江阴船闸三角门门体制作工艺及质量控制

2024年3月11日发(作者：被调查)

第２５卷第６期　

江苏船舶　

Ｖｏｌ＿２５　Ｎｏ．６　

２００８年ｌ２月　

ＪＩＡＮＧＳＵ　ＳＨＩＰ　

Ｄｅｃ．２００８　

江阴船闸三角门门体制作工艺及质量控制　

王晓涧　

（无锡市航道管理处，江苏无锡２１４０３１）　

摘要：通过对江阴船闸三角门门体的制作工艺和质量控制要点的分析，对沿长江口岸船闸典型的三角结构门　

体在加工、制造和检验过程中的质量控制关键点提出了参考意见，可供其他工程在制造三角闸门时借鉴和参考。　

关键词：船闸；三角门；制作工艺；质量控制　

中图分类号：Ｕ６４１．３　３　文献标识码：Ｂ　

０　引言　

③门体材料：均使用低合金结构钢１６Ｍｎ；　

④主桁架梁结构：用２根２２号槽钢对接焊成方　

江阴船闸是一座联通锡澄运河和长江的三角门　

柱形，其他桁架构件采用Ｌ９０ｍｍ×９０ｍｍ×１０ｍｍ型　

船闸，始建于１９５３年。由于该闸建造年代较久，并　

材，面板及节点板采用１２ｍｍ钢板；　

且经常开放通闸，受到船舶频繁碰撞，闸门破损严　

⑤主要设计尺寸：门面板宽（不含羊角）５　２４２　

重，极大地影响船闸安全正常运行。为此，决定对该　

ｍｍ，上游门高７　８００ｍｍ，下游门高８　３５０ｍｍ，旋转半　

闸的上下游四扇闸门进行大修更换。下面就该闸三　

径５　８９５ｍｍ；　

角门门体的制作工艺和质量控制具体作一阐述。　⑥止水形式：中缝止水为尼龙板，侧止水、底止　

１江阴船闸三角门主要设计参数　

水为双Ｐ型止水橡皮。　

江阴船闸三角门布置图如图１所示，主要设计　

２　三角门门体制作工艺流程　

参数如下。　

根据三角门的结构特点，门体制作可分解成若　

干部件，在厂内进行预制，并根据实际施工条件可选　

择在厂内或运至现场进行总体拼装。可预制部件项　

目有：　

①门体面板及梁格；　

②空间杆系，包括顶桁架、中片桁架、竖桁架、自　

重桁架、底桁架及其他空间杆架等；　

③端柱；　

④闸门羊角、橡皮止水及附件；　

⑤工作桥、检查扶梯等；　

⑥各运转件。　

各预制件加工完成并通过检验合格后就依次进　

图１　江Ｉ羽船Ｉ　三角门布置图　

行闸门总拼焊接、整形、表面防腐处理等工序。江阴　

①门型结构形式：三角门结构形式，中心夹角为　

７０。，支臂夹角为５Ｏ。，呈一等腰三角形柱形式；　

船闸三角门门体的制作工艺流程如图２所示。　

②门体支承形式：顶枢为双拉杆结构，拉杆夹角　

３　主要部件制作工艺及质量控制要点　

７０。，底枢蘑菇头￣２００ｍｍ；ｆ－１枢旋转中心较旧门前　

移７５０ｍｍ；　

３．１胎架平台制作　

用工字钢、槽钢或角钢焊成胎架，胎架用膨胀螺　

收稿日期：２００８—１０—１６　

栓与地坪基础固定。以胎架为基础加设支撑板，与　

作者简介：王晓涧（１９７２一），男，无锡市航道管理处工程师，长期从　

胎架焊牢，用水平仪将支撑板找平，将闸门面板铺在　

事机务管理和水运机电工程监理工作。。　

支撑板上，焊死，以此作为桁架制作平台。质量控制　

３８　江苏船舶　第２５卷　

要点：检测胎架水平度误差不大于１．５ｍｍ。　

图２三角闸门门体的制作工艺流程　

３．２空间杆系制作　

三角门的空间杆系主要有：顶、底桁架、中桁架、　

竖架、自重桁架、斜桁架等，制作工艺流程大致相同。　

主要空间杆系结构示意图如图３所示。　

顶桁架　底桁架　中片桁架　

坚桁架　自重桁架　

图３主要空间杆系结构示意图　

３．２．１空间杆系制作流程　

①放大样。根据图纸尺寸，按照每根构件放１～　

２ｍｍ收缩量的原则在胎架平台上１：１放出大样，并　

做好尺寸复核工作，报监理验收合格后进入下道工　

序；　

②下料。所有构件根据大样丈量好尺寸，机械　

切割方式下料；节点板用剪板机下料；所有构件去除　

切口毛刺飞边，并打好标记，以便工地装配；　

③顶、底桁架支臂制作。对槽钢内侧表面除锈　

喷锌涂防锈漆，用２根槽钢对接焊接成方柱形，整形　

后两端作封头处理，并作气密试验，气压为０．Ｏ８　

ＭＰａ，保持２４ｈ；　

④拼装。根据大样，将构件与节点板按图纸进　

行拼装、定位、点焊。注意节点板与构件搭接焊缝的　

长度是否达标，验收合格后进入下道工序；　

⑤焊接。在拼装好的基础上，对关键焊接部位　

加设压力装置，按照先外围构件与节点板，再节点板　

与内部构件，最后辅助加强肋的次序进行施焊；　

⑥整形。用压块、千斤顶、拉马等进行压、顶、拉　

并辅以乙炔焰烘烤，纠正构件的焊后变形，同时进行　

打磨，将构件上的焊疤、毛刺、飞溅物清除干净。　

３．２．２空间杆系制作质量控制要点　

①构件压力线允差±２ｍｍ，一些压力线的交汇　

点在构件外的空问里。检验时要通过拼焊辅助板把　

压力线引出来，看交汇点位置是否正确；　

②放样的基准要找准，必要时应制作靠模定位；　

③放样、焊后验收时要使用通过技术监督部门　

认可的量具；　

④桁架对角线差允许偏差±５ｍｍ，高度允许偏　

差±３ｍｍ，翼缘平整度允许偏差２ｍｍ。　

３．３面板、梁格及羊角制作　

３．３．１面板、梁格及羊角制作工艺流程　

①面板制作。面板由平板及圆弧板组成，平板　

在刨边机上倒角，接缝焊好后上胎架；圆弧板根据实　

际情况分块在卷板机上成型，与面板平板部分焊接，　

放好大样，割去多余部分；　

②梁格制作。根据大样，量好尺寸下料，所有横　

梁、竖梁、水平次梁，竖直次梁拼装焊接成型。焊接　

次序是先梁格间的主焊缝，再焊主横梁，再依次焊隔　

板，水平及竖直次梁，由中间向两边依次焊接。整　

形、检验合格后进人下道工序；　

③羊角制作。按照大样，参照图纸尺寸下料，除　

止水板不与门体焊接外，其余部分均与门体焊好，止　

水板留至工地现场焊接。　

３．３．２面板、梁格及羊角制作质量控制要点　

①门叶高度允许偏差±３ｍｍ，门叶宽度允许偏　

差４－３ｍｍ，对角线相对差允许偏差±４　ｍｍ；　

②面板与梁组合面的局部间隙允许偏差小于　

１．Ｏｍｍ，用塞尺测量面板与梁格构件的间隙，逐根检　

查，每根测点不少于２点；　

③门叶横向弯曲和竖向弯曲允许偏差不大于　

４ｍｍ，拉线用钢尺和水准仪测量；　

④面板局部不平度允许偏差±４　ｍｍ，检测单元　

每米一处，测迎水面、背水面。　

３．４端柱制作　

３．４．１端柱制作工艺流程　

①下料。根据图纸尺寸，放足大样，下料，长料　

用光电跟踪切割机下料，短料用剪板机下料，长度方　

向应放足余量；　

②拼装。端柱在拼装平台上进行，点焊定位，复　

核尺寸报验合格后进人下道工序。端柱结构示意图　

如图４所示；　

③焊接。在点焊的基础上，对端柱进行焊接。　

盎　

第６期　王晓涧：江阴船闸三角门门体制作工艺及质量控制　３９　

应采取相应的控制变形措施，焊后整形达到设计要　②检验合格后进行施焊，焊接注意控制变形，尽　

求，报验通过进人下道工序；　

△：　ｔＢ－　

图４端柱结构示意图　

④其他部件装配。顶、底支座板在端柱焊完且　

整形处理后，与端柱装配施焊，保证设计尺寸。端柱　

防护板、加筋板与端柱现场实配，要求与端柱内壁磨　

平顶紧。全部完成后在与桁架联接部分划线，打好　

样冲线，为下一步总装准备。　

３．４．２端柱制作质量控制要点　

①端柱总长度允差±２ｍｍ，扭曲误差≤２ｒａｍ。　

应在端柱焊好整形过后，才对端柱两端进行修正处　

理，同时将顶、底支座板安装尺寸考虑进去，从而保　

证达到设计尺寸；　

②顶、底支座板在装配焊接后，其螺孑Ｌ与顶、底　

枢座配钻。应注意控制顶、底枢轴孔同轴度误差在　

０．５ｍｍ以内；　

③对于焊接顶底枢、端柱腹板等板厚超过　

３０ｍｍ的一、二类焊缝时，必须进行焊前预热和焊后　

保温，保温时间不少于３０ｍｉｎ；且宜用较细直径的焊　

条多层堆焊，最大限度消除焊接应力。　

４总拼装及焊接工艺　

各构件预制完成并通过质量验收后，进入总体　

拼装、焊接阶段，在总拼前应对胎架平台基准重新复　

核，同时准备好起吊设备。江阴三角闸门空间示意　

图如图５所示。　

４．１空间杆系总装　

①以制作平台为基准，先吊装底桁架，然后依次　

吊装中片桁架、顶桁架。每吊一片桁架，需用水平仪　

打出节点标高，保证其与底桁架的水平度，顶、底刚　

架平行度误差小于１．５ｍｍ；　

②吊装好竖桁架、自重桁架等纵向桁架，并与横　

向桁架拼装固定定位；　

③验收合格后进人焊接工序，采用二氧化碳气　

体保护焊，先焊主节点，后焊次节点。　

４．２端柱的安装　

①以底桁架为基准，根据设计尺寸，将端柱与　

顶、底桁架点焊固定，保证其与相关桁架的尺寸及设　

计要求；　

可能使用气体保护焊和对称焊的方法；　

③端柱安装完成后，可以安装斜桁架，按照实际　

空问尺寸放样、下料、拼装、焊接；质量控制要求同其　

他桁架。　

４．３焊接工艺要求　

①焊接材料。焊接的母材为低合金钢１６Ｍｎ，手　

工电弧焊用Ｊ５Ｏ６或Ｊ５０７焊条，气体保护焊用ＣＯ：　

气体保护焊。由于ＣＯ　气体保护焊在焊接效率、焊　

缝熔深、焊缝冲击韧性等方面均比手工电弧焊好，因　

此在实际施工中应优先使用ＣＯ　气体保护焊；　

②焊接条件。对焊接场地的环境要求：相对湿　

度要小于９０％，风速要小于１０ｍ／ｓ。当环境湿度过　

大或气温过低时，应对母材焊缝处用高频感应加热　

法预热后再施焊；当风速超标时可采用搭建挡风篷　

布的方法；　

③焊前准备。④焊缝开三角门坡口，坡口大多　

为单边Ｖ形或带钝边的双单边Ｖ形，坡口角度为　

４５。。开坡口时尽可能使用刨边机。如用碳弧气刨　

则要机械打磨掉氧化层露出金属光泽方可施焊。⑥　

焊缝清理，即将坡口两侧１０～２０ｍｍ范围内的铁锈、　

轧制氧化皮、熔渣、油垢、水迹等清除干净。⑥焊条　

在使用前应进行烘焙、保温，随用随取。ＣＯ　气体焊　

焊丝也应注意防潮、防锈。所有焊接材料都应有出　

厂质保书，必要时可对焊接材料作焊接试验；　

④焊接规范。参照《水利水电工程钢闸门制造　

安装及验收规范》ＤＬ／Ｔ　５０１８—９４。当用手工电弧　

焊时参照表１，用ＣＯ：气体保护焊时参照表２；　

表１手工电弧焊　

焊条直径／ｍｍ　２．５　３．２　４　５　６　

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

板Ｊ￣－／ｍｍ　４—１２　＞１２　

表２　ＣＯ：气体保护焊　

焊丝直径／

ｎｕｎ　电压／Ｖ　电流／Ａ　干伸长／ｍｍ　／（Ｌ

气体流量　

・ｍｉｎ　）　

１．２　１９　１２Ｏ～１３５　ｌ５～ｌ７　ｌ５～１６　

１．６　２０　１４０—１８Ｏ　ｌ８—２０　１６～１８　

⑤焊缝分级。根据ＧＢ　３３２３—８７焊缝的质量等　

级分四级。Ｉ级焊缝：焊缝内无裂纹、未熔合、未焊　

透和条状夹渣；Ⅱ级焊缝：焊缝内无裂纹、未熔合、未　

焊透；ｌＩ级焊缝：焊缝内无裂纹、未熔合以及双面焊　

和假垫板的单面焊中的未焊透；ＩＶ级焊缝：焊缝缺陷　

超过Ⅲ级者。三角门焊缝等级要求最低不得少于Ⅲ　

级焊缝，各主要焊缝级别要求如下：　

江苏船舶　第２５卷　

Ｉ级焊缝：闸门横梁、端柱腹板、翼缘板的对接　

焊缝；闸门吊耳板的对接焊缝；闸门横梁、顶底枢与　

端柱的连接焊缝；桁架杆件的连接角焊缝；　

Ⅱ级焊缝：闸门面板的对接焊缝；　

Ⅲ级焊缝：闸门防撞板的连接焊缝；　

⑥焊接顺序。焊接顺序一般原则是：先长焊缝　

后短焊缝；先受力大的焊缝后受力小的焊缝；先内部　

焊缝后外部焊缝；先横焊缝后纵焊缝。此外应尽可　

能实施对称焊，长焊缝由中间到两头，采用逆向分段　

焊、跳焊方法等。总的原则是：尽可能消除、减少焊　

接应力，减少焊后变形量。　

４．４总拼装质量控制要点　

三角门总拼工作主要应控制两大问题，一是控　

制门叶尺寸问题，二是控制焊缝质量问题。闸门总　

拼空间示意图如图５所示。　

①门叶尺寸主要控制项目及允许偏差在构件制　

作要求中大都叙述过，按照标准逐件测检即可，达不　

到要求的多为焊接变形引起的，需要进行机械冷矫　

形。要注意的是严禁用水火整形，这会造成构件金　

相组织的变化而影响构件强度；　

图５三角门空间不意图　

②焊接的检验主要是对一、二类焊缝的检验，除　

了常规的对焊高、焊脚和外观成型的测量外，对关键　

焊缝要进行无损探伤。常用的方法有ｘ光射线探　

伤和超声波探伤，实施探伤的焊缝长度图纸无要求　

时应不少于表３所列的百分比；　

③对不合格焊缝需要返修。返修前要制定返修　

工艺，返修工艺应指出母材钢种、形式和尺寸、焊接　

填充材料、保护气体、焊接参数、热处理等。同一部　

位的返修次数，一般不应超过２次。　

表３无损探伤长度比例　

射线探伤　超声波探伤　

钢材种类　板厚／ｍｍ　／（％）　／（％）　

一

类　二类　一类　二类　

≥３８　２０　１０　ｌ００　５０　

碳素钢　

＜３８　１５　１０　５０　３０　

≥３２　２５　１０　ｌ０ｏ　５０　

低合金钢　

＜３２　２０　１０　５０　３０　

高强度钢　任意厚度　４０　２０　１０ｏ　５Ｏ　

５打磨、除锈、喷锌、油漆　

门体经检验合格后，进人打磨、除锈、喷锌、油漆　

等最后整理工序。　

①打磨。对空间杆系、面板、端柱等焊接部位用　

砂轮打磨，清除焊渣、焊疤、毛刺、飞溅物，以及焊接、　

装配工艺需要的定位板、固定板等多余构件；　

②除锈。三角门由于空间构件密集、结构复杂，　

除锈的难度较大，在用喷砂除锈时一定要用黑矿砂。　

除锈质量等级应达到构件露出金属本色的要求；　

③喷锌、油漆。除锈过后应立即清理砂尘进行　

喷锌。喷锌前应对锌丝的纯度作检查，纯度不低于　

９９．５％，锌层厚度不少于１８０１，Ｌｍ。油漆之前应对油　

漆的出厂质保书进行检查，油漆质量不应有漏涂、反　

锈、流挂、皱皮、脱皮等现象；　

④以上工作完成后，安装顶、底枢及止水部分，　

并割去制作胎架，对门体与胎架的联接点进行打磨　

除锈、喷锌油漆。　

６　结语　

三角闸门的特点是能承受双向水头，可在有水　

压情况下启闭，并可利用平潮时段开通闸，常用在潮　

汐河段的低水头船闸上，在我省沿江口岸船闸上应　

用较为广泛。但是由于三角闸门门体大，结构复杂，　

造价成本高，在制作过程中质量控制较为困难，这就　

需要熟悉制作工艺流程，把握好每道工序，同时完善　

施工工艺，加强质量控制和质量检测，从而最终获得　

的建造质量。