高架桥钢箱梁现场焊接方案.doc

郑州市农业路快速通道工程施工第九标段工程钢箱梁焊接施工方案编号：SBC/NYLKSTD-2015-FA016上海宝冶集团有限公司郑州市农业路快速通道工程施工第九标段项目部2015年7月发布受控状态：受控 版本：A版发放编号： 目 录一、工程概况21.1 钢箱梁概况41.2 焊接概况51.3 钢箱梁节段划分6二、编制依据9三、材料及焊接方法103.1钢材103.2焊接材料113.3 焊接方法123.4 焊材管理12四、焊工12五、焊前准备12六、焊接工艺136.1 焊接顺序136.1.1 总体焊接顺序136.1.2 环缝焊接顺序146.2焊接方法选择156.3 焊接工艺166.3.1 底板对接焊接166.3.2 顶板对接焊接176.3.3 腹板对接焊接196.3.4 腹板与顶、底板T型对接206.3.5 U形肋的焊接206.4 焊接工艺参数226.5 焊接注意事项226.6 返修工艺236.7 焊接的环境要求246.8 焊接工艺评定246.9 焊接工艺流程26七、雨季施工焊接注意事项27八、焊接检查278.1 超声波探伤278.2 射线探伤288.3 磁粉探伤29九、焊接变形控制措施309.1 焊接变形试验309.2 焊接变形控制技术309.2.1 正确选择工艺方法及工艺参数，严格控制线能量309.2.2 选择合理的施焊顺序和方向319.2.3 无马板组焊技术。319.2.4 U形肋与顶板坡口角接焊缝变形控制319.2.5 顶、底板的对接焊接与收缩变形控制329.2.6 腹板对接焊缝的焊接与变形控制329.2.7 其它焊缝的焊接339.2.8 焊接预热和后热339.2.9 焊接变形的观测33十、钢箱梁焊接质量控制措施33十一、焊接安全措施3511.1 焊接安全防溅措施3511.2 焊接安全施工措施36十二、焊接设备及辅助设备36一、工程概况1.1 钢箱梁概况郑州市农业路快速通道项目第九标段工程，主线高架桥在花园路交叉口上部结构设计为三跨变截面连续钢箱梁（50m+70m+50m）。箱梁高为2.0m至3.3米，箱梁主体宽18.9m，两侧的挑梁各宽3.2m，跨中要求钢箱梁有起拱。钢箱梁箱体材质主要为Q345qD,悬挑装饰板材质为Q235C。桥面板块间采用熔透焊对接，节段间桥面板连接为熔透焊工地对接。顶板板厚16mm、18mm、22mm、28mm。纵肋采用U型肋及I肋，U肋间距为450mm，I肋间距为450mm。横隔板一般间距2.0m，一般横隔板厚均为14mm，部分为12mm，横隔板GA*与GB*交替布置，为便于节段之间现场施焊，横隔板布置有进人孔。箱梁底板一般板厚为16mm、22mm、24mm，支点附近加厚至28mm，每条腹板设3-5道纵向加劲肋。支点处横隔梁由于承受较大的横向荷载，且为加强端横梁的横向刚度，支点处横隔板板厚均为28mm。钢箱梁顶、底面设置2%的横坡，底面与顶面保持平行。本标段钢箱梁标准横断面宽度为25.3m，采用单箱六室结构，桥梁横断面结构形式如下图所示：图1.1-1 标准段截面示意图钢箱梁典型节段立体示意图如下图所示：图1.1-2 主线桥钢箱梁标准节段立体图图1.1-3 主线桥钢箱梁中横梁节段立体图1.2 焊接概况1）本工程现场焊接工程量非常大，钢桥主要采用Q345qD钢板。焊接技术要求高，焊接难度高，焊接区域广；主要以高空组装焊接，现场焊接采用手工电弧焊、CO2气体保护焊和埋弧自动焊。2）焊接接头形式；本工程现场焊接施工节点有：（1）顶板纵向、横向对接焊缝。（2）底板纵向、横向对接焊缝。（3）腹板横向对接和横隔板及嵌补段焊接。1.3 钢箱梁节段划分根据各联所处的地理位置及吊装施工环境，同时考虑运输条件，对钢箱桥进行了分段，主线钢箱梁进行纵、横向分段，横向分段最大宽度在3.7m，纵向最大长度为13.4m，分段示意图如下图所示。图1.3-1 横向分段示意图（单箱六室）第8联长170米，横向分8个段，纵向分为18个段，全桥共分为124个块体，最大分段重量为55.9吨，最大分段尺寸为端横梁3051（高）*2190（宽）*13500（长度）和中横梁3485（高）*3600（宽）*12935（长度）。图1.3-2 第8联钢箱梁分段示意图图1.3-3 第8联钢箱梁横向分段示意图二、编制依据本方案编制遵照下列规范、标准、图集（及其最新版本，以最新版本为准）和其它一切相关规范的要求：序号规范标准/编号规范/标准名称12013年版工程建设标准强制性条文（城市建设部分）2JTG D60-2004公路桥涵设计通用规范3JTJ025-86公路桥涵钢结构及木结构设计规范4TB10212-2009铁路钢桥制造规范5CJJ 2-2008城市桥梁工程施工与质量验收规范6GBT 714-2008桥梁用结构钢7CJJ 129-2009城市快速路设计规范8CJJ 193-2012城市道路路线设计规范9JTGF80-1-2004公路工程质量检验评定标准_第一册_土建工程10JTG-TF50-2011公路桥涵施工技术规范11JTG B01-2014公路工程技术标准12GB51172012非合金钢及细晶粒钢焊条 13GB5118-2012热强钢焊条 14GB/T 8110-2008气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝15GB/T10045-2001碳钢药芯焊丝16GB12470-2003埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂 17GB/T5293-1999埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂18GB/T8110-2008气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝19GB/T10045-2001碳钢药芯焊丝20GB/T 985.1-2008气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口21GB/T 985.2-2008埋弧焊的推荐坡口22GB/T 985.4-2008复合钢的推荐坡口23CECS300-2011钢结构钢材选用与检验技术规程24GB11345-2013焊缝无损检测 超声检测 技术、检测等级和评定25GB/T 29712-2013焊缝无损检测 超声检测 验收等级 26JG/T203-2007钢结构超声波探伤及质量分级法27GB3323-2005金属熔化焊焊接接头射线照相28GB50661-2011钢结构焊接规范 29GB/T 700-2006碳素结构钢30GB/T 1591-2008低合金高强度结构钢三、材料及焊接方法3.1钢材（1）本工程主要采用Q345qD的材质，挑臂装饰板采用Q235C，必须符合下表所列标准和图纸的要求。 表3.1-1 钢材标准钢 号标 准 名 称标 准 号Q345qD桥梁用结构钢GB/T 7142008Q235C碳素结构钢GBT_700-2006（2）Q345qD钢的技术性能均应符合GB/T7142008的要求，其化学成分并应符合下表要求； 表3.1-2 Q345qD钢板化学成分要求钢种C%Si%Mn%P%S%AlsCeq%Q345qD0.180.61.001.600.0250.0100.0150.43注：碳当量可根据出厂证明书记载的化学成份含量或制造厂抽检得到的化学成份含量。Q345qD钢板力学性能和工艺性能应符合下表要求：表3.1-3 Q345qD钢板力学性能和工艺性能要求牌 号质量等级厚度屈服点s抗拉强度b伸长率5V型冲击功（纵向）180弯曲试验钢材厚度mmmmMPaMPa%温度J时效J不 小 于1616Q345qD1634551021-203434d=2ad=3a1635325490203550315470205010030547020注1 d-弯心直径，a-试样厚度（直径）（3）钢材除必须有生产钢厂的出厂质量证明书外，并按合同和TB102122009标准进行复验，做好复验检查记录。（4）制造使用的钢板或型钢，在材质或规格方面，原则上不允许制造厂家自行更换钢材型号，如有意外变化，对原设计需做任何改变时，必须事先报承包商，并征得设计单位同意，办理相应的设计变更文件，方可实施。（5） 钢材的化学成份、力学性能应满足相关规范要求。（6） 对于钢板的表面缺陷，应根据铁路钢桥制造规范（TB10212）的有关规定进行修补和处理。（7） 钢材表面锈蚀等级应符合涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级（GB8923-88）规定的 A、B、C 级。（8） 制作 U 型肋的钢板，当采用冷加工制作时，U 型肋外缘不得有裂纹，否则应采取热煨，弯曲后的零件边缘不得产生裂纹。（9） 本桥所用全部钢材在预处理前必须通过校平机进行校平后方可使用。3.2焊接材料（1） 选定焊接材料，必须符合相关国家标准的规定。表3.2-1 焊接材料名称型 号标 准标准号焊条E5015非合金钢及细晶粒钢焊条GB/T5117-2012CO2实芯焊丝ER50-6气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝GB/T8110-2008CO2药芯焊丝E501T-1碳钢药芯焊丝GB/T10045-2001埋弧焊丝H10Mn2埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂GB/T5293-1999埋弧焊剂SJ101q埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂GB/T5293-1999（2）焊接材料除进厂时必须有生产厂家的出厂质量证明外，并应按现行有关标准进行复验，做好复验检查记录。（3）焊丝上的油、锈必须清除干净后方可使用。（4）焊剂中不允许混入熔渣和脏物。重复使用的焊剂小于60 目的细粉粒的量不得超过总量的5 %。（5）焊条、焊剂必须按焊接材料使用说明书的规定烘干后使用。（6）焊接材料应由专用仓库储存，按规定烘干、登记领用。当焊剂未用完时，应交回重新烘干。烘干后的焊条应放在专用的保温筒内备用。烘干后的焊接材料应随用随取，从保温箱取出的焊接材料超过4h，应重新烘干后再使用。（7）采用CO2 气体保护焊应满足防风、防雨条件，CO2 气体纯度应不低于99.5，使用前需经倒置放水处理。3.3 焊接方法表3.3-1 焊接方法焊接方法焊接材料规格(mm)其它手工电弧焊E50153.2、4陶瓷衬垫TG-1.0CO2实芯焊丝气体保护焊ER50-61.2CO2药芯焊丝气体保护焊E501T-11.2埋弧自动焊H10Mn2+SJ101q43.4 焊材管理焊材应按焊材管理制度严格管理，强调如下：(1) 焊材要有齐全的材质证明，并经检查确认合格后方可入库。(2) 焊材应由专人发放，并作好发放记录。(3) 焊条、焊剂要按规定烘烤。烘干焊条时，应防止将焊条突然放进高温炉内，或从高温中突然取出冷却，以防止焊条因骤冷骤热而产生药皮开裂现象。(4) 焊条烘烤次数不得超过三次。(5) 不得使用药皮脱落的变质焊条。(6) 焊条应随用随取，领出的焊条应放入保温筒内，剩余的焊条应当天退回焊条房。(7) 实芯焊丝应无油污、锈蚀，镀铜层应完好无损。四、焊工焊接工作应由取得相应项目、并在有效期限内的焊工合格证的焊工承担。焊工须经现场考试合格后方可上岗。五、焊前准备1）焊前应进行技术和安全交底。2）焊接工艺评定合格后方可进行正式焊接。3）低氢型焊条烘干温度应为350380，保温时间应为1.52h，烘干后应缓冷放置于110120的保温箱中存放、待用；使用时应置于保温筒中；烘干后的低氢型焊条在大气中放置时间超过4h 应重新烘干；焊条重复烘干次数不宜超过2 次；受潮的焊条不应使用。4）衬板应按规定的规格制作加工，保证其尺寸，坡口要符合标准。5）在焊接前，将坡口表面、坡口边缘内外侧20mm范围内的油污、铁锈等杂物清除干净，露出金属光泽。6）定位焊采用手工电弧焊，焊接要求同正式焊接。定位焊应牢固可靠，定位焊不得有裂纹、气孔、夹渣等缺陷。7）施焊前，应复查组装质量，定位焊质量和焊接部位的清理情况，对口的平整度（错口偏差），坡口角度、间隙和洁净度，陶瓷衬垫的加设牢固程度。如不符合要求，应修正合格后方可施焊。8）因陶瓷衬垫散热慢，容易在熄弧处产生根部收缩，且焊接速度影响焊缝质量，在正式施焊前对焊工进行模拟培训，以确定最佳焊接方法，保证焊接质量。9）手工电弧焊风速大于8m/s、气体保护焊现场风速大于2m/s时，采取有效的防风措施（搭设防风棚）后方可施焊。10）当雨天或相对湿度大于90%时，采取有效防护措施（搭设防雨棚）后方可施焊，防雨棚要注意密封，防止雨水沿构件流淌。11）严禁在接头间隙中填塞焊条头、铁块等杂物。12）现场施焊前应检查脚手架等临时设施是否安全可靠。六、焊接工艺6.1 焊接顺序6.1.1 总体焊接顺序现场焊接顺序为：先焊接纵向对接焊缝，后焊接节段间环向对接焊缝。图6.1.1-1 横向分段顶底板现场焊缝示意图块体间纵向拼接焊缝有顶板对接焊缝，底板对接焊缝，腹板对接焊缝、腹板与顶底板T型对接焊缝，U型肋与顶板、横隔板焊缝。顶板对接焊缝为陶瓷衬垫，2道CO2气体保护焊（FCAW）打底，多道埋弧焊分层填充、盖面；底板对接焊缝为陶瓷衬垫，1道CO2气体保护焊（GMAW）打底，多道CO2气体保护焊（GMAW）分层填充、盖面；腹板对接焊缝、腹板与顶底板T型对接焊缝为陶瓷衬垫CO2气体保护焊（GMAW）；U型肋与顶板、横隔板焊缝为手工电弧焊（SMAW）或CO2气体保护自动焊（GMAW）。气保焊打底焊接时采用从中间往两边分段退焊法控制焊接变形，每一分段控制在500mm左右，埋弧焊遵循从起弧端向熄弧端焊接的顺序。图6.1.1-2 节段间焊缝6.1.2 环缝焊接顺序节段之间的环向对接焊缝，顶底板对接采用CO2气保焊打底、埋弧焊填充盖面，腹板采用CO2气保焊焊接。具体的焊接顺序如下图。图6.1.2-1 节段间环缝焊接顺序横向对接焊缝焊接顺序：腹板横向焊接顶板对接底板对接悬臂横向焊接加劲肋嵌补段焊接图6.1.2-2 环缝总体焊接顺序示意图底板焊接由4名焊工从中间向两边分段、对称、同时施焊。腹板安排4名焊工对称、同时施焊。顶板焊接采用6名焊工从中间向两边分段、对称、同时施焊，顶板的填充、盖面由一台埋弧焊机从一端向另一端进行焊接。工地纵肋、U肋嵌补段可以同时施工，先焊接对接焊缝，后焊接角焊缝。横向接口焊接应注意以下事项：各接口焊接方向应两侧对称施焊。为减小因焊接而产生的附加应力和焊接残余应力，焊接方向总的原则是：横向焊缝应从桥中轴线向两侧对称施焊；一端有自由端的长焊缝，可从另一端施焊向自由端前进；采用分中、对称分段施焊。应在桥面板、底板、腹板对接焊缝无损检测合格后，方可组装U肋、板条肋嵌补段。焊接时注意焊道排列，焊道排列应上下交错，以便形成相互交织成网状的结晶，使焊缝杂质偏析分散，有利于提高焊缝的低温冲击韧性6.2焊接方法选择根据焊缝的焊接位置和操作方便进行焊接方法选择：（1）顶板对接焊缝为陶瓷衬垫，2道CO2气体保护焊（FCAW）打底，多道埋弧焊分层填充、盖面；（2）底板对接焊缝为陶瓷衬垫，1道CO2气体保护焊（GMAW）打底，多道CO2气体保护焊（GMAW）分层填充、盖面；（3）腹板对接焊缝、腹板与顶底板T型对接焊缝为陶瓷衬垫CO2气体保护焊（GMAW）；（4）U型肋与顶板、横隔板焊缝为手工电弧焊（SMAW）或CO2气体保护自动焊（GMAW）。表6.2-1 焊接方法选择焊接部位焊接方法焊缝要求U型板嵌补段手工电弧焊（SMAW）或CO2气体保护自动焊（GMAW）熔透不少于80%顶板对接焊缝陶瓷衬垫，2道CO2气体保护焊（FCAW）打底，多道埋弧焊分层填充、盖面横向I级，背面清根底板对接焊缝陶瓷衬垫，1道CO2气体保护焊（GMAW）打底，多道CO2气体保护焊（GMAW）分层填充、盖面横向I级，背面清根腹板陶瓷衬垫CO2气体保护焊（GMAW）3道I级焊缝定位焊手工电弧焊（SMAW）或CO2气体保护自动焊（GMAW）6.3 焊接工艺6.3.1 底板对接焊接主要针对钢箱梁底板现场对接焊接，底板厚度16、22、24、28mm，不等厚对接时将厚板加工18斜坡。1）坡口形式图6.3.1-1 钢箱梁底板现场对接焊缝坡口形式2）焊接位置 平焊 3）焊接方法GMAW，陶瓷衬垫，单面焊双面成形焊接工艺4）焊接顺序 钢箱梁横向六个主箱室底板对接口由6名焊工同时从中间向两侧对称施焊，采用多层多道焊。如图18所示：图6.3.1-2 底板横向焊接顺序图 由六名焊工分别承担各自箱室的焊接，完成多层多道焊接。 每两层之间焊道的接头应相互错开30-50mm。每道焊完要清除焊渣和飞溅，如有焊瘤要铲磨掉，焊接过程中要注意检测层间温度。6.3.2 顶板对接焊接主要针对钢箱梁顶板现场对接焊接，顶板厚度16、18、22、28mm，不等厚对接时将厚板加工18斜坡。1）坡口形式 2）焊接位置 平焊 3）焊接方法 FCAW（药芯焊丝）打底，SAW填充盖面，陶瓷衬垫，单面焊双面成形焊接工艺。4）焊接顺序（1）先焊接钢箱梁顶板纵向长焊缝，然后在再焊接顶板环向焊缝（2）钢箱梁顶板纵向长焊缝由48多名焊工采用药芯焊丝气保焊从中间向两端对称打底施焊，然后采用埋弧焊从一端向另一端填充、盖面。（3）钢箱梁顶板环向焊缝由48名焊工采用药芯焊丝气保焊从中间向两端对称打底施焊，然后采用埋弧焊从一端向另一端填充、盖面。（4）每两层之间焊道的接头应相互错开30-50mm。每道焊完要清除焊渣和飞溅，如有焊瘤要铲磨掉，焊接过程中要注意检测层间温度。（5）焊缝端部设置引弧板、熄弧板。5）焊接时注意：（1）打底焊缝采用CO2气体保护焊共焊接两层，厚度8mm。第1层打底焊接采用小热输入摆动焊接，以保证熔合良好；第2层打底焊接热输入可适当增加，采用窄焊道焊接。（2）埋弧焊接第一层填充焊接时电流取下限以防止焊漏，埋弧焊盖面时电压走上限。（3）埋弧焊填充时控制热输入和层间温度确保焊缝力学性能，盖面时多道盖面，控制余高和焊缝外观成形。（4）为了控制梁段总宽，焊接前顶板每条纵向对接焊缝预留3mm收缩量，焊后横向收缩总宽控制在验收标准范围内。（5）当受条件限制不能用埋弧焊盖面时，可采用药芯焊丝CO2气体保护焊盖面，先焊接气体保护焊焊道，然后焊接埋弧焊盖面焊道（焊前将接头处气刨出15的斜坡，并搭接20mm再行施焊，焊后将搭接处修磨匀顺），如图11所示。6.3.3 腹板对接焊接主要针对钢箱梁腹板板现场对接焊接，腹板高度23.3m，腹板厚度16、22、24、28mm，不等厚对接时将厚板加工18斜坡。1)坡口形式 2）焊接方法 GMAW3）焊接位置 立焊 4）焊接顺序（1）腹板高度在22.7m时由两名焊工同时自下向上焊接。腹板高度在2.73.3m时由三名焊工同时焊接。（2）钢箱梁内部，GMAW多层多道焊。（3）腹板正面处采用气保焊正面打底、填充盖面，焊完后，背面处气刨清根并打磨清除渗碳层后再焊，并清除焊渣和飞溅。（4）每两层之间焊道的接头应相互错开30-50mm，相邻两名焊工焊接的焊道接头也要注意每层错开。每道焊完要清除焊渣和飞溅，如有焊瘤要铲磨掉，焊接过程中要注意检测层间温度。6.3.4 腹板与顶、底板T型对接主要针对钢箱梁腹板与顶底板的现场焊接，腹板厚度18mm，横隔板厚度12、14mm。1)坡口形式 2）焊接位置 横焊、立焊、仰焊 3）焊接方法GMAW4）焊接顺序（1）钢箱梁内部，GMAW多层多道焊。（2）腹板对接焊缝焊完后，再焊腹板与顶、底板T型焊缝（3）腹板正面焊完后，背面气刨清根并打磨清除渗碳层后再焊。（4）每两层之间焊道的接头应相互错开30-50mm，6.3.5 U形肋的焊接6.3.5.1 U形肋与顶板、横隔板的焊接主要针对钢箱梁顶板加劲肋（U型肋）的现场焊接，U型肋板厚度6mm，横隔板厚度12、14mm。1)坡口形式2）焊接位置 仰焊、立焊3）焊接方法SMAW或GMAW4）焊接顺序（1）先焊接U型肋与顶板的船型对接焊缝，然后再焊接与横隔板的角焊缝；（2）U型肋与顶板的焊缝采用单面坡口，保证80%熔深；（3）每两层之间焊道的接头应相互错开30-50mm。5）焊接注意事项U形肋和横隔板的相交处，由于承受往复作用的荷载，应力比较复杂，为提高此处的抗疲劳性能，待各板件就位后，采用实芯焊丝CO2气体保护焊焊接，过焊孔处不进行引弧、熄弧，从下向上进行立位施焊U肋与横隔板间角焊缝。对U肋与横隔板角焊缝的端部进行包角处理，并对成形不匀顺的地方进行修磨。6.3.5.2 钢箱梁顶板U形肋嵌补焊接主要针对钢箱梁顶板加劲肋（U型肋）现场嵌补段的焊接，U型肋板厚度6mm。1)坡口形式 2）焊接位置 仰焊、立焊3）焊接方法SMAW或GMAW4）焊接顺序（1）先焊接U肋对接焊缝，将对接焊缝端部修磨出与预留段同样的坡口；（2）再焊接嵌补段U肋与顶板的坡口角焊缝。（3）U肋对接焊缝焊接方向如下图：6.4 焊接工艺参数表6.4-1 焊接工艺参数焊接方法焊接材料焊接工艺参数型号规格(mm)电流(A)电压(V)气流量(L/min)GMAWER50-61.215020022261520FCAWE501T-11.2120-28022261520SAWH10Mn24SMAWE50153.2901202226/41602402426/52002402628/6.5 焊接注意事项1)构件工厂制作时应收集加工焊缝收缩的实际数据，以便于现场安装时焊接间隙的预留和对合拢段的制造尺寸控制。2)施焊时构件应保持平稳，不得受到震动和冲击。3)焊接过程中，焊缝不得受力。4)焊缝出现裂纹时，焊工不得擅自处理，应查清原因，订出修补工艺后方可处理。5)引弧应在焊道处进行，严禁在被焊工件表面引弧、试电流或随意焊接临时支撑物。6)施焊中，应特别注意接头和收弧的质量，收弧时应将熔池填满。7)多层多道焊时，接头错开50mm以上，并连续施焊。8)多层焊接宜连续施焊，每一层焊道焊完后应及时清理检查，清除缺陷后再焊。9)预热要尽可能均匀一致，焊后要注意保温。10)焊接完毕，焊工应清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅物，检查焊缝外观质量。检查合格后应在规定部位打上焊工钢印。11)对接接头、T型接头和要求全熔透的角部焊缝，应在焊缝的两端设置引弧和引出板，其材质和坡口型式应与焊件相同。引弧和引出板的焊缝长度对手工焊及气体保护焊应大于60mm，引焊到引板上的焊缝长度不小于引板长度的2/3，焊完后应采用气割切除引弧和引出板，并修复平整，不得用锤击落。12)焊缝必须饱满，其角焊缝焊脚尺寸要达到设计图纸规定要求。13)焊接工作结束，将焊缝区及焊接工作位置场地清理干净。6.6 返修工艺当焊接接头有超标缺陷时，必须进行返修，并应遵守下列规定：1）焊缝表面缺陷超标时对气孔、夹渣、焊瘤、余高过大等缺陷应用砂轮打磨、铲凿、钻、铣等方法去除，必要时进行补焊，对焊缝尺寸不足、咬边、弧坑未填满等进行补焊。 2）经无损检测检查的内部超标缺陷进行返修时应先编写返修方案，然后确定位置，用砂轮和碳弧气刨清除缺陷，缺陷为裂纹时气刨前应去裂纹两端钻止裂孔，并清除裂纹两端各50mm长焊缝或母材。3）清除缺陷时刨槽加工成四侧边斜面角大于10的坡口，必要时用砂轮清除渗碳层，用MT、PT 检查裂纹是否清除干净。4）补焊时应在坡口内引弧，熄弧时应填满焊坑，多层焊的焊层之间接头应错开。当焊缝长度超过500mm时，应采用分段退焊法。5）返修部位应连续焊成，如中断焊接时应采取后热、保温措施，再次焊时应用 MT、PT确认无裂纹时方可焊接。6）补焊预热温度应比正常预热高。根据工程节点决定焊接工艺，如：低氢焊接，后热处理等。7）焊缝正反面各作一个部位，同一部位返修不宜超过两次。8）对两次返修仍不合格的部位应重新编写返修方案，经工程技术负责人审核并报监理认可方可执行。9）返修焊接应填报施工记录及返修前后无损检测报告，作为工程验收及存档资料。6.7 焊接的环境要求1）在工地放风速仪，定时测量及记录施工期间的风速；焊接作业区风速当手工电弧焊超过8m/s，气体保护焊超过2m/s时，必须设置防风棚。2）工地地面拼装焊缝位置处设置防风防雨棚；雨天施工时，顶板的焊接工作必须在临时工作棚内进行，另外CO2气体保护焊宜在防风棚内进行。3）湿度过大（90%），不利于焊接时，宜对焊接位置附近进行除湿处理，可采用局部加热的方法，减小焊接区域的湿度。4）雨天焊接时，应采取措施避免雨水直接落在刚焊接的焊缝表面，避免雨水流到刚焊接的焊缝表面。5）工地准备足够的雨具，小雨不影响焊接及施工；在雨天施焊时，施焊人员必须戴绝缘手套，穿绝缘鞋，做好防漏电工作；尽量避免在雨天的高空的焊接。 6）为确保桥下行人及车辆安全，高空焊接前在胎架大约5m高的位置设置脚手架平台，上铺脚手板及防火棉，确保焊接火花不溅落到行人和车辆上。6.8 焊接工艺评定1）现场焊接工艺评定，根据本工程的设计节点形式，钢材材质，规格和采用的焊接方法，焊接位置，焊接工艺参数，制定焊接评定方案及作业指导书，按铁路钢桥制造规范(TB10212-2009)的规定，施焊试件、切取试样，并由具有国家技术质量监督部门证资质的检测单位进行检测试验。2）焊接工艺评试件，焊接人员必须持有权威部门颁布的合格证书的操作熟练焊工施焊。3）焊接工艺评定试件合格后出具焊接工艺报告，合格后的焊接工艺适用于角焊缝及搭接焊缝。4）焊接电流、电弧电压、收弧电流，收弧电压的对比调试，电源极性的核定，气体检验，核定气体流量，气体无泄漏。5）通过焊接工艺评定得出最优的焊接参数，具体焊接时严格按照焊接工艺评定所得的焊接参数进行。6.9 焊接工艺流程图6.9-1 焊接工艺流程图七、雨季施工焊接注意事项钢箱梁施工期间正值夏季，现场焊接必须做好充分的雨季防护措施。1）现场电焊机、温控仪等设备要放在电焊机房内，其电气设备要有可靠接地措施，对电焊机把线、电缆线、胶皮线应检查是否老化、破损、不合格的胶线应调换和修理，防止漏电事故发生。2）雨天或湿度大于90%时，不进行焊接作业。必须要进行焊接时，事先做好防护措施，并经检查确认有效后方可施焊。3）针对结构特点和接头形式，制作拆装方便的防雨棚、防风棚。4）在焊前做好防护准备，防止焊接过程中突然下雨，以免措手不及。5）焊接过程中，不得有雨水飘落在焊接区域。6）焊接应连续进行，一条焊缝应连续焊完。7）焊前及时清理坡口及附近20mm范围内的油锈等污物；对不需要预热焊接的构件表面，采用火焰烤干，保持焊接区域干燥后，方可进行正式焊接。8）焊条焊剂按规定烘烤，领出的焊材应放入保温筒内。严格控制焊材领出量，焊条焊剂领出4小时后，未使用的应退回焊材库重新烘烤。八、焊接检查焊缝施焊24小时，经外观检验合格后，再进行检验。对于厚度大于35mm的高强度钢板焊接接头在施焊48小时后进行无损检验。8.1 超声波探伤 焊缝超声波探伤标准按钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级GB11345-2013执行，探伤结果评定按铁路钢桥制造规范TB10212-2009附录E的规定执行。焊缝超声波探伤范围和检验等级如下表，所有焊缝均为I级焊缝。表8.1-1 焊缝超声波探伤范围和检验等级序号焊缝质量等级探伤比例探伤范围板厚检验等级1级纵、横向对接焊缝100%全长10-80B2级80%熔透角焊缝1)超声波一般采用柱孔标准试块，也可采用经过校准的其它孔型试块；2)如超声波探伤已可准确认定焊缝存在裂纹，则应判定焊缝质量不合格；3)对局部探伤的焊缝，当探伤发现裂纹或其它缺陷时，则连续延伸探伤长度，必要时焊缝全长进行探伤；4)对用超声波不能准确认证缺陷严重程度的焊缝，则补充进行X射线探伤拍片，并以拍片结果来评定焊缝缺陷。8.2 射线探伤按铁路钢桥制造规范及本设计图纸的规定，主要杆件的受拉横向、纵向对接焊缝除按规定进行超声波探伤外，还应按接头数量的20%（不少于一个焊接接头）进行射线探伤。探伤范围为焊缝两端各250-300mm，焊缝长度大于1200mm时，中部加探250-300mm。对表面余高不需磨平的十字交叉或T字交叉对接焊缝，应在以十字交叉点为中心的120-150mm范围内100%射线探伤。焊缝的射线探伤应符合现行国家标准金属熔化焊焊接接头射线照相（GB3323）的规定，射线透照技术等级采用B级，焊缝内部质量应达到级。采用射线探伤的焊缝，当发现超标缺陷时应加倍检验。射线探伤的缺陷评定应符合下列规定：a) 圆形缺陷评定 圆形缺陷用评定区进行评定，评定厚度25mm时，评定尺寸为1010，评定厚度25mm时，评定尺寸为1020。评定圆形缺陷时，应将缺陷尺寸换算成缺陷点数。表8.2-1缺陷点数换算表缺陷长径（mm）11-22-33-44-66-88点数1236101525评定厚度25mm、缺陷长径0.5mm和评定厚度25mm、缺陷长径0.7mm的缺陷可以不记点数。圆形缺陷的评定如下表，满足表中要求的判为合格，不满足表中要求的判为不合格。表8.2-2 圆形缺陷的评定表评定区（mm）10101020评定厚度（mm）1010-1515-2525允许缺陷点数的上限36912圆形缺陷长径大于t/2时，评为不合格。焊接接头内不计点数的圆形缺陷，在评定区内不得多于10个。b)条形缺陷评定条形缺陷的评定如下表，满足表中要求的判为合格，不满足表中要求的判为不合格。表8.2-3 条形缺陷的评定表（mm）评定厚度t允许单个条形缺陷尺寸上限不允许条形缺陷总长t124在平行于焊缝轴线的任意直线上，相邻两缺陷间距均不超过6L的任何一组缺陷，其累计长度在12t焊缝长度内不超过tt12t/3注：表中L为该组缺陷中最长者的长度。不合格的缺陷，应予返修，返修区域修补后，返修部位及补焊受影响的区域，应按原探伤条件进行复验。8.3 磁粉探伤按铁路钢桥制造规范的规定，桥面板纵肋角焊缝采用磁粉探伤，U形肋探伤比例100%，板肋探伤比例10%，探伤范围为焊缝两端各1000mm，磁粉探伤应符合现行标准无损检测焊缝磁粉检测（JB/T6061）的规定，焊缝质量应达到级。采用磁粉进行局部探伤的焊缝，当发现裂纹时，应将该条焊缝的探伤范围延至全长。a)检测表面的宽度应包括焊缝金属和每侧各10mm距离的临近母材金属。b)相邻且间距小于其中较小显示主轴尺寸显示，应作为单个的连续显示评定。c)缺陷的评定应符合下表的规定，满足要求的判为合格，不满足的不合格。表8.3-1 显示的缺陷评定表（mm）显示类型允许的缺陷尺寸上限线状显示L=显示长度L1.5非线状显示d=主轴长度d3线状显示：长度大于三倍宽度的显示非线状显示：长度等于或小于三倍宽度的显示d)不合格的缺陷，应予返修，返修区域修补后，返修部位及补焊受影响的区域，应按原探伤条件进行复验，复探部位的缺陷按原标准评定。九、焊接变形控制措施9.1 焊接变形试验焊接变形的影响因素很多，如板厚、焊缝长度、焊接类型、焊缝截面积、焊接线能量，约束条件等。为确保能准确控制焊接变形，施工前应对焊接变形进行试验，具体方法是：焊接时对环缝焊前（打点距离300mm）和焊后进行跟踪量测，确定在各部位、缝宽、板厚、气温条件下的相对收缩量，建立一定的数量关系，并据此采取措施控制焊接变形。9.2 焊接变形控制技术9.2.1 正确选择工艺方法及工艺参数，严格控制线能量施工前对材料及构件进行焊接变形试验，就是对焊件在焊前（打点距离300mm）和焊后进行跟踪量测，确定在各部位、缝宽、板厚、气温条件下的相对收缩量及角变形量，并据此采取措施控制变形。钢板焊接变形还要考虑节段拼装过程中产生的变形以及在构件施工过程中产生的变形。焊接变形量可通过经验公式进行估算，但要经过试验来确定具体数值。计算弧焊的热输入量，可以采用以下的公式：式中Q为热输入量（kJ/mm），V 为电压（V），I 为电流（A），S 为焊接速度（mm/min）。Efficiency（效率）的取值取决于所采用的焊接工艺：手工电弧焊为0.75，气体金属电弧焊和埋弧焊为 0.9。根据焊接工艺，可知CO2气体保护焊能量最少，埋弧焊次之，手工电弧焊最大，应尽量采用CO2保护焊接，减少焊接变形。 板料的开坡口不宜过大，坡口坡度宜为4555，组件缝隙宜为57mm。为控制焊接能量输入量，不宜采用割炬切割方法开坡口，宜采机械冷加工方法打坡口。采用单面焊双面成型。对各种形式的焊缝，如顶板、底板、腹板板单元的纵向对接焊缝、环形焊缝、横隔板对接焊缝等采用陶瓷衬垫单面焊双面成型技术。采用自动埋弧焊时，应采用多层多道施焊，根据板厚来确定，一般底板（14mm）或顶板焊接分4层（45道）进行，使用直径小的焊条，一般选择4mm焊条，可大大降低焊接残能量，埋弧焊线能量始终控制在2833KJ/cm，可有效防止变形。板材焊缝横向一般收缩为1mm，沿纵向收缩量为0.6mm/m（板厚在12cm以上）。板单元（长10米）的焊缝纵向收缩情况一般在46mm。另外，在对板单元纵向面外弯曲进行火焰矫形时，面板纵向还要收缩约1.5mm，加上切割坡口及其他矫形过程中的收缩量约0.5mm，共2mm。板单元的横向收缩情况是，正交异性板单元的焊接横向总收缩量约为0.51.2mm，一般不超过 1.5mm。9.2.2 选择合理的施焊顺序和方向焊接顺序对焊接变形有一定影响，焊接顺序应遵循先约束大后约束小部位，焊接方向一致、多层同顺序、两侧交替焊接、对称施焊等原则进行选择。1）在板单元组合焊接时，要从中心向两侧进行对称焊接，分层焊接时要从同一方向焊接；2）顶、底板纵向对接采用同时同方向焊接或中间向两侧同时反向焊接，以减小焊接变形并保证焊接变形的一致性。3）在箱形总拼时先横隔板与底板、斜底板的角焊缝或熔透角接焊缝，再焊焊横隔板立位对接，最后焊横隔板的仰横位对接。4）环缝焊接时，要先从中心向两侧焊接，先焊接底板顶板，最后焊接悬挑梁，顶板和底板尽量同时进行焊接，以减少收缩变形。5）纵向对接焊缝从一端向另一端焊接，要分层分道焊接，层间温度符合工艺要求。9.2.3 无马板组焊技术。尽量采用无马焊接技术，可有效控制焊接变形，无马焊接工艺是：使用磁吸马，用磁力把钢板固定于胎架上，不至损伤钢板，也避免了繁杂的修补工作。以压代拉，在平台或胎架上安装板材时采用压铁压紧来实现线型吻合和防止变形。先装构架后焊板缝，确实需要在胎架上焊接的板缝，也要改变传统的先焊板缝后装构架的做法，采用拼板后先进行构架安装，装好构架后一起烧焊，利用构架来限制板的焊接变形。9.2.4 U形肋与顶板坡口角接焊缝变形控制本桥箱梁U形肋板与顶板焊缝为6mm，要求焊缝有效厚度0.80倍的U形加劲肋的板厚，且不允许烧穿，并对焊缝进行超声波探伤检测。焊接以及焊接变形控制难度较大，经综合分析，对U形肋与顶板的坡口（图6-1）,角焊缝定位焊采用实芯焊丝（1.2）CO2气体保护半自动焊焊接，正式焊接采用药芯焊丝（1.2）CO2气体保护自动焊焊接，分3道施焊，焊接电流控制在150200A，电压控制在26V，焊接速度控制在0.5m/min,焊丝对正位置按照图6-2图9.2.4-1 U形肋与顶、底 板的坡口 图9.2.4-2 焊丝对正位置U型肋嵌补段焊接，如两端同时焊接很容易造成一端因收缩而开裂，解决的办法是先焊接一端定位焊，在焊接另一端，采用CO2气体保护焊分4道焊接，尽量减少焊接能量输入，焊接前进行预热50100，焊接后保持温度150250。9.2.5 顶、底板的对接焊接与收缩变形控制顶、底板的对接采用实心焊丝CO2气体保护焊打底，埋弧自动焊填充盖面的单面焊双面成型技术。在打底焊道中，过马板处容易出现根部缩孔、弧坑裂纹、反面成型不好以及间隙不匀所引起的焊缝根部熔合不良等问题。在生产过程中通过严格限制打底焊道工艺参数、熄弧处加快接头速度或回焊20mm以上、针对过大或过小的焊接间隙采用向前推或拉的运条方式解决根部熔合不良的问题；并要求焊接完第一道埋弧自动焊后再去除衬垫，让受热下坠的焊缝金属有所依托，避免了由于打底焊道较薄，焊缝受热后易下坠而导致反面余高过高等外观问题；马板在第一道打底焊道焊接完成并等焊缝温度降低之后拆除，以减小焊接变形。对接焊缝间隙控制在47mm之间，通过前期生产实测收缩值,使焊接收缩以及变形处于受控状态，从而保证焊接质量和整体安装精度。9.2.6 腹板对接焊缝的焊接与变形控制腹板采用整板形式，腹板在长度方向采用立位对接。 图9.2.6-1 腹板对接接头形式立位和仰横位对接横隔板板厚为14mm的，采用单面焊双面成型，背面贴圆弧槽陶质衬垫。厚度为16mm的，立位对接采用双面V形坡口进行焊接。9.2.7 其它焊缝的焊接其余坡口角接、熔透角接以及对接焊缝的焊接除通过采用小的焊接线能量、两侧交替焊接、对称施焊、预留焊接变形量等措施来控制焊接变形外，还采用了下述措施：钢箱梁总拼现场焊接严格按照焊接顺序进行焊接，使焊接收缩量及焊接变形处于受控状态。焊接过程中严格执行焊接工艺参数，焊接材料的保管及使用严格执行要求。培训焊工在室外作业的防风、防雨、除污、除锈、除湿、定位焊质量等意识。9.2.8 焊接预热和后热采用焊接预热和后热工艺，可减少收缩应力和焊接残余应力，能有效减少焊接变形。焊接前，应采用氧气-乙炔加热方式预热，预热温度为150250，预热范围为焊口两侧150200mm。箱梁采用单一高温回火的焊接工艺，使用履带式红外线加热器机械加热和保温，加热范围以焊口中心为基准，每侧不小于焊缝宽度的3倍。9.2.9 焊接变形的观测加强对焊接变形的观测，积累数据，建立焊接变形与焊接工艺、原材料、施工环境的数学模型，以用来预测以后焊接施工变形量，不断提高精度控制水平。十、钢箱梁焊接质量控制措施1）焊工（包括定位焊工）必须通过考试并取得资格证书，只能从事资格证书中认定范围内的工作。2）焊接工艺必须根据焊接工艺评定报告编制，施焊时应严格执行焊接工艺，焊接工艺评定应符合铁路钢桥制造规范TB10212-2009附录C的规定。3）焊接材料应通过焊接工艺评定确定；焊剂、焊条必须按产品说明书烘干使用；焊剂中的赃物、焊丝上的油绣等必须清除干净；C02气体纯度应大于99.99%。4）施焊环境湿度应小于90%；焊接底合金钢的环境湿度应低于5，焊接普通碳素钢不应低于0；主要杆件应在组装后24h内焊接。5）露天焊接时必须采取防风和防雨措施；主要杆件应在组装后12h内焊接；当杆件的待焊部位结露或被雨淋后，要采取相应的措施去除水分和浮锈。6）焊接前必须彻底清除待焊（包括定位焊）区域内的有害物；焊接时严禁在母材的非焊接部位引弧，焊接后应清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅。7）焊前预热温度应通过焊接性试验和焊接工艺评定确定；预热范围一般为焊缝每侧150200mm，距焊缝3050mm范围内测温。焊工施焊时应做焊接记录，记录的内容包括杆件号、焊缝部位、焊缝编号、焊接参数、操作者、焊接日期等。8）定位焊应符合以下要求：定位焊缝应距设计焊缝端部30mm以上，其长度为50100mm；间距为400600mm，厚板（50mm以上）和薄板（8mm以下）应缩短定位焊间距；定位焊缝的焊脚尺寸不得大于设计焊脚尺寸的1/2。焊缝不得有裂纹、夹渣、焊瘤等缺陷，对于开裂的定位焊，必须先查明原因，然后再清楚开裂的焊缝，并在保证杆件尺寸正确的条件下补充顶位焊。9）埋弧自动焊必须在距设计焊缝端部80mm以外的引板上起、熄弧。10）埋弧自动焊缝焊接过程中不