钢管混凝土拱桥管节点焊接裂纹成因分析及预防.pdf
《钢管混凝土拱桥管节点焊接裂纹成因分析及预防.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《钢管混凝土拱桥管节点焊接裂纹成因分析及预防.pdf(3页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、公路 交通技术 2 0 1 0年 2月 第 1 期T e c h n o l o g y o f H i g h w a y a n d T r a n s p o r t F e b 2 0 1 0 N o 1 钢管混凝土拱桥管节点焊接裂纹成因分析及预防 白玉慧 ,陈 枯 ,程振 国 ( 1 重庆交通大学 土木建筑学院,重庆4 0 0 0 7 4 ;2 湖北省荆门市交通局,湖北 荆门4 4 8 0 0 0 ) 摘要:钢管混凝土拱桥管节点经常存在结构不连续加工和焊接缺陷,在主支管连接的接头区,容易出现焊接裂 纹,随着裂纹不断扩展,将导致整个构件破坏,从而影响结构的服役安全性和耐久性。对管节点结
2、构特点和焊接裂 纹产生原 因进行 分析 ,提 出避免管节点焊接裂纹产 生的预 防措施。 关键词:钢管混凝土拱桥;管节点;焊接裂纹;成因;预防 文章编号 :1 0 0 9 6 4 7 7 ( 2 0 1 0 ) 0 1 0 0 8 2 0 3 中图分类号 :U 4 4 8 2 2 文献标识码 :B An a ly s i s o f Ca u s e s o f W e l d i n g Cr a c k s o n Tu b e No d e s i n St e e l Tu b e Co n c r e t e Ar c h Br i d g e s a n d Pr e v e n t
3、 i o n B AI Yu h u i ,C HEN Z h e ,CHE NG Z h e n g u o 近年来 ,随着钢管混凝土拱桥的迅速发展, 管 结构在桥梁建设 中得到 了广泛应用 。钢管混凝 土 拱桥中多采用主支管直接相贯焊接的节点构造形 式 。对焊接管结构而言 ,节点是关键部位 ,也是 整个结构的薄弱环节。一般情况下 ,管节点在焊 接部位不可避免地存在着结构 的不连续加 工和 焊 接缺陷。在支主管连接的相贯线处 ,由于焊接残 余应力 和应力集 中现象的存在 ,在交变载荷作用 下 ,接头高应力区的危险点很容易产生疲劳破坏。 随着疲劳裂纹的不断扩展 ,最后导致整个构件 承 载能力丧
4、失 ,从而影响结构 的服役安全性 和耐久 性 。管节点除了发生疲劳断裂破坏外 ,还易发生 冲剪破坏 、塑性变形 、脆性断裂破坏 。因此 ,管 节点的安全性 、可靠性对钢管混凝土拱桥结构 的 设计使用寿命影 响至关重要 。本文简要介绍钢管 混凝土拱桥 中管节点处焊接裂纹形成的原 因以及 预防裂纹形成的有效控制措施。 1 管节点结构特点 钢管混凝土拱桥中,管节点是由几个主支管交 汇而成的三维空间薄壁结构 ,应力分布十分复杂。 其中节点是连接各个杆件的关键部位 ,也是最薄弱 的环节 ,因为节点的破坏往往导致与之相连若干杆 件的失效, 从而使整个结构破坏。根据各节点支管 在每个载荷工况下具体的载荷形式
5、 ,节点可分 为 K 、T或Y形等类,K形节点即是一个支管中的冲 收稿 日期 :2 0 0 9 0 7 0 9 作者简介 :白玉慧 ( 1 9 8 2 一 ) ,女 ,山西省朔州市人 ,在读研究生 剪载荷实质上为位于节点同一平面内同一侧的其它 支管所平衡 ;在 T形和 Y形节点中 ,支管 中的冲 剪载荷被弦杆 中的剪力平衡【 l J 。图 1 是 K型管节点 的基本形式 ,管节点几何形式参数与以下几个因数 相关 :弦杆径厚比 T ,T=D2 T ;偏心距 e ;管径 比 3 ,3=dD;壁厚 比 7 ,丁 =t 丁 ;斜杆交角 9 ; 支杆长度与支杆外半径之 比 O t , =2 l d 。
6、图 1 管节点的基本形式 管节点具有下列特点 : 1 )结构刚度大。由于管节点处的支管大都采 用钢板卷制而成 ,自身刚度大 ,弦管在很短长度范 围内及不同空间方向上集 中了 2个或更 多个支管, 管节点处刚度更大 。这种构造对满足管节点处的强 度有利 ,但却增大 了管节点焊接的拘束度 ,对管节 点焊接不利 。 2 )管节点处弦管与支管 的壁厚较大。如弦管 的厚度为 3 O一5 0 mm,而与其相连 的支管厚度为 2 04 0 m m,如此厚的管件连接处焊接加工的坡 口 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 0年 第 1 期 白玉慧,等 :钢管混凝土拱桥管节
7、点焊接裂纹成因分析及预防 8 3 较大 ,焊接工作量较大 ,难度也大。并且由于管节 点处空间位置狭小 ,有时需数个焊接人员同时焊 接,也增加了焊接的工作难度。 3 )弦管与支管所用材料强度高。尤其是弦管 在此位置一般采用具有 z向性 能的 Q 3 4 5 ,其屈服 强度为 3 4 5 MP a ,抗拉强度为 5 5 0 MP a 。而支管所 用材料一般为 Q 3 4 5或 Q 2 3 5 ,其强度较高 ,增 大 了保证焊接质量的难度。 由以上管节点的结构特点可知 ,管节点焊接难 度大 ,焊接质量难保证,特别容易形成焊接裂纹。 2 裂纹 成因分析 钢管混凝土拱桥 中管结构所用材料 为 Q 3 4
8、 5 C, 是优质低合金高强钢,其化学成分和力学性能分别 见表 1 和表 2 。 表 1 Q3 4 5 C钢化学成分 牌号 等级c Mn S i P S V N b T i Q 3 4 5 c O 2 1 6 O 5 5 O 0 3 5 0 0 3 5 o 1 5 o 0 6 0 2 从表 1中得知 ,Q 3 4 5 C低合金高强钢 P 、S等 杂质含量很低 ,在一定范围内且施焊条件理想的情 况下 ,管 节点不易产生焊接裂纹 。但在施工现场 , 发现管节点裂纹多数分布于焊接接头的热影响区和 熔合线附近 ,且具有延迟性 ,裂纹 断面有金属光 泽 ,因而断定此种裂纹为焊接冷裂纹口 1 。冷裂纹的
9、提法是相对热裂纹而言,一般指在室温附近出现的 裂纹 ,其产生的条件为 6 mi n s ,即节点处局部位 置的延性 6 mi n不足以承受所发生应变 s的作用时 出现冷裂纹 。s与节点处的拘束应力有关 , 6 mi n 与焊接冷却过程中的致脆因素有关 ,主要是淬硬组 织的存在和氢脆的作用。这 2种致脆因素的有效作 用温度区间正是在室温附近,通常在 Ms( 马氏体 转变开始温度)以下因此 ,最易在管接头冷却到 室温附近见到冷裂纹。产生这种冷裂纹的原因主要 为焊接接头含氢量、材质的淬硬倾向现象及约束应 力的影响【 等。 1 )含氢量对裂纹的影响。 扩散氢对钢的冷裂产生直接影响。焊接时 ,焊 接材料
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 钢管 混凝土 拱桥 节点 焊接 裂纹 成因 分析 预防
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【yq****8】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【yq****8】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。