【摘要】隨著城市建設(shè)進(jìn)程不斷加快，城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，對(duì)建筑材料的需求也逐漸增多。橋梁工程建設(shè)是城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，承擔(dān)著交通運(yùn)輸、服務(wù)人民生活、帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展等重要任務(wù)。隨著城市橋梁工程項(xiàng)目的增多，在橋梁工程施工過程中，鋼結(jié)構(gòu)橋梁具有較高的應(yīng)用價(jià)值。鋼結(jié)構(gòu)橋梁焊接施工技術(shù)是保證其質(zhì)量的重要保障。

【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)；橋梁焊接；施工技術(shù)

【中圖分類號(hào)】TU393.3" " " "【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A" " " "【文章編號(hào)】1673-6028（2024）04-0068-03

0" 引言

鋼結(jié)構(gòu)橋梁焊接施工技術(shù)作為一種新型技術(shù)，在施工中具有較高的應(yīng)用價(jià)值。但是在具體焊接施工過程中，鋼結(jié)構(gòu)橋梁焊接施工還存在一定工藝問題，直接影響施工質(zhì)量。對(duì)此，文中結(jié)合實(shí)際工程案例，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁焊接施工技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析與探討，以不斷提高鋼結(jié)構(gòu)橋梁焊接質(zhì)量，更好地為城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供保障。

1" 工程特點(diǎn)

1.1" 焊縫形式

鋼結(jié)構(gòu)橋梁焊接過程中，需要根據(jù)不同的焊縫形式，選擇適宜的焊接方法，從而達(dá)到需要的焊接效果。

目前，鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程施工過程中，常用焊縫形式主要有：對(duì)接焊縫、全熔透或熔深角接焊縫、角焊縫、搭接焊。在焊接施工作業(yè)過程中，需要按照相關(guān)規(guī)范要求，選擇合理的焊接工藝和焊接方法，保證焊縫質(zhì)量。對(duì)接焊是目前應(yīng)用最廣泛的焊縫形式，通常用于材料或節(jié)段拼接。熔透角接經(jīng)常用于板件間空間結(jié)構(gòu)連接的一種結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)板厚和焊接位置開設(shè)單面或雙面坡口。角焊縫通常用在鋼梁內(nèi)部普通構(gòu)件之間，使形成一個(gè)封閉空間后形成整體剛性結(jié)構(gòu)。

1.2" 焊接方法

鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工過程中，需要對(duì)焊接技術(shù)進(jìn)行合理選擇。當(dāng)前，鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程施工過程中，常用的焊接方法較為常用的有埋弧焊和氣體保護(hù)焊兩種。

（1）埋弧焊是目前較為常用的焊接方法。其主要優(yōu)勢在于：①埋弧焊可以對(duì)溫度要求較低，同時(shí)對(duì)工藝參數(shù)具有較高的要求。埋弧焊適用于焊接薄板和小坡口結(jié)構(gòu)的鋼結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行埋弧焊操作時(shí)，需要根據(jù)不同的施工環(huán)境進(jìn)行選擇，比如在一些高溫、潮濕的環(huán)境中需要采取一定的保護(hù)措施，同時(shí)在進(jìn)行埋弧焊時(shí)需要使用低電流、低電壓、小坡口角度等。②埋弧焊具有較高的自動(dòng)化程度和機(jī)械化程度。埋弧焊接技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化焊接，并且具有較高的生產(chǎn)效率。埋弧焊在進(jìn)行焊接時(shí)需要對(duì)焊接位置進(jìn)行精確的定位和定位后再開始焊接工作。③埋弧焊可以實(shí)現(xiàn)全位置焊接，且焊接質(zhì)量較高。

（2）氣體保護(hù)焊是鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程施工過程中應(yīng)用較為廣泛的一種焊接方法。氣體保護(hù)焊主要是通過在保護(hù)氣體環(huán)境中電弧產(chǎn)生電流、電弧電壓和電弧熱等來實(shí)現(xiàn)對(duì)焊縫區(qū)域進(jìn)行熔化和成形。在進(jìn)行氣體保護(hù)焊操作時(shí)，需要注意以下幾個(gè)方面：①在進(jìn)行氣保焊時(shí)需要對(duì)坡口角度進(jìn)行提前調(diào)整；②在進(jìn)行氣保焊時(shí)需要對(duì)氣體流速進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，以便于保護(hù)氣體形成穩(wěn)定的焊接反應(yīng)環(huán)境；③在進(jìn)行氣保焊時(shí)需要對(duì)電流進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整；④在進(jìn)行氣保焊時(shí)需要對(duì)焊材及焊接工藝進(jìn)行合理選擇[1]。

1.3" 焊縫定位

焊縫定位是指焊縫的焊接位置，主要是根據(jù)焊縫的設(shè)計(jì)位置來確定的。對(duì)于不同類型的焊縫，其焊接位置也存在一定的差異。如對(duì)于橫向焊縫來說，其焊接位置一般是在頂?shù)装迳?；對(duì)于腹板加勁肋角接焊縫來說，其焊接位置一般是在主腹板上；對(duì)于對(duì)接焊縫來說，其焊接位置一般是在主受力板上。

根據(jù)具體設(shè)計(jì)要求來確定焊縫定位時(shí)，需要從幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：①要根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)來確定焊縫的位置，確保焊接時(shí)能夠滿足設(shè)計(jì)要求；②要根據(jù)施工工藝來確定焊縫的角度；③要根據(jù)節(jié)段分段及實(shí)際環(huán)境來確定焊縫的具體施工工藝。

此外，還需要從這幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：①要考慮到鋼板母材的材質(zhì)及厚度；②要考慮到鋼梁施工階段運(yùn)輸和加工尺寸；③要考慮到焊接施工所需要的周期時(shí)間[2]。

2" 施工準(zhǔn)備工作

（1）嚴(yán)格執(zhí)行施工方案。為了確保焊接施工質(zhì)量，需要嚴(yán)格按照焊接施工方案進(jìn)行施工，做好焊接施工前的準(zhǔn)備工作。在本工程項(xiàng)目中，采用了先搭設(shè)焊接平臺(tái)后進(jìn)行焊接的方式，為確保其安全性能，在搭設(shè)臨時(shí)平臺(tái)時(shí)，提前做好了相應(yīng)的防護(hù)措施。同時(shí)，為了確保施工質(zhì)量，在焊接前對(duì)現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查和分析，減少現(xiàn)場環(huán)境對(duì)焊接的不利影響。

（2）人員配備與分工。為了確保施工工期和效率，開工前明確了人員配置與分工，做好相應(yīng)的焊接順序管理工作，為工期節(jié)點(diǎn)提供了依據(jù)。同時(shí)需要對(duì)焊接人員進(jìn)行培訓(xùn)與考核，考核合格后方可上崗操作。

（3）做好安全防護(hù)工作和焊接材料準(zhǔn)備工作。合理的物資設(shè)備和安全保障是工程連續(xù)平穩(wěn)施工的前提，需要根據(jù)項(xiàng)目整體進(jìn)度規(guī)劃提前做好焊材、耗材及防護(hù)設(shè)施儲(chǔ)備。

2.1" 焊機(jī)的選擇

本項(xiàng)目鋼箱梁縱橫向分段較多，焊縫接口也多為對(duì)接熔透焊縫，該項(xiàng)目全部采用了進(jìn)口CO2氣保焊機(jī)投入施工。這個(gè)型號(hào)的進(jìn)口焊機(jī)具有較大電流穩(wěn)定輸出能力、可靠性強(qiáng)、功能較為齊全、使用壽命長，能夠保證焊縫質(zhì)量。但單臺(tái)價(jià)格相對(duì)較高，可根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況進(jìn)行綜合考慮。

2.2" 埋弧焊機(jī)

埋弧焊機(jī)是焊接中的重要工具，主要用于主橋橋面填充及蓋面焊接。為了保證埋弧焊機(jī)的正常運(yùn)行，需要確認(rèn)埋弧焊機(jī)的輸入輸出線是否符合焊接功率要求，還需要對(duì)焊機(jī)進(jìn)行預(yù)熱、試運(yùn)行、焊后定期保養(yǎng)等工作。

2.3" 焊接材料

為了確保焊接質(zhì)量和效果，在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)橋梁焊接時(shí)需要使用與所焊鋼種相匹配的焊絲，同時(shí)需要注意焊絲型號(hào)與焊接電流、電壓、層間溫度等的匹配情況，以滿足實(shí)際操作需求。若要提高焊接效率，可適當(dāng)選擇增大焊絲直徑。

需要注意的是，在焊接過程中應(yīng)選擇匹配材質(zhì)的焊絲和保護(hù)氣體的種類，如純CO2、純Ar，或混合保護(hù)氣體等作為氣保焊的保護(hù)氣體，以保證焊接質(zhì)量要求；在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)橋梁埋弧焊焊接時(shí)，需要甄別使用與所焊鋼種相對(duì)應(yīng)的焊劑，并做好焊劑材料的存放與保管工作。

2.4" 焊接工藝

（1）本項(xiàng)目采用的焊接工藝類別。在本工程項(xiàng)目中，根據(jù)金屬焊接工藝劃分，本項(xiàng)目主要為熔化極氣體保護(hù)焊。

特別強(qiáng)調(diào)的是，在焊接前，需要對(duì)焊工進(jìn)行嚴(yán)格的技能考核，考核合格后方可上崗操作。

（2）焊接電流、電壓的控制。在本工程項(xiàng)目中，為了保證焊接質(zhì)量和效率，需要控制好焊接電流、電壓等參數(shù)。同時(shí)，需要確保焊機(jī)的電流、電壓能夠滿足焊接要求。

在本工程項(xiàng)目中，根據(jù)焊接位置主要采用平焊、立焊和橫焊。在焊接時(shí)，需要保證坡口角度和間隙大小符合要求。

3" 焊接工藝分析

3.1" 坡口加工

在本工程中，坡口加工方式包括以下幾個(gè)方面。①在進(jìn)行坡口加工之前，要對(duì)整個(gè)焊接工藝進(jìn)行評(píng)定，并且將焊接位置以及坡口角度進(jìn)行確認(rèn)，如果發(fā)現(xiàn)有問題，需要及時(shí)重新評(píng)定。②在進(jìn)行坡口加工時(shí)，要根據(jù)可操作焊接位置對(duì)坡口角度和方向進(jìn)行選擇。③在焊接過程中，要保證槍嘴角度保持不變，同時(shí)還要保證焊縫與坡口的角度處于可操作角度內(nèi)。④在焊接過程中，需要采用分段焊接的方式進(jìn)行焊接。在分段焊接過程中，要根據(jù)焊縫的長度、位置以及接頭形式等確定焊接工藝。并且對(duì)于每一段的搭接位置預(yù)留焊接接口。另外，需要注意的是，對(duì)于每一段焊縫，都要采取相同的焊接工藝。⑤對(duì)于對(duì)接坡口角度來說，一般情況下需要控制在45°～ 60°之間。對(duì)于不同的板厚焊縫來說，坡口角度也會(huì)不同。因此，需要根據(jù)焊縫的具體情況進(jìn)行調(diào)整。并且在焊接過程中，要保證焊接間隙滿足規(guī)范要求范圍內(nèi)再進(jìn)行焊接[3]。

3.2" 施焊工藝

在埋弧焊焊接之前，需要先將焊絲和焊劑進(jìn)行烘干，然后再進(jìn)行施焊。施焊時(shí)要注意：①在焊接溫度低于0 ℃時(shí)，要將預(yù)熱溫度控制在100 ～200 ℃之間；②對(duì)于比較大的焊件，可以選用小直徑焊條進(jìn)行焊接。

另外，需要注意的是，對(duì)于一些比較厚的工件，需要采用多層多道焊進(jìn)行焊接。在焊接過程中，要嚴(yán)格控制好焊接速度，防止因?yàn)槔鋮s速度過快造成熔池凝固后出現(xiàn)熱裂紋等焊接缺陷。同時(shí)，要合理使用短弧技術(shù)進(jìn)行施焊。在施焊過程中，要控制好焊接速度以及焊縫位置等方面的問題，保證焊接質(zhì)量符合相關(guān)要求。對(duì)于縱梁與斜拉索錨箱之間采用多層多道焊進(jìn)行焊接時(shí)，需要先將坡口角度控制合適角度[4]。

3.3" 焊道檢驗(yàn)

（1）對(duì)縱梁焊縫進(jìn)行無損檢驗(yàn)時(shí)，要將焊道打磨寬度控制在焊縫兩側(cè)各100 ㎜左右，至少寬度為2 Kt（K為檢測探頭修正值，與探頭檢測角有關(guān)，t為檢測板厚）。對(duì)焊縫厚度進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，需要將焊縫高度控制在2 m以下，同時(shí)保證焊縫寬度達(dá)到20 mm以上，以便于進(jìn)行檢測。

（2）對(duì)于直焊縫，焊道長度要控制在60 m以內(nèi)，避免通常焊縫造成橋梁整體強(qiáng)度降低。為了保證焊縫質(zhì)量，還可以根據(jù)需要對(duì)焊縫的長度進(jìn)行適當(dāng)縮短。在本工程中，普遍將焊縫長度控制在40 m以內(nèi)。

（3）對(duì)焊道進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)存在較多缺陷時(shí)，需要進(jìn)行及時(shí)修補(bǔ)。如果焊縫中存在裂紋、未熔合、未焊透等缺陷時(shí)，要將其返修之后才能繼續(xù)施工。在返修過程中，要保證修補(bǔ)工作的全面性和準(zhǔn)確性。對(duì)于不合格的焊縫進(jìn)行補(bǔ)焊時(shí)，要根據(jù)相應(yīng)的規(guī)范進(jìn)行操作，同一條焊縫，返修次數(shù)不能超過兩次。

（4）焊道檢驗(yàn)完成后需要將其清理干凈，并且進(jìn)行標(biāo)識(shí)。在本工程中，需要對(duì)焊道進(jìn)行編號(hào)、標(biāo)記，并按照相關(guān)規(guī)范要求對(duì)其進(jìn)行標(biāo)記。

（5）在對(duì)焊縫質(zhì)量進(jìn)行檢查時(shí)，要對(duì)焊縫表面的清潔程度、焊接接頭外觀質(zhì)量和幾何尺寸、焊縫內(nèi)部質(zhì)量等方面進(jìn)行檢查。

（6）在本工程中，需要提前對(duì)焊接接頭的力學(xué)性能和耐蝕性進(jìn)行檢驗(yàn)和評(píng)定。力學(xué)性能檢驗(yàn)主要是檢測其拉伸試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)和沖擊試驗(yàn)等。耐蝕性檢驗(yàn)主要是檢測其抗腐蝕能力。

4" 質(zhì)量控制措施

鋼結(jié)構(gòu)橋梁焊接質(zhì)量控制措施主要包括以下幾個(gè)方面：①認(rèn)真做好焊接前的準(zhǔn)備工作，保證材料質(zhì)量；②對(duì)原材料和焊接材料的檢查，確保其符合設(shè)計(jì)要求 ；③控制好焊接參數(shù)，提高焊接質(zhì)量；④嚴(yán)格控制鋼結(jié)構(gòu)橋梁焊接的各個(gè)工序，減少產(chǎn)生缺陷的可能性；⑤做好鋼梁拼裝、焊接、檢查、涂裝等工作；⑥在鋼結(jié)構(gòu)橋梁焊接過程中，嚴(yán)格控制裂紋的產(chǎn)生。

在此工程中，為保證鋼梁拼裝質(zhì)量，按照施工要求，在鋼梁拼裝時(shí)，需要對(duì)其進(jìn)行編號(hào)和標(biāo)記。同時(shí)對(duì)鋼梁進(jìn)行定位焊時(shí)，需要嚴(yán)格控制定位焊縫的焊接質(zhì)量。在鋼結(jié)構(gòu)橋梁焊接過程中，要對(duì)焊縫的位置進(jìn)行檢查。此外，還需要對(duì)焊縫的強(qiáng)度等進(jìn)行檢測。鋼結(jié)構(gòu)橋梁在施工過程中要嚴(yán)格控制鋼結(jié)構(gòu)橋梁焊接質(zhì)量，以提高工程整體質(zhì)量。此外，還要按照設(shè)計(jì)要求做好相關(guān)檢驗(yàn)工作[5]。

在本工程中，對(duì)鋼梁進(jìn)行了全面檢查，發(fā)現(xiàn)所有焊縫均符合設(shè)計(jì)要求。為了進(jìn)一步提高鋼結(jié)構(gòu)橋梁的質(zhì)量水平，應(yīng)做好后續(xù)工作。如：焊縫表面裂紋、氣孔、夾渣、弧坑裂紋等問題的控制措施；做好鋼梁的養(yǎng)護(hù)工作等。

5" 結(jié)語

綜上所述，通過對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁焊接施工技術(shù)的研究，可以發(fā)現(xiàn)，在鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工過程中，要嚴(yán)格控制好焊接質(zhì)量；鋼結(jié)構(gòu)橋梁焊接施工前，要認(rèn)真做好焊接施工準(zhǔn)備工作。施工前，需要對(duì)其進(jìn)行檢查與驗(yàn)收，并采取有效的防護(hù)措施。比如，對(duì)焊機(jī)、焊絲、焊劑等進(jìn)行有效保管。同時(shí)，還要制定相應(yīng)的焊接操作規(guī)程，并嚴(yán)格遵守。在實(shí)際工作中，要不斷提高操作人員的專業(yè)素質(zhì)以及焊接操作水平。

參考文獻(xiàn)

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[2] 李海龍，梁永強(qiáng).鋼結(jié)構(gòu)橋梁焊接施工技術(shù)研究[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2022（7）：115-117.

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[5] 萬家福.大跨徑全焊接提籃拱主體鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)研究[D].蘭州：交通大學(xué)，2016.

[作者簡介]王亞磊（1989—），男，安徽界首人，大學(xué)本科，工程師，研究方向：鋼結(jié)構(gòu)橋梁。