111.9m跨拱形钢管桁架施工技术
孙波，庞军辉
（山西建筑工程（集团）总公司，山西大原030002）
[摘要]候属高進公路龙门收费站钢架跨度达到111.9m，矢高18.9m，树叶形.術架跨度大，安装高度高，结构形式复杂，对安装度和质量要求高.大跨度拱形销架采用地面整体制作，分段吊装施工技术，主要分绍了 杆件制作和焊接技术，用明了施工中难点及对策，提出焊接质量保证指施.
[关键调】拱形钢析架；杆件加工：焊接质量
[中围分类号]TU758.11 [文献标识码]A [文章编号】1002-8498（2010）07-0053-03
Construction Technology of111.9m-spanArchSteelPipe Truss
Sun Bo Pang Junhui
(Shassi Coutrwctien Enginering( Group) Co. Taiyan Shszi 030002 China)
Abstraet ;The span of leaf-shape stee truss in Longmen Tol-gate in Houma-Yumenkou Highvay is up to 111.9m of which the maximum height is 18. 9m. The steel trass has characteristies of large span highinstallation height and plex strueture style which requires high installation precision and quality. Theoe u ue q ugq pu punou uo pqad qeuqu x pore e snn ps qaethe authors msinly show member prefabrication and welding technology discuss the difficult points and measurement during construetion and put forward assurance measurement for welding quality.
Key words:arch steel trus; member prefabrication; welding quality
候马至高门口高速公路是国道主干线二连浩特至城，禹门口亦名龙门，龙门收费站位于龙门黄河大桥 的龙门黄河大桥，连接山西河津市龙门口与陕西省蕲东侧，主体结构为钢管相贯析架供形结构，由公路左至右、高至低延伸出大小不一、高低不同的3片双向模形桁架.每片造型近似树叶形，主次钢管均采用弯管，表 现出“前芽”造型，实景效果如图1所示.其中最下面一片跨超整个收费棚车道，跨度达到111.9m，矢高18.9m，最宽处26.7m，建筑投影尺寸为25.5mx 111.9m.第3片立于路侧，最高点48m，下部最宽处9.6m，钢结构总重约560t.
龙门收费站主体结构为3提管管相贯钢桁架，例河口在山西的重要出境路段，通过号称“黄河第一桥”管材质为Q235B，规格分别有4219x6、4273×8、4377x10、4426×12、4630×12、$750×16六种.每根杆件 弯曲成不同弧度，打坡口后进行对接.每片屋面结构均有部分共用管与上片屋面连接，下部支点处一根杆件与柱脚板焊接，其余弦杆相贯于主杆件，或通过节点板连接.
钢结构表面采用干喷砂除锈，除锈等级为Sa2.5级，焊缝等缓为一级.例构件表面严格除锈后涂刷2橡胶画捧.屋面覆盖白色带PTFE的新型膜材. 道环氧富锌底漆，一道环氧富锌中层漆，两道白色氧化
2工程特点与难点
安装精度与质量要求高. 1）钢桁架跨度大，安装高度高，结构形式复杂，对
2）钢桁架每片造型近似树叶形，矢高18.9m，重心高，易失稳.
3）钢管连接按相贯由线切制、开坡口，包含全位置
图1龙门收费站Filg.1 Longmen toll-gate
1工程概况
万方数据
焊接，焊缝走向和焊条频斜角不断改变，焊接难度大.足够的强度.
细方案，统一指挥，动作协调，相互密切配合，防止倾翻、碰撞事故发生.
4）单元构件重量大，操作需多机拍吊，必须制定译4.4下料与开坡口
钢管采用等离子相贯线切割机下料，下料前应严格校对切剂下料所用计算机程 序，确认无误后输人到相贯进行试切制，检验无误后方
土建安装多工序同时施工，现场组织管理难度大. 5）施工正值冬季，风大，高空作业多.工期紧，且
图2焊接刷序
线切割机计算机控制中心，Flg.2Weldingeqbence
3施工工艺流程
制作→弦杆吊装→放样→号料→下料切割→打磨清根能下料生产.切割杆件允许偏差：①杆件长度 材料采购及检验→弯管加工及现场对接一地胎模→腹杆组装→检查校正→焊接→探伤检查→矫正→二3道底漆、涂中漆、涂圆漆一吊装就位一得杆安装→油漆补刷→膜安装→检查验收.
3.0mm：②切剖面平面度0.05、不大于2.0mn；③割纹探度2.0mm；④局部缺口探度1.0mm.
机切剖钥板坡口.坡口的允许偏差：①纯边±2mm； 采用磁力切割机沿管壁切割钢管坡口，采用坡口②角度±0.5；③间醇±2mm；④坡口面构槽1mn
4杆件加工
4.1刚材检验
明材的炉号、钢号、化学成分和机械性能.对钢材的 每批钢材必须具备生产厂提供的材质证明书，写各项指标根据规定进行核验.
4.5火始矫正
1）火焙矫正的关键是正确掌握火焰对铜材局部加火焰加热位置、加热形状、宽度、长度、大小、温度等. 热以后的变形规律.影响火始矫正效果的因素主要有
叠和分层等缺陷.钢材表面的锈蚀深度不得超过其厚 不论钢管或钢板，其表面均不允许有结疤、裂纹、折度负偏差值的1/2，侧材进场按要求进行取样复核.
2）加热位置选择在钢材弯曲处纤维需缩短的部位，一般末说在考曲处向外口一侧加热能使弯由总直.
4.2弯管加工与对接
专用的大型奇管设备中额爆弯.技术人员提前核实计 1）钢桁架大部分由弧形杆件组成，钢管弯曲采用算各杆件的规格、数量、半径等参数，避免出错.
不同加热深度下与弯曲量成曲线关系.加热深度一般 3）加热深度是控制频正效果的重要一环，钢板在控制在铜板厚度的40%以下，如用三角形加热方式则为构件宽度的40%左右.
大于400mm的焊接弯管可增加节数，但其节内侧的录 2）弯管加工及焊接应符合下列规定：①公称直径小长度不得小于150mm：②焊接弯管使用在应力较大弯由起点向外加长，增加的长度要大于钢管外径，且不 的位置时，奇管中心不应有环焊缝：③弯管两暗节应从得小于150mm：④焊制弯管的允许偏差符合下列要求：周长偏差：直径≤1000mm，±4mm：直径>100mm， 6mm；弯管噪部与弯自半径在管端所形成平面之间的垂直偏差不应大于钢管公称直径的1%，且不得大于3mm.
4）如果一次加热未达到矫正效果，则需要第2次加热，其加热湿度应略高于前次，否则亦将无效果，热矫正的加温次数与升温成正比，每重复一次必须要提高一次温度才有效采，面钢材温度超过900℃时，村料 性能变脆，影响使用性能，所以，同一部位加热矫正不得超过两次.
5焊接工艺
1）选用低氢型焊条，以提高接头抗冷裂性能.焊条直径应与焊接电流选择相配合，直径大小主要影响电流密度.电演密度太小，电弧不稳：电流密度太大时 条发红，影响正常焊楼过程.一般按爆条直径的4倍选择焊接电流，但立、仰焊位置时宜减少20%.
样图，然后在地面按图纸整体对接，对接时要严格控制 3）进人现场的钢管对接时在地面上放出1：1的大弯管的水平度、半径及弦长.接口处加衬管，对大管径图2所示. 对接施焊时，设2名焊工在管径两侧对称间时焊接，如
2）爆接电流对手工电弧稳定和焊缝成型有极为密面堆高，反之则熔深浅：电流太小时不易起弧，焊接时 切的影响，焊接电流大则焊缝熔深大，易得到凸起的表电弧不稳定、易熄弧：电流太大时则飞藏很大.
4.3地胎模制作
计算出各个地胎模的高度及投影位置，为了保证钢析 钢架体全部在地面制作，首先在地面上精确架主弦杆的稳定性，要求每支主弦杆的地胎模不小于3个，计算地胎模高度时还应考虑地面的高差及例管的半径影响.地胎模的制作要保证其稳定性，并具备
的改变，弧长增大时，电压升高，焊缝宽度增大，熔深 3）爆接的焊条与工件距离变化立即引起焊接电压减小：弧长减小则得到相反的效果.一般低氢型焊条要求短低、低电压操作才能得到预期的焊缝性能.
凝固太慢也使焊缝成型过宽：焊接速度太快时熔池长、缺陷.
4）焊接速度太慢时，母材易过热变脆.此外熔池7.2吊装
焊缝很窄，熔池冷却太快也会造成夹遗、气孔、裂纹等桁架的尺寸，复核检查预埋件的安装情况，安装时要用 1）地面整体制作，分段吊装.吊装前认真检查钢2台经纬仅网时测两个方向的垂直度，先点焊临时圆定，全部吊装完后再一一施焊牢图.
须配备熟练焊工，从熔透焊缝到角焊缝须精心操作. 5）本工程安全等级高，对焊工技术水平要求高，必
2）吊装前应对起重运输和吊装设备以及所用索具、卡环、卡具等的规格、技术性能进行致检查或试验，发现有损坏或松动现象，应立即调换或修好.起重理，吊装前应试吊，经检查各部位正常方可正式吊装. 设备应进行试运转，发现转动不灵活、有磨损应立即修
6焊接质量检测
6.1外观检测
陷需进行修补外，未见表面气孔、夹渣、咬边、焊瘤等缺 用焊接专用检验尺检查全部焊缝外观，除个别缺陷，成型良好，符合规范要求.
3）结合现场实际情况和吊车起重参数对QT1、位受力一致，并考虑工期进度方面影响确定安装顺序 QT2、QT3三组钢格架进行分段，为保证吊装时桁架就为：QT3→QT1-QT2
6.2超声波无损探伤
依据《例焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级）CB11345-1989，对钢桁架对接焊缝、熔透性角焊缝进行超声波无损探伤，检测焊缝数量100%.检测结特征均未超过标准限定的二级焊键的指标，现场拼装对接焊键达到一级质量要求.
） QT2整体制作吊装，QT3分3段制作，分别采用2制作，分段平移吊装就位，高空对接.每个吊装单元用2台120t和2台80：的汽车起重机对称平移吊装就位.以此保证其正确位置. 起吊前在钢架两端四角应分别绑扎演绳，随吊随放松，
6.3磁粉探伤
对连接焊缝50%、现场腹杆连接相贯线焊缝20%进行磁粉探伤，结果均未见表面裂缝及超标缺陷，达到一级质量等级.
7钢粉架安装
7.1组装
本工程的钢管规格较大，在工地现场使用专用钢管支 1）根据设计图纸，主析架分为3段，如图3所示.架支撑、吊车配合组装.
图3组装分段
图4钢析吊装Flg. 4 Stee trus bolsting
2）布置桥装胎具时，定位必须考虑预放出焊接收须在钢架下搭设演堂红脚手架配合施工. 摊量及齐头、加工的余量.由于拼装胎具太高，组装前
半径斜向拖拉，以免超负荷和钢丝绳滑脱或拉断绳索， 4）起吊构件时，吊索保持垂直，不超出起重机回转使起重机失稳.
3）为减少变形，尽量采取小件组焊，经矫正后再大件组装.组装前，零件、部件的连接接触面和沿焊缝边 缘每边30~50mm范图内的铁锈、毛刺、污垢、冰雪等要请除干净.
荷时，严禁间时进行提升与间转（起升与水平移动或起 5）起重机避免润负荷吊装，在满负荷或接近端负升与行走）两种动作，以免因道路不平或惯性力等原4）组装时的点固焊缝长度宜大于40mm，间距宜园，引起起重机超负荷面酿成翻车事故，如必须吊构 件作短距离行驶时，将构件转至起重机的正前方，构件
为500-600mm，高度不宜超过设计焊缝高度的2/3.
5）柜架结构的杆件装配时要控制轴线交点，其允吊离地面高度不超过50cm，拉好瘤绳，防止摆动，而且许偏差不得大于3mm.
（下转第58页）
万方数据
2.4.2侧板就位
2.4.3顶板及底板就位
2.4.4管支挥就位
万方数据
形助位对应.制作完毕就位后，用经纬仪测量胎架的 斜度与箱形主梁是否一致，这是保证整个分股制作精度的基础.
将预制好的侧板吊装至斜胎架上，侧板上T形梁要与胎架助位对应，可以通过在胎架两侧点得一定数量的定位卡，将则板快速定位到合造的位置.由于侧板采用不同厚度的钢板拼接面成，可以通过在胎架上焊楼钢板 将侧板的板厚差找平（板厚有高低差处用薄板势实）.为防止侧板组对过程中的变形，将侧板点焊在胎架上，部分未与胎架贴实处，可以采用马排与铁模结合的方法 使测板与胎架贴实.则板就位如图7所示.
图7侧板就位示宣Fig.7Emplacement ef side plate
在溪板（底板）预制时将长度方向中心线与侧板装配线画好.要满足组对精度要求，只需满足：①顶板（底板）长度方向中心线与侧板长度方向中心线对应：②顶板（底板）宽度方向中心线处于水平：③顶板处于 竖直状态.
测量顶板及底板是否达到组对精度的要求时，可以利用制作好的加减丝方法微调，此种加减丝成可以 作为临时支挥，也可以起到传统方法中用导链调节装配间隙的作用.实际应用中，使用加减丝缩短了组对调节时间，提高了组对精度，降低了劳动强度.
完成倒板的组对后进行管支撑的组对焊接.先组序如图8所示. 对工字钢，热后点焊筋板，最后焊接钢管.具体组对顺
图8管支撑组对顺序示意Fig.8Asembly seqwence of support tube
楼变形，但因为焊缝返修、焊工技术水平等问题仍不可 箱体空间组对阶段尽营已采用相应的工艺减少焊避免，此时对焊接后的变形一般采用机械调平与火焰矫正相结合的方法.
斜胎架应保证胎架的每档肋位尽量与分段中的梯3结语
参考文联：
（上接第55页）
要慢行驶.
8结语
过程中采用一些工艺措施如反变形、不对称坡口等，同 通过对箱形梁各道工序制作过程的控制，在组对）斤票，采用一些工艺方法如刚性固定、机械调平、火格 调平等将薄壁板焊接变形减小到最小，使组对误差控制在允许范围内.通过介绍薄壁加助结构在本工程的应用，对薄壁箱形结构制造具有一定的借签作用.
[1]付业柏，起重机钢结构制造工艺[M].北京：中国铁道出版社 1991. Fo Ronghe. Cnse steel stnetame mendsecturing pncew M].Beijing: China Railway Pablisting Hos 1991. (in Chisne)[2]中国机械工程学会焊楼学会，姆接手册（第三春）[N].北 京：机械工业出版社，2001.Chinese Mechanical Eagiseering Society Welling Society. Weiding masual ( Vel. 3) [M] . Bejing;Chis Mackine Poe [3]橡克晋，金属结构[M].北京：机械工业出版社，1982 2001. (in Chinese)Xx Kejin. Metal stretae [ M]. Beijing:Chin Machine Poe 1982. (in Chin)
6）两台吊装机械同时作业时，两机吊钩所悬吊构件之间保持5m以上的安全距高，避免发生碰撞事故.双机拾吊构件时，要根据起重机的起重能力进行合理荷量的80%）.操作时，必须统一指挥，动作协调，月 的负荷分配（每台起重机的负荷量不宜超过其安全负时升降和移动，并使两台起重机的吊钩、滑车组均基本保持垂直状态，两台起重机的驾驶人员要相互害切配 合，助止一台起重机失重，面另一台起重机超载.
7）吊装时，有专人负费统一指挥，指挥人员位于操作人员视力能及的地点，并能清楚地看到吊装的全过 程.起重机驾驶人员必须熟悉信号，并按指挥人员的各种信号进行操作，不得擅自离开工作岗位，遵守现场秩序，服从命令听指挥.指挥信号应事先统一规定，发出的信号要鲜明准确.
1)大跨度钢结构桁架吊装在考惠吊装工艺的网时，要防止析架失稳.
2）多台起重机械网时作业应根据现场和负载情况认真做出比例图和移位图.
作量大，要制定措施贰点控制. 3）相贯线节点钢结构焊接程序严格，质量检验工
4）相贯线节点具有造型美现，节点造价低的优点，可以推广使用车间内自动化加工.
