東海大橋上部直縫鋼管樁施工技術研究

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大橋使用抗彎能力強、承載能力高的Φ1500鋼管樁。此批鋼管樁約5000余根計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）。本文重點對于上部直縫鋼管樁（以下簡稱管樁）的施工技術的研究進行論述。

一.施工難點
    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，因此，整個管樁生產(chǎn)必須進行工廠化流水作業(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)幾個重點工序的控制就成為施工的難點。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)焊縫實現(xiàn)自動焊；管樁焊縫保持高的無損檢測合格率。
二.技術研究
1、預彎、成型工藝
 預彎工藝
    為了最大限度地減少整根管樁的焊縫，管樁采用3m板寬鋼板進行生產(chǎn)。而達到3m寬度卷制的設備一般為40mm卷板機，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。
    卷板機的各項工藝參數(shù)如下：上輥直徑Φ540mm，下輥直徑Φ440mm，下輥中心距600mm，滿載時最小卷筒直徑T40*B3000*Φ1600（σs≤260MPa）。
    已知：σs1=235、b1=3000、D1=1600、S1=40mm
    σs2=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
    根據(jù)計算，卷板機能進行管樁的卷板工作，但是若在此卷板機上用墊板預彎板端時，只能使用其最大能力的60%。即不能利用此卷板機進行管樁的預彎工序。
    為解決預彎問題，我們提出采用壓模法進行預彎成型。根據(jù)Q345C材料性能特點，經(jīng)過了多次試驗，我們確定模具回彈量為7%，且規(guī)定板端預彎中心間隔移動距離為50mm，以確保曲率一致性。批量生產(chǎn)后，用選長為300mm的樣板對預彎曲率檢查，都能滿足0.5mm以下的質(zhì)量要求。
成型工藝
    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到了5mm的要求。