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1、浅谈钢板桩调直、加劲腹板焊接、涂装工艺浅谈钢板桩调直、加劲腹板焊接、涂装工艺中交四航局三公司 鲁志华摘要摘要：结合厦门现代物流园区 5000t 级杂货码头工程的钢板桩加工，阐述了钢板桩的调直、拼接、加劲腹板焊接等加工工艺。关键词关键词：钢板桩 调直 加劲腹板 1 1 工程概况工程概况厦门现代物流园区 5000t 级杂货码头工程钢板桩采用卢森堡生产的 AZ46 型钢板桩，共 606 根（不含 3 根转角桩） ，两根合并为一组共 303 组，均为标准型。每组标准型钢板桩的型宽 1160mm，高 481mm，厚 18mm（斜边壁厚 14mm） ，重 265.2kg/m/组，设计单桩长度 19.5m
2、至 26m 不等，钢板桩断面见图 1。图图 1 钢钢钢板桩断面示意图(钢板桩板桩断面示意图板桩断面示意图2 2 施工工艺及方法施工工艺及方法2.12.1 AZ46AZ46 型号钢板桩型号钢板桩原材料选购、运输、装卸、堆放：根据设计和施工合同要求，本工程所需钢板桩选用卢森堡生产的 AZ46 型号钢板桩，其强度和各项指标军符合欧洲标准。钢板桩在卢森堡生产好后通过海上运输到上海港，然后再从上海港用货船转运到施工现场。运1到现场的钢板桩采用 50t 汽车吊进行卸船工作（见图 2 钢板桩卸船示意图） 。图图 2 钢钢板桩卸船示意图板桩卸船示意图钢板桩在卸船之前由主管技术员和质检部门对钢板桩的规格、材质、
3、性能、装船清单、是否符合要求后再进行卸船，对不符合要求的钢板桩将不给以卸船；卸船后的钢板桩堆放在码头后方硬化处理过的施工场地内，钢板桩采用分层、多支垫堆放并控制堆放高度，支垫采用 300mm300mm 的铁路轨枕（材质：用沥青浸泡过的硬杉木），支垫间距约 5000mm 一根；钢板桩层与层之间用 100mm100mm 的硬杉木作支垫，层与层之间的支垫间距约 5000mm；（见图 3 钢板桩堆放意图） 。钢板桩吊卸采用 2点吊，不得卸吊（吊两端头） 。堆放在施工现场的钢板桩由于离海较近，湿气较大，为防止钢板桩受雨淋、湿气的影响而锈蚀，堆放在场内未加工的钢板桩要加以覆盖。钢板桩在出厂前已经将两根“Z
4、”型合拼为一组“U”型钢板桩，堆放的时候“U”口朝下叠层堆放。2图图 3 钢板桩堆放示意图钢板桩堆放示意图2.2 钢板桩调直钢板桩调直当钢板桩从厂家转运到工地时，出现如下情况：锁口平直度偏差大或局部有弯曲或突变；两侧锁口不平行有扭曲等，必须进行半成品钢板桩调直以确保钢板桩沉桩质量。钢板桩半成品放在制作好的承台里加工以自重、施加外力（用法兰）等方法进行调直。将钢板桩的平直度偏差控制在 10mm（0.05%L)以内，经调直后的钢板桩必须达到桩身平直、锁口通顺（特别是两侧锁口必须平行）断面规正。平直度的检查控制以目测为主，并用钢丝绳拉线进行检测监控和校核，施工前进行套锁通过检查（见图4：钢板桩调直示
5、意图） 。图图 4 钢板桩调直示意图钢板桩调直示意图32.3 钢板桩拼接钢板桩拼接根据设计关于钢板桩长度调整的变更，部分钢板桩长度与原施工图相比有所调整，详见表 1（钢板桩桩长变更前后汇总表） 。表表 1 钢板桩桩长变更前后汇总表钢板桩桩长变更前后汇总表桩长(m) 桩长(m)原设 计桩 数(根)变更 后桩 数(根)钢板 桩组 数焊接、割除配用情况焊接割除 比较焊接数 量(根)搭接件长 度及数量19.5282814 1m-50 根202000 1.5m-26 根211586432原 158-72-8=78,78-64=14,1421=294m剩余长度:294m2.5m-72 根21.502010
6、原 20 根 20m+1.5m“201.5 =30m“203.5m-8 根22545427 总长度:297m22.51308040 2316168 23.5441668344 根 23.5m+50 根 22.5+1m+72 根原 21+2.5m501+72 2.5=23 0m122 24404020 24.5404623原 34 根 24.5+4 根 25.5- 1+8 根原 21+3.5m“83.5= 28m“8 25.5383417原 38 根 25.5-4 根 25.5-1m剩余长度:4m26525829原 52 根 26m+原 6 根24.5+1.5“61.5= 9m“6 钢板桩焊接采
7、用双面对接焊，为双面 I 型焊缝，焊缝质量等级为二级。衬板材质采用 Q345，衬板的焊接须避开加劲腹板位置，见图 5 钢板桩拼接示意图。钢板桩焊4接必须由具有资质证书的焊工担任，施工前应进行焊接试验，为减少变形和内应力，焊接宜对称施焊。焊接现场应采取防晒、防风和防寒的措施。此外，钢板桩的焊接、施工及验收技术要求均应遵照现行交通部颁布的港口工程桩基规范及其它有关规范和国家标准（规范）要求进行，具体要求有差别的，按高标准执行。图图 5 钢板桩拼接示意图10钢板桩衬板 -20 150 500AA10-20 150 500衬板A-A断面每根钢板桩共4块衬板（一个接头）钢板桩拼接示意图钢板桩拼接示意图2
8、.4 加劲腹板焊接加劲腹板焊接AZ-46 型钢板桩单根截面不对称，为避免锤击时偏心受力和防止扭转，以 2 片一组电焊拼装成组合桩，为了确保施工质量，增强钢板桩的整体刚度和桩尖的穿透能力以及桩顶的抗锤击能力；同时保证每组钢板桩的宽度、平直度和沉桩过程防止带桩，在钢板桩后沿开口处用钢板条加固，以增强抗纵弯曲能力，改善非对称截面特性，减少沉桩偏位。经调直合格的每组钢板桩在拼组加工时设置加劲腹板（Q345）,每块尺寸 76040020，单位 mm；设计泥面（-7.80m）以上按 1m 间距布置，泥面以下暂按 1.5m 间距布置（具体见加劲腹板焊接示意图） ，具体根据试打情况再作调整。因本工程焊接工程量
9、大，板材下料采用半自动切割，破口采用机械刨边机破口，以保证焊接质量（见图 6 钢板桩加劲腹板焊接示意图） 。5图图 6 钢板桩加劲腹板焊接示意图钢板桩加劲腹板焊接示意图（1）放样放样划线时应标记清楚、必要时制作样板。注意预留制作，安装时的焊接收缩余量及切割、刨边的加工余量。划线前材料的弯曲和变形应予以矫正。（2）下料钢板下料采用半自动切割机下料，切割后应清除溶渣和飞溅物，钢材切割面应无裂纹、夹渣和分层。（3）组装在组对时先将半成品钢板桩放入胎膜中（见图 6 钢板桩加工示意图） ，待其完全就位后，再对两片桩之间的锁口进行点焊固定。点焊时所采用焊材与焊件匹配，焊缝厚度为设计厚度的 2/3 且不大于
10、 8mm，焊缝长度不小于 25mm，位置在焊道以内。在焊接时，焊工人数应成偶数，分两边对称施焊，严禁不对称单边施焊。6图图 7 钢钢焊接胎膜钢板桩加劲腹板（Q345）板桩加工示意图板桩加工示意图（4）焊接焊接时边缘 3050mm 范围内的铁锈、毛刺及污垢等必须清除干净，以减少产生焊接气孔等缺陷的因素。使用手工电弧应满足以下规定：使用状态良好、功能齐全的电焊机，选用的焊条需用烘干箱进行烘干或者保存在干燥地方的焊条。桩顶与桩尖处的加劲腹板与桩端头相平，特别需控制桩顶处的偏差，加劲腹板的的焊缝为双面焊缝，焊缝必须饱满；突出的焊缝必要时用电动砂轮机打磨平整。2.5 表面预处理表面预处理在钢板桩进行防腐
11、涂层保护前采用喷砂除锈工艺将全长范围内外表面的铁锈、氧化层、油污、水气及杂物清理干净，其表面清洁度等级必须达到 GB 8923涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级中规定的 Sa2.5 级标准。在整个除锈过程中施工环境相对湿度不应大于 85%，钢板桩表面温度不低于露点以上 3。喷砂处理所用的压缩空气必须经过冷却装置及油水分离器处理，已保证压缩空气的干燥、无油。油水分离器必须定期清理。喷嘴到钢板桩表面宜保持 100300mm 的距离。喷射方向与钢板桩表面法线的夹角以 1530为宜。由于磨损，喷嘴孔口直径增大了 25%宜更换喷嘴。表面预处理后，应用吸尘器或干燥、无油的压缩空气清除浮尘和碎屑，清理后的表面
12、不得用手触摸。涂装前如发现钢板桩表面被污染或返锈，应重新处理达到原要求的表面清洁度7等级。对于涂层缺陷的局部修理和无法进行喷砂处理的地方进行手工除锈，表面清洁度等级必须达到 St3 级标准。经除锈后的钢材表面清洁度要达到 Sa2.5 或 St3 级标准才能进行下道工序。2.6 涂装施工涂装施工通过对设计推荐的三种后选涂料的比较，拟选用中船七二五所厦门分公司生产的725-H45-ZF101 重防腐蚀涂料刮涂设计要求800m 部分；用 725-H45-ZF101G 重防腐涂料辊刷设计要求800m 的部分。725-H45-ZF101 重防腐蚀涂料是由改性环氧树脂、特种固化剂和无机粉料组成的三组份常温
13、固化重防腐蚀涂料；它不含任何溶剂，无气味，属高性能绿色环保涂料；具有优异的附着力，能和阴极保护相配合，亦能调整固化时间。725-H45-ZF101G 重防腐涂料是由改性环氧树脂、防锈颜料和改性胺固化剂组成的双组份反应固化型重防腐蚀涂料；它不含任何溶剂，无气味，属高性能绿色环保涂料具有优异的耐化学药品、耐水性和附着力，可以快速固化。其厂方给出的技术参数如表 2 所示：涂装前应对钢板桩表面预处理质量经行检查，合格后方可开始涂装施工。待涂钢板桩表面必须干燥、无油污、无灰尘。表面预处理和涂装之间的时间间隔要尽量短，一般在除锈完成后 4 小时内涂完防腐蚀涂料。 （见图 8 钢板桩防腐涂刷过程示意图）图图
14、 8 8 钢板桩防腐过程示意图钢板桩防腐过程示意图8表表 2 涂料技术参数表涂料技术参数表技术参数725-H45-ZF101725-H45-ZF101G颜色棕红色、灰色铁红色比重约1.5g/ml约1.7 g/ml闪点不易燃不燃配比（质量比）甲：乙：丙 =100：1320：130180甲：乙=3：1适用期0.5h1.5h干燥时间（232）表干4h，实干24h表干14h，实干24h干膜厚度5001000m270m湿膜厚度5001000m300m理论用量1.5kg/m20.52kg/m23.37m2/L涂装间隔最小24h，最大7天最小 24h，最大 7 天贮存期一年一年包装重量甲组份20kg/20L
15、，乙组份20kg/箱，丙组份30kg/20L甲组份 24kg/20L，乙组份8kg/10L涂装工作应在气温 1035，相对湿度 85%以下进行，钢板桩表面温度应高于露点温度 3以上。依据适用期和粘度进行配置调整，在 25以上时，适用期短，无需熟化，要求现配现用。涂层防腐的技术要求：距桩顶 0.5m 范围内用重防腐涂料涂覆，干膜厚度100m；设计泥面（-7.80m ）以下 2.0m 至桩底范围用重防腐涂料涂覆，干膜厚度400m；其余部分干膜厚度800m。钢板桩锁口紧贴面可不涂涂料。涂装方法：设计要求800m 的部分刮涂：将配置好的涂料用油灰刀直接涂抹在被保护表面，用橡皮刮刀象打腻子一样刮涂均匀；
16、设计要求800m 的部分用辊轴辊涂。要边涂边修整，边自检，避免流挂和涂漏，表面要求平整光滑均匀。涂装后，涂膜应认真维护，在固化前避免雨淋、暴晒、践踏，搬运中应避免对涂层造成任何损伤。3 3 所使用的机械设备所使用的机械设备9机械设备详见下表 3。表表 3 3 机械设备机械设备序号机具名称单位数量备注1电焊机台82二氧化碳气体保护焊台43半自动切割机台34机械刨边机台1525吊车辆1610龙门吊台175手拉葫芦个58焊接及矫正夹具套129空气压缩机台36m3/min10手提砂轮机台811焊条烘干箱台130kg4 4 质量标准及保证措施质量标准及保证措施4.14.1 钢板桩加工质量标准钢板桩加工质量标准钢板桩的规格及材质必须满足设计要求及技术规格书规定。钢板桩制作允许偏差应符合下表的规定。序 号项 目允许偏差（ mm）1长度1002宽度103钢板桩正向弯曲矢高74钢板桩侧向弯曲
