Q420qE高强度结构钢的焊接接头力学性能标准

南京大胜关长江大桥采用Q420qE高强度结构钢。根据对焊接桥梁结构细节分类及其裂纹体模型的断裂力学分析、结构应力分类,给出3类结构细节的裂纹体断裂驱动力的典型结果。根据对Q420qE钢板及其焊接接头的全厚度深缺口宽板拉伸试验、夏比V形缺口冲击试验得到的大量试验结果,进行量化的统计分析,给出Q420qE钢板及其焊接接头的断裂抗力表达式。结合该桥Q420qE钢构件焊接接头的应力水平,根据断裂力学判据KI≤KC和计算、试验结果最终确定该桥Q420qE高强度结构钢的焊接接头力学性能标准。     

690MPa级高性能桥梁钢工程应用

武汉汉江湾桥作为十三五国家重点研发计划中的示范工程,在主桁结构设计中结合受力特性及构造特点,采用了Q690qE高性能桥梁钢。Q690qE高性能桥梁钢在母材研制过程中采用了低碳多元微合金化思路,其组织形态为低碳贝氏体,通过调整C、Mn、微合金元素含量及降低碳当量保证其低温冲击韧性与焊接性能,采取TMCP加回火的生产工艺保证低屈强比和综合性能。在焊接性能及工艺试验研究中,对不同焊接方法所匹配的焊接材料进行了研究,并总结了严格控制热矫温度在650℃以下、严格执行焊前预热、焊后缓冷的工艺要求及减小焊缝氢脆问题等关键质量措施。通过引入脆性断裂极限状态理论,采用CTOD试验并辅以宽板拉伸试验作为验证手段,确定不同工作温度下,Q690qE高性能桥梁钢容许使用的最大厚度,对其防断服役性能进行评价。Q690qE高性能桥梁钢除具有较高强度外亦兼具良好的焊接性能和防断性能,其应用进一步完善了我国高性能桥梁钢的技术体系。     

沪通长江大桥天生港专用航道桥主桁关键节点制造技术

沪通长江大桥天生港专用航道桥为(140+336+140)m钢桁拱桥,其中主墩支座处的加劲弦节点杆件为Q500qE钢,采用栓焊结合的整体节点构造,结构形式和连接关系复杂、焊缝密集,制造难度大。制造过程中,采用"正装法"解决了复杂结构的空间几何关系精度控制和磨光顶紧难题;试验比选确定了不同部位合理的焊接工艺,解决了新材料Q500qE钢焊接难题;通过预变形、自约束、它约束相结合的技术措施,实现了对焊接变形的有效控制;采用大型数控钻床制孔工艺,确保了孔群的空间关系精度;采用大型落地镗床均温加工方法,确保了超大底板平面度的高精度要求。     

沪通长江大桥横港沙浅水区112m简支钢桁梁箱形杆件焊接工艺试验研究

沪通长江大桥横港沙浅水区7孔112m简支钢桁梁箱形杆件采用的Q370qE和Q420qE钢焊接性较好,主要焊缝类型为棱角焊缝和T形接头坡口角焊缝。采用双丝埋弧焊焊接工艺焊接棱角焊缝,双丝电源类型为直流电源+交流电源组合,双丝间距30cm。为研究该焊接工艺的可行性,进行焊接工艺评定试验,制作Q370qE和Q420qE两种不同材质的棱角坡口形式焊接试件,在焊接过程中发现问题并及时调整预定的焊接工艺参数,焊后对试件进行焊缝缺陷、拉伸、冲击、硬度和宏观金相等检测并进行分析。结果表明:焊缝无损检测、力学性能检测、硬度检测及宏观金相检查等试验的检验结果均符合标准要求,验证了所制定的双丝埋弧焊焊接工艺的可行性。实践证明,双丝埋弧焊焊接工艺的运用缩短了箱形杆件的制作工期,提高了箱形杆件的焊缝质量。     

沪通长江大桥钢结构接头热影响区硬度影响因素分析

沪通长江大桥钢桁梁主要采用Q370qE和Q420qE钢板,在焊接工艺评定试验中发现部分Q370qE钢接头热影响区硬度超标(硬度值380HV10)。针对此情况,采用不同的接头形式、焊接方法、焊接材料进行多组焊接对比试验,研究不同焊接工艺及钢板化学成分对钢结构接头热影响区硬度的影响。研究结果表明:钢板的材质与接头热影响区硬度超标有较大的相关性;控制焊接热输入及焊道层间预热温度,并尽量采用多层多道焊的焊接方式,能够有效控制接头热影响区硬度超标问题;钢板中的碳元素含量及合金元素配比对接头热影响区硬度有影响,应严格控制碳元素含量,优化合金元素配比。     

基于宽板拉伸试验的Q690qE高性能桥梁钢断裂韧性研究

为研究应用于桥梁钢结构的Q690qE钢防脆断性能,以主跨408 m的汉江湾桥为背景,设计、制作Q690qE钢32 mm板厚母材、32 mm板厚焊缝、50 mm板厚母材、50 mm板厚焊缝4组试件,进行不同温度下的宽板拉伸试验,分析其断裂韧性.将宽板拉伸试验值作为断裂抗力,采用有限元法计算汉江湾桥典型受拉杆件在较不利工作...     

沪通长江大桥总体设计

沪通长江大桥位于长江下游,通行4线铁路和6车道高速公路。桥位处江面宽约5.8km,大桥需要跨越南侧的长江主航道、北侧的专用航道和中间的横港沙(浅洲)。主航道桥采用主跨1 092m的钢桁梁斜拉桥;专用航道桥采用主跨336m的钢桁拱桥;跨南、北岸大堤及横港沙区段采用跨度112m的简支钢桁梁桥。主航道桥6个桥墩采用沉井基础,其余各墩均采用钻孔桩基础;主梁使用新研发的Q500qE高强度桥梁钢;斜拉索采用极限强度2 000MPa的平行钢丝斜拉索。     

沪通长江大桥高性能结构钢的研发与应用

针对高速铁路大跨度桥梁的特点,总结该类桥梁用系列高性能结构钢的研发与应用。采用低碳多元微合金化的成分设计、TMCP工艺,在京沪高速铁路南京大胜关长江大桥上研发应用了Q420qE高性能结构钢,钢种晶粒细化、软相铁素体和硬相贝氏体组织适度,结构钢具有较高的强度、良好的低温韧性和焊接性能。采用类似的技术路线,在沪通长江大桥上研发应用了Q500qE高性能结构钢。继2个钢种成功应用后,采用低碳微铌合金化成分研发了Q370qE高性能结构钢作为钢桥大量使用的最基本的用材。Q370qE-Q420qE-Q500qE系列高性能结构钢成功研发,并已经在桥梁里程碑式工程上得以应用。     

基于CTOD特征值的桥梁钢防脆断评价方法研究

为保证铁路钢桥中高强度桥梁钢在低温环境下的服役安全,提出基于裂纹尖端张开位移(CTOD)特征值的桥梁钢防脆断评价方法.首先建立基于CTOD的桥梁钢脆性断裂判据,再基于断裂力学理论推导典型桥梁钢构件断裂驱动力理论公式,依据断裂韧性C T OD特征值随温度和厚度的变化规律提出断裂抗力经验公式.以Q690qE桥梁钢为例,基于...     

沪苏通长江公铁大桥主航道桥钢桁梁整体制造架设技术

沪苏通长江公铁大桥主航道桥为主跨1 092m的双塔钢桁梁斜拉桥,大桥上层为6线公路、下层为4线铁路,主梁采用三主桁N形桁架结构,采用Q370qE、Q420qE与Q500qE 3种规格的高强桥梁结构钢。铁路桥面采用钢箱结构,公路桥面采用钢正交异性板结构。主桥钢桁梁采用大节段整体制造、架设,最大节段重1 744t。钢桁梁在工厂先加工制造杆件和板单元,再组拼成桁片和桥面板;然后在胎架上按"1+3"立体匹配组拼成大节段,整体船运至现场;墩顶节段采用1 800t浮吊架设,其余标准节段采用1 800t架梁吊机双悬臂对称架设;主跨钢梁采用纵移、压重、纵向与横向对拉等措施实现了精确合龙。     

武汉汉江湾桥连续钢桁拱架设关键技术

武汉汉江湾桥主桥为(132+408+132)m三跨连续钢桁系杆拱桥,边跨为变高度钢桁梁,中跨为钢桁系杆拱,横向设2片主桁,主桁采用变高度N形桁式,采用Q370qD、Q500qE、Q690qE钢.该桥钢桁拱采用先边跨后中跨,中跨"先拱后梁"、"拱上爬坡吊机十吊索塔架"方案架设.在该桥施工中,汉口侧边跨架设时,采用扩大基础...     

瑞典高强钢与国产化焊丝的匹配及应用

针对瑞典Domex 700MC高强钢的相熔性展开工艺试验及研究,从材料的可焊性分析、切割、焊接参数、焊材的匹配等方面阐述了具体的焊接工艺.通过焊接试件的金相分析,验证了该钢板的焊接性能及国产焊材与之适应性,为Domex 700MC高强钢采用国产化焊材工艺的匹配提供了一定的参考价值.     

现代焊接技术在车桥桥壳焊接中的应用

根据桥壳材料的力学性能和焊接工艺性,阐述了自动焊接技术在桥壳焊接过程中的应用．并以具体实例说明了PLC技术在焊接专机上的应用;通过焊接工艺参数对焊缝质量的影响规律介绍,确定了桥壳焊接。工艺参数的选择范围。     

掘进机高强度钢焊接工艺研究

掘进机是采煤作业中最为中号和核心的机械设备,掘进机的制造和加工事关煤炭生产的效率和安全。本研究根据掘进机生产和加工实际,对于高强度钢焊接工艺的在具体运用展开了深入的思考,分析了高强度钢焊接工艺的主要特性,描述了高强度钢焊接工艺的主要内容,以高强度钢焊接工艺的主要参数控制进行了深入思考,形成了对高强度钢焊接工艺应用于掘进机制造与加工的深层次认知,达到为高强度钢焊接工艺的有效应用提供策略与方法。     

钢铝无钉铆接技术的工艺参数及静力学性能研究

研究了钢铝无钉铆接技术的工艺参数和静力学性能。通过田口方法和正交试验,评估接头剖视面颈部厚度、互锁深度,确定最优铆接方向及工艺参数;借助静载荷破坏试验,对比其与SPR连接,获得其静力学曲线及失效模式,分析材料等级、铆接方向、材料料厚对其静力学性能的影响。抗剪强度与上层材料强度正相关;抗拉强度与材料强度负相关;铆接方向从高强度到低强度,抗剪强度更高,从低强度到高强度,抗拉强度更高;上层料厚与下层料薄,抗剪强度更高;料厚的增加可提升抗拉强度。无钉铆接连接静力学性能相比SPR有所下降,可应用在非主要承载的车身结构区域。     

果子沟大桥Q370qE钢焊接对接接头的超声冲击试验研究

采用超声冲击技术对果子沟大桥Q370qE桥梁用钢焊接对接接头进行了全覆盖超声冲击处理(Ultrasonic Im-pact Treatment,UIT),并通过XRD、红山-10T型高频疲劳试验机等对UIT前后Q370qE焊接接头的表明形貌、残余应力、疲劳性能的变化进行了测试和分析。结果表明,UIT使左焊趾附近的残余压应力由-25.6 MPa增高达-240.8MPa,使右焊趾附近17.2MPa的残余拉应力转变为-196.3MPa的残余压应力;使焊接接头在应力R比为-1,应力范围为±270MPa的条件下,其疲劳寿命为22954,经超声冲击处理后焊接接头在相同条件下其疲劳寿命为46523。对比未处理试样,UIT处理试样的疲劳寿命至少提高了1倍多。     

HG70高强度钢焊接技术及应用

针对高强度HG70钢的相熔接的焊接展开工艺试验及研究,并成功地应用于专用车辆生产过程中。     

济南齐鲁黄河大桥420m网状吊杆系杆拱桥主拱设计

济南齐鲁黄河大桥主桥采用五跨三连拱下承式网状吊杆系杆拱桥,桥跨组合为(95+280) m+420 m+(280+95) m,桥宽60.7 m,公轨合建。在调研国内外大跨度钢拱桥的基础上,对该桥420 m跨拱桥的拱轴线、矢跨比、拱肋高度、拱肋横撑布置等进行参数分析,最终确定主拱拱轴线采用二次抛物线,矢跨比为1/6,拱肋高4.0 m,拱肋之间通过6道一字横撑连接,两片拱肋在跨中168 m范围内合并为整体式截面,拱肋内倾角度为3.0°。420 m跨拱桥采用提篮拱布置,主拱由拱肋、拱肋连接和横撑组成。拱肋采用焊接五边形钢箱结构,沿拱轴线保持等高等宽,纵向受力板件采用Q420qE钢材,横隔板及横撑系统采用Q345qE钢材。吊杆拱上锚固构造采用叉耳板形式,叉耳板插入拱肋隔板,与拱肋隔板、底板采用全熔透焊接。拱肋采用三段法安装,两边段采用梁上支架拼装,中间段采用“低位拼装、垂直提升安装”。对该桥主拱进行静力、动力及稳定性分析,结果均满足设计要求。     

中朝鸭绿江界河公路大桥耐久性技术研究

中朝鸭绿江界河公路大桥为主跨636 m 的双塔双索面钢箱梁斜拉桥,桥址处气候严寒,气象条件复杂。为解决桥梁耐久性问题,通过理论与试验相结合的方法,进行高流态耐海水侵蚀的抗冻性高性能混凝土配合比设计、-10～-5℃低温焊接技术可行性、斜拉索外置式阻尼减振技术等研究。结果表明：优选确定的混凝土的抗压强度、收缩特性、抗渗特性和抗冻融特性均最优,满足设计要求;按实桥焊接工艺成型试板,实测试板接头的抗拉强度,焊缝金属的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率均满足要求,验证了在-10～-5℃低温焊接的可行性,并根据试验结果制定钢箱梁保温、预热及其它低温焊接质量控制措施;开发的综合电涡流阻尼及摩擦阻尼的斜拉索摆式杠杆质量减振器具有良好的减振效果和温度稳定性。该桥采用上述技术可确保其具有良好的耐久性。     

超高强钢DomexProtect500焊接性能试验研究

通过工艺试验对瑞典超高强钢DomexProtect500的焊接性能进行系统分析,从焊接方法、焊材选配、焊接参数等方面阐述了具体的焊接工艺方案。试验结果表明,采用80%Ar+20%CO2混合气体保护焊,国产锦泰焊丝JM-110对其进行焊接,面弯和背弯试样弯曲至90°均无缺陷,焊接接头弯曲性能良好;接头抗拉强度平均值为970 MPa,其力学性能满足一般结构焊缝设计要求。