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在我國的道路交通系統(tǒng)中,鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程的主要構(gòu)成部分的使用壽命與工程質(zhì)量決定著交通運輸安全。橋梁的主要結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu),其優(yōu)勢在于綜合效益好、工業(yè)化水平高,以及材料強度大。鋼結(jié)構(gòu)橋梁從上世紀開始被廣泛運用到道路橋梁工程中,然而因為早期人們對鋼橋建設(shè)并沒有較多經(jīng)驗,以及未重視對橋梁后期的養(yǎng)護工作,隨著鋼結(jié)構(gòu)橋梁使用年限的增長以及鋼結(jié)構(gòu)的自然老化,鋼結(jié)構(gòu)橋梁出現(xiàn)了大面積疲勞開裂情況。若要從根源上解決鋼結(jié)構(gòu)橋梁出現(xiàn)疲勞開裂的問題,首先應在橋梁建設(shè)早期嚴格把控施工質(zhì)量,排查施工問題,同時針對性地制定解決方案。然而許多的應檢測項目較為隱蔽,檢測難度較大,因此本文根據(jù)多年的檢測經(jīng)驗,總結(jié)得到一些鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工質(zhì)量檢測期間可能出現(xiàn)的問題與重點檢測內(nèi)容,同時提出針對性的解決方案。
按照我國目前的相關(guān)規(guī)范,鋼結(jié)構(gòu)橋梁檢測主要進行涂裝質(zhì)量檢測、焊縫無損檢測、焊接材料檢測與鋼板原材料檢測等項目。鋼結(jié)構(gòu)橋梁主結(jié)構(gòu)所用鋼板原材料都應經(jīng)過化學分析、沖擊功試驗、冷彎性能與拉伸、Z向性能檢測、超聲波探傷等項目檢測,同時還需滿足鋼板厚度大于25mm、抗層狀撕裂標準的要求。
制造廠采用的焊接材料應經(jīng)過熔敷金屬力學性能與化學成分檢測。若焊接材料出自同一企業(yè)或者為同一型號,應按批次對焊劑進行熔敷金屬力學性能檢驗,以及按批次對實芯焊絲進行化學成分檢驗,同時每年對焊條和藥芯焊絲進行熔敷金屬力學性能檢測。若更換同一型號焊接材料的廠家,應重新對焊接材料進行熔敷金屬力學性能與化學成分檢測。
焊接被廣泛用于鋼結(jié)構(gòu)橋梁組件之間的連接,目前焊接質(zhì)量無損檢測方式主要有磁粉探傷、射線探傷與超聲波探傷三種。
涂裝防腐涂層是最常用的鋼結(jié)構(gòu)橋梁防腐蝕手段,涂裝質(zhì)量檢測主要是對涂層附著力與涂層厚度進行檢測。
鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)所用鋼板均為大型鋼廠生產(chǎn)的專用鋼板,根據(jù)鋼材原材料檢測結(jié)果,鋼材原材料質(zhì)量滿足相關(guān)規(guī)定要求。此外,焊接質(zhì)量決定著鋼結(jié)構(gòu)橋梁的使用壽命與工程質(zhì)量。焊縫質(zhì)量主要受焊接人員操作能力、焊接位置與焊接環(huán)境的影響,且這些因素難于預測。鋼箱梁、鋼槽梁建造時主要選擇整體制造方式,借助吊機分段架設(shè)鋼梁。焊接鋼箱梁與鋼槽梁梁段時往往處于露天環(huán)境,焊接質(zhì)量極易受到晝夜氣溫變化、太陽光照、風力等級與空氣濕度的影響;梁段拼裝和梁段架設(shè)時必須保證鋼結(jié)構(gòu)橋梁的方位正確,并對全位置進行高質(zhì)量焊接,否則梁段的焊接質(zhì)量與外形尺寸無法保證;橋梁中如鋼牛腿與鋼錨梁等主要受力結(jié)構(gòu)對鋼板厚度要求更高,需要額外加增勁肋,且焊縫較集中,現(xiàn)場負責人應安排好焊接位置順序。以上這些問題給焊接質(zhì)量保證工作增加了難度,因此在鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工質(zhì)量控制工程中應重點把控焊縫的焊接質(zhì)量。
防腐蝕一直是困擾鋼結(jié)構(gòu)橋梁應用的難題,鋼結(jié)構(gòu)橋梁抗腐蝕能力主要取決于防腐涂裝質(zhì)量。在實際涂裝施工中,主要為人工作業(yè),而人工難以精確控制涂裝厚度與均勻性,因此涂裝質(zhì)量檢測十分重要。
焊材的檢測與原材料的檢測一般是送往實驗室進行,實驗室檢測環(huán)境較好,不易受外界環(huán)境影響,且檢測設(shè)備操作難度小,測試結(jié)果也較直觀。而進行無損檢測時均為現(xiàn)場作業(yè),受外界干擾較大,不同檢測人員的技術(shù)水平及檢測經(jīng)驗對檢測結(jié)果也有一定影響,都是現(xiàn)場檢測的難點所在。
鋼結(jié)構(gòu)橋梁所用鋼板厚度8~100mm不等,有各種規(guī)格。焊縫也分為部分熔透T型焊縫、不等厚鋼板全熔透焊縫、全熔透T型焊縫、全熔透斜角接焊縫、全熔透平板對接焊縫、全熔透角接焊縫等多種焊接形式,在施工時還可能出現(xiàn)超寬焊縫的情況。
3.1.1 厚鋼板焊縫檢測
因母材較厚,常規(guī)檢測工藝難以掃查焊縫的整個截面,易出現(xiàn)漏檢情況。
3.1.2 部分熔透焊縫檢測
部分熔透焊縫應檢測熔透部分質(zhì)量與焊縫的熔透深度,而前者檢測始終存在難點。
3.1.3 不等厚焊縫檢測
不等厚焊縫檢測適用于焊縫兩側(cè)鋼板厚度存在差異的情況,焊接時應在厚度較大的一側(cè)加設(shè)坡度,這需要精確的焊縫缺陷定位技術(shù)。
3.1.4 超寬焊縫檢測
進行超寬焊縫檢測時,由于焊縫寬度過大,常規(guī)檢測等級無法對焊縫截面進行全面檢測,因此需要對檢測工藝做出適當改進,以便掃查焊縫的完整截面。
除了上述檢測工藝問題外,還可能由于鋼構(gòu)件構(gòu)造問題導致一些焊縫部位無法檢測,從而出現(xiàn)漏檢的情況。針對這種情況,必須進行針對性的分析,增加必要的檢測手段。
射線檢測一般用于檢測平板對接焊縫,其主要檢測部位有頂板、底板、腹板的對接焊縫。射線檢測的難點主要有兩個方面。
3.2.1 底片位置與射線機的對中
射線檢測的檢測原理是分別在焊縫上、下兩側(cè)布置底片和射線機,并嚴格按照要求對準,由于射線檢測的檢測部位均是大尺寸板單元,檢測人員隔著大尺寸鋼板無法同時看到底片和射線機的位置,為對準底片和射線機的位置增加了難度。而在對腹板進行焊縫檢測時,由于腹板的焊縫是豎向的,位置校準時需要將射線機懸空布置,這導致射線機難以穩(wěn)定對中。由于加工時有些焊縫的位置過于靠近加勁板,若這些鋼板在檢測時對中處理不好,可能出現(xiàn)加勁板擋住射線機的曝光方向,從而導致底片質(zhì)量不過關(guān)。
3.2.2 曝光參數(shù)的選擇
曝光參數(shù)的選擇會直接影響底片成像質(zhì)量,因此在進行曝光參數(shù)選擇時要根據(jù)材料和儀器性能來謹慎選擇。
磁粉檢測主要針對U肋與頂板、橫縱隔板與頂板、底板焊縫等,由于這些部位在焊縫時基本都是T型焊縫,因此在磁粉檢測時,豎向焊縫和頂板焊縫的磁粉難以穩(wěn)定,容易造成磁粉流墜,從而影響磁粉附著在材料上。
結(jié)合當前的技術(shù)及企業(yè)的經(jīng)驗,針對上述問題和難點,提出了以下方法進行應對,以此來確保檢測質(zhì)量。
1)總結(jié)各種無損檢測方式,并進行分析,針對這些無損檢測制定檢測工藝卡,并將其各種參數(shù)進行詳細標注。
2)在對厚鋼板焊縫和超寬焊縫檢測時,為了解決機器無法檢測整個焊縫截面的問題,可以配備多個探頭,進行多角度的探測,以此保證截面能夠被完全檢測。
3)在進行厚板焊縫時,一般會采用分層焊接的方法,因此可以在焊接好一層后就進行檢測,避免出現(xiàn)鋼板之間未熔合或?qū)娱g裂紋,提前發(fā)現(xiàn)問題,避免返修。
4)檢測人員必須對焊接技術(shù)有充分了解,這樣可以在進行熔透焊縫熔透深度的超聲波檢測時對于參數(shù)的判斷更加準確,在一定程度上加快工作效率,減少不必要的返工。
5)在對鋼板不等厚的焊縫進行超聲波檢測時,可以根據(jù)鋼板之間的厚度差給出相應的缺陷定位計算公式,在必要時還可以制作樣板來進行驗證。
6)檢測時可以適當調(diào)整掃查速度,來進行更加細致地檢測。
7)對不等厚母材進行焊縫射線檢測時,可以根據(jù)實際情況和要求制作試板,以此來確定參數(shù)。
8)檢測結(jié)果需經(jīng)多人復核才能進一步確認。