畅谈桥梁钢结构焊接材料的选用问题

    钢结构运用在桥梁尤为显著，每每看到坚固宏伟的桥梁，都会感叹工程多么伟大；为了满足我那对建筑的崇拜，于是我收集了关于桥梁钢结构焊接材料的运用及思考来学习领悟；同时分享给想我一样的人儿学习。

    钢结构桥梁焊接的一般规定：

    1在负温下进行钢结构的制作和安装时，应按照负温施工的要求，编制钢结构制作工艺规程和安装施工组织设计文件。

    2钢结构制作和安装采用的钢尺和量具，应和土建单位使用的钢尺和量具相同，并应采用同一精度级别进行鉴定。土建结构和钢结构应采取不同的温度膨胀系数差值调整措施。

    3钢构件在正温下制作，负温下安装时，施工中应采取相应调整偏差的技术措施。

    4参加负温钢结构施工的电焊工应经过负温焊接工艺培训，并应取得合格证，方能参加钢结构的负温焊接工作。定位点焊工作应由取得定位点焊合格证的电焊工来担任。

    材料

    1冬期施工宜采用Q345钢、Q390钢。Q41O钢，其质量应分别符合国家现行标准的规定。

    2负温下施工用钢材，应进行负温冲击韧性试验，合格后方可使用。

    3负温下钢结构的焊接梁、柱接头板厚大于40mm，且在板厚方向承受拉力作用时，钢材板厚方向的伸长率应符合现行国家标准《厚度方向性能钢板》GB/T5313的规定。

    4负温下施工的钢铸件应按现行国家标准《一般工程用铸造碳钢件》GB/T11352中规定的ZG200-400、ZG230-450、ZG270-500、ZG310-570号选用。

    5钢材及有关连接材料应附有质量证明书，性能应符合设计和产品标准的要求。根据负湿下结构的重要性、荷载特征和连接方法，应按国家标准的规定进行复验。

    5负温下钢结构焊接用的焊条、焊丝应在满足设计强度要求的前提下，选择屈服强度较低、冲击韧性较好的低氢型焊条，重要结构可采用高韧性超低氢型焊条。

    7负温下钢结构用低氢型焊条烘焙温度宜为350℃~380℃，保温时间为1.5h～2h，烘焙后应缓冷存放在110℃~120℃烘箱内，使用时应取出放在保温筒内，随用随取。当负温下使用的焊条外露超过4h时，应重新烘焙。焊条的烘焙次数不宜超过2次，受潮的焊条不应使用。

    8焊剂在使用前应按照质量证明书的规定进行供烘焙，其含水量不得大于0.1%.在负温下露天进行焊接工作时，焊剂重复使用的时问间隔。不得超过2h，当超过时应重新进行烘焙。

    9气体保护焊采用的二氧化碳，气体纯度按体积比计不宜低于99.5%，含水量按质量比计不得超过0.005%.

    使用瓶装气体时，瓶内气体压力低于1MP时应停止使用。在负温下使用时，要检查瓶嘴有无冰冻堵塞现象。

    10在负温下钢结构使用的高强螺栓、普通螺栓应有产品合格证，高强螺栓应在负温下进行扭矩系数、轴力的复验工作，符合要求后方能使用。

    11钢结构使用的涂料应符合负温下涂刷的性能要求，不得使用水基涂料，

    12负温下钢结构基础锚栓施工时，应保护好锚栓螺纹端，不宜进行现场对焊。

    钢结构制作

    1钢结构在负温下放样时，切割、铣刨的尺寸，应考虑负温对钢材收缩的影响。

    2端头为焊接接头的构件下料时，应根据工艺要求预留焊缝收缩量，多层框架和高层钢结构的多节柱应预留荷载使柱子产生的压缩变形量。焊接收缩量和压缩变形量应与钢材在负温下产生的收缩变形量相协调。

    2形状复杂和要求在负温下弯曲加土的构件，应按制作工艺规定的方向取料。弯曲构件的外侧不应有大于1mm的缺口和伤痕。

    2普通碳素结构钢工作地点温度低于-20℃下、低合金钢工作地点温度低于-5t时不得剪切、冲孔，普通碳素结构钢工作地点温度低于-16℃、低合金结构钢工作地点温度低于-12℃时不得进行冷矫正和冷弯曲。当工作地点温度低于-30℃时，不宜进行现场火焰切割作业。

    5负温下对边缘加工的零件应采用精密切割机加工，焊缝坡口宜采用自动切割口采用坡口机、刨条机进行坡口加工时，不得出现鳞状表面。重要结构的焊缝坡口，应采用机械加工或自动切割加工，不宜采用手工气焊切割加工。

    6构件的组装应按工艺规定的顺序进行，由里往外扩展组拼。在负温下组装焊接结构时，预留焊缝收缩值宜由试验确定，点焊缝的数量和长度应经计算确定。

    7零件组装应把接缝两侧各50mm内铁锈、毛刺、泥土、油污、冰雪等清理干净，并应保待接缝干燥，不得残留水分。

    8焊接预热温度应符合下列规定：

    1焊接作业区环境温度低于0℃时，应将构件焊接区各方向大于或等于2倍钢板厚度且不小于100mm范围内的母材，加热到20℃以上时方可施焊，且在焊接过程中均不得低于20℃;

    2负温下焊接中厚钢板、厚钢板、厚钢管的预热温度可由试验确定，当无试验资料时可按表8选用。

    表8负温下焊接中厚钢板、厚钢板、厚钢管的预热温度

    钢材种类钢材厚度(mm)工作地点温度(℃)预热温度(℃)

    普通碳素钢构件<30<-3036

    30～50-30～-1036

    50～70-10～036

    >70<0100

    普通碳素钢管构件<16<-3036

    16～30-30～-2036

    30～40-20～-1036

    40～50-10～036

    >50<0100

    低合金钢构件<10<-2636

    10～16-26～-1036

    16～24-10～-536

    24～40-5～036

    >40<0100～150

    9在负温下构件组装定型后进行焊接应符合焊接工艺规定。单条焊缝的两端应设置引弧板和熄弧板，引弧板和熄弧板的材料应和母材相一致。严禁在焊接的母材上引弧。

    10负温下厚度大于9mm的钢板应分多层焊接，焊缝应由下往上逐层堆焊。每条焊缝应一次焊完，不得中断。当发生焊接中断，在再次施焊时，应先清除焊接缺陷，合格后方可按焊接工艺规定再继续施焊，且再次预热温度应高于初期预热温度。

    11在负温下露天焊接钢结构时，应考虑雨、雪和风的影响。当焊接场地坏境温度低于-10℃时，应在焊接区域采取相应保温措施;当焊接场地环境温度低于-3o℃时，宜搭设临时防护棚。严禁雨水、雪花飘落在尚未冷却的焊缝上。

    12当焊接场地环境温度低于-15℃时，应适当提高焊机的电流强度。每降低3℃，焊接电流应提高2%.

    13采用低氢型焊条进行焊接时，焊接后焊缝宜进行焊后消氢处理，消氢处理的加热温度应为200℃～250℃，保温时间应根据工件的板厚确定，且每25mm板厚不小于0.5h，总保温时间不得小于lh，达到保温时间后应缓慢冷却至常温。

    14在负温下厚钢板焊接完成后，在焊缝两侧板厚的2倍～3倍范围内，应立即进行焊后热处理，加热温度宜为150℃~300℃，并宜保持1h～2h.焊缝焊完或焊后热处理完毕后，应采取保温措施，使焊缝缓慢冷却，冷却速度不应大于10℃/min.

    15当构件在负温下进行热矫正时，钢材加热矫正温度应控制在750℃～900℃之间，加热矫正后应保温覆盖使其缓慢冷却。

    16在负温下钢构件需成孔时，成孔工艺应选用钻成孔或先冲后扩钻孔。

    17在负温下制作的钢构件在进行外形尺寸检查验收时，应考虑检杳当时的温度影响。焊缝外观检查应全部合格，等强接头和要求焊透的焊缝应100%超声波检查，其余焊缝可按30%~50%超声波抽样检查。如设计有要求时，应按设计要求的数量进行检查。负温下超声波探伤仪用的探头与钢材接触面间应采用不冻结的油基耦合剂。

    18不合格的焊缝应铲除重焊，并仍应按在负温下钢结构焊接工艺的规定进行施焊，焊后应采用同样的检验标准进行检验。

    19低于0℃的钢构件上涂刷防腐或防火涂层前，应进行涂刷工艺试验。涂刷时应将构件表面的铁锈、油污、边沿孔洞的飞边毛刺等清除干净，井应保持构件表面干燥。可用热风或红外线照射干燥，千燥温度和时间应由试验确定。雨雪天气或构件上有薄冰时不得进行涂刷工作。

    20钢结构焊接加固时，应由对应类别合格的焊工施焊;施焊镇静钢板的厚度不大于30mm时，环境空气温度不应低于-15℃，当厚度超过30mm时，温度不应低于0℃;当施焊沸腾钢板时，环境空气温度应高于5℃。

    21栓钉施焊环境温度低于0℃时、打弯试验的数量应增加1%;当栓钉采用手工电弧焊或其他保护性电弧焊焊接时，其预热温度应符合相应工艺的要求。

    钢结构安装

    1冬期运输、堆存钢结构时，应采取防滑措施。构件堆放场地应平整坚实并无水坑，地面无结冰。同一型号构件叠放时，构件应保持水平，垫块应在同一垂直线上，并应防止构件溜滑。

    2钢结构安装前除应按常温规定要求内容进行检查外，尚应根据负温条件下的要求对构件质量进行详细复验。凡是在制作漏检和运输、堆放中造成的构件变形等，偏差大于规定影响安装质量时，应在地面进布了修理、矫正，符合设计和规范要求后方能起吊安装。

    3在负温下绑扎、起吊钢构件用的钢索与构件直接接触时，应加防滑隔垫。凡是与构件同时起吊的节点板、安装人员用的挂梯、校正用的卡具，应采用绳索绑扎牢固。直接使用吊环、吊耳起吊构件时应检查吊环、吊耳连接焊缝有无损伤。

    4在负温下安装构件时，应根据气温条件编制钢构件安装顺序图表，施工中应按照规定的顺序进行安装。平面上应从建筑物的中心逐步向四周扩展安装，立面上宜从下部逐件往上安装。

    5钢结构安装的焊接工作应编制焊接工艺。在各节柱的一层构件安装、校正、栓接并预留焊缝收缩量后，平面上应从结构中心开始向四周对称扩展焊接，不得从结构外圈向中心焊接，一个构件的两端不得同时进行焊接。

    6构件上有积雪、结冰、结露时，安装前应清除干净，但不得损伤涂层。

    7在负温下安装钢结构用的专用机具应按负温要求进行检验。

    8在负温下安装柱子、主梁、支撑等大构件时应立即进行校正，位置校正正确后应立即进行永久固定。当天安装的构件，应形成空间稳定体系。

    9高强螺栓接头安装时，构件的摩擦面应千净，不得有积雪、结冰，且不得雨淋、接触泥土、油污等脏物。

    10多层钢结构安装时，应***楼面上堆放的荷载。施工活荷载、积雪、结冰的质量不得超过钢梁和楼扳(压型钢板〕的承载能力。

    11拴钉焊接前，应根据负温值的大小，对焊接电流、焊接时间等参数进行测定。

    12在负温下钢结构安装的质量除应符合现行国家标准《钢结构工程施工质全验收规范》GB50205规定外，尚应按设计的要求进行检查验收。

    13钢结构在低温支装过程中，需要进行临时固定或连接时，宜采用螺栓连接形式;当需要现场临时焊接时，应在安装完毕后及时清理临时焊缝。