5.12 钢箱梁工地焊接
桥位钢箱梁段从桥中间向桥两端吊装到位，调整线形，然后进行梁段的环焊缝焊接。参与本工程的焊工必须持有与其施焊项目相对应、有效的焊工合格证书，并在上岗前接受技术交底。 5.12.1 钢箱梁焊接方式
钢箱梁采用的焊接方式有：埋弧自动焊，CO2气体保护焊，手工电弧焊。根据钢箱梁焊接施工质量要求，拟定的具体焊接方式见下表。
表5.12-1 钢箱梁焊接方式
环缝焊接坡口形式如下：
面板对接焊缝 底板对接焊缝
斜腹板对接焊缝
5.12.2 焊材使用与保管
①焊条及焊剂必须按其产品说明书的要求进行烘焙。
②焊丝及钢衬垫应存放在干燥、通风的地方，锈蚀焊丝及钢衬垫须把铁锈清除干净后才能使用。
③焊条、焊剂的一次领用量应以4小时的工作所需用量为准, 焊条使用时应
存放在保温筒内，随用随取。不得使用受潮的焊条、焊剂。
④陶质衬垫要求粘贴牢固，启封后没有使用完的衬垫要求退回焊条房烘焙后才能使用。
⑤钢衬垫要求与母材贴紧密。 5.12.3 焊前准备
①焊接前应认真清理焊缝两侧30mm 内的水、锈、氧化皮、油污、油漆或其它杂物，打磨出显现金属光泽。
②封闭部位施焊时应采取良好的通风和排烟措施，以防中毒。
③焊接设备必须是完好设备，具有良好的调节功能，电流表、电压表均在检验有效期内。。
④切割不整齐的坡口要求打磨光顺，不得有大的凸起和凹陷。
⑤环境温度低于5℃或板厚大于30mm 时，焊前要求预热，预热范围一般为每侧100mm 以上。预热温度为80～120℃，距焊缝30～50mm 范围内测量温度。
⑥工地施工时，若环境湿度高于80%（或雨天施工），焊前要求使用烘枪除湿。
⑦考虑到现场施工风大湿度大的环境条件，第一，严格做好防风放雨措施，按要求搭设风雨棚，对焊接区域进行有效防护，见图3.10.7-5。第二，焊接前对焊接接头区域母材进行除湿处理，去除钢板表面吸附的水汽；第三，在环缝焊接中最大程度地采用埋弧自动焊工艺，利用焊剂对焊缝进行有效保护，减轻环境对焊接过程的影响；第四，在恶劣环境下，将自保焊药芯焊丝焊工艺作为备选、应急方案，可大幅提高焊接过程抗风能力。 5.12.4 焊接要求
①焊工应根据焊缝的具体形式以及相对应的《官山大桥钢箱梁制造焊接作业指导书》来选择焊接规范参数。
②多层多道焊时, 各层各道间的熔渣必须彻底清除干净。
③角焊缝的转角处包角应良好, 焊缝的起落弧处应回焊10mm 以上。 ④CO2气体保护焊在风速超过2米/秒时应采取良好的防风措施。 ⑤埋弧自动焊焊剂覆盖厚度不应小于20mm, 且不大于60mm, 焊接后应等焊缝稍冷却再敲去熔渣。如在焊接过程中出现断弧现象, 必须将断弧处刨成1:5的坡
度, 搭接50mm 施焊。
⑥不允许在焊缝以外的母材上随意打火引弧。起、收弧处必须填满弧坑。 ⑦施工人员如发现焊缝出现裂纹，应及时通知工艺员, 查明原因后才能按工艺人员制订的方案施工。 5.12.5 环缝焊接顺序
顶板对接→底板对接→斜底板对接→斜腹板对接→U 肋嵌补对接→加劲肋嵌补→U 肋嵌补角接→加劲肋嵌补角接。
环缝焊顶、底板对接焊分别由六名焊工从中间向两边分段、对称、同时施焊；顶板对接的打底焊由六名焊工从中间向两边分段、对称、同时施焊；顶板的填充、盖面由一台埋弧自动焊机进行焊接；斜腹板的对接，每条焊缝选派一名焊工，两条焊缝同时进行向上立焊，严禁进行向下立焊。焊工位布置如下图。
5.12.6 钢箱梁焊接施工
钢箱梁焊接施工时间正好处于气温较低的2月，施工措施按照冬季施工进行。 1、对焊工的要求。焊工在正式焊接前，应带齐个人防护用品。低温焊接操作时，应设有专门监护人，对焊工的工作状态进行监控和判断，必要时应采取相应措施保证焊接工作的顺利进行和焊工人身安全，下雪后进行高空焊接作业时，通道应设专人清扫，扫除薄冰，以保证焊工的安全通行。
2、焊接设备要求。焊机进行防冻保护，使焊机处于正温状态下工作，CO 2
气瓶上设置预热装置。
3、施工时，风速过大会影响CO 2保护气体对焊接熔池的保护效果，易引起焊接缺陷。CO 2气体保护焊，当风速≥2m/s时，须采取防风措施；在雨、雪环境下焊接，须搭设防雨、雪棚（如图5.12-1），使焊接部位不直接与雨、雪接触。
5
4
1
2
A
6'
5'
4'
1'
2'
3'
图5.12-1 桥面防风、雨棚
4、焊前打磨。焊接前对坡口区进行打磨处理，使坡口面光滑、无锈蚀、无飞溅、无夹碳、露出金属本色。
5、焊前去潮。冬季气温较低或有雾天气时，钢板易吸收大气中的水份，将会影响焊接质量。在焊前1小时内，采用烘枪对待焊区进行去潮、除湿，烘焙区域为坡口及两侧50mm 区域，直至不再出现可见水。
6、严格烘干焊剂，防止焊丝、焊剂受潮。焊丝和焊剂采取措施妥善保管，防止受潮。焊条、焊剂在使用前严格按要求烘干，通常加热到400℃左右，扩散氢已接近最低点，为了防止温度过高引起药粉变质，一般在350℃，烘干2小时，焊剂的保存温度为100～150℃。焊条、焊剂一次领用量应以4小时（当环境温度低于5℃时为2小时）工作所需用量为准，焊条使用时应存放在保温筒内，随用随取，不得使用受潮的焊条、焊剂。焊丝及钢衬垫应存放在干燥、通风的地方，严禁使用锈蚀焊丝。钢衬垫须把铁锈清除干净后才能使用。
7、采取预热措施。预热是防止冷裂纹的有效措施，预热的主要目的是为了增大热循环的低温参数t 100，使之有利于氢的充分扩散逸出。板厚大于30mm 或环境温度低于5℃时，须采取预热措施。30mm ＜板厚≤40mm 时，预热温度为80～120℃；板厚＞40mm 时，预热温度为100～150℃。
（1）预热方法
焊前要求对焊缝采用陶质电加热片或烘枪进行（图5.12-2）预热，预热范围一般为每侧100mm 以上。预热温度根据工艺评定试验而定，距焊缝30～50mm 范围内测量温度。并在焊接的同时，在焊缝100～300mm 区域采用火焰跟踪加热，控制焊缝层间温度在：预热温度～200℃。具体步骤如下：
①焊前预热，预热范围为距离焊缝100～150mm 区域。每条焊缝采用两名焊
图 5.12-2 焊前预热示意图
工同时从相反方向沿焊缝方向加热，见图5.12-2。
②测量温度，用红外线测温仪距离焊缝30～50mm 范围内测量温度，要求温度达到预热温度，见图5.12-3。
③施焊的同时跟踪加热，要求在距离施焊位置200～300mm 处，采用烘枪沿 施焊方向加热，控制此区间的温度在：预热温度～200℃，见图5.12-4。
图5.12-4 跟踪加热
（2）焊后保温
由于气温较低（低于0℃），热量散发较快，为防止在热影响区快速冷却到产生冷裂纹的温度区间，需要采取保温措施。在焊后温度高于150℃时，采用石棉布覆盖焊缝区域1～2小时；在焊后温度低于150℃时，采用火焰紧急后热，使焊缝区域温度回复到150℃以上，再用石棉布覆盖焊缝区域1～2小时。对于多层多道焊，每层每道焊完后，需要采用石棉布保温，待下层下道施焊时，采用红外线测温仪或点温计测量温度。当层间温度在预热温度～200℃时，可直接进行下层下道焊；当层间温度低于预热温度时，需要用烘枪将焊接区域加热至预热温度～200℃，才能进行下层下道焊。石棉布以焊缝为中心，沿焊缝宽度方向各铺设1.5米，且距离施焊点为400～500mm ，石棉布的铺设方法见图5.12-5。
图5.12-5 焊后保温
非施焊面预置保温工装，保温工装结构由石棉被、支撑架、钢板网、磁铁组成，结构简图如图5.12-6。此工装制作长度最长2米、以及不等的各种长度，以适应不同长度焊缝的保温要求，工装四角上安装有磁铁，以便其可随时安装、拆下移动，对于角焊缝也制作成90°或其他角度的保温工装，这样就可满足工地钢结构各种焊缝形式的焊后保温要求。
磁铁
石棉被钢板网
支架
焊缝正面石棉被钢板焊缝
磁铁衬垫石棉工装架
焊缝背面
预制石棉被
图5.12-6 保温工装示意图
5.12.7 焊缝返修
①焊波、余高超标、焊缝咬边小于等于规定值时，采用砂轮机修磨匀顺。 ②焊脚尺寸不足、焊缝咬边大于规定值时，可采用手工电弧焊进行补焊，然后用砂轮机修磨匀顺。
③焊缝内部缺陷的返修先用碳弧气刨或砂轮机清除后，再采用手工电弧焊或药芯、实芯焊丝CO 2气体保护焊进行焊接，焊条使用E5015碱性焊条。
④焊接裂纹清除时应沿裂纹两端各外延50mm ，焊接坡口要求光顺圆滑，打磨掉尖角缺口，防止裂纹扩展，焊前预热100～150℃。
⑤返修焊缝焊后均要求打磨光顺，其质量要求与原焊缝同，返修焊缝的最小长度大于50mm 。 5.12.8 焊缝无损检测
①工地梁段环焊缝要求进行100%UT，B Ⅰ级合格，探伤围为焊缝全长，并进行100%RT抽检，B Ⅱ级合格，RT 范围为：顶板焊缝十字交叉处100%拍片，底板（包括斜底板）焊缝十字交叉处30%拍片，在焊缝交叉处纵、横方向各布一张片；斜腹板在焊缝两端各布一张片。
②顶板U 肋嵌补段对接焊缝要求进行100%UT，B Ⅰ级合格；顶板U 肋嵌补段与顶板角焊缝要求熔透深度≥80%U肋板厚，进行100%UT，B Ⅱ级合格，底板U 肋嵌补段对接焊缝以及与底板角焊缝要求进行100%MT，2X 级合格，加劲扁钢嵌补段对接焊缝要求进行100%UT，B 级检验，Ⅱ级合格。以上焊缝探伤范围为每条焊缝全长。
5.12 钢箱梁工地焊接
桥位钢箱梁段从桥中间向桥两端吊装到位，调整线形，然后进行梁段的环焊缝焊接。参与本工程的焊工必须持有与其施焊项目相对应、有效的焊工合格证书，并在上岗前接受技术交底。 5.12.1 钢箱梁焊接方式
钢箱梁采用的焊接方式有：埋弧自动焊，CO2气体保护焊，手工电弧焊。根据钢箱梁焊接施工质量要求，拟定的具体焊接方式见下表。
表5.12-1 钢箱梁焊接方式
环缝焊接坡口形式如下：
面板对接焊缝 底板对接焊缝
斜腹板对接焊缝
5.12.2 焊材使用与保管
①焊条及焊剂必须按其产品说明书的要求进行烘焙。
②焊丝及钢衬垫应存放在干燥、通风的地方，锈蚀焊丝及钢衬垫须把铁锈清除干净后才能使用。
③焊条、焊剂的一次领用量应以4小时的工作所需用量为准, 焊条使用时应
存放在保温筒内，随用随取。不得使用受潮的焊条、焊剂。
④陶质衬垫要求粘贴牢固，启封后没有使用完的衬垫要求退回焊条房烘焙后才能使用。
⑤钢衬垫要求与母材贴紧密。 5.12.3 焊前准备
①焊接前应认真清理焊缝两侧30mm 内的水、锈、氧化皮、油污、油漆或其它杂物，打磨出显现金属光泽。
②封闭部位施焊时应采取良好的通风和排烟措施，以防中毒。
③焊接设备必须是完好设备，具有良好的调节功能，电流表、电压表均在检验有效期内。。
④切割不整齐的坡口要求打磨光顺，不得有大的凸起和凹陷。
⑤环境温度低于5℃或板厚大于30mm 时，焊前要求预热，预热范围一般为每侧100mm 以上。预热温度为80～120℃，距焊缝30～50mm 范围内测量温度。
⑥工地施工时，若环境湿度高于80%（或雨天施工），焊前要求使用烘枪除湿。
⑦考虑到现场施工风大湿度大的环境条件，第一，严格做好防风放雨措施，按要求搭设风雨棚，对焊接区域进行有效防护，见图3.10.7-5。第二，焊接前对焊接接头区域母材进行除湿处理，去除钢板表面吸附的水汽；第三，在环缝焊接中最大程度地采用埋弧自动焊工艺，利用焊剂对焊缝进行有效保护，减轻环境对焊接过程的影响；第四，在恶劣环境下，将自保焊药芯焊丝焊工艺作为备选、应急方案，可大幅提高焊接过程抗风能力。 5.12.4 焊接要求
①焊工应根据焊缝的具体形式以及相对应的《官山大桥钢箱梁制造焊接作业指导书》来选择焊接规范参数。
②多层多道焊时, 各层各道间的熔渣必须彻底清除干净。
③角焊缝的转角处包角应良好, 焊缝的起落弧处应回焊10mm 以上。 ④CO2气体保护焊在风速超过2米/秒时应采取良好的防风措施。 ⑤埋弧自动焊焊剂覆盖厚度不应小于20mm, 且不大于60mm, 焊接后应等焊缝稍冷却再敲去熔渣。如在焊接过程中出现断弧现象, 必须将断弧处刨成1:5的坡
度, 搭接50mm 施焊。
⑥不允许在焊缝以外的母材上随意打火引弧。起、收弧处必须填满弧坑。 ⑦施工人员如发现焊缝出现裂纹，应及时通知工艺员, 查明原因后才能按工艺人员制订的方案施工。 5.12.5 环缝焊接顺序
顶板对接→底板对接→斜底板对接→斜腹板对接→U 肋嵌补对接→加劲肋嵌补→U 肋嵌补角接→加劲肋嵌补角接。
环缝焊顶、底板对接焊分别由六名焊工从中间向两边分段、对称、同时施焊；顶板对接的打底焊由六名焊工从中间向两边分段、对称、同时施焊；顶板的填充、盖面由一台埋弧自动焊机进行焊接；斜腹板的对接，每条焊缝选派一名焊工，两条焊缝同时进行向上立焊，严禁进行向下立焊。焊工位布置如下图。
5.12.6 钢箱梁焊接施工
钢箱梁焊接施工时间正好处于气温较低的2月，施工措施按照冬季施工进行。 1、对焊工的要求。焊工在正式焊接前，应带齐个人防护用品。低温焊接操作时，应设有专门监护人，对焊工的工作状态进行监控和判断，必要时应采取相应措施保证焊接工作的顺利进行和焊工人身安全，下雪后进行高空焊接作业时，通道应设专人清扫，扫除薄冰，以保证焊工的安全通行。
2、焊接设备要求。焊机进行防冻保护，使焊机处于正温状态下工作，CO 2
气瓶上设置预热装置。
3、施工时，风速过大会影响CO 2保护气体对焊接熔池的保护效果，易引起焊接缺陷。CO 2气体保护焊，当风速≥2m/s时，须采取防风措施；在雨、雪环境下焊接，须搭设防雨、雪棚（如图5.12-1），使焊接部位不直接与雨、雪接触。
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图5.12-1 桥面防风、雨棚
4、焊前打磨。焊接前对坡口区进行打磨处理，使坡口面光滑、无锈蚀、无飞溅、无夹碳、露出金属本色。
5、焊前去潮。冬季气温较低或有雾天气时，钢板易吸收大气中的水份，将会影响焊接质量。在焊前1小时内，采用烘枪对待焊区进行去潮、除湿，烘焙区域为坡口及两侧50mm 区域，直至不再出现可见水。
6、严格烘干焊剂，防止焊丝、焊剂受潮。焊丝和焊剂采取措施妥善保管，防止受潮。焊条、焊剂在使用前严格按要求烘干，通常加热到400℃左右，扩散氢已接近最低点，为了防止温度过高引起药粉变质，一般在350℃，烘干2小时，焊剂的保存温度为100～150℃。焊条、焊剂一次领用量应以4小时（当环境温度低于5℃时为2小时）工作所需用量为准，焊条使用时应存放在保温筒内，随用随取，不得使用受潮的焊条、焊剂。焊丝及钢衬垫应存放在干燥、通风的地方，严禁使用锈蚀焊丝。钢衬垫须把铁锈清除干净后才能使用。
7、采取预热措施。预热是防止冷裂纹的有效措施，预热的主要目的是为了增大热循环的低温参数t 100，使之有利于氢的充分扩散逸出。板厚大于30mm 或环境温度低于5℃时，须采取预热措施。30mm ＜板厚≤40mm 时，预热温度为80～120℃；板厚＞40mm 时，预热温度为100～150℃。
（1）预热方法
焊前要求对焊缝采用陶质电加热片或烘枪进行（图5.12-2）预热，预热范围一般为每侧100mm 以上。预热温度根据工艺评定试验而定，距焊缝30～50mm 范围内测量温度。并在焊接的同时，在焊缝100～300mm 区域采用火焰跟踪加热，控制焊缝层间温度在：预热温度～200℃。具体步骤如下：
①焊前预热，预热范围为距离焊缝100～150mm 区域。每条焊缝采用两名焊
图 5.12-2 焊前预热示意图
工同时从相反方向沿焊缝方向加热，见图5.12-2。
②测量温度，用红外线测温仪距离焊缝30～50mm 范围内测量温度，要求温度达到预热温度，见图5.12-3。
③施焊的同时跟踪加热，要求在距离施焊位置200～300mm 处，采用烘枪沿 施焊方向加热，控制此区间的温度在：预热温度～200℃，见图5.12-4。
图5.12-4 跟踪加热
（2）焊后保温
由于气温较低（低于0℃），热量散发较快，为防止在热影响区快速冷却到产生冷裂纹的温度区间，需要采取保温措施。在焊后温度高于150℃时，采用石棉布覆盖焊缝区域1～2小时；在焊后温度低于150℃时，采用火焰紧急后热，使焊缝区域温度回复到150℃以上，再用石棉布覆盖焊缝区域1～2小时。对于多层多道焊，每层每道焊完后，需要采用石棉布保温，待下层下道施焊时，采用红外线测温仪或点温计测量温度。当层间温度在预热温度～200℃时，可直接进行下层下道焊；当层间温度低于预热温度时，需要用烘枪将焊接区域加热至预热温度～200℃，才能进行下层下道焊。石棉布以焊缝为中心，沿焊缝宽度方向各铺设1.5米，且距离施焊点为400～500mm ，石棉布的铺设方法见图5.12-5。
图5.12-5 焊后保温
非施焊面预置保温工装，保温工装结构由石棉被、支撑架、钢板网、磁铁组成，结构简图如图5.12-6。此工装制作长度最长2米、以及不等的各种长度，以适应不同长度焊缝的保温要求，工装四角上安装有磁铁，以便其可随时安装、拆下移动，对于角焊缝也制作成90°或其他角度的保温工装，这样就可满足工地钢结构各种焊缝形式的焊后保温要求。
磁铁
石棉被钢板网
支架
焊缝正面石棉被钢板焊缝
磁铁衬垫石棉工装架
焊缝背面
预制石棉被
图5.12-6 保温工装示意图
5.12.7 焊缝返修
①焊波、余高超标、焊缝咬边小于等于规定值时，采用砂轮机修磨匀顺。 ②焊脚尺寸不足、焊缝咬边大于规定值时，可采用手工电弧焊进行补焊，然后用砂轮机修磨匀顺。
③焊缝内部缺陷的返修先用碳弧气刨或砂轮机清除后，再采用手工电弧焊或药芯、实芯焊丝CO 2气体保护焊进行焊接，焊条使用E5015碱性焊条。
④焊接裂纹清除时应沿裂纹两端各外延50mm ，焊接坡口要求光顺圆滑，打磨掉尖角缺口，防止裂纹扩展，焊前预热100～150℃。
⑤返修焊缝焊后均要求打磨光顺，其质量要求与原焊缝同，返修焊缝的最小长度大于50mm 。 5.12.8 焊缝无损检测
①工地梁段环焊缝要求进行100%UT，B Ⅰ级合格，探伤围为焊缝全长，并进行100%RT抽检，B Ⅱ级合格，RT 范围为：顶板焊缝十字交叉处100%拍片，底板（包括斜底板）焊缝十字交叉处30%拍片，在焊缝交叉处纵、横方向各布一张片；斜腹板在焊缝两端各布一张片。
②顶板U 肋嵌补段对接焊缝要求进行100%UT，B Ⅰ级合格；顶板U 肋嵌补段与顶板角焊缝要求熔透深度≥80%U肋板厚，进行100%UT，B Ⅱ级合格，底板U 肋嵌补段对接焊缝以及与底板角焊缝要求进行100%MT，2X 级合格，加劲扁钢嵌补段对接焊缝要求进行100%UT，B 级检验，Ⅱ级合格。以上焊缝探伤范围为每条焊缝全长。