浅谈道桥钢结构施工及其焊接技术

摘要：随着经济的快速发展，交通事业也在蓬勃发展。近几年，我国道路桥梁的建设步伐加快，其数量不断增多，因此路桥的质量也越来越受到人们的关注。本文就主要对道桥钢结构施工及其焊接相关问题进行了简要分析。

关键词：道桥；钢结构；焊接

中图分类号：TU391文献标识码： A

引言

道路桥梁工程是我国与各个地区相互交流与发展的重要的基础设施，目前飞速发展的交通事业已经成为我国经济增长的主要基础和动力，也一定程度上带动了我国社会经济文化的发展。

一、钢结构施工特点的分析

我们都知道，现代社会都是以人为本的年代，无论是建筑还是桥梁方面的施工，安全控制是施工控制的主要内容。随着我国经济的快速发展，国民的机动车的持有量也不断上升以及城市交通的大规模建设，我国钢结构桥梁建设仍然存在着数量不足，布局不均衡，管理力度不够，景观效果欠佳等问题。作为设计人员应在设计上有所突破，施工单位严格控制质量关，为人民创造一个安全，舒适的交通环境。由于钢结构工程结构性能好，自重轻，是施工速度快，大量的钢结构工业厂房，住在小区,高层建筑，桥梁相继出现，由于钢结构的在建筑领域的广泛应用，施工质量的好坏直接影响工程烦结构的安全，如何控制施工质量以引起业内人士的重视，因此，桥梁建筑对钢结构施工质量的控制就显得尤为重要，对于全焊接钢结构施工监视，我们认为制作阶段的监理工作非常重要，要充分重视，像土建工程烦人监理一样，要做好事前控制和事中控制，对各工序，各分项工程都要检查，并且要及时而认真，严格而到位，因为钢结构的产品出现一点误差就有可能导致很严重的后果，造成巨大的损失。所以要避免那种放松工厂制作过程烦人监理，仅靠钢构件完成后进场验收的错误工作方式。对制作单位距离桥梁的施工现场比较远时候更加要注意。否侧将造成钢构件因为不符合要求返工而耽误工期，加之桥面现场的作业条件一般比工厂要恶劣些，施工周期比在工厂内拉的更长，所以把所有能在工厂加工的尽量都在工厂完成，到现场组装即可。

二、桥梁钢结构总体设计方法

1、横向抗倾覆稳固设计

钢结构桥梁通常自重轻、强度高，不过，计划小半径与多车道时，现在研究得最火爆的便是其抗倾覆性能。过去的桥梁作业，因为设计影响，造成在施工作业中以及桥梁投入使用后出现桥体倾覆现象。由于连续钢梁均是小半径，因此其跨度就相对较大，一旦又出现钢梁窄于桥面的情形，这肯定不会是最佳的活载情况，稍有不慎便会导致桥梁外侧支座受力提升，内侧支座无受力情况，如此由于横梁受力极度不均，最终将出现梁体倾覆的情况。在制作设计方案时，理应借助科学计算方法，明确横梁具体的偏心受力度，如此不仅能够达到桥梁的荷载需要，还可使桥体受力平均。在横梁位置使用灌砂方法，在与规范相符的前提下，提升多车道下的桥梁全面平稳性。

2、连接结构完备性设计事项

桥梁焊接构造的完备性设计是确保桥梁全面平稳的重要前提，其焊接的接头方式由于受力差异而各不相同，其接头位置的应力影响造成了母材构造与受力机能的差异，而且，在实施焊接时无法完全清除应力，焊接应力常常造成连接接头出现变形的现象，使得焊接接头出现许多不足，无法实现桥梁的整体设计目标。因此，设计整座桥梁时，理应思索如何设计焊接接头，在达到相应标准的条件下，理应做到以下几点：其一，依据具体情况选择方法，且借助焊接性检验标准去了解静力与疲劳情况，借此明确选用何种焊接方式；其二，设计焊接内容时，理应周密地设计其主要细节，使焊接过程受力平均，力求应力减少；其三，焊接设计理应满足相应的焊接检验标准，而且对于焊缝质量的检验必须借助无损检验等对应参数。

3、竖向加劲肋配置

通常而言，钢结构桥梁具备三种竖向加劲肋，即U型、扁钢型与球扁钢型。U型与球扁钢相比，前者效果更好，不过对于平面线形的适应性而言，后者要强于前者。就简支梁桥来说，由于梁体上缘桥面承受着来自于车辆荷载与上缘受压两方面的影响，因此，梁体上缘最好采用U型加劲肋，构成正交异性桥面板，梁体下缘则使用球扁钢加劲肋为佳；就连续梁桥来说，尽管中横梁下缘不用直接承受车辆荷载，不过由于其下缘具备着最高的压应力，为了管控整个截面，因此，不管是连续梁的上缘还是下缘均应使用U型加劲肋，以此提升下缘的稳固度。

4、钢箱梁横梁设计

如果桥梁主道规划太宽，那么理应改进车道钢结构宽箱梁，在方案制作里，关键需实现其竖向计算目标，就横梁跨径而言，其数据必须自支座间双悬臂简支梁的推算里获得，在支座位置可使用纵向加劲肋有关手段，一旦纵向加劲肋无法达成目标，那么就需加上横向加劲肋，其计算方法和纵向雷同。

5、施工人孔的设定

对于桥梁的总体设计而言，人孔的位置确定是不可忽略的细节，一般情形下，为了便于施工，通常在桥梁箱梁顶板或者腹板处开设人孔。如果人孔开设在顶板，那么其最佳位置应是2.5跨径处，如果人孔开设在腹板，那么最好在应对较小的位置开设，比方简支梁，其人孔最好开设于跨中，对于连续梁，则一定得精准地算出剪力大小，将人孔设立于剪力最弱的地方。某些情况下需开设多个人孔，切忌不可把全部人孔设立在同一断面上，应错开开设。如果必须在应力较大的位置开设人孔，那么一定得借助增强手段。

6、钢结构涂装

尽管钢结构桥梁具备着施工简便、适应性强等特点，不过其费用投入大，特别是后期的维护成本极高。由于结构持久性日渐引人关注，钢结构涂装变成了结构持久性与后期维护费用投入的核心因素。为了提升耐腐性，钢结构所使用的涂装材料应具备如下特点：性能稳定、附着性好、耐候性佳、抗腐蚀性高等。

三、桥梁焊接技术中的几个主要问题

1、 基材的性能指标与质量问题

（1）桥梁钢的分级，按屈服极限分

Q345q（A、B、C、D、E）、Q370q（A、B、C、D、E）、Q420q （A、B、C、D、E）

过去使用的旧钢号组成是化学成分加含碳量，例如15MnVNq，所含化学成分突出。而现行钢号不在明显反映钢的化学组成，尤其微量的合金元素，我们应该多加注意这些元素对钢材性能的影响。

（2）随着我国的冶金技术的进步，各种先进的金属工艺技术被大量应用，使钢材的提纯工作大大改善，降低了很多杂质成分，剔除了大量的微观夹杂物，很大程度上提高了钢材的塑韧性，这样不仅使得钢材的焊接性能和焊接水平取得了很大进步，并且保证了焊接质量。

（3）目前钢材的生产中仍然存在着一些问题，比如夹杂物的蕴含量、钢材的各向异性，尤其是大厚钢板的Z向（即厚度方向）性能。大厚钢板中的夹杂物如果分布不匀，有可能导致焊接接头的层状撕裂现象。

（4）一些桥梁的钢构件需要进行热处理（如正火处理），如果金属生产工艺不当（正火超温），会使钢材的塑韧性降低，对其整形时易断裂，我们要高度重视。

2、桥梁钢结构的焊缝超强问题

（1）控制焊缝过度超强问题

焊缝的强度高于焊体基材是非常合理的，但是它们的强度差额大于120-150MPa时，焊接接口处的断裂韧性会大大降低；焊接金属超匹配时焊接预热温度需要更高、冷裂性更敏感。

（2）焊缝焊接金属与基材匹配的最佳差额是不超过100MPa，这样根据经验，我们把焊接材料按每个等级相差100MPa来划分。

（3）超强控制困难时及其解决办法：

①T型焊接口是三向散热的，所以容易造成焊缝超强。

②焊接基材与焊接材料的的化学成分不能很好的搭配，需要我们充分了解各种焊材的成分组成，以便于选择使用。

③焊缝为坡口型时，调节坡口的尺寸和形状可以间接调节焊缝超强。

④熟练掌握焊接规范，可以更好的调节焊缝超强。

3、预热、层间温度严格控制的问题

（1）焊接预热的作用很大，主要有：降低冷却时的速度、降低焊接时产生的内应力、尽量减少马氏体形成，还可以避免冷裂纹的出现，提高焊接口的韧性。

（2）点焊的特点：冷却快、内应力大、焊缝薄、易开裂，所以我们应尽量确保点焊的预热温度、焊缝长度和厚度符合要求。

（3）焊缝下留有开裂的点固焊缝，是非常危险的。

4、焊接工艺评定的问题

（1）焊接评定是投产前的必备工作，必须严格按照焊接工艺的要求进行。

（2）焊接评定试验得来的数据和报告需经执管人员签字，这样保留存档的实验结果才有意义。

（3）焊接试验中如发现不合格或出现异常的地方，要立即进行检验分析，找出原因，改进焊接方案，反复试验以解决问题。

（4）产生实验数据不集中、波动大的因素很多，列如焊接材料和工艺、人员操作和测试等，针对具体问题具体分析，才能全面的改善工程质量和加快进度。

结束语

随着我国市场经济体制的不断完善，钢结桥梁作为国民经济发展的重要基础设施正日益发挥着极其重要的作用。钢结桥梁工程施工是一项技术复杂，具有流动性强、协作性高、周期长、受外界干扰及自然因素的影响，同时也受到物质、技术条件的制约。因此，在桥梁工程项目的建设过程中，必须对桥梁施工中的质量严格把关，只有不断地提高钢结构桥梁工程的施工质量，才能使桥梁工程安全持久的运行。

参考文献

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