京沪高速铁路济南西站钢结构冬季焊接施工技术

杨怀义

(京沪高速铁路济南高速站工程建设指挥部，济南 250117)

1 概述

钢结构凭借环保、快捷、可循环利用的特点在铁路站房工程中大量运用。京沪高速铁路济南西站站房轨道层钢结构因直接承载动车荷载，设计有超大截面的柱梁构件(H型钢梁高3 350 mm)，材质均为Q345GJC，碳当量高，且现场焊缝集中，质量控制难度大，特别是冬季低温焊接对焊接质量的直接影响，更是关系到整个工程顺利实施的关键。

2 焊接工程重难点

2.1 焊接量大

济南西站是京沪高速铁路5个始发终到站之一，属大型综合交通枢纽工程，用钢量2.1万t。其中轨道层施工范围长202 m，宽107 m，钢结构用量1.3万t，每平方米用钢量600 kg，设计有128根钢柱，326架钢梁，采用全熔透焊接连接，共652个焊口，现场焊缝总长度达2 000 m，焊接钢板厚度35～70 mm。计划焊接工期40 d。

2.2 构件截面超大

轨道层钢管柱截面有 PIPE2000×65 mm、PIPE2000×40 mm、PIPE1800×40 mm、PIPE1800×35 mm等规格，劲性钢梁均为H形截面，存在翼缘板、腹板变宽变厚情况，钢梁截面有H670×2050×35/40×30 mm;H570×2850×40/50×35 mm;H940×3350×70/70×70 mm;H940×3350×60/60×45 mm等。

可以看出构件板厚从35 mm到70 mm不等，大部分属于厚板焊接，主材材质均为Q345GJC，碳当量相对较高。对于板厚在40～60 mm间钢板需满足Z15性能要求，大于60 mm厚钢板，需满足Z25性能要求。

2.3 焊缝集中

轨道层梁柱节点密集，φ2 000 mm的钢管混凝土柱，柱距仅为7 m，梁梁间距为3.5 m，结构自身刚度大，受约束多，焊接过程中若不注意焊接顺序极易产生较大的变形，甚至有焊缝拉裂的风险。焊接量主要集中在梁柱连接节点，节点形式见图1。

如图1所示，单一节点处焊缝长度约14 m，现场焊缝总长度达2 000 m，需要填充50余t的焊材，大量的焊接集中对于控制结构焊接应力及变形提出了很大的挑战，是本工程的难点。……