预应力钢筒混凝土管施工工艺及操作要点.pdf
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1、第3 4 卷 第7期 2 0 1 2年 7月 华 电技 术 Hu a di a n Te c hn o l o g y Vo 1 3 4 No 7 J u 1 2 0 1 2 预应力钢筒混凝土管施工工艺及操作要点 李莹, 宁富刚 ( 中国水利水电建设集团辽宁工程局有限公司, 辽宁 沈阳1 1 0 1 7 9 ) 摘要: 预应力钢简混凝土管( P C C P ) 在国内得到了推广与应用 , 以大伙房水库输水二期工程 D N 2 4 0 0埋置式预应力钢 筒混凝士管( P C C P E ) 管材制造为例, 介绍了P C C P施工工艺及流程, 对主要工序的操作要点进行了详细阐述, 可为 P C
2、C P 管材的生产和发展提供借鉴。 关键词 : 预应力钢筒混凝土管; 施工; 工艺流程; 工艺原理; 操作要点 中图分类号 : T U 5 2 8 7 3 文献标志码: B 文章编号: 1 6 7 41 9 5 1 ( 2 0 1 2 ) 0 7- 0 0 4 2 0 3 0 引言 预应力 钢筒 混凝 土管 P C C P( P r e s t r e s s e d C o n - c r e t e C y l i n d e r P i p e ) 是一种技术先进、 应用广泛的新 型压力介质输送管材 。它与一般的预应力混凝土输 水管相 比具有抗渗性能优越 、 承压能力高的特点 , 既 具
3、有混凝土压力管刚性好、 耐防腐的优点 , 又兼备钢 管承压高、 安全性好 的优点。预应力钢筒混凝土管 按其结构分为内衬式预应力钢筒混凝土管( P C C P L ) 和埋置式预应力钢筒混凝 土管 ( P C C P E) 。预应力 钢筒混凝土管 自2 0世纪 9 0年代引入我国以来 , 被 广泛用于水利、 电力 、 市政和 自来水供水主管线项 目 上。本文以大伙房水库输水 ( 二期 ) 工程 D N 2 4 0 0 P C C P E管材制造为例, 总结出一套 P C C P管材制造 工艺及质量控制措施 , 为以后的 P C C P管材生产提 供指导与借鉴。 1 施工方法 ( 1 ) 承插 口
4、钢圈采用胀拉法施工 , 精度高 , 尺寸 稳定 。 ( 2 ) 钢筒制作采用螺旋焊接成型技术 , 生产效 率高, 焊接质量好 。 ( 3 ) 管芯浇筑采用立式振捣成 型工 艺, 管芯密 实度高。 ( 4 ) 缠丝工序采用应 力 自动控制系统 , 保证 了 应力均匀 。 ( 5 ) 采用 了加 强型生产线 , 关键工序设备 为双 套布置 ( 如螺旋 焊机 、 缠丝机 、 喷浆机 均为双套 配 置) , 确保了各工序的产能均匀流畅。 2 工艺原理 P C C P E型管材结构如 图 1所示, P C C P制 管工 收稿 日期 : 2 0 1 t一 0 83 l ; 修 回日期 : 2 0 1 2
5、 0 3 2 9 艺流程如图2所示。 预应力 插 口 承 E l 钢线 钢环 钢丝锚 钢环 保护层 d d 一 。 橡胶 圈 dd V A 接头漏水试 验 口及管塞 钢衬 图 1 P C C P E型管材结构示意 图 承、插口型材 下料 卜 卷圆 卜叫 焊接 卜 _ 叫 承、插口胀圆成型 水泥、砂石、水、外加剂 l l 薄钢板 叫 开卷卜 _ 叫螺旋焊机制筒 管芯浇筑 H管模组装 H钢筒水压检验 蒸气养护 H脱模清模卜- 叫预应力缠丝 水泥、细沙、水 卜 沙浆搅拌 沙浆保护层 标识存放 卜 成品检验 卜 _ 修整防腐 卜一 保护层养护 图 2 P C C P制管工艺流 程 预应力钢筒混凝土管制
6、管工艺过程为 : 采用承 插 口钢圈及薄钢板卷制并焊接成简体 , 然后浇灌混 凝土成为管芯并在管芯外圆上缠绕高强度预应力钢 丝 , 最后喷射沙浆保护层。 首先制作 承口钢圈和插 口钢 圈, 钢筒制作采用 承、 插 口钢圈与薄钢板一次性 自动螺旋卷焊成型 的 方法 , 钢筒 经水压试 验合格 后放 入管模 内浇 灌混 凝 土 。 P C C P E型管芯采用立式振动成型工艺, 管模整 理好后 , 将合格 的钢 筒放入管模 内, 混凝土沿钢模 内 、 外壁浇入 , 在浇筑混凝土的同时 , 开动振动器以 第7期 李莹, 等 : 预应力钢筒混凝土管施工工艺及操作要点 4 3 利于混凝土密实 。管 芯成
7、型后采用蒸 汽养护 , 达到 脱模强度后拆模 。 管芯经养护达到缠丝强度后 , 采用立式缠丝机 , 用7 m m高强钢丝按设计的张拉力及螺距进行缠丝, 张拉力记录仪连续记录钢丝张力。 缠丝后的管芯用立式喷浆机喷沙浆保护层 , 再经 养护、 修理 、 成品水压试验 、 成品检验后为合格产品。 3 施工操作要点 3 1 钢筒成型 3 1 1 钢筒组成 P C C P管的 内衬钢筒 由承 口钢 圈、 插 口钢 圈及 钢板在螺旋焊机上卷焊成型。 3 1 2 承 口钢圈、 插 口钢圈 承插 口由轧制好 的型材卷焊成钢圈并在胀圆机 上胀至设计尺寸。 ( 1 ) 承 口钢 圈。按设计要求 的长度下料 , 在
8、卷 圆机上卷成圆环并焊接 。焊缝应打磨平整 , 经扳边 机扳成所需的角度。 ( 2 ) 插口钢圈。按设计要求的长度下料, 在卷 圆机上卷成 圆环并焊接 。焊缝应打磨平整 , 然后在 胀圆机上胀至设计直径。 ( 3 ) 每个承插 口钢圈不允许超过 2个接头且接 头焊缝间距不应小于 5 0 0 mm。接头应对接平整 , 错 边不应 大 于 0 5 m m, 采 用 双 面熔 透 焊 接 并 打光 磨平 。 3 1 3 筒体 ( 1 ) 钢筒用钢板多为冷轧钢板 , 其厚度应符合 设计要求 , 最小厚度不得小于 1 5 mm; 对于限制性 接头的管材 , 根据设计亦可采用厚度大于 1 5 mm的 钢板
9、。宜采用宽度为 1 2 5 0m m钢板。 ( 2 ) 制造钢筒用 的钢板应分别符合 G B T 7 0 o 一 2 0 0 6 碳素结构钢 、 G B 9 1 2 1 9 8 9 碳素结构钢和 低合金结构钢热 轧薄钢板 及钢带 及 G B 1 l 2 5 3 2 0 0 7 碳素结构钢冷轧薄钢板及钢带 的规定 , 其最 小屈服强度为 2 3 5 M P a 。 ( 3 ) 钢筒应按要求 的尺寸精确卷制 , 钢筒端 面 倾斜度 9 mm。承插 口两 端 的距 离 公 差 不 能超 过 3 m m。 ( 4 ) 螺旋搭接 焊焊缝 高度不得 超过 ( 1 6+板 厚) mm。外观缺 陷处或水压试
10、验检出的缺陷处 的 补焊焊缝凸起高度不应大于 2 0 mm。 3 1 4 钢筒水压试验 ( 1 ) 每节钢筒都必须持续进行不少 于 3 m i n的 静水压检验, 以检验所有焊缝。如发现有渗水处 , 应 做好标记 , 待卸压后补焊并在补焊后再次进行水压 检验 , 直到钢筒所有焊缝无渗漏为止。 ( 2 ) 焊缝同一部位补焊不得超过 2次 。 3 2 管芯成型 3 2 1 管芯混凝土成型 P C C P D E型管芯采用立式振动成型工艺成型。 3 2 2 模具要求 ( 1 ) 模具应有足够的强度 、 刚度和抗 冲击韧性 , 以便抵抗变形并很好地传递激振力。 ( 2 ) 内、 外模 的圆度偏差应小
11、于 A N S I A WWA C 3 0 1 -1 9 9 9 预应力钢筒混凝土压力管设计标准 对管材圆度的要求。内、 外模各 自的合缝处要严密 并有 良好 的平整度。 ( 3 ) 承插 口轮廓对中心线 的偏差应小 于 3 m m, 对接后的管材内壁应平整 、 光滑 。 ( 4 ) 每次脱模后应仔细清 除模板上 的污垢 、 杂 质并涂刷非油性脱模 剂; 成品管芯模具表面不允许 有 凹坑 、 浮皮和其他异物。 ( 5 ) 模具进厂后必须严格进行尺寸检测 、 调整 、 编号统计 ; 应定期对模具进行检测 , 对偏差超过允许 值 的模具 , 必须立 即进行修整 , 以保证管芯混凝土、 钢筒和承插口
12、的几何尺寸和公差要求; 经过修整仍 不能满足要求的模具应予以报废。 3 2 3 拆 、 装模的要求 ( 1 ) 拆 、 装 模 应 重 点 检查 模 具 接缝 、 锚 固块 位置。 ( 2 ) 装模 时应 检查底模是 否放置平稳 , 然后将 内模吊放在底模上锁紧定位; 再用专用吊具将钢筒 吊放在底模上 , 检查钢筒与内模之间、 钢筒承 口与底 模之间的间隙是否一致 ; 然后将外模 吊放在底模上 ; 最后将顶盖合放在 内模和钢筒插 口端面上 , 将合缝 螺栓依次对称拧紧。 ( 3 ) 拆模 时先松 开管模合缝 螺栓, 先将顶盖 吊 出, 再从上到下依次打开内模紧固扳手, 松开底模定 位销 ; 将
13、内模慢慢地垂直 吊起移开 , 再将外模垂直吊 起移开。 ( 4 ) 达到蒸汽养护要求时间后才能拆除模具。 管芯混凝土脱模不能有明显的损坏 , 管芯混凝土内、 外表面不得 出现粘模和剥落现象。 3 2 4 立式振动成型 ( 1 ) 混凝土管芯采用立式浇筑振动成型。管芯 浇筑前应认真检查合缝螺栓和振动器连接螺栓有无 松动现象 , 无异常情况方可启动; 成型过程中采用合 适的振捣频率和振动成型时间, 以保证管芯获得足 够的密实度 ; 成型过程中钢筒不得出现变形 、 松动 、 移位 。 ( 2 ) 管模 顶部 装好下料锥 , 混凝土料斗缓慢地 4 4 华 电技 术 第 3 4卷 套入料锥 , 开动振动
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