上海市第二市政工程有限公司成功制成制成4000毫米高精度F型鋼筋砼管
日前，國內(nèi)最大直徑4000毫米鋼筋混凝土頂管生產(chǎn)成功，對有著45年歷史的上海市第二市政工程有限公司來說這是一個平凡而具有記錄意義的時刻。
一切還得從2010年說起，當(dāng)總長度52公里的上海市污水治理白龍港片區(qū)南線輸送干線完善工程尚未啟動時，就存在頂管法和盾構(gòu)法的爭論，因為設(shè)計直徑4000毫米的輸送干線正好是介于頂管直徑的 上限和盾構(gòu)直徑的下限之間。經(jīng)過全面、科學(xué)的論證后，專家們提出，只要能解決超大直徑F型鋼筋混凝土管的精度和運輸難題，頂管法無疑是最經(jīng)濟(jì)合理的選擇。于是，目前國內(nèi)最大直徑的頂管項目 開始向社會招標(biāo)。
上海市第二市政工程有限公司是國內(nèi)最早從事頂管施工的企業(yè)，尤其擅長長距離三維急曲線頂管技術(shù)，在該領(lǐng)域曾經(jīng)斬獲詹天佑土木工程獎和國際非開挖技術(shù)金獎。當(dāng)該公司做出力爭拿下這一工程 決定的時候，剛剛獲得改革開放30周年混凝土行業(yè)突出貢獻(xiàn)獎的公司下屬企業(yè)--上海水泥制管廠再也按捺不住，他們曾成功完成上海世博會專用通道--西藏南路越江隧道管片供應(yīng)。當(dāng)時，直徑4000 毫米F型鋼筋混凝土管的相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)還是空白，該公司決心攻克這一難關(guān)。
他們迅速與同濟(jì)大學(xué)開展產(chǎn)學(xué)研合作，組成了一支強(qiáng)大的科研團(tuán)隊，就相關(guān)課題展開超前研究，其中包括超大直徑高精度鋼筋混凝土管的研制。
上海市污水治理白龍港片區(qū)南線輸送干線完善工程需要使用內(nèi)徑4000毫米、外徑4640毫米、長2500毫米的F型鋼筋混凝土管。為了提高管件接口抗?jié)B性能，新設(shè)計的管道接口有兩道橡膠密封圈，接 口處的直徑尺寸允許誤差僅為1.5毫米，這對超大直徑的混凝土管制作工藝提出了挑戰(zhàn)，以往的模具型式、拆裝方式、混凝土澆搗等工藝技術(shù)顯然已不能滿足要求。為了使地下頂管施工工程能夠獲得更 高的質(zhì)量，就必須生產(chǎn)出高質(zhì)量的超大直徑高精度混凝土管，而生產(chǎn)出滿足這一要求管材的前提是超大直徑高精度鋼模和制管專用設(shè)備設(shè)計。因此科研團(tuán)隊必須對制管材料、工藝、專用設(shè)備、模具和質(zhì) 量保證措施等方面進(jìn)行系統(tǒng)研究，設(shè)計一套專門用于直徑4000毫米F型鋼筋混凝土管的生產(chǎn)模具。科研團(tuán)隊決定利用公司豐富的施工和管材生產(chǎn)經(jīng)驗，對現(xiàn)有模具等進(jìn)行系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計。他們采用CATIA 的3DCAD軟件進(jìn)行三維圖設(shè)計，又使用CAE有限元分析軟件，對模具實際受力情況進(jìn)行有限元分析和熱力學(xué)分析，最終在生產(chǎn)中進(jìn)行驗證。
管材生產(chǎn)的精度控制關(guān)鍵在于管子的兩端即插口和承口，如果這兩個部分的問題能夠得到解決，就能較好地實現(xiàn)抗?jié)B漏的目標(biāo)。現(xiàn)在先進(jìn)的加工工藝能夠保證鋼模的精度要求，但經(jīng)驗告訴我們，傳 統(tǒng)的由兩個半圓組成的模具經(jīng)過反復(fù)使用容易出現(xiàn)變形。大家達(dá)成共識，要制造出高精度的模具必須打破原有的模具結(jié)構(gòu)，把傳統(tǒng)的整體式外模改造成上、中、下三段模，整套模具結(jié)構(gòu)主要包括：底模 ，下模、中模、上模以及內(nèi)模。通過不斷的建模和有限元分析，一套高精度的超大直徑F型鋼筋混凝土管鋼模出現(xiàn)在眾人眼前。
