积石峡电站钢栈桥箱梁焊接工艺浅述

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　　摘要：积石峡电站钢栈桥焊箱梁焊接采用利用原有的工艺及对现有施工设备及环境进行焊接顺序的调整。在拼装与焊接时尽量使用先进设备及工艺进行操作。为金属结构钢箱梁焊接提供施工依据及相应的施工经验。
　　关键词：钢栈桥 箱梁焊接 工艺浅谈
　　
　　 积石峡水电站Ⅵ标进水口前引0-015.00m布置一台60t门机，由于地形限制必须架设符合门机正常运行的钢栈桥。组成的钢栈桥。钢箱梁作为钢梁的一种结构形式，以其结构简单、跨度大等优点，在工程建设中施工需求体系中发挥着巨大的作用。该施工栈桥主桥跨径为15m+15m+15m，标准箱梁面宽1850mm，箱梁净高2076mm。全桥由1跨连续6箱单室钢箱梁与4根箱式立柱、上下游连接桁架及现浇混凝土桥墩子组合梁组成，钢箱梁为同截面。全桥钢箱梁分为3段，即6榀箱梁各分3段在后方加工厂内制作，各段在工地现场安装。
　　 一、加工厂内制作时需采用下列工装设备
　　 液压启闭机及泵站设备的安装钢箱梁制作:（1）用于T形梁拼装的小型平台；（2）用于钢箱梁总拼的大型平台，平台要有足够的强度和刚度，总拼平台工作面的预拱度曲线要准确；（3）用于T形梁拼点的角度尺，以保证腹板与顶板的倾斜角度；（4）用于T形梁船形位置埋弧焊的焊接支（5）用于T形梁的整体框架准确就位及顶板与腹板倾斜角度矫正的门形矫正架；（6）工字钢预弯胎具和其它小型工装。
　　 二、钢箱梁制作工艺
　　 1.预处理。将钢板矫平，进行喷丸除锈，除锈后钢板表面粗糙度应达到设计要求，以防止个别部位拼装后无法进行防腐处理，T型梁在喷漆前应在预弯胎具上用氧乙炔火焰和千斤顶进行预弯。
　　 2.下料。钢板可采用数控切割下料，以保证板件的圆弧曲线、预拱度曲线或者更复杂的几何尺寸。数控下料时，为防止条形板件旁弯，应先纵向切割，待所有纵缝切割后，再横向切割。考虑到钢箱梁的整体安装与连接，下列零部件的尺寸在下料时要作相应的调整：（1）上下翼板及腹板长度应增加40mm，待整体拼装焊接完毕再半自动割枪进行齐头（以箱梁中心为基准）修割至设计尺寸；（2）隔板T型孔宽度应增加5mm，以便于隔板穿过；（3）腹板下料上拱度应比箱梁上拱度增加10mm，以确保箱梁拼装后整体焊接时产生下挠现象。（4）隔板整体几何尺寸应增加3mm，以控制隔板焊接后收缩余量，确保整体尺寸。
　　 3.焊缝坡口形式。腹板的角焊缝为K形坡口，腹板、上下翼缘板的对接焊缝为X形不对称坡口，隔板、加强板拼接焊缝为角焊缝。
　　 4.焊接上、下翼缘板与腹板的横向对接焊缝采用双面埋弧焊，其对接焊缝不能在同一断面上，最小应错开300mm。同一断面上翼缘板对接、腹板对接上的焊缝也应错开2000mm。在上翼缘板放出T型梁安装位置线，并利用直角尺靠正点固焊好，间距500mm，形成不规则组合工字梁。采用船形位置埋弧焊焊接工字梁，焊接2层：第1层为快速小焊接电流，第2层速度稍慢，大焊接电流。采用埋弧焊焊接底板，由于上下翼缘板及腹板宽度大，部分要进行纵向焊接，因此纵向焊缝与横向焊缝最小应错开300mm，严禁形成十字交叉焊缝。
　　 5.总拼焊。在总装平台上固定不规则工字梁放出隔板、腹板安装轮廓线，根据轮廓线安装隔板及腹板，校对外形尺寸，采用CO2气体保护焊焊接其所有平焊缝和立焊缝。利用支撑工装千斤顶与花篮螺栓校正隔构板焊接变形，再将下翼缘板中心及两侧轮廓线标出安装下翼缘板点焊牢靠。已焊接成形的框架翻转，然后移到预拱度平台上，用门形矫正架作为胎具，将中部垫起10mm，用千斤顶将箱梁两端顶紧并点固焊。用吊车将梁吊转成45°倾斜，并从中心向两端焊，以减小焊接变形。焊接时内侧采用CO2气体保护焊，外侧下翼缘板与腹板结合的两条焊缝采用埋弧焊。上边缘加强板、端头加强板采用CO2气体保护焊。
　　 6.焊接变形控制。钢板的纵向和横向对接焊缝的翘曲变形控制，可采用反变形法。即拼焊时预留一定弯度，具体数据由焊接工艺评定确定，以确保成形后的钢板平整。工字梁的焊接变形控制，采用门形矫正架，用千斤顶辅助火焰矫正。
　　 钢箱梁焊后两端预拱度的变形控制，可采用反变形法和火焰矫正法。即在制作预拱度平台时，将中部垫起15mm范围内的预拱度加大，焊后使两端变形翘曲至设计位置。如果翘曲变形过大可采用火焰矫正。对钢箱梁端口的变形控制可采用火焰矫正或辅助永久性支撑，以保证端口尺寸准确。
　　 三、钢箱梁施工要求
　　 建立焊接质量保证体系和“三检”制度，即班组自检、专职质检员检查和会同监理工程师终验，每道工序终检合格后方可进入下道工序施工。对采购的各种钢材要求有出厂质量保证书和合格证书，并按规定进行钢材的物理性能及化学成分复验，合格后方可做焊接工艺评定试验。
　　 按国家标准要求进行焊接工艺评定，其评定合格的焊接工艺参数如焊接电流、电弧电压、送丝速度等即为正式施焊工艺参数。
　　 焊条、焊丝、焊剂的规格、型号必须符合设计要求，经焊接工艺评定合格后方可用于施焊。焊材应按规定的要求保管，使用前必须进行烘干。
　　 焊工必须持有焊工合格证书且在有效期内。焊接环境温度不低于-5℃。主要焊缝优先采用埋弧焊，受限部位可采用CO2气体保护焊或焊条电弧焊。施焊时母材的非焊接部位严禁引弧。埋弧焊时应加入引弧板和熄弧板，焊接过程中不应出现断弧现象。多层焊接时宜连续施焊，注意保持道间温度。所有焊缝必须进行外观检查，不得有裂纹、未熔合、夹渣、未填满弧坑等缺陷。外观检查合格后，应在24小时内进行无损探伤：一级焊缝100%超声波探伤，二级焊缝50%超声波探伤，同时采用X射线进行10%的抽查检验，若发现超标缺陷时应加倍检验。
　　 四、结束语
　　 各组合面局部间隙、工艺性的加固焊、焊接顺序和方向是控制焊接变形的关键。严格按照焊接工艺设计执行,对“主控项目”和关键工序要有专人专管。焊前对车间技术人员和班组施工人员要进行技术交底,讲述“主控项目”和关键部位的组装及焊接要点,做到让每一技术人员和施工人员对整个工艺充分了解,且能在实际中运用,从而达到控制焊接质量和防止构件变形之目的,生产出优质合格的产品。

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