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摘要:本文较为详尽的介绍了埋置式预应力钢筒混凝土管制造的工艺流程及生产工序,有一定的参考价值。
关键词:预应力;钢筒混凝土管;pccpe;制造工艺;
中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号:
一、 工艺流程
埋置式预应力钢筒混凝土管是将钢筒埋置在混凝土里面,然后在管芯混凝土上缠绕预应力钢丝后辊射砂浆保护层。
二、 PCCPE生产工序
1. 承口环制作
承口环用钢板应对其力学性能、厚度和外观质量等进行检验,检验合格的钢带放在下料平台上,下料长度精确至1mm,将切割好的坯料两端用手工砂轮机打磨成60度的“V”形坡口,然后送至卷圆机,使之初具环形。
用行车将承口环送至合缝焊接台,使承口环端面处于同一平面,用电焊机先点焊固定,然后满焊焊牢。将焊接好的承口环送至打磨区,焊缝表面不应有裂纹、浮渣、气孔和毛刺,错边不大于2mm。
将承口环送至扳边机,将成型好的承口环送至胀圆机,以取得外径为图纸要求尺寸的承口环。
2. 插口环制作
插口异型钢应对其力学性能、厚度和外观质量等进行检验,检验合格后用行车将异型钢吊运至切割平台,将切割好的坯料两端用手工砂轮机打磨成60度“V”形坡口后拼接成为控制值的长度并且进行拉线调直。然后送至卷圆机,注意插口型钢的胶圈槽向下放置,开动卷圆机,辊压坯料使之初具环形。
再用行车将插口环送至合缝焊接台,使插口环端面处于同一平面,用电焊机先点焊固定,然后满焊焊牢,焊缝表面不应有裂纹、浮渣、气孔和毛刺。
然后将插口环送至胀圆机,以取得外径为图纸要求尺寸的插口环。
3. 钢筒卷焊
钢筒用薄钢板应对其力学性能、厚度和外观质量等进行检验。使用螺旋式制筒法,将检验合格的承插口环按要求固定在螺旋钢筒卷焊机芯模上,确保钢筒长度、端面垂直度符合质量标准。钢筒表面的凹凸不平若与基准面偏差大于10mm时,应在浇灌混凝土前整平。每个钢筒都应清除表面粘附的油灰、铁锈、碎屑及其它异物等,以免影响混凝土与钢筒的粘结强度。
4. 钢筒水压试验
将待试验的钢筒安装就位,保证钢筒承口环工作面与水压机底模橡胶圈接触严密,保证间隙均匀。启动气囊充气,关闭气动蝶阀和手动泄水球阀,打开排气阀,启动离心泵加水,当排气阀有水溢出时,关闭放气阀。
当压力达到钢筒试验压力Pg时,及时停止气压隔膜泵。稳压3分钟,检查钢筒焊缝是否有渗漏,如有渗漏,标出所有渗漏点的位置。检验压力(Pg)由以下公式确定:
2σty
Pg =---------------
Dy - 2ty
Pg - 钢筒抗渗检验压力,(MPa);
σ- 薄钢板承受的拉应力,(MPa)。采用卧式水压时σ至少应为140MPa,但其最大值不超过172MPa;采用立式水压时底部钢筒所受的拉应力σ应为172MPa;
Dy - 钢筒外径,(mm),根据产品设计图纸计算确定;
ty - 钢筒厚度,(mm),根据产品设计图纸确定。对有特殊用途的管子,若管子结构设计中采用的钢筒厚度大于3.4mm,则仍按钢筒厚度ty =3.4mm计算钢筒抗渗检验压力Pg。
打开排气阀泄压,泄压完毕后,启动气囊放气,再打开气动蝶阀和手动球阀同时泄水。
5. 管芯制作
管芯混凝土成型:采用立式振动法。
a.管模必须清理干净,用毛刷均匀涂刷隔离剂。
b.内模插销紧固到位后,在内模与底模接缝处打上45°玻璃密封胶,以防漏浆。
c.套入钢筒,并检查是否到位。然后顶盖就位,使钢筒与管模的中心保持一致。
d.外模就位后用风动扳手上紧合模螺栓。
e.混凝土拌合物浇筑温度不得低于4℃,不得高于32℃,浇灌混凝土时应采取钢筒内外同时浇筑,使内侧混凝土的浇灌面高于外侧混凝土的浇灌面,且高差不超过500mm,以防钢筒变形,砼应连续浇灌。混凝土浇筑时必须记录环境温度。
f.加料时应有专人负责开启振动器并密切观察压力表读数不低于0.6MPa。按如下顺序:先内模后外模,先底部后上部,开启振动器(严禁无料时空振管模),直至混凝土表面无气泡后停止振动。
g.加料到插口端面时,内侧混凝土应与插口端面相平,并用特制的高差尺测量外侧混凝土料面,保证插口长度达到设计尺寸(160±4mm)。人工压光插口端面。
h.静停2小时后,上罩按管芯砼蒸养制度严格养护。
6. 管芯混凝土蒸汽养护
在新成型的混凝土管芯上罩之后,首先测量大气温度。同时将混凝土试块放入蒸养罩内进行同条件养护。
静停2小时之后,开始开启自动蒸养控制仪供给蒸汽。静停温度控制在15℃~25℃之间,静停时相对湿度不低于85%。当夏季环境温度较高时,可以在静停时不盖养护罩,但要保证对麻布(或草帘)浇水使其保持湿润。
当达到规定的蒸养时间后关闭蒸汽管阀门进行自然降温。只有管芯温度与环境温差小于20℃时且混凝土强度达到脱模强度才能进行脱模作业。缠丝前再测试一组试块。若试块的抗压强度达到混凝土的标准抗压强度的70%以上时,可以缠丝。
7.管芯缠丝
预应力钢丝应对其力学性能、直径和外观质量等进行检验。缠丝时,丝端部应可靠锚固,锚固装置所能承受的抗拉力应不小于钢丝极限抗拉强度的75%。管芯两侧以设计张拉力的1/2进行密缠,缠丝张拉力的正常波动偏离平均值不应超过±10%。
管芯缠绕钢丝间距均匀,圈数不得少于设计圈数的0.5圈。对于单层预应力钢丝的PCCP,在预应力钢丝下压放2条导电扁钢带,对于双层预应力钢丝的PCCP,两层预应力钢丝下各压放2条导电扁钢带。阴极保护钢带为不得有搭接头的整条,使用前喷砂除锈,除锈等级St3级,并应在除锈后4小时内使用。
8. 水泥砂浆保护层和覆盖层
制作水泥砂浆保护层和覆盖层采用辊射喷浆法。辊射保护层和覆盖层时,应在管芯表面上喷涂水灰比为0.625的水泥净浆。保护层净厚度应不小于25mm,预应力钢丝的覆盖层(第一层水泥砂浆保护层)最小厚度至少应等于钢丝的直径。
保护层辊射完成后,应及时用探针插入检查保护层净厚度。
9.水泥砂浆保护层(覆盖层)的蒸养
辊射完毕的水泥砂浆保护层(覆盖层)上罩之后,首先测量大气温度。同时将水泥砂浆试块放入蒸养罩内进行同条件养护。
在蒸汽养护过程中的任何时间段内,及时控制蒸汽阀门使养护罩内的升温速度不得超过22℃/小时。在经历升温阶段后,养护罩内的温度控制在32℃~52℃之间,最少停放时间为12小时(包括升温期)。蒸养结束后,去除蒸汽养护罩,使水泥砂浆保护层自然降温至大气温度(冬季不得低于5℃),测试一组试块。
10. 环氧煤沥青防腐层及承插口防腐层施工
养护完成后的PCCP管道,要用高压空气对基材表面进行吹扫,达到无尘土、无杂物、干燥清洁。管道外表面涂装无溶剂型环氧煤沥青防腐涂料。
预处理后的管道正式喷涂前先对边缘、角落及管件连接处部位用滚涂等方式进行预涂,以保证这些部位的漆膜厚度符合要求。
承插口防腐层采用无毒环氧涂料,喷射处理前清除附着物,并清洗金属表面的油脂及其他污物。金属表面除锈经检查合格后,应尽快进行涂覆,前一道漆膜达到表干后才能涂装下一道涂料,以保证涂层间的结合力。
涂装结束后,进行涂膜外观检查,表面应均匀一致,无流挂、皱纹、鼓包、针孔、裂纹、砂粒等缺陷。
最后用行车吊至成品堆放区。
结束语:
预应力钢筒混凝土管是国内近十多年发展起来的新型管道材料。该管道材料不仅综合了普通预应力混凝土输水管和钢管的有点,而且尤其适用于大口径、高工压和高覆土的市政、工业和农业灌溉系统的供、配水管线、电厂循环水管道、各种压力排污注管道,也可用于倒虹吸管、压力隧道用衬管和高覆土下涵管等工程环境。适用工作压力高大1.6MPa,适用最高覆土深度达10m以上。预应力钢筒混凝土管的发展前景十分广阔。