灌河桥焊接论文.doc

灌河特大桥锚拉板结构焊接技术 中铁山桥集团有限公司（秦皇岛市 066205） 徐向军 娄玉春 魏云祥 摘要：连盐高速公路灌河特大桥采用锚拉板结构，本文详细介绍了锚拉板结构的特点、焊接性试验、焊接工艺评定试验情况和焊接顺序，提出了保证锚拉板结构焊接质量的保证措施。 关键词：锚拉板结构 焊接试验 焊接顺序 质量保证措施 前 言 江苏省连盐高速公路灌河特大桥主体结构为32.9 +115.4+340+115.4+32.9米五跨连续梁斜拉桥，采用锚拉板结构是本桥设计的特点之一，锚拉板结构见图1。 斜拉索通过锚拉板结构与主梁相连，锚拉板与锚管、主梁上盖板均为I级熔透角焊缝；由于锚拉板受力大，锚拉板采用了材质为Q370qD钢，板厚50和60mm的钢板制造，由于钢板强度级别高，板厚大，刚度大，焊接质量至关重要。通过对锚拉板结构进行分析研究，进行焊接性试验和焊接工艺评定试验，确定了锚拉板结构焊接工艺，确保了锚拉板结构的焊接质量。 1.锚拉板结构分析 由于斜拉索力是通过锚拉板结构传递到工形主梁，主梁上盖板厚度方向承受拉应力，设计要求主梁上盖板应满足《厚度方向性能钢板》（GB5315-85）中Z25级。锚拉板与锚管、锚拉板与主梁上盖板间角焊缝以及锚拉板处主梁上盖板与腹板间角焊缝为直接传力焊缝，要求内部质量为I级熔透角焊缝。 2.主梁上盖板Z向拉伸试验 对材质为Q370qD钢，板厚36和50mm的主梁上盖板进行Z向拉伸试验，并对钢板的S含量进行分析，试验按照GB5315-85标准进行，钢板S含量和Z向断面收缩率见表1。 表1 主梁上盖板Z向拉伸试验结果 材质 板厚mm 批号 S含量 % Z向断面收缩率ψz % Q370qD 36 Q006248 0.004 68,69,67 (68) 50 CH522583 0.006 62,69,65 (65) GB5313中的Z25级标准 ≤0.007 ≥25 由表1的试验结果可以看出，该厚度钢板的S含量和Z向拉伸断面收缩率均满足GB5313中的Z25级（规定S含量≤0.007%，ψz≥25%），且Z向拉伸断面收缩率高达68%和65%，远远高于Z25级标准值，表明主梁上盖板的抗层状撕裂性能优良。 3. 锚拉板熔透角焊缝系列温度冲击试验 在本桥结构中，锚拉板熔透角焊缝的焊接质量至关重要，为此对锚拉板熔透角焊缝的焊缝金属和热影响区进行了20℃、0℃、-10℃、-20℃、-30℃、-40℃、-50℃、-60℃的系列温度冲击试验。试件的坡口形式、焊接方法、焊接材料见表2，施焊状况见表3，系列温度冲击试验结果见表4，系列温度冲击曲线见图2。根据本工程对母材冲击韧性的技术要求（Q370qD钢板-20℃Akv≥41J），由图2的系列温度冲击曲线可以确定锚拉板熔透角焊缝冲击功41J所对应的温度，焊缝金属为-55℃，热影响区（线外1mm）在 -60℃以下，均低于设计要求温度（-20℃）。 表2 系列温度冲击试验坡口形式、焊接方法、焊接材料 板厚组合 （材质） 坡口形式 焊接 位置 焊接方法 及焊接材料 代表焊缝 备注 50+50 (Q370qD) 试板:50×400×800 50×400×800 平位 药芯焊丝气保护半自动焊 Supercored 71H（ф1.2） 锚拉板与主梁盖板间熔透角焊缝 机加工坡口 表3 系列温度冲击试件施焊状况 熔 敷 简 图 焊道 道间温 度℃ 电流 A 电压 V 气体流量L/min 焊接 方法 备注 1 80 260~280 31~32 15～20 135 (Φ1.2) 温度：27℃ 湿度：62% 预热：80℃ 平位施焊 背面清根 2~5 115～10 260~280 31~32 15～20 6~23 100~164 260~280 31~32 15～20 24~41 98~140 260~280 31~32 15～20 42~55 95~135 260~280 31~32 15～20 注：焊接方法：135—CO2气体保护焊。 表4 系列温度冲击试验结果 材质 板厚 槽口位置 20℃ 0℃ -10℃ -20℃ -30℃ -40℃ -50℃ -60℃ Q370qD （50+50） 焊缝金属 107 136 137 (127) 137 136 152 (142) 96 110 134 (113) 110 108 112 (110) 130 78 95 (101) 62 118 42 (74) 44 84 62 (63) 34 30 41 (35) 热影响区 191 189 182 (187) 189 184 114 (162) 159 157 155 (157) 152 78 161 (1