暢談橋梁鋼結構焊接材料的選用問題

    鋼結構運用在橋梁尤為顯著，每每看到堅固宏偉的橋梁，都會感嘆工程多么偉大；為了滿足我那對建筑的崇拜，于是我收集了關于橋梁鋼結構焊接材料的運用及思考來學習領悟；同時分享給想我一樣的人兒學習。

    鋼結構橋梁焊接的一般規定：

    1在負溫下進行鋼結構的制作和安裝時，應按照負溫施工的要求，編制鋼結構制作工藝規程和安裝施工組織設計文件。

    2鋼結構制作和安裝采用的鋼尺和量具，應和土建單位使用的鋼尺和量具相同，并應采用同一精度級別進行鑒定。土建結構和鋼結構應采取不同的溫度膨脹系數差值調整措施。

    3鋼構件在正溫下制作，負溫下安裝時，施工中應采取相應調整偏差的技術措施。

    4參加負溫鋼結構施工的電焊工應經過負溫焊接工藝培訓，并應取得合格證，方能參加鋼結構的負溫焊接工作。定位點焊工作應由取得定位點焊合格證的電焊工來擔任。

    材料

    1冬期施工宜采用Q345鋼、Q390鋼。Q41O鋼，其質量應分別符合國家現行標準的規定。

    2負溫下施工用鋼材，應進行負溫沖擊韌性試驗，合格后方可使用。

    3負溫下鋼結構的焊接梁、柱接頭板厚大于40mm，且在板厚方向承受拉力作用時，鋼材板厚方向的伸長率應符合現行國家標準《厚度方向性能鋼板》GB/T5313的規定。

    4負溫下施工的鋼鑄件應按現行國家標準《一般工程用鑄造碳鋼件》GB/T11352中規定的ZG200-400、ZG230-450、ZG270-500、ZG310-570號選用。

    5鋼材及有關連接材料應附有質量證明書，性能應符合設計和產品標準的要求。根據負濕下結構的重要性、荷載特征和連接方法，應按國家標準的規定進行復驗。

    5負溫下鋼結構焊接用的焊條、焊絲應在滿足設計強度要求的前提下，選擇屈服強度較低、沖擊韌性較好的低氫型焊條，重要結構可采用高韌性超低氫型焊條。

    7負溫下鋼結構用低氫型焊條烘焙溫度宜為350℃~380℃，保溫時間為1.5h～2h，烘焙后應緩冷存放在110℃~120℃烘箱內，使用時應取出放在保溫筒內，隨用隨取。當負溫下使用的焊條外露超過4h時，應重新烘焙。焊條的烘焙次數不宜超過2次，受潮的焊條不應使用。

    8焊劑在使用前應按照質量證明書的規定進行供烘焙，其含水量不得大于0.1%.在負溫下露天進行焊接工作時，焊劑重復使用的時問間隔。不得超過2h，當超過時應重新進行烘焙。

    9氣體保護焊采用的二氧化碳，氣體純度按體積比計不宜低于99.5%，含水量按質量比計不得超過0.005%.

    使用瓶裝氣體時，瓶內氣體壓力低于1MP時應停止使用。在負溫下使用時，要檢查瓶嘴有無冰凍堵塞現象。

    10在負溫下鋼結構使用的高強螺栓、普通螺栓應有產品合格證，高強螺栓應在負溫下進行扭矩系數、軸力的復驗工作，符合要求后方能使用。

    11鋼結構使用的涂料應符合負溫下涂刷的性能要求，不得使用水基涂料，

    12負溫下鋼結構基礎錨栓施工時，應保護好錨栓螺紋端，不宜進行現場對焊。

    鋼結構制作

    1鋼結構在負溫下放樣時，切割、銑刨的尺寸，應考慮負溫對鋼材收縮的影響。

    2端頭為焊接接頭的構件下料時，應根據工藝要求預留焊縫收縮量，多層框架和高層鋼結構的多節柱應預留荷載使柱子產生的壓縮變形量。焊接收縮量和壓縮變形量應與鋼材在負溫下產生的收縮變形量相協調。

    2形狀復雜和要求在負溫下彎曲加土的構件，應按制作工藝規定的方向取料。彎曲構件的外側不應有大于1mm的缺口和傷痕。

    2普通碳素結構鋼工作地點溫度低于-20℃下、低合金鋼工作地點溫度低于-5t時不得剪切、沖孔，普通碳素結構鋼工作地點溫度低于-16℃、低合金結構鋼工作地點溫度低于-12℃時不得進行冷矯正和冷彎曲。當工作地點溫度低于-30℃時，不宜進行現場火焰切割作業。

    5負溫下對邊緣加工的零件應采用精密切割機加工，焊縫坡口宜采用自動切割口采用坡口機、刨條機進行坡口加工時，不得出現鱗狀表面。重要結構的焊縫坡口，應采用機械加工或自動切割加工，不宜采用手工氣焊切割加工。

    6構件的組裝應按工藝規定的順序進行，由里往外擴展組拼。在負溫下組裝焊接結構時，預留焊縫收縮值宜由試驗確定，點焊縫的數量和長度應經計算確定。

    7零件組裝應把接縫兩側各50mm內鐵銹、毛刺、泥土、油污、冰雪等清理干凈，并應保待接縫干燥，不得殘留水分。

    8焊接預熱溫度應符合下列規定：

    1焊接作業區環境溫度低于0℃時，應將構件焊接區各方向大于或等于2倍鋼板厚度且不小于100mm范圍內的母材，加熱到20℃以上時方可施焊，且在焊接過程中均不得低于20℃;

    2負溫下焊接中厚鋼板、厚鋼板、厚鋼管的預熱溫度可由試驗確定，當無試驗資料時可按表8選用。

    表8負溫下焊接中厚鋼板、厚鋼板、厚鋼管的預熱溫度

    鋼材種類鋼材厚度(mm)工作地點溫度(℃)預熱溫度(℃)

    普通碳素鋼構件<30<-3036

    30～50-30～-1036

    50～70-10～036

    >70<0100

    普通碳素鋼管構件<16<-3036

    16～30-30～-2036

    30～40-20～-1036

    40～50-10～036

    >50<0100

    低合金鋼構件<10<-2636

    10～16-26～-1036

    16～24-10～-536

    24～40-5～036

    >40<0100～150

    9在負溫下構件組裝定型后進行焊接應符合焊接工藝規定。單條焊縫的兩端應設置引弧板和熄弧板，引弧板和熄弧板的材料應和母材相一致。嚴禁在焊接的母材上引弧。

    10負溫下厚度大于9mm的鋼板應分多層焊接，焊縫應由下往上逐層堆焊。每條焊縫應一次焊完，不得中斷。當發生焊接中斷，在再次施焊時，應先清除焊接缺陷，合格后方可按焊接工藝規定再繼續施焊，且再次預熱溫度應高于初期預熱溫度。

    11在負溫下露天焊接鋼結構時，應考慮雨、雪和風的影響。當焊接場地壞境溫度低于-10℃時，應在焊接區域采取相應保溫措施;當焊接場地環境溫度低于-3o℃時，宜搭設臨時防護棚。嚴禁雨水、雪花飄落在尚未冷卻的焊縫上。

    12當焊接場地環境溫度低于-15℃時，應適當提高焊機的電流強度。每降低3℃，焊接電流應提高2%.

    13采用低氫型焊條進行焊接時，焊接后焊縫宜進行焊后消氫處理，消氫處理的加熱溫度應為200℃～250℃，保溫時間應根據工件的板厚確定，且每25mm板厚不小于0.5h，總保溫時間不得小于lh，達到保溫時間后應緩慢冷卻至常溫。

    14在負溫下厚鋼板焊接完成后，在焊縫兩側板厚的2倍～3倍范圍內，應立即進行焊后熱處理，加熱溫度宜為150℃~300℃，并宜保持1h～2h.焊縫焊完或焊后熱處理完畢后，應采取保溫措施，使焊縫緩慢冷卻，冷卻速度不應大于10℃/min.

    15當構件在負溫下進行熱矯正時，鋼材加熱矯正溫度應控制在750℃～900℃之間，加熱矯正后應保溫覆蓋使其緩慢冷卻。

    16在負溫下鋼構件需成孔時，成孔工藝應選用鉆成孔或先沖后擴鉆孔。

    17在負溫下制作的鋼構件在進行外形尺寸檢查驗收時，應考慮檢杳當時的溫度影響。焊縫外觀檢查應全部合格，等強接頭和要求焊透的焊縫應100%超聲波檢查，其余焊縫可按30%~50%超聲波抽樣檢查。如設計有要求時，應按設計要求的數量進行檢查。負溫下超聲波探傷儀用的探頭與鋼材接觸面間應采用不凍結的油基耦合劑。

    18不合格的焊縫應鏟除重焊，并仍應按在負溫下鋼結構焊接工藝的規定進行施焊，焊后應采用同樣的檢驗標準進行檢驗。

    19低于0℃的鋼構件上涂刷防腐或防火涂層前，應進行涂刷工藝試驗。涂刷時應將構件表面的鐵銹、油污、邊沿孔洞的飛邊毛刺等清除干凈，井應保持構件表面干燥?？捎脽犸L或紅外線照射干燥，千燥溫度和時間應由試驗確定。雨雪天氣或構件上有薄冰時不得進行涂刷工作。

    20鋼結構焊接加固時，應由對應類別合格的焊工施焊;施焊鎮靜鋼板的厚度不大于30mm時，環境空氣溫度不應低于-15℃，當厚度超過30mm時，溫度不應低于0℃;當施焊沸騰鋼板時，環境空氣溫度應高于5℃。

    21栓釘施焊環境溫度低于0℃時、打彎試驗的數量應增加1%;當栓釘采用手工電弧焊或其他保護性電弧焊焊接時，其預熱溫度應符合相應工藝的要求。

    鋼結構安裝

    1冬期運輸、堆存鋼結構時，應采取防滑措施。構件堆放場地應平整堅實并無水坑，地面無結冰。同一型號構件疊放時，構件應保持水平，墊塊應在同一垂直線上，并應防止構件溜滑。

    2鋼結構安裝前除應按常溫規定要求內容進行檢查外，尚應根據負溫條件下的要求對構件質量進行詳細復驗。凡是在制作漏檢和運輸、堆放中造成的構件變形等，偏差大于規定影響安裝質量時，應在地面進布了修理、矯正，符合設計和規范要求后方能起吊安裝。

    3在負溫下綁扎、起吊鋼構件用的鋼索與構件直接接觸時，應加防滑隔墊。凡是與構件同時起吊的節點板、安裝人員用的掛梯、校正用的卡具，應采用繩索綁扎牢固。直接使用吊環、吊耳起吊構件時應檢查吊環、吊耳連接焊縫有無損傷。

    4在負溫下安裝構件時，應根據氣溫條件編制鋼構件安裝順序圖表，施工中應按照規定的順序進行安裝。平面上應從建筑物的中心逐步向四周擴展安裝，立面上宜從下部逐件往上安裝。

    5鋼結構安裝的焊接工作應編制焊接工藝。在各節柱的一層構件安裝、校正、栓接并預留焊縫收縮量后，平面上應從結構中心開始向四周對稱擴展焊接，不得從結構外圈向中心焊接，一個構件的兩端不得同時進行焊接。

    6構件上有積雪、結冰、結露時，安裝前應清除干凈，但不得損傷涂層。

    7在負溫下安裝鋼結構用的專用機具應按負溫要求進行檢驗。

    8在負溫下安裝柱子、主梁、支撐等大構件時應立即進行校正，位置校正正確后應立即進行永久固定。當天安裝的構件，應形成空間穩定體系。

    9高強螺栓接頭安裝時，構件的摩擦面應千凈，不得有積雪、結冰，且不得雨淋、接觸泥土、油污等臟物。

    10多層鋼結構安裝時，應***樓面上堆放的荷載。施工活荷載、積雪、結冰的質量不得超過鋼梁和樓扳(壓型鋼板〕的承載能力。

    11拴釘焊接前，應根據負溫值的大小，對焊接電流、焊接時間等參數進行測定。

    12在負溫下鋼結構安裝的質量除應符合現行國家標準《鋼結構工程施工質全驗收規范》GB50205規定外，尚應按設計的要求進行檢查驗收。

    13鋼結構在低溫支裝過程中，需要進行臨時固定或連接時，宜采用螺栓連接形式;當需要現場臨時焊接時，應在安裝完畢后及時清理臨時焊縫。