段超民 韩剑 王庆 杜晓冬 王棚

摘要：本工法主要对截面含曲边且双曲线型的钢箱梁加工制作的施工技术做了总结。并结合了钢箱梁结构工厂加工制作与工地现场安装传统的方法。同时针对施工过程质量管理等进行了明确，改变了传统的施工工艺程序，采用tekla对钢结构工程进行建模并拆解、大胆革新，确保了工程质量和安全，较大的缩短了施工周期，降低了工程成本。

关键词：异型钢箱梁;拼装制作;安装;施工工法

中图分类号：U448 文献标识码：A    文章編号：2096-6903（2021）07-0000-00

0引言

在现代结构工程尤其是钢结构工程中，已经广泛应用了异形钢结构，其具有十分独特的流线型结构，能够给人一种美的视觉享受，线条更加流畅、明快意境生动。异形钢结构这种设计方法，能够使建筑本身与周围环境更加协调，满足人们对审美的需求，并且通过异形钢结构的设置，使建筑设计更加科学、合理，完全符合当地各种民族风格要求。大量的实践数据证明，异形钢结构在制作的过程中，尽管只是单个制作，造价较高，工艺较为复杂，但需要可以节省一些局部的结构单元，从整体结构而言整体经济指标有了大幅度改善。所以，关于异形钢结构，不管是从经济角度还是从美学、几何角度而言，都有着比较明显的发展前景和现实意义。通过此工程实践，中邦汇泽园林环境建设有限责任公司在施工中认真总结，并形成施工工艺标准化和成品质量标准化文件，在全公司执行。

异形（三曲面）钢箱梁制作

1本工程钢箱梁介绍

本项目所用钢箱梁造型独特，为近梯形截面钢箱梁。其中斜边为圆弧造型，壁厚均为16mm;材质Q345B。现列出截面造型如图1：

图1中600mm宽度的边为造型梁底边;500mm宽度的边为造型梁内立边;300mm宽度的边为造型梁上边;弯弧边为造型梁外立边。

1.1圆弧状曲面的获得

钢箱梁三个直边尺寸容易获得。可在平板面上直接划线裁切。于裁切工段直接上火焰联合裁切机组，自动化加工成形。单独直边的曲面需要使用棍弯机预制成型。即将平面钢板卷制成圆筒状独立个体。于筒体外表面再进行划线操作。其操作又分为直线与曲线两个部分。

使用上述工艺，可以得到钢箱梁立柱的曲面直边元件。然后进行组立焊接成形施工。其中三个平直边可使用组立机自动焊接成形。

圆弧边则需要操作者使用手工电弧焊来完成封闭焊接。钢箱梁的曲面曲边通过三角板获得。成形后的钢箱梁，用来制作立柱部分钢构件。

1.2双圆弧曲面轨迹线的获得

乌兰浩特市公园大门中央为弯弧钢箱梁制成多段圆拱拼接造型。其立面正投影为圆弧拼接;经过倾斜安装后，呈现火烛状形态。如图3：

如3图所示;大门箱型弯梁其立面造型为图示两个圆形半径所控制。此外。箱型弯梁还受到平面圆环半径所控制（其半径为18302mm）。形成双弯曲外形。这一部分的控制来源于屋面外沿的封边钢梁（H型钢）造型，见总平面图的四层结构图。如图5[81] ：

图4中;中央上下两个边缘弯环半径皆为18302mm，依此圆弧线垂直至地面投影，构成圆弧曲面。而门框弯弧箱梁皆在此曲面内，依照图一标注的两个半径值产生交叉变化轨迹。其轨迹（图中红线）即为门框弯弧箱型梁的实际边缘线。按照此等思路进行放线标定，给出裁切轨迹线。

1.3元件制作

诸元件中，双圆弧曲面元件难度最大。故选为代表性特征元件专门讨论。

（1）弯梁曲线的获得;使用等分法，按照图示R=18302mm建模。其外表面与R=5900mm;R=7086mm圆弧分别相交形成交接轨迹线。逐点连接交叉节点，形成整条轨迹。

提取特征节点坐标数据。作为平台基点。再按照高程设立钢柱，组成胎架阵位。可用于重复进行校正、定位、组立、固定、拼接、焊接成形的操作。

胎架制作，以限制构件外形尺寸为原则。组对胎架的横梁、立柱;牛腿、推力肋等元件。

（2）胎架简化模型;如下面图形所示，将建模中多余图元去除;留下必要的图元形成胎架简图。可以节约辅材，降低浪费。并依照简图进行胎架设计制作。快速建立概念、获得拼装平台。

（3）胎架制作;以H型钢200×200×8×12（Q235B）为梁柱，按照下图连接方式，在钢平台上向心布置形成胎架组阵。其内控间隙为15mm。底面以圆钢找平。侧向加楔铁调整定位。从而限定了弯梁的外形尺寸误差。保证外形圆滑、过渡平顺。

（4）预拼装：目的是以弯梁焊接成形为主要工作内容。并在胎架上获得正确的外形尺寸及形态。

预先安设各段弯梁之间的连接构造和连接装置。确保在进行空间拼接时构件能够顺利入位并保持正确的连接关系和连接姿态。使得安装活动保持可控状态。尤其是连接构件间存在不同轴心、不同走向、不同口径、不同平面等情况。

2异形（三曲面）钢箱梁安装

异形（三曲面）钢箱梁为双曲造型，空间定位安装很难实现，强行实现需提供大量的措施项。本工程主要思路是由已知造型梁二得未知异形（三曲面）钢箱梁定位（采用平面量尺配合水准仪测量高差进行定位符合）。本异形（三曲面）钢箱梁安装顺序采用，造型梁2定位、安装、焊接→两造型梁2中间部位主次梁定位、安装、焊接→两造型梁2外侧部位主次梁定位、安装、焊接→异形（三曲面）钢箱梁安装、焊接。

3材料与设备

3.1所用材料要求

3.1.1钢材检验

在实际工程项目开展中，建筑结构钢材应符合以下标准，应具备优良的焊接性能、耐疲劳性、韧性、塑性以及足够的强度：

（1）证书。钢材必须保证有相关质量证明书与设计文件，在项目中质疑钢材质量时，需要实施抽检作业，并严格遵循我国相关规定分析得到的检验结果。

（2）牌号。钢材除了要满足技术标准外，在焊接H型钢与箱型钢时还需要实施标准的工艺性能试验。

（3）表面质量。基于钢材厚度负偏差值，钢材表面划痕、麻点以及锈蚀不能大于其一半;并与相关单位共同处理断口处存在的分层缺陷。

（4）平直度（表1）。

3.1.2材料管理

（1）与供应人员一起按照材料的数量、规格以及品名清点入厂材料。认真查看材料的材质合格证、证明书以及运单、装箱单、镑码单等文件，详细记录材料的相关数据。

（2）按照性能標准划分入库材料，堆放时要符合相关要求，并随时检查落实材料的储存情况。

（3）遵循节约原则，保证材料的定额领取，定额限料卡应由工段长结合材料损耗系数与加工预算进行签发。

（4）在材料的应用过程中，要做到专料专用，也就是说该工程材料只能用于该项工程。

3.2所需机具设备（表2，表3）

4施工质量保证措施

4.1钢结构制作质量保证措施

在项目中选取的钢材应保证进厂时检验合格，并伴有原始资料与出厂合格证，这样才能在项目中应用。使用的加工设备必须有齐全的功能，性能较好，符合工程要求。钢构件下料时，为了保证制作准确度，应预放收缩量，主要按照工作大小来确定预放量，通常在40～60mm，比较大的工件则控制在80～100mm。焊条要具备材质报告与出厂合格证，使用电焊条时，可以利用烘干箱实施烘干，并选用与所使用母材相匹配的焊剂和焊丝进行埋弧焊接。制定科学的焊接顺序至关重要，在焊接焊缝的过程中，应最后焊接纵向焊缝，先焊接那些变形较大的横缝。

4.2钢结构安装质量保证措施

要严格按照相关规范标准执行钢结构吊装，开工前需要复验钢结构的焊接质量、外形尺寸、水平标高以及基础纵横轴线。施工前要严格开展技术交底作业。施工过程中，必须保证所有人员持证上岗。测量仪器要严格按照计量检定，待结果合格方可投入使用。施工中还要开展工序质量检验，落实自检、互检以及专业检三栓制度。钢柱吊装要符合工程要求，控制基础标高，并仔细查找基础表面的平行情况。吊装就位前，严须严格按技术、质量、安全交底内容执行，要求焊接人员必须持证上岗。

参考文献

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[2]李杰，贺峥，彭文龙.V墩异型钢混梁拱组合桥运营阶段力学性能分析[J].世界桥梁，2017，45（6）：60-64.

[3]王玉国，田山坡.京沪高铁天津西站曲线变宽异型钢箱梁设计实践[J].城市道桥与防洪，2012（11）：64-66+27.

[4]刘育新.异型钢人行天桥空间静动力分析[J].北方交通，2015（2）：30-33.

收稿日期：2021-06-05

作者简介：段超民（1985—），男，吉林公主岭人，本科，中级工程师，研究方向：钢结构。

Special-shaped （three-curved） Steel Box Girder Assembly and Installation Construction Method

DUAN Chaomin， HAN Jian， WANG Qing， DU Xiaodong， WANG Peng

（Zhongbang Huize Garden Environment Construction Co.， Ltd.， ChangchunJilin 130000）

Abstract： This construction method mainly summarizes the construction technology of processing and manufacturing hyperbolic steel box girder with curved edges in section. It combines the traditional methods of steel box girder structure factory processing and on-site installation. At the same time， the quality management of the construction process was clarified， the traditional construction process was changed， and the steel structure project was modeled and dismantled by tekla， and bold innovations were used to ensure the quality and safety of the project， and greatly shorten the construction period. Reduced engineering costs.

Keywords：special-shaped steel box girder; assembling and manufacturing; installation; construction method