江陰船閘三角門門體制作工藝及質(zhì)量控制

2024年3月11日發(fā)(作者：被調(diào)查)

第２５卷第６期　

江蘇船舶　

Ｖｏｌ＿２５　Ｎｏ．６　

２００８年ｌ２月　

ＪＩＡＮＧＳＵ　ＳＨＩＰ　

Ｄｅｃ．２００８　

江陰船閘三角門門體制作工藝及質(zhì)量控制　

王曉澗　

（無錫市航道管理處，江蘇無錫２１４０３１）　

摘要：通過對江陰船閘三角門門體的制作工藝和質(zhì)量控制要點(diǎn)的分析，對沿長江口岸船閘典型的三角結(jié)構(gòu)門　

體在加工、制造和檢驗(yàn)過程中的質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)提出了參考意見，可供其他工程在制造三角閘門時(shí)借鑒和參考。　

關(guān)鍵詞：船閘；三角門；制作工藝；質(zhì)量控制　

中圖分類號：Ｕ６４１．３　３　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Ｂ　

０　引言　

③門體材料：均使用低合金結(jié)構(gòu)鋼１６Ｍｎ；　

④主桁架梁結(jié)構(gòu)：用２根２２號槽鋼對接焊成方　

江陰船閘是一座聯(lián)通錫澄運(yùn)河和長江的三角門　

柱形，其他桁架構(gòu)件采用Ｌ９０ｍｍ×９０ｍｍ×１０ｍｍ型　

船閘，始建于１９５３年。由于該閘建造年代較久，并　

材，面板及節(jié)點(diǎn)板采用１２ｍｍ鋼板；　

且經(jīng)常開放通閘，受到船舶頻繁碰撞，閘門破損嚴(yán)　

⑤主要設(shè)計(jì)尺寸：門面板寬（不含羊角）５　２４２　

重，極大地影響船閘安全正常運(yùn)行。為此，決定對該　

ｍｍ，上游門高７　８００ｍｍ，下游門高８　３５０ｍｍ，旋轉(zhuǎn)半　

閘的上下游四扇閘門進(jìn)行大修更換。下面就該閘三　

徑５　８９５ｍｍ；　

角門門體的制作工藝和質(zhì)量控制具體作一闡述。　⑥止水形式：中縫止水為尼龍板，側(cè)止水、底止　

１江陰船閘三角門主要設(shè)計(jì)參數(shù)　

水為雙Ｐ型止水橡皮。　

江陰船閘三角門布置圖如圖１所示，主要設(shè)計(jì)　

２　三角門門體制作工藝流程　

參數(shù)如下。　

根據(jù)三角門的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，門體制作可分解成若　

干部件，在廠內(nèi)進(jìn)行預(yù)制，并根據(jù)實(shí)際施工條件可選　

擇在廠內(nèi)或運(yùn)至現(xiàn)場進(jìn)行總體拼裝。可預(yù)制部件項(xiàng)　

目有：　

①門體面板及梁格；　

②空間桿系，包括頂桁架、中片桁架、豎桁架、自　

重桁架、底桁架及其他空間桿架等；　

③端柱；　

④閘門羊角、橡皮止水及附件；　

⑤工作橋、檢查扶梯等；　

⑥各運(yùn)轉(zhuǎn)件。　

各預(yù)制件加工完成并通過檢驗(yàn)合格后就依次進(jìn)　

圖１　江Ｉ羽船Ｉ　三角門布置圖　

行閘門總拼焊接、整形、表面防腐處理等工序。江陰　

①門型結(jié)構(gòu)形式：三角門結(jié)構(gòu)形式，中心夾角為　

７０。，支臂夾角為５Ｏ。，呈一等腰三角形柱形式；　

船閘三角門門體的制作工藝流程如圖２所示。　

②門體支承形式：頂樞為雙拉桿結(jié)構(gòu)，拉桿夾角　

３　主要部件制作工藝及質(zhì)量控制要點(diǎn)　

７０。，底樞蘑菇頭￣２００ｍｍ；ｆ－１樞旋轉(zhuǎn)中心較舊門前　

移７５０ｍｍ；　

３．１胎架平臺制作　

用工字鋼、槽鋼或角鋼焊成胎架，胎架用膨脹螺　

收稿日期：２００８—１０—１６　

栓與地坪基礎(chǔ)固定。以胎架為基礎(chǔ)加設(shè)支撐板，與　

作者簡介：王曉澗（１９７２一），男，無錫市航道管理處工程師，長期從　

胎架焊牢，用水平儀將支撐板找平，將閘門面板鋪在　

事機(jī)務(wù)管理和水運(yùn)機(jī)電工程監(jiān)理工作。。　

支撐板上，焊死，以此作為桁架制作平臺。質(zhì)量控制　

３８　江蘇船舶　第２５卷　

要點(diǎn)：檢測胎架水平度誤差不大于１．５ｍｍ。　

圖２三角閘門門體的制作工藝流程　

３．２空間桿系制作　

三角門的空間桿系主要有：頂、底桁架、中桁架、　

豎架、自重桁架、斜桁架等，制作工藝流程大致相同。　

主要空間桿系結(jié)構(gòu)示意圖如圖３所示。　

頂桁架　底桁架　中片桁架　

堅(jiān)桁架　自重桁架　

圖３主要空間桿系結(jié)構(gòu)示意圖　

３．２．１空間桿系制作流程　

①放大樣。根據(jù)圖紙尺寸，按照每根構(gòu)件放１～　

２ｍｍ收縮量的原則在胎架平臺上１：１放出大樣，并　

做好尺寸復(fù)核工作，報(bào)監(jiān)理驗(yàn)收合格后進(jìn)入下道工　

序；　

②下料。所有構(gòu)件根據(jù)大樣丈量好尺寸，機(jī)械　

切割方式下料；節(jié)點(diǎn)板用剪板機(jī)下料；所有構(gòu)件去除　

切口毛刺飛邊，并打好標(biāo)記，以便工地裝配；　

③頂、底桁架支臂制作。對槽鋼內(nèi)側(cè)表面除銹　

噴鋅涂防銹漆，用２根槽鋼對接焊接成方柱形，整形　

后兩端作封頭處理，并作氣密試驗(yàn)，氣壓為０．Ｏ８　

ＭＰａ，保持２４ｈ；　

④拼裝。根據(jù)大樣，將構(gòu)件與節(jié)點(diǎn)板按圖紙進(jìn)　

行拼裝、定位、點(diǎn)焊。注意節(jié)點(diǎn)板與構(gòu)件搭接焊縫的　

長度是否達(dá)標(biāo)，驗(yàn)收合格后進(jìn)入下道工序；　

⑤焊接。在拼裝好的基礎(chǔ)上，對關(guān)鍵焊接部位　

加設(shè)壓力裝置，按照先外圍構(gòu)件與節(jié)點(diǎn)板，再節(jié)點(diǎn)板　

與內(nèi)部構(gòu)件，最后輔助加強(qiáng)肋的次序進(jìn)行施焊；　

⑥整形。用壓塊、千斤頂、拉馬等進(jìn)行壓、頂、拉　

并輔以乙炔焰烘烤，糾正構(gòu)件的焊后變形，同時(shí)進(jìn)行　

打磨，將構(gòu)件上的焊疤、毛刺、飛濺物清除干凈。　

３．２．２空間桿系制作質(zhì)量控制要點(diǎn)　

①構(gòu)件壓力線允差±２ｍｍ，一些壓力線的交匯　

點(diǎn)在構(gòu)件外的空問里。檢驗(yàn)時(shí)要通過拼焊輔助板把　

壓力線引出來，看交匯點(diǎn)位置是否正確；　

②放樣的基準(zhǔn)要找準(zhǔn)，必要時(shí)應(yīng)制作靠模定位；　

③放樣、焊后驗(yàn)收時(shí)要使用通過技術(shù)監(jiān)督部門　

認(rèn)可的量具；　

④桁架對角線差允許偏差±５ｍｍ，高度允許偏　

差±３ｍｍ，翼緣平整度允許偏差２ｍｍ。　

３．３面板、梁格及羊角制作　

３．３．１面板、梁格及羊角制作工藝流程　

①面板制作。面板由平板及圓弧板組成，平板　

在刨邊機(jī)上倒角，接縫焊好后上胎架；圓弧板根據(jù)實(shí)　

際情況分塊在卷板機(jī)上成型，與面板平板部分焊接，　

放好大樣，割去多余部分；　

②梁格制作。根據(jù)大樣，量好尺寸下料，所有橫　

梁、豎梁、水平次梁，豎直次梁拼裝焊接成型。焊接　

次序是先梁格間的主焊縫，再焊主橫梁，再依次焊隔　

板，水平及豎直次梁，由中間向兩邊依次焊接。整　

形、檢驗(yàn)合格后進(jìn)人下道工序；　

③羊角制作。按照大樣，參照圖紙尺寸下料，除　

止水板不與門體焊接外，其余部分均與門體焊好，止　

水板留至工地現(xiàn)場焊接。　

３．３．２面板、梁格及羊角制作質(zhì)量控制要點(diǎn)　

①門葉高度允許偏差±３ｍｍ，門葉寬度允許偏　

差４－３ｍｍ，對角線相對差允許偏差±４　ｍｍ；　

②面板與梁組合面的局部間隙允許偏差小于　

１．Ｏｍｍ，用塞尺測量面板與梁格構(gòu)件的間隙，逐根檢　

查，每根測點(diǎn)不少于２點(diǎn)；　

③門葉橫向彎曲和豎向彎曲允許偏差不大于　

４ｍｍ，拉線用鋼尺和水準(zhǔn)儀測量；　

④面板局部不平度允許偏差±４　ｍｍ，檢測單元　

每米一處，測迎水面、背水面。　

３．４端柱制作　

３．４．１端柱制作工藝流程　

①下料。根據(jù)圖紙尺寸，放足大樣，下料，長料　

用光電跟蹤切割機(jī)下料，短料用剪板機(jī)下料，長度方　

向應(yīng)放足余量；　

②拼裝。端柱在拼裝平臺上進(jìn)行，點(diǎn)焊定位，復(fù)　

核尺寸報(bào)驗(yàn)合格后進(jìn)人下道工序。端柱結(jié)構(gòu)示意圖　

如圖４所示；　

③焊接。在點(diǎn)焊的基礎(chǔ)上，對端柱進(jìn)行焊接。　

盎　

第６期　王曉澗：江陰船閘三角門門體制作工藝及質(zhì)量控制　３９　

應(yīng)采取相應(yīng)的控制變形措施，焊后整形達(dá)到設(shè)計(jì)要　②檢驗(yàn)合格后進(jìn)行施焊，焊接注意控制變形，盡　

求，報(bào)驗(yàn)通過進(jìn)人下道工序；　

△：　ｔＢ－　

圖４端柱結(jié)構(gòu)示意圖　

④其他部件裝配。頂、底支座板在端柱焊完且　

整形處理后，與端柱裝配施焊，保證設(shè)計(jì)尺寸。端柱　

防護(hù)板、加筋板與端柱現(xiàn)場實(shí)配，要求與端柱內(nèi)壁磨　

平頂緊。全部完成后在與桁架聯(lián)接部分劃線，打好　

樣沖線，為下一步總裝準(zhǔn)備。　

３．４．２端柱制作質(zhì)量控制要點(diǎn)　

①端柱總長度允差±２ｍｍ，扭曲誤差≤２ｒａｍ。　

應(yīng)在端柱焊好整形過后，才對端柱兩端進(jìn)行修正處　

理，同時(shí)將頂、底支座板安裝尺寸考慮進(jìn)去，從而保　

證達(dá)到設(shè)計(jì)尺寸；　

②頂、底支座板在裝配焊接后，其螺孑Ｌ與頂、底　

樞座配鉆。應(yīng)注意控制頂、底樞軸孔同軸度誤差在　

０．５ｍｍ以內(nèi)；　

③對于焊接頂?shù)讟小⒍酥拱宓劝搴癯^　

３０ｍｍ的一、二類焊縫時(shí)，必須進(jìn)行焊前預(yù)熱和焊后　

保溫，保溫時(shí)間不少于３０ｍｉｎ；且宜用較細(xì)直徑的焊　

條多層堆焊，最大限度消除焊接應(yīng)力。　

４總拼裝及焊接工藝　

各構(gòu)件預(yù)制完成并通過質(zhì)量驗(yàn)收后，進(jìn)入總體　

拼裝、焊接階段，在總拼前應(yīng)對胎架平臺基準(zhǔn)重新復(fù)　

核，同時(shí)準(zhǔn)備好起吊設(shè)備。江陰三角閘門空間示意　

圖如圖５所示。　

４．１空間桿系總裝　

①以制作平臺為基準(zhǔn)，先吊裝底桁架，然后依次　

吊裝中片桁架、頂桁架。每吊一片桁架，需用水平儀　

打出節(jié)點(diǎn)標(biāo)高，保證其與底桁架的水平度，頂、底剛　

架平行度誤差小于１．５ｍｍ；　

②吊裝好豎桁架、自重桁架等縱向桁架，并與橫　

向桁架拼裝固定定位；　

③驗(yàn)收合格后進(jìn)人焊接工序，采用二氧化碳?xì)狻?/p>

體保護(hù)焊，先焊主節(jié)點(diǎn)，后焊次節(jié)點(diǎn)。　

４．２端柱的安裝　

①以底桁架為基準(zhǔn)，根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸，將端柱與　

頂、底桁架點(diǎn)焊固定，保證其與相關(guān)桁架的尺寸及設(shè)　

計(jì)要求；　

可能使用氣體保護(hù)焊和對稱焊的方法；　

③端柱安裝完成后，可以安裝斜桁架，按照實(shí)際　

空問尺寸放樣、下料、拼裝、焊接；質(zhì)量控制要求同其　

他桁架。　

４．３焊接工藝要求　

①焊接材料。焊接的母材為低合金鋼１６Ｍｎ，手　

工電弧焊用Ｊ５Ｏ６或Ｊ５０７焊條，氣體保護(hù)焊用ＣＯ：　

氣體保護(hù)焊。由于ＣＯ　氣體保護(hù)焊在焊接效率、焊　

縫熔深、焊縫沖擊韌性等方面均比手工電弧焊好，因　

此在實(shí)際施工中應(yīng)優(yōu)先使用ＣＯ　氣體保護(hù)焊；　

②焊接條件。對焊接場地的環(huán)境要求：相對濕　

度要小于９０％，風(fēng)速要小于１０ｍ／ｓ。當(dāng)環(huán)境濕度過　

大或氣溫過低時(shí)，應(yīng)對母材焊縫處用高頻感應(yīng)加熱　

法預(yù)熱后再施焊；當(dāng)風(fēng)速超標(biāo)時(shí)可采用搭建擋風(fēng)篷　

布的方法；　

③焊前準(zhǔn)備。④焊縫開三角門坡口，坡口大多　

為單邊Ｖ形或帶鈍邊的雙單邊Ｖ形，坡口角度為　

４５。。開坡口時(shí)盡可能使用刨邊機(jī)。如用碳弧氣刨　

則要機(jī)械打磨掉氧化層露出金屬光澤方可施焊。⑥　

焊縫清理，即將坡口兩側(cè)１０～２０ｍｍ范圍內(nèi)的鐵銹、　

軋制氧化皮、熔渣、油垢、水跡等清除干凈。⑥焊條　

在使用前應(yīng)進(jìn)行烘焙、保溫，隨用隨取。ＣＯ　氣體焊　

焊絲也應(yīng)注意防潮、防銹。所有焊接材料都應(yīng)有出　

廠質(zhì)保書，必要時(shí)可對焊接材料作焊接試驗(yàn)；　

④焊接規(guī)范。參照《水利水電工程鋼閘門制造　

安裝及驗(yàn)收規(guī)范》ＤＬ／Ｔ　５０１８—９４。當(dāng)用手工電弧　

焊時(shí)參照表１，用ＣＯ：氣體保護(hù)焊時(shí)參照表２；　

表１手工電弧焊　

焊條直徑／ｍｍ　２．５　３．２　４　５　６　

焊接電流／Ａ　５０～８Ｏ　１０ｏ～１３０　１６０～２１０　２０ｏ～２７０　２６０～３００　

板Ｊ￣－／ｍｍ　４—１２　＞１２　

表２　ＣＯ：氣體保護(hù)焊　

焊絲直徑／

ｎｕｎ　電壓／Ｖ　電流／Ａ　干伸長／ｍｍ　／（Ｌ

氣體流量　

?ｍｉｎ　）　

１．２　１９　１２Ｏ～１３５　ｌ５～ｌ７　ｌ５～１６　

１．６　２０　１４０—１８Ｏ　ｌ８—２０　１６～１８　

⑤焊縫分級。根據(jù)ＧＢ　３３２３—８７焊縫的質(zhì)量等　

級分四級。Ｉ級焊縫：焊縫內(nèi)無裂紋、未熔合、未焊　

透和條狀夾渣；Ⅱ級焊縫：焊縫內(nèi)無裂紋、未熔合、未　

焊透；ｌＩ級焊縫：焊縫內(nèi)無裂紋、未熔合以及雙面焊　

和假墊板的單面焊中的未焊透；ＩＶ級焊縫：焊縫缺陷　

超過Ⅲ級者。三角門焊縫等級要求最低不得少于Ⅲ　

級焊縫，各主要焊縫級別要求如下：　

江蘇船舶　第２５卷　

Ｉ級焊縫：閘門橫梁、端柱腹板、翼緣板的對接　

焊縫；閘門吊耳板的對接焊縫；閘門橫梁、頂?shù)讟信c　

端柱的連接焊縫；桁架桿件的連接角焊縫；　

Ⅱ級焊縫：閘門面板的對接焊縫；　

Ⅲ級焊縫：閘門防撞板的連接焊縫；　

⑥焊接順序。焊接順序一般原則是：先長焊縫　

后短焊縫；先受力大的焊縫后受力小的焊縫；先內(nèi)部　

焊縫后外部焊縫；先橫焊縫后縱焊縫。此外應(yīng)盡可　

能實(shí)施對稱焊，長焊縫由中間到兩頭，采用逆向分段　

焊、跳焊方法等。總的原則是：盡可能消除、減少焊　

接應(yīng)力，減少焊后變形量。　

４．４總拼裝質(zhì)量控制要點(diǎn)　

三角門總拼工作主要應(yīng)控制兩大問題，一是控　

制門葉尺寸問題，二是控制焊縫質(zhì)量問題。閘門總　

拼空間示意圖如圖５所示。　

①門葉尺寸主要控制項(xiàng)目及允許偏差在構(gòu)件制　

作要求中大都敘述過，按照標(biāo)準(zhǔn)逐件測檢即可，達(dá)不　

到要求的多為焊接變形引起的，需要進(jìn)行機(jī)械冷矯　

形。要注意的是嚴(yán)禁用水火整形，這會造成構(gòu)件金　

相組織的變化而影響構(gòu)件強(qiáng)度；　

圖５三角門空間不意圖　

②焊接的檢驗(yàn)主要是對一、二類焊縫的檢驗(yàn)，除　

了常規(guī)的對焊高、焊腳和外觀成型的測量外，對關(guān)鍵　

焊縫要進(jìn)行無損探傷。常用的方法有ｘ光射線探　

傷和超聲波探傷，實(shí)施探傷的焊縫長度圖紙無要求　

時(shí)應(yīng)不少于表３所列的百分比；　

③對不合格焊縫需要返修。返修前要制定返修　

工藝，返修工藝應(yīng)指出母材鋼種、形式和尺寸、焊接　

填充材料、保護(hù)氣體、焊接參數(shù)、熱處理等。同一部　

位的返修次數(shù)，一般不應(yīng)超過２次。　

表３無損探傷長度比例　

射線探傷　超聲波探傷　

鋼材種類　板厚／ｍｍ　／（％）　／（％）　

一

類　二類　一類　二類　

≥３８　２０　１０　ｌ００　５０　

碳素鋼　

＜３８　１５　１０　５０　３０　

≥３２　２５　１０　ｌ０ｏ　５０　

低合金鋼　

＜３２　２０　１０　５０　３０　

高強(qiáng)度鋼　任意厚度　４０　２０　１０ｏ　５Ｏ　

５打磨、除銹、噴鋅、油漆　

門體經(jīng)檢驗(yàn)合格后，進(jìn)人打磨、除銹、噴鋅、油漆　

等最后整理工序。　

①打磨。對空間桿系、面板、端柱等焊接部位用　

砂輪打磨，清除焊渣、焊疤、毛刺、飛濺物，以及焊接、　

裝配工藝需要的定位板、固定板等多余構(gòu)件；　

②除銹。三角門由于空間構(gòu)件密集、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，　

除銹的難度較大，在用噴砂除銹時(shí)一定要用黑礦砂。　

除銹質(zhì)量等級應(yīng)達(dá)到構(gòu)件露出金屬本色的要求；　

③噴鋅、油漆。除銹過后應(yīng)立即清理砂塵進(jìn)行　

噴鋅。噴鋅前應(yīng)對鋅絲的純度作檢查，純度不低于　

９９．５％，鋅層厚度不少于１８０１，Ｌｍ。油漆之前應(yīng)對油　

漆的出廠質(zhì)保書進(jìn)行檢查，油漆質(zhì)量不應(yīng)有漏涂、反　

銹、流掛、皺皮、脫皮等現(xiàn)象；　

④以上工作完成后，安裝頂、底樞及止水部分，　

并割去制作胎架，對門體與胎架的聯(lián)接點(diǎn)進(jìn)行打磨　

除銹、噴鋅油漆。　

６　結(jié)語　

三角閘門的特點(diǎn)是能承受雙向水頭，可在有水　

壓情況下啟閉，并可利用平潮時(shí)段開通閘，常用在潮　

汐河段的低水頭船閘上，在我省沿江口岸船閘上應(yīng)　

用較為廣泛。但是由于三角閘門門體大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，　

造價(jià)成本高，在制作過程中質(zhì)量控制較為困難，這就　

需要熟悉制作工藝流程，把握好每道工序，同時(shí)完善　

施工工藝，加強(qiáng)質(zhì)量控制和質(zhì)量檢測，從而最終獲得　

的建造質(zhì)量。