沪通长江大桥天生港专用航道桥Q500qE钢焊接工艺试验研究

Q500qE高强度桥梁钢具有高强度、高韧性的优异性能,可减小桥梁结构截面、自重,增大跨径及承载力,但Q500qE钢的焊接工艺研究目前尚属空白。鉴于此,以沪通长江大桥天生港专用航道桥为背景,对Q500qE钢进行了焊接性试验、焊接材料选配试验和焊接工艺评定试验,研究适用于Q500qE钢的焊接方法、焊接材料和焊接工艺参数等焊接工艺。试验结果表明,超低碳贝氏体组织的Q500qE钢冷裂敏感度低,可焊性良好;根据Q500qE钢不同焊接接头形式,确定的焊接方法及强韧性匹配焊接材料可行;焊接试件的各项检测指标均能满足标准要求;通过试验确定的焊接工艺参数正确,工艺措施得当。Q500qE钢焊接工艺研究结果已用于指导该桥Q500qE高强度桥梁钢的焊接。     

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。     

横琴二桥钢桁拱整体节点制造工艺研究

针对横琴二桥钢桁拱整体节点结构特点,以最为复杂的E9整体节点为例,介绍其制造组装工艺流程、焊接变形控制、栓群制孔精度控制等关键技术,解决了超大型整体节点构造复杂、焊接变形难以控制、栓群制孔精度要求高等技术难题,取得了良好的效果。     

重庆朝天门长江大桥钢拱座整体节点制造研究

针对重庆朝天门长江大桥钢拱座整体节点结构特点,介绍了其制造组装工艺、焊接变形控制、制孔精度控制等技术,解决了钢拱座整体节点结构复杂、焊接变形不易控制、孔群连接精度要求高等难题,取得了良好的效果。     

沪通长江大桥主航道桥钢桁梁锚箱施工技术

沪通长江大桥全长11 072m,主航道桥为(140+462+1 092+462+140)m五跨连续钢桁梁斜拉桥。索梁锚固结构采用设在主梁上弦节点顶面的双腹拉板式钢锚箱方案。钢锚箱由多个单体部件组焊而成,厚板较多,焊后变形校正难;安装时定位尺寸放样难,精度要求高。考虑到该桥锚箱的锚拉板较厚,且零件较长,若先将锚拉板与上弦杆件焊接,易造成较大焊接变形,因此该桥锚箱施工采用先将两侧锚拉板与"井"字形构件预制成整体,再整体与主桁构件焊接的方法。通过分析找出钢锚箱定位尺寸相互关系的函数方程,利用函数计算法快速得出全桥各锚箱的定位尺寸值,解决了锚箱放样难题;研究了合理组拼顺序和焊接方法,克服了焊后变形大的问题。     

武汉汉江湾桥主桥设计关键技术

武汉汉江湾桥主桥为(132+408+132) m中承式连续钢桁拱桥，桥面车行道按双向6车道布置，并预留拓宽至8车道条件。主桥拱肋采用变高度N形桁式两主桁钢桁架结构。主桁标准间距34 m,汉口岸边跨受限于总体线形，主桁间距由34 m变化至39.5 m。主桁中支点附近下弦杆根据受力要求采用Q690qE高性能桥梁钢。车行道桥面采用正交异性钢桥面板，车行道桥面下U形纵肋与钢桥面采用全熔透焊接设计。通过主桁节点弯折、钢桥面横坡变化等构造措施简化了主桁、联结系、桥面系的空间关系，降低了杆件制造难度，实现了桥面结构的曲线变宽。     

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。     

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。     

690 MPa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。     

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。     

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。     

滨州黄河公铁两用大桥主桥上部结构设计

滨州黄河公铁两用大桥主桥采用(120+3×180+120)m的钢桁架桥。钢梁主体为栓焊结构,主桁采用Q370qE(14MnNbq)钢,桥面系和联结系等采用Q345qE钢,辅助结构采用Q235qC钢。主桥钢梁采用拼装式节点设计,主桁弦杆采用箱形截面,腹杆采用箱形和工字形截面。采用伸长或缩短上弦杆节间长度的办法设置钢梁的预拱度。铁路及公路桥面系均采用纵、横梁体系。主桁上、下弦平面设有纵向联结系,平联斜杆采用交叉布置。主桥钢梁选择单向架设方法安装,除第1孔钢梁采用膺架法施工外,其余均利用临时墩辅助悬臂安装。     

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...     

东平水道大桥钢梁焊接工艺评定试验

武广客运专线上的东平水道大桥是一座由武广客运专线和广茂线合建的大跨度4线铁路钢桁拱桥。跨度布置为(99+242+99)m,钢桁拱采用栓焊结构,采用Q370qE、Q370qD、Q345qD材质,选择代表各种材质、板厚的共26组接头进行对接焊缝、角焊缝工艺评定试验及整体节点板双面围焊缝工艺评定试验,其焊缝金属拉伸、接头拉伸、接头冲击和弯曲、硬度和宏观断面酸蚀试验结果表明接头各项力学性能均符合相关规范和设计文件要求。     

三塔斜拉桥钢箱钢桁结合梁架设测量技术

蒙华铁路洞庭湖特大桥主桥为(98+140+406+406+140+98)m三塔双索面钢梁斜拉桥。主梁为钢箱钢桁结合梁,钢箱梁处于结合梁的下部,主桁下弦和钢箱顶板焊接连接。边跨主梁采用顶推施工,中跨主梁采用悬拼施工,最后在跨中合龙,主梁架设采用"先箱梁后桁梁"的施工技术,为确保架设精度,采用钢梁架设专用加密控制网并精密联测设置基准点的方法;对加工误差累积管理以控制钢梁制造误差;以固定仪器、人员和点位的测量方式控制边跨顶推落梁精度;采用差分极坐标和闭合水准法精密控制钢箱梁拼装误差;采用差分三维坐标法控制钢桁梁转角和预留调整口轴向偏差。     

福州长门特大桥钢锚梁制造精度控制技术

针对福州长门特大桥钢锚梁结构特点,在制造过程中分析了制作难点及控制要点,制订合理的制造工艺,控制制造精度,减小焊接变形,从而有效保证钢锚梁结构的制作质量。     

美国新海湾大桥上部钢结构的设计及制造

美国新海湾大桥是一座单塔自锚式钢悬索桥,钢塔为不对称五边形变截面结构形式,钢箱梁由2个分离的钢箱和联系横梁组成,采用栓焊结构。针对钢塔和钢箱梁的设计特点和制造难点,钢塔采用标准段与塔柱匹配组装、360°旋转翻身、浮吊提升吊装等方案,有效控制了塔柱断面几何精度、焊接变形和焊接质量、立位预拼装的安全和拼装质量;U肋板单元采用门式自动焊接机焊接并辅以双向反变形胎架等措施,保证了焊接熔深等焊缝质量,满足板单元焊后无需校正的要求;U肋板单元焊缝采用相控阵检测方法,解决了U肋焊接接头内部质量失控的难题;钢箱梁采用在车间内连续匹配组装、焊接和预拼装的方案,使箱梁线形和箱口匹配精度满足设计要求。     

沪通长江大桥天生港专用航道桥弦杆制孔精度控制技术

沪通长江大桥天生港专用航道桥为(140+336+140)m刚性梁柔性拱桥,主梁为带竖杆的华伦式桁架,横向采用三片主桁结构。钢桁梁弦杆为典型的箱形整体节点构造,接头较多,孔群空间关系复杂,为保证弦杆钻孔精度,腹板孔群制孔时,杆件组焊并修整合格后,首先将杆件吊至高精密的划线平台处进行整体划线,然后利用专用整体节点杆件双机联动立柱式数控钻床进行钻制。顶、底板及横梁接头孔群采用成熟的划线工艺和高精度样板钻制。斜向接头板组装时,首先采用斜向接头板先孔法,然后用高精度定位样板组装。实践表明,弦杆制孔精度控制技术及孔径偏差控制措施,有效地保证了弦杆的钻孔精度和孔群的相对位置关系。     

马鞍山长江公铁大桥Z3号桥塔施工关键技术

巢马城际铁路马鞍山长江公铁大桥主航道桥为(112+392+2×1 120+392+112) m三塔钢桁梁斜拉桥,Z3号桥塔为超高多肢钢-混组合塔,高308 m。上塔柱钢结构高87.5 m,分13个吊装节段,最重505 t;中、下塔柱混凝土结构高217.5 m,分38个节段液压爬模施工;钢-混结合段高3 m,内部采用PBL键+剪力钉+高强度钢锚杆+高强度混凝土结构形式。在中塔柱设置钢管临时横撑控制塔柱线形及应力;下横梁采用落地支架法分层施工,与对应塔柱同步浇筑;钢-混结合段混凝土采用C60细石补偿收缩混凝土+高强度灌浆料,保证了混凝土施工质量;采用工厂“2+1”立体匹配制造、“提升站+运输栈桥”钢塔节段转运等技术,并研制15 000 t·m超大型塔吊,实现了钢塔柱大节段的制造、整体滩地运输和吊装;钢塔节段间采用栓焊组合连接形式,通过设置工艺隔板、双面坡口等措施控制了钢塔焊接变形;利用定位桁架临时锁定钢塔合龙段实现了钢塔的精确合龙,定位桁架受力及变形均满足要求。     

东新赣江特大桥钢桁梁桥整体节点制造工艺

东新赣江特大桥主桥为(126+196+126)m下承式连续钢桁梁桥,主桁上、下弦杆设计为焊接整体节点.该桥整体节点采用后孔法制造,其主要制造流程为:钢板进厂后进行预处理,精密切割下料并预留余量,采用机械加工的方式对焊接边进行铣边和开坡口,在专用胎架或平台上进行拼装、焊接和划系统线,先使用覆盖式整体样板钻制杆件腹板上的螺栓孔,然后使用局部定位样板组装横梁接头板.制造过程中主要控制措施包括焊接质量、构件外形尺寸精度和高强螺栓孔精度控制3个方面.实践证明,该桥整体节点制造工艺科学合理,质量满足设计和相关规范的要求.