国内外管桩端板产品技术工艺研发动态与发展趋势分析

第一节 国内管桩端板产品技术工艺研发动态

管桩端板是混凝土管桩的重要部件，它不仅影响管桩的产品质量，还影响管桩在施工时的质量。为了提高端板的质量，临沂沂蒙铸业有限公司耗资数百万元，耗时一年多，开发出梯形扁钢冷弯端板工艺技术。该工艺有两大特点： 

1、产品质量更有保证。由于采用冷弯成型技术，使劣质材质在制作工序阶段就遭淘汰，成型后的端板毛坯100%符合国家标准Q235材料的各项要求。从而保证了管桩制作时张拉工艺的要求及施工时的锤击、压力负载、焊接等要求。保证了用户在使用时不会由于张拉的问题而发生端板的损坏。另由于是冷弯工艺，所以材料的化学性能未发生任何变化，同时保证了用户的接桩质量。 

2、 该工艺生产方便、高效安全。比热弯生产效率高1-2倍。没有热弯时受温度的制约而造成的浪费和高温作业的不安全因素。从而大大提高了产量，不仅降低了成本，规模效益都有大幅度提高。

第二节 国外管桩端板产品技术工艺研发动态

日本是一个资源缺乏的国家，所以他们做什么事情都从“物尽其用”的角度出发，企业在不断的开发新的产品来代替老的产品，近一步地节约材料、能源和人工，每件产品力争做到完美。

由于日本的人工费很高，而且劳动力缺乏，所以日本的工厂机械化程度很高，能够使用机器的地方一般不会用工人。无论是汽车生产厂、电气生产企业，还是混凝土构件生产企业、预拌混凝土搅拌站（日本有很多搅拌站都是无人管理，搅拌车司机去搅拌站拉混凝土时自己去操作）、预应力混凝土管桩生产企业都是如此。

自动化的控制不但可以节约大量的劳动力，还可以避免许多人为因素对产品质量的影响。因此，日本的企业产品的合格率很高，很少有废品的产生，这也是降低成本的最好的出路。日本一些管桩生产企业管桩钢模板是单开口的，混凝土是采用泵送技术从一端喂料，既可以防止露浆又可以提高功效。最值得我们学习的是他们的建筑材料的应用，从开山爆破后的每一粒石屑都会很好的利用，绝对不会浪费，工厂非常整洁干净没有多余的材料及机械设备工具。

第三节 近年国内外管桩端板技术工艺研发成果回顾

预应力管桩是采用预应力工艺、经离心成型、常压———高压蒸汽养护工艺在工厂标准化、规模化生产制造的预应力中空圆筒体细长混凝土预制件，主要由圆筒形桩身、端头板合钢套箍等组成。按预应力施加方法可分为先张法预应力管桩和后张法预应力管桩。按混凝土强度等级分为预应力混凝土管桩（PC）和预应力高强混凝土管桩（PHC）。PC管桩混凝土强度等级不低于C50,PHC管桩混凝土强度等级不低于C80。现在国内研制生产的预应力管桩70％以上都是PHC管桩，广东地区几乎100％都是PHC管桩。

目前，我国管桩生产主要采用混凝土高速离心成型工艺，管桩结构采用先张法预应力技术，混凝土配置搅拌中掺加了高效减水剂，常压蒸气养护与高温高压蒸气养护工艺相结合的快速养护方式。管桩生产工艺已经比较成熟，管桩生产已经形成工厂化、规模化作业。

管桩施工技术有：静压法施工和锤击法施工，其中，静压法施工又可以根据施加静压力方式的不同分为顶压法施工和抱压法施工两种类型。

无论是管桩生产装备和施工装备，我国已经完全实现国产化，部分设备如管桩骨架焊接机、PC钢棒镦头机、离心机、管桩静压桩机等已经出口东南亚等国家及地区，设备的技术水平和生产能力达到了国际先进水平。

第四节 未来管桩端板国内外技术工艺研发趋势分析

近年来我国的工业产业化发展得到了现代信息化、数字化技术的强有力支撑，许多传统的生产工艺已经被自动化所取代，但是，我国管桩行业仍然是一个劳动密集型的制造产业，在劳动力成本不断提高的今天，我们必须顺应高科技发展的潮流，加快技术进步，运用现代科学技术文明，发展改造管桩的生产技术装备，开发管桩新的生产应用技术。

1、利用现代信息技术改造传统管桩生产线

上世纪90年代，日本等科技先进的国家，已经实现了管桩生产线的全自动信息化控制，1条年产100万平方米的PHC管桩生产线仅需5～6位操作控制管理人员。相比之下，我国相同产能的管桩生产线，需要操作工人50～60人，几乎是日本的10倍。

20多年来，我国机械生产企业研发了用于管桩生产的混凝土双卧轴搅拌机、离心机、预应力张拉机、钢筋定长切断机、镦头机、骨架焊接机、蒸气养护温控仪、起重行车和蒸压釜等，其单机性能已经达到或基本达到国外同类产品的性能指标，但是有关企业均以单机组织生产，还没有一家企业开展整条生产线自动化的研发。信息技术高速发展到数字化的今天，管桩行业现行的生产线装备已经远远落后于时代的发展。利用现代信息技术改造传统产业，已经被确定为我国下一个阶段工业产业发展的一个工作重点。目前我国已经具备研发管桩全自动生产控制的技术和装备开发实力，同时，劳动力成本的快速提高，也已经造就了全自动管桩生产线的市场，有志于管桩装备研发的企业家们，应该看到这一巨大的新兴市场。

2、管桩生产的高效节能技术

管桩生产中的能源消耗主要体现在：1）管桩生产中各种机械设备正常运转所需的电力能耗；2）管桩离心成型后的二次蒸气养护过程中的能耗。

离心作业是管桩生产中电力消耗的主要环节，近年来大力发展的变频技术应用于管桩离心成型设备，节省了30％左右的电耗，被业内人士确定为一项高效节能技术，取得了非常显著的技术经济效益。变频控制技术若能在管桩起重设备、混凝土搅拌设备、钢筋加工设备、混凝土喂料设备、空压机和卷扬机等设备上推广应用，同样能大大节省电力的消耗，并产生显著的技术经济效益。

在管桩生产中，传统的PHC管桩必须经过二次蒸气养护：常温初级养护和高温高压蒸气养护。初级养护可以使混凝土强度得到迅速增长，实现快速脱模，提高模具的周转；高温高压蒸气养护使管桩能在短时间内出厂供桩，同时充分保证混凝土强度及管桩的质量。但是，近年来生产蒸气所需要的重油或燃煤价格的大幅提升，大大提高了管桩的生产成本。 

同时，管桩在二次蒸气养护过程中造成的热能的低效利用，也是需要我们关注和重视的一个问题。一些企业在管桩生产线设计建造过程中，为了节省设计费用，让一些管桩生产企业的技术人员提供早期的蒸气养护池结构图，而早期的蒸气养护池往往没有充分考虑节能环节，出现技术隐患：养护池壁和养护池盖没有采用高效的节能材料或干脆没有填充节能材料；养护池的池底没有进行基础加固，造成养护池基础沉降、开裂和蒸气泄漏；养护池壁过于单薄，池壁在管桩吊运过程中磕碰、破损、开裂，造成蒸气泄漏；养护池盖的钢板破损，水蒸汽进入保温材料，保温材料吸水后失去保温功能；养护池盖变形后与养护池的密封没有达到设计要求，造成大量蒸气泄漏；养护池内蒸气管道着地放置，管道的通气孔被池内冷凝水堵塞，蒸气出汽不畅，或出汽时必须先加热池内的冷凝水，使之汽化后再加热管桩，造成传热效率大大降低等等。

在管桩高压蒸气养护过程中，同样也存在可以改进的方面：1）多条蒸压釜之间高压余汽的合理利用；2）蒸压釜余汽互通利用后，釜内剩余低压余汽通入常压养护池的利用问题；3）蒸压釜内大量高温冷凝水的余热回收；4）将热电厂低压蒸气人工升压为高压蒸气，以满足管桩生产需要等等。

上世纪80年代大力推广的前苏联“热介质定向循环”课题，在一些混凝土电杆、混凝土管道和混凝土房屋建筑构件等生产企业中取得了较好的应用，但这项技术目前已经很少应用，如果能够在现阶段高新科技发展背景下，融合新技术的成果，相信会在管桩生产节能领域再次发挥出良好的技术效益。

3、管桩生产线的减排技术

目前，管桩生产中产生的环境问题有：1）管桩离心成型作业中产生大量废浆的处理问题；2）离心作业中离心机与钢模之间摩擦碰撞产生的高分贝噪音；3）砂石等原材料清洗过程中产生的泥质废水处理问题；4）混凝土搅拌机、喂料机、摆渡车等日常清洗产生废水的处理问题；5）养护池、高压釜等高温、高碱性的冷凝废水的排放问题；6）燃煤锅炉工作时产生的废气排放；7）水泥、硅砂粉、粉煤灰、矿渣微粉等在运输、装罐等过程中的溢流和散落等问题。

近年来，广东一些生产企业已经开展了离心混凝土废浆在管桩生产中循环利用的工作，并取得了很好的技术、经济效益。但是，离心作业过程中产生的高分贝噪音，不仅严重影响了生产操作工人的身心健康，同时还影响了工厂周围的居住环境。交通部三航局（上海）混凝土预制构件厂1987年从日本休谟公司引进整条生产线，苏州混凝土水泥制品研究院对离心机噪音隔音罩机构进行了消化吸收，但由于该装备安装后会在一定程度上影响生产效益的提高，同时增加投资成本，所以一直没在国内管桩生产企业中得到推广应用。

第五节 管桩端板产品同类替代技术工艺发展

管桩用端板是起着固定预应力钢筋，锁住混凝土管桩预压应力，连接上下管桩形成整体结构的重要结构件，是管桩的重要组成部分，目前没有同类替代技术。


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