大管桩的“幂函数”增长法

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大管桩的“幂函数”增长法

2025-09-26 15:24

来源:中国网

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“停!管节离心时间到。”在中交三航局灌河工程处的生产车间,随着技术员孙友召按下制动按钮,高速旋转的管节成型机像被收住缰绳的骏马,逐渐恢复了平静。当看到外壁光洁的8米试验段长管节缓缓滑出模具时,预制团队悬着的心终于落了地,这意味着我国在8米长管节大管桩成套生产自动化装备及工艺研发领域,迈出了关键一步。

大管桩是一种由高强度混凝土制成的大型管状构件,主要用于港口、码头等海工基础设施的桩基础建设,堪称码头的“水下脊梁”。这些深埋海底的混凝土构件,能顶住万吨船舶的撞击、扛住台风巨浪的冲击,为码头结构撑起巨型“保护伞”。

自国家“六五”计划以来,我国海工码头的大管桩一直依赖4米短管节拼接成型。因传统桩体拼接段多,接缝处易受海水侵蚀而发生渗漏,大大削弱了管桩整体强度。近年来,随着港口向深水化、大型化升级,市场对大管桩品质要求也越来越高。为生产出更结实、更高效的桩体,通过产品升级抢占市场先机,预制团队决定通过校企合作方式研制8米长管节。这种长管节不仅能减少大管桩一半拼接缝,使整体强度提升20%以上,还能让码头施工效率提高30%。

“别看只是把管节的长度从4米加长到8米,但8米长管节的研发制造难度却是幂函数增长。”灌河工程处主任王士勇一边摸着长管节一边感慨。和大管桩打了三十多年交道的他,在看到8米长管节成型机设计初稿(初稿是天津大学设计的)时,眉头一皱:长管节模具自重就20多吨,加上混凝土后总重量近50吨,要是简单把成型机的设计参数翻倍,根本“扛不住”这么大的重量。

为了解决这个难题,王士勇带着修改得密密麻麻的设计初稿找到天津大学郑仁成教授,一起对成型机核心部件进行演算,图纸改了6次才最终确定方案。可在一次成型机满负荷的模拟生产时,设备突发剧烈抖动。王士勇立马现场蹲点,仔细检查位于震动区域的部件,终于发现问题出在连接震动装置的钢丝绳上。“这么大的重量压着,钢丝绳像甩鞭子似的剧烈摆动,带着整台设备都在晃。”王士勇忧心地说,“这样一来,混凝土还会振捣不均,管节容易出现蜂窝麻面。”结合多年的生产经验,他提议将钢丝绳换成钢板,不仅可以减轻连接部件摆动产生的抖动,还能提高设备的整体安全性能。

研发成型机设备只是第一步,想要保证8米长管节在生产过程中的安全稳定和成品质量,生产模具才是关键。8米长的模具须在10米以上的大型车床上加工,王士勇带着孙友召跑遍了江苏省内12家机械厂,都没找到能造出符合要求的模具厂家,无奈之下,他们只能选择定制。

在模具定制车间,他俩成了最较真的监工。“你看这毛刺没打磨干净,浇混凝土时肯定挂浆。”王士勇把手指塞进模具接缝处来回摸,严肃地对工人说。经过半年时间,前后修改调整了13次,终于造出了“接缝严密、通体笔直”定制模具,两人脸上才露出了笑容。

硬件难题解决后,好设备还得有个“聪明大脑”来指挥。为了提高8米长管节的智能化生产水平,预制团队联合机械学院共同研发自动化数控系统。现在技术员只需在触摸屏选择预制型号,系统就调出最优参数,而且生产数据全程自动存档,质检人员扫码就能查看长管节的“成长记录”,让它们有了“数字身份证”。

目前,8米长管节成套生产自动化装备已完成试验生产。此次研制的成功,不仅为国内海工码头建设提供更优质高效的产品支持,更将为海洋经济高质量发展注入源源不断的“交产融合”新动能。(供稿人:马千耘)


【编辑:伦晓璇】
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