全球桥梁应用空白被港珠澳大桥钢箱梁U肋焊缝超声相控阵检测技术填补

2019-07-16 00:03:13

港珠澳大桥跨越珠江口伶仃洋海域,是中国首座涉及“一国两制”三地的世界级跨海大桥,也是列入《国家高速公路网规划》的重要交通建设项目。作为21世纪中国公路钢桥建设的标志性超级工程,港珠澳大桥对桥梁的耐久性和抗疲劳等性能提出了更高、更细的要求,第一次提出了桥梁寿命达到120年的要求。


港珠澳大桥钢箱梁U肋焊缝检测难点


港珠澳大桥总长49.968公里,其中钢厢梁长22.9公里。钢箱梁桥面板与U肋连结的角焊缝,在服役时承受着复杂的载荷形式,产生的变形情况亦比较复杂。桥梁一旦投入运行,桥面板几乎不可更换,桥面板如发生破坏将难以补救,国内外很多桥梁由于U肋处出现大量裂纹而给桥梁的维护带来巨大的压力,也对其正常运行产生了深远的影响。


因此,控制桥面板U肋角焊缝的质量,是桥梁运行安全性和耐久性的关键之一,但国内外均无有效的检测方法和检测标准,主要靠制造工艺来间接保障U肋角焊缝质量。国外采取的措施是对U肋的加工质量、U肋板块的组装质量、点焊质量、焊接工艺、人员素质等层层把关,投入大量管理人员加强现场监督,确保施工过程在监督人员在场的情况下进行,确保工艺实施不打折扣;国内由于受工期、管理成本、管理人员和施工人员素质等因素影响,实际工艺实施的规范程度波动较大、质量风险很高。


港珠澳大桥钢箱梁U肋角焊缝要求焊接熔深大于U肋板厚的80%,U肋厚度为8mm,试验件如下图所示。几乎所有的国内外超声检测标准均要求焊缝为全熔透,目前尚没有针对未焊透焊缝的超声检测工艺标准及评定标准。板厚8mm是现行的国内外大多数超声检测标准的下限,即小于8mm板厚即不满足标准要求,超声检测很难辨别未焊透顶端信号与其他缺陷信号或几何反射信号,分辨力较差,而且对未焊透的测量依赖波幅法,该方法定量精度较差,无法满足桥梁测量精度的要求。

 


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