大橋基礎(chǔ)施工中永久鋼護(hù)筒現(xiàn)場(chǎng)焊接工藝研究

呂志峰

摘 要：近年來，隨著橋梁建設(shè)的飛躍發(fā)展，永久鋼護(hù)筒在基樁工程中大量應(yīng)用，焊縫質(zhì)量要求逐年提高。馬鞍山長(zhǎng)江公路大橋南塔基礎(chǔ)永久鋼護(hù)筒焊縫質(zhì)量要求達(dá)到一級(jí)，現(xiàn)場(chǎng)通過采取一系列措施，確保焊縫質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：永久鋼護(hù)筒；現(xiàn)場(chǎng)焊接；焊縫

近年來，隨著橋梁建設(shè)的飛躍發(fā)展，永久鋼護(hù)筒在橋梁基樁工程中得到大量應(yīng)用，如馬鞍山長(zhǎng)江公路大橋、蘇通長(zhǎng)江大橋、鄂東長(zhǎng)江大橋、南京長(zhǎng)江第四大橋等。永久鋼護(hù)筒逐步取代了臨時(shí)鋼護(hù)筒，鋼護(hù)筒的焊縫質(zhì)量等級(jí)要求逐年提高。馬鞍山長(zhǎng)江公路大橋南塔基礎(chǔ)永久鋼護(hù)筒焊縫質(zhì)量要求達(dá)到一級(jí)，如何克服環(huán)境因素影響、合理選定焊接參數(shù)、熟練掌握焊接技巧，成為能否實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)制造的關(guān)鍵。

1 工程概況

馬鞍山長(zhǎng)江公路大橋南塔基礎(chǔ)采用54根Φ2.5m鉆孔灌注樁，鉆孔樁鋼護(hù)筒外徑2.8m，壁厚為22mm，長(zhǎng)16.2m，材質(zhì)為Q345C。受運(yùn)輸條件限制，鋼護(hù)筒在現(xiàn)場(chǎng)制作，采用埋弧自動(dòng)焊和CO2保護(hù)焊進(jìn)行鋼護(hù)筒平焊成形。馬鞍山市地處中緯度地帶，副熱帶北緣，屬北亞熱帶濕潤(rùn)性季風(fēng)氣候類型，氣流隨季節(jié)的變化很大，天氣多變，年平均氣溫15.7℃，極端最高氣溫41.1℃，極端最低氣溫-12.7℃；年平均降雨量1004.2mm；最大降雨量1522.2mm；最小降雨量460.4mm，日最大降雨量254.6mm；霜期240天，年平均風(fēng)速3.3m/s。

2 焊接工藝參數(shù)確定

經(jīng)過廣泛的調(diào)研，借鑒以往類似工程的經(jīng)驗(yàn)，通過做試板焊接工藝試驗(yàn)，摸索、總結(jié)出在現(xiàn)場(chǎng)使用埋弧自動(dòng)焊和CO2保護(hù)焊焊接永久鋼護(hù)筒的工藝參數(shù)。

3 鋼護(hù)筒焊接施工流程

3.1 鋼護(hù)筒加工流程圖

施工準(zhǔn)備→場(chǎng)地處理→龍門吊軌道鋪設(shè)、卷揚(yáng)機(jī)安放基坑處理→功能區(qū)域劃分→進(jìn)料→下料→半成品加工→成品加工→鋼護(hù)筒振沉。

3.2 開坡口

每節(jié)2m高鋼護(hù)筒（底節(jié)為2.2m）所用鋼板均為定尺。采用氧氣+丙烷半自動(dòng)切割機(jī)開坡口，切割速度控制在15cm/min。開坡口時(shí)，割線平直，割線面平穩(wěn)，邊緣缺棱不能大于1mm，垂直度不能大于2mm。

3.3 卷板

四面開好坡口的板料置于卷板機(jī)上并對(duì)中，板料的縱向中心線與軸輪線保持嚴(yán)格的平行，并用擋板擋緊，以免歪扭。板料位置對(duì)中后，采用多次進(jìn)給法滾彎調(diào)節(jié)上輪（在三輪卷板機(jī)上），使板料初步彎曲，然后來回滾動(dòng)而彎曲。當(dāng)板料移至邊緣時(shí)，確保所劃?rùn)z驗(yàn)線的位置正確，逐步壓下上滾輪并來回滾動(dòng)，使板料的曲率半徑逐漸減小，直到滿足設(shè)計(jì)要求。鋼護(hù)筒卷制過程中，考慮鋼板回彈的影響，卷制時(shí)施加一定的過卷量，并反復(fù)多卷幾次。卷彎進(jìn)程中，用樣板檢驗(yàn)彎板兩端的橢圓度。

3.4 埋弧自動(dòng)焊接

3.4.1 焊接施工步驟綜述

CO2保護(hù)焊打底→埋弧自動(dòng)焊打底→填充→蓋面→反面氣刨清根→埋弧自動(dòng)焊（或者CO2保護(hù)焊）焊接。

3.4.2 鋼護(hù)筒縱縫焊接

（1）板材卷制曲率半徑達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，將縱縫對(duì)接好，用CO2保護(hù)焊打底固定。為滿足鋼護(hù)筒在卷圓過程中焊縫的受力要求，打底厚度不少于12mm，分兩次進(jìn)行，每次6mm；（2）將已卷圓的鋼護(hù)筒吊裝至焊接胎架上固定，用角磨機(jī)磨除氣保焊打底的表面、鋼板的氧化層及坡口附近銹蝕區(qū)；（3）用埋弧自動(dòng)焊分6次焊接鋼板，每次有效熔深為3mm；（4）反面氣刨清根，清根深度為8mm；（5）用CO2保護(hù)焊分2次焊接清根處，每次焊接厚度為5mm，總焊接厚度為10mm，形成2m長(zhǎng)的鋼護(hù)筒半成品。

3.4.3 鋼護(hù)筒環(huán)縫焊接

鋼護(hù)筒環(huán)縫的焊接和縱縫的焊接工藝類似，只是環(huán)縫焊接時(shí)先用CO2保護(hù)焊在內(nèi)側(cè)打底固定，再用埋弧自動(dòng)焊焊接外側(cè)坡口，然后在內(nèi)側(cè)氣刨清根，用CO2保護(hù)焊焊接清根處。環(huán)縫焊接時(shí)，已卷成型的鋼護(hù)筒吊放在聯(lián)動(dòng)滾輪架上，埋弧自動(dòng)焊機(jī)放在焊接平臺(tái)上并設(shè)擋雨棚。焊接V型坡口外部焊縫時(shí)，使焊絲對(duì)準(zhǔn)鋼護(hù)筒的中心線，焊機(jī)不動(dòng)，旋轉(zhuǎn)鋼護(hù)筒，完成V型坡口外部的焊接。焊接V型坡口內(nèi)部焊縫時(shí)，先氣刨清根出白，然后旋轉(zhuǎn)鋼護(hù)筒，采用CO2保護(hù)焊完成內(nèi)環(huán)縫的焊接。通過環(huán)縫的焊接，將2m（首節(jié)2.2m）長(zhǎng)鋼護(hù)筒焊連成16.2m長(zhǎng)成品。

4 鋼護(hù)筒焊接質(zhì)量保證措施

（1）鋼板進(jìn)場(chǎng)后，需對(duì)其化學(xué)元素和性能進(jìn)行檢測(cè)，確保用于生產(chǎn)的鋼板滿足設(shè)計(jì)與規(guī)范要求。（2）焊工持有合格證方可施焊，合格證中注明焊工的技術(shù)水平及所能擔(dān)任的焊接工作，如停焊時(shí)間超過半年以上應(yīng)重新考核。（3）在施焊前必須清除焊接處的鐵銹、油污、水分等雜質(zhì)。CO2保護(hù)焊焊接后、埋弧自動(dòng)焊施焊前，由焊工復(fù)查焊件接頭質(zhì)量和焊區(qū)的處理情況。打磨坡口，保證焊縫坡口的油污、鐵銹、氧化皮等去除干凈，如不符合要求，清理合格后方可施焊。（4）每次焊接完成后，要檢驗(yàn)焊縫是否有砂眼、氣孔等，有則先用角磨機(jī)打磨掉砂眼和氣孔處的焊縫，再補(bǔ)焊，合格后進(jìn)入下一次作業(yè)。（5）嚴(yán)禁在焊縫區(qū)以外的母材上打火引弧?？v向?qū)雍缚p配置引弧板和熄弧板。（6）現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境差，為保證焊接質(zhì)量，鋼采取遮風(fēng)擋雨措施，時(shí)刻監(jiān)測(cè)操作間的溫度和濕度。

5 關(guān)鍵設(shè)備

數(shù)控三輥液壓卷板機(jī)（W11-30*3000）2臺(tái)，聯(lián)動(dòng)滾輪架（RD100-WB120）2臺(tái)，埋弧自動(dòng)焊機(jī)（ZD5-1000）2臺(tái)，CO2氣保焊機(jī)（NBC-500A）3臺(tái)。

6 結(jié)束語

通過精心組織和有效實(shí)施，馬鞍山長(zhǎng)江公路大橋南塔鋼護(hù)筒加工焊縫滿足設(shè)計(jì)規(guī)定一級(jí)焊縫的質(zhì)量要求，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，為下一步工作的開展打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，更為今后在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施一級(jí)焊縫質(zhì)量要求的鋼結(jié)構(gòu)焊接提供可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

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