全熔透角接焊及焊缝评估技术在桥梁钢箱梁中的应用（论文）.pdf

·128 · 全熔透角接焊是常用于预制梁板接头的焊接，其焊成的 焊缝质量好、强度高，尤其适用于大型桥梁的梁板、肋板等 结构的铰接。角接焊焊缝的质量评估一直是结构工程、船舶 工程、机械工程的研究热点问题。近年来，吴文翔、魏明国通 过试验研究，对提高焊缝质量和强度的技术进行了探索。同时， 汤小红、 Muhammet 等采用数值模拟技术对角焊缝的应力应变 特性开展了深入研究 ；鞠晓臣、王丽等通过试验手段研究了 对接焊缝和角接焊缝的疲劳特性。 超声波检测是焊缝质量检测的常用方法，刘恩凯和崔卫 民等分别利用超声检测技术对管线和一般钢结构角接焊缝质 量进行了超声波检测研究。基于上述工作，本文结合深圳市 前海合作区梦海前湾河桥工程项目，对全熔透角接焊及焊缝 评估技术在桥梁钢箱梁中的应用进行深入探究。 1 工程概况 本文以梦海前湾河桥（原前海合作区 3号景观桥）工程项 目为依托展开试验研究。项目位于深圳市前海合作区梦海大 道上，跨越前湾河水廊道。桥位北侧与前湾四路相接，南侧 与前湾河西街相接。梦海大道为城市主干道，双向八车道设计， 规划道路宽为 50 m ，桥下通航净空为 18 m ×3.5 m 。桥梁起点桩 号为 K0+182.39 ，终点桩号为 K0+343.61 ，全长 161.22 m 。桥 位处于直线上，在北侧近交叉路口处有展宽，但桥梁范围内 全桥等宽为 46.5 m 。桥梁采用计算跨径为 155.5 m 的拱梁组合 体系钢桥。 主梁（标准段）采用封闭的正交异形板钢箱梁，箱梁全 宽 46.4 m ，两侧悬臂宽 5.25 m ，箱梁中心处梁高 2.3 m 。横断面 上共设 8道腹板，中间设置 2道，与拱脚处拱肋断面的腹板对 应（简称中箱），外边距为 1.88 m ；两边各设置 2道，外边距 为 0.8 m ，与刚架的腹板对应（简称边箱）。除此之外，车行道 中间位置设置 1道腹板以加强箱梁整体受力，提高桥面板刚度。 箱梁车行道部分桥面板采用 2% 的横坡，人行道下方桥面板不 设横坡，箱梁底板水平。 拱梁结合段顺桥向长度为 7.1 m ，包含端横梁、拱脚、正 交异形桥面板、底板、腹板、横隔板、端封板、加劲肋、悬臂等。 其中正交异形桥面板、底板、悬臂、腹板布置等与主梁其他 区域类似，只是部分板件厚度有所不同。 桥梁结构主要构件钢材采用 Q420qD 和 Q345qC ，钢拱肋、 刚架、上下吊点主吊耳构件采用 Q420qD ，其余主要受力构件 均采用 Q345qC ，均须符合 GB/T 714 —2015 《桥梁结构用钢》 的相关规定。板厚超过 20 mm （包括 20 mm ）钢板均应进行超 声波 II级探伤检测，板厚超过 30 mm （包括 30 mm ）应需满足 厚度方向钢板性能级别 Z35 指标。本桥最大板厚采用 60 mm 。 其中 Q420qD 钢板须采用 TMCP （热机械控制轧制技术）钢， 以提高其焊接性能。 梦海前湾河桥需要进行全熔透角焊的梁板结构形式，都 使用火焰切坡口打磨。焊接位置以平位和立位居多，在实际 焊接中也应尽量避免仰位焊接。焊接方法都是用半自动气体 保护焊，焊接母材为 Q345qC 钢 、Q420qD 钢，所选取的焊材 见表 1，都为与母材强度相近的焊材，且符合国家标准。 表1 焊材型号对照 焊接材料名称 焊接材料的牌号或型号 标准名称 标准编号 药芯焊丝 E501T-1 《碳钢药芯焊丝》 GB/T 10045—2001 实芯焊丝 ER50-6E551T1-K2C 《碳钢、低合金钢焊丝》 GB/T 8110—2008 2 焊缝质量评估试验研究 超声及相控检测在焊缝质量检测中已经得到应用，但仍 无法完全替代现场试验，这是因为现场试验得到的物理力学 ［摘 要］ ? ??勘??c??) h?????R +]Q/ ，??仕) h?????N? 仕7?? ?m 。? ??  ?????? 3?? ???倭Q? ? ，s? c1? c/仕???凹? t?? y?&?r天N ，u t???????) h?