道桥施工钢结构与焊接技术

浅议道桥施工钢结构与焊接技术

摘要：随着经济的发展，我国的桥梁建设技术已经入世界前列，并且道路桥梁的使用越来越广泛。为了推动我国道桥建设事业的发展，本文通过介绍桥梁钢结构的施工技术和焊接技术，分析研究道桥工程施工的注意问题。

关键词：道桥工程、焊接技术、桥梁施工

中图分类号： p755.1 文献标识码： a 文章编号：

0、引言

在铁路修建的过程当中，经常需要跨越江河湖泊、山谷海峡等障碍物，以及实现两条铁路交叉建设，这就需要建设铁路桥梁来达成我们的目标。所以，对铁路桥梁的要求非常高，必须能够负荷能力大、抗冲击能力强和抵抗自然灾害能力高，还要求桥梁的结构能够有一定的横向和竖向的刚性以及动力性能。经过一个多世纪的发展，我国的铁路建桥事业有了十足的进步，桥梁使用的材料经久耐用、强度高，桥式结构的设计新颖合理，桥梁的制造设备和施工工艺先进易行。现代桥梁的建设长度可达11700m，桥墩高度能到183m，桥跨长度能达300多米；并且我国在铁路桥建设中大量运用高新科学技术，已经建造出很多高科含量的大桥，例如多跨连续梁桥、栓焊梁桥、钢拱桥、平弯桥等。我国的桥梁建设水平已经进入了世界前列，所以研究道桥的施工技术对国内交通事业的发展具有实际性的进步意义。

1、道桥施工中的钢结构施工

1.1受力分析

首先对桥梁的预应力结构进行局部和整体的受力分析，然后模拟出预应力索，分析它对结构产生的影响，最后调整深化结构的设计形态，这样不仅可以使结构减少形变增加强度，还能够保证其受力的安全性。目前，钢结构桥梁是道桥建设中的一个主要类型。由于钢材具有质量轻便、刚度和强度大的优点，非常适用于建设负荷重和跨度大的建筑物；钢材塑韧性好，变形能力强，所以动力性能好；机械自动化生产程度高，从而缩短了施工工期。

1.2 预应力应用

根据要求设计预应力结构，再结合生产工艺，对一些重要的节点（例如预应力张拉支座、转向器、预应力索交叉部位节点等）进行深化技术，完善设计，以确保预应力索的连接配置符合要求，从而提高桥梁结构的强度和稳定安全性。设计中采用预应力钢结构一方面不仅能够让结构的受力改善、提高性能，还能增加结构的刚度和强度，减少钢材使用量；另一方面预应力钢构件会改变其变形和局部受力情况。

1.3 施工思路

预应力施工中需要的不光是张拉，与普通钢结构相比，预应力钢结构所受预应力张拉的影响要大的多，在不熟悉结构时施加张拉会产生严重后果，又或是使结构精度降低，不便于安装。我们要先对预应力结构进行全面的受力分析，了解其结构特点，然后模拟各个施工阶段进行工况分析，对每种可能发生的状况认真了解。

2 、道桥施工中的焊接技术

2.1 桥梁钢结构的焊接特点

一、现代铁路桥梁的特点：

（1）铆接结构已被全焊结构所替代；

（2）铆接和铆焊联合结构的接点已被全焊结构的接点所替代；（3）桥梁负载量激增，对钢材的强度和厚度要求增大，钢板厚度最大达

56毫米，对钢材质量的要求更加严格；

（4）列车速度从80km/s增加到120、250、350km/s，这就需要加强钢材的动载荷能力和增加钢材本身以及焊接接头的抗疲劳强度；

（5）很多桥梁的运行环境恶劣，需要抵抗高寒，这就要求钢材本身以及焊接接头具有良好的低温性能；

（6）要严格桥梁的建造质量。

二、现代铁路桥梁的焊接特点

（1）要求焊接质量更高，以确保焊接接头的高强度、好的低温韧性及抗疲劳性；

（2）要求熟练各种焊接技术，能够焊接各种接头和各种厚度的钢板；

（3）要求使用质量优越的焊接材料；

（4）要求采用的焊接方法先进高效；

（5）要求焊接体系能够保证焊接质量的先进性、科学性和严格

性；

（6）要求探伤和检测采用先进技术。

2.2 道桥施工中的焊接装置

桥梁钢结构的主要焊接装置是点焊机，它的组成为：机械装置、供电装置、控制装置。

2.2.1机械装置

结合焊接工艺的要求，点焊接的加压机构设计使用双行程快速气压传动机构，利用控制手柄来切换行程，达到控制焊钳开口程度的目的，焊接操作分大开和小开两种方式。一般使用的是焊钳的短行程张开，首先把通电开关按钮切换到通电状态，然后扣动控制手柄使焊钳夹紧并加压，同时系统电流完成一个焊接周期，最后循环回到焊钳的短行程张开状态。

2.2.2 供电装置

点焊机的供电主电路组成为：焊接回路、电阻焊变压器、主电力开关、可控硅单元等。现在我们经常使用的是交流电阻焊机，它的焊接功率是200kw、次级输出为20v的单相工频电压。多车型共线生产工艺要求焊接低碳钢薄板以及高强度钢板，焊钳枪臂需要承受较大的传动力和系统电流，因此对于焊钳的制作要求是：强度高、刚度好、发热好以及导电和导热性好，一般焊钳是采用通水冷却，所以焊钳枪臂的使用能够承加400kg压力的新型材料。

2.2.3 控制装置

控制装置的作用是提供控制信号，以切断或接通电焊机的动作电

流，并还能够对焊接电流值进行控制，以及对焊机故障进行监管。

3、桥梁焊接技术中的几个主要问题

3.1 基材的性能指标与质量问题

（1）桥梁钢的分级，按屈服极限分：

q345q（a、b、c、d、e）、q370q（a、b、c、d、e）、q420q （a、b、c、d、e）

过去使用的旧钢号组成是化学成分加含碳量，例如15mnvnq，所含化学成分突出。而现行钢号不在明显反映钢的化学组成，尤其微量的合金元素，我们应该多加注意这些元素对钢材性能的影响。（2）随着我国的冶金技术的进步，各种先进的金属工艺技术被大量应用，使钢材的提纯工作大大改善，降低了很多杂质成分，剔除了大量的微观夹杂物，很大程度上提高了钢材的塑韧性，这样不仅使得钢材的焊接性能和焊接水平取得了很大进步，并且保证了焊接质量。

（3）目前钢材的生产中仍然存在着一些问题，比如夹杂物的蕴含量、钢材的各向异性，尤其是大厚钢板的z向（即厚度方向）性能。大厚钢板中的夹杂物如果分布不匀，有可能导致焊接接头的层状撕裂现象。

（4）一些桥梁的钢构件需要进行热处理（如正火处理），如果金属生产工艺不当（正火超温），会使钢材的塑韧性降低，对其整形时易断裂，我们要高度重视。

3.2桥梁钢结构的焊缝超强问题