鋼筋鐓粗直螺紋連接技術在橋梁工程中的應用

盧治國

在具體工程實踐中,常受施工場地狹窄的影響,以及快節奏的工期要求,傳統的焊接鋼筋連接工藝制作加工鋼筋成品已經不能完全適應現代化建筑工程快節奏的需求。本文介紹的鐓粗直螺紋鋼筋連接技術,它適用于HRB335,HRB400熱軋帶肋鋼筋,可以代替傳統的人工焊接工藝,具有施工工藝簡單、質量容易保證、生產效率高、連接速度快等特點。

1 等強鐓粗直螺紋鋼筋套筒連接的工藝流程、技術特性

直螺紋套筒連接是通過鋼筋端頭特制的直螺紋和直螺紋套筒咬合形成整體的一種連接方式。鐓粗是通過液壓機械模具的擠壓而使鋼筋端頭變粗。鐓粗直螺紋套筒連接標準型鋼筋接頭見圖1。

1.1 鐓粗直螺紋連接技術特點

1)強度高。2)連接速度快。3)應用范圍廣。4)適應性強。5)性能穩定。6)生產效率高。

1.2 工藝流程和技術要求

直螺紋套筒連接工藝流程為:鋼筋原料→切頭→鐓粗→攻絲加保護套→(預套接,標識)→工地連接。絲頭的加工(包括切頭、鐓粗和攻絲)和套筒的制作均在加工場制作完成,施工現場僅需用套筒將絲頭連接。

1)鋼筋下料切頭。冷鐓粗鋼筋所采用Ⅱ級或Ⅲ級熱軋帶肋鋼筋,其材料性能應符合GB 1499-98鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋要求。下料時,必須保證鋼筋端頭切口與鋼筋軸線垂直,不允許有馬蹄形或撓曲,端頭部分不直應調直后下料。2)鋼筋接頭的鐓粗攻絲及技術工藝要求。采用鋼筋鐓粗機將鋼筋端頭鐓粗,鐓粗段與鋼筋軸線同心度不大于4°,且鐓粗后外觀不得有明顯的裂紋、凹陷和影響鋼筋強度的其他缺陷。鐓粗頭的基圓直徑D大于絲頭螺紋外徑,長度 L＞1/2套筒長度,過渡段坡度不大于 1∶3,鋼筋鐓粗攻絲后加塑料保護套防止損壞絲口。不合格的鐓粗頭,應切去后重新鐓粗,不得對鐓粗頭作二次鐓粗。

2 現場加工連接操作要點

1)鋼筋下料要求端部平整,不得有馬蹄形或撓曲。可用砂輪鋸、氣割或切斷機下料,切斷機宜用弧形刀具以改善鋼筋端面平整度。

2)冷鐓擴粗時選用的油壓應由設備廠家給定,現場應進行試驗,并根據鋼筋強度作適當調整。鐓頭外形不合格時應切去重鐓,不得對鐓粗段進行二次鐓粗。

3)鐓頭和攻絲工人均應相對固定,經培訓合格后持證上崗。攻絲工人應逐個目測檢查攻絲的質量,并抽檢10%,用螺紋規進行檢查。

4)如選用熱鐓工藝鐓粗鋼筋,則應在室內進行鋼筋鐓頭加工。

5)加工鋼筋絲頭時,應采用水溶性切削潤滑液,當氣溫低于0℃時,應有防凍措施,不得在不加潤滑液的情況下攻絲,且潤滑液應經常更換。

6)加工的鋼筋絲頭的直徑和長度應用螺紋量規檢查,保持在規定的波動范圍內。

7)現場連接鋼筋時,應用管鉗扳手擰緊,應使兩個絲頭在套筒中央位置相互頂緊,并保持套筒的居中位置。拼接完成后,兩端外露絲扣不超過一個完整絲扣。加長型接頭的外露絲扣不受限制,但應另有明顯標記以檢查進入套筒的絲頭長度是否滿足要求。

3 質量要求

3.1 下料

鋼筋下料端應平直,允許少量偏斜,應以能鐓出合格頭型為準。

3.2 鐓粗

鐓粗機通過調節油壓表來調整鐓頭壓力,鐓粗壓力根據設備廠家提供的壓力值進行調整。在每批鋼筋進場加工前應做鐓頭試驗,以鐓粗量合格為標準來調整最佳鐓粗壓力和縮短量,鐓粗頭不合格時應切去重鐓,不應在原鐓粗段進行二次鐓粗。鐓粗頭的基圓直徑d1應大于絲頭螺紋外徑,鐓粗頭長度L0應大于1/2套筒長度,過渡段坡度應不大于1∶3,且鐓粗頭不得有與鋼筋軸線相垂直的橫向表面裂紋。

3.3 套筒

套筒應由專業廠家提供,且應有產品合格證;套筒兩端應用塑料密封塞扣緊;包裝箱外應標明產品名稱、型號、規格和數量、制造日期和生產批號、生產廠名。套筒材料、尺寸、螺紋規格、公差帶及精度等級應符合圖紙及規范規定的要求。

3.4 攻絲

在合格的鐓頭上用專用車床攻絲機進行攻絲,絲頭的質量要求是:1)絲頭加工現場檢驗項目、方法及要求見表1。2)加工工人應逐個目測檢查絲頭的加工質量,每加工10個絲頭應用環規檢查一次,并剔除不合格絲頭。3)自檢合格的絲頭,應由質檢員隨機抽樣進行檢驗,以一個工作班內生產的鋼筋絲頭為一個驗收批,隨機抽檢10%進行鋼筋絲頭質量檢驗。當合格率小于95%時,應加倍抽檢。復檢中合格率仍小于95%時,應對全部鋼筋絲頭逐個進行檢驗,并切去不合格絲頭,重新鐓粗和加工螺紋。4)絲頭檢驗合格后,應用塑料帽或連接套筒保護。

3.5 鋼筋連接

鐓粗直螺紋鋼筋現場的接頭連接工作比較簡單,利用專用管鉗扳手擰緊即可。擰緊的作用有兩個:1)將連接套筒鎖定,防止絲頭退出連接套筒;2)消除絲頭和套筒之間的間隙。對連接好的鋼筋接頭,主要檢查套筒兩端的外露絲扣不得超過一個完整絲扣,以保證擰入絲扣長度。

3.6 檢測要求

3.6.1 鋼筋接頭的工藝檢驗

在鋼筋連接工程開始及施工過程中,應對在場的鋼筋進行接頭工藝檢驗,具體要求如下:1)每種規格鋼筋的接頭試件不應少于3根;2)對接頭試件的鋼筋母材應進行抗拉強度試驗;3)3根接頭試件的抗拉強度均應滿足GB 1499-1998鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋的規定。

表1 絲頭質量檢驗要求

3.6.2 鐓粗直螺紋鋼筋接頭的現場驗收和力學性能檢驗

鐓粗直螺紋鋼筋連接接頭的現場檢驗按驗收批進行,同一施工條件下采用同一批材料的同等級、同規格接頭,以500個為一個驗收批進行檢驗與驗收,不足500個亦作為一個驗收批。

4 工程實踐

直螺紋連接技術在橋梁工程主要應用于橋梁樁基、墩柱φ 22以上豎向主筋。筆者認為該技術本身是完全可靠的,連接套筒質量只要是正規廠家生產均有保障,但在施工過程中常出現不合格接頭,主要原因是上、下節鋼筋籠主筋數量多,某一根鋼筋頭的局部不整齊導致整體難以無縫對接,部分套筒咬絲不到位,降低抗拉力學性能。如何提高對接精度、確保咬絲完整是工程實踐者探討的問題。

湖南省邵高懷高速作為一條典型山區高速公路,高墩立柱眾多。施工過程中部分墩柱采用了鐓粗直螺紋鋼筋接頭,采用單根對接而非整體對接,有效的避免了咬絲不到位現象。減少了高空焊接時間,大大降低勞動強度,節約時間,提高了工作效率。經過按批取樣試驗檢測,這些鐓粗直螺紋鋼筋接頭的實際抗拉強度均滿足規范要求,現場檢驗一次合格率達到100%,較好的保證了鋼筋連接質量,取得了較好的技術和經濟效果。

綜上所述,鐓粗直螺紋鋼筋連接技術的發展已日臻成熟,工藝簡單,操作方便,工作效率高,鋼筋連接質量能得到保證,在橋梁工程建設中有著廣闊的應用前景,尤其在鉆孔樁鋼筋籠下放、高墩柱等大直徑鋼筋連接方面更具有全面推廣的價值。

[1] JGJ 107-2003,鋼筋機械連接通用技術規程[S].

[2] JG/T 3057-99,鐓粗直螺紋鋼筋接頭[S].

[3] 盧治國,袁太平.山區高速公路橋梁施工技術探討[J].湖南交通科技,2005(16):57-58.