钢桥制作焊接工艺解析

1、xxxx 大桥制作和焊接工艺技术交底工程概况xxxx 位于湖北黄石水道上游，是沪蓉高速公路湖北省东段（武黄高速公路和黄 黄高速公路） 和国家高速公路联网大庆至广州高速公路湖北段的公用过江通道， 也是 湖北省公路主骨架的重要组成部分。花湖互通 A 匝道第四联桥跨布置为： 31.2m+40m+40m+31.25m。上部结构采用等 截面单箱双室的钢结构连续箱梁。钢箱梁沿匝道中心线全长 142.38 米。花湖互通 D 匝道第五联桥跨布置为： 37.5m+50m+37.5m。上部结构采用等截面 单箱双室的钢结构连续箱梁。钢箱梁沿匝道中心线全长 124.84 米。钢箱梁为单箱双 室断面，梁宽 13米，高

2、1.8米，两侧个悬臂长 2.5米，根部高 0.5米，端部高 0.2米。 纵向每 2 米设一道悬臂梁，钢箱梁顶板兼做桥面承重结构。二、钢箱梁下料工艺1、钢结构的下料工艺（以 A 匝道第四联跨为列进行讲解）A 匝道的总体概况为： A 匝道钢箱梁为单箱双室断面，梁宽 10.5 米，高 1.6 米， 两侧个悬臂长 2.0 米，根部高 0.5 米，端部高 0.2 米。纵向每 2 米设一道悬臂梁，钢 箱梁顶板兼做桥面承重结构。 A 匝道全桥位于 i=3.467%及 i=3.5%的纵坡段上，竖曲 线半径为 4000m。整个曲线由 XY 平面内的圆弧曲线（桥梁中心线为 R=30000mm）， 以及竖曲线 R=

3、4000000mm。根据 A 匝道的起点设计高程、终点设计高程确定起点、 终点的直线方程。在竖曲线平面内的透影方程为 F1（Y）=A1（Y ）+A，叠加竖曲线 内的圆弧方程 R=4000000,再叠加预拱度曲线方程得到腹板曲线方程。 总体下料见下：钢桥的总体排版见排版图纸，具体的型式见下：（一）A 匝道顶板定宽为 1800+2200*4=10600mm 桥面的总宽度为 10500mm。 根具焊缝的排版原则：焊缝相互错开 200mm 以上，与腹板错开 200mm以上。钢箱梁 顶板的排版示意图 钢板的平板对接按照埋弧自动焊接工艺卡进行。现场对接坡口为不带钝边30O 坡口。注意： 1、所有埋弧自动焊

4、工厂对接坡口、现场对接坡口必须采用半自动切割。施 焊前必须仔细清理坡口以及坡扣两侧 50mm 范围内的油污、铁锈。呈金属光泽。2、所有的平板对接焊缝均为一级焊缝，必须加引弧板和收弧板。焊剂必须按照规范要求进行烘烤。焊接质量标准按照 JTJ041-2000标准中的相关规定执行。（二）钢桥底板下料： 底板的宽度为 6548，采用的钢板宽度为 2000、2200、2400 各一块，按照有关焊接规范要求，焊缝相互错开 200mm 以上。下料工艺、焊接工艺 和顶板相同。排板示意图纸见下：钢箱梁 底板排版示意图注意：现场的对接坡口的质量、圆弧对角线的偏差。下料完毕后 ,检查圆弧的对角线 A 、B 与标准值

5、的偏差不大于 2mm，相互偏差 不大于 3mm。用钢卷尺拉对角线检查。 具体排版见 CAD 排版图纸。（三）钢桥腹板下料：钢桥腹板的下料用数控切割机进行，按照图纸目录为： EDS6.3W.G.03 沿匝道中心线展开的立面图。腹板的理论曲线为 R=4000000mm 的圆 弧曲线、钢桥的预拱度曲线、钢桥焊接变形曲线的三者曲线的叠加。用 CAD 进行放 样、结合 EXECL 软件求出每间隔 2000 的坐标点的方程。立面曲线 =设计+预拱度。 立面曲线 =主梁的设计线（ 635mm）+预拱度曲线方程 +钢桥焊接变形的曲线方程。图 : 钢桥的端面图 按照排版图用数控切割机进行腹板曲线方程的下料 ,下

6、料时腹板的断开垂直于底板和 顶板,不垂直于地面。数控下料时标记要做好以下几个方面：腹板的起点方向、腹板 的终点方向。起拱方向、坡口方向和度数、以及内、中、外腹板一定要用油漆做好 标记。并注明节段号。 （具体细节按照排版图纸执行） 。A 匝道腹板的排板示意图 （必须注明节段号以及坡口方向） 综合上述条件可知：顶板、底板、腹板的下料必须按照排版图进行下料。下料 时开坡口时注意必须采用半自动切割机进行下料，顶板、底板、腹板的下料允许偏 差为 1mm。所有零件对角线的允许偏差为 2mm。顶板、底板、腹板、零件板 、T 型钢下料时的注意事项： （下料班组）1、下料班组严格按照施工组的排版图纸进行下料，钢

7、板下料时放样和号料应预留焊 接收缩余量及切割、刨边的加工余量。注意钢材轧制方向与梁的主要受力方向一致。2、半自动切割的顶板、底板和数控切割的腹板、中间的零件板数控切割的允许偏差为 1mm。对角线的允许偏差为 2mm。3、钢箱梁下料时应该仔细核对钢箱梁材料明细表。 T 型钢的下料应按照相应的 H 型 钢进行下料。 N5 数控下料时应开 T 型钢通过的孔。4、零件板下料时，负责施工的技术人员应该再排版图上标明坡口的大小和方向。三、钢箱梁底板的胎架搭设工艺。1、胎架的搭设采用正装法，按照桥底板的水平曲线找出隔板的XY 坐标点。图： 钢桥隔板在 XY 平面内点的坐标确定（按照图纸用 CAD 放样）2、

8、钢桥空间线形即竖曲线和平面曲线。平面曲线为半径为R=300000mm 的圆，用 CAD 放样确定平面上的点。利用 CAD 软件和 EXECL 软件对桥梁的里程、高程、 设计预拱度、圆的曲线半径进行汇总分析，求出桥梁线路中心线上的特征控制点。 （本工程以横隔板中心线与中腹板的交点的高程、设计高程为控制点） 。用水准仪控 制理论的标高在 2mm 的范围之内。以隔板中心点的标高为基准点，测量出隔板径 向外腹板和内腹板相应的理论标高。 用 H 型钢做小立柱， 角钢做隔板中线线定位置。钢字角钢 钢字工板腹中板腹外角钢板腹内采用正装法：胎架的整体示意图四、钢桥的组装工艺 总体概况：钢桥的组装分为正装法和倒

9、装法。本工程中根 据工程项目的实际情况（铆工水平、机械设备、人员素质）采用正装法： 箱型梁的倒装法比正装法节约成本， 但是倒装法对于铆工的素质要求较高。 1、板材、型材的拼接应在组装前进行，由于钢板规格的限制，部分构件在组装 前需要进行平板对接。平板对接按照下料工艺卡和焊接工艺卡执行。2、T 型钢的下料和焊接： 为了防止焊接变形， T型钢先焊接成 H型钢在剖开。3、所有钢板的平板对接工作在组装前必须完成，平板对接焊缝不合格必须在返 修合格后才能进行整个桥的组装工作。成立单独的组装班组进行组装。为了保证箱型梁的制作质量和焊接质量有以下几点关键的工艺措施需要注意： 为了保证钢箱梁制作成型后的的起拱

10、度，制作胎模时要考虑构件的设计起拱度、 构件的自重下扰、焊接变形三个方面的影响。 A匝道为设计起拱 635mm设+ 计预拱。 在车间内搭设标准的制作胎模，最好距离地面有 300mm以上，用水准仪将制作胎 模起拱度误差调整到 2mm的范围之内。制作胎模的宽度为底板宽度 +1000mm。 箱型梁施工图中的腹板 N3、N4，隔板 N5 在下料时必须高度精确。腹板的高度误 差控制在 0+3mm以内，隔板 N5 的对角线误差控制在 3mm之内。为了保证零部件尺 寸。腹板 N3、N4、隔板 N5必须采用数控切割机进行下料和切割。保证零件精确度。4 、箱型构件的组装顺序为：将底 N2 平铺在胎架上，将底板

11、N2 按照钢箱梁的整 体排板图纸标上底板的分节好，待无损检测人员确定底板焊缝合格之后，进行底板图：钢箱梁组装、焊接顺序示意图将底板 N2 铺在胎架上，再底板上按照设计图纸用卷尺、角尺等工具划出腹板 N3、 N4，隔板 N5 以及加劲 T 型钢的定位基准线。划线时注意所有加劲板、腹板、 隔板的定位基准线均以底板 N2 的中心线为定位基准。腹板 N3、N4 为曲线线钢板， 采用数控切割机进行下料。 隔板 N5 也要用数控切割机进行下料。 由于测量仪器精度 有一定误差，一般在 2mm 的范围内。数控切割机的精确度在 0.01mm,因此数控下 料的准确度直接影响到钢桥的起拱度。 隔板 N5 也要用数控

12、切割机进行下料。 保证隔 板 N5 的对角线误差控制在 1mm 的范围之内和纵劲穿过横隔板大样的准确性。由于 底板与水平面存在（ 5%）的坡度。注意 T 型钢的组装垂直于底板，腹板的组装垂直 于地面。组装顺序为：第一步，将 T 型钢点焊按照划线组装在底板上。先在底板上 组装加劲板 N5，然后将中腹板 N4组装在底板上，为了保证安全，中腹板 N4与加劲 板 N5 应点焊牢固。用水平尺检查中腹板 N4 是否垂直于地面。然后组装另外一侧的 加劲板。最后组装外腹板 N3。为了安装方便，在组装加劲板 N5 前先要组装 T型钢， 为了防止变形，不能先焊接只能点焊。底板、内腹板、中腹板、外腹板全部组装完 毕

13、后，最后组装顶板 N1，组装顶板 N1前，先将 T 型钢点焊在顶板 N1 上注意安全。钢桥在组装和点焊要注意以下几点： 铺底板前要注意胎架的标高点是否正 确，胎架的点的正确性决定了桥的曲线方程。一定要准确。 组装加劲板 N5前一 定要注意 N5的对角线尺寸是否符合理论尺寸的要求。 内、中、外腹板的坡口方 向和坡口度数是否符合焊接工艺的要求。特别是坡口的角度方向。 组装焊接前 对主要部位坡口以及坡口两边的清理是否到位，符合设计和规范要求。N5N2图：钢桥焊接坡口方向 五、钢箱梁工厂制作的焊接工艺（一）钢箱梁主体结构采用符合 GB/T1591-94 要求的底合金高强度结构钢 Q345D， 焊接材料

14、应结合焊接工艺，通过焊接工艺评定进行选择，保证焊缝性能不低于母材 料，工艺简单，焊接变形小，所选焊条、焊剂、焊丝均应符合相应的标准要求。根据结构厂现有的钢结构、 钢桥、压力容器的焊接工艺评定。 母材材质为 Q345D， 钢板厚度分别为 10、12、14、16。2007 年制作的汉蔡钢桥的焊接工艺评定完全可以 覆盖。平板对接工艺评定、 T 型焊缝的工艺评定。 根据工艺评定选用的焊接材料见下： 手工电弧焊焊材： E5015（ 4）， CO2 气体保护焊焊丝 HO8Mn2SiA （ 1.2）。埋弧 自动焊接焊丝： H08MnA（ 4）配合焊剂 HJ350。主要焊缝焊接工艺焊接方法见下：1、所有顶板和

15、底板平板对接焊缝采用埋弧自动焊接。焊接工艺评定按照汉蔡钢 桥的焊接工艺评定执行。汉蔡钢桥的材质为 Q345C，在原工艺评定的基础上做 -200C 冲击试验。埋弧自动焊焊接工艺见标准焊接工艺卡。施焊过程中注意以下几点： 钢材的坡口加工必须采用半自动动切割机，加工完毕后，用砂轮机仔细清理坡口 以及坡口两侧 50mm范围内的母材表面的氧化皮和铁锈等，呈现金属光泽。 焊接采用带钝边的单面 V型坡口，钝边厚度为 4mm，坡口角度为 600 坡口。点焊长 度为 50mm左右，厚度为 56mm，足以抵抗焊缝根部裂纹。焊缝两端应设置相同材质 的引弧板和收弧板。 焊接顺序：焊接前应根据焊接工艺评定的规范参数调整

16、好各 项规范参数，起弧后及时调整好焊接电流和焊接电压，多层焊应连续施焊，每焊一 层必须仔细清理熔渣等，发现缺陷必须清除后才能进行施焊，正面焊接完毕后，反 面用碳弧气刨清根，且磨去氧化皮等缺陷才能继续施焊。 焊缝与母材应圆滑过 度，焊缝和热影响区域不得有裂纹、弧坑、飞溅等缺陷。焊缝宽度和余高应按照图 示尺寸。实际焊缝尺寸比坡口两侧增宽 24mm。做好自检记录，打上焊工钢号。 主要的焊接工艺参数：钢板厚度为 14mm，焊接电流： 480500、焊接电压： 3032 焊接速度： 3840cm/min 正面焊接两层，反面焊接一层。 焊接质量见总说明。 埋弧自动焊接的注意事项： Q345D 焊接前焊工应

17、调整好焊丝伸出导电嘴的长度， Q345D钢材焊接时，焊丝伸出的长度为 3540mm。 埋弧自动焊工应检查 CO2 气体 保护焊点焊的焊缝。长度、间隙尺寸是否符合工艺要求，如有裂纹，必须清楚。 点焊所使用的焊接材料必须是正常焊接时使用的焊接材料。 埋弧自动焊焊接 厚板多层施焊时，焊工应该注意各层次焊缝不宜过宽过厚。 焊工在焊接厚板多层 焊时，每层焊道焊接方向相反，并注意层间温度控制在 60 度以下。并及时清渣。 （二）焊工的 CO2 气体保护焊应严格根据焊接工艺卡进行施焊接。具体焊接规范见 通用 C02气体保护焊焊接工艺卡 。所有焊缝的焊缝的焊接顺序为：从中间到两边 对称施焊，减少焊缝的焊接变形

18、。钢桥的焊接质量标准。 内部质量和外观质量两部分： 所有钢桥焊缝的焊接质量严格按照公路桥涵施工技术要求进行参照桥规见下： 1、桥底、桥面的对接焊缝质量等级 级 2、工地横向对接 质量等级 级3、横隔板与外腹板熔透角焊缝质量等级 级 4、横隔板对接焊缝质量等级 级5、外腹板与顶板间熔透角焊缝质量等级 级 6、腹板的对接焊缝质量等级 级7、外腹板与底板间熔透坡口焊缝质量等级 级8、支座处横隔板与顶板角缝质量等级 级9、横隔板与顶、底板的角焊缝质量等级级（ GB11345-89）10、内腹板与顶（底）板的角焊缝质量等级级 （磁粉）以上焊缝的具体示意见上图，制作、焊接工程中，焊接技术人员、质量人员、制作技术员、无损检测人员要对施焊的焊工班长、铆工班组长进行书面口头交底。 六、钢箱梁的涂装工艺 钢材表面的预处理和车间底漆涂装由制作单位完成， 钢板进场经辊轮平后表面预处理 Sa2.5级，涂装醇溶性无机硅酸锌车间底漆一道； 面漆颜色按照业主要求确定； 为了保证