CN104233965B - 钢箱梁裂纹处治方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁钢箱梁结构裂纹修补技术领域，尤其是涉及钢箱梁裂纹处治方法，包括：测量裂纹在钢箱梁上的定位数据；根据定位数据在钢箱梁的施工图纸上标注裂纹位置，并形成裂纹定位结构图；根据裂纹定位结构图，现场确定裂纹在钢梁箱内的位置，并进行修复。本发明提供的方法，其通过测量裂纹定位数据，再将定位数据按比例转换，并在钢箱梁的施工图纸上，将裂纹定位出来，这样就可以定位出裂纹的具体信息。维修人员根据定位结构图，进入钢箱梁内并找到裂纹位置进行修复即可。由于其能够准确定位钢箱梁上裂纹，维修人员不需要进行逐一的排查来确定裂纹的具体位置，处治方法工艺先进、简单实用、安全可靠、低成本，从而提高了维修的效率。

Description

钢箱梁裂纹处治方法

技术领域

本发明涉及桥梁裂纹修补技术领域，尤其是涉及钢箱梁裂纹处治方法。

背景技术

钢箱梁，又叫钢板箱形梁，其是由多个梁段组成，每个梁段一般由面板、底板、腹板、横隔板、纵隔板、加劲肋、堪补段及球扁钢等通过全焊接的方式连接而成。其中顶板为由盖板和纵向加劲肋构成的正交异性桥面板。其是大跨径桥梁常用的结构形式。外型像一个箱子故叫做钢箱梁。在大跨度缆索支撑桥梁中，钢箱主梁的跨度大至几百米，甚至上千米，一般分为若干梁段制作和安装，其横截面具有宽幅、扁平和尖风嘴的外型特点。

钢箱梁作为桥梁的主要承重结构部位，在经过长时间的使用后，钢箱梁上会产生疲劳裂纹。在相关技术中，维修工人经过实地勘察，确定裂纹的大体的位置。然后，维修工人带着需补工具，一般采用碳弧气刨进行修补。

但是，相关技术中的钢箱梁裂纹的修补方法，由于每个梁段均有多个面板、多个底板、多个腹板、多个横隔板、多个纵隔板及多个加劲肋等组成，其组成部件很多，所以维修工人进入钢梁箱后，需要进行逐一的排查之后，才能够确定裂纹的具体位置，从而导致维修的效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供钢箱梁裂纹处治方法，以解决现有技术中存在的维修效率低技术问题。

本发明提供的钢箱梁裂纹处治方法，包括：

测量裂纹在钢箱梁上的定位数据；

根据定位数据在钢箱梁的施工图纸上标注裂纹位置，并形成裂纹定位结构图；根据裂纹定位结构图，现场确定裂纹在钢梁箱内的位置，并进行修复。

进一步地，测量裂纹在钢箱梁上的定位数据步骤之前，还包括将多个梁段依次编号，并将每个梁段内的部件进行编号。

进一步地，定位数据包括：裂纹的长度、裂纹两端点距离钢箱梁两端及两侧边的距离，以及裂纹与钢箱梁上的车道关系和裂纹特征。

进一步地，测量裂纹在钢箱梁上的定位数据的步骤之后，利用Excel对定位数据进行统计，并编制成缺陷统计明细表格。

进一步地，根据定位数据在钢箱梁的施工图纸上标注裂纹位置，并形成裂纹定位结构图的步骤之后，还包括根据施工图纸上标注裂纹位置，确定梁段上产生裂纹的部件的位置，并利用Excel对部件进行统计，并编制成定位表格。

进一步地，根据裂纹定位结构图确定裂纹在钢梁箱内的位置，并进行修复步骤中，具体包括如下步骤：

采用着色无损探伤检测确定裂纹起点和终点；

在裂纹的起点和终点处分别制作止裂孔；

采用合金铣刀对裂纹进行清理，并形成焊接坡口；

再次对裂纹进行着色无损探伤达到无缺陷合格；

对裂纹进行焊接；

焊接完成后再次进行着色无损探伤；

清洁焊缝表面进行防腐处理；

进行现场标识。

进一步地，采用着色无损探伤检测确定裂纹起点和终点的步骤之前，还包括采用打磨机对所述裂纹进行打磨。

进一步地，采用合金铣刀清除缺陷裂纹的步骤之后，还包括在裂纹定位结构图中标识出裂纹的起点和终点。

进一步地，着色无损探伤检测合格后，对裂纹进行焊接的步骤中，焊接采用的焊材为J507焊条，J507焊条的直径为3.2mm，焊接电流为90A～120A；或者焊接采用的焊材为CO₂保护焊；CO2保护焊的焊丝1.2mm～1.6mm，CO₂保护焊的焊丝牌号为H08Mn2S，所述焊接电流90A～350A。

本发明提供的钢箱梁裂纹处治方法，其通过测量裂纹定位数据，再将定位数据按比例转换，并在钢箱梁的施工图纸上，将裂纹定位出来，这样就可以定位出裂纹的具体信息。维修人员根据定位结构图，进入钢箱梁内并找到裂纹位置进行修复即可。由于本发明提供的钢箱梁裂纹处治方法，其能够准确定位钢箱梁的裂纹，维修人员不需要进行逐一的排查来确定裂纹的具体位置，处治方法工艺先进、简单实用、安全可靠、低成本，从而提高了维修的效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的钢箱梁裂纹处治方法的一种实施例的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的钢箱梁裂纹处治方法的另一种实施例的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的钢箱梁裂纹处治方法中的裂纹修复的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的钢箱梁裂纹处治方法中的又一种实施例的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的钢箱梁裂纹处治方法中的钢箱梁额结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明实施例提供的钢箱梁裂纹处治方法的一种实施例的流程示意图；图5为本发明实施例提供的钢箱梁裂纹处治方法中的钢箱梁额结构示意图；如图1和图5所示，本实施例提供的钢箱梁裂纹处治方法，包括：

步骤100：测量裂纹在钢箱梁101上的定位数据；

步骤300：根据定位数据在钢箱梁101的施工图纸上标注裂纹位置，并形成裂纹定位结构图；

步骤500：根据裂纹定位结构图，现场确定裂纹在钢梁箱内的位置，并进行修复。

其中，定位数据包括裂纹的、长度、走向和裂纹特征，以及位于钢箱梁101的哪个梁段上，还有位于钢箱梁101上的哪个车道上等等。

另外，此处的裂纹特征是指通过裂纹所在位置划分的裂纹的种类，例如U肋105与桥面板102焊缝(或母材)裂纹、U肋105堪补段对接缝(或母材)裂纹、横隔板母材(工艺孔处)裂纹、纵隔板与横隔板立焊缝裂纹、桥面板102裂纹(桥面裂纹分为非隐形裂纹和隐形裂纹-指在U肋内)、桥面板102与横隔板裂纹、桥面板102与纵隔板裂纹、桥底板裂纹、桥底板104与球扁钢103裂纹、桥底板104与横隔板裂纹、桥底板104与纵隔板裂纹和其它裂纹。其他裂纹可以为纵隔板与桥面板102、纵隔板趾端裂纹或者横隔板扶强材裂纹等。

维修人员根据定位数据，在钢箱梁101的施工图纸上定位出裂纹的具体位置，例如位于哪个梁段的哪个部件上。这样，维修人员根据定位结构图标注的裂纹位置，进入钢箱梁101内找到该裂纹的实际位置，然后再根据裂纹特征，对裂纹进行修复。

此外，为了便于维修人员快速定位钢箱梁101内的实际裂纹位置，将多个梁段依次编号，并将每个梁段内的部件进行编号。其中，编号的方式可以为多种，例如按着钢箱梁101从前之后，从左到右的方向依次对梁段及梁段上的部件进行标号。也可以从钢箱梁101的中心向两端和两侧进行编号。而对梁段及梁段上的部件进行标号，可以在钢箱梁101养护的过程进行标注，也可以在对钢箱梁101定期检查中，对钢箱梁101、横隔板、U肋105、球扁钢103进行标号。

当然，在钢梁箱内构件标号完成后，需要在定位结构图上相应做好标记，以便于定位裂纹。这样，当维修人员在进入钢箱梁101内时，根据钢梁箱内的标号即可以实现快速定位裂纹位置，减少裂纹实际定位的时间，进一步的提高维修的效率。

本实施例提供的钢箱梁101裂纹处治方法，其通过测量裂纹定位数据，在将定位数据按比例转换，并在钢箱梁101的施工图纸上，将裂纹定位出来，这样就可以定位出裂纹的具体信息。维修人员根据定位结构图，进入钢箱梁101内并找到裂纹位置进行修复即可。由于本实施例提供的钢箱梁裂纹处治方法，其能够准确定位裂纹，维修人员不需要进行逐一的排查来确定裂纹的具体位置，处治方法工艺先进、简单实用、安全可靠、低成本，从而提高了维修的效率。

图2为本发明实施例提供的钢箱梁裂纹处治方法的另一种实施例的流程示意图；如图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，测量裂纹在钢箱梁101上的定位数据的步骤之后，还包括步骤200：利用Excel对定位数据进行统计，并编制成缺陷统计明细表格。

通过统计表可以统计出，某一梁段上有多少个裂纹，具有某种裂纹特征的裂纹有多少，在某一车道上具有多少个裂纹等等。通过统计表还可以得知，钢梁箱上的裂纹具有多种裂纹特征，以便准备修复工具及制定修复工艺；统计某一车道上的裂纹数量，可以得知在某一车道上哪个部位负载大，哪个部分负载小，从而在修复的过程中，对位于负载大的位置的裂纹进行修复时，需要加强裂纹处的负载能力，并协助有关部门管理车道的行驶车辆等等。另外，通过统计表统计裂纹的总量，从而便于后期的复核，以免漏掉裂纹和监控原裂纹处是否在发生裂纹。

如图2所示，在上述实施例的基础上，为了便于维修人员定位裂纹的实际位置，也避免维修人员遗漏裂纹，进一步地，根据定位数据在钢箱梁101的施工图纸上标注裂纹位置，并形成裂纹定位结构图的步骤之后，还包括步骤400：根据施工图纸上标注裂纹位置，确定梁段上产生裂纹的部件的位置，并利用Excel对部件进行统计，并编制成定位表格。

当维修人员根据实地勘察得到的裂纹的定位数据，在钢箱梁101的施工图纸上定位出裂纹，并制成定位结构图。通过定位结构图能够准确知道某一裂纹在哪个梁段上的哪个部件上，然后将每个裂纹的具体位置信息，利用Excel表格进行统计并制成定位表格。从而便于维修人员定位裂纹的实际位置。

图3为本发明实施例提供的钢箱梁裂纹处治方法中的裂纹修复的流程示意图；如图3所示，在上述实施例基础上，进一步地，根据裂纹定位结构图确定裂纹在钢梁箱内的位置，并进行修复步骤中，具体包括如下步骤：

步骤312：采用着色无损探伤检测确定裂纹起点和终点；

步骤313；在裂纹的起点和终点处分别制作止裂孔；

步骤314：采用专用合金铣刀对裂纹进行清理，并形成焊接坡口；

步骤315：再次对裂纹进行着色无损探伤达到无缺陷合格

步骤316：对裂纹进行焊接；

步骤317：焊接完成后再次进行着色无损探伤；

步骤318：清洁焊缝表面进行防腐处理；

步骤319：进行现场标识。

其中，着色无损探伤检测合格是指，在清理完裂纹后，对该裂纹进行着色无损探伤检测，如果没有再发现缺陷裂纹，则即为着色无损探伤检测合格。如果发现了缺陷裂纹，则需要使用合金铣刀继续清除缺陷裂纹，直至着色无损探伤检测没有检测出缺陷裂纹。在每次着色无损探伤检测完毕后，均需要采用热风机对裂纹，即检测区域进行除湿。而在清除缺陷裂纹后，需要对缺陷裂纹作标识，以便后期的复核和维护。止裂孔的厚度为板厚的10.～1.35倍。

另外，为了便于使用合金铣刀清理裂纹，在采用着色无损探伤检测确定裂纹起点和终点的步骤之前，还包括步骤311：采用打磨机对所述裂纹进行打磨。其中打磨机包括角磨机和垂直磨机等等，通过打磨机清理裂纹，从而便于维修人员清除裂纹周边的表面的浮锈、油漆，使焊缝表面光滑、干净、露出金属本色，方便着色探伤，进而确定焊缝的长度。为了提高修复后的裂纹处的负载能力，在清除裂纹时，将裂纹的两止端各延伸45mm～55mm，较佳地为50mm。在清除完裂纹后，在裂纹的起点和终点分别制作止裂孔，从而避免在后续的操作的过程中，裂纹继续开裂。此外，对裂纹进行焊接时，需要按着焊接规范焊接工艺进行焊接。

本实施例中的钢箱梁裂纹处治方法，与相关技术中使用碳弧气刨与气割相结合清理裂纹，需要明火作业，会产生烟雾、粉尘污染和弧光辐射；气割在使用中需要通过加长管线来输送乙炔，管路老旧、接头会潜在漏气而产生明火等安全隐患；在进行清理裂纹过程中，由于乙炔燃烧和碳弧气刨作业而释放的温度也会影响到钢的机体，有些结晶会发生变化相比。本实施例中钢箱梁裂纹处治防范，其先通过角磨机、垂直磨机，对裂纹进行表面打磨，然后在利用专用合金铣刀对裂纹进行清理，由于合金铣刀使用不需要气源，所以不存在因漏气而产生明火，也不会产生烟雾和弧光辐射。另外，由于合金铣刀在使用的过程温度低，所以不会影响钢的机体。

图4为本发明实施例提供的钢箱梁裂纹处治方法中的又一种实施例的流程示意图；如图4所示，在上述实施例的基础上，进一步地，着色无损探伤检测确定裂纹的起点和终点步骤之后，还包括步骤320，在裂纹定位结构图中标识出裂纹的起点和终点，以及缺陷裂纹的位置。将钢箱梁101上的实际裂纹的长度和位置在定位结构图上进行标注，以便于后续的复核和维护。

在上述实施例的基础上，为了保证焊接的质量，保证修复后裂纹出的承载能力，进一步地，着色无损探伤检测合格后，对裂纹进行焊接的步骤中，焊接采用的焊材为J507焊条，焊条的直径为3.2mm；焊接电流为90A～120A；或者采用CO₂气体保护焊，焊丝1.2，焊接材料H08Mn2S，焊接电流90～350A，仰焊接电流90～150A，焊接速度、极性、气体流量选择按相关规范标准执行。

其中，焊工应具有CCS手工电弧焊Ⅲ类资格。焊接前，采用热风机对焊缝区域进行表面除湿。焊前要对所有已清刨坡口进行打磨处理，使坡口面光滑、无裂纹缺陷，无飞溅、无夹碳、露出金属本色。当风速大于2m/s时，要求做好防风措施，各道间焊接接头要求错开距离不小于100mm。采用右焊法进行焊接，各道间焊渣须清除干净。每段焊缝的第一、二层焊接工作应连续作业。起、收弧处要求回弧处理、并填满弧坑。修复人员根据焊接的位置选择焊接电流，如下表：

焊后处理，修复后焊缝的外观缺陷按规范修补后、对焊缝进行打磨处理，使其表面平滑、干净、露出金属本色。按《铁路钢桥制造规范》TB10212—98的要求对焊缝进行外观检测。外观检测合格后，在焊后24小时对修复处进行100％着色检测，Ⅰ级合格，执行标准为JB4730—2005。对于返工仍不合格的焊缝，须及时反馈，经技术负责人批准后，方能再次进行返工修复。

在焊接过程应做好如下的标识和记录：

⑴请相关人员对裂纹位置、施焊温度、空气湿度、焊工姓名、焊接规范、焊缝层数做好跟踪记录。

⑵做好便于复查、比对的标识(现场可保持2～3年)；

⑶做好修复完工技术资料整理汇编。

另外，焊接前钢箱梁101内通风而后进行测爆，符合安全标准才能焊接。钢箱梁101内严禁易燃易爆气体携带进入。如确需要易燃易爆气体进入施工，专门报批，要有专门防护措施和手段，专人看管，方可使用。每天钢箱梁101内人员进出进行清点。

此外，在前期测量裂纹定位数据的过程中，为了便于后期在钢箱梁101的施工图纸上定位裂纹，可以用多种方式保存定位数据，例如可以进行拍照、将定位数据汇总在Word文档中等等。而且为了便于维护钢箱梁101，还可以根据定位数据来分析裂纹产生的原因等等。当然，在上述实施例中的每一个步骤中，特别是在修复的过程中，每进行一道工序都需要拍摄照片，并在照片上进行裂纹信息的标注，以便后续复核和维护。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.钢箱梁裂纹处治方法，其特征在于，包括：

测量裂纹在钢箱梁上的定位数据；

根据所述定位数据在所述钢箱梁的施工图纸上标注裂纹位置，并形成裂纹定位结构图；

根据所述裂纹定位结构图，现场确定裂纹在钢梁箱内的位置，并进行修复；

所述测量裂纹在钢箱梁上的定位数据步骤之前，还包括将多个梁段依次编号，并将每个梁段内的部件进行编号；相应地在所述裂纹定位结构图做标记。

2.根据权利要求1所述的钢箱梁裂纹处治方法，其特征在于，所述定位数据包括：所述裂纹的长度、所述裂纹两端点距离所述钢箱梁两端及两侧边的距离，以及所述裂纹与所述钢箱梁上的车道关系和裂纹特征。

3.根据权利要求2所述的钢箱梁裂纹处治方法，其特征在于，所述测量裂纹在钢箱梁上的定位数据的步骤之后，还包括利用Excel对所述定位数据进行统计，并编制成缺陷统计明细表格。

4.根据权利要求1所述的钢箱梁裂纹处治方法，其特征在于，所述根据所述定位数据在所述钢箱梁的施工图纸上标注裂纹位置，并形成裂纹定位结构图的步骤之后，还包括：

根据所述施工图纸上标注裂纹位置，确定所述梁段上产生所述裂纹的部件的位置，并利用Excel对所述部件进行统计，并编制成定位表格。

5.根据权利要求1-4任一项所述的钢箱梁裂纹处治方法，其特征在于，所述根据所述裂纹定位结构图，现场确定裂纹在钢梁箱内的位置，并进行修复步骤中，具体包括如下步骤：

采用着色无损探伤检测确定所述裂纹起点和终点；

在所述裂纹的起点和终点处分别制作止裂孔；

采用合金铣刀对所述裂纹进行清理，并形成焊接坡口；

再次对所述裂纹进行着色无损探伤达到无缺陷合格；

对所述裂纹进行焊接；

焊接完成后再次进行着色无损探伤；

清洁焊缝表面进行防腐处理；

进行现场标识。

6.根据权利要求5所述的钢箱梁裂纹处治方法，其特征在于，所述采用着色无损探伤检测确定所述裂纹起点和终点的步骤之前，还包括：

采用打磨机对所述裂纹进行打磨。

7.根据权利要求5所述的钢箱梁裂纹处治方法，其特征在于，所述采用合金铣刀对所述裂纹进行清理，并形成焊接坡口的步骤之后，还包括：

在所述裂纹定位结构图中标识出所述裂纹的起点和终点。

8.根据权利要求5所述的钢箱梁裂纹处治方法，其特征在于，所述对所述裂纹进行焊接的步骤中，所述焊接采用的焊材为J507焊条，所述J507焊条的直径为3.2mm；所述焊接电流为90A～120A；或者所述焊接采用的焊材为CO₂保护焊，所述的CO₂保护焊的焊丝直径1.2mm～1.6mm，所述CO₂保护焊的焊丝牌号为H08Mn2S，所述焊接电流为90A～350A。