橋梁工程建設(shè)鋼筋直螺紋機械連接技術(shù)

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摘要：橋梁工程采用的鋼筋直螺紋機械連接技術(shù)，具有強度高、施工效率高、適用范圍廣及穩(wěn)定性強等優(yōu)勢。結(jié)合某橋梁工程，圍繞該技術(shù)在項目的應(yīng)用展開探討，并具體分析其應(yīng)用要點，涉及前期準備工作、鋼筋下料、鋼筋端部墩粗、切削直螺紋、鋼筋連接及質(zhì)量檢驗的步驟，最后總結(jié)施工期間相關(guān)注意事項，為同類型工程提供參考。

關(guān)鍵詞：鋼筋直螺紋；機械連接；應(yīng)用要點；質(zhì)量檢驗

引言

鋼筋機械連接是隨著工程建設(shè)水平逐步提升而衍生出的新型技術(shù)，其兼具套筒擠壓和錐螺紋連接的各項應(yīng)用優(yōu)勢，具有接頭強度高、施工便捷、安全可靠等特性，在現(xiàn)代工程中取得廣泛的應(yīng)用。

1工程概況

某橋梁工程總長2856m，主橋采取74.6m+6×120m+74.6m預(yù)應(yīng)力混凝土變截面剛構(gòu)連續(xù)組合箱型梁橋，并設(shè)有南岸引橋和北岸引橋。橋梁工程建設(shè)中，各類粗鋼筋均采取直螺紋接頭連接的方式。主橋施工中，基礎(chǔ)部分采用鉆孔灌注樁高樁承臺結(jié)構(gòu)，承臺主筋材料為Φ32mmⅡ級螺紋鋼，為直螺紋連接形式。引橋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式為Φ1.8m鉆孔灌注樁，以Φ25mmⅡ級螺紋鋼為基礎(chǔ)材料，直螺紋接頭總量約25000個。

2鋼筋直螺紋機械連接技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

（1）強度高。連接接頭通常具有較高的強度，在具備此特點后，能夠給連接作業(yè)創(chuàng)設(shè)良好條件，從而提高連接精度。（2）施工便捷。直螺紋機械連接的方式對現(xiàn)場作業(yè)條件未提出特定的要求，在鋼筋堆放密集區(qū)或是狹窄區(qū)域均能夠快速完成連接作業(yè)，且各類配件及鋼絲頭均根據(jù)施工需求提前預(yù)制成型，給鋼筋機械連接創(chuàng)設(shè)了良好條件。（3）使用范圍廣。無論鋼筋連接的方向如何，或是各鋼筋的直徑存在何種變化，均可快速將鋼筋連接到位。（4）環(huán)保效益顯著。鋼筋連接期間無明顯的環(huán)境污染問題，材料得到充分的利用。（5）穩(wěn)定性強。自然因素以及人為因素對鋼筋直螺紋機械連接作業(yè)的干擾相對較小。直螺紋機械連接是現(xiàn)階段工程建設(shè)領(lǐng)域較為主流的螺紋連接方式[1]，其工作思路在于先將鋼筋端部墩粗，經(jīng)切削處理后使其呈直螺紋狀，若無誤則通過套筒實行鋼筋對接。相比于鋼筋原截面的面積，經(jīng)墩粗、切削處理后，所得鋼筋的凈截面的面積相對較大，接頭強度顯著高于母材強度。通過應(yīng)用鋼筋直螺紋的方式，可有效保證接頭質(zhì)量，同時施工較為便捷，適用范圍較廣，綜合應(yīng)用效果良好[2-3]。

3鋼筋直螺紋機械連接技術(shù)的應(yīng)用要點

3.1準備工作

配套1臺墩粗機和1臺套絲機，規(guī)劃鋼筋加工場地，于該處完成各鋼筋絲頭的加工作業(yè)。墩粗機安裝時應(yīng)檢測其夾具中心線的位置，該部分必須與套絲機主軸中心線維持相同的高度，且必須與待加工鋼筋的中心線重合。各連接套筒的各項指標均要滿足要求，需附帶出廠合格證等相關(guān)具有質(zhì)量證明性質(zhì)的資料。墩粗直螺紋的技術(shù)細節(jié)較多，對工藝水平提出較高的要求，因此參與作業(yè)的人員必須經(jīng)過技術(shù)培訓(xùn)，落實持證上崗制度。根據(jù)經(jīng)驗，每班操作人員以6～8名為宜，油泵及鋼筋墩粗由1～2人完成，套絲機由1人操作，剩余人員負責(zé)現(xiàn)場鋼筋搬運、質(zhì)檢等相關(guān)工作。

3.2鋼筋下料

以砂輪切割機為主要設(shè)備，根據(jù)設(shè)計要求合理下料，嚴格控制鋼筋切割端面的位置，切割面與鋼筋軸線垂直，端面偏角應(yīng)≤4°，若不滿足要求則需及時調(diào)整切割機工作狀態(tài)。

3.3鋼筋端部墩粗

鋼筋墩粗所用設(shè)備為墩頭機，具體涉及到對中、夾緊、墩頭等工序，操作前應(yīng)保證墩粗機退回零位，將待處理的鋼筋從前端插入。各批次鋼筋均需要經(jīng)過墩粗試驗，以所得的墩粗量為基本依據(jù)，合理調(diào)整墩粗壓力和縮短量的最終值，保證施工工藝的合理性。

3.4切削直螺紋

以鋼筋螺紋套絲機為主要設(shè)備，合理切斜直螺紋，正常工況下單臺設(shè)備每班加工的絲頭總量可達到400～600個。按照要求合理加工直螺紋接頭后，需隨即配套保護套。鋼筋籠主筋的兩端分別設(shè)置標準型絲頭和加長型絲頭，以便后續(xù)施工中能夠根據(jù)需求及時接長鋼筋籠。嚴格控制螺紋加工長度，具體要求見表1。

3.5鋼筋連接

鋼筋連接前需做好準備工作，全面檢查鋼筋的規(guī)格，分析其是否與套筒形成相配套的關(guān)系；檢查螺紋絲扣，不可存在缺陷、附著雜物等異常狀況。根據(jù)接頭的類型采取相適應(yīng)的連接方式。（1）標準型絲頭接頭。設(shè)置好連接套筒后，將其中的一端鋼筋擰至被連接鋼筋上，利用小管鉗擰緊，以保證穩(wěn)定性；通過2根鋼筋對頂緊固，嚴格控制好套筒兩端絲扣的外露量，不宜超過1個完整扣。此方法主要被應(yīng)用于承臺鋼筋連接中。（2）加長型絲頭接頭。根據(jù)要求選擇合適規(guī)格的套筒，將其擰至加長絲頭鋼筋的一側(cè)，再將套筒擰回至標準絲頭一側(cè)，利用管鉗緊固。此方法主要被應(yīng)用于鋼筋籠主筋連接中。

3.6質(zhì)量檢驗

（1）端頭墩粗。鋼筋端頭經(jīng)過墩粗處理后，需全面檢查其外觀質(zhì)量，允許存在少量的縱向裂縫，但存在任何橫向裂紋時均被視為不合格。（2）絲頭。直螺紋連接全流程中，絲頭加工質(zhì)量的控制為重點環(huán)節(jié)，必須保證絲頭的質(zhì)量達到設(shè)計要求，具體的檢查項目、方法及標準見表2。（3）刀具。裝刀或調(diào)刀時均要詳細檢查前5個絲頭，后續(xù)按照10%自檢，施工完成后質(zhì)檢人員按5%抽檢，期間的各項數(shù)據(jù)均要得到完整的記錄。絲頭滿足要求后，在其一端戴上塑料保護帽，再選擇同規(guī)格的套筒，將其穩(wěn)定在另一端。若絲頭質(zhì)量不滿足要求，需及時標記，將該部分切除后再重新制作。（4）接頭抽檢。按照每500個一批的方式依次組織抽檢作業(yè)，各批次檢測數(shù)量以3個為宜。以檢驗結(jié)果為依據(jù)，若接頭存在質(zhì)量問題，需及時處理到位。（5）工藝性檢驗。以JGJ107—2016《鋼筋機械連接通用技術(shù)規(guī)程》為主要依據(jù)，在加工連接前組織檢驗，根據(jù)需求配備相應(yīng)設(shè)備、量具等相關(guān)工具，在各類規(guī)格的鋼筋中分別選取3根試件，經(jīng)靜力拉伸試驗后分析結(jié)果，若滿足要求即可投入使用。（6）經(jīng)濟效益分析。在施工速度及人工消耗方面：與搭接焊相比直螺紋連接速度提高3～5倍，人工消耗降低40%～50%。在材料消耗方面：直螺紋連接更加節(jié)約鋼材，成本降低率達10%～30%。鋼筋連接接頭產(chǎn)生的綜合效益計算（均按信息價定額價與實際施工成本價計算）：本工程應(yīng)用直螺紋連接技術(shù)與傳統(tǒng)的鋼筋搭接相比，經(jīng)測平均每個接頭節(jié)約成本約4元，共節(jié)約成本10萬元（2.5萬個接頭，4元/個）。

4直螺紋鋼筋機械連接作業(yè)注意事項

4.1施工方案

以現(xiàn)場情況為準，編制科學(xué)的施工方案，保證接頭性能等級、材料品質(zhì)、接頭截面面積、質(zhì)量驗收標準等方面均符合規(guī)范。

4.2保護措施

鋼筋直螺紋機械連接時需采取接地保護措施，以便給作業(yè)人員的安全提供保障。若施工期間存在異常狀況，需及時暫停作業(yè)，關(guān)閉總電源開關(guān)，明確具體故障類型及成因，采取針對性的處理措施。

4.3拐筋和防護

絲頭加工過程中若遇到拐筋，則必須優(yōu)先加工絲頭，在此基礎(chǔ)上進行鋼筋彎曲。若未按照該流程有序操作，則容易損壞設(shè)備。鋼筋搬運期間需加強防護，不可出現(xiàn)碰壞絲頭等異常狀況；若絲頭不滿足質(zhì)量要求，則必須重新切斷滾絲。

4.4混凝土保護層

鋼筋連接套施工中應(yīng)充分考慮到混凝土保護層的厚度情況，具體可參照GB50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定，應(yīng)滿足保護層最小厚度的相關(guān)要求，且理論上至少需達到15mm，否則難以發(fā)揮出有效的防護作用。連接套筒安裝時，要求橫向凈距至少達到25mm。4.5力矩扳手鋼筋連接時，鋼筋規(guī)格與連接套筒規(guī)格應(yīng)一致，并檢查絲頭和套筒的絲扣是否潔凈、無損?，F(xiàn)場連接時使用力矩扳手安裝擰緊。連接前，應(yīng)檢查力矩扳手顯示力矩值和鋼筋型號是否與現(xiàn)場實際相對應(yīng)，連接時鋼筋應(yīng)對正軸線。兩把力矩扳手配合使用，一把力矩扳手固定一端，另一把扳手旋進，直至力矩扳手達到調(diào)定的力矩值并發(fā)出響聲。

4.6驗收

連接完畢后隨手畫上油漆標記，以防有的鋼筋接頭漏擰。擰緊后套筒兩側(cè)外露的完整絲扣不得超過1絲。施工時注意安裝的接頭百分率不得超過規(guī)范規(guī)定要求，對已擰緊的接頭要做好標記。力學(xué)性能檢驗按JGJ107—2016《鋼筋機械連接通用技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，同一批材料的同等級、同型式、同規(guī)格接頭，以500個接頭為一個驗收批，不足500個也作為一個驗收批，現(xiàn)場隨機截取不少于3個接頭試件進行抗拉強度試驗。Ⅰ級接頭抗拉強度應(yīng)大于鋼筋實際抗拉強度或1.1倍鋼筋抗拉強度標準值，Ⅱ級接頭抗拉強度應(yīng)大于鋼筋抗拉強度標準值。

5結(jié)束語

鋼筋直螺紋機械連接技術(shù)在現(xiàn)代化的橋梁工程建設(shè)領(lǐng)域取得廣泛應(yīng)用，作為一種新型形式，其具有強度高、施工便捷、適用范圍廣等優(yōu)點。相較于搭接焊，通過應(yīng)用鋼筋直螺紋機械連接技術(shù)不僅能提升施工效率3～5倍，人工消耗降低40%～50%，而且節(jié)約鋼材。該工藝能有效保證鋼筋接頭的質(zhì)量，構(gòu)建穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)框架體系，給橋梁其它環(huán)節(jié)的施工奠定良好基礎(chǔ)。但鋼筋直螺紋機械連接技術(shù)的應(yīng)用要點較多，施工單位必須依據(jù)規(guī)范將各項工作落實到位，充分發(fā)揮出該項技術(shù)的優(yōu)勢。

參考文獻

［1］張士軍，王良，辛振宇，等.建筑施工中鋼筋連接技術(shù)研究進展［J］.山東建筑大學(xué)學(xué)報，2014，29（6）：546-550.

［2］李成禹.鋼筋直螺紋套筒連接接頭質(zhì)量控制［J］.建筑安全，2019（10）：8-11.

［3］鐘碧嫄.淺析鋼筋直螺紋機械連接施工技術(shù)與質(zhì)量［J］.建設(shè)科技，2017（10）：112-113.

作者：呂先明 單位：中鐵十九局集團第二工程有限公司