CN112453831A - 钢箱梁的制作焊接工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钢箱梁的制作焊接工艺，其包括：步骤一、原材预处理；步骤二、原材下料；步骤三、钢箱梁节段制造；步骤四、主梁拼接；步骤五、主梁焊接；步骤六、主梁矫正；步骤七、施工现场组焊钢箱梁。本发明具有能够减小焊接变形、改善构件应力状态，保证箱梁质量的效果。

Description

钢箱梁的制作焊接工艺

技术领域

本发明涉及钢结构桥梁的技术领域，尤其是涉及一种钢箱梁的制作工艺。

背景技术

钢箱梁又叫钢板箱形梁，是大跨径桥梁常用的结构形式。一般用在跨度较大的桥梁上，因外型像一个箱子故叫做钢箱梁。在大跨度缆索支承桥梁中，钢箱主梁的跨度达几百米及至上千米一般分为若干梁段制造和安装，其横截面具有宽幅和扁平的外形特点，高宽比达到1：10左右。钢箱梁一般由顶板、底板、腹板、和横隔板、纵隔板及加劲肋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。

现有的箱梁参照图1所示：包括多根相互平行的主梁1，相邻的主梁1之间均设置有多片横向连接结构，横向连接结构为横梁2，通过横向连接结构实现相邻主梁1的固定，主梁1为不设顶板的槽型梁结构，槽型梁立面呈鱼腹型，由上翼缘板11、腹板一12、底板13和横隔板14组成，腹板一12侧壁、横隔板14以及底板13的表面上均固接有多根加劲肋；横梁2是由上翼板21、腹板二22、下翼板23组成的工型结构，腹板二22侧壁上固接有多根相互平行的加劲板；箱梁顶面设置2%的单向横坡。

目前在对该种箱梁进行整体制作焊接时，钢箱梁节段数量大，结构复杂，焊装定位复杂，焊缝密集，熔透焊缝数量多，焊接质量要求高，焊接变形对几何精度影响较大。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种钢箱梁的制作焊接工艺，具有能够减小焊接变形、改善构件应力状态，保证箱梁的质量。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种钢箱梁的制作焊接工艺，包括以下步骤：

步骤一、原材预处理：钢板生产前对钢板表面质量进行检查，清除表面污物，并辊平钢板；

步骤二、原材下料；

步骤三、主梁节段与横梁制造：分别制作主梁的底板、腹板一以及横隔板并制作横梁；

步骤四、主梁拼接；将预制好的底板、腹板一以及横隔板进行拼接形成主梁；

步骤五、主梁焊接：

1、焊接横隔板先焊接横隔板与腹板一的立焊缝，再焊接横隔板与底板的焊缝，焊接按从中间向两边，从下往上的顺序进行；

2、为保证主梁现场安装箱口尺寸相匹配，主梁的四条纵向主棱角全熔透焊缝在梁段工地对接处预留150mm暂不焊接，待现场吊装调整到位后再施焊；

3、焊接腹板一与底板的纵向焊缝，从中间向两侧对称施焊，或者从一端向另一端连续施焊，由于此处为全熔透焊缝，焊接收缩大，施工中设置工艺支撑控制变形；

步骤六、主梁矫正

主梁结构焊接后，进行尺寸检查，其孔群部位的平面度、梁的扭曲、旁弯等必须控制在允差之内，否则必须矫正至符合要求；

步骤七、施工现场组焊钢箱梁

运输焊接后的主梁与横梁至施工现场进行拼焊，拼焊横梁与主梁的腹板一，将横梁合线安装，焊接横梁两侧与相邻主梁的腹板一全熔焊缝，再焊接横梁上翼板与相邻主梁的上翼缘板焊缝。

通过采用上述技术方案,采用先单元件制造，再主梁整体拼焊的制造思路，且最后将主梁与横梁运输至施工现场再进行拼焊，节段之间连续匹配拼装制造，以保证钢梁整体线型及节段连接精度，具有能够减小焊接变形、改善构件应力状态，保证箱梁的质量。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:主梁的底板制造包括以下步骤：

1、底板由不同板厚零件组拼接长，下料、组焊接长时两相邻节点间距预留适量收缩余量，端部各预留15～20mm余量；

2、加工底板不等厚对接坡口，注意坡口方向，保证箱内侧齐平；

3、纵肋采用多头火焰切割下料，两端切出过焊孔，对接边开出坡口；

4、底板对接、探伤合格后，顺应力方向磨平余高，划出纵向加劲肋安装定位线，合线安装纵肋、施点固焊，安装纵肋时注意坡口方向与前一节段相匹配，从一端开始连续施焊纵肋与底板焊缝，处于工地连接侧的纵肋与底板贴角焊缝预留150mm长度暂不焊接，待现场安装时调整到位后施焊；

5、划出底板上的腹板一、横隔板安装定位线，切割底板与横梁的工地焊接坡口，坡口朝向桥位上方。

通过采用上述技术方案，保证底板制造时的质量，减少底板的变形，便于后续底板的拼焊。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：主梁的腹板一制造包括以下步骤：

1、腹板一由不同板厚零件组拼接长，下料时腹板一两端各预留15～20mm余量；

2、加工腹板一不等厚对接坡口，注意腹板一坡口方向，保证腹板一不等厚对接箱内侧齐平；

3、腹板一对接在抄好的对接平台上进行，对接前在平台上放出腹板一地样，将腹板一合地样线放置并固定、施点焊，检查腹板一各控制点尺寸，调整合格后施焊对接焊缝；

4、焊缝探伤合格后，顺应力方向磨平余高，划出纵向和竖向加劲肋安装定位线，合线、拼焊加劲肋，纵肋焊接在船位焊胎架上进行，端头预留150mm长度暂不焊接；

5、划出横隔板定位线，切割腹板一与底板的焊接坡口，注意坡口方向；

6、制造时内、外侧腹板一成对匹配进行。

通过采用上述技术方案，保证腹板一制造时的质量，减少腹板一焊接时产生的变形，保证精度，且便于后续腹板一的拼焊。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：主梁的横隔板制造包括以下步骤：

1、下料后调平并检查横隔板各相关尺寸，重点控制横隔板系统中心高度、顶面斜度、对角线偏差及槽口间距、槽口宽度等；

2、检查合格后，组焊横隔板加劲，叠合梁端部横隔板及支撑隔板设计要求与主梁的底板与腹板一全熔透焊接，下料时预留适当的收缩余量，坡口方向开在易于焊接操作的方向。

通过采用上述技术方案，保证横隔板制造时的质量，保证精度，且便于后续横隔板的拼焊。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：主梁拼接包括以下步骤：

1、腹板一与上翼缘板组焊成整体，腹板一与上翼缘板焊成整体T型结构；

2、拼装底板与横隔板：将底板吊至抄好的拼装平台上，调整底板各控制点坐标，调整到位后对底板各控制点标高进行全面检查，合格后划出横隔板拼装定位线和腹板一拼装定位线，将横隔板合线安装，确保横隔板铅垂并与底板密贴，施点焊固定；

3、安装腹板一与上翼缘板组成的T型结构：将T型结构吊至底板上合线定位，使用千斤顶等工具将腹板一与横隔板顶紧、密贴，与底板密贴，施点焊固定；

4、全面检查各拼装控制项点的尺寸，对超差位置进行微调，使全部拼装尺寸满足标准要求；

5、保证主梁箱口位置的尺寸，拼装时在箱口位置设置临时工艺隔板或支撑，工艺隔板的尺寸精度要求与普通隔板相同。

通过采用上述技术方案，保证主梁的拼接质量，实现底板、腹板一以及横隔板的拼接质量，保证主梁的拼接精度，便于主梁的焊接。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：主梁矫正包括以下要求：

1、采用热矫时，加热温度控制在600～800℃范围，严禁过烧，不宜在同一部位多次重复加热，温度降至室温前，不得锤击钢材和用水急冷；

2、采用冷矫时应缓慢加力，室温不宜低于5℃，冷矫总变形率不得大于2％；

3、采用人工锤击修整时，垫垫板；

4、矫正后的杆件表面不得留有凹痕和其它损伤；

5、梁体矫正、验收合格后，切割两端工艺余量并开出工地焊接坡口，坡口形式按照施工图纸进行切割，方向均朝向梁体桥位上方、便于现场施焊方向。

通过采用上述技术方案，在焊接完成主梁后，对主梁进一步的进行矫正，从而消除主梁在焊接时产生的应力变形，保证主梁的精度。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：原材预处理包括以下步骤：

1、钢板在下料前，对钢板表面质量进行检查，并清除表面污物，然后根据不同的板厚分别采用九辊和十一辊校平机进行校平保证钢板平面度，消除钢板轧制内应力；

2、钢板、各种型材在钢材预处理流水线上完成抛丸处理和喷涂车间底漆工作，喷涂车间底漆一度，漆膜厚度25μm。

通过采用上述技术方案，在下料前，对钢板的表面进行清洁，矫正，消除加工过程中产生的内应力，再对钢板的进行去毛刺喷漆，增加其耐腐蚀性，提高使用寿命。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：原料下料包括以下步骤：

1、零件号料时使主要零部件钢材轧制方向与主应力方向一致；

2、下料时根据零件的具体形状和大小确定下料方法，主要零部件采用气割，精密切割或数控自动切割，优先采用精密切割或数控自动切割；

3、下料后检查零件尺寸、切割面、平面度等项点，修整后按批次倒运至单元件制作场地。

通过采用上述技术方案，下料时，保证零件的质量，避免下料时对工件产生损伤，保证零件的质量。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：焊接主梁时要求：

1、焊接环境的相对湿度小于80%；焊接环境的温度，对低合金高强度结构钢不低于5℃，普通碳素结构钢不低于0℃；

2、主要杆件在组装后24h内焊接；

3、施焊前清除焊接区的有害物；

4、施焊时母材的非焊接部位严禁焊接引弧，焊接后及时清除熔渣及飞溅物；

5、多层焊接时连续施焊，且控制层间温度，每一层焊缝焊完后及时清理检查，在清除药皮、熔渣、溢流和其他缺陷后，再焊下一层；

6、焊接任何部位，工件在放平的状况下施焊，防止因焊接应力产生扭曲变形；

7、钢板对接焊缝采用埋弧自动焊，腹板一与底板、横隔板与底板等角焊缝采用CO2气体保护半自焊，工地对接、角接焊缝采用药芯焊丝CO2气体保护焊。

通过采用上述技术方案，保证焊接质量，焊接精度，提高焊接的强度。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：焊接时焊缝磨修和返修焊时符合下列规定:

（1）焊件上的引板、产品试板或临时连接件采用气割切除，并磨平切口，且不损伤母材；

（2）焊缝及小于1mm且超差的咬边修摩匀顺，所有表面的修磨均沿主要受力方向进行；

(3)焊缝咬边超过1mm或焊脚尺寸不足时，可采用手工电弧焊或CO2气体保护焊进行返修焊。采用自动焊返修焊缝时，将清除焊缝部位的两端刨成1:5的斜坡后再进行焊接；返修焊缝按原焊缝质量要求检验，同一部位的返修焊不宜超过两次；

(4)焊接缺陷宜采用碳弧气刨清除，在清除缺陷时刨出利于返修焊的坡口，并采用砂轮磨掉坡口表面的氧化皮，露出金属光泽。焊接裂纹的清除范围除包括裂纹全长外，由裂纹端外延50mm；

(5)缺焊焊缝长度超过周长的1/4或因其他项点不合恪的圆柱头焊钉予更换重新焊接。缺焊长度未超过周长的1/4时可采用小直径低氢焊条补焊，补焊时热50~80℃，并从缺焊焊缝端部10mm外引、熄弧，焊脚尺寸≥6mm；

（6）返修焊宜采用原焊接方法，也可以采用焊条电弧焊或CO2气体保护焊，根据钢板材质选用相应的焊条或焊丝；

（7）返修焊后的焊缝修磨匀顺，并按原质量要求重新复检。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.在下料前，对钢板的表面进行清洁，矫正，消除加工过程中产生的内应力，再对钢板的进行去毛刺喷漆，增加其耐腐蚀性，提高使用寿命；

2.为减小焊接变形、改善构件应力状态，采用先单元件制造再整体拼焊的制造思路，节段之间连续匹配拼装制造，并在箱口位置设置临时匹配件，以保证钢梁整体线型及节段连接精度。

附图说明

图1是本申请的背景技术的钢箱梁结构示意图。

图2是本申请的钢箱梁的制作焊接工艺的流程图。

图中，1、主梁；11、上翼缘板；12、腹板一；13、底板；14、横隔板；2、横梁；21、上翼板；22、腹板二；23、下翼板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图2，为本发明公开的一种钢箱梁的制作焊接工艺，包括以下步骤:

步骤一、原材预处理：

1、钢板在下料前，对钢板表面质量进行检查，并清除表面污物，然后根据不同的板厚分别采用九辊和十一辊校平机进行校平保证钢板平面度，消除钢板轧制内应力；

2、钢板、各种型材在钢材预处理流水线上完成抛丸处理和喷涂车间底漆工作，喷涂车间底漆一度，漆膜厚度25μm。

步骤二、原料下料：

1、零件号料时应使主要零部件钢材轧制方向与主应力方向一致；

2、下料时应根据零件的具体形状和大小确定下料方法，主要零部件原则上应采用气割，精密切割或数控自动切割，优先采用精密切割或数控自动切割；

3、下料后应检查零件尺寸、切割面、平面度等项点，修整后按批次倒运至单元件制作场地。

步骤三、主梁1节段与横梁2制造

1、底板13制造

（1）底板13由不同板厚零件组拼接长，异形板采用数控切割下料，方形板采用多头火焰切割机下料，板材下料应在钢板预处理后进行，考虑到焊接收缩等因素，下料、组焊接长时两相邻节点间距预留适量收缩余量，端部各预留15～20mm余量；

（2）加工底板13不等厚对接坡口，注意坡口方向，保证箱内侧齐平，纵肋采用多头火焰切割下料，两端注意切出过焊孔，对接边开出坡口；

（3）底板13对接、探伤合格后，顺应力方向磨平余高，划出纵向加劲肋安装定位线，合线安装纵肋、施点固焊，安装纵肋时应注意坡口方向与前一节段相匹配，从一端开始连续施焊纵肋与底板13焊缝，处于工地连接侧的纵肋与底板13贴角焊缝预留150mm长度暂不焊接，待现场安装时调整到位后施焊；

（4）划出底板13上的腹板一12、横隔板14安装定位线，切割底板13与横梁2的工地焊接坡口，坡口朝向桥位上方。

2、腹板一12制造

（1）腹板一12是保证箱梁线型的重要零件，由不同板厚零件组拼接长，腹板一12采用计算机精确放样并展开后，采用数控切割下料，板材下料应在钢板预处理后进行，下料时腹板一12两端各预留15～20mm余量；

（2）加工腹板一12不等厚对接坡口，注意腹板一12坡口方向，保证腹板一12不等厚对接箱内侧齐平；

（3）腹板一12对接在抄好的对接平台上进行，对接前应在平台上放出腹板一12地样；

（4）将腹板一12合地样线放置并固定、施点焊，检查腹板一12各控制点尺寸，调整合格后采用气保焊打底、埋弧焊盖面的焊接方法施焊对接焊缝；

（5）焊缝探伤合格后，顺应力方向磨平余高，划出纵向和竖向加劲肋安装定位线，合线、拼焊加劲肋，纵肋焊接应在船位焊胎架上进行，端头预留150mm长度暂不焊接；

（6）划出横隔板14定位线，切割腹板一12与底板13的焊接坡口，注意坡口方向；

（7）由于内侧腹板一12与外侧腹板一12的结构、坡口形式容易混淆，制造时内、外侧腹板一12成对匹配进行。

3、横隔板14制造

（1）横隔板14是保证箱梁箱体横截面及箱口尺寸的重要零件，横隔板14采用数控切割下料，板材下料应在钢板预处理后进行，其外观轮廓尺寸及纵肋槽口尺寸均应满足本桥制规的要求；

（2）下料后调平并检查横隔板14各相关尺寸，重点控制横隔板14系统中心高度、顶面斜度、对角线偏差及槽口间距、槽口宽度等，检查合格后，组焊横隔板14的加劲肋，焊接过程中应采取必要措施减小变形；

（3）横隔板14设计要求与主梁1的底板13、腹板一12全熔透焊接，下料时应预留适当的收缩余量，坡口方向应开在易于焊接操作的方向。

4、横梁2制造；

分别横梁2的上翼板21、腹板二22以及下翼板23，并根据横梁2的形状进行焊接。

步骤四、主梁1拼装

1、腹板一12与上翼缘板11组焊成整体：上翼缘板11与腹板一12采用全熔透焊缝，为避免全熔透焊缝仰焊，将腹板一12与上翼缘板11组焊成整体T型结构。

2、拼装底板13与横隔板14：将底板13吊至抄好的拼装平台上，调整底板13各控制点坐标，调整到位后应对底板13各控制点标高进行全面检查，合格后划出横隔板14拼装定位线和腹板一12的拼装定位线，将横隔板14合线安装，确保横隔板14铅垂并与底板13密贴，施点焊固定；

3、安装腹板一12与上翼缘板11组成的T型结构：将T型结构吊至底板13上合线定位，使用千斤顶等工具将腹板与隔板顶紧、密贴，与底板13密贴，施点焊固定；

4、全面检查各拼装控制项点的尺寸，对超差位置进行微调，使全部拼装尺寸满足标准要求；

5、为保证主梁1箱口位置的尺寸，拼装时可在箱口位置设置临时工艺隔板或支撑，工艺隔板的尺寸精度要求应与普通隔板相同。

步骤五、主梁1焊接

1、焊接要求：

（1）焊接环境的相对湿度应小于80%，焊接环境的温度，对低合金高强度结构钢不应低于5℃，普通碳素结构钢不应低于0℃；

（2）主要杆件应在组装后24h内焊接；

（3）施焊前清除焊接区的有害物；

（4）施焊时母材的非焊接部位严禁焊接引弧，焊接后应及时清除熔渣及飞溅物；

（5）多层焊接时连续施焊，且控制层间温度，每一层焊缝焊完后应及时清理检查，在清除药皮、熔渣、溢流和其他缺陷后，再焊下一层；

（6）焊接任何部位，工件在放平的状况下施焊，防止因焊接应力产生扭曲变形；

（7）钢板对接焊缝采用埋弧自动焊，腹板一12与底板13、横隔板14与底板13等角焊缝采用CO2气体保护半自动焊，工地对接、角接焊缝采用药芯焊丝CO2气体保护焊。

2、焊缝磨修和返修焊时应符合下列规定:

（1）焊件上的引板、产品试板或临时连接件应采用气割切除，并磨平切口，且不应损伤母材；

（2）焊缝及小于1mm且超差的咬边应修摩匀顺，所有表面的修磨均应沿主要受力方向进行；

(3)焊缝咬边超过1mm或焊脚尺寸不足时，可采用手工电弧焊或CO2气体保护焊进行返修焊，采用自动焊返修焊缝时，应将清除焊缝部位的两端刨成1:5的斜坡后再进行焊接。返修焊缝应按原焊缝质量要求检验，同一部位的返修焊不宜超过两次；

(4)焊接缺陷宜采用碳弧气刨清除，在清除缺陷时应刨出利于返修焊的坡口，并采用砂轮磨掉坡口表面的氧化皮，露出金属光泽。焊接裂纹的清除范围除应包括裂纹全长外，尚应由裂纹端外延50mm；

(5)缺焊焊缝长度超过周长的1/4或因其他项点不合恪的圆柱头焊钉应予更换重新焊接。缺焊长度未超过周长的1/4时可采用小直径低氢焊条补焊，补焊时应热50~80℃，并应从缺焊焊缝端部10mm外引、熄弧，焊脚尺寸≥6mm；

（6）返修焊宜采用原焊接方法，也可以采用焊条电弧焊或CO2气体保护焊，根据钢板材质选用相应的焊条或焊丝；

（7）返修焊后的焊缝应修磨匀顺，并按原质量要求重新复检。

3、焊接步骤

（1）焊接横隔板14先焊接横隔板14与腹板一12的立焊缝，再焊接横隔板14与底板13的焊缝，焊接按从中间向两边，从下往上的顺序进行；

（2）为保证主梁1现场安装箱口尺寸相匹配，主梁1的四条纵向主棱角全熔透焊缝在梁段工地对接处预留150mm暂不焊接，待现场吊装调整到位后再施焊；

（3）焊接腹板一12与底板13的纵向焊缝，从中间向两侧对称施焊，或者从一端向另一端连续施焊；由于此处为全熔透焊缝，焊接收缩较大，施工中应设置合理的工艺支撑来控制变形。

4、焊接完成后对焊缝进行外观检查和无损检测；

（1）外观检验时焊缝检验除满足设计图纸要求外，还应符合下列要求：

焊接完毕且待焊缝冷却至室温后，应对所有焊缝进行外观检查，焊缝不应有裂纹、未熔合、夹渣、未填满弧坑、漏焊、梁段各项检查合格后，为避免箱口变形，减小现场拼装误差，在梁段端头设置工艺支撑、隔板，待现场吊装调整到位后割除。

（2）无损检验时要求：

a、焊缝经外观检查合格后方可进行无损检测，无损检测应在焊接24h后进行；

b、箱形杆件棱角焊缝探伤的最小有效厚度为 (t为水平板厚度，以mm计)，当设计有熔深要求时应从其规定；

c、焊缝无损检测的质量分级、检验方法、检验部位和等级应符合正式的焊接工艺文件规定，距离--波幅曲线灵敏度及缺陷等级评定应符合《铁路钢桥制造规范》（Q/CR9211-2015）附录E的规定；

d、进行局部超声波探伤的焊缝，当发现裂纹或较多其他缺陷时，应扩大该条焊缝探伤范围，必要时可延至全长。进行射线探伤或磁粉探伤的焊缝，当发现超标缺陷时应加倍检验；

e、采用超声波、射线、磁粉等多种方法检验的焊缝，应达到各自的质量要求，该焊缝方可认为合格；

f、焊缝的射线探伤应符合《钢熔化焊对接接头射线照像和质量分级》(GB/T3323-2005)的规定，射线透照技术等级采用B级(优化级)，焊缝内部质量应达到Ⅱ级；磁粉探伤应符合《无损检测焊缝磁粉检测》(JB/T6061-2007)的规定；

g、其他要求应符合现行标准《铁路钢桥制造规范》（Q/CR9211-2015）附录E的规定；

5、梁段各项检查合格后，为避免箱口变形，减小现场拼装误差，在梁段端头设置工艺支撑、隔板，待现场吊装调整到位后割除。

步骤六、主梁1矫正

1、主梁1结构焊接后，进行尺寸检查，其孔群部位的平面度、梁的扭曲、旁弯等必须控制在相关技术文件的允差之内，否则必须矫正至符合要求；

2、采用热矫时，加热温度应控制在600～800℃范围，严禁过烧，不宜在同一部位多次重复加热，温度降至室温前，不得锤击钢材和用水急冷；

3、采用冷矫时应缓慢加力，室温不宜低于5℃，冷矫总变形率不得大于2％；

4、采用人工锤击修整时，应垫垫板；

5、矫正后的杆件表面不得留有凹痕和其它损伤；

6、梁体矫正、验收合格后，切割两端工艺余量并开出工地焊接坡口，坡口形式按照施工图纸进行切割，方向均应朝向梁体桥位上方、便于现场施焊方向。

步骤七、施工现场组焊钢箱梁

运输焊接后的主梁1与横梁2至施工现场进行拼焊，拼焊横梁2与主梁1腹板，将横梁2合线安装，焊接横梁2腹板二22两侧与相邻主梁1的主梁1腹板一12全熔焊缝，再焊接横梁2上翼板21与相邻主梁1的上翼缘板11焊缝。

本实施例的实施原理为：采用先单元件制作再整体组拼的制造方案，减小焊接变形；所有工序均要求在胎架上进行；节段制造采用整体连续匹配制造的方案进行，确保节段间连接精度，钢梁接口部位设置可靠的工艺隔板、支撑以保证接口精度。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢箱梁的制作焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、原材预处理：钢板生产前对钢板表面质量进行检查，清除表面污物，并辊平钢板；

步骤二、原材下料；

步骤三、主梁(1)节段与横梁(2)制造：分别制作主梁(1)的底板(13)、腹板一(12)以及横隔板(14)并制作横梁(2)；

步骤四、主梁(1)拼接；将预制好的底板(13)、腹板一(12)以及横隔板(14)进行拼接形成主梁(1)；

步骤五、主梁(1)焊接：

（1）焊接横隔板(14)先焊接横隔板(14)与腹板一(12)的立焊缝，再焊接横隔板(14)与底板(13)的焊缝，焊接按从中间向两边，从下往上的顺序进行；

（2）为保证主梁(1)现场安装箱口尺寸相匹配，主梁(1)的四条纵向主棱角全熔透焊缝在梁段工地对接处预留150mm暂不焊接，待现场吊装调整到位后再施焊；

（3）焊接腹板一(12)与底板(13)的纵向焊缝，从中间向两侧对称施焊，或者从一端向另一端连续施焊，由于此处为全熔透焊缝，焊接收缩大，施工中设置工艺支撑控制变形；

步骤六、主梁(1)矫正

主梁(1)结构焊接后，进行尺寸检查，其孔群部位的平面度、梁的扭曲、旁弯等必须控制在允差之内，否则必须矫正至符合要求；

步骤七、施工现场组焊钢箱梁

运输焊接后的主梁(1)与横梁(2)至施工现场进行拼焊，拼焊横梁(2)与主梁(1)的腹板一(12)，将横梁(2)合线安装，焊接横梁(2)两侧与相邻主梁(1)的腹板一(12)全熔焊缝，再焊接横梁(2)上翼板(21)与相邻主梁(1)的上翼缘板(11)焊缝。

2.根据权利要求1所述的一种钢箱梁的制作焊接工艺，其特征在于：主梁(1)的底板(13)制造包括以下步骤：

（1）底板(13)由不同板厚零件组拼接长，下料、组焊接长时两相邻节点间距预留适量收缩余量，端部各预留15～20mm余量；

（2）加工底板(13)不等厚对接坡口，注意坡口方向，保证箱内侧齐平；

（3）纵肋采用多头火焰切割下料，两端切出过焊孔，对接边开出坡口；

（4）底板(13)对接、探伤合格后，顺应力方向磨平余高，划出纵向加劲肋安装定位线，合线安装纵肋、施点固焊，安装纵肋时注意坡口方向与前一节段相匹配，从一端开始连续施焊纵肋与底板(13)焊缝，处于工地连接侧的纵肋与底板(13)贴角焊缝预留150mm长度暂不焊接，待现场安装时调整到位后施焊；

（5）划出底板(13)上的腹板一(12)、横隔板(14)安装定位线，切割底板(13)与横梁(2)的工地焊接坡口，坡口朝向桥位上方。

3.根据权利要求1所述的一种钢箱梁的制作焊接工艺，其特征在于：主梁(1)的腹板一(12)制造包括以下步骤：

（1）腹板一(12)由不同板厚零件组拼接长，下料时腹板一(12)两端各预留15～20mm余量；

（2）加工腹板一(12)不等厚对接坡口，注意腹板一(12)坡口方向，保证腹板一(12)不等厚对接箱内侧齐平；

（3）腹板一(12)对接在抄好的对接平台上进行，对接前在平台上放出腹板一(12)地样，将腹板一(12)合地样线放置并固定、施点焊，检查腹板一(12)各控制点尺寸，调整合格后施焊对接焊缝；

（4）焊缝探伤合格后，顺应力方向磨平余高，划出纵向和竖向加劲肋安装定位线，合线、拼焊加劲肋，纵肋焊接在船位焊胎架上进行，端头预留150mm长度暂不焊接；

（5）划出横隔板(14)定位线，切割腹板一(12)与底板(13)的焊接坡口，注意坡口方向；

（6）制造时内、外侧腹板一(12)成对匹配进行。

4.根据权利要求1所述的一种钢箱梁的制作焊接工艺，其特征在于：主梁(1)的横隔板(14)制造包括以下步骤：

（1）下料后调平并检查横隔板(14)各相关尺寸，重点控制横隔板(14)系统中心高度、顶面斜度、对角线偏差及槽口间距、槽口宽度等；

（2）检查合格后，组焊横隔板(14)加劲，叠合梁端部横隔板(14)及支撑隔板设计要求与主梁(1)的底板(13)与腹板一(12)全熔透焊接，下料时应预留适当的收缩余量，坡口方向开在易于焊接操作的方向。

5.根据权利要求1所述的一种钢箱梁的制作焊接工艺，其特征在于：主梁(1)拼接包括以下步骤：

（1）腹板一(12)与上翼缘板(11)组焊成整体，腹板一(12)与上翼缘板（11）焊成整体T型结构；

（2）拼装底板(13)与横隔板(14)：将底板(13)吊至抄好的拼装平台上，调整底板(13)各控制点坐标，调整到位后对底板(13)各控制点标高进行全面检查，合格后划出横隔板(14)拼装定位线和腹板一(12)拼装定位线，将横隔板(14)合线安装，确保横隔板(14)铅垂并与底板(13)密贴，施点焊固定；

（3）安装腹板一(12)与上翼缘板(11)组成的T型结构：将T型结构吊至底板(13)上合线定位，使用千斤顶等工具将腹板一(12)与横隔板(14)顶紧、密贴，与底板(13)密贴，施点焊固定；

（4）全面检查各拼装控制项点的尺寸，对超差位置进行微调，使全部拼装尺寸满足标准要求；

（5）保证主梁(1)箱口位置的尺寸，拼装时在箱口位置设置临时工艺隔板或支撑，工艺隔板的尺寸精度要求与普通隔板相同。

6.根据权利要求1所述的一种钢箱梁的制作焊接工艺，其特征在于：主梁(1)矫正包括以下要求：

（1）采用热矫时，加热温度控制在600～800℃范围，严禁过烧，不宜在同一部位多次重复加热，温度降至室温前，不得锤击钢材和用水急冷；

（2）采用冷矫时缓慢加力，室温不宜低于5℃，冷矫总变形率不得大于2％；

（3）采用人工锤击修整时，垫垫板；

（4）矫正后的杆件表面不得留有凹痕和其它损伤；

（5）梁体矫正、验收合格后，切割两端工艺余量并开出工地焊接坡口，坡口形式按照施工图纸进行切割，方向均朝向梁体桥位上方、便于现场施焊方向。

7.根据权利要求1所述的一种钢箱梁的制作焊接工艺，其特征在于：原材预处理包括以下步骤：

（1）钢板在下料前，对钢板表面质量进行检查，并清除表面污物，然后根据不同的板厚分别采用九辊和十一辊校平机进行校平保证钢板平面度，消除钢板轧制内应力；

（2）钢板、各种型材在钢材预处理流水线上完成抛丸处理和喷涂车间底漆工作，喷涂车间底漆一度，漆膜厚度25μm。

8.根据权利要求1所述的一种钢箱梁的制作焊接工艺，其特征在于：原料下料包括以下步骤：

（1）零件号料时使主要零部件钢材轧制方向与主应力方向一致；

（2）下料时根据零件的具体形状和大小确定下料方法，主要零部件采用气割，精密切割或数控自动切割，优先采用精密切割或数控自动切割；

（3）下料后检查零件尺寸、切割面、平面度等项点，修整后按批次倒运至单元件制作场地。

9.根据权利要求1所述的一种钢箱梁的制作焊接工艺，其特征在于：焊接主梁(1)时要求：

（1）焊接环境的相对湿度小于80%；焊接环境的温度，对低合金高强度结构钢不低于5℃，普通碳素结构钢不低于0℃；

（2）主要杆件在组装后24h内焊接；

（3）施焊前清除焊接区的有害物；

（4）施焊时母材的非焊接部位严禁焊接引弧，焊接后及时清除熔渣及飞溅物；

（5）多层焊接时连续施焊，且控制层间温度，每一层焊缝焊完后及时清理检查，在清除药皮、熔渣、溢流和其他缺陷后，再焊下一层；

（6）焊接任何部位，工件在放平的状况下施焊，防止因焊接应力产生扭曲变形；

（7）钢板对接焊缝采用埋弧自动焊，腹板一(12)与底板(13)、横隔板(14)与底板(13)等角焊缝采用CO2气体保护半自焊，工地对接、角接焊缝采用药芯焊丝CO2气体保护焊。

10.根据权利要求1所述的一种钢箱梁的制作焊接工艺，其特征在于：焊接时焊缝磨修和返修焊时符合下列规定:

（1）焊件上的引板、产品试板或临时连接件采用气割切除，并磨平切口，且不损伤母材；

（2）焊缝及小于1mm且超差的咬边修摩匀顺，所有表面的修磨均沿主要受力方向进行；

(3)焊缝咬边超过1mm或焊脚尺寸不足时，可采用手工电弧焊或CO2气体保护焊进行返修焊；

采用自动焊返修焊缝时，将清除焊缝部位的两端刨成1:5的斜坡后再进行焊接；返修焊缝按原焊缝质量要求检验，同一部位的返修焊不宜超过两次；

(4)焊接缺陷宜采用碳弧气刨清除，在清除缺陷时刨出利于返修焊的坡口，并采用砂轮磨掉坡口表面的氧化皮，露出金属光泽；

焊接裂纹的清除范围除包括裂纹全长外，由裂纹端外延50mm；

(5)缺焊焊缝长度超过周长的1/4或因其他项点不合恪的圆柱头焊钉予更换重新焊接；

缺焊长度未超过周长的1/4时可采用小直径低氢焊条补焊，补焊时热50~80℃，并从缺焊焊缝端部10mm外引、熄弧，焊脚尺寸≥6mm；

（6）返修焊宜采用原焊接方法，也可以采用焊条电弧焊或CO2气体保护焊，根据钢板材质选用相应的焊条或焊丝；

（7）返修焊后的焊缝修磨匀顺，并按原质量要求重新复检。

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