鋼箱梁焊接方案[文書借鑒]

1、武漢市東湖新技術(shù)開發(fā)區(qū)珞瑜路虹景立交鋼箱梁焊接工藝評(píng)定 中建三局第二建設(shè)工程有限責(zé)任公司 二零一四年四月相關(guān)材料#目錄一、工程概況1二、焊接方法及焊接材料32.1、焊接方法32.2、焊接材料3三、試件接頭形式及焊接方法和材料4四、試件母材準(zhǔn)備12五、試件焊接135.1、焊接工藝參數(shù)135.2、焊接工藝措施13六、試件焊縫檢驗(yàn)156.1、焊接接頭性能試驗(yàn)166.2、焊釘實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及方法166.3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果要求及判定17相關(guān)材料#一、工程概況珞瑜路與光谷大道是武漢城區(qū)兩大城市主干道，珞瑜路橫向連接魯巷廣場(chǎng)與森林公園，光谷大道縱向貫通關(guān)東、關(guān)南開發(fā)區(qū)，是武昌地區(qū)交通最為繁忙的兩條道路。珞瑜路虹景立交工

2、程主要分為東西向珞瑜路段及南北段光谷大道至喻家湖路段。本次項(xiàng)目設(shè)計(jì)主要為東西向珞瑜路段。珞瑜路采用高架橋形式上跨光谷大道（喻家湖路），珞瑜路高架橋全長358.08米，其中第二聯(lián)為40m+50m+39m連續(xù)鋼箱梁橋，標(biāo)準(zhǔn)段寬31米。鋼箱梁梁高2.1m，箱梁兩側(cè)分別繞設(shè)計(jì)高程點(diǎn)旋轉(zhuǎn)形成橋面雙向坡，箱梁頂、底板平行。鋼箱梁截面為單箱7室結(jié)構(gòu)（見如下示意圖），頂、底板采用厚度16mm鋼板，腹板厚20mm，縱肋厚1016mm，U形肋厚8mm，橫隔板為空心結(jié)構(gòu)、厚度14mm，懸臂隔板厚度16mm，懸臂底板厚16mm，并設(shè)置6mm厚裝飾板。面板頂部均布1960剪力釘（圓柱頭焊釘）。鋼箱梁主結(jié)構(gòu)鋼材采用Q34

3、5qd 和Q370qd，需滿足橋梁用結(jié)構(gòu)鋼（GB/T 714-2008）標(biāo)準(zhǔn)。圓柱頭焊釘設(shè)計(jì)用料材質(zhì)ML15，規(guī)格為1960mm，焊釘?shù)某叽?、化學(xué)成分、機(jī)械性能應(yīng)符合電弧螺柱焊用圓柱頭焊釘(GB/T 10433-2002)規(guī)定。Q345qD鋼的化學(xué)成分如表1所示：Q345qD鋼的化學(xué)成分（GB/T 714-2008） （表1）牌號(hào)CSiMnSPNbVTiCrNiCuMoNAlsQ345qD0.180.550.901.700.0200.0250.060.080.030.800.500.550.200.0120.015Q345qD鋼的力學(xué)性能如表2所示：Q345qD鋼的力學(xué)性能（GB/T 714-

4、2008） （表2）牌號(hào)下屈服強(qiáng)度Rel/MPa抗拉強(qiáng)度Rm/MPa斷后伸長率A/%-20時(shí)的沖擊功KV2/JQ345qD3454902047Q370qD鋼的化學(xué)成分如表3所示：Q370qD鋼的化學(xué)成分（GB/T 714-2008） （表3）牌號(hào)CSiMnSPNbVTiCrNiCuMoNAlsQ370qD0.180.551.001.700.0200.0250.060.080.030.800.500.550.200.0120.015Q370qD鋼的力學(xué)性能如表4所示：Q370qD鋼的力學(xué)性能（GB/T 714-2008） （表4）牌號(hào)下屈服強(qiáng)度Rel/MPa抗拉強(qiáng)度Rm/MPa斷后伸長率A/%-

5、20時(shí)的沖擊功KV2/JQ370qD3705102047焊釘材料及機(jī)械性能如表5所示：焊釘材料及機(jī)械性能（GB/T 10433-2002） （表5）材料標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械性能ML15GB/T 6478b400N/mm2s320N/mm2514%根據(jù)設(shè)計(jì)文件和公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTG/T F50-2011）的要求，鋼箱梁結(jié)構(gòu)施工前必須進(jìn)行焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)。二、焊接方法及焊接材料2.1、焊接方法根據(jù)設(shè)計(jì)要求及本產(chǎn)品的實(shí)際制造情況，擬采用埋弧自動(dòng)焊、CO2氣體保護(hù)焊及電弧螺柱焊完成本項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)的焊接工作。埋弧自動(dòng)焊用于工廠制造時(shí)頂板、底板和腹板的對(duì)接焊縫。CO2氣體保護(hù)焊用于埋弧自動(dòng)焊前的打底焊接和廠內(nèi)制

6、造及現(xiàn)場(chǎng)安裝的所有焊接。電弧螺柱焊用于圓柱頭焊釘?shù)暮附印?.2、焊接材料（1）埋弧自動(dòng)焊采用H08MnA(4mm）焊絲，配SJ101焊劑，焊材應(yīng)滿足埋弧焊用低合金鋼焊絲和焊劑（GB/T 12470-2003）的要求。埋弧焊絲H08MnA的化學(xué)成分如表6所示：H08MnA的化學(xué)成分（GB/T 12470-2003） （表6）牌號(hào)化學(xué)成份CMnSiCrNiCuSPH08MnA0.100.801.100.070.200.300.200.0300.030埋弧焊絲力學(xué)性能復(fù)驗(yàn)結(jié)果不得低于母材標(biāo)準(zhǔn)值。（2）CO2氣體保護(hù)焊藥芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊采用藥芯焊絲E501T-1（1.2mm）；實(shí)芯焊絲CO2氣體

7、保護(hù)焊采用實(shí)芯焊絲ER50-6（1.2mm），保護(hù)氣體CO2的純度99.5%（體積法），其含水量不大于0.005%（重量法）。瓶裝氣體的瓶內(nèi)壓力不低于1Mpa。焊絲熔敷金屬化學(xué)成份和力學(xué)性能應(yīng)符合碳鋼藥芯焊絲（GB/T 10045-2001）和氣體保護(hù)電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲（GB/T 8110-2008）的要求。CO2氣體保護(hù)焊焊絲化學(xué)成份、熔敷金屬力學(xué)性能如表7、表8所示：E501T-1焊絲化學(xué)成份、熔敷金屬力學(xué)性能（GB/T 10045-2001） （表7）牌號(hào)化學(xué)成份力學(xué)性能CMnSiSPCrMoRmRelA-20AkvMPaMPaJE501T-10.181.750.900.030.

8、03 0.20 0.304804002227ER50-6焊絲化學(xué)成份、熔敷金屬力學(xué)性能（GB/T 8110-2008） （表8）牌號(hào)化學(xué)成份力學(xué)性能CMnSiSPCrMoRmRelA-30AkvMPaMPaJER50-60.060.151.401.850.801.150.0250.025 0.15 0.155004202227三、試件接頭形式及焊接方法和材料試件1：Q345qD+Q345qD，t=16+16（16150600，2件）。焊接位置：平焊對(duì)接。焊接方法：實(shí)芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊打底，埋弧自動(dòng)焊填充、蓋面。焊接材料：ER50-6（1.2焊絲）/H08MnA（4.0焊絲） + SJ101

9、（燒結(jié)焊劑）。適用于頂板、底板和腹板的廠內(nèi)對(duì)接。試驗(yàn)接頭坡口形式見下圖：試件2：Q370qD+Q370qD，t=45+45（45150400，2件）。焊接位置：立焊對(duì)接。焊接方法：藥芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊。焊接材料：E501T-1（1.2焊絲）。適用于封端板的現(xiàn)場(chǎng)對(duì)接。試驗(yàn)接頭坡口形式見下圖：試件3：Q345qD+Q345qD，t=16+16（16150400，2件）。焊接位置：平焊對(duì)接。焊接方法：藥芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊。焊接材料：E501T-1（1.2焊絲）。適用于頂板和底板的現(xiàn)場(chǎng)對(duì)接。試驗(yàn)接頭坡口形式見下圖：試件4：Q345qD+Q345qD，t=20+20（20150400，2件）。焊

10、接位置：立焊對(duì)接。焊接方法：藥芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊。焊接材料：E501T-1（1.2焊絲）。適用于腹板的現(xiàn)場(chǎng)對(duì)接。試驗(yàn)接頭坡口形式見下圖：試件5：Q345qD+Q345qD，t=20+16（20150400，1件；16150400，1件）。焊接位置：平焊角接。焊接方法：實(shí)芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊。焊接材料：ER50-6（1.2焊絲）。適用于腹板與底板的廠內(nèi)焊接。試驗(yàn)接頭坡口形式見下圖：試件6：Q345qD+Q345qD，t=20+16（20150400，1件；16150400，1件）。焊接位置：仰焊角接。焊接方法：實(shí)芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊。焊接材料：ER50-6（1.2焊絲）。適用于腹板與頂板

11、的廠內(nèi)焊接。試驗(yàn)接頭坡口形式見下圖：試件7：Q345qD+Q345qD，t=8+16（8150400，1件；16150400，1件）。焊接位置：平焊角接。焊接方法：實(shí)芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊。焊接材料：ER50-6（1.2焊絲）。適用于U肋的廠內(nèi)焊接。試驗(yàn)接頭坡口形式見下圖：試件8：Q345qD+Q345qD，t=14+16（14150400，1件；16150400，1件）。焊接位置：平焊角接。焊接方法：實(shí)芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊。焊接材料：ER50-6（1.2焊絲）。適用于標(biāo)準(zhǔn)段橫隔板與底板，縱肋的廠內(nèi)焊接。試驗(yàn)接頭形式見下圖：試件9：Q345qD+Q345qD，t=14+16（14150400

12、，1件；16150400，1件）。焊接位置：立焊角接。焊接方法：實(shí)芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊。焊接材料：ER50-6（1.2焊絲）。適用于標(biāo)準(zhǔn)段橫隔板與腹板，豎肋的廠內(nèi)焊接。試驗(yàn)接頭形式見下圖：試件10：Q345qD+Q345qD，t=14+16（14150400，1件；16150400，1件）。焊接位置：仰焊角接。焊接方法：實(shí)芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊。焊接材料：ER50-6（1.2焊絲）。適用于標(biāo)準(zhǔn)段橫隔板與頂板的廠內(nèi)焊接。試驗(yàn)接頭形式見下圖：試件11：Q345qD+Q345qD，t=14+16（14150400，1件；16150400，1件）。焊接位置：立焊角接。焊接方法：藥芯焊絲CO2氣體保護(hù)

13、焊。焊接材料：E501T-1（1.2焊絲）。適用于標(biāo)準(zhǔn)段橫隔板與腹板的現(xiàn)場(chǎng)焊接。試驗(yàn)接頭形式見下圖：試件12：Q345qD+Q345qD，t=16+16（16150400，2件）。焊接位置：平焊角接。焊接方法：實(shí)芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊。焊接材料：ER50-6（1.2焊絲）。適用于橋墩處橫隔板與底板的廠內(nèi)焊接。試驗(yàn)接頭形式見下圖：試件13：Q345qD+Q345qD，t=16+16（16150400，2件）。焊接位置：立焊角接。焊接方法：實(shí)芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊。焊接材料：ER50-6（1.2焊絲）。適用于橋墩處橫隔板與腹板的廠內(nèi)焊接。試驗(yàn)接頭形式見下圖：試件14：Q345qD+Q345qD，t

14、=16+16（16150400，2件）。焊接位置：仰焊角接。焊接方法：實(shí)芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊。焊接材料：ER50-6（1.2焊絲）。適用于橋墩處橫隔板與頂板的廠內(nèi)焊接。試驗(yàn)接頭形式見下圖：試件15：Q345qD+Q345qD，t=16+16（16150400，2件）。焊接位置：立焊角接。焊接方法：藥芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊。焊接材料：E501T-1（1.2焊絲）。適用于橋墩處橫隔板與腹板的現(xiàn)場(chǎng)焊接。試驗(yàn)接頭形式見下圖：試件16：Q345qD 16鋼+ML15 1960焊釘（16100100，1件；1960焊釘 1個(gè)），制作2組20件，其中一組10件用于拉伸試驗(yàn)，一組10件用于彎曲試驗(yàn)焊接方法：

15、電弧螺柱焊。試驗(yàn)接頭形式見下圖：四、試件母材準(zhǔn)備（1）試件材料選用本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)用料Q345qD和Q370qD，試件下料前，應(yīng)收集核查鋼材的爐批號(hào)及相應(yīng)的質(zhì)量證明書，并根據(jù)材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)所用材料進(jìn)行化學(xué)成分及機(jī)械性能復(fù)驗(yàn)，復(fù)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)滿足橋梁用結(jié)構(gòu)鋼（GB/T 714-2008）的要求。（2）試件坡口采用機(jī)械加工的方法制備，組裝前，焊接區(qū)母材表面作除銹、除塵處理。（3）試件組裝，兩端安裝引/熄弧板。五、試件焊接5.1、焊接工藝參數(shù)本工程擬用焊接方法和焊接參數(shù)如表9所示：各種焊接方法應(yīng)采用的焊接工藝參數(shù) （表9）焊接方法焊材規(guī)格焊接位置焊接電流電弧電壓焊道厚度（焊接速度）氣體流量（l/min）CO2氣體保

16、護(hù)焊1.2mm平焊220260 A2830 V46 mm/道1520CO2氣體保護(hù)焊1.2mm立焊140180 A2426 V46 mm/道1520CO2氣體保護(hù)焊1.2mm仰焊140180 A2426 V46 mm/道1520埋弧自動(dòng)焊4.0mm平焊500600A3032V3236 cm/min線能量：3133kJ/cm電弧螺柱焊焊接電流15001600A焊接時(shí)間0.70.8s5.2、焊接工藝措施5.2.1、埋弧自動(dòng)焊及CO2氣體保護(hù)焊（1）各種焊絲表面的鍍銅應(yīng)均勻致密，焊絲表面應(yīng)無銹蝕和油污。（2）焊劑中不允許混入熔渣和雜物，重復(fù)使用的焊劑應(yīng)用鋼絲網(wǎng)篩過濾。（3）焊劑必須按表10的規(guī)定烘干

17、使用。焊劑（SJ101）的烘干溫度及保溫時(shí)間 （表10）焊接材料烘干溫度保溫時(shí)間保存溫度說明焊劑3003502h100150焊材從保溫箱中取出4h以上應(yīng)重新烘干，焊劑隨用隨取。（4）焊工（包括定位焊），必須有焊接資格證書，且只能從事焊工資格認(rèn)定范圍內(nèi)的工作。（5）焊接前應(yīng)檢查并確認(rèn)所使用的設(shè)備工作狀態(tài)正常，儀表工具良好、齊全可靠，方可施焊。（6）施焊應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝，焊工應(yīng)按照焊接試驗(yàn)作業(yè)指導(dǎo)書進(jìn)行作業(yè)，不得隨意變更參數(shù)。 （7）焊接工作宜在室內(nèi)進(jìn)行，施焊時(shí)，環(huán)境溫度不應(yīng)低于5，空氣相對(duì)濕度不應(yīng)高于80%。環(huán)境溫度低于5時(shí)，原不要求預(yù)熱的接頭應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱處理，預(yù)熱溫度80100。相對(duì)濕度高于8

18、0%時(shí)，焊前應(yīng)用烤槍對(duì)焊區(qū)進(jìn)行烘烤除濕，焊劑在空氣中暴露時(shí)間不宜超過2小時(shí)。室外作業(yè)時(shí)，宜在晴天進(jìn)行，遇到風(fēng)雨時(shí)，應(yīng)設(shè)擋風(fēng)板和遮雨棚。（8）焊接選用直流電源，采用反極性連結(jié)（即試件接負(fù)極）。（9）焊接前清除焊接區(qū)的銹塵。多道焊時(shí)應(yīng)將前道熔渣清除干凈，并經(jīng)檢查確認(rèn)無裂紋等缺陷后再繼續(xù)施焊。（10）焊接盡量采用多道焊，手工焊接時(shí)，焊條作適當(dāng)橫向擺動(dòng)。（11）試件加工及組裝，其坡口角度、鈍邊尺寸和組裝間隙應(yīng)滿足試件圖要求，并做好檢測(cè)記錄。（12）焊接時(shí)應(yīng)做好過程記錄。5.2.2、電弧螺柱焊（1）焊接采用直流正接，即焊槍接焊接電源的負(fù)極，工件接正極；（2）焊接前清除圓柱頭焊釘頭部及鋼板待焊部位（大于2

19、倍圓柱頭焊釘直徑）的鐵銹、氧化皮、油污、水分等有害物，使鋼板表面顯露出金屬光澤；（3）受潮的瓷環(huán)在使用前應(yīng)在150的烘箱中烘干2h；（4）圓柱頭焊釘應(yīng)平位施焊，在焊縫金屬完全凝固前不得移動(dòng)焊槍；（5）焊接環(huán)境溫度0，相對(duì)濕度80%；（6）焊接時(shí)應(yīng)做好過程記錄。六、試件焊縫檢驗(yàn)焊縫檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTG/T F50-2011）和設(shè)計(jì)文件要求。所有試件焊接后均經(jīng)焊縫外觀檢查和內(nèi)部超聲波探傷。焊縫外觀成型應(yīng)良好，無氣孔、夾碴、咬邊、尺寸不足等缺陷。焊接完成24小時(shí)后做超聲波探傷檢驗(yàn)，超聲波按公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTG/T F50-2011）規(guī)定檢測(cè)，對(duì)接焊縫質(zhì)量等級(jí)應(yīng)達(dá)到級(jí)，T型

20、接頭熔透角焊縫質(zhì)量等級(jí)應(yīng)達(dá)到級(jí)，角焊縫質(zhì)量等級(jí)應(yīng)達(dá)到級(jí)。圓柱頭焊釘焊接后應(yīng)獲得完整的360周邊焊縫。圓柱頭焊釘焊縫的寬度、高度等尺寸應(yīng)滿足：焊縫沿圓柱頭焊釘軸線方向的平均高度hm應(yīng)不小于0.2d；最小高度hmin應(yīng)不小于0.15d；在鋼板側(cè)焊趾的平均直徑和應(yīng)不小于1.25d（d為圓柱頭焊釘直徑）。6.1、焊接接頭性能試驗(yàn)焊接接頭試驗(yàn)項(xiàng)目如表11所示：接頭焊接試驗(yàn)項(xiàng)目 （表11）試件型式試驗(yàn)項(xiàng)目試樣數(shù)量試驗(yàn)方法對(duì)接接頭試件接頭拉伸（拉板）試驗(yàn)1件GB/T 2651-2008焊縫金屬拉伸試驗(yàn)1件GB/T 2652-2008接頭彎曲試驗(yàn)1件（彎曲角=180）GB/T 2653-2008低溫沖擊試驗(yàn)6件（缺口開在焊縫中心及熔合線外1.0mm或0.5mm處各3件）GB/T 2650-2008接頭硬度試驗(yàn)1件GB/T 2654-2008宏觀斷面酸蝕試驗(yàn)1件GB/T 226-1991T型接頭熔透角焊縫試件焊縫金屬拉伸試驗(yàn)1件GB/T 2652-2008接頭硬度試驗(yàn)1件GB/T 2654-2008宏觀斷面酸蝕試驗(yàn)1件GB/T 226-1991T型接頭角焊縫試件焊縫金屬拉伸試驗(yàn)1件GB/T 2652-2008接頭硬