暢談橋梁鋼結(jié)構(gòu)焊接材料的選用問題
鋼結(jié)構(gòu)運(yùn)用在橋梁尤為顯著，每每看到堅固宏偉的橋梁，都會感嘆工程多么偉大；為了滿足我那對建筑的崇拜，于是我收集了關(guān)于橋梁鋼結(jié)構(gòu)焊接材料的運(yùn)用及思考來學(xué)習(xí)領(lǐng)悟；同時分享給想我一樣的人兒學(xué)習(xí)。
鋼結(jié)構(gòu)橋梁焊接的一般規(guī)定：
1在負(fù)溫下進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的制作和安裝時，應(yīng)按照負(fù)溫施工的要求，編制鋼結(jié)構(gòu)制作工藝規(guī)程和安裝施工組織設(shè)計文件。
2鋼結(jié)構(gòu)制作和安裝采用的鋼尺和量具，應(yīng)和土建單位使用的鋼尺和量具相同，并應(yīng)采用同一精度級別進(jìn)行鑒定。土建結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)采取不同的溫度膨脹系數(shù)差值調(diào)整措施。
3鋼構(gòu)件在正溫下制作，負(fù)溫下安裝時，施工中應(yīng)采取相應(yīng)調(diào)整偏差的技術(shù)措施。
4參加負(fù)溫鋼結(jié)構(gòu)施工的電焊工應(yīng)經(jīng)過負(fù)溫焊接工藝培訓(xùn)，并應(yīng)取得合格證，方能參加鋼結(jié)構(gòu)的負(fù)溫焊接工作。定位點(diǎn)焊工作應(yīng)由取得定位點(diǎn)焊合格證的電焊工來擔(dān)任。
材料
1冬期施工宜采用Q345鋼、Q390鋼。Q41O鋼，其質(zhì)量應(yīng)分別符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
2負(fù)溫下施工用鋼材，應(yīng)進(jìn)行負(fù)溫沖擊韌性試驗，合格后方可使用。
3負(fù)溫下鋼結(jié)構(gòu)的焊接梁、柱接頭板厚大于40mm，且在板厚方向承受拉力作用時，鋼材板厚方向的伸長率應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《厚度方向性能鋼板》GB/T5313的規(guī)定。
4負(fù)溫下施工的鋼鑄件應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《一般工程用鑄造碳鋼件》GB/T11352中規(guī)定的ZG200-400、ZG230-450、ZG270-500、ZG310-570號選用。
5鋼材及有關(guān)連接材料應(yīng)附有質(zhì)量證明書，性能應(yīng)符合設(shè)計和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求。根據(jù)負(fù)濕下結(jié)構(gòu)的重要性、荷載特征和連接方法，應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行復(fù)驗。
5負(fù)溫下鋼結(jié)構(gòu)焊接用的焊條、焊絲應(yīng)在滿足設(shè)計強(qiáng)度要求的前提下，選擇屈服強(qiáng)度較低、沖擊韌性較好的低氫型焊條，重要結(jié)構(gòu)可采用高韌性超低氫型焊條。
7負(fù)溫下鋼結(jié)構(gòu)用低氫型焊條烘焙溫度宜為350℃~380℃，保溫時間為1.5h～2h，烘焙后應(yīng)緩冷存放在110℃~120℃烘箱內(nèi)，使用時應(yīng)取出放在保溫筒內(nèi)，隨用隨取。當(dāng)負(fù)溫下使用的焊條外露超過4h時，應(yīng)重新烘焙。焊條的烘焙次數(shù)不宜超過2次，受潮的焊條不應(yīng)使用。
8焊劑在使用前應(yīng)按照質(zhì)量證明書的規(guī)定進(jìn)行供烘焙，其含水量不得大于0.1%.在負(fù)溫下露天進(jìn)行焊接工作時，焊劑重復(fù)使用的時問間隔。不得超過2h，當(dāng)超過時應(yīng)重新進(jìn)行烘焙。
9氣體保護(hù)焊采用的二氧化碳，氣體純度按體積比計不宜低于99.5%，含水量按質(zhì)量比計不得超過0.005%.
使用瓶裝氣體時，瓶內(nèi)氣體壓力低于1MP時應(yīng)停止使用。在負(fù)溫下使用時，要檢查瓶嘴有無冰凍堵塞現(xiàn)象。
10在負(fù)溫下鋼結(jié)構(gòu)使用的高強(qiáng)螺栓、普通螺栓應(yīng)有產(chǎn)品合格證，高強(qiáng)螺栓應(yīng)在負(fù)溫下進(jìn)行扭矩系數(shù)、軸力的復(fù)驗工作，符合要求后方能使用。
11鋼結(jié)構(gòu)使用的涂料應(yīng)符合負(fù)溫下涂刷的性能要求，不得使用水基涂料，
12負(fù)溫下鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)錨栓施工時，應(yīng)保護(hù)好錨栓螺紋端，不宜進(jìn)行現(xiàn)場對焊。
鋼結(jié)構(gòu)制作
1鋼結(jié)構(gòu)在負(fù)溫下放樣時，切割、銑刨的尺寸，應(yīng)考慮負(fù)溫對鋼材收縮的影響。
2端頭為焊接接頭的構(gòu)件下料時，應(yīng)根據(jù)工藝要求預(yù)留焊縫收縮量，多層框架和高層鋼結(jié)構(gòu)的多節(jié)柱應(yīng)預(yù)留荷載使柱子產(chǎn)生的壓縮變形量。焊接收縮量和壓縮變形量應(yīng)與鋼材在負(fù)溫下產(chǎn)生的收縮變形量相協(xié)調(diào)。
2形狀復(fù)雜和要求在負(fù)溫下彎曲加土的構(gòu)件，應(yīng)按制作工藝規(guī)定的方向取料。彎曲構(gòu)件的外側(cè)不應(yīng)有大于1mm的缺口和傷痕。
2普通碳素結(jié)構(gòu)鋼工作地點(diǎn)溫度低于-20℃下、低合金鋼工作地點(diǎn)溫度低于-5t時不得剪切、沖孔，普通碳素結(jié)構(gòu)鋼工作地點(diǎn)溫度低于-16℃、低合金結(jié)構(gòu)鋼工作地點(diǎn)溫度低于-12℃時不得進(jìn)行冷矯正和冷彎曲。當(dāng)工作地點(diǎn)溫度低于-30℃時，不宜進(jìn)行現(xiàn)場火焰切割作業(yè)。
5負(fù)溫下對邊緣加工的零件應(yīng)采用精密切割機(jī)加工，焊縫坡口宜采用自動切割口采用坡口機(jī)、刨條機(jī)進(jìn)行坡口加工時，不得出現(xiàn)鱗狀表面。重要結(jié)構(gòu)的焊縫坡口，應(yīng)采用機(jī)械加工或自動切割加工，不宜采用手工氣焊切割加工。
6構(gòu)件的組裝應(yīng)按工藝規(guī)定的順序進(jìn)行，由里往外擴(kuò)展組拼。在負(fù)溫下組裝焊接結(jié)構(gòu)時，預(yù)留焊縫收縮值宜由試驗確定，點(diǎn)焊縫的數(shù)量和長度應(yīng)經(jīng)計算確定。
7零件組裝應(yīng)把接縫兩側(cè)各50mm內(nèi)鐵銹、毛刺、泥土、油污、冰雪等清理干凈，并應(yīng)保待接縫干燥，不得殘留水分。
8焊接預(yù)熱溫度應(yīng)符合下列規(guī)定：
1焊接作業(yè)區(qū)環(huán)境溫度低于0℃時，應(yīng)將構(gòu)件焊接區(qū)各方向大于或等于2倍鋼板厚度且不小于100mm范圍內(nèi)的母材，加熱到20℃以上時方可施焊，且在焊接過程中均不得低于20℃;
2負(fù)溫下焊接中厚鋼板、厚鋼板、厚鋼管的預(yù)熱溫度可由試驗確定，當(dāng)無試驗資料時可按表8選用。
表8負(fù)溫下焊接中厚鋼板、厚鋼板、厚鋼管的預(yù)熱溫度
鋼材種類鋼材厚度(mm)工作地點(diǎn)溫度(℃)預(yù)熱溫度(℃)
普通碳素鋼構(gòu)件<30<-3036
30～50-30～-1036
50～70-10～036
>70<0100
普通碳素鋼管構(gòu)件<16<-3036
16～30-30～-2036
30～40-20～-1036
40～50-10～036
>50<0100
低合金鋼構(gòu)件<10<-2636
10～16-26～-1036
16～24-10～-536
24～40-5～036
>40<0100～150
9在負(fù)溫下構(gòu)件組裝定型后進(jìn)行焊接應(yīng)符合焊接工藝規(guī)定。單條焊縫的兩端應(yīng)設(shè)置引弧板和熄弧板，引弧板和熄弧板的材料應(yīng)和母材相一致。嚴(yán)禁在焊接的母材上引弧。
10負(fù)溫下厚度大于9mm的鋼板應(yīng)分多層焊接，焊縫應(yīng)由下往上逐層堆焊。每條焊縫應(yīng)一次焊完，不得中斷。當(dāng)發(fā)生焊接中斷，在再次施焊時，應(yīng)先清除焊接缺陷，合格后方可按焊接工藝規(guī)定再繼續(xù)施焊，且再次預(yù)熱溫度應(yīng)高于初期預(yù)熱溫度。
11在負(fù)溫下露天焊接鋼結(jié)構(gòu)時，應(yīng)考慮雨、雪和風(fēng)的影響。當(dāng)焊接場地壞境溫度低于-10℃時，應(yīng)在焊接區(qū)域采取相應(yīng)保溫措施;當(dāng)焊接場地環(huán)境溫度低于-3o℃時，宜搭設(shè)臨時防護(hù)棚。嚴(yán)禁雨水、雪花飄落在尚未冷卻的焊縫上。
12當(dāng)焊接場地環(huán)境溫度低于-15℃時，應(yīng)適當(dāng)提高焊機(jī)的電流強(qiáng)度。每降低3℃，焊接電流應(yīng)提高2%.
13采用低氫型焊條進(jìn)行焊接時，焊接后焊縫宜進(jìn)行焊后消氫處理，消氫處理的加熱溫度應(yīng)為200℃～250℃，保溫時間應(yīng)根據(jù)工件的板厚確定，且每25mm板厚不小于0.5h，總保溫時間不得小于lh，達(dá)到保溫時間后應(yīng)緩慢冷卻至常溫。
14在負(fù)溫下厚鋼板焊接完成后，在焊縫兩側(cè)板厚的2倍～3倍范圍內(nèi)，應(yīng)立即進(jìn)行焊后熱處理，加熱溫度宜為150℃~300℃，并宜保持1h～2h.焊縫焊完或焊后熱處理完畢后，應(yīng)采取保溫措施，使焊縫緩慢冷卻，冷卻速度不應(yīng)大于10℃/min.
15當(dāng)構(gòu)件在負(fù)溫下進(jìn)行熱矯正時，鋼材加熱矯正溫度應(yīng)控制在750℃～900℃之間，加熱矯正后應(yīng)保溫覆蓋使其緩慢冷卻。
16在負(fù)溫下鋼構(gòu)件需成孔時，成孔工藝應(yīng)選用鉆成孔或先沖后擴(kuò)鉆孔。
17在負(fù)溫下制作的鋼構(gòu)件在進(jìn)行外形尺寸檢查驗收時，應(yīng)考慮檢杳當(dāng)時的溫度影響。焊縫外觀檢查應(yīng)全部合格，等強(qiáng)接頭和要求焊透的焊縫應(yīng)100%超聲波檢查，其余焊縫可按30%~50%超聲波抽樣檢查。如設(shè)計有要求時，應(yīng)按設(shè)計要求的數(shù)量進(jìn)行檢查。負(fù)溫下超聲波探傷儀用的探頭與鋼材接觸面間應(yīng)采用不凍結(jié)的油基耦合劑。
18不合格的焊縫應(yīng)鏟除重焊，并仍應(yīng)按在負(fù)溫下鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝的規(guī)定進(jìn)行施焊，焊后應(yīng)采用同樣的檢驗標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗。
19低于0℃的鋼構(gòu)件上涂刷防腐或防火涂層前，應(yīng)進(jìn)行涂刷工藝試驗。涂刷時應(yīng)將構(gòu)件表面的鐵銹、油污、邊沿孔洞的飛邊毛刺等清除干凈，井應(yīng)保持構(gòu)件表面干燥?？捎脽犸L(fēng)或紅外線照射干燥，千燥溫度和時間應(yīng)由試驗確定。雨雪天氣或構(gòu)件上有薄冰時不得進(jìn)行涂刷工作。
20鋼結(jié)構(gòu)焊接加固時，應(yīng)由對應(yīng)類別合格的焊工施焊;施焊鎮(zhèn)靜鋼板的厚度不大于30mm時，環(huán)境空氣溫度不應(yīng)低于-15℃，當(dāng)厚度超過30mm時，溫度不應(yīng)低于0℃;當(dāng)施焊沸騰鋼板時，環(huán)境空氣溫度應(yīng)高于5℃。
21栓釘施焊環(huán)境溫度低于0℃時、打彎試驗的數(shù)量應(yīng)增加1%;當(dāng)栓釘采用手工電弧焊或其他保護(hù)性電弧焊焊接時，其預(yù)熱溫度應(yīng)符合相應(yīng)工藝的要求。
鋼結(jié)構(gòu)安裝
1冬期運(yùn)輸、堆存鋼結(jié)構(gòu)時，應(yīng)采取防滑措施。構(gòu)件堆放場地應(yīng)平整堅實并無水坑，地面無結(jié)冰。同一型號構(gòu)件疊放時，構(gòu)件應(yīng)保持水平，墊塊應(yīng)在同一垂直線上，并應(yīng)防止構(gòu)件溜滑。
2鋼結(jié)構(gòu)安裝前除應(yīng)按常溫規(guī)定要求內(nèi)容進(jìn)行檢查外，尚應(yīng)根據(jù)負(fù)溫條件下的要求對構(gòu)件質(zhì)量進(jìn)行詳細(xì)復(fù)驗。凡是在制作漏檢和運(yùn)輸、堆放中造成的構(gòu)件變形等，偏差大于規(guī)定影響安裝質(zhì)量時，應(yīng)在地面進(jìn)布了修理、矯正，符合設(shè)計和規(guī)范要求后方能起吊安裝。
3在負(fù)溫下綁扎、起吊鋼構(gòu)件用的鋼索與構(gòu)件直接接觸時，應(yīng)加防滑隔墊。凡是與構(gòu)件同時起吊的節(jié)點(diǎn)板、安裝人員用的掛梯、校正用的卡具，應(yīng)采用繩索綁扎牢固。直接使用吊環(huán)、吊耳起吊構(gòu)件時應(yīng)檢查吊環(huán)、吊耳連接焊縫有無損傷。
4在負(fù)溫下安裝構(gòu)件時，應(yīng)根據(jù)氣溫條件編制鋼構(gòu)件安裝順序圖表，施工中應(yīng)按照規(guī)定的順序進(jìn)行安裝。平面上應(yīng)從建筑物的中心逐步向四周擴(kuò)展安裝，立面上宜從下部逐件往上安裝。
5鋼結(jié)構(gòu)安裝的焊接工作應(yīng)編制焊接工藝。在各節(jié)柱的一層構(gòu)件安裝、校正、栓接并預(yù)留焊縫收縮量后，平面上應(yīng)從結(jié)構(gòu)中心開始向四周對稱擴(kuò)展焊接，不得從結(jié)構(gòu)外圈向中心焊接，一個構(gòu)件的兩端不得同時進(jìn)行焊接。
6構(gòu)件上有積雪、結(jié)冰、結(jié)露時，安裝前應(yīng)清除干凈，但不得損傷涂層。
7在負(fù)溫下安裝鋼結(jié)構(gòu)用的專用機(jī)具應(yīng)按負(fù)溫要求進(jìn)行檢驗。
8在負(fù)溫下安裝柱子、主梁、支撐等大構(gòu)件時應(yīng)立即進(jìn)行校正，位置校正正確后應(yīng)立即進(jìn)行永久固定。當(dāng)天安裝的構(gòu)件，應(yīng)形成空間穩(wěn)定體系。
9高強(qiáng)螺栓接頭安裝時，構(gòu)件的摩擦面應(yīng)千凈，不得有積雪、結(jié)冰，且不得雨淋、接觸泥土、油污等臟物。
10多層鋼結(jié)構(gòu)安裝時，應(yīng)***樓面上堆放的荷載。施工活荷載、積雪、結(jié)冰的質(zhì)量不得超過鋼梁和樓扳(壓型鋼板〕的承載能力。
11拴釘焊接前，應(yīng)根據(jù)負(fù)溫值的大小，對焊接電流、焊接時間等參數(shù)進(jìn)行測定。
12在負(fù)溫下鋼結(jié)構(gòu)安裝的質(zhì)量除應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)全驗收規(guī)范》GB50205規(guī)定外，尚應(yīng)按設(shè)計的要求進(jìn)行檢查驗收。
13鋼結(jié)構(gòu)在低溫支裝過程中，需要進(jìn)行臨時固定或連接時，宜采用螺栓連接形式;當(dāng)需要現(xiàn)場臨時焊接時，應(yīng)在安裝完畢后及時清理臨時焊縫。
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