作者:吴成 李峰
- G7 q' h$ j7 a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。 ; X: ^! V: F L; O" U! x# _* o. E
关键词:桥梁 钢管桩 基础施工9 Q) ~1 Z# j9 T
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。
4 X8 f0 p' {/ I/ O1 U; z一.施工难点! ]8 i L$ Y4 W7 m
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。
0 J: E# m: z# c: J* [二.技术研究
( ~/ i( e0 |/ o3 b1、预弯、成型工艺
5 ^/ a; m: b( M, v; m+ { 预弯工艺 M$ W9 l4 H3 D1 {) V! ?
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。; C" N- u6 M! D4 s
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)。
- L8 o) f, O; n. J% Q- i( N2 r* d- F 已知:σs1=235、b1=3000、D1=1600、S1=40mm4 A& Q X) ^: J3 O9 t
σs2=345、b2=3000、D2=1500-2*25=1400,且a2=c2,Ko1= Ko1。* a7 K$ N. I( N7 R% }
求:S2$ R8 D; ~/ p+ N3 `% h
解:S2=31.7mm≥25mm9 y* p1 Q* i% ^1 S! O, T9 e5 g* W
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S2*60%=31.7mm*60%=19.1mm<25mm1 d) h2 {" ]( v9 \ i) K" v
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。
9 Y6 X2 \$ B) D6 h; d) y2 g0 W6 `" ] 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。
9 e1 x: N0 m( F4 w成型工艺 |