導(dǎo)航：安全管理網(wǎng)>> 安全論文>> 建筑安全論文>>正文

豐南跨津山鐵路特大橋鋼管拱工地低溫焊接工藝評定及措施

文檔作者：毛孝發(fā) 文檔來源：武橋重工集團股份有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年09月18日
下載地址：點擊這里	文件大?。?285.79 KB 共4頁	文檔格式： PDF	下載點數(shù)： 1 點（VIP免費）

全屏查看

內(nèi)容預(yù)覽 [文件共4頁]

本文件共4頁，如需編輯使用，請下載。

注：預(yù)覽效果可能會出現(xiàn)部分文字亂碼（如口口口）、內(nèi)容顯示不全等問題，下載是正常的。

	文件大?。?85.79 KB 共4頁文件格式：PDF 下載點數(shù)：1 點（VIP會員免費）

上一篇：建筑工地的接地接零及防雷措施

文本預(yù)覽

僅提取頁面文字內(nèi)容，供快速閱讀使用。

總第7期 豐南跨津山鐵路特大橋鋼管拱工地低溫焊接工藝評定及措施 29
豐南跨津山鐵路特大橋鋼管拱
工地低溫焊接工藝評定及措施
毛孝發(fā)
(武橋重工集團股份有限公司，湖北武漢430056)
摘要：豐南跨津山鐵路特大橋跨越京山鐵路下行線
和豐胥聯(lián)絡(luò)線，為系桿拱橋。為保證在北方嚴寒地區(qū)鋼管拱
拼裝時工地低溫焊接質(zhì)量，避免工地焊接時出現(xiàn)裂紋、夾雜
等缺陷及鋼管拼裝的焊縫錯位。在拼裝前，進行了焊接工藝
評定試驗，根據(jù)試驗提供的焊接工藝參數(shù)指導(dǎo)工地焊接，并
制定了鋼管拱工地焊接工藝細則；在鋼管拱拼接處設(shè)置訶節(jié)
裝置，可防止焊縫錯位，可調(diào)整焊縫間隙，搭設(shè)可及時供熱保
暖的焊接防風(fēng)棚；對焊接接頭采取焊前預(yù)熱、焊后后熱、保溫
等熱處理措施；保證了工地焊接的質(zhì)量，為類似工程積累了
寶貴經(jīng)驗和相關(guān)的試驗數(shù)據(jù)。
關(guān)鍵詞：拱橋；鋼管拱；低溫焊接；工藝評定；措施
1 工程概況
津秦客運專線是國家中長期鐵路規(guī)劃網(wǎng)中的一
部分，專線起至天津站沿既有京山鐵路引入秦皇島
站，豐南跨津山鐵路特大橋跨越京山鐵路下行線和
豐胥聯(lián)絡(luò)線，為津秦客運專線上一座系桿拱橋。
該橋主橋結(jié)構(gòu)形式采用洛澤體系的提籃式鋼管
混凝土系桿拱(圖1、圖2)，橋梁全長116 m，計算跨
徑113 1TI，拱肋采用二次拋物線形。拱肋橫截面采
用啞鈴形鋼管混凝土截面，鋼管外徑為聲1 200 iTlm~，
由厚16 mm的Q345qD鋼板卷制而成，每根拱肋的
2根鋼管之間用厚16 mm的腹板連接，每隔一段距
離在圓形鋼管內(nèi)設(shè)加勁環(huán)、在兩腹板中焊接拉桿。
兩拱肋問共設(shè)7道鋼橫撐，其中拱頂及兩側(cè)共3道
一字形橫撐，其余4道為K形橫撐。橫撐由外徑為
1 200 mm和 800 mm的圓形鋼管組成，鋼板厚度
為12 mm。
該橋跨既有鐵路施工，工期要求緊，施工難度
大。鋼管拱拼裝焊接在2011年1～2月完成。工程
所在地唐山地區(qū)當(dāng)時平均氣溫為一10℃ ，多風(fēng)，作
業(yè)面位于高于地面20多米的支架上，焊接環(huán)境惡
劣，保證焊接質(zhì)量既是重點也是難點。
圖1 鋼管拱成橋效果圖
1． 12 ：墨 一
圖2 鋼管拱橫斷面示意
2 工地焊接工藝評定試驗
模擬實際接頭形式在工地進行了3組焊接工藝
評定試驗，接頭形式為對接、背面貼鋼襯墊，工位為
平位、立位、仰位(各1組)。
2．1 焊接方法
工地焊接采用藥芯焊絲CO 氣保焊，保護氣體
純度應(yīng)大于99．5 (體積比)，含水量不得超過
0．005 (重量比)Eli。
2．2 母材及焊接材料
母材與主橋鋼管拱材料相同，為Q345qI)鋼，板厚
為16 nm】。母材化學(xué)成分和力學(xué)性能符合標(biāo)準(zhǔn)(表1嘲)
收稿日期：2011m07—12
作者簡介：毛孝發(fā)(1985～)，男，助理工程師，2008年畢業(yè)于蘭州交通大學(xué)材料成型及控制工程專業(yè)，工學(xué)學(xué)士。
30 橋梁檢測與加固 2011年第2期
要求，試驗前進行母材化學(xué)成分和力學(xué)性能復(fù)檢，復(fù)
檢合格后用于焊接試驗。
工地焊接材料選用藥芯焊絲GFL-71Ni( 1．2
ram)，藥芯焊絲熔敷金屬化學(xué)成分和力學(xué)性能見表
2、表3。對母材和焊材進行了化學(xué)成分和力學(xué)性能
的復(fù)檢，復(fù)檢結(jié)果均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
表2 焊絲熔敷金屬化學(xué)成分
GFL-71Ni 40．18 40．90 41．75 40．03 40．03 4o．50 40．20 40．30
表3 焊絲熔敷金屬力學(xué)性能
牌號 R L／MPa R ／MPa A／ Kv2(-40℃)／J
GFL-71Ni ≥400 ≥480 ≥22 ≥47
2．3 坡口準(zhǔn)備及焊接工藝參數(shù)
(1)坡口準(zhǔn)備。母材板為厚16 mm的Q345qD
鋼板，接頭形式為對接，坡口角度為．50。，坡口間隙
為2～4 mm，坡口鈍邊為2 mm。試件坡口采用氧
乙炔火焰切割，組裝前，坡口區(qū)和母材表面須用砂輪
打磨，去除灰塵、鐵銹及氧化皮。按圖3所示進行試
件的組裝，試件背面貼鋼襯墊。
50
＼，一— — — — — ＼
- f
一單位：m
圖3 對接試件(平、立、仰位各1組)
(2)焊接工藝參數(shù)及措施。根據(jù)工地焊接的具
體環(huán)境，在進行焊接工藝評定試驗時，初步擬定了表
4所示的工藝參數(shù)。由于工地風(fēng)速較大，所以增大
了保護氣體的流量，氣體流量為20~25 1／min。
表4 焊接工藝參數(shù)
當(dāng)時的焊接環(huán)境溫度為一15～ 一10℃ ，且濕度
較大。焊前采用氧乙炔火焰均勻預(yù)熱，預(yù)熱溫度擬
定為8O～120℃ ，預(yù)熱范圍為焊縫兩側(cè)≥100 mm。
為保證試件焊縫及熱影響區(qū)低溫沖擊韌性，必須嚴
格控制‘焊道(層)間溫度，以不低于預(yù)熱溫度為原則，
結(jié)合以往的經(jīng)驗，最終擬定焊道(層)問溫度為150
200℃ 。
焊接完成后，焊件冷卻至環(huán)境溫度前，對焊件進
行后熱處理，后熱溫度為250~300℃ ，后熱時間2～
3 h，而后用石棉鋪包裹保溫、緩冷。
2．4 焊接工藝評定試驗結(jié)果
(1)焊縫外觀質(zhì)量。所有焊縫應(yīng)待焊縫金屬冷
卻后進行外觀檢查。外觀質(zhì)量應(yīng)符合《鐵路鋼橋制
造規(guī)范》(TB 10212—2009)的有關(guān)要求。檢查發(fā)
現(xiàn)，焊縫未出現(xiàn)裂紋、未熔合、焊瘤、燒穿、夾渣、未填
滿弧坑及焊漏等缺陷[3]。
(2)焊縫無損檢測。施焊24 h后，經(jīng)外觀檢驗
合格進行超聲波探傷r1]，焊縫質(zhì)量等級為I級，探傷
結(jié)果均合格。
(3)接頭力學(xué)性能。接頭力學(xué)性能試驗包括焊
縫金屬拉伸、接頭拉伸、一2O℃接頭低溫沖擊試驗、
硬度試驗及宏觀斷面酸蝕試驗等l3]，試驗結(jié)果見表
5、表6。
表5 焊縫金屬拉伸、接頭拉伸、低溫沖擊試驗結(jié)果
對接接頭(平焊)
對接接頭(立焊)
對接接頭(仰焊)
184，218，211 168，167，195 156，176，168 D=2a， 一180。 完好
181，178，163 179，188，192 142，165，169 D=2a，日一180。 完好
184，189，205 157，162，165 170，176，176 D=2a， 一180。 完好
完好
完好
完好
總第7期 豐南跨津山鐵路特大橋鋼管拱工地低溫焊接工藝評定及措施 31
依據(jù)《鐵路鋼橋制造規(guī)范》(TB 10212—2009)
和《橋梁用結(jié)構(gòu)鋼》(GB／T 714—2008)及相關(guān)檢測
標(biāo)準(zhǔn)，對平、立、仰位3組對接接頭試件進行外觀檢
查、無損探傷和接頭的各項力學(xué)性能試驗，試驗結(jié)果
均達到了標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求。說明工地焊接工藝評
定試驗成功，所擬定的焊接參數(shù)和采取工藝措施可
以被工地實際焊接采用。
3 工地焊接工藝及質(zhì)量保證措施
鋼結(jié)構(gòu)低溫環(huán)境焊接對焊縫金屬的危害直接表
征為焊縫裂紋和工作狀態(tài)下的脆斷，主要原因是由
于冷卻過程中t ／ (500~800℃)區(qū)間內(nèi)的冷卻速度
引起晶體組織的變化帶來的結(jié)晶裂紋及游離氫析出
引起的延遲裂紋I4]。因此，為防止冷裂紋的產(chǎn)生，保
證低溫焊接的工程質(zhì)量，在施工前進行相應(yīng)的工藝
評定試驗，施焊中采取一定的工藝措施、嚴格焊材保
管制度、實行焊前的焊工培訓(xùn)是至關(guān)重要的。
3．1 焊接環(huán)境
該工程鋼管拱工地焊接的環(huán)境溫度最低達-20
℃ ，平均氣溫為一1O℃ 。當(dāng)環(huán)境溫度低于一15℃，
停止焊接作業(yè)ll4]。焊接作業(yè)安排在白天進行。
3．2 拱肋拼裝及現(xiàn)場防護措施
為防止焊縫錯臺及配合全橋線形調(diào)整，工地拱
肋對接時需設(shè)置簡單的鎖緊裝置(圖4)。
圖4 拱肋對接鎖緊裝置示意
工地現(xiàn)場拱肋對接處和橫撐分段對接處均須搭
設(shè)防風(fēng)保暖棚，棚內(nèi)空間需能容納2或3位工人，且
能完全遮罩焊縫；由于工地風(fēng)力一般能達3～5級，
所以防風(fēng)棚構(gòu)造材料采用薄鋼板及角鋼，焊成堅固
扎實的框架結(jié)構(gòu)。棚內(nèi)保暖層采用不燃的石棉布包
裹。為保證拼焊環(huán)境滿足標(biāo)準(zhǔn)要求(即不低于5
℃)，棚內(nèi)采取一定的保暖處理措施(如安置電暖
氣)；同時為保證焊接工人的工作環(huán)境和生命安全，
防止在棚內(nèi)出現(xiàn)窒息中毒現(xiàn)象，設(shè)置相應(yīng)的排風(fēng)措
施(如安設(shè)排氣扇)。
3．3 焊接材料保管
工地焊接主要采用藥芯焊絲，焊絲開封后易受
潮，不能進行烘干處理，最好一次性使用完畢，所以
在使用過程中應(yīng)采取防潮措施，焊機上的焊絲防護
罩必須保持完好，未用完的焊材必須及時送回焊材
庫，防止受潮。嚴格焊材庫的管理，保持庫內(nèi)的干燥
保溫。焊條按標(biāo)準(zhǔn)進行烘干，烘干次數(shù)不超過2次，
在空氣中暴露時間不超過2 h。
3．4 焊接設(shè)備防護
焊接設(shè)備防護|4]：① 為保證焊接時焊接設(shè)備能
正常工作，焊機放在可移動的焊機防護棚內(nèi)，防護棚
應(yīng)設(shè)置加熱設(shè)備，使焊機在正溫狀態(tài)下工作。② 使
用前氣瓶應(yīng)盡可能集中存放，氣瓶存放棚應(yīng)設(shè)有加
熱裝置，確保氣體隨用隨有；氣瓶在使用時，應(yīng)放置
在焊機防護棚內(nèi)，實現(xiàn)正溫(>0 oC)管理，單機使用
時，氣瓶必須采用加熱保溫措施(采用電加熱毯外包
石棉或其他保溫耐火材料進行保溫)保證液態(tài)氣正
常氣化，使保護氣體穩(wěn)定通暢。
3．5 低溫焊接工藝及措施
(1)焊接工藝參數(shù)。在各種防護措施和前期工
作已經(jīng)到位的前提下，嚴格采用評定試驗合格的焊
接工藝參數(shù)(表4)進行工地焊接施工。
(2)預(yù)熱和后熱保溫措施。① 工地條件有限，
加熱方法采用烤槍火焰均勻加熱。由于焊接是在拱
肋整體拼裝完成后進行，所以拱肋問有一定的拘束
度，預(yù)熱溫度需提高15～3O℃，最終確定預(yù)熱溫度
為95～150℃ 。預(yù)熱范圍為焊縫兩側(cè)≥100 mm。
焊接過程中如何保證未焊接處也能保持穩(wěn)定的預(yù)熱
溫度是關(guān)鍵，所以在防風(fēng)保暖棚中除焊工外還需安
排1名預(yù)熱工和1名溫度檢測工人，焊工施工的同
時，預(yù)熱工對未焊焊縫進行均勻預(yù)熱保證達到預(yù)熱
溫度，溫度檢測人員配合測溫。② 焊道(層)問溫度
控制，嚴格控制道(層)問溫度，根據(jù)工藝評定試驗確
定其為150~200℃。焊縫溫度檢測人員實時進行
溫度檢測并做好記錄。③ 后熱及保溫，焊接完成后
緊急后熱和保溫。焊接完成后，進行后熱處理，后熱
溫度為250~300℃ ，后熱時間為2～3 h，測溫人員
實時測溫，記錄時間，然后采用石棉鋪保溫緩冷(圖
5)。④ 測溫方法，測溫采用紅外測溫儀和接觸式測
溫儀，測溫點設(shè)置在焊縫原始邊緣兩側(cè)各3O～5O
mm處。使用紅外測溫儀時，測溫儀垂直于測溫表
面，距離不大于200 mm。層間溫度測溫點在焊道
起點，距離焊道熄弧端300 mm 以上。后熱溫度測
溫點設(shè)在焊道表面。
3．6 焊后探傷及返修
焊縫焊接完成后，按《鐵路鋼橋制造規(guī)范》(TB
10212-2009)要求，焊后24 h進行超聲波探傷。為
32 橋梁檢測與加固 2Ol1年第2期
圖5 石棉鋪保溫示意
防止出現(xiàn)延遲裂紋，按接頭數(shù)量的2O 進行48 h后
的焊縫超聲波探傷抽查。當(dāng)焊縫檢測查出有缺陷
時，則采用碳弧氣刨清除焊接缺陷，在清除缺陷時刨
出有利于返修焊的坡口，并用砂輪磨掉坡口表面的
氧化皮至露出金屬光澤，碳刨面根部及兩端磨成圓
弧狀，裂紋前、后端各應(yīng)多除50 mm。進行返修焊
時預(yù)熱溫度相應(yīng)提高5O℃ ，焊接過程嚴格按照已評
定合格的焊接工藝參數(shù)及工藝措施進行。
3．7 焊工防護及培訓(xùn)
焊工防護及培訓(xùn)r4]：① 在正式焊接前對焊工進
行焊接適應(yīng)性訓(xùn)練，并做好防護防寒用品及安全生
產(chǎn)等準(zhǔn)備工作。② 焊工在進行低溫焊接前，需對現(xiàn)
場焊接工程師進行技術(shù)交底及理論、安全教育，然后
進行焊接適應(yīng)性訓(xùn)練，如現(xiàn)場試焊等。③ 焊工在正
式上橋焊接前，必須具備個人防寒用品，穿戴好棉
鞋、帽子、護膝、手套等，同時系好安全帶，以保證長
時間抗寒并可防滑。④ 低溫焊接工人體力消耗較
大，需適當(dāng)調(diào)整倒班時間。⑤ 現(xiàn)場設(shè)置專人監(jiān)護，
對焊工工作狀態(tài)進行監(jiān)控判斷，保證焊接順利進行
及焊工人身安全。⑥ 如遇雪后在橋上進行焊接時，
應(yīng)先清掃棚頂積雪，防止雪水淋濕焊縫，焊工通道及
時清掃，以便安全通行。
3．8 溝通與交流
為保證工地焊接的焊縫質(zhì)量和焊接工作的順
利，現(xiàn)場工程師、探傷人員、焊接工人不斷交流和溝
通，共同解決遇到的難題。圖6為合龍后的鋼管拱。
圖6 合龍后的鋼管混凝土系桿拱實景
4 結(jié)語
通過模擬鋼管拱工地焊接位置及接頭形式，在
施工現(xiàn)場進行了相應(yīng)的焊接工藝評定試驗，各試件
經(jīng)外觀檢查、無損探傷、力學(xué)性能試驗，試驗結(jié)果均
符合標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求，所擬定的工藝參數(shù)和工藝
措施可以指導(dǎo)工地實際焊接。根據(jù)焊接工藝評定試
驗所提供的參數(shù)和工藝措施，結(jié)合實際施焊環(huán)境制
定了詳細的低溫焊接工藝細則及質(zhì)量保證措施，成
功地運用于該橋鋼管拱的焊接，工地焊接質(zhì)量得到
了很好的保證，對類似鋼管拱工地低溫焊接具有一
定的參考價值。
參考文獻：
[1] TB 1O212 2009，鐵路鋼橋制造規(guī)范[S]．
[2] GB／T 714—2008，橋梁用結(jié)構(gòu)鋼標(biāo)準(zhǔn)Es5．
E3] GB 50205—2001，鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范Es3．
[4] 高樹棟，李久林，路克寬，等．建筑鋼結(jié)構(gòu)低溫焊接施
工技術(shù)I-J]．建筑技術(shù)，2008，(3)：186—189．

網(wǎng)友評論 more

建筑安全論文最新內(nèi)容

09-18