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鋼板樁及其在國外的應(yīng)用概況
鋼板樁的前身是由木材或者鑄鐵等材料制作的板樁,接著出現(xiàn)了以鋼板材料簡單加工的鋼板樁。20世紀(jì)初,隨著軋鋼生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展,人們意識到以軋制工藝生產(chǎn)鋼板樁成本低、質(zhì)量穩(wěn)定而綜合性能好,且可反復(fù)使用,就此理念的探索中,誕生了世界上第一根熱軋鋼板樁。
鋼板樁產(chǎn)品按生產(chǎn)工藝劃分有冷彎薄壁鋼板樁和熱軋鋼板樁兩種類型。冷彎鋼板樁采用較薄的板材(常用厚度為8mm~14mm),以冷彎成型機(jī)組加工而成。其生產(chǎn)成本較低而價(jià)格便宜,定尺控制也更靈活。但因加工方式簡陋,樁體各部位厚度相同,截面尺寸無法優(yōu)化導(dǎo)致用鋼量增加;鎖口部位形狀難控制,聯(lián)接處卡扣不嚴(yán)、無法止水;受冷彎加工設(shè)備能力制約,只能生產(chǎn)鋼種強(qiáng)度級別低、厚度較單薄的產(chǎn)品;且冷彎加工過程中產(chǎn)生的應(yīng)力較大,樁體使用中易產(chǎn)生撕裂,應(yīng)用具有較大的局限性。熱軋型鋼板樁由開坯機(jī)及軌梁軋機(jī)或萬能軋機(jī)通過高溫軋制成形,具有尺寸規(guī)范、性能優(yōu)越、截面合理、質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)。熱軋鋼板樁從斷面形狀來分,有U型、Z型、直線型、H型和管型等基本類型及其組合形式。
在工程建設(shè)中,冷彎鋼板樁應(yīng)用范圍較狹窄,大都只是作為應(yīng)用的材料補(bǔ)充,熱軋鋼板樁一直是工程應(yīng)用的主導(dǎo)產(chǎn)品。至上世紀(jì)60年代,西方經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家已普遍采用熱軋鋼板樁,其應(yīng)用領(lǐng)域廣泛、市場發(fā)展迅速。
在亞洲,日本最先使用鋼板樁。1903年日本首次進(jìn)口鋼板樁,1931年八幡制鐵公司開始生產(chǎn)鋼板樁,1960年后,出現(xiàn)了500mm寬鋼板樁,1997年開發(fā)了600mm寬鋼板樁,2005年新日鐵開發(fā)出世界上最寬的900mm新型寬幅鋼板樁。經(jīng)近80年的發(fā)展,日本在鋼板樁產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)計(jì)研究、施工工法以及樁工設(shè)備制造等方面均達(dá)到了世界先進(jìn)水平。
目前,全球鋼板樁年消費(fèi)量近300萬噸,其中歐洲約50萬~60萬噸,北美也達(dá)50萬噸以上。在亞洲地區(qū),日本年消費(fèi)量50萬~60萬噸、韓國約20萬噸、東南亞近20萬噸(其中新加坡年消費(fèi)量10萬噸)。