大型钢箱梁焊接工艺及变形控制分析

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摘要：从舟山跨海大桥到丹昆特大桥，再到闻名世界，创下无数记录的港珠澳大桥。跨度结构越来越大，形式也越来越新颖，为城市间的交通提供了极大的便利，这就是大型钢结构桥梁工程为什么使用钢箱梁的原因。但是钢箱梁也有很多弊端，比如：结构比较复杂，所需技术含量较高。所以本文就详细的分析了焊接工艺的主要问题和焊接变形质量的影响因素，对钢箱梁的焊接变形问题进行解决。

关键词：钢箱梁；变形控制；焊接工艺；探析

文章主要对整个焊接的工艺进行了详细的分析，以及在焊接变形质量的影响因素，主要针对怎样能够彻底的解决给钢箱梁的焊接变形问题进行探讨。

1钢箱梁名字的缘由和钢箱梁的制造

钢箱梁也叫做钢板型箱梁，因为它的外观像一个箱子所以就被叫做钢箱梁。经常被用于跨度即大又长的桥梁上。大型钢结构桥梁中最常用同属也是最稳固的就是钢厢梁了，钢箱梁的横隔板会因为间距不同对集中承重作用产生很大的影响，很有可能会发生畸变和刚性扭曲。要想知道为何会造成畸变和刚性扭曲，就要从数据上分析，让简支钢箱梁建造数量不同的横隔板，比较钢箱梁因此受到的影响，最后得出极限畸变效应和刚性扭曲随着横隔板数量的不同所产生的变化，根据不同的施工情况如畸变与刚性扭曲、对称弯曲偏心荷载等，去采取不同的方法去计算出正确的数值。这样才可以去建造出工艺达标，质量较好的钢板箱型梁。

2钢箱梁的焊接工艺

钢箱梁的制造也是一个复杂的过程：首先我们要把钢板单元造出来；然后再进行预先总体的拼接，桥梁工段的焊接；其次是对前两个工程进行涂装，喷砂，油漆涂布等；再其次对比较重要的钢箱梁桥街长焊接，最后也是最重要的使节段和节段之间进行环缝焊接。焊接对大型工程钢箱梁有着十分重要的作用，不容小觑。焊接可以分成三部分去完成：①预先进行处理。②下入原材料。③进行焊接。2.1预处理。这一步的目的就是为了除掉铁锈，先把钢板弄平，然后除掉表面的铁锈，使表面的粗糙程度方便我们喷涂防锈底漆，可以有效地防止钢板的二次生锈，但需要我们注意的是防锈底漆不能影响焊接的质量。2.2下料。下料方式分为两种，分别是数控切割下料和气割下料。数控下料的优点就是精准，当遇到难度较大，复杂的圆形拱形时可以使用该方法。而当遇到工字钢和角钢时使用气割下料比较方便。我们需要注意的是：在下料时，要留有一定的剩余，这样可以再焊接收缩时留有剩余，断头修切也会留有剩余。2.3焊接。焊接具有标准的施工工艺，由国家的焊接标准进行对焊接使用的电流、电弧电压进行评估所得出的。翼板和腹板我们使用横向对接进行焊缝，采取双面埋弧焊的方法，将焊缝错开使之不在一个水平面上避免形成双面交叉缝。而当我们遇到T形梁的时候，使用船型埋弧焊进行两层焊接，一层使用速度缓慢的大电流，另一层使用快速的小电流，两者相辅相成，提高焊接效率；有些底板却需要进行纵向的焊接，避免形成十字交叉缝的同时也要注意与横向焊接错开距离。

3大型钢箱梁的焊接后期变形的主要原因

使用钢板箱形梁的经典大桥都采用钢箱梁结构，比如，西堠门大桥、杭州湾跨海大桥它们都是采用的这样的结构，它的缺点就是容易产生焊接工艺方面的问题，主要原因有以下几点：3.1焊接的接头方式不同。接头的种类多种多样，如：高压锅炉接头（常用于焊接工艺）、单一的对接接头、形状不同的T型接头、十字型接头和角接头等；而搭接接头和拼装板接头比较复杂。由于接头的形式不同焊接接头的好坏也会随之改变。拼接焊缝的角接头焊缝主要用于钢板厚度、钢板尺寸大小、坡口的不同形式，焊接的根部间隙等方面。焊接工艺中十分重要的一点也包括钢板的熔透程度。间接的来说焊接接头形式影响的就是焊缝的横断面积，焊接后的散热速度，焊接后的冷却时间等。3.2焊接的具体方法。焊接方法的不同会导致输入热量的不同，同时也会引起焊接残余的不同，最终就会影响变形方式和变形量。焊接的方法多种多样，如经常用于钢板箱型梁焊接连接的人工弧焊、二氧化碳气体保护焊以及埋弧自动焊等等。由于焊接接头方法和形式的不同我们可以得出不同的施工焊接所需要的工艺数据。3.3焊接工艺中焊接的合适条件。焊接电流，当其它条件不变时，增加焊接电流，则焊缝厚度和余高都增加，而焊缝宽度则几乎保持不变。电弧电压，当其它条件不变时，电弧电压增长，焊缝宽度显著增加而焊缝厚度和余高将略有减少。这是因为电弧电压增加意味着电弧K度的增加，因此电弧摆动范围扩大而导致焊缝宽度增加。其次，弧长增加后，电弧的热量损失加大，所以用来熔化母材和焊丝的热量减少，相应焊缝厚度和余高就略有减小。焊接速度对焊缝厚度和焊缝宽度有明显的影响。当焊接速度增加时，焊缝厚度和焊缝宽度都大为下降。所以，我们在焊接时一定要选取合适的焊接条件。

4对焊接变形所要采取的措施

焊接钢箱梁的时候，焊接变形是没有办法避免的，这是钢板的固有性质所决定的，钢板的固有性质特别容易变形，这回使施工的质量受到严重的影响。为了避免安全事故的发生和出现损失我们要把焊接后的变形控制在一个容许偏差的范围中。①设计合理的焊接结构。其实设计合理的焊接结构，它包括了合理安排焊缝的位置，减少不必要的焊缝，合理选用焊缝形状和尺寸等。例如，采用焊缝对称布置。②采取适当的工艺措施减少焊接变形的工艺措施：反变形法、利用装配顺序和焊接顺序控制焊接变形、热调整法、对称实焊法、刚性固定法、锤击焊缝法。焊前要适当的做一些反变形，这是事前控制的办法！反变形法：在焊接进行装配时，预先将工件向焊接变形相反的方向进行人为的变形。例如，焊接8~12mm的钢板，V型破口单面焊。将工件预先反向斜置，焊接后由于自身收缩，使工件恢复到平正的形状对于较大刚性的构件，下料的时候，可将构件制成预定大小和方向的反变形，咱们制作的吊车梁，焊后就会出现下挠度问题，解决这个问题，一般采用，下料的时候腹板预制上拱利用装配顺序和焊接顺序控制焊接变形收缩量大的焊缝应当先焊，如果一个构件既有对接焊缝，又有角接焊缝，应先焊对接焊缝，后焊角焊缝。一般来说，对接焊缝比角焊缝的收缩量大采取对称的实焊顺序，能有效的减少焊接变形。长焊缝焊接时，应采取对称焊，分段退焊，跳焊等焊接顺序.对比较复杂的结构，可先分成几个简单的部件，分别装焊。然后再进行总装焊接。这样可使那些不对称的焊缝后收缩大的焊缝尽可能自由收缩，不影响到整体结构。对于对称焊缝，可以同时对称施焊，少则双人，大型结构可以多人同时焊接。使所焊的焊缝相互制约，让结构不产生整体变形。

5总结

在整个焊接的过程中，特别是钢板箱梁在焊接的过程中特别的容易变形，所以焊接变形的控制是一个非常复杂的工艺，大型的钢梁桥工程必须要考虑到导致变形的因素，依据实际的情况采用一些有效的、优化的方案进行。所以对于钢结构大型桥的建设施工的过程中，最重要的一点就是安全性，焊接工艺要非常的完善，焊接大型的钢箱梁的质量问题的时候这个关于到了整个大桥的持久性以及耐用性，在施工开始以及结束的整个过程我们必须以认真的态度对待这个焊接变形的严重的问题，我们要加强焊接变形控制的有关措施，采用比较严格的焊接工艺进行审核方案，这样就可以达到完美的技术以及实用的要求。

参考文献

[1]何林飞，王新站.大型钢板箱形梁焊接工艺及变形控制探讨[J].广东建材，2017（09）：18-20.

[2]王立福，单欣.横隔板的设置对两端简支钢板箱形梁畸变的影响分析[J].工业建筑，2016（36）：2.

[3]张斌，寇朝显.典型箱形梁特厚板焊接变形控制[J].建筑焊接，2016（08）：11-14.

作者:侯桥 单位:中建七局第四建筑有限公司