海上风电基础钢管桩生产制作技术及质量控制要点.pdf
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1、19海上风电基础钢管桩生产制作技术及质量控制要点翁华晶(中交三航(上海)新能源工程有限公司,上海200137)摘要钢管桩由于其自身的各种优势,越来越多地被运用到各类工程中的桩基或临时桩基中。本文拟以上海临港海上风电项目钢管桩制作过程中的关键工序为脉络,阐述制作过程中各环节的相关技术及质量控制要点。关键词基础钢管桩生产制作质量控制1前言钢管桩桩基适用性广,在桥梁、码头、风电场等工程中都得到了大量运用。其自身存在多项优势,如:重量轻、刚性好;易于装卸、运输、堆放;不易损坏;单桩承载力高;桩长易于调节;对周边扰动影响小;接头连接简单;施工速度快等。在一些常规钢筋混凝土和预应力混凝土桩难以适应的地质环
2、境(如较厚软土层等)中,钢管桩的使用较为普遍。钢管桩自身也同样存在短板,如成品保护要求较高、表面易腐蚀等问题。因此,除了在选用时应有充分的技术经济分析比较,更重要的是在制作过程中对其加以质量控制。2工程概况位于南汇边滩东侧海域禁航区的上海临港海上风电一期工程,装机容量为10 0 MW。项目场址距岸线约10 km,东至长江口南港支航道西禁航区,南至环球海底光缆(相距1km),北至南汇大治河延长线,可利用海域面积约为45.1km,风场位置如图1所示。本工程含2 5 台风力发电机组的风机基础钢管桩的生产及施工等项目,风机基础型式采用高桩混凝土承台,每个承台底部设置8根直径1.7 0 m的钢管桩,合计
3、2 0 0 根钢管桩,共计16 9 37 t。工程采用的钢管桩管材型号为Q345C,桩芯内填灌C30微膨胀混凝土。临港期二期分界线临港二期F(已建)航道临港期滴水湖4图1工程位置示意图3主要制作工艺该项目基础钢管桩制作工艺流程如下:开工前准备一原材料质量控制放样下料卷圆回圆纵环缝焊接管节拼装防腐涂装一管段合拢成品保护。钢管桩生产制作过程中,各道工序需严格落实“三检”制度。上道工序检查合格后方可转入下道工序,且需做好检验及交接记录。生产责任落实到每个参与生产制作的人员身上,确保产品制作过程的可追溯性。4相关施工技术及过程质量控制4.1开工前准备工程开工前,组织钢管桩生产厂家相关工程技术人员进行交
4、底,熟悉相关合同条款及设计施工图纸,掌握钢管桩生产的相关标准要求,并清楚知晓交货进度计划。相关技术人员应熟知钢管桩制作的检验标准、施工规范、程序、操作要点以及注意事项等。20此外,须做好相关资料的归档和整理工作,开工前完成相关资料的报验、报审工作。4.2原材料质量控制4.2.1材料进场及时建立各类物资的进场台账,并准确记录、统计核对相关情况。对材料的合格证明等质量文件进行审核,做好资料的收集、归档等工作。4.2.2进场材料复验(1)钢材按设计要求逐块检查钢板,其长、宽、厚度及对角线等尺寸应在允许偏差范围内。不得选用表面存在裂缝、气泡或起鳞的钢板。钢板进场时,还应做好超声波探伤检测和取样送检工作
5、,并留档检验记录。钢板经检测达不到规定质量要求的,禁止使用并及时作退场处理(2)焊材焊材的选用必须符合国家现行标准、规范的要求,且其相关性能应与钢管桩母材相适应。为保证其性能的一致性,生产中宜采用同一品牌。此外,还应考虑防腐需求。(3)防腐涂料基础钢管桩多处于海水环境中,海水对金属有较强的直接腐蚀作用。故应做好钢管桩的防腐保护,延长其使用寿命。涂料的选用应遵从以下原则:涂装材料的生产厂家须信誉良好,在交付涂装材料时需附带详细的施工说明,施工中厂方应派人在现场进行技术指导,确保防腐施工技术要求的落实。涂料进料时仔细核对防腐材料的批次、质量保证期、出厂检验报告等。已过期、无质量证书的涂料不能使用。
6、涂料要有同批的试验报告,对于有约定要求、混批或出厂试验报告有异议的应进行抽样试验,确认涂料符合要求。采用同一品牌涂装材料以保证涂层性能及外观的一致性。多组份调配比例严格按使用要求计量进行,稀释剂要慎用,混合时要充分搅拌,调配必须由专人负责。金属热喷涂作业中,对于金属的纯度要达到相关规定,其中锌和铝的纯度分别要达到9 9.7%和9 9.5%以上。金属表面应光洁、不泛油、无折痕。4.3放样下料放样下料时应事先考虑加工余量,对下料尺寸及开坡口角度应严格按设计工艺要求进行控制,每张钢板应进行编号,便于追溯。钢板划线的极限偏差见表1。表1钢板划线的极限偏差项目极限偏差/mm宽度和长度1对角线相对差2对应
7、边相对差1矢高(曲线部分)0.54.4卷圆回圆钢板卷制前,对于坡口处有碍焊接的毛刺、氧化物等杂物需打磨处理;钢板卷制完成后,采用点焊的形式进行。同时要保证卷制管节的外形尺寸处于允许偏差范围之内,允许偏差详见表2。4.5纵环缝焊接纵缝、环缝焊接是管节成型固定、管节拼表2管节外形尺寸允许偏差偏差名称允许偏差说明钢管外周长0.5%周长,且不大于10 mm测量外周长管端椭圆度0.5%直径,且不大于5 mm两端互相垂直的直径之差管端平整度2 mm管端平面斜度小于0.5%直径,且不大于4mm多管节拼接时,以整桩质量要求为准管壁厚度不允许有负偏差;正偏差按所用钢材的相应标准规定港工技术与管理2 0 2 3年
8、第4期21装成管段、管段合拢成管桩的重要连接方式。为固化焊接施工的方法、程序,确定焊接中的各类施工技术参数,正式焊接前必须先进行焊接工艺试验。该工艺必须在实测可行、并经自评合格后上报监理、设计、业主,经审批同意后方可正式开展实施。为保证焊接效率,降低焊缝缺陷率,纵、环缝焊接通常采用双面埋弧自动焊法;管节对口焊接则采用多层对称焊,以减少变形和内应力,提高焊缝质量。焊接中的每道焊缝均为连续满焊且须焊透,焊缝质量等级要求为一级。焊接完成2 4h后,应按相应等级要求进行无损探伤检测,并检查焊缝外观缺陷,相关要求详见表3。表3焊缝外观缺陷的允许范围和处理办法缺陷名称允许范围(一级)超过允许的处理办法咬边
9、不允许补焊超高23mm进行修正表面裂缝、未融合、未焊透不允许铲除缺陷后重新补焊表面气孔、弧坑、夹渣不允许铲除缺陷后重新补焊4.6管节拼装该工序中,相关的数根管节正式被组装为钢管桩。拼装移动轨道和滚轮台架应在管节拼装前,预先水平调节到位,并控制好定位。拼装时,待拼装的管节应保持在同一水平轴线上,相邻管节纵缝位置处应错开1/8 周长以上。管节对口时,相邻管口错边量应控制在3mm以内,见图2。图2管节对口示意图管节拼装时,严格控制管节的对口错边、管径差等,使累计误差降低到最小程度。相邻管节的管径差不大于3mm。4.7防腐涂装4.7.1环境要求防腐施工应避开雾、雨等不良天气。防腐作业过程中,检测环境温
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