作者:吴成 李峰
. s) [+ R5 h( d( \& a8 q摘要:东海大桥(中国第一跨海大桥)是上海国际航运中心洋山深水港一期工程的一个重要项目。它起始于上海南汇芦潮港,跨越杭州湾,直达浙江嵊泗小洋山岛,是连接港区和芦潮港陆地的海上通道。
6 |, T! w5 h1 {" [ V& y) O关键词:桥梁 钢管桩 基础施工
1 E' _6 l4 h* }+ u大桥使用抗弯能力强、承载能力高的Φ1500钢管桩。此批钢管桩约5000余根计25万吨的工程量。大桥钢管桩由上下两部分组合而成,上部为直缝卷板钢管,下部为螺旋钢管。上部直缝钢管桩的技术规格参数如下:外直径Φ1500mm;厚度25mm;长度30m(工厂制造长度15m,分2节出厂);重量约28.4t(30m);材质Q345C(σb≥510MPa;σs≥345MPa)。本文重点对于上部直缝钢管桩(以下简称管桩)的施工技术的研究进行论述。
3 x# s; }8 q7 b/ N% G+ N一.施工难点8 o5 R, A9 w: w, m* a& q+ v' R% \
管桩具有施工生产周期短、生产效率和质量要求高的特点,因此,整个管桩生产必须进行工厂化流水作业,高效、优质生产的理念须渗透到每道工序。管桩生产几个重点工序的控制就成为施工的难点。主要为:管桩单节制造的圆度控制;管桩整体拼接后的直线度控制;管桩所有纵、环焊缝实现自动焊;管桩焊缝保持高的无损检测合格率。) r3 n; v8 x) f$ x
二.技术研究
) l4 b. z- O* a4 h1 f q& @4 v1、预弯、成型工艺* h& I8 ^7 c/ @8 y4 E+ E) \# H' |6 M
预弯工艺7 u O& j. a) ]: ?1 H* D4 L
为了最大限度地减少整根管桩的焊缝,管桩采用3m板宽钢板进行生产。而达到3m宽度卷制的设备一般为40mm卷板机,其工作能力是满足厚度40mm、直径1600mm、宽度3000mm、材质为Q235管子的卷制。2 Y3 s9 D- n$ c
卷板机的各项工艺参数如下:上辊直径Φ540mm,下辊直径Φ440mm,下辊中心距600mm,满载时最小卷筒直径T40*B3000*Φ1600(σs≤260MPa)。
. p! w' V6 v6 I 已知:σs1=235、b1=3000、D1=1600、S1=40mm: U& x) t: r6 J) h' i6 M& ?
σs2=345、b2=3000、D2=1500-2*25=1400,且a2=c2,Ko1= Ko1。
+ ?, S% v5 y! {- c j5 n0 d* s3 j 求:S20 V3 x' J8 R" ]- z9 L- b" R* G# p
解:S2=31.7mm≥25mm
6 d7 X5 O: n$ V! R, p7 e; [9 C* G$ U! B3 x) W0 p# _
S2*60%=31.7mm*60%=19.1mm<25mm+ H7 o: O2 n( A A @1 C' }/ l
根据计算,卷板机能进行管桩的卷板工作,但是若在此卷板机上用垫板预弯板端时,只能使用其最大能力的60%。即不能利用此卷板机进行管桩的预弯工序。
q" M6 o8 r6 ^0 x1 ~- o 为解决预弯问题,我们提出采用压模法进行预弯成型。根据Q345C材料性能特点,经过了多次试验,我们确定模具回弹量为7%,且规定板端预弯中心间隔移动距离为50mm,以确保曲率一致性。批量生产后,用选长为300mm的样板对预弯曲率检查,都能满足0.5mm以下的质量要求。' T2 ?' {6 f3 U7 w/ y
成型工艺 |