东海大桥上部直缝钢管桩施工技术研究

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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=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。