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东海大桥上部直缝钢管桩施工技术研究

[11-20 17:26:32]   来源:http://www.65jz.com  施工技术   阅读:8281

概要: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。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。一。施工难点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。二。技术研究1、预弯、成型工

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  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。

  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。

  一。施工难点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。

  二。技术研究1、预弯、成型工艺预弯工艺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。

  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)。

  已知:σs1=235、b1=3000、D1=1600、S1=40mmσs2=345、b2=3000、D2=1500-2*25=1400,且a2=c2,Ko1= Ko1.求:S2解:S2=31.7mm≥25mm S2*60%=31.7mm*60%=19.1mm<25mm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。

  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。

  成型工艺对于1500mm直径的管子而言,其下压行程约为47.6mm,考虑到管桩生产批量特大,在综合考虑成型质量和生产产量的因素后,决定将每节管子的下压行程分为6-8次进行,即每次下压行程控制在6-8mm之内,这样既保证了每天的产量,成型后的管桩圆度也达到了5mm的要求。

  2、总装工艺总装是保证管桩直线度的关键。通常的总装工艺一般以两根小口径钢管为基准,但管桩长度为15m,若仍要用此法,须将2-3根小口径管拼接才能满足总装长度要求,而作为基准管本身拼接的话其基准的准确性就有所下降,且由于小口径管就地安置,调整管节错边也比较困难。

  为保证管桩直线度控制在10mm以内,而且方便相邻管节的错边调整,我们设计了一套全新的总装模具,管桩15m长,有5节管子组合。我们选用了10块基准板,每2块基准板支撑1节管子,基准板制作时采用水平仪找准,然后采用统一圆规切割三点基准圆弧。如此,基准直线度就有了可靠保证,而且由于相邻两块基准板之间留有足够的间隙,错边调整也有了足够的操作空间。采用此种方法进行总装配,管桩的直线度以及错边都得到了很好的控制。

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