 714-2008）標(biāo)準(zhǔn)。圓柱頭焊釘設(shè)計(jì)用料材質(zhì)ML15，規(guī)格為1960mm，焊釘?shù)某叽?、化學(xué)成分、機(jī)械性能應(yīng)符合電弧螺柱焊用圓柱頭焊釘(GB/T 10433-2002)規(guī)定。Q345qD鋼的化學(xué)成分如表1所示：Q345qD鋼的化學(xué)成分（GB/T 714-2008） （表1）牌號(hào)CSiMnSPNbVTiCrNiCuMoNAlsQ345qD0.180.550.901.700.0200.0250.060.080.030.800.500.550.200.0120.015Q345qD鋼的力學(xué)性能如表2所示：Q345qD鋼的力學(xué)性能（GB/

4、T 714-2008） （表2）牌號(hào)下屈服強(qiáng)度Rel/MPa抗拉強(qiáng)度Rm/MPa斷后伸長率A/%-20時(shí)的沖擊功KV2/JQ345qD3454902047Q370qD鋼的化學(xué)成分如表3所示：Q370qD鋼的化學(xué)成分（GB/T 714-2008） （表3）牌號(hào)CSiMnSPNbVTiCrNiCuMoNAlsQ370qD0.180.551.001.700.0200.0250.060.080.030.800.500.550.200.0120.015Q370qD鋼的力學(xué)性能如表4所示：Q370qD鋼的力學(xué)性能（GB/T 714-2008） （表4）牌號(hào)下屈服強(qiáng)度Rel/MPa抗拉強(qiáng)度Rm/MPa斷后伸

5、長率A/%-20時(shí)的沖擊功KV2/JQ370qD3705102047焊釘材料及機(jī)械性能如表5所示：焊釘材料及機(jī)械性能（GB/T 10433-2002） （表5）材料標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械性能ML15GB/T 6478b400N/mm2s320N/mm2514%根據(jù)設(shè)計(jì)文件和公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTG/T F50-2011）的要求，鋼箱梁結(jié)構(gòu)施工前必須進(jìn)行焊接工藝評定試驗(yàn)。二、焊接方法及焊接材料2.1、焊接方法根據(jù)設(shè)計(jì)要求及本產(chǎn)品的實(shí)際制造情況，擬采用埋弧自動(dòng)焊、CO2氣體保護(hù)焊及電弧螺柱焊完成本項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)的焊接工作。埋弧自動(dòng)焊用于工廠制造時(shí)頂板、底板和腹板的對接焊縫。CO2氣體保護(hù)焊用于埋弧自動(dòng)焊前的打底

6、焊接和廠內(nèi)制造及現(xiàn)場安裝的所有焊接。電弧螺柱焊用于圓柱頭焊釘?shù)暮附印?.2、焊接材料（1）埋弧自動(dòng)焊采用H08MnA(4mm）焊絲，配SJ101焊劑，焊材應(yīng)滿足埋弧焊用低合金鋼焊絲和焊劑（GB/T 12470-2003）的要求。埋弧焊絲H08MnA的化學(xué)成分如表6所示：H08MnA的化學(xué)成分（GB/T 12470-2003） （表6）牌號(hào)化學(xué)成份CMnSiCrNiCuSPH08MnA0.100.801.100.070.200.300.200.0300.030埋弧焊絲力學(xué)性能復(fù)驗(yàn)結(jié)果不得低于母材標(biāo)準(zhǔn)值。（2）CO2氣體保護(hù)焊藥芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊采用藥芯焊絲E501T-1（1.2mm）；實(shí)芯焊

7、絲CO2氣體保護(hù)焊采用實(shí)芯焊絲ER50-6（1.2mm），保護(hù)氣體CO2的純度99.5%（體積法），其含水量不大于0.005%（重量法）。瓶裝氣體的瓶內(nèi)壓力不低于1Mpa。焊絲熔敷金屬化學(xué)成份和力學(xué)性能應(yīng)符合碳鋼藥芯焊絲（GB/T 10045-2001）和氣體保護(hù)電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲（GB/T 8110-2008）的要求。CO2氣體保護(hù)焊焊絲化學(xué)成份、熔敷金屬力學(xué)性能如表7、表8所示：E501T-1焊絲化學(xué)成份、熔敷金屬力學(xué)性能（GB/T 10045-2001） （表7）牌號(hào)化學(xué)成份力學(xué)性能CMnSiSPCrMoRmRelA-20AkvMPaMPaJE501T-10.181.750.90

8、0.030.03 0.20 0.304804002227ER50-6焊絲化學(xué)成份、熔敷金屬力學(xué)性能（GB/T 8110-2008） （表8）牌號(hào)化學(xué)成份力學(xué)性能CMnSiSPCrMoRmRelA-30AkvMPaMPaJER50-60.060.151.401.850.801.150.0250.025 0.15 0.155004202227三、試件接頭形式及焊接方法和材料試件1：Q345qD+Q345qD，t=16+16（16150600，2件）。焊接位置：平焊對接。焊接方法：實(shí)芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊打底，埋弧自動(dòng)焊填充、蓋面。焊接材料：ER50-6（1.2焊絲）/H08MnA（4.0焊絲） +

9、 SJ101（燒結(jié)焊劑）。適用于頂板、底板和腹板的廠內(nèi)對接。試驗(yàn)接頭坡口形式見下圖：試件2：Q370qD+Q370qD，t=45+45（45150400，2件）。焊接位置：立焊對接。焊接方法：藥芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊。焊接材料：E501T-1（1.2焊絲）。適用于封端板的現(xiàn)場對接。試驗(yàn)接頭坡口形式見下圖：試件3：Q345qD+Q345qD，t=16+16（16150400，2件）。焊接位置：平焊對接。焊接方法：藥芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊。焊接材料：E501T-1（1.2焊絲）。適用于頂板和底板的現(xiàn)場對接。試驗(yàn)接頭坡口形式見下圖：試件4：Q345qD+Q345qD，t=20+20（20150400

10、，2件）。焊接位置：立焊對接。焊接方法：藥芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊。焊接材料：E501T-1（1.2焊絲）。適用于腹板的現(xiàn)場對接。試驗(yàn)接頭坡口形式見下圖：試件5：Q345qD+Q345qD，t=20+16（20150400，1件；16150400，1件）。焊接位置：平焊角接。焊接方法：實(shí)芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊。焊接材料：ER50-6（1.2焊絲）。適用于腹板與底板的廠內(nèi)焊接。試驗(yàn)接頭坡口形式見下圖：試件6：Q345qD+Q345qD，t=20+16（20150400，1件；16150400，1件）。焊接位置：仰焊角接。焊接方法：實(shí)芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊。焊接材料：ER50-6（1.2焊絲）。適用

11、于腹板與頂板的廠內(nèi)焊接。試驗(yàn)接頭坡口形式見下圖：試件7：Q345qD+Q345qD，t=8+16（8150400，1件；16150400，1件）。焊接位置：平焊角接。焊接方法：實(shí)芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊。焊接材料：ER50-6（1.2焊絲）。適用于U肋的廠內(nèi)焊接。試驗(yàn)接頭坡口形式見下圖：試件8：Q345qD+Q345qD，t=14+16（14150400，1件；16150400，1件）。焊接位置：平焊角接。焊接方法：實(shí)芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊。焊接材料：ER50-6（1.2焊絲）。適用于標(biāo)準(zhǔn)段橫隔板與底板，縱肋的廠內(nèi)焊接。試驗(yàn)接頭形式見下圖：試件9：Q345qD+Q345qD，t=14+16（14

12、150400，1件；16150400，1件）。焊接位置：立焊角接。焊接方法：實(shí)芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊。焊接材料：ER50-6（1.2焊絲）。適用于標(biāo)準(zhǔn)段橫隔板與腹板，豎肋的廠內(nèi)焊接。試驗(yàn)接頭形式見下圖：試件10：Q345qD+Q345qD，t=14+16（14150400，1件；16150400，1件）。焊接位置：仰焊角接。焊接方法：實(shí)芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊。焊接材料：ER50-6（1.2焊絲）。適用于標(biāo)準(zhǔn)段橫隔板與頂板的廠內(nèi)焊接。試驗(yàn)接頭形式見下圖：試件11：Q345qD+Q345qD，t=14+16（14150400，1件；16150400，1件）。焊接位置：立焊角接。焊接方法：藥芯焊絲C

13、O2氣體保護(hù)焊。焊接材料：E501T-1（1.2焊絲）。適用于標(biāo)準(zhǔn)段橫隔板與腹板的現(xiàn)場焊接。試驗(yàn)接頭形式見下圖：試件12：Q345qD+Q345qD，t=16+16（16150400，2件）。焊接位置：平焊角接。焊接方法：實(shí)芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊。焊接材料：ER50-6（1.2焊絲）。適用于橋墩處橫隔板與底板的廠內(nèi)焊接。試驗(yàn)接頭形式見下圖：試件13：Q345qD+Q345qD，t=16+16（16150400，2件）。焊接位置：立焊角接。焊接方法：實(shí)芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊。焊接材料：ER50-6（1.2焊絲）。適用于橋墩處橫隔板與腹板的廠內(nèi)焊接。試驗(yàn)接頭形式見下圖：試件14：Q345qD+Q3

14、45qD，t=16+16（16150400，2件）。焊接位置：仰焊角接。焊接方法：實(shí)芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊。焊接材料：ER50-6（1.2焊絲）。適用于橋墩處橫隔板與頂板的廠內(nèi)焊接。試驗(yàn)接頭形式見下圖：試件15：Q345qD+Q345qD，t=16+16（16150400，2件）。焊接位置：立焊角接。焊接方法：藥芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊。焊接材料：E501T-1（1.2焊絲）。適用于橋墩處橫隔板與腹板的現(xiàn)場焊接。試驗(yàn)接頭形式見下圖：試件16：Q345qD 16鋼+ML15 1960焊釘（16100100，1件；1960焊釘 1個(gè)），制作2組20件，其中一組10件用于拉伸試驗(yàn)，一組10件用于彎曲試

15、驗(yàn)焊接方法：電弧螺柱焊。試驗(yàn)接頭形式見下圖：四、試件母材準(zhǔn)備（1）試件材料選用本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)用料Q345qD和Q370qD，試件下料前，應(yīng)收集核查鋼材的爐批號(hào)及相應(yīng)的質(zhì)量證明書，并根據(jù)材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)對所用材料進(jìn)行化學(xué)成分及機(jī)械性能復(fù)驗(yàn)，復(fù)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)滿足橋梁用結(jié)構(gòu)鋼（GB/T 714-2008）的要求。（2）試件坡口采用機(jī)械加工的方法制備，組裝前，焊接區(qū)母材表面作除銹、除塵處理。（3）試件組裝，兩端安裝引/熄弧板。五、試件焊接5.1、焊接工藝參數(shù)本工程擬用焊接方法和焊接參數(shù)如表9所示：各種焊接方法應(yīng)采用的焊接工藝參數(shù) （表9）焊接方法焊材規(guī)格焊接位置焊接電流電弧電壓焊道厚度（焊接速度）氣體流量（l/min）

16、CO2氣體保護(hù)焊1.2mm平焊220260 A2830 V46 mm/道1520CO2氣體保護(hù)焊1.2mm立焊140180 A2426 V46 mm/道1520CO2氣體保護(hù)焊1.2mm仰焊140180 A2426 V46 mm/道1520埋弧自動(dòng)焊4.0mm平焊500600A3032V3236 cm/min線能量：3133kJ/cm電弧螺柱焊焊接電流15001600A焊接時(shí)間0.70.8s5.2、焊接工藝措施5.2.1、埋弧自動(dòng)焊及CO2氣體保護(hù)焊（1）各種焊絲表面的鍍銅應(yīng)均勻致密，焊絲表面應(yīng)無銹蝕和油污。（2）焊劑中不允許混入熔渣和雜物，重復(fù)使用的焊劑應(yīng)用鋼絲網(wǎng)篩過濾。（3）焊劑必須按表1

17、0的規(guī)定烘干使用。焊劑（SJ101）的烘干溫度及保溫時(shí)間 （表10）焊接材料烘干溫度保溫時(shí)間保存溫度說明焊劑3003502h100150焊材從保溫箱中取出4h以上應(yīng)重新烘干，焊劑隨用隨取。（4）焊工（包括定位焊），必須有焊接資格證書，且只能從事焊工資格認(rèn)定范圍內(nèi)的工作。（5）焊接前應(yīng)檢查并確認(rèn)所使用的設(shè)備工作狀態(tài)正常，儀表工具良好、齊全可靠，方可施焊。（6）施焊應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝，焊工應(yīng)按照焊接試驗(yàn)作業(yè)指導(dǎo)書進(jìn)行作業(yè)，不得隨意變更參數(shù)。 （7）焊接工作宜在室內(nèi)進(jìn)行，施焊時(shí)，環(huán)境溫度不應(yīng)低于5，空氣相對濕度不應(yīng)高于80%。環(huán)境溫度低于5時(shí)，原不要求預(yù)熱的接頭應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱處理，預(yù)熱溫度80100。相

18、對濕度高于80%時(shí)，焊前應(yīng)用烤槍對焊區(qū)進(jìn)行烘烤除濕，焊劑在空氣中暴露時(shí)間不宜超過2小時(shí)。室外作業(yè)時(shí)，宜在晴天進(jìn)行，遇到風(fēng)雨時(shí)，應(yīng)設(shè)擋風(fēng)板和遮雨棚。（8）焊接選用直流電源，采用反極性連結(jié)（即試件接負(fù)極）。（9）焊接前清除焊接區(qū)的銹塵。多道焊時(shí)應(yīng)將前道熔渣清除干凈，并經(jīng)檢查確認(rèn)無裂紋等缺陷后再繼續(xù)施焊。（10）焊接盡量采用多道焊，手工焊接時(shí)，焊條作適當(dāng)橫向擺動(dòng)。（11）試件加工及組裝，其坡口角度、鈍邊尺寸和組裝間隙應(yīng)滿足試件圖要求，并做好檢測記錄。（12）焊接時(shí)應(yīng)做好過程記錄。5.2.2、電弧螺柱焊（1）焊接采用直流正接，即焊槍接焊接電源的負(fù)極，工件接正極；（2）焊接前清除圓柱頭焊釘頭部及鋼板待焊

19、部位（大于2倍圓柱頭焊釘直徑）的鐵銹、氧化皮、油污、水分等有害物，使鋼板表面顯露出金屬光澤；（3）受潮的瓷環(huán)在使用前應(yīng)在150的烘箱中烘干2h；（4）圓柱頭焊釘應(yīng)平位施焊，在焊縫金屬完全凝固前不得移動(dòng)焊槍；（5）焊接環(huán)境溫度0，相對濕度80%；（6）焊接時(shí)應(yīng)做好過程記錄。六、試件焊縫檢驗(yàn)焊縫檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTG/T F50-2011）和設(shè)計(jì)文件要求。所有試件焊接后均經(jīng)焊縫外觀檢查和內(nèi)部超聲波探傷。焊縫外觀成型應(yīng)良好，無氣孔、夾碴、咬邊、尺寸不足等缺陷。焊接完成24小時(shí)后做超聲波探傷檢驗(yàn)，超聲波按公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTG/T F50-2011）規(guī)定檢測，對接焊縫質(zhì)量等級應(yīng)

20、達(dá)到級，T型接頭熔透角焊縫質(zhì)量等級應(yīng)達(dá)到級，角焊縫質(zhì)量等級應(yīng)達(dá)到級。圓柱頭焊釘焊接后應(yīng)獲得完整的360周邊焊縫。圓柱頭焊釘焊縫的寬度、高度等尺寸應(yīng)滿足：焊縫沿圓柱頭焊釘軸線方向的平均高度hm應(yīng)不小于0.2d；最小高度hmin應(yīng)不小于0.15d；在鋼板側(cè)焊趾的平均直徑和應(yīng)不小于1.25d（d為圓柱頭焊釘直徑）。6.1、焊接接頭性能試驗(yàn)焊接接頭試驗(yàn)項(xiàng)目如表11所示：接頭焊接試驗(yàn)項(xiàng)目 （表11）試件型式試驗(yàn)項(xiàng)目試樣數(shù)量試驗(yàn)方法對接接頭試件接頭拉伸（拉板）試驗(yàn)1件GB/T 2651-2008焊縫金屬拉伸試驗(yàn)1件GB/T 2652-2008接頭彎曲試驗(yàn)1件（彎曲角=180）GB/T 2653-2008低溫沖擊試驗(yàn)6件（缺口開在焊縫中心及熔合線外1.0mm或0.5mm處各3件）GB/T 2650-2008接頭硬度試驗(yàn)1件GB/T 2654-2008宏觀斷面酸蝕試驗(yàn)1件GB/T 226-1991T型接頭熔透角焊縫試件焊縫金屬拉伸試驗(yàn)1件GB/T 2652-2008接頭硬度試驗(yàn)1件GB/T 2654-2008宏觀斷面酸蝕試驗(yàn)1件GB/T 226-1991T型接頭角焊縫試件焊縫金屬拉伸試驗(yàn)1件GB/T 2652-20