有关焊接变形控制技术在大型钢桁架预制中的应用

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1、学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报2012年8月第34卷第8期JournalofOilandGasTechnologyAug．2012Vo1．34No．8焊接变形控制技术在大型钢桁架预制中的应用李胜刚，张煜(中国石油天然气管道局国际事业部，河北廊坊os5ooo)[摘要]大型钢桁架在公路、铁路、桥梁、建筑工程、水工码头和管道建设等领域得到了广泛的应用。以中缅油气管道米坦格河跨越工程为例，从桁架预制焊接前的准备、焊接工艺方法、焊接后处理及检测等方面，介绍了大型钢桁架预制焊接过程中的变形控制技术和措施。重点阐述了对称焊接、跳焊、循环焊接、分散热量等方法在

2、桁架预制焊接过程中的应用，通过这些技术的应用有效地控制了焊接变形。[关键词]大型钢桁架；预制焊接；变形控制；分散热量[中图分类号]TE973．94[文献标识码]A[文章编号]1000—9752l2012)O8—0349—05近年来，大型钢桁架在公路、铁路、桥梁、建筑工程、水工码头和管道建设等领域得到了广泛的应用。如用于会展中心、展览馆、体育馆屋面结构的大跨度空间管桁架[1]，用于道路、桥梁中的桁架桥，用于水工码头的桁架栈桥(如中缅3O万t级原油码头，采用的是87m长的钢桁架桥)，用于油气管道跨越的桁架管桥(如西气东输中卫黄河特大跨)等等。桁架按断面形态分为三角形桁

3、架、梯形桁架和多边形桁架。三角形桁架由于弦杆内力差别较大，材料消耗不够合理，多用于瓦屋的屋架中；梯形桁架和三角形桁架相比，杆件受力情况有所改善，多用于桥梁和栈桥中；多边形桁架也称折线形桁架，上弦节点位于二次抛物线上，如上弦呈拱形则可减少节间荷载产生的弯矩，但是制造工艺较为复杂。在均布载荷作用下，桁架外形和简支梁的弯矩图形相似，因而上下弦轴力分布均匀，腹杆轴力较小，用料最省，是工程常用的一种桁架形式。中缅油气管道米坦格河桁架跨越工程采用的是梯形断面钢桁架结构。1中缅油气管道米坦格河跨越工程简介中缅油气管道工程米坦64400644O0格河跨越位于缅甸曼德勒省曼德勒市东

4、南约30km，是中缅管道重要的控制性工程之一。其水平长度464m，其中跨越段245m，一般线路段219m，采用桁架跨越方式。跨越处河面宽度约180m，采图1桁架跨越侧视图用3跨简支桁架结构，边跨64．4m，中间跨65m，总跨度193．8m，如图1所示。桁架为梯形断面，上弦宽2。5m，下弦宽4．5m，高4．5m，单榀桁架净重约70t，总计约210t，油气管道并行铺设于桁架下弦面上，如图2所示。桁架的预制、组装采用焊接方式完成。[收稿日期]2012一O4—2O[作者简介]李胜刚(1983一)，男，硕士，工程师，现主要从事油气管道施工管理方面的工作。学兔兔www.xue

5、tutu.com石油天然气学报*油气管道工程与设备2012年8月2预制焊接前的准备工作由于桁架结构跨度大，造型复杂，．管件多，单榀桁架重量较大，桁架构件施工时只能散件t进场，利用吊车吊装构件，拼装焊接，施工难l度很大。为保证预制焊接的精度达到《钢结构I工程施工质量验收规范》的要求叫，需要在量I预制前提前做好相关准备工作。。l2．1预制工作平台搭设I桁架预制采用分段预制、整体组装的方法。f在预制组装前，先以跨越中心线为中心在米坦2lOO格河东北岸搭设一个预制工作平台。根据单榀桁架的尺寸，预制平台尺寸至少为70m×5m。先将预制平台场地平整压实；然后整体铺垫一图2桁架

6、梯形断面图及油气管道布置层200mm厚的砂垫层，并用水准仪等测量仪器对场地进行超平、压实，控制场地的水平精度，达到《工程测量规范》的要求⋯；最后，在砂垫层上铺垫钢板，钢板可以整体铺设，也可以间隔一定距离铺设，将钢板压实，确保所有钢板在同一个水平面上。这样，预制平台就搭建完成了。2．2限位胎架搭设在工作平台上，沿着跨越轴线方向每隔5m设置1·个限位胎架，胎架采用槽钢和角钢焊接制作。限位胎架的有效宽度为4．5m，以保证桁架下弦面正好嵌入其中，不会出现偏离移位；限位胎架的高度为200mm(图3)，以保证能够直接焊接桁架底部的焊缝，减少吊装移位的工序。2．3脚手架搭设由于

7、桁架高度为4．5m，所以桁架上弦组装限位胎架钢桁架钢平台前需要搭设移动式脚手架。移动式脚手架搭设图3限位支架示意图前，要核算桁架结构荷载、脚手架承载的施工荷载，并按移动式钢管脚手架安全技术规范确定施工方案，同时还要反复验算稳定性。为防止移动式脚手架沉降及结构拼装时变形，事前需对场地按承载要求进行硬化处理。移动式脚手架操作面铺满木板，并由安全员每日检查，发现问题及时修补、整改，确保施工安全。’2．4测量定位桁架整体组装焊接前需要进行测量定位，以保证上下弦的位置精度和桁架的整体精度。定位前根据土建提供的基准工作面，建立一个相对独立的测量控制网，根据结构平面图将控制轴线

8、弹在基础地