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《應(yīng)用反變形胎架降低鋼箱梁面底板u肋焊接變形率》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、應(yīng)用反變形胎架降低鋼箱梁面底板U肋焊接變形率(武漢一冶鋼結(jié)構(gòu)有限責(zé)任公司,武漢430415)摘要：本工程結(jié)構(gòu)特點橋梁上部結(jié)構(gòu)采用等截面或變截面鋼結(jié)構(gòu)斜腹板連續(xù)箱梁，根據(jù)橋面寬度不同其橫截面采用一箱四室或一箱多室箱梁結(jié)構(gòu)。在單元件面底板U肋焊接過程中焊接變形較為嚴重；對此，首先采用反變形焊接胎架，利用CO2氣體保護自動小車進行焊接，從而降低面底板U肋焊接的變形率。提高焊接質(zhì)量，有效的控制焊接過程中產(chǎn)生焊接變形，降低火焰校正時間，提高生產(chǎn)效率。關(guān)鍵詞：鋼箱梁反變形胎架U肋變形率1.工程概述武漢市二環(huán)線漢口段（江漢二橋～建設(shè)大道）工程起于江漢
2、二橋漢口岸，止于二七長江大橋引橋，全長約11Km，其中高架橋段長約9.7Km，鋼結(jié)構(gòu)箱梁橋體安裝在混凝土支墩上，分散分布在一、二、四、五標段沿途15個路口段，共有18個聯(lián)長（含匝道），最長聯(lián)長段為竹葉山路口，長度186m，橋?qū)?0m～45m，重量約3500t；最短聯(lián)長段位于漢西二路路口，長度65m，橋?qū)挒?6m，跨數(shù)為1跨。鋼箱梁主線總長度約2112.5m，匝道全長325.5m，總重量約32650t。2.工程技術(shù)難點及措施2.1工程技術(shù)難點1）鋼箱梁為全焊鋼結(jié)構(gòu)，節(jié)段單板厚度與剛度較小，焊縫密集。因此，如何控制其焊接變形和焊接殘余應(yīng)力，
3、保證鋼箱梁面底板U肋焊接變形是鋼箱梁制造的難點。2）鋼箱梁結(jié)構(gòu)復(fù)雜，面底板U肋數(shù)量較多，長度均在12mm以上，焊接的時候容易長生焊接變形，不容易校正。3）焊接質(zhì)量應(yīng)為箱形梁制造中的重中之重，特別要控制U肋與頂、底板焊接“透而不漏”，不能焊穿。4）針對此工程，要制定詳細的施工組織設(shè)計，施工制作方案，所有類型的焊縫在焊接前應(yīng)作工藝評定試驗，編制完善的焊接工藝評定試驗報告。2.2技術(shù)措施1）根據(jù)本工程的結(jié)構(gòu)特點，焊接節(jié)點形式，母材類型進行焊接工藝評點及制定相應(yīng)的焊接工藝卡。采用合理的焊接順序，焊接方位來保證鋼箱梁的整體焊接質(zhì)量。2）對鋼箱梁面
4、底板U肋焊接在專門的焊接胎架中進行，通過胎架剛性固定，控制焊接收縮和焊接變形。3）要建立一套完整的工藝編制書和審核制度，其好處是在開工之初即先預(yù)計到工程進行中的問題，即自己提問題解決問題。通過嚴格的質(zhì)量控制來保證鋼箱梁面底板U肋的焊接質(zhì)量。3.鋼箱梁面底板U肋的焊接3.1鋼箱梁面底板U肋焊接產(chǎn)生的四種變形（見圖1）1)角變形2)縱向收縮變形3）橫向收縮變形4）縱向面外彎曲變形圖13.2四種變形產(chǎn)生的原因：1）焊接時，U型肋角焊縫和周圍熱影響區(qū)的鋼材在凝固和冷卻過程中會發(fā)生收縮，導(dǎo)致板單元的縱向和橫向收縮變形以及縱向面外彎曲變形。2）由于
5、是在面板的單側(cè)施焊，沿面板的厚度方向存在溫度梯度，所以面板有U型肋角焊縫的一面比另一面發(fā)生了更大的收縮，在焊縫處形成了角變形。3）在實際情況中，板單元的整體變形是由四種基本形式組合的復(fù)雜變形。3.3對產(chǎn)生四種變形的原因分析：由于在焊接面底板U形肋角焊縫時會產(chǎn)生相變應(yīng)力、熱應(yīng)力等使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生收縮變形，由于面底板與U肋的剛度不同，從而產(chǎn)生不同的收縮引起不同的變形。1）鋼板與縱肋焊接后，根據(jù)焊接收縮原理，縱肋產(chǎn)生彎曲變形大于面板產(chǎn)生的彎曲變形，所以面板抵抗不了U肋產(chǎn)生的變形。故而形而隨縱肋產(chǎn)生變形。2）板塊橫向變形，板單元U形角焊縫在面板單側(cè)，
6、在焊接u形肋縱向焊縫時，由于面板兩面受熱不同而在面板厚度方向產(chǎn)生溫度梯度，在有u形肋的一面產(chǎn)生較大的收縮，所以面板產(chǎn)生橫向彎曲。4.面底板U肋焊接完變形的校正面底板U肋焊接完后一旦產(chǎn)生變形可采用火焰加熱的方法加以矯正。對于鋼板橫向彎曲變形，可以沿縱肋焊接方向，在焊縫背面用火焰烤直道，使焊接殘余應(yīng)力重新分布，由于鋼板兩面受熱不同，冷縮后變形量不同，從而達到矯正的目的。對于面底板縱向彎曲變形可以在U肋上部，間隔一定距離用火焰烤三角形，利用三角形冷卻達到矯正的目的采用火焰加熱的方法矯正，焊接變形存在以下幾個方面的問題：1）由于面底板U肋焊接完
7、會產(chǎn)生的變形較大，采用火焰校正工作量大，火焰校正變形不容易控制。2）火焰校正的溫度如果控制不好，會損害鋼板的力學(xué)性能。3）火焰校正時需要的人工較多，同時，會造成氣體的浪費。5.利用反變形胎架來降底鋼箱梁面底板U肋焊接的變形率面底板U肋角焊縫焊接采用CO2氣體保護自動焊機施焊，采用CO2氣體保護自動焊機焊接時產(chǎn)生的線能量不大，且焊接運行均勻，所產(chǎn)生的焊接應(yīng)力分布有規(guī)律。經(jīng)過對一個聯(lián)長的面底板U肋施焊試驗，確定其焊后變形趨勢及量值，針對這些變形方向和量值設(shè)計反變形焊接胎架，給單元件在焊接前施加反方向等變形量值的預(yù)變形，使焊后變形量正好與其反
8、變形量相抵消。經(jīng)過對一個聯(lián)長的焊接驗證：單元件焊接后的變形得到有效的控制。為了使面板單元件U形肋焊接熔深及成形更，,將反變形焊接胎架傾斜一定角度，使焊接質(zhì)量大大提高。即將焊接胎架做成左右可轉(zhuǎn)動，剛度較大的胎
