[發明專利]提高正交異性鋼橋面板焊接接頭疲勞強度的施工方法

無效

• 申請號: 201110273427.5
• 申請日: 2011-09-15
• 公開（公告）號: CN102407397A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 朱本芳
• 申請（專利權）人: 海波重型工程科技股份有限公司
• 主分類號: B23K9/167
• 分類號: B23K9/167;B23K9/32;B23K37/04
• 代理公司: 武漢華旭知識產權事務所 42214
• 代理人: 江釗芳

技術領域

本發明涉及一種提高正交異性鋼橋面板焊接接頭疲勞強度的施工方法，具體地說是一種基于鎢極氬弧焊重熔工藝提高正交異性鋼橋面板單元U形縱肋與橋面板的縱向連接角接焊縫疲勞強度的施工方法。

背景技術

正交異性鋼橋面板自二戰后問世以來，因自重輕，極限承載力大，鋼箱梁自身高度低，易于加工制造，施工周期短等優點，已被歐洲、日本等國家廣泛使用在大、中跨度橋梁中。上個世紀末，隨著正交異性鋼橋面板理論的不斷成熟和施工工藝的提高，美國等國家也開始越來越多的應用。我國于20世紀70年代初引進鋼橋面板技術，90年代開始大規模修建采用正交異性鋼橋面板的鋼橋，特別是大跨度索支撐鋼橋，迄今為止，國內已建成近百座大跨度正交異性鋼橋面板的斜拉橋、懸索橋、拱橋和梁橋。這些鋼橋的建造，加快了交通基礎設施的建設步伐，對社會經濟的發展起到了非常重要的作用。盡管在設計時借鑒了國外正交異性鋼橋面板橋的設計思想，但是限于當時對正交異性鋼橋面板的整體認知水平，有些鋼橋還是重蹈了國外既有鋼橋曾經出現疲勞裂紋的覆轍，個別鋼橋投入使用不久就出現大量疲勞裂紋，直接影響結構安全和行車安全。因此，有必要對正交異性鋼橋面板的疲勞裂紋進行分類分析，明確其產生的原因，以利于有針對性的進行研究，并為今后正交異性鋼橋面板的設計、制造和安裝，以及鋼橋設計規范的修訂提供依據。

正交異性鋼橋面板的疲勞裂紋分為兩大類：一類是主應力引起的疲勞，如U形縱肋對接接頭部位；另一類是面外變形引起的疲勞，如U形縱肋與面板焊接連接部位、U肋縱肋與橫肋交叉連接部位、腹板垂直加勁肋與面板焊接連接部位。這四種裂紋是迄今為止發現數量最多的裂紋。產生這些裂紋是內因和外因共同作用的結果。外因就是反復作用的汽車活載，特別是超載車輛，內因就是構造細節本身，包括施工工藝因素的影響，外因和內因的共同作用使得在關鍵構造細節處產生較大的循環應力集中，從而產生疲勞裂紋。

從上述的原因分析來看，外因是一個交通管理問題，暫且對此不作分析。內因除構造細節外，主要還是施工工藝和施工質量問題，就上述四種常見較多的疲勞裂紋來分析，腹板垂直加勁肋與面板焊接連接部位，現從設計上就注視了此問題，因腹板上的垂直加勁肋是加強腹板的，故可讓腹板垂直加勁肋與面板不連接，并留有一定量的間隙，從而解決了此問題。U形縱肋與橫肋交叉連接部位，現設計橫肋上的U形縱肋穿過孔時，通過優化孔的形狀，從有利于施工角度來保證焊縫端頭的焊接質量，從而也使該部位的疲勞裂紋得到了控制。U形縱肋對接焊接頭部位，由于此對接接頭均為現場嵌補段的對接，采用的是帶鋼襯墊的對接縫，且最易發生疲勞裂紋的部位是縱肋下翼緣的仰焊位置，故此問題的控制關鍵在于嚴格控制焊接質量。至于U形縱肋與面板焊接連接部位，由于其分布在整個橋面板上，且數量很大，是發現疲勞裂紋最多的部位，如單純只是靠現有的施工技術手段來保證焊縫質量，已不能控制疲勞裂紋的產生，必須找到一種新的施工工藝來保證焊縫質量，從而提高焊接接頭的疲勞強度，延長疲勞壽命。

采用鎢極氬弧焊重熔工藝提高焊接接頭疲勞強度的試驗及應用均有報道，并被國際焊接協會推薦使用，但從應用情況看，多數應用于重要構件的重要焊縫，至于象正交異性鋼橋面板板單元制造這類外形結構基本相同，數量較多的批量構件的應用，還沒有相關報道，因此需找到一種既能適應大生產，又不影響工程施工進度的施工方法。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述正交異性鋼橋面板焊接接頭疲勞強度問題，而提供一種基于鎢極氬弧焊重熔工藝提高正交異性鋼橋面板焊接接頭疲勞強度的施工方法。

本發明為了達到上述目的采取的技術措施是：提供一種提高正交異性鋼橋面板焊接接頭疲勞強度的施工方法，按如下步驟施工：

⑴、準備一個放置橋面板單元的施工胎架，施工胎架的胎架基體下設有鉸軸和支座，在胎架基體近四個角處采用支撐桿固定，通過調節支撐桿使胎架基體處于水平位置；

⑵、將已焊接完工的橋面板單元放置在施工胎架上，并用胎架基體兩側的鎖緊夾具將橋面板單元固定；

⑶、轉動施工胎架，使橋面板單元與地面形成15°～25°的傾斜夾角，調節支撐桿固定施工胎架，使U形縱肋一側的焊縫處于亞船形位置；

⑷、將自動行走的焊接小車放置在U肋處于亞船形位置的一側，焊接小車上固定有鎢極氬弧焊焊槍，調試好焊槍裝夾在焊接小車的狀態以保證焊槍與焊趾的合理角度和距離，設定好焊接小車的行走速度和氬氣的流量；