三江县宜阳大桥主桥钢箱梁U肋内焊施工技术分析.pdf

2382023年4月江西建材工程技术与应用三江县宜阳大桥主桥钢箱梁U肋内焊施工技术分机刘金捧北京铁研建设监理有限责任公司，北京102600摘要：文中以柳州三江县宜阳大桥为研究对象，分析了桥梁正交异性板结构U肋内部空间存在的焊接缺陷问题，利用龙门焊接平台驱动连杆，让驱动内焊机器人能自由进入U肋内部，对两侧内焊角进行焊接工作，将原本的单面角焊缝优化成双面角焊缝形式，从而增加焊接面积，解决应力过于集中问题，加强力学性能和抗疲劳能力，将焊接变形工作控制在合理范围内，保证桥梁质量能够达到预期标准。关键词：宜阳大桥；钢箱梁正交异性板；U肋内焊技术中图分类号：U445文献标识码：B文章编号：10 0 6-2 8 9 0（2 0 2 3）0 4-0 2 3 8-0 3Construction Technology Analysis of U Rib Welding of Main Bridge SteelBox Girder of Yiyang Bridge in Sanjiang CountyLiu JinpengBeijing Tieyan Construction Supervision Co.Ltd.,Beijing 102600Abstract:Taking Yiyang Bridge in Sanjiang County of Liuzhou as the research object,the paper analyzes the welding defects existing in theinternal space of U rib of the bridges orthogonal profiled-plate structure.The gantry welding platform is used to drive the connecting rod,sothat the driving internal welding robot can freely enter the U rib and smoothly weld the internal welding angles on both sides.The originalsingle fillet weld is optimized into the form of double-sided fillet weld.In this way,the welding area can be increased,stress concentrationcan be solved,mechanical properties and fatigue resistance can be strengthened,welding deformation can be controlled within a reasonablerange,and the quality of the bridge can meet the expected standards.Key words:Yiyang Bridge;Orthogonal shaped plate of steel box girder;U internal rib welding technique0引言当前，大跨径桥梁数量逐年增加，为提高桥梁日常施工质量和效率，技术人员将正交异性钢桥面板U肋内焊技术广泛应用于桥梁施工中，以进一步优化安装过程，减轻施工人员工作负担1-2 。在传统U肋加工过程中，工作人员通常从外侧进行焊接，建立一道单面角焊接，移动焊缝受力位置，当荷载作用不断增加，一旦角焊缝根部受弯曲应力超过行业标准值，很容易产生严重疲劳裂缝问题。针对这一情况，工作人员要合理利用U肋内焊技术，操作焊接机器人在U肋内侧设置一条角焊缝，将U肋和桥梁面板间的连接焊缝形成双面焊缝，从而解决U肋角焊缝受力偏移问题，避免焊缝出现严重的疲劳裂纹现象。1工程概况三江县宜阳大桥主桥长3 42 m，引桥长40 m，桥宽2 8 m，总长度为3 8 2.4m。主桥上构预应力连续箱梁是利用挂篮悬臂浇筑方法进行施工，引桥上预应力简支箱梁则是应用支架现浇法施工，工程施工成本1.5 亿，计划2 0 2 1年8 月正式完工。项目施工开始后，施工企业根据现场实际情况和项目特征，制定了合理的施工方案，并严格遵循行业标准进行项目建设工作，认真抓好项目质量和安全管理工作，确保大桥施工顺利进行。2U肋内焊技术工艺作者简介：刘金捧（19 8 5-），女，山东济南人，硕士，工程师，主要研究方向为铁路工程管理。2.1U肋内焊技术的基本原理U肋内焊技术主要运用视频监控系统、龙门焊接平台、焊接冷却系统、行走轨道、内焊机器人、焊接主控系统等 3 。工作人员通过内焊机器人将焊枪传递至U肋内部焊接位置，焊接难度系数较高的焊接部位，将原本传统U肋焊接的单面焊接工艺转变为双面焊，有效提高了U肋整体力学性能。2.2U肋内焊技术难点和外部焊缝相比，U肋内部操作难度较高，一旦在焊接中出现严重的质量问题，则无法应用常规手段进行修复。因此，工作人员要提高对焊接质量的重视程度，提高U肋内焊技术一次性焊接成功率和焊接质量。为此，工作人员在日常施工中要从如下方面进行U肋内焊施工，合理控制焊缝技术 4。（1）U 肋内部焊接。工作人员操作焊接平台连杆控制焊接机器人进行U肋内部焊接，合理控制焊接机器人焊接均匀性和顺直性，保证内部焊缝间距基本相同。（2）远距离送丝技术。应用U肋内焊技术施工时，送丝距离较远，甚至某些焊丝送丝距离达到2 2 m。因此，工作人员要确保焊丝运输的稳定性，最常用双驱动超长送丝系统开展送丝工作，合理控制送丝速度，全面提高送丝的稳定性。（3）焊枪跟踪技术。在U肋焊接时，要将焊枪跟踪技术应用到整个焊接过程中，实时监督焊接过程，根据焊接的具体位置，科学调整焊枪实际位置，加强焊接过程的稳定性，保证送丝效率达到预期标准。239上接第2 3 7 页）2023年4月江西建材工程技术与应用（4）低飞溅焊接工艺。焊接飞溅作为影响焊接质量最常见的因素，工作人员在密闭空间进行U肋焊接时，很可能出现焊接飞溅现象，从而引发导电嘴堵塞、焊枪喷嘴堵塞等问题，甚至出现断弧问题，给焊接工作埋下严重的安全隐患。针对此类情况，工作人员将实心焊丝和三元混合体焊接工艺相融合，有效解决了焊接飞溅现象，全面提升了焊缝外观的美观度。（5）视频监控技术。焊接前，要安装高清视频监控系统，合理利用焊枪连杆，便于工作人员随时查看焊缝成品的实际情况。特别在信息化时代背景下，大跨径桥梁数量逐年增加，为提高桥梁日常施工质量和效率，相关人员将正交异性钢桥面板U肋内焊技术广泛应用在桥梁施工中，能进一步优化安装过程，减轻施工人员工作量。同时，在后期检测过程中，要根据外部探伤数据，及时查询存在问题的影像资料，利用数据和图像联合方法，确定焊缝质量是否达到预期标准。3U肋内焊焊接应用U肋内焊技术焊接主要包括修补、U肋板单元件校正、U肋板单元件组装、焊接U肋内部角焊缝、U肋外部角焊缝修补等环节 5 。工作人员要通过焊接机器人在U肋内侧焊成一条角焊缝，将U肋和桥梁面板的连接焊缝焊接成双面焊缝，从而解决U肋角焊缝偏心受力问题，避免焊缝产生疲劳裂纹现象。要提前打磨好肋板和焊接工件底板，将其整齐摆放在焊接平台上，通过控制液压站控制工件和定位装置，加强工件精准定位，再利用专业卡具固定设备，定期调节一体机相关设备，紧固组装板肋，再利用机械自动点焊进行临时固定。正常情况下，工作人员要采用内焊机头操作箱控制焊枪具体位置，保证焊接工件和试焊位置吻合。确定焊枪位置后，要控制龙门焊接平台移动到工件最初焊接位置，自动开启焊枪跟踪模式，科学调整焊接角度和送丝道路。待整个焊接工作全部完成后，再通过机头操作盒实现焊枪复位、压紧夹具复位动作 6 。4U肋内焊焊缝检测在日常焊接工作中，工作人员可通过高清焊接视频收集焊接表面情况，合理分析这些数据建立高清图像，将像素计直径控制在0.1m，保证U肋内焊技术达到行业标准。同时，要采用磁粉探伤机器人进行磁粉探伤检测，可以检测出U肋中任何焊缝位置存在的问题，且采用位移传感器实施实时定位，给工作人员解决问题提供丰富准确的数据支持。另外，可以使用超声波相控阵检测技术进行无损检测，在U肋内的双侧角焊缝位置涂刷耦合剂，使用相控阵检测仪，全面扫描焊缝，获取实际情况，分析超声波在不同位置检测存在的差异性，掌握问题的具体位置，计算未熔透的具体高度值 7 。5U肋内焊的缺陷返修三江县宜阳大桥项目在施工时发现，桥梁预应力箱梁腹板出现了一些病害情况，例如，竖向裂缝、斜向裂缝、梁底横向裂缝等。技术人员经过大量静载试验发现，第一跨抗弯刚度低于第三跨刚度。负责人员根据各方数据分析判断桥梁第一孔箱梁南【M】.北京：人民交通出版社股份有限公司，2 0 16：6-12.【4郑明坤.双面加筋土挡墙作用机理及结构优化设计研究【D.石家庄：石家庄铁道大学，2 0 2 2.【5】贾敏才，黄文军，叶建忠，等.超高无面板式土工格栅加筋路堤现预应力存在严重问题，造成箱梁承载能力不均衡，又因U肋内部空间较小，U肋整体长度大于其他环节的长度，一旦内焊出现问题，则无法采用人工手段进行处理。技术人员只能应用修复机器人到U肋内部进行修复工作，将缺陷位置打磨到焊缝根部，再采用专业内焊设备处理修复，然后使用磁粉探伤确认无裂纹缺陷后，利用埋弧自动焊进行补焊。在预应力施工过程中，施工单位根据宜阳大桥实际情况确定预应力筋具体位置，采用固定吊装方法加强预应力筋安全性，施工人员将预应力筋固定后，根据现场综合情况，设置泌水管道和波纹管，将孔径控制在2cm8-91。同时，在泌水管道外侧铺设适量的塑料板，拧紧螺丝提高塑料板的牢固性，避免接头产生不稳定情况，进一步增强接头部位和波纹管连接的封闭性。6结语综上所述，U肋内焊技术在保证桥梁焊接工程质量安全方面具有不可替代的作用，其独具优势的焊接类型，可促使原本的单侧焊缝向双侧焊缝方向发展，增强了焊缝位置的抗疲劳能力，能够有效解决疲劳裂纹问题。同时，双面焊施工工艺具有减少焊接变形、提高力学性能等多样化特征，可为操作人员提高U肋内焊成品质量打下坚实的基础。为此，在整个U肋内焊过程中，操作人员应严格遵循行业标准对焊接的要求，进一步提高焊接技术，避免出现焊缝烧穿问题，优化外侧焊接工艺，延长桥梁使用寿命。参考文献1高兴.正交异性钢桥面板U肋内焊技术研究及应用-武汉锂鑫自动化科技有限公司董事长C./第二届桥梁工程创新技术论坛暨钢结构先进技术交流会论文集，2 0 19：6 0-6 4.2熊永明.正交异性桥面板横隔板-U肋交接处残余应力研究D.湖南：长沙理工大学，2 0 2 0.3天无锡金诚工程技术服务有限公司：一种U肋双面全熔透角焊缝内部缺陷定量分析对比试块：CN202120586362.9P】.2 0 2 2-0 1-18.4许驰昊，黎明，谢任超.钢桥面板在温度和车速耦合效应下顶板和纵肋焊缝处疲劳裂纹扩展的数值分析J.苏州科技大学学报：工程技术版，2 0 2 2，3 5（3）：2 8-3 5.5湖北天高钢桥智造科技有限公司.板单元U肋内外纵缝同步一体船位埋弧焊系统及其工艺：CN202210166212.1P】.2 0 2 2-0 4-2 6.【6 宋学平.基于相控阵全聚焦3 D技术的钢箱梁U肋角焊缝检测试验研究J】.机械研究与应用，2 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