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(yàn)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?yàn)?m,沿橫橋向?yàn)?.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(shí)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(qiáng)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(yàn)依據(jù)1、湖北鄂東長江公路大橋施工圖設(shè)計(jì)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(yàn)任務(wù)書三、試驗(yàn)材料3.1、母材試驗(yàn)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(yàn)合格。表1 試驗(yàn)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(yàn)欄中Ceq通過以下公式計(jì)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(dòng)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(yàn)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(dòng) 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(yàn)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(shí)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(shí)32的抗裂試驗(yàn)結(jié)果,40執(zhí)行朝天門大橋制造時(shí)40的抗裂試驗(yàn)結(jié)果,試驗(yàn)結(jié)果見表5,抗裂性試驗(yàn)宏觀斷面照片見圖2:表5 Q345qD鋼斜Y坡口焊接裂紋試驗(yàn)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(yàn)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(yàn)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(shí)可不預(yù)熱;雖然用E501T-1(1.2mm焊絲焊接40鋼板鐵研試驗(yàn)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(shí)預(yù)熱50以上。六、焊接工藝評定試驗(yàn)鋼錨箱評定試驗(yàn)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(yàn),加上前期已經(jīng)評定的兩組試驗(yàn),共計(jì)8組試驗(yàn)。試驗(yàn)采用實(shí)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(shí)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(jí)GB11345 級(jí);熔透角焊縫和坡口角焊縫內(nèi)部質(zhì)量均為GB11345 II級(jí),普通角焊縫內(nèi)部質(zhì)量均為鐵路鋼橋制造規(guī)范TB10212 級(jí)。力學(xué)性能試樣按GB26492655標(biāo)準(zhǔn)制備,接頭力學(xué)性能試驗(yàn)及硬度試驗(yàn)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(yàn)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(hào)為7的是朝天門橋已評定的項(xiàng)目,編號(hào)為8的是姚江橋已評定的項(xiàng)目。第8

7、 頁共14 頁表7 拉伸及彎曲試驗(yàn)結(jié)果 表8 接頭-20低溫沖擊及硬度試驗(yàn)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(hào)為7的是朝天門評定試驗(yàn)結(jié)果,編號(hào)為8的是姚江橋評定試驗(yàn)結(jié)果鄂東長江公路大橋索塔鋼錨箱焊接工藝評定試驗(yàn)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(yàn)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(yàn)總結(jié) 七、試驗(yàn)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(yàn)結(jié)果可以看出，各 種接頭的焊縫屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)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(yàn)和焊縫金屬拉伸試驗(yàn)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(chǔ)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(yàn)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(yàn)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(yàn)總結(jié) 八、結(jié) 論 綜合以上結(jié)果得出下面結(jié)論： 1.試驗(yàn)符合索塔鋼錨箱焊接作業(yè)的實(shí)際情況；試驗(yàn)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(yàn)的各焊接接頭經(jīng)外觀檢驗(yàn)、超聲波探傷檢驗(yàn)、宏觀 斷面酸蝕檢驗(yàn)，質(zhì)量合格。 3.試驗(yàn)的各焊接接頭的力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果滿足設(shè)計(jì)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