[科普中国]-支撑面

支撑面(supporting plane)是凸集几何的一个概念，它是支撑线的推广，也是支撑超平面的特例，设给定凸体Q和平面a，若平面a同F .Q有公共点，但同Q没有公共点，则称a是Q的支撑面.也可把支撑面定义为与Q有非空交集，且Q位于它的一侧的一个平面。

支撑面预拼技术钢箱拱加工制作钢箱拱主要构件有：外围由圆弧形顶板、椭圆弧形外腹板和底板组成，内部由中间两道中腹板、普通横隔板、吊点横隔板、吊杆锚管、锚垫板、加劲肋等组成，材质均为 Q345D。在工厂内同时安排多条生产线分道作业，进行专业化生产，以保证构件质量和生产进度。钢箱拱共划分为 35 个制造节段，左右各分为 17 个节段（GL1-GL17、GL9-GL35），以拱肋中心线为轴左右对称一致，中部拱肋为 1 个节段，节段长度在 5.3 ～ 8.4m 之间；靠近拱脚的加厚段，按图纸长度并向薄板方向延伸至制造节段划分线处。节段划分端口均距横隔板 200mm 以上，符合现行国家相关规范和标准。钢混结合段单独制作、发运至现场安装。

钢箱拱整体节段拼装钢箱拱共划分为 35 个节段，编号分别为 GL1 ～ GL35。厂内进行节段制造，在预拼胎架上拼装成节段，待各项检查无误后才能发运。下面介绍钢箱拱节段制造工艺，结构示意见图2（以最长 8.4m 节段为例）。制造时将中箱分段先定位在胎架上，再定位两侧边箱分段，最后安装顶部分

节段拼装水平胎架制造

胎架是分段制造的基础，要求具有足够的刚度，胎架线型值由计算机放样提供，胎架必须牢固可靠。为便于节段组装时各分段的定位，采用激光经纬仪配合钢卷尺在地面预埋铁上分别做出分段的纵、横向定位线，节段纵向中心线等定位标记，节段制造每完成一轮，要重新调整胎架线型及所有标记位置。施工时按胎架图册进行制造。

节段拼装

拱肋节段采用正装法拼装，将各分段按胎架上定位标记线确定位置，对分段间缝口予以调整和修切，并装焊临时连接件，以达到工地能顺利重新组装、焊接之目的。中箱立体单元先定位，然后左、右分段在胎架上对称制造后，按中轴线定位，调整纵、横向位置，使中横隔板及端口对齐，外形尺寸满足设计要求，预留工地拼焊间隙。

总成匹配预拼装

钢箱拱分段为其长5.3～8.4m（顺桥向），宽6.4m（横桥向），高3.8m，分段重均不超过100t，在工厂内有足够的场地和起吊、运输能力，组织钢箱拱的总装匹配预拼装。3.3.1 总成匹配预拼装工艺为确保钢箱拱节段端口连接外形尺寸的一致性，防止产生扭曲，消除焊接变形，节段拼装是在 6 个节段一组的匹配胎上进行，对全部节段采取分步匹配总装（1+5 节段）的制造方式进行。

当发现节段尺寸有误或预拱度不符时，即可在预拼装场地进行尺寸修正和调整匹配件尺寸，避免在高空调整，减少高空作业难度和加快吊装速度，确保钢箱拱顺利架设。胎架基准面以弧形拱轴线的弦线为水平面，以拱肋底板形成的拟合曲线的折线面为基面，进行水平匹配预拼装，拼装轮次和节段号如下：

第一轮施工：GL1、GL2、GL3、GL4、GL5、GL6

第二轮施工：GL6、GL7、GL8、GL9、GL10、GL11

第三轮施工：GL11、GL12、GL13、GL14、GL15、GL16

第四轮施工：GL16、GL17、GL18、GL19、GL20

第五轮施工：GL19、GL20、GL21、GL22、GL23、GL24

第六轮施工：GL25、GL26、GL27、GL28、GL29、GL30

第七轮施工：GL30、GL31、GL32、GL33、GL34、GL35

制造专用总成匹配胎架胎架模板面平面度用激光经纬仪检查，模板设在每档横隔板处及端口处，两节段间加放 80mm 间距，胎架上可同时布置6 个节段。用全站仪和激光经纬仪精确作出钢箱拱纵向中心线和节段端口检查线等，并刻划在地标上。拼装前的准备编写出详细的节段预拼装及预安装工艺、预拼装顺序、各安装阶段的放样、模拟标高计算、测量和检查方法等，并报请监理工程师批准。提交节段预拼装的零部件及分段应是经过验收合格的产品；并宜在节段进行预拼装之后再进行涂装。钢箱拱预拼装场地应有足够的面积，至少能容纳 6个节段进行预拼装；预拼装场地应有足够的承载力，以保证在整个预拼装过程中临时支墩不发生沉降。支墩高度的设置，应根据设计拱度及焊接变形影响综合考虑匹配预拼装工艺流程以左拱第一轮匹配预拼装为例，总成匹配预拼装流程如下：

（1）第一节段上胎架定位。将 GL1 节段吊装到胎架上定位，底板与胎模线形贴合，拱轴线及节段端口与地样标记点对齐；安装上施工铰部件，核对销孔标高和水平度，修正施工铰隔板与拱肋中腹板间的间隙。GL2 节段上胎架定位，定位要求同上，另需检查二节段间端口的间距和错边，修正后预装嵌补加劲肋，安装临时匹配件。

（3）其他节段依次定位。按照上述要求依次定位 GL3 ～GL6 节段，匹配节段间端口，消除结构错边，使拱肋线型符合设计预拱度线型，节段间安装临时匹配件，做好各项检查标志。

（4）以 GL6 节段为基准节段进行下一轮预拼。拆解 GL1～ GL5 节段，转至存放场地以备发运，按下一轮匹配预拼线型修改胎架，将 GL6 节段重新定位，作为新一轮基准段。

（5）按新一轮线型依次定位各节段，检查、修正无误后，拆解前 5 个节段，仍留最后一个节段作为下一轮预拼基准段。

（6）第四轮预拼

将GL16、GL17、GL18、GL19、GL20节段分别上胎架定位，先定位中间节段 GL18，再分别定位 GL16、GL17、GL19、GL20。待现场吊装方案确定，大吊装节段划分完成后，再确定何处留合拢余量。修正端口尺寸、错边，预装嵌补加劲肋，安装临时匹配件，做好各项检查标志。

匹配预拼装主要工作内容（1）在节段总成时，完成两节段间的箱内嵌补加劲肋的预装。

（2）修正顶、底板及腹板的长度。钢箱拱空中曲线近似为一圆曲线，通过对每个节段的顶板与底板及腹板的长度差的计算，在预拼装时对实际尺寸加以修正。

（3）修正钢箱拱总长度。每个预拼装节段预拼后，测量其总长度，并将该长度与理论长度比较，其差值可在下一个预拼装单元加以修正，不使误差累积。

（4）修整对接口。相邻梁段的端口尺寸偏差难以避免，预拼装时对相邻端口加以修整，使之在空中安装时顺利对正及焊接。

（5）匹配件及检查梯的安装。预拼装时已确定了相邻节段的相对位置，则把两节段的相应匹配件成对地安装在焊缝两侧，在高空吊装时只要将匹配件准确定位，即可恢复到预拼装状态。按设计图要求，安装检查梯及连接件等附属结构。

（6）节段标记、标识的制作。节段预拼装检测合格后，采用激光经纬仪，钢带等辅助仪器工具，按工艺要求绘制各类标记。主要标记有端口横向检查线、节段桥上吊装时标高测量点及横撑定位点。在节段腹板上，装焊钢字节段编号，以便节段在存放、吊装过程中易于辨别。

钢箱拱的检测及测量方法根据设计图纸、技术规范以及现行相关规范标准的要求，编制该桥钢箱拱制作检验项目清册、精度要求、无损检测清册、无损检测工艺规程、检验工艺规程等工艺文件，并征得监理工程师同意，作为检测依据。

所有用于该桥制作检测的设备工具如全站仪、激光经纬仪、测厚仪、超声波探伤仪、X 光片机、钢卷尺、钢板尺、焊角规、游标卡尺等均需计量，并在计量有效期内且处于完好状态。构件下料、加工，顶、底板单元件，横隔板单元件的首制件严格执行首制件评审制度，并将检测结果报监理工程师认可后方能批量生产。第一轮节段预拼完成后，召开首制节段评审会，评审通过后方能组织后续批量施工。1

支撑面辅料3月31日至4月2日，2011中国国际纺织纱线（春夏）展览会在北京中国国际贸易中心举行，众多知名企业携最新产品亮相，展示我国纱线作为面辅料与服装支撑“骨架”的创新成果。多种纤维混纺是热点过去的一年，棉纺企业的日子“好过”多了，用“产销两旺”来描述一点也不过分。一个原因是由于棉花的涨价传导至纱线，纱线价格上涨的幅度甚至超过了棉价，使企业的利润得以保证；另一个不容忽视的重要因素是棉纺企业经过多年的创新发展，在原料开拓、工艺改进、设备更新、产品附加值提高等方面取得了长足的进步，在市场环境好转时，企业及时抓住机遇，创出了不俗的业绩。据国家统计局数据显示，2010年我国规模以上企业累计纱产量为2717万吨，较2009年同比增长13.74%；棉纺织企业产销率为98.41%，达到近6年来的最高水平。棉纺织行业主营业务利润率为10.48%，利润率创下历史新高。不过，由于棉价的上涨，以创新为驱动，大力调整产品结构，积极开发多种纤维混纺产品是当前业界普遍关注的热点话题。各类新纤维如再生纤维素纤维蛋白纤维、高技术纤维以及大量功能性、差别化新合成纤维的应用都为纱线面料产品的开发提供了优良的原料。加大多种纤维混纺是棉纺行业结构调整的重要内容之一，而新纤维的开发与应用是棉纺业未来的发展趋势。

德州华源生态科技有限公司在棉花价格大起大落中没有受到影响，该公司总经理张兰峰坦言“：多亏了公司多种纤维混纺纱线的定位。”德州华源是将主导产品定位为新型纤维素纤维、细旦纤维、阻燃纤维、羊绒混纺纱线、绢丝混纺纱线、麻纤维混纺纱线、差别化功能纤维、有机棉等。这些高附加值的产品在国内外有很好的销路。德州华源使用的原料中，涉及纤维种类50余种，近百种规格。在本届纱线展上，德州华源推出吸湿发热纱线、吸湿速干组合纱线、细旦高强粘胶纱线和涡流纺功能纱线。保定中纺依棉纺织有限公司是国内最早规模化生产兰精天丝、兰精木代尔、天竹纤维等新型纤维纱线的企业之一，在特种纤维的开发和生产上积累了成熟的经验。在每年的纱线展中，中纺依棉都会推出几款公司最有代表性的产品，在本届纱线展上，中纺依棉继续展出其优势产品：差异化纤维、多组分混纺纱线系列，主要包括天丝天竹纤维、麻纤维、导电纤维、水溶性维纶、细旦腈纶等多种纤维的混纺纱线。山东如意科技集团更是以“如意纺”震惊业界，该技术实现了想用什么样的纤维纺就用什么样的纤维纺，想纺多少纱支就纺多少纱支，可以任意组合。毛、棉、麻、丝、化纤等各种纤维可以随意组合纺纱，实现了资源的优化利用。

色纺纱是棉纺纱线领域的重要分支，由于其环保等优势成为最具发展潜力的纱线品种之一。百隆东方有限公司是我国色纺行业的领军企业，该公司展会负责人梅赛赛介绍，百隆近年来致力于环保型产品的研发和生产，本届纱线展的参展产品以创新环保纱线为主，这些色纺织类产品都是公司最新研发和生产，在整个行业内来说也是最新的。

梅赛赛介绍说，创新环保纱线不仅质量可以满足消费者的高要求，而且还可以资源再利用。与往届展会一样，本届纱线展百隆还带来2012年春夏流行色卡，推出今年研发的新色彩，集中反映2012年的春夏流行色彩趋势。差别化发展是未来趋势中国化学纤维工业协会副秘书长薄广明认为，差别化是化纤行业发展的重要趋势。他分析说，目前我国已经成为当之无愧的化纤生产大国，数量、规模稳居世界前列，但长期以来化纤常规产品占了市场的大头，高、精、尖的高档差别化产品与发达国家有一定差距。与此同时，市场竞争越来越激烈，在这样的背景下，提高产品的差别化水平、满足客户的个性化需求尤为重要。本届纱线展，化纤企业有20多家，这些参展企业很多是老展商，比如吴江新民、金辉、恒力，他们每次参展都要带来自主研发的新、特产品。本届纱线展，恒力集中展示企业生产的差别化涤纶工业丝。山东海龙股份有限公司作为粘胶行业的知名上市企业，产品覆盖化纤全产业链。双氨纶、浙江美丝邦也纷纷带来了自己的新产品。薄广明表示，这些新产品反映了当今我国化纤工业科技攻关的最新进展。本届纱线展上，海龙纺织展出的样品涵盖纤维、纱线、面料、成衣等各种类型，全方位展示麻赛尔纤维的性能特点。深圳市中晟创新科技股份有限公司展出的是ST100复合弹性纤维。该产品手感柔软，具有自然永久螺旋卷曲及优异的蓬松性、弹性，具有普通氨纶丝无可比拟的优点。该产品不仅解决了普通氨纶丝不易染色、弹力过剩、织造复杂、面料尺寸不稳定以及在使用过程中易老化等诸多问题，且可以直接在喷气、喷水、剑杆织机上织造，不必像普通氨纶那样须先做成包覆纱后才能上机织造，降低了纱线的成本，提高了产品的质量稳定性。

薄广明介绍说，欧美发达国家的化纤企业非常注重化纤产品的开发，每年生产品种可达100种以上，且每个品种的生产都不超过总产量的5%。像日本、韩国这些国家所研发的高性能差别化纤维，已达到超仿真化纤第四代水平，而我国大部分差别化纤维仍停留在第二代水平上，在差别化纤维的内涵上也与发达国家存在很大差距。他表示，应该正视我国在化纤差别化发展方面与发达国家的差距，奋起直追。目前，民营化纤企业无论是在数量还是规模上都占据了我国化纤产业的大半壁江山，今后化纤差别化发展必然要依赖这些企业的努力，同时也要积极发挥行业协会的引导协调作用，两者交相呼应才能真正提高我国化纤差别化水平。化纤差别化水平的提高不仅能使企业在激烈的市场竞争中占得先机，也有利于整个化纤产业的整体转型升级。另据展会主办方介绍，此次纱线展海外企业有18家，展出面积较去年增长 27.8%，分别来自巴基斯坦、印度、新加坡、泰国、英国等国家和地区。2

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所