鄂東橋鋼錨箱焊接工藝評定總結(jié)(正式)_圖文

1、鄂東長江公路大橋焊接工藝評定試驗總結(jié)一、工程概況湖北鄂東長江公路大橋位于長江湖北省黃石水道上游,是滬蓉高速公路湖北省東段和國家高速公路網(wǎng)大慶至廣州高速公路湖北段的共用過江通道。鄂東長江公路大橋主橋索塔采用“鳳翎”式結(jié)構(gòu),索塔總高242.5m,其中上塔柱高92.5m,中塔柱高126.0m,下塔柱高24.0m。塔柱采用空心箱形斷面,上塔柱塔壁厚度沿順橋向為1m,沿橫橋向為1.2m,中間設(shè)鋼錨箱。鋼錨箱作為斜拉索錨固結(jié)構(gòu),斜拉索同時錨固在鋼錨箱上,南北塔鋼錨箱分A、B、C三類,各26節(jié),每節(jié)鋼錨箱高2.5m3.6m,寬2.40m。鋼錨箱為全焊結(jié)構(gòu),節(jié)段之間采用高強度螺栓連接,鋼錨箱總高72.9m。主

2、橋索塔材質(zhì)均為Q345qD,全橋索塔用鋼量約1600t。二、試驗依據(jù)1、湖北鄂東長江公路大橋施工圖設(shè)計2、鐵路鋼橋制造規(guī)范(TB10212-983、公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTJ041-20004、建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程(JGJ81-20025、鄂東長江公路大橋索塔鋼錨箱焊接工藝評定試驗任務(wù)書三、試驗材料3.1、母材試驗用鋼板為Q345qD鋼,所用鋼板規(guī)格、化學(xué)成分及力學(xué)性能分別見表1和表2,經(jīng)復(fù)驗合格。表1 試驗用鋼板Q345qD鋼化學(xué)成分 注:質(zhì)保書欄中Ceq為質(zhì)量證明書中數(shù)據(jù),復(fù)驗欄中Ceq通過以下公式計算:Ceq=C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14表2 評

3、定用Q345qD鋼力學(xué)性能一覽表 3.2、焊接材料3.2.1 埋弧自動焊:采用H10Mn2(5mm焊絲,配SJ101q焊劑。3.2.2 氣體保護(hù)焊:采用藥芯焊絲:E501T-1 (1.2mm 保護(hù)氣體:CO2氣(純度99.5%3.2.3 定位焊:采用E5015(4mm焊條。3.2.4 栓釘:材質(zhì)為ML15,規(guī)格為22X200。焊劑、焊條按照產(chǎn)品說明書規(guī)定烘干后使用,焊材的化學(xué)成分和力學(xué)性能分別見表3、表4:表3 焊接材料化學(xué)成分 表4 焊接材料熔敷金屬力學(xué)性能 四、試驗用焊接設(shè)備4.1 焊條手工電弧焊:ZX5-400逆變焊機(jī) 4.2 CO 2氣體保護(hù)焊:唐山松下KR 350焊機(jī)4.3 埋 弧

4、自 動 焊: ZD5-1250直流電源配MZ-1-1000型焊機(jī)。 ZX5-400逆變焊機(jī) KR 350型直流電源 埋弧焊電源圖1 試驗用焊接設(shè)備圖片以上焊接電源均為采用直流反極性連接。五、厚板焊接時預(yù)熱溫度的確定該錨箱較大板厚為:30、40。30板厚執(zhí)行朝天門大橋制造時32的抗裂試驗結(jié)果,40執(zhí)行朝天門大橋制造時40的抗裂試驗結(jié)果,試驗結(jié)果見表5,抗裂性試驗宏觀斷面照片見圖2:表5 Q345qD鋼斜Y坡口焊接裂紋試驗結(jié)果 32/Q345qD焊接溫度532/Q345qD焊接溫度50 E501T-1 1.2 E501T-1 1.2 40/Q345qD焊接溫度540/Q345qD焊接溫度50E50

5、1T-1 1.2 E501T-1 1.2圖2 抗裂性試驗宏觀斷面照片鄂東長江公路大橋索塔鋼錨箱焊接工藝評定試驗總結(jié)表5和圖2結(jié)果表明,采用CO2氣體保護(hù)焊配E501T-1(1.2mm焊絲,焊接32鋼板當(dāng)室溫不低于5時可不預(yù)熱;雖然用E501T-1(1.2mm焊絲焊接40鋼板鐵研試驗結(jié)果未裂,但考慮到施工情況,鋼板尺寸大、結(jié)構(gòu)剛度大、散熱快等因素,確定在施工時預(yù)熱50以上。六、焊接工藝評定試驗鋼錨箱評定試驗進(jìn)行了1組對接接頭、4組T型接頭、1組圓柱頭焊釘?shù)脑u定試驗,加上前期已經(jīng)評定的兩組試驗,共計8組試驗。試驗采用實際生產(chǎn)位置進(jìn)行焊接,其接頭形式、焊接方法、代表接頭及工藝參數(shù)見表6。試件焊接后進(jìn)

6、行外觀檢查,焊縫外觀及尺寸符合技術(shù)要求;試件焊接24小時后對試件進(jìn)行超聲波探傷檢查,對接焊縫內(nèi)部質(zhì)量均為鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級GB11345 級;熔透角焊縫和坡口角焊縫內(nèi)部質(zhì)量均為GB11345 II級,普通角焊縫內(nèi)部質(zhì)量均為鐵路鋼橋制造規(guī)范TB10212 級。力學(xué)性能試樣按GB26492655標(biāo)準(zhǔn)制備,接頭力學(xué)性能試驗及硬度試驗結(jié)果見表7、表8,焊縫化學(xué)成分見表9,接頭斷面宏觀酸蝕照片見附圖1,圓柱頭焊釘彎曲試驗見附圖2。表6 焊縫接頭坡口形式、焊接方法、代表接頭及工藝參數(shù)表 第7 頁共14 頁 注:表格中編號為7的是朝天門橋已評定的項目,編號為8的是姚江橋已評定的項目。第8

7、 頁共14 頁表7 拉伸及彎曲試驗結(jié)果 表8 接頭-20低溫沖擊及硬度試驗結(jié)果 表9 焊縫化學(xué)成分分析結(jié)果(% 注:表7、表8和表9中編號為7的是朝天門評定試驗結(jié)果,編號為8的是姚江橋評定試驗結(jié)果鄂東長江公路大橋索塔鋼錨箱焊接工藝評定試驗總結(jié) 附圖 1 焊接接頭宏觀斷面照片 40+40 橫位坡口角接（FCAW） 32+40 平位單面熔透（FCAW） 40+40 橫位單面熔透（FCAW） 40+40 平位坡口角接（FCAW） 40+40 平位對接（SAW） 第 11 頁 共 14 頁 鄂東長江公路大橋索塔鋼錨箱焊接工藝評定試驗總結(jié) 14+14 平位對接（SAW） （朝天門大橋已評定） 20+30

8、 立位角接（FCAW） （姚江橋已評定） 附圖 2 圓柱頭焊釘彎曲 30°照片 第 12 頁 共 14 頁 鄂東長江公路大橋索塔鋼錨箱焊接工藝評定試驗總結(jié) 七、試驗結(jié)果分析與評定 由表 7 中接頭拉伸和焊縫金屬拉伸試驗結(jié)果可以看出，各 種接頭的焊縫屈服強度和抗拉強度均高于母材標(biāo)準(zhǔn)值，合格； 由表 7 中對接接頭冷彎試驗和焊縫金屬拉伸試驗結(jié)果可以 看出，對接接頭的彎曲 180°后，受拉面均完好未裂，所有焊 縫金屬的伸長率均滿足母材標(biāo)準(zhǔn)要求， A=2228,表明焊接接頭 的塑性良好。 由表 8 中接頭低溫沖擊功 AKV(-20結(jié)果可以看出， 接頭 的低溫沖擊功均大于標(biāo)準(zhǔn)值，且有

9、較大儲備。 表 8 中接頭最高硬度表明，接頭各區(qū)的硬度均低于 HV10350， 表明在焊接過程中接頭未產(chǎn)生淬硬組織。 表 9 中焊縫金屬化學(xué)成分結(jié)果表明，選用焊材化學(xué)成分與 母材匹配，S、P 等元素含量均較低。 由圓柱頭焊釘彎曲試驗結(jié)果看出， 彎曲 30°之后焊縫和熱 影響區(qū)均未裂，拉伸試驗結(jié)果斷裂載荷均大于 159.6KN，且都 在焊釘桿身斷裂，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。 第 13 頁 共 14 頁 鄂東長江公路大橋索塔鋼錨箱焊接工藝評定試驗總結(jié) 八、結(jié) 論 綜合以上結(jié)果得出下面結(jié)論： 1.試驗符合索塔鋼錨箱焊接作業(yè)的實際情況；試驗過程按 照鐵路鋼橋制造規(guī)范 （TB10212-98）及建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技 術(shù)規(guī)程 （JGJ81-2002）的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行，能夠代表索塔鋼錨箱 的全部焊接接頭。 2.試驗的各焊接接頭經(jīng)外觀檢驗、超聲波探傷檢驗、宏觀 斷面酸蝕檢驗，質(zhì)量合格。 3.試驗的各焊接接頭的力學(xué)性能試驗結(jié)果滿足設(shè)計和相關(guān) 標(biāo)準(zhǔn)要求。 4. 預(yù)熱溫度的確定：采用 CO2 氣體保護(hù)焊