日本典型企業(yè)的鋼板樁發(fā)展和應(yīng)用

1、2009年6月52第47卷第3期武鋼技術(shù)WISCOTECHNOLOGYJun.2009Vol.47No.3日本典型企業(yè)的鋼板樁發(fā)展和應(yīng)用王愛華(武鋼研究院,湖北武漢430080)摘要:鋼板樁是一種可重復(fù)使用的綠色環(huán)保型結(jié)構(gòu)用鋼材,具有高強度、輕型、止水性好、耐久性強、施工效率高、占地少等獨特的優(yōu)點,應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大,市場發(fā)展十分迅速樁主要生產(chǎn)企業(yè),重點敘述日本鋼板樁的發(fā)展和應(yīng)用。關(guān)鍵詞:新日鐵;住友金屬;鋼板樁;高效率;耐久性;中圖分類號:TG335.4+2文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A()0322oftypicalenterprisesinJapanWANGAi2huaandDevelopmentCente

2、rofWISCO,Wuhan430080,China)Abstract:SteelSheetPilesarenewenvironmental2protectionandreusableconstructionsteelproducts.Ithasmanyadvantagesincludinghighstrength,lightduty,waterproof,longdurability,highworkingefficiencyandlessoccupationoftheconstructionareaandtheapplicationdomainoftheproductarecontinuo

3、uslyexpandinganditsmar2ketdevelopmentisextremelyrapid.InJapanNipponSteelandSumitomoMetalIndus2triesaretwomaincompaniesforproducingthesteelsheetpiles.ThispaperintroducesthedevelopmentandapplicationofthesteelsheetpilesinJapan.Keywords:NipponSteel;SumitomoMetalIndustries;steelsheetpiles;highworkingeffi

4、ciency;durability;engineeringapplication鋼板樁作為一個新興的應(yīng)用領(lǐng)域,2000年左右日本國內(nèi)鋼廠曾出現(xiàn)集中生產(chǎn),當(dāng)時最高產(chǎn)能曾達(dá)到120萬t/a,出口份額超過10%,約15萬20萬t/a。但隨著國際市場需求的改變,板材市場效益好轉(zhuǎn),加上日本國內(nèi)資源短缺,汽車、造船用鋼的增加,以及石油套管也成為用鋼新的增長點,其國內(nèi)產(chǎn)能迅速飽和,目前日本年產(chǎn)鋼板樁只有80萬t左右,出口份額也在縮減。目前日本鋼板樁生產(chǎn)企業(yè)主要有5家,分別是新日鐵、JFE、住友金屬、東京制鐵和大和,其中新日鐵年產(chǎn)量占日本鋼板樁總產(chǎn)能約50%,JFE占25%、住友金屬占15%、東京制鐵和大和占

5、10%。表1日本U型鋼板樁的制造歷史年份說明1931國營八幡制鐵公司開始生產(chǎn)銷售拉瓦納型鋼板樁板1960富士制鐵開始生產(chǎn)拉森鋼板樁(,型)1960八幡制鐵、富士制鐵開始生產(chǎn)銷售改良U型鋼板樁(A,A,A型)1964富士制鐵開始生產(chǎn)銷售500mm寬幅的鋼板樁(L型)1967川崎制鐵開始生產(chǎn)銷售U型鋼板樁1967JIS規(guī)格制定JISA5528-19671969日本鋼管(NKK)開始生產(chǎn)銷售U型鋼板樁1970八幡制鐵和富士制鐵合并成新日本制鐵公司1977住友金屬工業(yè)開始生產(chǎn)銷售U型鋼板樁1983JIS規(guī)格改定JISA5528-1983(鋼板樁分離)1987拉瓦納U型鋼板樁的生產(chǎn)中止寬幅鋼板樁(600

6、mm幅)開始生產(chǎn)銷售(w,w,w1997型)2000鋼板樁的新JIS規(guī)格(焊接用熱軋鋼板樁)制定1日本鋼板樁的發(fā)展日本是島國,鋼板樁應(yīng)用方向主要集中在港作者簡介:王愛華(19602),女,工程師灣系統(tǒng)、河川和交通建設(shè)當(dāng)中,其中產(chǎn)能的25%© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 第3期王愛華:日本典型企業(yè)的鋼板樁發(fā)展和應(yīng)用53進(jìn)入租賃市場,75%在工程建設(shè)中一次性使用,1931年,日本于國內(nèi)開始生產(chǎn)。鋼板樁起始有冷彎薄壁輕型和熱軋型,由于前者具有較大的加工、

7、使用局限性,因而,熱軋鋼板樁成為鋼板樁產(chǎn)品發(fā)展的主流。日本U型鋼板樁的制造歷史見表1。2新日鐵鋼板樁產(chǎn)品與應(yīng)用2.1新日鐵鋼板樁的形狀、型號當(dāng)前新日鐵鋼板樁主要有U型和直線型兩種,U型型號主要有12種:600mm×130mm×10.3mm、600mm×180mm×13.4mm、600mm×210mm×18.0mm、400mmmm、400mm40018524.3mm、40010.5mm、400mm×125mm×13.0mm、400mm×170mm×15.5mm、500mm×200mm&#

8、215;24.3mm、500mm×225mm×27.6mm,其中600mm×130mm×10.3mm、600mm×180mm×13.4mm等,在日圖(、污染的控制中,主要用作水槽圍場、頂端的斜坡保護(hù);(2)擋水的作用,主要體現(xiàn)在防洪、防止塌陷、防止塌方和保護(hù)堤岸等方面;(3)公路、鐵路等運輸路線的建筑物,其中日本新干線建設(shè)中就應(yīng)用新日鐵的鋼板樁,最重要的作用主要體現(xiàn)在抗震、防止沙土液化等方面;(4)水力工程的碼頭墻、護(hù)墩樁、船塢船廠的建造。本國內(nèi)是常用型號,鋼種為SY290,在港灣系統(tǒng)建設(shè)中主要使用材質(zhì)為SY390的資源,直線型的主要

9、包括500mm×44.5mm×9.5mm、500mm×47.0mm×12.7mm兩種規(guī)格見圖1以及轉(zhuǎn)角鋼板樁見圖2。3日本住友金屬公司鋼板樁生產(chǎn)情況3.1日本住友鋼板樁生產(chǎn)工藝流程目前,世界生產(chǎn)鋼板樁的一般工藝流程是:鐵水脫硫LD吹煉氬站連鑄鑄坯檢查鑄坯加熱開坯軋制萬能軋制2。而日本住友鋼板樁生產(chǎn)工藝流程更加完善,見圖3。圖1直線鋼板樁2.2性能新日鐵作為日本國內(nèi)最大的生產(chǎn)基地,鋼板樁的技術(shù)參數(shù)、設(shè)計規(guī)范,都是鋼廠、設(shè)計院和終端用戶共同在工程實踐中取得的研究成果,因此其產(chǎn)品十分注重實用性、施工中的簡便性以及材料的重復(fù)使用性。主要表現(xiàn)有3點1:一是焊接性能

10、優(yōu)越,碳當(dāng)量控制在0.44%以下;二是公差控制精準(zhǔn),鎖口允許轉(zhuǎn)角在范圍內(nèi),且密封性良好,三是材料特點好,可重復(fù)使用20次以上。圖3日本住友鋼板樁生產(chǎn)工藝流程3.2日本住友鋼板樁的規(guī)格及性能參數(shù)日本住友生產(chǎn)的鋼板樁主要有2種形式:拉瓦納式和拉森式,見圖45。具體型號、規(guī)格、性能參數(shù)見表23。3.3日本鋼板樁新產(chǎn)品開發(fā)(1)寬幅鋼板樁的開發(fā)。2008年,日本開發(fā)出了600mm×210mm×18.0mm大規(guī)格寬幅鋼板樁,該產(chǎn)品截面性能優(yōu)、施工效率高、交貨周© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing H

11、ouse. All rights reserved. 54武鋼技術(shù)表2日本住友鋼板樁的規(guī)格wB/%第47卷標(biāo)準(zhǔn)號牌號SYW295SYW295SY295SY290C0.180.18-Si0.550.55-Mn1.501.50-P0.040.040.040.04SN屈服強度/295390295390力學(xué)性能抗拉強度/伸長率/49054049054017171715)/沖擊功(04343-JISA55230.040.0060.040.0060.040.04-JISA5528表3日本住友鋼板樁的性能參數(shù)尺寸型號寬度/高度/厚度/mmSKSP-mm8510012012515017018520022513

12、0mm10.59.213.013.115.516.124.327.610.3截面面積/(m45.2161.1855.0176.4274.4096.9994.21133.8153.078.70-12-1理論質(zhì)量/截面模量/m-1)cm4-)(-1)548.043.260.058.476.174.010512061.841.581.654.8106712124014602220279046705300796011400211050.75220125863012588.015216022325036240052068020312.437622.953932.9(m)113.0153.0137.519

13、1.0186.0242.5235.1267.6306.0131.26.198173.26.183225.510.65(kgm-1)(cm4m-1)(cm3m-1)88.8120.0108.0150.0146.0190.0185.0210.0240.0103.021.1136.027.9177.036.34.5008.74010.60016.80022.80038.60041.60063.00086.00013.00095.30032.400237.00056.700415.000529874880134015202270225031503820100018.6180033.52700502SK

14、SP-SKSP-400ASKSP-400SKSP-400ASKSP-400SKSP-400ASKSP-L500SKSP-L500SKSP-SX106002366002366002365.120.40612.2018013.4103.9SKSP-SX187.800.52816.1021018.0135.3SKSP-SX278.270.70920.97圖6有效寬幅600mm寬幅型鋼板樁與從前的有效寬幅400mm鋼板樁的比較期短、性價比高,實屬一種更為經(jīng)濟(jì)高效的基礎(chǔ)工程用材3,見圖6。產(chǎn)品具有如下特點:(a)單根寬度達(dá)600mm,與小規(guī)格產(chǎn)品相比鋼板樁用量及沉樁時間大大減少,提高了沉樁功效;(b)單

15、位長度的鎖口量減少,可提高防滲能力并降低止水成本;(c)對腹板和翼緣過渡圓弧進(jìn)行了優(yōu)化,使之易于沉樁,并有針對性地對腐蝕嚴(yán)重部位進(jìn)行加© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 第3期王愛華:日本典型企業(yè)的鋼板樁發(fā)展和應(yīng)用55厚處理,使之更具優(yōu)異的耐腐蝕性能;4結(jié)語(d)具有更高的截面矩參數(shù),打樁深度更大。(2)左右鎖口非對稱U型鋼板樁。左右鎖口非我國鋼板樁的應(yīng)用尚處于起步階段,與發(fā)達(dá)國對稱有效寬600mm的鋼板樁是日本首家開發(fā)的產(chǎn)家相比存在較大的差距。隨著我

16、國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持品,見圖7,該種產(chǎn)品厚度薄,可以進(jìn)行單邊連接使續(xù)發(fā)展,國家大型工程對鋼板樁的需求日益增多,用,從而降低施工成本,縮短工期,最大的特點就是根據(jù)我國的地域、地質(zhì)結(jié)構(gòu),鋼板樁需求量不斷擴可以緊貼著施工壁使用,節(jié)省空間,見圖8。大。未來的1020年內(nèi),我國的水域改造及臨江靠海地區(qū)的基礎(chǔ)建設(shè),這些建設(shè)工程實施,為鋼板樁構(gòu)筑了巨大市場,將具備年消耗萬40萬t,。,土,在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的大中城市的建設(shè)施工中,大開挖式的施工建筑基礎(chǔ)已越來越少,對各類擋土墻的施工工藝改進(jìn)將大大促進(jìn)對鋼板樁的需求;要盡快完善生產(chǎn)工藝、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)規(guī)范,不斷的對鋼板樁進(jìn)行改良及產(chǎn)品研發(fā),來滿足不同工程領(lǐng)域、不同環(huán)境下的應(yīng)用。參考文獻(xiàn)1姜復(fù)生.借鑒國外經(jīng)驗促進(jìn)我國冷彎鋼板樁生產(chǎn)的發(fā)展J.圖U型鋼板樁圖8單邊連接使用軋鋼,2006,23(4):40242.2任安超.熱軋鋼板樁的發(fā)展和應(yīng)用前景J.特殊鋼,2009,30(1):22224.3宋鍵.日本開發(fā)新的海洋鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)J.現(xiàn)代材料動態(tài),2002,11(2):12215.(收稿日期:2009201223)專利信息滾動軸承螺旋拆卸器專利號:200720086746