1 前言
以辊式冷弯成型方法生产的钢板桩产品，是土木工程中应用冷弯型钢的主要品种之一。冷弯钢板桩与热轧钢板桩虽然生产方法不同，但其用途与热轧钢板桩相似，只是应用范围有所差别。多年来，国外的冷弯钢板桩产品得到了广泛应用，积累了丰富的使用经验。随着国内可提供的冷弯钢板桩产品品种规格和数量的不断增多，它将成为热轧钢板桩产品的重要补充，其应用也将更加广泛。
2 冷弯钢板桩的特点及分类
2.1 冷弯钢板桩的特点与应用
冷弯钢板桩产品在土木工程应用中具有施工方便、进度快、不需要庞大施工设备、有利于耐震设计等特点，并可根据工程的具体情况，改变冷弯钢板桩的断面形状和长度，使结构设计更加经济合理。
冷弯钢板桩可用于码头、货场、护岸、山石固定、防波堤、导流堤、浮标、船坞、水闸、引水管、地基、防渗墙、挡水墙等永久性构筑物，以及挖掘挡土墙、土沙崩溃防止板、临时护岸、围堰工程、封闭、临时中心岛等临时性构筑物。
2.2 冷弯钢板桩的分类及规格
冷弯钢板桩产品按连接结构型式可分为非咬口型和咬口型2类。非咬口型冷弯钢板桩也称为沟道板，其连接型式为搭接式，一般用于沟道建设中沟道遮盖和基坑的支护，在这种情况下不要求连接型钢的密封性。新型的沟道板断面规格尺寸较大，因而具有较高的刚度和良好的冲击性能，而且还有较长的使用寿命。咬口型冷弯钢板桩的连接是利用两侧的边缘弯钩咬合来实现的，国外按其断面形状、尺寸和结构形式又分为4类：L型、S型、U型和Z型。前两者又称为轻型断面，后两者称为标准断面。L型主要用于河堤岸、堤坝墙，挖渠和开沟的支撑;S型与L型的用途相同，但是由于其断面尺寸较大，允许强度值高，有利于加快钢板桩的施工进度;U型可作为支撑使用的优选，其断面对称，为打桩提供了方便，桩背宽，单桩就具有足够的强度，并利用钢板桩的卷边固定连接;Z型可用于载荷高的独立式桩墙，Z型钢板桩具有较高的断面系数，对于土壤条件比较差或是需要重复使用的，采用Z型钢板桩较为合适。各种类型冷弯钢板桩产品的壁厚、单位桩墙面积重量及截面系数见表1。
冷弯钢板桩采用的原料主要为碳素结构钢，代表牌号为：日本-SS400，德国-St SP37、R-St37-2、St53-2，欧盟-S235JRC、S275JRC、S355JOC，美国-ASTM A36/A36M。
3 国外冷弯钢板桩生产概况和发展趋势
3.1 生产概况
大约在20世纪30年代，德国克虏伯冶金公司的莱茵豪森厂开始采用辊式成型法生产冷弯钢板桩。其主要产品是非咬口和咬口轻型冷弯钢板桩，非咬口轻型钢板桩的有效宽度为330～600mm、单桩产品高度为35～80mm;咬口轻型冷弯钢板桩的有效宽度为306～350mm，单桩产品高度为85～120mm。当时能够生产的冷弯钢板桩不仅品种少，而且尺寸规格范围很窄。
日本冷弯钢板桩的生产主要集中在具有生产热轧钢板桩能力的四大钢铁企业，即：新日铁、川崎制铁、日本钢管和住友金属公司的冷弯型钢厂，所生产的冷弯钢板桩大部分为轻型规格。产品规格：非咬口轻型钢板桩有效宽度为250～300mm，单桩产品高度为36～45mm;咬口轻型冷弯钢板桩有效宽度为250～500mm，单桩产品高度为36～160mm。El本冷弯钢板桩除供国内需要外，还有相当数量出口至东南亚等地。
20世纪60年代末至70年代初，德国克虏伯冶金公司的莱茵豪森厂又建设了一套大型冷弯型钢机组，进一步开发、扩大了冷弯钢板桩的品种及规格范围，形成了冷弯钢板桩产品的新系列。以咬口轻型冷弯钢板桩的规格范围为例：有效宽度为500～700mm，单桩产品高度为90～340mm，产品厚度为4.5～llmm，由于采用带钢卷为原料，产品长度可以达到18m或更长。这使冷弯钢板桩得到了更加广泛的应用。20世纪70年代后，该冷弯型钢机组整体转售至加拿大卡斯第尔厂，除生产原有品种外，还开发了与之配套的产品，如转角钢板桩。
此外，美国和欧洲还有一些中小型冷弯型钢厂家，也在生产各种不同规格的轻型冷弯钢板桩。近年来，东南亚的一些冷弯型钢厂家也生产钢板桩，而且还可以生产较大规格的冷弯钢板桩，有的产品其咬合部分的锁口结构型式还别具特点。
随着辊弯成型技术的发展，冷弯钢板桩产品的尺寸规格、壁厚以及断面特性都有了扩大和提高，使得部分大规格的冷弯钢板桩产品可以与热轧钢板桩产品的断面技术特性相当。这也使冷弯钢板桩产品得到了更广泛的应用。
3.2 国外冷弯钢板桩产品的发展趋势
3.2.1冷弯钢板桩的断面设计更合理，断面性能更好
由于坯料宽度的增大，现已能生产大型U型和Z型冷弯钢板桩，有效地加快了打桩工程的进度，而且也提高了钢板桩墙的使用寿命：衡量钢板桩经济性的一个重要指标是其“质量系数”(亦称“比截面系数”)，即指产品的截面系数与质量之比。新设计的冷弯钢板桩的“质量系数”，要优于原有系列的冷弯钢板桩产品，具有更好的经济性。
3.2.2咬口冷弯钢板桩的咬口结构形式多样化且性能良好
根据钢板桩墙的咬口位置，通常有2种不同的咬口结构。L、S和Z型钢板桩接头弯钩的尾端弯曲角要大于180°，这种弯曲形状形成了一个极好的钩，在拉应力和压应力的情况下，咬口部位具有很高的安全性。同时，通过冷弯变形提高了材料的强度，使咬口部分的强度高于钢板桩墙的其他部分，在打桩和受力时咬口位置更为安全。U型钢板桩接头弯钩的尾端不同于上述L、S和Z型钢板桩，但其也可保证受力时具有比较安全的咬口连接尺寸。
此外，还有其他形式的咬口结构，如ESC系列的U型冷弯钢板桩。其连接方式为一种经过特殊加工的包套式结构，这种咬口结构的U型冷弯钢板桩适用于大规格产品，并具有更强的承载能力。
3.2.3冷弯钢板桩产品规格向大型化发展
由于冷弯钢板桩应用范围日益扩大，其断面形式设计与生产方法均具有较大的灵活性，产品愈来愈受到用户的青睐。因此一些生产厂家正在开发大规格、厚壁的冷弯钢板桩产品，例如，ESC系列的U型冷弯钢板桩，其单桩的有效宽度最大为750mm、壁厚可达15mm，每米桩墙宽的截面系数最高为4500cm3。这种冷弯钢板桩的断面性能已接近或达到了大型热轧U型钢板桩的断面性能。此外，在同等断面性能的条件下，每米冷弯钢板桩的桩墙重量较热轧钢板桩低得多，这将对降低工程的材料费用带来有利条件。
3.2.4重视发展冷弯钢板桩工程的配套产品
冷弯钢板桩在土木工程中应甩于各类工程时，在形成封闭断面的转角处需要特殊断面形状的转角冷弯钢板桩产品。一些生产厂家扩大了转角冷弯钢板桩产品的生产，为用户的使用带来了方便。
4 对我国发展冷弯钢板桩生产的几点建议
国外冷弯钢板桩产品早已得到广泛应用，而我国虽于20世纪80年代中期已生产出第1批轻型冷弯钢板桩产品，近年，国内部分厂家也生产出一定数量的轻型钢板桩，但这些产品主要用于出口外销，国内大量的土木工程中还很少采用冷弯钢板桩产品。为了改变现状，加速我国冷弯钢板桩生产的发展，建议进行以下4个方面的工作：
(1)积极宣传冷弯钢板桩产品的应用特点，在继续保持不断扩大出口的同时，更要做好国内市场的开发工作。
(2)尽快制订冷弯钢板桩产品的国家标准，美国和欧洲的冷弯钢板桩产品标准可供我国参考借鉴。
(3)尽快制订冷弯钢板桩墙的设计和施工规范，国外许多钢板桩的生产厂家不仅可提供产品的技术参数，还可提供各类钢板桩墙和临建构筑物的基本设计方法，以及施工的有关要求等。我国对该方面的设计和施工规范可由冷弯钢板桩产品的生产厂家与有关专业设计院共同编制，有了这项规范就为冷弯钢板桩产品的推广和应用提供了技术保证。
(4)国内生产热轧宽带钢或大型型钢的企业可以选择冷弯钢板桩产品作为其现有产品的延伸，利用企业自身的优势来进行冷弯钢板桩的推广应用工作;同时完善我国冷弯钢板桩产品的品种规格系列。
