浅谈钢筋滚轧直螺纹套筒连接技术应用

信息摘要：滚轧直螺纹套筒连接是钢筋机械连接之一，是近十几年快速发展起来的一项新技术，其中滚轧直螺纹套筒连接技术是将钢筋端部采用滚轧工艺加工成直螺纹，并用相应的连接套筒将两根钢筋相互连接的一种工艺。我公司参与建设的港珠澳大桥，成都天府国际机场，昆明新地标：恒隆广场，广州环城轨道11号线，深圳国际会展中心，富士康广州超视堺，印尼雅万高铁，韩江高陂水利枢纽工程均有采用钢筋直螺纹套筒机械连接。现就滚轧钢筋连接的施工特点、质量控制关键、工程质量与经济效益分析等方面的施工体会，浅谈钢筋滚轧直螺纹套筒连接技术应用。1 钢筋滚轧直螺纹套筒连接工艺的施工特点1)施工简便: 可在地面预先加工滚轧钢筋丝头，然后在墩柱上用套筒连接两根钢筋丝头，直螺纹滚轧机的设备功率仅为4 .5k W，节约能源，操作简单。施工现场的施工条件容易达到。2) 施工速度快，工效高: 一名熟练的钢筋工连接一根墩柱接头需 2 min 多点( 每台班可加工 300 个 ～ 400 个丝头) ，焊接一个墩柱接头在施工条件满足的情况下最快 5 min ～ 6 min，再敲焊渣清理1 min ～2 min，合计6 min ～8 min，从而提高了生产效率，相应地缩短了钢筋工程的施工工期。3) 施工质量有保证: 与焊接施工相比，直螺纹套筒连接工艺所用的套筒可在有规模的工厂加工生产; 现场套丝采用专用设备，人为影响因素较少; 而且施工对工人的技术素质要求不高，因此施工质量相对较有保证。4) 钢筋直螺纹套筒连接体积相对较小，适合连接粗直径钢筋: 与绑扎及焊接搭接的两根重叠钢筋相比，直螺纹套筒连接只在很小范围内增加了一个套筒厚度。即使墩粗接头，挤占体积也小于绑扎、焊接搭接，因此对耐久性及钢筋粘结锚固的影响相对较小，同时减少焊接钢筋接头浪费。而且直螺纹套筒连接可以有效地解决粗直径钢筋的传力性能要求。5) 便于高空人工安装水平或垂直立筋作业: 既减少了空中作业难度又加快了安装速度，而且避免了电焊火花安全可靠，所以在桥梁的墩柱高空施工中极力推广。以上问题说明，我们采用滚轧直螺纹套筒连接的工艺是更佳选择。2 滚轧直螺纹套筒连接质量控制及检验验收要点2．1 钢筋母材、连接套筒进场质量控制1) 钢筋原材料进场时，必须核查钢筋合格证，并对钢筋外观进行检查，钢筋应平直，无损伤，表面无裂纹或有颗粒状老锈。取样检测，检测合格后方准使用。2) 连接套筒进场时套筒的提供单位应向使用单位提交合格证及有效的形式检验报告，套筒螺纹牙形应完整饱满，用通端螺纹塞规与止端螺纹塞规检测，通端塞规应能顺利的旋入，并能达到钢筋丝头的有效长度; 止端塞规从套筒两端部分旋入，旋入长度不得超过 3P。套筒表面光洁，应无裂纹和其他肉眼可见的缺陷。2． 2 钢筋丝扣现场加工质量控制1) 钢筋滚丝前应把先端面切直，端头有弯曲或马蹄严重时应切去。2) 钢筋丝头有效螺纹长度应不小于 1/2 连接套筒长，丝扣的外露有效扣数量应为 2 扣。3) 螺纹大径低于螺纹中径的不完整丝扣，累计长度不得超过两个螺纹的周长。4) 牙型饱满，无断牙、秃牙缺陷。用环通规与环止规检测，环通规应能顺利的旋入;环止规从端头部分旋入，旋入长度不得超过 3P。5) 钢筋丝头表面不得有严重的锈蚀及损坏。2． 3 直螺纹钢筋套筒连接检验1) 滚轧直螺纹丝头的检验。加工的钢筋丝头应逐个自检。自检合格的丝头应由质检员随机抽样进行检验，以一个工作班加工的丝头为检验批，随机抽检 10% ，若合格率小于 95% 应加倍抽检。复检中合格率仍小于 95% 时，应对全部丝头进行逐个检验。2) 滚轧直螺纹套筒连接接头的检验。同一施工条件下，采用同一批材料的同等级、同形式、同规格的接头，以 500 个为一个验收批，不足 500 个的也作为一个验收批。对每一验收批接头，必须在工程结构中随机截取 3 个试件进行单向拉伸试验，试件的截取必须有现场试验见证取样单，方可送到有资质的试验室进行检验，当每个试件单向拉伸试验均达到强度要求时，该验收批判为合格; 若有 1 个试件的强度不合格，应再取 6 个试件进行复验，复验中有 1 个试件试验结果不合格，则此验收批判为不合格。在现场连续检验 10 个验收批，当其全部单向拉伸试件均一次抽样合格时，验收批接头数量可扩大为 1 000 个。滚轧直螺纹接头的单向拉伸试验破坏形式有 3 种: 钢筋母材断、套筒拉断、钢筋从套筒中滑脱，只要满足强度要求，任何破坏形式均可判断为合格。2． 4 钢筋直螺纹套筒连接加工过程注意事项1) 对现场的操作人员必须进行岗前培训和技能考核，考核合格后方可持上岗证。操作杜绝不规范及违规操作。2) 钢筋加工丝头端面必须平直，尽量采用砂轮削割机或者无齿锯下料，对端面弯曲、马蹄严重的应切削，以免影响丝头质量。3) 进行钢筋滚轧螺纹加工时，经常添加水溶性切割润滑液，当气温低于 0 ℃ 时，应掺入 15% ～20% 亚硝酸钠。不得使用油性切削液剥肋，严禁不加切削液加工丝头。4) 待加工钢筋必须系好标识牌，避免加工后对错型号。5) 丝头加工检验完成后其端头应及时加戴好保护帽，防止丝头在搬运和安装施工过程中被损坏或被水泥浆污染。6)丝头加工过程中应经常检查丝牙长度、丝牙牙型的饱满度及完整丝扣圈数。3 工程质量与经济效益分析3．1 工程质量1)滚轧直螺纹套筒连接的接头质量稳定性好，由于丝头加工是先用滚轧机床对端部进行滚轧，使滚轧螺纹前钢筋柱体尺寸一致，因此滚轧出的螺纹精度高，直径大小一致，连接质量稳定可靠，通过大量的工程应用，连接接头不会出现脆断的现象。2)质量控制方便，丝扣滚压机的操作可保证钢筋要求的丝扣数量，现场连接时，只要从套筒外露的丝纹数就可知道钢筋丝扣在套筒内的数量是否符合质量要求，一目了然。4．2 经济效益1) 有利于环境保护: 直螺纹钢筋套筒接头连接无噪声、油污烟尘和弧光污染，有利于劳动者身体健康和施工现场的文明整洁。2) 有利于节约能源，具有良好经济效益: a． 省电: 钢筋直螺纹套筒连接设备资金投入量少; 耗电少，不需专用配电，设备功率仅为 4k W ～5.5k W。b． 省 钢 筋: 钢 筋 直 螺 纹 连 接 与 焊 接 相 比 节 省 钢 筋，1 只是节省 25 cm，按 1 万 只 25 mm 直 螺 纹 焊 接 接 头 计 算 是2 500 m，1 m 为 3． 85 kg，共节省 8． 95 t 钢筋。c． 省人工费: 现场施工速度，由于钢筋丝头提前制作，现场施工装配作业，与焊接相比，现场施工速度大大提高; 由于滚轧一次装卡即可完成钢筋丝头的加工，直螺纹套筒连接降低了钢筋连接施工的劳动强度，大幅提高施工速度、降低了人工费。3) 缩短工期: 丝头在厂房加工的时间既可不计入施工网络图中，又能先于墩柱施工前合适时间加工，并能在墩柱施工中全天候施工，相比传统连接工艺缩短工期、降低工程造价、提高技术性能、具有良好的效果，给企业带来了良好的经济效益。总之，钢筋直螺纹套筒连接技术作为一项科技进步推广项目，通过在港珠澳大桥，成都天府国际机场，昆明新地标：恒隆广场，广州环城轨道11号线，深圳国际会展中心，富士康广州超视堺，印尼雅万高铁，韩江高陂水利枢纽工程施工中推行使用，提高了工程的施工科技含量，提高了现场工作效率，降低了施工人员的劳动强度，加快了工程施工进度，增加了现场文明施工的水平。同时，滚轧直螺纹套筒连接从质量上或经济效益上考虑，均具有一定的优势，它把接头的稳定性，经济性和施工便捷性三者很好地结合在一起，是很实用的一套新技术新工艺，随着该技术工艺的不断发展、完善、提高，在桥梁或其他大型建筑施工等方面将会越来越得到广泛的应用。