東海大橋上部直縫鋼管樁施工技術(shù)研究 論文

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作者：吳成 李峰
摘要：東海大橋（中國第一跨海大橋）是上海國際航運(yùn)中心洋山深水港一期工程的一個(gè)重要項(xiàng)目。它起始于上海南匯蘆潮港，跨越杭州灣,，直達(dá)浙江嵊泗小洋山島，是連接港區(qū)和蘆潮港陸地的海上通道,。
關(guān)鍵詞：橋梁 鋼管樁 基礎(chǔ)施工
大橋使用抗彎能力強(qiáng),、承載能力高的Φ1500鋼管樁。此批鋼管樁約5000余根計(jì)25萬噸的工程量,。大橋鋼管樁由上下兩部分組合而成,，上部為直縫卷板鋼管,，下部為螺旋鋼管。上部直縫鋼管樁的技術(shù)規(guī)格參數(shù)如下：外直徑Φ1500mm,；厚度25mm,；長度30m（工廠制造長度15m，分2節(jié)出廠）,；重量約28.4t（30m）,；材質(zhì)Q345C（σb≥510MPa；σs≥345MPa）,。本文重點(diǎn)對于上部直縫鋼管樁（以下簡稱管樁）的施工技術(shù)的研究進(jìn)行論述,。
: }/ l& D3 z/ R0 ^; l9 i一.施工難點(diǎn)
3 A+ k5 D1 y: p    管樁具有施工生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)效率和質(zhì)量要求高的特點(diǎn),，因此,，整個(gè)管樁生產(chǎn)必須進(jìn)行工廠化流水作業(yè)，高效,、優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的理念須滲透到每道工序,。管樁生產(chǎn)幾個(gè)重點(diǎn)工序的控制就成為施工的難點(diǎn)。主要為：管樁單節(jié)制造的圓度控制,；管樁整體拼接后的直線度控制,；管樁所有縱、環(huán)焊縫實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊,；管樁焊縫保持高的無損檢測合格率,。
  p& \# c5 w) n3 x# y0 I二.技術(shù)研究
+ \+ R+ P! E7 q1、預(yù)彎,、成型工藝
預(yù)彎工藝
    為了最大限度地減少整根管樁的焊縫,，管樁采用3m板寬鋼板進(jìn)行生產(chǎn)。而達(dá)到3m寬度卷制的設(shè)備一般為40mm卷板機(jī),，其工作能力是滿足厚度40mm,、直徑1600mm、寬度3000mm,、材質(zhì)為Q235管子的卷制,。
    卷板機(jī)的各項(xiàng)工藝參數(shù)如下：上輥直徑Φ540mm，下輥直徑Φ440mm,，下輥中心距600mm,，滿載時(shí)最小卷筒直徑T40*B3000*Φ1600（σs≤260MPa）。
; g0 |& G8 ^5 {' d4 W6 n    已知：σs1=235,、b1=3000,、D1=1600、S1=40mm
0 W; r4 P. [1 x" B' Z    σs2=345,、b2=3000,、D2=1500-2*25=1400,，且a2=c2，Ko1= Ko1,。
) F' p; [: c: \+ t; I( k    求：S2
    解：S2=31.7mm≥25mm

S2*60%=31.7mm*60%=19.1mm＜25mm
    根據(jù)計(jì)算,，卷板機(jī)能進(jìn)行管樁的卷板工作，但是若在此卷板機(jī)上用墊板預(yù)彎板端時(shí),，只能使用其最大能力的60%,。即不能利用此卷板機(jī)進(jìn)行管樁的預(yù)彎工序。
    為解決預(yù)彎問題,，我們提出采用壓模法進(jìn)行預(yù)彎成型,。根據(jù)Q345C材料性能特點(diǎn)，經(jīng)過了多次試驗(yàn),，我們確定模具回彈量為7%,，且規(guī)定板端預(yù)彎中心間隔移動(dòng)距離為50mm，以確保曲率一致性,。批量生產(chǎn)后,，用選長為300mm的樣板對預(yù)彎曲率檢查，都能滿足0.5mm以下的質(zhì)量要求,。
* N- ]! I1 y3 m3 H: p成型工藝

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對于1500mm直徑的管子而言,，其下壓行程約為47.6mm，考慮到管樁生產(chǎn)批量特大,，在綜合考慮成型質(zhì)量和生產(chǎn)產(chǎn)量的因素后,，決定將每節(jié)管子的下壓行程分為6-8次進(jìn)行，即每次下壓行程控制在6-8mm之內(nèi),，這樣既保證了每天的產(chǎn)量,，成型后的管樁圓度也達(dá)到了5mm的要求。
2,、總裝工藝
    總裝是保證管樁直線度的關(guān)鍵,。通常的總裝工藝一般以兩根小口徑鋼管為基準(zhǔn)，但管樁長度為15m,，若仍要用此法,，須將2-3根小口徑管拼接才能滿足總裝長度要求，而作為基準(zhǔn)管本身拼接的話其基準(zhǔn)的準(zhǔn)確性就有所下降,，且由于小口徑管就地安置,，調(diào)整管節(jié)錯(cuò)邊也比較困難。
' [' U$ n) j# J& o" v8 j) K    為保證管樁直線度控制在10mm以內(nèi),，而且方便相鄰管節(jié)的錯(cuò)邊調(diào)整,，我們設(shè)計(jì)了一套全新的總裝模具,，管樁15m長,，有5節(jié)管子組合,。我們選用了10塊基準(zhǔn)板，每2塊基準(zhǔn)板支撐1節(jié)管子,，基準(zhǔn)板制作時(shí)采用水平儀找準(zhǔn),，然后采用統(tǒng)一圓規(guī)切割三點(diǎn)基準(zhǔn)圓弧。如此,，基準(zhǔn)直線度就有了可靠保證,，而且由于相鄰兩塊基準(zhǔn)板之間留有足夠的間隙，錯(cuò)邊調(diào)整也有了足夠的操作空間,。采用此種方法進(jìn)行總裝配,，管樁的直線度以及錯(cuò)邊都得到了很好的控制。
6 e! s, ?* d( `$ P$ F3,、焊縫埋弧自動(dòng)焊接工藝
4 _& I# J7 U8 s5 G- u6 N  Y    所有焊縫實(shí)現(xiàn)埋弧自動(dòng)焊接主要分成四個(gè)方面：內(nèi)縱縫,；外縱縫；內(nèi)環(huán)縫,，外環(huán)縫,。管子內(nèi)直徑較大，焊接機(jī)頭能全部伸入管子內(nèi)部進(jìn)行焊接操作,，因此,，上述四方面中最難以實(shí)現(xiàn)的就是內(nèi)環(huán)縫。
7 |+ C; n7 M" g9 G7 b    按通常卷管看,，板寬1800mm,，5節(jié)總長9000mm，5000mm伸臂的普通焊接機(jī)架已完全能夠滿足從管端向內(nèi)第2道內(nèi)環(huán)縫的焊接要求,。但對于總長為15000mm的管樁,，普通的焊接機(jī)架就只能完成管樁從管端向內(nèi)第1道內(nèi)環(huán)縫的自動(dòng)焊接要求，對于從管端向內(nèi)第2道內(nèi)環(huán)縫也就鞭長莫及了,。我們巧妙地對總裝工藝進(jìn)行調(diào)整,，將總長為15000mm的管樁分成2節(jié)一段和3節(jié)一段，分別全部完成自動(dòng)焊后,，再將2節(jié)一段和3節(jié)一段進(jìn)行裝配,；同時(shí)我們又對普通的焊接機(jī)架進(jìn)行改造，在原伸臂的基礎(chǔ)上增加一段15000mm接長段,，將焊接機(jī)頭轉(zhuǎn)移到接長臂上,，這樣最后2節(jié)一段和3節(jié)一段的總裝內(nèi)環(huán)縫的自動(dòng)焊接也就迎刃而解了。
4,、焊接工藝
　　管樁按一根30m長度計(jì),，縱向焊縫長度30m,，環(huán)向焊縫長度37.7m，焊縫小計(jì)總長為67.7m,。管樁的無損檢測要求是100%超聲波檢測（UT）+≥5%射線檢測（RT）,，即UT的長度為67.7m，RT的長度為3. 385m計(jì)36張X光片子,，管樁不僅無損檢測覆蓋面廣而且級別要求也高,，均要滿足Ⅱ級合格。
5 R1 j/ c" [5 ~& B    通常25mm的鋼板要滿足100%無損檢測要求,。采用雙面坡口型式,，大坡口深度約為總厚度一半，大坡口角度55°,，鈍邊約5mm,，小坡口角度65°；大坡口正面先焊接時(shí)焊縫的熔深仍能留下1-2mm的鈍邊,，不會(huì)將其全部焊穿,，反面清根時(shí)，利用5mm碳棒,，在小坡口側(cè)將正面焊縫根部全部去處,，并進(jìn)行砂輪打磨，徹底清除滲碳層,，最后進(jìn)行反面的焊接,。如此工藝即能保證100%無損檢測的要求。但較為復(fù)雜的工藝也就不會(huì)有高的生產(chǎn)功效,。
    管樁的生產(chǎn)要求優(yōu)質(zhì)高效,，為了滿足和體現(xiàn)這一生產(chǎn)理念，我們對于常規(guī)工藝進(jìn)行了改進(jìn),，大坡口深度由13mm提高為15mm,，坡口角度不變，鈍邊留10mm,，這樣鋼板的下料過程也就由原來的切割直邊,、大坡口、小坡口3個(gè)工序時(shí)段縮短為切割直邊,、大坡口2個(gè)工序時(shí)段,，下料工序縮短工時(shí)33%，正面大坡口焊接完成進(jìn)行反面清根時(shí),，利用10mm的碳棒,，清除深度剛好到達(dá)正面的焊接根部，反面焊接時(shí)利用自動(dòng)焊大電流熔深消除正面焊接根部可能存在的一些缺陷，反面清根的深度較原工藝淺,，采用10mm的碳棒當(dāng)然也比采用5mm碳棒清根工時(shí)縮短,，而且反面小坡口側(cè)焊縫金屬填充量也大大減少，反面小坡口焊接工時(shí)又可縮短,�,？偣�時(shí)較原工藝有較大減少，但100%的無損檢測要求還是能得以有效保證,。
% z' b5 f* s" l6 v! A) E7 Y: s    上海市安裝工程有限公司壓力容器制造廠承擔(dān)東海大橋管樁生產(chǎn)任務(wù),，經(jīng)建設(shè)指揮單位和監(jiān)理單位全過程跟蹤和隨機(jī)檢查，管樁質(zhì)量穩(wěn)定,，產(chǎn)量穩(wěn)步提高。8個(gè)月累計(jì)完成管樁1805根（按照30m為一根統(tǒng)計(jì)）,，無損檢測一次合格率分別達(dá)到超聲波檢測（UT）99.8%,、射線檢測（RT）97.5%。獲得建設(shè)指揮單位和監(jiān)理單位一致肯定,。來源:

killertoney

好的東西.大家一起來頂.沙發(fā)

huangqi

不錯(cuò)的東西,，技術(shù)含量較高。

東陸

現(xiàn)在對冷彎管樁端板的制作比較感興趣,，有了一個(gè)初步的了解,，因?yàn)槲业囊粋�(gè)朋友正在做此類設(shè)備，記住是冷彎,。

東陸

現(xiàn)在對冷彎管樁端板的制作比較感興趣,，有了一個(gè)初步的了解，因?yàn)槲业囊粋�(gè)朋友正在做此類設(shè)備,，記住是冷彎,。