大管樁的“冪函數”增長法

      “停！管節離心時間到。”在中交三航局灌河工程處的生產車間，隨著技術員孫友召按下制動按鈕，高速旋轉的管節成型機像被收住韁繩的駿馬，逐漸恢復了平靜。當看到外壁光潔的8米試驗段長管節緩緩滑出模具時，預製團隊懸著的心終於落了地，這意味著我國在8米長管節大管樁成套生產自動化裝備及工藝研發領域，邁出了關鍵一步。

      大管樁是一種由高強度混凝土製成的大型管狀構件，主要用於港口、碼頭等海工基礎設施的樁基礎建設，堪稱碼頭的“水下脊樑”。這些深埋海底的混凝土構件，能頂住萬噸船舶的撞擊、扛住颱風巨浪的衝擊，為碼頭結構撐起巨型“保護傘”。

      自國家“六五”計劃以來，我國海工碼頭的大管樁一直依賴4米短管節拼接成型。因傳統樁體拼接段多，接縫處易受海水侵蝕而發生滲漏，大大削弱了管樁整體強度。近年來，隨著港口向深水化、大型化升級，市場對大管樁品質要求也越來越高。為生產出更結實、更高效的樁體，通過產品升級搶佔市場先機，預製團隊決定通過校企合作方式研製8米長管節。這種長管節不僅能減少大管樁一半拼接縫，使整體強度提升20%以上，還能讓碼頭施工效率提高30%。

      “別看只是把管節的長度從4米加長到8米，但8米長管節的研發製造難度卻是冪函數增長。”灌河工程處主任王士勇一邊摸著長管節一邊感慨。和大管樁打了三十多年交道的他，在看到8米長管節成型機設計初稿（初稿是天津大學設計的）時，眉頭一皺：長管節模具自重就20多噸，加上混凝土後總重量近50噸，要是簡單把成型機的設計參數翻倍，根本“扛不住”這麼大的重量。

      為了解決這個難題，王士勇帶著修改得密密麻麻的設計初稿找到天津大學鄭仁成教授，一起對成型機核心部件進行演算，圖紙改了6次才最終確定方案。可在一次成型機滿負荷的模擬生產時，設備突發劇烈抖動。王士勇立馬現場蹲點，仔細檢查位於震動區域的部件，終於發現問題出在連接震動裝置的鋼絲繩上。“這麼大的重量壓著，鋼絲繩像甩鞭子似的劇烈擺動，帶著整臺設備都在晃。”王士勇憂心地說，“這樣一來，混凝土還會振搗不均，管節容易出現蜂窩麻面。”結合多年的生產經驗，他提議將鋼絲繩換成鋼板，不僅可以減輕連接部件擺動產生的抖動，還能提高設備的整體安全性能。

      研發成型機設備只是第一步，想要保證8米長管節在生產過程中的安全穩定和成品品質，生產模具才是關鍵。8米長的模具須在10米以上的大型車床上加工，王士勇帶著孫友召跑遍了江蘇省內12家機械廠，都沒找到能造出符合要求的模具廠家，無奈之下，他們只能選擇定制。

      在模具定制車間，他倆成了最較真的監工。“你看這毛刺沒打磨乾淨，澆混凝土時肯定掛漿。”王士勇把手指塞進模具接縫處來回摸，嚴肅地對工人說。經過半年時間，前後修改調整了13次，終於造出了“接縫嚴密、通體筆直”定制模具，兩人臉上才露出了笑容。

      硬體難題解決後，好設備還得有個“聰明大腦”來指揮。為了提高8米長管節的智能化生產水準，預製團隊聯合機械學院共同研發自動化數控系統。現在技術員只需在觸摸屏選擇預製型號，系統就調出最優參數，而且生產數據全程自動存檔，質檢人員掃碼就能查看長管節的“成長記錄”，讓它們有了“數字身份證”。

      目前，8米長管節成套生產自動化裝備已完成試驗生產。此次研製的成功，不僅為國內海工碼頭建設提供更優質高效的產品支持，更將為海洋經濟高質量發展注入源源不斷的“交產融合”新動能。（通訊員 馬千耘）

责任编辑：