在役桥梁双面全熔透U肋角焊缝检测技术研究.pdf

世界桥梁 2023年第51卷第S1期（总第224期）World Bridges#Vol.51#No.S1#2023（Totally No.224167DOI 10.20052/j.issn.1671-7767.2023.Sl.025在役桥梁双面全熔透Y肋角焊缝检测技术研究陈刚陈刚12（1.桥梁结构健康与安全国家重点实验室，湖北武汉430034；2.中铁大桥科学研究院有限公司，湖北 武汉430034）摘要摘要：常规超声检测方法难以检测在役桥梁双面全熔透U肋角焊缝，为提高此类焊缝的检测效率和检测精度，引入超声相 控阵检测技术，利用自动扫查装置夹持2个超声相控阵换能器并置于焊缝两侧，采取扇扫描方式进行沿线扫查&首先，根据实 际桥梁所用材料和焊接工艺，设计并加工模拟试样；然后，基于模拟试样制定超声相控阵检测方案和对比试验方案，验证超声 相控阵检测方案的可行性；最后，对在役桥梁双面全熔透U肋角焊缝进行检测和分析&结果表明：超声相控阵检测技术可以 有效地检出常规超声检测方式难以检测的U肋内侧焊缝焊偏及未焊满缺陷，对根部未熔合和夹杂等典型缺陷也有很好的检 出能力，可有效提高在役桥梁双面全熔透U肋角焊缝缺陷的检测效率和检测精度，缺陷尺寸测量误差小于3%&关键词关键词：在役桥梁；钢桥；U肋焊缝；全熔透角焊缝；焊缝检测；超声相控阵技术中图分类号中图分类号：U44&36；U445.583；U446 文献标志码:文献标志码:A 文章编号：文章编号：1671-7767（2023）S1-0167-081引言引言目前，我国大跨度钢结构桥梁多采用正交异性 桥面U肋结构，该结构采用U形纵向加劲肋的构造 形式，由面板（顶板）、U形纵向加劲肋以及横向加 劲肋或横隔板组成。该结构具有重量轻、承载力高、适用性强等优点，应用较为广泛&桥梁建设初期，该 结构U肋所采用的焊接方法为从外侧单面施焊，设 计要求角焊缝达到80%熔深，允许20%的未熔透部 分,1-&-&但是在实际服役过程中，该结构形式在受到 桥面车辆荷载作用时，其应力主要集中于U肋与桥 面板连接焊缝的未熔透部分，导致该处易产生疲劳 裂纹，并向桥面板扩展，从而影响桥梁结构安全M&为了减少传统U肋熔透角焊缝在车辆荷载作用下 疲劳开裂问题，当前大跨度钢结构桥梁通常采用双 面全熔透U肋角焊缝焊接工艺，以提高焊缝质 量56&钢结构制造过程中采用U肋角焊缝全熔透 的工艺方案，利用“多头焊接专机+摇摆斜胎架”，”，内、外双面进行施焊，以保证U肋角焊缝的全熔透，增加桥梁服役年限&双面全熔透U肋角焊缝虽然性能优于熔深U 肋角焊缝，但其检测工作较为困难，目前通常采用常 规超声检测和磁粉检测相结合的方式对双面全熔透 U肋角焊缝进行检测，但是这2种检测方法对双面 全熔透U肋角焊缝的检测效果均不理想&由于U 肋与桥面板焊缝属于薄板焊缝，超声检测过程容易 受到底面回波的干扰，缺陷检出率较低，对其缺陷进 行定性、定量工作也较为困难，而磁粉检测仅能检测 焊缝表面和近表面缺陷，具有一定的局限性&在役 桥梁受限于U肋角焊缝位置和表面状态，检测更为 复杂,78&在某长江大桥试验段上采用常规检测方 案进行检测，检测焊缝长度20=,共检出3处缺陷，随后对该段焊缝进行解剖论证,共发现5处缺陷，可 见常规检测方案缺陷检出率较低&因此，需要发展 新的检测手段，对在役桥梁双面全熔透U肋角焊缝 进行快速有效的检测&超声相控阵技术是近些年新兴的一种无损检测 技术，其换能器由多个彼此独立的晶片组成，通过延 时技术可以精确地控制各个阵元的激励时间，从而 灵活实现声束的偏转和聚焦，在不移动或者少移动 换能器的情况下，就可以实现多种角度的检测，检测 结果相比于常规超声无损检测方式也更加直观，近 年在无损检测领域应用广泛卩2&目前，已有学者 将超声相控阵技术应用在U肋检测领域，对U肋角 焊缝进行快速准确的检测&张华等,13-针对港珠澳 大桥U肋角焊缝检测问题，提出了超声相控阵检测 方法以及判定方法，但在检测过程中仅采用手动扫 查，未结合扫查装置或编码器，无法获得连续的检测 图像;周一亮,14利用扫查装置，对熔深U肋角焊缝 收稿日期：收稿日期：2022-09-11作者简作者简介：陈 冈1（1980），男，高级工程师，003年毕业于武汉理工大学材料科学与工程专业，工学学士（E-mail：）&168世界桥梁 2O23,51(S1)进行检测，但尚未拓展到全熔透U肋角焊缝检测方 向，并且检测误差较大，难以应用于在役桥梁检测*李冰等,5-对U肋角焊缝超声相控阵检测影响因素 进行分析，但仅在模拟试块上进行检测试验，未对在 役桥梁进行检测；张鹏等,6-利用超声相控阵技术，对某桥梁现场U肋角焊缝进行检测，但检测过程中 将超声相控阵换能器放置在肋板侧，因此无法有效 地检测U肋内侧焊缝&综上所述，目前U肋角焊缝超声相控阵检测技 术的研究主要是在肋板侧，利用直射波和一次反射 波对U肋焊缝进行检测，在役桥梁U肋焊缝检测也 主要集中在熔深U肋角焊缝方面，关于在役桥梁双 面全熔透U肋角焊缝检测技术的研究还鲜有报道&鉴于此，本文提出利用超声相控阵检测技术,对在役 桥梁双面全熔透U肋角焊缝检测进行研究，首先根 据实际桥梁所用材料和焊接工艺，设计并加工模拟 试样;然后基于模拟试样制定超声相控阵检测方案 和对比检测方案验证超声相控阵检测方案的可行 性；最后对在役桥梁双面全熔透U肋角焊缝进行超 声相控阵检测，分析超声相控阵技术检测此类焊缝 的效率和精度&2模拟试样模拟试样为制定科学合理的检测方案，并验证检测方案 的可行性，在进行现场检测前，须加工模拟试样&为 了尽可能接近实际情况，U肋角焊缝焊接接头试样 采用与某在役长江大桥的U肋角焊缝相同的原材 料及焊接工艺，试样材质为Q345qD钢，焊丝为 E501T-1，所用材料的化学成分和力学性能均符合 相关标准规范的要求&试样从下料到焊接按照桥梁 的实际施工标准完成，尽可能保证试样与实际桥梁 U肋角焊缝情况一致&模拟试样尺寸如图1所示，U肋板厚8 mm+长1.3 m,U肋板与桥面板夹角79，坡口角度55,桥面板厚16 mm,规格为600 mmX 1 300 mm。U肋角焊缝试样如图2所示&3超声相控阵检测方案及对比检测方案超声相控阵检测方案及对比检测方案3.1超声相控阵检测方案由于传统熔深U肋角焊缝坡口开在肋板位置，因此在超声检测过程中，需要将探头放置在肋板侧，利用直射波和一次反射波进行检测&U肋的面板 与肋板呈一定的角度，采用线扫描的检测方式会受 到U肋自身结构的影响，结构回波容易与缺陷信号 混淆，如由于肋板厚度较小，在检测过程中，会受到图图2 Y肋角焊缝试样肋角焊缝试样Fig.2 Sample with U-rib fillet weld 底面回波的影响，影响检测精度，同时难以检测U 肋内侧焊缝和焊趾位置裂纹，难免产生漏检或误判 的情况&并且线扫描覆盖范围相对较小，需要在保 证检测精度的同时，获得更大的检测范围。针对上述问题，将超声相控阵换能器置于桥面 板侧，利用一次反射波进行扇扫描检测，可使检测声 束路径更加清晰，减小漏检或误判的可能&并且桥 面板侧相对较为平整，也有利于扫查装置行进，实现 自动化检测&检测过程采用Phacan PA3264便携 式超声相控阵探伤仪，为进一步确定具体检测方案，需利用检测设备自带软件对模拟试样进行声束仿真&在仿真过程中发现，一次扫查过程难以同时覆 盖U肋内侧和外侧焊缝，尤其是容易出现缺陷的焊 缝根部和焊趾的位置，同时为了保证检测图像的完 整性和连续性，利用自动扫查装置夹持2个超声相 控阵换能器同时进行检测，2个超声相控阵换能器 分别布置在U肋桥面板左、右两侧，沿焊缝长度方 向以扇扫描方式进行沿线扫查，以保证对U肋内、外两侧焊缝的完全覆盖&在役桥梁双面全熔透U肋角焊缝检测技术研究 陈刚169利用声束模拟仿真软件确定具体检测参数，最 终确定检测方案为：在U肋桥面板侧，利用自动扫 查装置夹持2个超声相控阵换能器并以扇扫描方式 进行沿线扫查，将2个超声相控阵换能器分别布置 在焊缝中心线两侧，楔块前沿与焊缝中心距20 mm。超声相控阵检测示意如图3所示，检测参数如表1 所示。(a)声束覆盖范围单位：mm(b)探头位置图图3超声相控阵检测示意超声相控阵检测示意表表1超声相控阵检测参数超声相控阵检测参数Table 1 Parameters of phased array ultrasonic testingFig.3 Schematic diagram of phased array ultrasonic testing探头频率/MHz阵元 数量楔块 角度/()扫查方式扫查 角度/()角度 步进/()聚焦 深度/mm103230扇扫描45 751243.2对比检测方案为验证超声相控阵技术的优势，采用常规超声 检测方法，与超声相控阵检测进行对比试验，同时辅 以射线检测结果作为参照&对比方案1采用X射线检测方法对焊缝进行 检测，选取管电压170 kV,管电流5 mA,透照焦距 700 mm,透照时间3 min,Fe1016线型像质计，将 像质计放在射线源一侧进行检测&射线检测结果虽 然较为直观、准确，但是操作复杂，现场检测十分不 便，不适用于在役桥梁检测，因此在该次试验过程 中，射线检测结果仅作为其余方案检测结果的参照&对比方案2选用常规超声检测方法，将探头置 于肋板侧进行检测。由于肋板厚度较小，需选用K 值(K为探头入射角度的正切值)较大的探头&故 选用频率为5 MHz,晶片尺寸6 mmX 6 mm的小晶 片K3探头，在U肋侧，采用直射法和一次反射法进 行单面单侧检测见图4(a)-对比方案3选用常规超声检测方法，在桥面板 侧利用直射法进行单面双侧检测见图4(b)-4试验检测结果分析试验检测结果分析4.1模拟试样结果采用上述超声相控阵检测方案和 3 种对比方案 分别对全熔透U肋角焊缝试样进行检测试验&射 线检测结果以胶片方式呈现，需在特殊观片灯下观 察和测量，故未附检测结果图，仅给出最终测量 结果&常规超声检测只能测得回波信号相关信息，检 测结果也只能以信号的形式展现出来，即A扫图 像&对比方案2和对比方案3部分缺陷检测结果分 别如图5和图6所示。由图5和图6可知：米用常 规超声检测，检测人员主要是根据回波位置和回波 幅度判断检测结果，并且缺陷信号位置容易与超声 设备低噪混淆，较不直观，对检测人员要求较高，重 复性较差，缺陷的定位和定量工作容易产生较大 误差&超声相控阵换能器由多个独立的阵元组成，每图图5对比方案对比方案2检测结果检测结果Fig.5 Results of inspection carried out using option 2170世界桥梁 2O23,51(S1)缺陷回波信号抑制抑制00%增益增益30.二I-厂,-,E i 严产LQ Qm,8 丄74 2丄_旷甲盘 旷甲盘 2016/03/2：着围 闸门移位 着围 闸门移位 H4 o 6mm 3.9inm!8闸门闸门图图6对比方案对比方案3检测结果检测结果Fig.6 Results of inspection carried out using option 3 一个阵元都相当于一个常规的超声检测探头，因此 可以同时获得多个回波信号，除了生成常规超声检 测可获得的A扫图像外，还可以借助超声相控阵检 测软件和自动扫查设备，利用多个回波信号生成U 肋角焊缝横截面图像，即C扫图像，使得检测结果 更加直观，便于检测人员观察&超声相控阵检测结 果如图7所示&由图7可知：由于检测试验采用2 个超声相控阵换能器，因此，一次扫查就可以同时获 得U肋内侧和外侧焊缝的检测结果，检测结果更加 直观准确&表表2不同检测方案缺陷检测结果不同检测方案缺陷检测结果Table2 Defectrecordsofdiferentinspectionoptions检测方案缺陷 编号缺陷起始 位置/=缺陷 长度/=缺陷 深度/=缺陷类型16142夹杂253552未熔合对比方案1392070夹杂4114045气孔5950350未焊满1633715.6对比方案225325015.3411404516.31623815.0对比方案325334814.71604016.125355116.0超声相控阵检测39207219.7方案方案411404516.6595035015.84.2焊缝宏观断面检测结果为了进一步验证检测结果，在试样上对缺陷进 行标记(见图8)&)&解剖缺陷标记位置和无缺陷位置 焊缝截面，然后在低倍镜下进行宏观观测，用游标卡 尺和钢直尺对缺陷尺寸进行测量，宏观断面缺陷测 量结果如表3所示&无缺陷和缺陷处焊缝宏观断面 分别如图9和图10所示&(a)外侧焊缝实际缺陷14(b)内侧焊缝实际缺陷5图图7超声相控阵检测结果超声相控阵检测结果Fig.7 Results of phased array ultrasonic testing图图8检测缺陷检测缺陷Fig.8 Weld imperfections 表表3宏观断面缺陷测量结果宏观断面缺陷测量结果按照相关标准要求对检出缺陷进行定性及定量 分析，并记录相关数据&因检测方案中扫查面分为 U肋和桥面板,从肋板侧和桥面板侧对同一缺陷检 测时，缺陷的深度读取数据不同，为了便于比较，将 缺陷的深度数据都换算为桥面板上扫查时缺陷的深 度数据&不同检测方案缺陷检测结果如表2所示&由表2可知：对比方案1采用X射线检测，共检测 出5处缺陷；对比方案2采用常规超声检测方法在 肋板侧进行检测，共检测出3处缺陷；对比方案3采 用常规超声检测方法，在桥面板侧进行检测，共检测 出2处缺陷；而超声相控阵检测方法从桥面板侧进 行检测，共检测出5处缺陷。Table3 Macrocros-sectiondefectmeasurementrecord缺陷缺陷起始缺陷长度/缺陷深度/缺陷类型编号位 置/=1614316.1夹杂25355216.2未熔合39207219.6夹杂411404416.6气孔595035315.7未焊满4.3检测结果对比分析 对比不同检测方案的检测结果与宏观检测的缺 陷测量结果，可以得到如下结果：(1)对比方案1采用X射线检测，检测结果较 为准确，但，但X射线检测效率低，检测前布置繁琐，对 环境有辐射污染，对人体也有一定的伤害，射线机难在役桥梁双面全熔透U肋角焊缝检测技术研究 陈刚171图图9无缺陷位置宏观断面无缺陷位置宏观断面图图10缺陷位置宏观断面缺陷位置宏观断面Fig.10 Macro cross-section of location with defect 以布置在在役桥梁理想检测位置&因此，采用射线 检测方法对在役桥梁U肋角焊缝进行检测不具有 实际操作性&(2)对比方案2在肋板侧进行常规超声检测,未能发现缺陷3和缺陷5,这主要是因为缺陷3的 分布方向与声束入射方向较为一致，而缺陷5位于 U肋内侧，在检测过程中声束难以到达此处，因此 难以检出&在常规超声U肋焊缝检测过程中，该位 置与焊趾位置均属于容易漏检的区域，也是检测的 难点&(3)对比方案3在桥面板侧进行常规超声检 测，未能发现缺陷35,因为常规超声检测声束能 量较低，并且声束较为发散，难以集中在待检测区 域，所以难以检出尺寸较小的缺陷&(4)超声相控阵检测方案在桥面板侧对全熔透 U肋角焊缝进行检测，可以检测出全部5处缺陷，无 漏检情况，并且缺陷尺寸测量与实际结果较为一致，误差在3%以内&综合上述检测结果，常规超声检测方法不论是 按照一般情况将超声探头置于肋板侧进行检测还是 置于桥面板侧，检测结果均存在一定程度的漏检，并 且缺陷定位和尺寸测量存在较大的误差，难以用于 在役桥梁检测&而超声相控阵检测结果则较为准 确，缺陷检出率和检测精度较高，对于U肋角焊缝 内侧缺陷也有很好的检出效果，同时可以利用自动 扫查装置夹持超声相控阵换能器进行检测，大大提 高了检测效率，适用于在役桥梁全熔透U肋双面角 焊缝检测&5在役桥梁检测及结果分析在役桥梁检测及结果分析某在役长江大桥桥面板与U肋板角焊缝按全 熔透焊缝设计，采用“多头焊接专机+摇摆斜胎架)焊接方案，从外侧和内侧双面施焊&为了掌握该桥 U肋板的焊缝质量情况，对桥面板与U肋板角焊缝 进行抽检，采用上述检测方案和自动扫查装置对U 肋角焊缝进行检测，具体抽检方案为靠近上游侧重 车道(上游侧第2块板单元)桥面板与U肋板的2 条U肋角焊缝进行100%检测，同时随机抽取全桥 10%的桥面板与U肋板角焊缝进行检测，检测部位 为两端各1 m。共计检测U肋角焊缝2 742 m,共 检出缺陷143处，检出缺陷总长度56.46 m,焊缝缺 陷率2.06%&由于缺陷数量较多，因此选取其中15 处较大缺陷进行分析，其余缺陷不再赘述，部分较大 缺陷检测结果如表4 所示。此次检测最长缺陷位于A30节段，从上游往下 游第2块板单元，第4条U肋与桥面板内焊缝从中 跨往边跨6.1011.63 m范围，共计5.53 m长缺 陷，该处缺陷超声相控阵检测结果如图11所示&由 图11可知：外侧焊缝检测结果合格，内侧焊缝存在5.53 m长缺陷，结合缺陷出现的位置和深度，判定 该处缺陷为内焊缝未焊满。内焊缝未焊满或焊偏缺陷扫查的图像特征较为 明显，在缺陷位置显示底面回波较低或无底面回波,不易发生漏检或误判&除内侧焊缝缺陷外，未熔合 和夹杂均属于焊缝超声检测中常见的缺陷类型，未 熔合缺陷两端回波幅度较高，并且出现在焊缝根部 位置;夹杂为体积型缺陷，检测过程容易捕捉到缺陷 反射回波，不易漏检&在选取的15处较长缺陷中有8处缺陷为U肋 内侧焊缝焊偏或未焊满，该类缺陷在所检出的较长 缺陷中数量占比高达55.3%，其缺陷长度占比达 71.4%；5处缺陷为未熔合缺陷，缺陷数量占比为 33.3%，长度占比为20.5%；2处为夹杂缺陷，缺陷 数量占比为13.3%，长度占比为8.1%&全部抽检焊172世界桥梁 2O23,51(S1)表表4部分较大缺陷检测结果部分较大缺陷检测结果Table 4 Results of major defects detected(part)焊缝编号缺陷位置/mm缺陷长度/mm缺陷深度/mm最大波幅/%缺陷类型A19-J101Z-U2-0 10 88088017.5100未熔合A20-J101Y-U4-12 143151 21089516.090内焊缝焊偏A23-J101Y-U8-14 150 1240124016.1100内焊缝未焊满A21-J101Z-U10-14 154601 17571518.2100未熔合A24-J102Z-U3-6 8128 100087215.880内焊缝焊偏A22-J99Y-U5-14 15145 92377819.4100夹杂A25-J101Z-U3-10 12145 1148100315.8100内焊缝未焊满A27-J99Y-U6-14 15270 98371317.090未熔合A29-J101Z-U1-0 1136 92879220.5100夹杂A28-J101Y-U3-10 12100 12831 18316.190内焊缝未焊满A31-J103Z-U3-8 10120 16501 53015.9100内焊缝未焊满A25-J102Y-U4-10 12460 19801 52015.7100内焊缝焊偏A19-J103Y-U3-8 10180 109891816.2100未熔合A32-J103Z-U4-6 8146 87472816.980未熔合A30-J103Y-U4-0 156100 116305 53016.1100内 焊 缝未焊 满(a)外侧焊缝(b)内侧焊缝图图11 A30节段检测结果节段检测结果C扫图扫图Fig.11 C-scan of segment A30 inspection results 缝中，缺陷类型占比和缺陷长度占比与上述比例基 本相同&综上所述，与常规角焊缝相比，在役桥梁双面全 熔透U肋角焊缝缺陷主要分布于U肋内侧焊缝上,主要缺陷类型为内侧焊缝焊偏或者未焊满，并且缺 陷长度较长，占缺陷总长度的70%以上，也存在常 规熔深U肋角焊缝中容易出现的根部未熔合以及 夹杂等缺陷&超声相控阵技术可以较为有效地检测 出上述类型的缺陷，对于常规超声检测难以检测的 内侧焊缝焊偏或未焊满等缺陷也有很好的检出效 果，并且检测精度高、速度快,有助于提高生产效率，控制焊缝质量，进而延长桥梁服役时间&针对检测结果，对于尺寸相对较小的缺陷，应制 定管养方案和相关检测方案，定期进行检测并记录 缺陷尺寸相关数据，关注缺陷扩展情况，避免缺陷延 展过快&对于尺寸较大的缺陷，应建立健康监测机 制，同时提高定期检测频率，避免因应力集中而发展 成裂纹等危害性缺陷&6结论结论本文针对在役桥梁双面全熔透U肋角焊缝检 测问题，根据实际桥梁所用材料和焊接工艺，设计并 加工模拟试样，利用模拟试样制定超声相控阵检测 方案和对比试验检测方案，采取该超声相控阵检测 方案对在役桥梁进行检测，并对检测结果进行分析，得到如下主要结论：(1)常规超声检测方法在肋板和桥面板侧检测 均有不同程度的漏检现象，并且缺陷尺寸和位置测 量误差较大,而超声相控阵检测方法无漏检情况，缺 陷尺寸测量误差在3%以内&(2)与常规熔深U肋角焊缝相比，双面全熔透 U肋角焊缝缺陷主要为内侧焊缝焊偏和未焊满，也 存在常规熔深角焊缝中容易出现的根部未熔合和夹 杂等典型缺陷&(3)超声相控阵技术对在役桥梁双面全熔透U 肋角焊缝中出现的缺陷具有较好的检测能力，对常 规超声检测方法难以检测的U肋内侧焊缝缺陷也 有良好的检出效果，并且检测效率高，检测结果较为 直观、准确&参考文献参考文献(References):,-张 华，阮家顺，沈俊杰，等.钢桥面板U肋焊缝抗疲劳 设计及焊接新工艺J钢结构,2019,34(1):8285.(ZHANG Hua#RUAN Jia-shun#SHEN Jun-jie#et al.Anti-Fatigue Design and Welding Process of U-Rib Weld of Steel Bridge Deck,-.Steel Construction#2019#34(1):82-85 inChinese)，-裴雪峰，车 平，冯 辉.钢桥面板U肋角焊缝全熔透 焊接工艺研究金属加工(热加工)2021(3)：41-44.(PEIXue-feng#CHEPing#FENG Hui StudyonFul Penetration Welding Process of U-Rib Filet Weld of Steel Bridge Decks,-.MW Metal Forming，2021(3):在役桥梁双面全熔透U肋角焊缝检测技术研究 陈刚17341-44.in Chinese)3-由瑞凯，刘 鹏，张大庆，等.正交异性钢桥面U肋与面 板内焊连接疲劳性能试验J-.中外公路，2018,38(3)：174-1793(YOU Rui-kai,LIU Peng,ZHANG Daqing,etal.Fatigue Test on U Rib-to-Deck Connection with Internal Weld in Orthotropic Steel Bridge DeckJ-.Journal of China f Foreign Highway,2018,38(3)：174-179.in Ch.nese)M 罗鹏军，张清华，龚代勋，等.钢桥面板u肋与顶板双面 焊连接疲劳性能研究桥梁建设，2018,48(2)：19-243(LUO Peng-jun,ZHANG Qing-hua,GONG Dai-xun,et al.Study of Fatigue Performance of U 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Filet Weld of Hong Kong-Zhuhai-Macao BridgeJ-Nondestructive Testing#2013#35(1)：31-37 inChinese),4-周一亮.U肋角焊缝的超声相控阵检测技术研究(硕 士学位论文)D-哈尔滨：哈尔滨工业大学2016.(ZHOU Yi-liang Research on Ultrasonic Phased Array Testing Technology of U Rib Filet Weld(Master Dissertation)D-Harbin：HarbinInstitute ofTechnology#2016 inChinese)15-李 冰,黄春峰，孙 杰.U肋角焊缝超声相控阵检测 的影响因素分析J-.无损探伤,2019,43(2)：2326,41.(LIBing HUANG Chun-feng SUNJie Analysisof Influencing Factors on Ultrasonic Phased Array Inspection of U-Rib Filet Weld J-Nondestructive Testing Technology 2019 43(2)：23-26 41 inChinese)6-张 鹏,刘永伟,郭建康,等.桥梁钢箱梁U肋角焊缝 的相控阵检测J-.无损检测2020,42(1):7174.(ZHANG Peng,LIU Yong-wei,GUO Jian-kang,tal Ultrasonic Phased Array Testingofthe U-RibFilet Weld of the Bridge Steel Box GirderJ-Nondestructive Testing 2020 42(1)：71-74 inChinese)174世界桥梁 2023,51(S1)Research on Inspection Techniques of Double-Sided Full-Penetration Fillet Welds of U-Ribs in Existing BridgesCHEN Gang1#(1.State Key Laboratory for Health and Safety of Bridge Structures,Wuhan 430034,China；2.China Railway Bridge Science Research Institute,Ltd.Wuhan 430034,China)Abstract:The conventional ultrasonic testing method is not very competent in flaw detection ofdouble-sidedful-penetrationfiletweldsofU-ribsinbridgesthatareinservice.Toimprovethe inspectionspeedandaccuracyofthistypeofwelds#aphasedarrayultrasonictestingtechniqueis introduced#bywhich#anautomaticscanningdevicecarriestwophasedarraytransducersthatare instaledparaleltoeachotheronthetwosidesoftheweld#andalineinspectionisperformedina sectorscanning manner.Firstly#a simulation sample was prepared in accordance with the materialsand weldingtechniquesusedfortherealbridge.Then#basedonthesimulation#the phasedarray ultrasonictestingandcomparativetestingsolutions were formulated to verify the feasibility of the proposed phased array ultrasonic testing solution.At last#the proposed techniquewasappliedtoinspectdouble-sidedful-penetrationfiletweldsofU-ribsofarealbridge inservice.Itisshownthatthephasedarrayultrasonictestingtechniquecanefectivelyidentify the weld deviation and incomplete weld on the inner side of the U-rib that cannot be identified by theconvent.onalultrason.ctest.ngmethod#.scapableofdetectng.ncompletefus.onand.nclus.ons attheweld.ngroot#andprov.de.mproved.nspect.onef.c.encyandaccuracy#w.thameasurement error of defect size less than 3%.Key words：bridge in service；steel bridge；U-rib weld；full-penetration fillet weld；weldinspection；phasedarrayultrasonictesting（编辑：陈雷）