3. 钢桥焊缝收缩及变形产生原因对策措施
焊缝收缩及变形产生原因
从（表一）中可以看出：★一是在胎架上组装单拼合成焊接的工作量最大，同时产生的焊接变形量也是最大；
★其次是现场吊装前单拼组成的中拼焊接的工作量也相对较大，因此也进一步
产生和叠加了一定的焊接变形。
具体产生因素分析如下：
（1）该钢桥属于三维坐标线形复杂的大型箱型梁构件，且胎架是作为桥面板的大
面积定位，在各立体分段组焊成形前，不易实施对每个部件真正的全方位完全定位固定，存在钢桥体横向或纵向的自由伸展空间；
（2）多室箱型梁中，纵横隔板、腹板、面底板纵向主要受力肋筋构件数量多，焊
接工作量大，各条焊缝接头的坡口间隙很难做到合理性，也不宜按一致性尺寸要求实施，时而造成焊接残余应力和焊缝收缩应力偏大的情况； （3）焊接顺序不合适，尤其是对超长焊缝（单条10m以上）和焊缝相对集中的情
况，难以完全合理地控制焊接顺序；
（4）焊接电流偏大、规范选择不合理，造成焊接时焊缝区域吸纳的焊接线能量同
样增大，也是产生构件焊接变形一大因素；
（5）出厂箱型梁运输中难以刚性固定情况及现场中拼工艺及二次测量控制情况。 3.2. 焊缝收缩及变形现象分类
（1）对接焊时产生与焊缝垂直的横向收缩； （2）对接焊时产生与焊缝平行的纵向收缩；
（3）T形接头角焊缝时产生与构件的角变形（围绕焊缝轴线回转或扭曲变形）； （4）厚度≤10mm的钢板，纵横焊缝拼接较多产生的波浪变形。 3.3. 控制焊接变形主要对策措施及效果
（1）首先对于易产生焊接收缩变形的情况，必须在制造前认真进行预防及纠正措
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施的技术交底，可以在开工前工艺技术交底时同步进行；
（2）根据设计规定钢桥的三维空间结构形状尺寸，并结合制作工艺，留放一定制
作工艺余量尺寸，适当增加主要易变形区域位置的工艺拉筋或工艺支撑，保持在组装及焊接中构件之间的相互稳定性；
（3）认真按构件制作焊接工艺要求，制定各主要焊缝坡口角度、坡口方向、钝边
尺寸等，焊道坡口加工，应采用数控切割或机械刨铣工艺，确保坡口加工的角度及尺寸精度；
（4）桥面板组拼焊接采用板单元反变形胎架定位划线后，对桥面板全长纵向角焊
缝最多的U形槽安装焊接，采用优化改进后的1.6mm细丝埋弧自动焊焊接及反变形等工艺。由于采取反变形措施及先进的焊接工艺和规范，对有效控制焊接变形及提高焊接质量都起到了非常关键的作用见下（图五）照片； （5）制定合理的拼装焊接顺序，规范坡口组装间隙尺寸，具体实施要求如下： A.各拼接焊接，先焊钢板宽度方向的横向较短焊缝，后焊长度方向的纵向焊缝； B.先焊焊接内应力（收缩应力）大的焊缝，分之后焊焊接内应力小的焊缝； C.对长、特别是超长焊缝（对接或角接），均应采用“中间分段双人逆向退焊法”； D.对焊缝过于集中时，应采用预留过焊孔，避免焊缝过于交汇集中一点，并实
施分段对称间隔跳焊法，对厚板对接和大角焊缝必须采用多层多道焊工艺； （6）选择合适的焊接工艺规范参数，避免大电流焊接而产生大的线能量。不同的
焊接位置，不同直径的焊丝、焊条应分别选择不同的焊接规范参数（其中焊接电流、焊接速度是控制变形和提高焊缝质量的重要参数）；
（7）工厂采用先进设施和工艺技术，可以对反装法组焊成形后的各分段进行翻身
正拼装，达到按现场安装线形进行试拼装的效果，把反装法存在的部分难以控制的变形问题消除在工厂内部，这是常规制造工艺所存在的一大技术难题； （8）做好出厂钢桥的合理平稳装车工作，对于刚性薄弱的部位，应适当加设一定
数量的工艺加强筋固定，确保钢桥在运输中不产生任何意外。
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（图五） 钢桥面板单元无卡码自动焊工艺 4. 钢箱梁焊接变形测量检验
嘉闵高架5标段钢桥工程，通过洪铺钢构制造工厂和现场技管人员及职工精心制造、精心安装，分别于09年7月--12月顺利完成了本标段中近1.6万吨高架钢桥的制造和现场安装工程。钢箱梁分阶段制造和安装的综合质量也顺利通过业主、监理、总包等单位的多次检测、验收；其外形结构主要尺寸、焊接质量均达到设计要求，更有幸赢得上海市政府领导来工地视察时的充分肯定和表扬。
钢桥制造出厂时，由上海市政钢结构专业质检部门、业主、监理等单位检查的结果见下（表二）“箱型梁制作基本尺寸质量控制检查”实测内容。
箱型梁制作主要尺寸质量控制检查报验表 （表二）
检查项目 梁 高 跨 度 L（m） 全 长 检查方法说明 测量两端腹板处高度 测量两支座中心距离 （分段出厂时按≤10mm检查） 允许偏差(mm) ±2（h≤2m） ±4（h>2m） ±(5+0.15L) ±15 实测尺寸(mm) (h>2m):均≤±3 均≤±8 均≤±15 8
盖板对腹板的垂直 度 △ 腹板中心距 腹板平面度 △ 盖板平面度 △ 盖板宽度 拱 度 支点高度差 扭 曲 有 孔 部 位 其 它 部 位 测量两端腹板中心距 横 向 纵 向 有 孔 部 位 纵 向 4m 范 围 宜用于直线段钢桥并在落架后测量（参考） 每段以两端隔板处为准 1.0 2.0 ±3 h/250 L/500 2 4 ±4 +10 -5.0 5 每米≤1, 且每段≤10 均≤2 均≤±3 均≤±8 均≤±12 均≤±2 均≤±3 均≤±4 ★工厂分段测量 符合工艺要求 在胎架上符合要求 符合设计技术规定 5. 结束语
嘉闵高架大跨度三维箱型结构钢桥，是在城市建设高架桥梁史上属于建造相 对单跨长度最长、单件重量最重、吊装高度最高的桥梁工程，其中含有着多项大型 高架钢桥制造和安装工程新技术工艺和一个企业的开拓精神。
上述对大跨度三维箱型结构钢桥在制造和安装过程中的焊缝收缩及变形控制，它是各类钢结构在焊接工艺工程中一项重要的内在质量控制范畴，是针对各类焊接工艺技术及各种结构的焊缝形式，不断深入分析研定工艺的主要工作。现总结我们多次在建造钢桥和钢结构构件实践中针对工艺难点所采取的对策措施，以便与有关单位参考或交流，也预示着洪铺钢构在将来的发展中不断互补和创新，我们决心为上海乃至国家今后的基本建设作出更大贡献是洪铺钢构公司真正的目标。 2009-12-13
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