高原大温差环境高大空间焊接球网架施工
薛树国 1 王元鹏 1 赵中建 1
（ 1.中建交通铁路 分 公司，北京， 100166 ）
摘要 ：焊 接 技 术 是 现 代 建 筑 业 的 重 要 支 柱 之 一 ，大 温 差 下 焊 接 的 高 强 度 、超 长 长 度 ，焊 后 质 量 是 衡 量
钢 结 构 耐 磨 性 和 力 学 性 能 最 重 要 的 指 标 。 在 实 际 工 程 中 由 于 环 境 温 度 较 低 （ 一般为 5~10 ℃）及 各 种
因 素 影 响 造 成 了 焊 接 接 头 处 容 易 开 裂 ， 而 大 温 差 环 境 下 焊 缝 结 构 又 面 临 新 问 题 。 本 文 通 过 对 大 温 差
条 件 下 球 网 架 进 行 焊 接 施 工 过 程 研 究 分 析 ， 焊 接 工 艺 特 点 、 施 工 难 点 以 及 质 量 保 障 等 方 面 ， 为 同 类
项 目 施 工 提 供 参 考 。
关键词： 大 温 差 环 境 ； 高 大 空 间 ； 焊 接 ； 球 网 架 施 工
1 绪论
焊接是一种高效率，低成本的高效技术，在大型工程建设项目中被广泛应用。在大温差环境下，
焊接球网架的作用是将大型重力载荷传递到高空中，使其达到更高的稳定程度和高效率；同时由于
高压气体对焊丝产生了较大影响而导致钢管直径减小。首先需要对焊工进行全面的了解和学习；其
次要根据实际情况设计出合理有效地工艺流程及设备布局；最后还要制定科学可行、安全可靠并且
经济实惠且易于操作管理模式与方法等措施 ， 来保证 施工 质量 ， 减少不必要损失。
2 焊接球网架的基本理论
2.1 焊接球网架的受力机理
焊接球网架受力特点是 ：
（ 1）由于焊接过程中，工件在重力作用下，沿着焊缝表面产生较大变形，使其截面尺寸逐渐减
小。在这种情况下形成的应力场会随着时间变化而发生变化。因此当钢构件处于高空中时就存在着
最大拉伸应变以及屈服极限、挠度和塑性形变等一系列非线性效应；同时这些线性效应也影响到结
构整体受力状态与稳定性能之间的联系 。
（ 2）由于焊后工件表面受到强烈冲击 。焊接的过程是由水平、垂直方向和地面组成一个受力系
统，主要作用在旋转平台上，它将沿直线行驶。由于工作空间有限且水平方向上有许多不稳定因素。
因此为了保证垂直方向安装时均匀分布的焊点对准接缝位置要求必须达到较高标准才能满足 ， 同时
也要确保焊接后焊件能准确无误地从直面向后方散开并与地面接触良好、平整而不会出现松动，这
样才能使连接质量得以提高。在焊接的过程中，由于大温差环境对材料、结构等都有很大程度上影
响，所以可以采用一定技术措施来提高钢材受力情况。
2.2 焊接球网架的应力与变形
焊接工作完成后，要对其进行结构变形分 析，以判断钢材的性能是否与设计要求相符。采用热
回流法、回弹方法和理论计算两种方法来检测焊缝形变情况 ， 运用有限元分析软件 ANSYS 对大温
差环境高大空间高管架进行应力应变计算，得到焊缝区的最大、最短弧长的焊接参数，为降低脆性
断裂概率及提高焊接效率提供理论依据。利用应力测试法测量疲劳强度 ， 用力学原理推导出应力应
变曲线图及力学模型参数值； 如有 应变变化 可能 导致形变应力 ，从而 引起裂纹扩展和断裂现象发生、
引起疲劳损伤及脆断等情况出现，甚至可能在焊点处成为焊接缺陷的多发区 。
2.3 分片滑移施工技术
滑移施工技术是指利用重 力， 将钢网架的一端与支柱相连 ， 另一端支撑在滑杆上 ， 使其沿着一
定 轨道及 角度移动。保证钢网架不受水平、横向偏差及纵向位移等因素影响 ， 保持稳定可靠地工作
状态 ，也 称为侧向受力平衡或侧向变形平衡方法 。
（ 1）钢丝绳、橡胶带等柔性部件 ，使用特殊加工设备将其固定在一起形成整体结构 ，使滑移系
统具有一定刚度和较好弹性 。 ?н???ͨ?????칤?̼??????´?Ч??̳?
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