钢筋直螺纹套筒连接技术交底(通用10篇)
2、加工工艺的要求;
3、钢筋连接;
4、质量要求和注意事项;
5、安全文明施工。交底内容:
1、施工准备 1.1材料及主要机具: 1.1.1各种型号钢筋 1.1.1直螺纹滚丝机床 1.1.3砂轮切割机 1.1.4各种规格的塑料帽 1.2作业条件:
1.2.1所有钢筋应具有出厂合格证及出厂检验报告及进场检验报告。1.2.2所供套筒具有生产合格证。
2、加工工艺的要求 2.1钢筋下料:
钢筋应使用砂轮切割机下料,切口端面应与钢筋轴线垂直,不允许有马蹄形或挠曲,不得用冲切下料,不得用电焊、气割等加热方式切断。这是保证钢筋丝头长度、直径质量的关键。2.2钢筋丝头的加工:
钢筋下料达到质量要求后,可开始加工丝头,加工钢筋直螺纹丝头应在专用的滚丝机床上进行。2.3加工丝头的检验 加工丝头的检验内容为:(1)丝头螺纹的长度(2)螺纹大、中、小径(3)螺纹牙形
2.3.2所加工的钢筋丝头,要逐个检测,自检合格的丝头由技术人员以一个班加工的丝头为一个检验批按10%随机抽样进行检测。
2.3.3加工好的丝头应将两端戴上塑料保护帽,然后按钢筋的不同规格堆放。
2.3.4钢筋连接前,在施工现场滚丝,按每种规格钢筋的接头试件数量不少与3根,由试验员送试验室做静力单向拉伸试验并出具试验报告。当钢筋连接头达到JGJ107-96要求时,即为合格接头,便可进行钢筋连接施工。2.3.5检验出不合格的丝头应切除后重新制作。
3、钢筋连接 3.1同径连接套
3.1.1用扳手或管钳将直螺纹连接套与一端钢筋拧到位,再另一端钢筋与连接套拧到位。
3.1.2当连接水平钢筋时,应从一头往往另一头依次拧紧接头,不得从两头往中间连接,以免造成连接质量事故。3.2正、反丝扣连接套
将不能转动的钢筋加工成左旋螺纹,用正、反丝扣连接套(一端为右旋螺纹,另一端为左旋螺纹)将待连接钢筋对上连接套入口,转动连接套即可使钢筋同时旋入连接套。
3.3 连接完成后,质检人员应予以检验,检验方法为:连接完成后套筒两侧外露螺纹长度是否相等且每侧不超过一个完整丝扣。
4、质量要求和注意事项 4.1直螺纹连接套的加工质量: 4.1.1选用材质要符合规定要求
4.2.2直螺纹加工质量符合有关规定 4.2钢筋丝头加工质量
4.2.1钢筋直螺纹丝头的有效长度及螺纹直径符合规定 4.2.2钢筋直螺纹丝头的有效长度内的牙数符合要求 标准型丝头长度及对应丝扣数 规格 φ16 φ18 φ20 φ22 φ25 φ28
长度 16-20 18-22 21-25 22-27 25-30 35-40 扣数 6-8 7-9 8-10 7-9 8-10 9-11 4.3钢筋连接质量
用扳手或管钳将直螺纹连接套与钢筋直螺纹丝头拧到位。
4.3.1连接钢筋前,先回收钢筋塑料保护帽,并检查连接的钢筋规格是否和连接套规格一致,直螺纹丝扣是否完好无损、清洁,如发现杂物或锈蚀
应用铁刷清除干净。然后把装好连接套一端的钢筋拧到被连接钢筋上。
4.3.2检查钢筋连接接头连接质量。在支模前,技术人员按规定进行检查,要求100%合格
5、安全文明施工。5.1做到工完料净场地清。5.2保持工作面制作场地整洁。
关键词:钢筋连接,钢筋滚压直螺纹套筒,连接技术,应用
1 钢筋连接的发展状况
在现浇钢筋混凝土工程施工中, 较大直径的钢筋连接多年来一直沿用传统绑扎法施工, 虽然它施工简便, 不需要熟练技术工人, 不受气候影响, 但浪费钢材, 钢筋的偏心连接会产生附加剪应力, 接头传递力效果不好;布筋密度大会给浇筑振捣带来困难, 影响振捣密实性。而焊接连接如电弧焊、闪光焊及电渣压力焊受多种因素的影响, 存在一些不稳定因素, 例如工地电容量不足, 电压不稳定会影响焊接质量, 某些地区气侯潮湿、气温过低、钢材化学成分不稳定等因素也影响接头质量。为了解决以上问题, 较大直径的钢筋常采用机械连接, 如套筒冷挤压、锥螺纹连接、直螺纹连接等进行施工。
2 钢筋滚压直螺纹套筒连接技术原理与特点
钢筋滚压直螺纹套筒连接接头是将钢筋连接端头采用专用滚轧设备和工艺, 通过滚丝轮直接将钢筋端头滚轧成直螺纹, 并用相应的连接套筒将两根待接钢筋连接成一体的钢筋接头。钢筋滚压直螺纹套筒连接技术是钢筋直螺纹连接技术中的一种。
在钢筋待接端头直接滚轧加工过程中, 由于滚丝轮的滚轧作用, 使钢筋端部产生塑性变形, 根据冷作硬化的原理, 滚轧变形后的钢筋端头可比钢筋母材抗拉面积增加, 抗拉强度可提高6%~8%, 从而可使滚轧直螺纹接头部位的强度大于钢筋母材的实测极限抗拉强度。与其他直螺纹连接技术相比, 钢筋滚压直螺纹套筒连接技术具有以下优点:设备投资少、螺纹加工简单 (一次装卡即可直接完成滚轧直螺纹的加工) 、接头强度高、连接速度快、生产效率高、现场施工方便等, 可适用于钢筋混凝土结构中直径16 mm~40 mm的Ⅱ级, Ⅲ级钢筋连接。其接头性能可达到JGJ 107-2003钢筋机械连接通用技术规程的A级标准。与传统的焊接工艺技术相比, 具有以下特点:操作简单, 施工速度快, 螺纹加工提前制作, 现场装配作业;应用范围广, 适用于直径16 mm~40 mm的Ⅱ级、Ⅲ级钢筋在各种方位同、异直径的连接;接头质量受人为因素影响小, 现场施工不受气候条件影响;无污染, 无火灾及爆炸隐患, 施工安全可靠;节约能源, 耗电低, 设备功率仅为3 kW~4 kW。
3 钢筋滚压直螺纹套筒连接施工工艺
3.1 施工工艺流程
现场钢筋母材检验→钢筋端部平头→直接滚轧直螺纹→直螺纹丝扣检验→拧保护套→存放→钢筋直螺纹连接套筒检验→现场连接钢筋→接头检验。
3.2 工艺原理
钢筋滚压直螺纹套筒连接技术是先将钢筋连接部分的端部平头处理后, 再进行直接滚轧直螺纹, 然后利用直螺纹连接套筒进行连接, 使钢筋端头特制的直螺纹和直螺纹套管咬合形成整体, 从而实现连接的目的。钢筋等强滚轧直螺纹连接标准型钢筋接头、钢筋滚压直螺纹套筒连接接头试件如图1, 图2所示。
3.3 钢筋直接滚轧直螺纹连接套筒的选用
钢筋滚压直螺纹套筒的规格尺寸随连接钢筋的直径不同而不同, 根据现场的用量、具体规格, 直接由定点生产厂家提供合格产品, 按时组织到位、进场时进行验收。套筒附材质质保书、产品合格证, 并确保套筒不得有严重锈蚀、油脂、裂缝节疤等缺陷, 尺寸应符合产品质量标准要求。
3.4 质量检验
1) 丝头质量检验。操作者对加工的丝头要逐个进行检查。首先检查其外观质量, 螺纹饱满, 表面光洁, 不粗糙, 螺纹直径大小应一致, 无虚假螺纹用缺肉、瘦牙等缺陷, 螺纹长度、公差尺寸应符合规定;再次用检验钢筋丝头的专用量具——螺纹环规进行检验, 钢筋丝头要能够顺利通过螺纹环规, 且丝头与螺纹环规要十分吻合才算合格。2) 接头质量检验。按规定要求, 在同一施工条件下, 采用同一批的同等级、同形式、同规格接头以500个为一个验收批 (不足500个也作为一个验收批) , 进行现场取样。对每一个验收批接头正在施工的工程结构中随机截取3个试样进行试验, 并按JGJ 107-2003中单向拉伸强度的检验指标判定和检验。
4 工程实例
以金海湾通用研发中心工程为例, 采用滚压直螺纹套筒连接与焊接、绑扎作比较。金海湾通用研发中心工程总建筑面积70 640.83 m2, 其中地上部分建筑面积为55 156.83 m2, 地下室建筑面积15 484 m2;1层为办公门厅、样品展示厅, 2层~10层为办公用房, 地下1层为车库及平战结合的防空地下室。
4.1 提高工效
地下室钢筋用量占工程钢筋总用量的50%, 地下室底板采用双层双向板配筋且板厚为35 cm, 地下室整体配筋多, 其基础梁的截面大, 焊接及绑扎的难度较大, 采用滚压直螺纹套筒连接, 可以预先进行加工后到现场连接;如采用焊接则需要在现场配置相应设备, 并占据施工场地且影响后续工序的进行;如采用绑扎搭接, 所耗费的时间将更长。
4.2接头质量可靠
梁柱节点处的钢筋比较拥挤, 净距不到40 mm, 如采用搭接会加大钢筋拥挤程度。采用直螺纹接头, 由于钢筋的对中性好, 无重叠驳口, 改善了排筋上的拥挤情况, 从而能有效地消除在浇捣混凝土过程中由于钢筋过密引起的振捣困难。
4.3可节省钢材
根据图纸计算所得直螺纹连接的接头共计24 432个, 其中22的5 582个, 25的18 850个。如采用绑扎搭接, 搭接长度均按35 d计算, 22的将多耗费0.022×35×5 582×2.98/1 000=12.808 t, 25的将多耗费0.025×35×18 850×3.85/1 000=63.501 t。
5结语
在金海湾通用研发中心工程中, 大直径钢筋滚压直螺纹套筒连接技术具有一定的社会效益和经济效益, 适用于复杂受力结构工程, 能较好地解决超密集、大直径钢筋的连接问题, 且与传统的搭接方法相比能节约钢材。在高层、大型建筑日益增多的今天, 值得进一步应用和推广。应用中发现, 钢筋滚压直螺纹套筒连接技术也存在不足:螺纹加工精度稍差, 滚丝轮磨损快、寿命短;另外, 钢筋母材的纵横肋经滚轧后, 易出现两层皮现象, 有可能影响螺纹的强度和寿命;此外还有其他一些跟客观情况相关的不良现象出现。鉴于易出现的不良情况, 建议施工中应根据现实情况加以改进或避免, 并加强质量检验环节, 多道把关, 以保证工程质量。
参考文献
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关键词:钢筋连接 剥肋滚压 直螺纹 套筒
中图分类号:TU758 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)03(c)-0062-01
钢筋连接方式可大致分为传统连接和机械连接。钢筋传统连接方法为钢筋焊接,如电弧焊、电渣压力焊、闪光对焊等,常见的机械连接有钢筋套筒挤压连接、钢筋锥螺纹套筒连接、钢筋镦粗直螺纹套筒连接和钢筋滚压直螺纹套筒连接。根据滚压直螺纹成型的方式钢筋滚压直螺纹套筒连接技术又可分直接滚压螺纹、挤压肋滚压螺纹和剥肋滚压螺纹三种。
本文结合江风口分洪闸扩建工程谈谈钢筋剥肋滚压直螺纹套筒连接技术的原理、施工工艺、特点及质量控制方法。
1 工程概况
江风口分洪闸(以下简称江风口闸)位于山东郯城,邳苍分洪道的入口处,是分泄沂河超量洪水入邳苍分洪道的控制性工程,工程于1955年建成后数次分洪,对保障沂河中下游防洪安全起了重大作用。
扩建工程主体工程闸墩墙和底板配筋规格较多,其中主筋多为Ⅱ级Ф16~Ф28,钢筋布置密集,用量大、接头多,如采用传统的焊接工艺,不仅施工易受天气限制,劳动强度较大,且钢筋连接质量难以保证,并在一定程度上影响工期。经工程参建单位研究,一致同意采用钢筋剥肋滚压直螺纹套筒连接技术。
2 技术原理
钢筋剥肋滚压直螺纹套筒连接是利用金属材料塑性变形后冷却硬化以增强金属材料强度的特性,使接头与母材等强的原理来实现的。
具体做法是:用钢筋剥肋滚丝机将钢筋端部剥肋滚压、加工螺纹自动一次成形后,用相应的套筒将两根钢筋端部相互连接。由于加工后螺纹底部钢筋的原材未被切削掉,而是被滚压挤密,钢筋产生加工硬化,提高了原材强度,从而实现了钢筋等强度连接。
3 施工工艺
3.1 工艺流程
钢筋剥肋滚压直螺纹套筒连接施工工艺大致分为两个阶段如下。
钢筋端部加工:钢筋端面平头→剥肋滚压螺纹→丝头质量检验→带帽保护(必要时带套筒保护)→丝头质量抽检→存放待用。
钢筋连接:钢筋就位→除去保护→套筒连接→作标记→质量检验。
3.2 注意事项
(1)所用钢筋均应有产品出厂合格证,产品性能检测报告,并经进场检验合格,且符合《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GB1499及《钢筋混凝土用余热处理钢筋》GB13014的规定,合格的材料是保证工程质量的前提条件。
(2)端面平头的目的是让钢筋端面与轴线方向垂直,并使钢筋连接端面之间有充分接触,因此钢筋切割应采用无齿锯或砂轮切割机,严禁气割,必要时端面用角磨机打磨突起、毛刺等,以确保钢筋待连接端面平头。
(3)加工前检查钢筋剥肋滚丝机,确保设备完好后,按规定的钢筋规格调试好设备。
(4)钢筋端部丝头加工时采用水溶性切削液,严禁用机油,严禁不加切削液加工。
(5)钢筋丝头及套筒的质量检验应符合行业标准《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107-2003有关规定。
(6)参加丝头加工及连接施工的人员必须进行技术培训,经考核合格并颁发上岗操作证,方可上岗操作。
(7)按照行业标准《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107-2003和《滚轧直螺纹钢筋连接接头》的规定,本着从严的原则,严格做好施工各環节的质量检验工作。
4 特点
钢筋剥肋滚压直螺纹套筒连接技术与传统的焊接工艺及其它机械连接技术相比,具有如下特点。
(1)螺纹牙型好,精度高,连接质量稳定可靠,连接强度高。
(2)连接接头具有优良的抗疲劳性能,接头强度高、延性好,能充分发挥钢筋母材的强度和延性。
(3)劳动强度小,操作简便、快捷,螺纹可提前加工制作,套筒可工厂化生产,不占工期,加工效率高。
(4)适用范围广,水利、土木和道桥工程的闸墩、底板、基础、梁、柱或桩、梁、桥面等均可使用。
(5)钢筋连接时无污染,由于不用电、无明火,可避免火灾隐患,现场施工不受天气条件影响。
(6)施工时不受场地限制,可在狭小场地钢筋密集处灵活操作,适用性强。
(7)节约钢材和能源,耗电量低。
5 质量控制
5.1 丝头质量控制
丝头质量控制采用目测和量具相结合的方法。对已加工的丝头要逐个检查其外观质量,螺纹应饱满,牙形完整,表面光滑,螺纹直径大小应一致,螺纹长度、公差尺寸应符合规定;用通端螺纹环规检验时钢筋丝头要能够顺利通过螺纹环规,且丝头与螺纹环规要十分吻合;丝头长度用卡尺或专用量规检验,其长度应为标准型套筒长度的1/2,其公差为+2P(P为螺距)。
经施工自检合格的钢筋丝头,监理部再对每种规格随机抽检10%,且数量不少于10个,如果在抽检中有一个不合格,则对加工的该批产品全数进行检查,对不合格的丝头要进行分析处理,经检验合格的丝头方准予使用。
5.2 接头质量控制
钢筋接头在施工自检合格后,再由监理部进行验收。在同一施工条件下采用同一批材料的同等级同型式同规格接头以连续生产的500个为一个检验批进行检验和验收,不足500个也按一个检验批计算。在每一个检验批次中随机抽取15%,且不少于75个接头检验其外观质量及拧紧力矩。接头拧紧后单边外露丝扣长度不应超过2P,拧紧力矩应不小于行业标准《滚轧直螺纹钢筋连接接头》的规定,如果在抽检中发现有一个接头松动,则要对该种规格的接头全数进行检查。
在上述验收合格后,监理部再对每批同规格钢筋随机抽样做抗拉强度试验(对有特殊要求的混凝土结构,可增做单向反复拉伸试验和疲劳性能试验),试件抗拉强度应符合行业标准《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107-2003的规定。每一验收批钢筋接头数量不得超过500个,且至少进行一组(三个试件)试验,如果有一个试件不合格,则要取双倍试件试验,如仍有不合格,则该批接头为不合格,禁止在工程中使用。
6 结语
4.2适用范围广。适用于直径16~50mmHRB335、HRB400钢筋在任意方向的同、异径连接还可适用于不可旋转或轴向不能移动钢筋的连接。
4.3接头强度高。连接质量稳定可靠,接头性能100%达到《钢筋机械连接通用技术规程》JG107-96中A级和JGJ107-98中SA级要求,且质量性能高于其母材。
4.4抗疲劳性能好。通过200次疲劳实验。
4.5螺纹精度高。螺纹直径不受钢筋尺寸公差影响,连接质量稳定可靠,施工安全可靠,无火灾、爆炸隐患。
4.6现场连接均为手工操作,施工中受环境气候因素的影响。
钢筋机械连接技术的对比
5剥肋滚压直螺纹连接的施工工艺
5.1钢筋下料必须用切割机,且应先调直再加工,切口断面与钢筋轴线垂直,断头弯曲马蹄严重的应切去,不得用气割或下料机下料。
5.2钢筋丝头加工:
5.2.1按钢筋规格所需调整试棒调整好滚丝头内孔最小尺寸。
5.2.2按钢筋规格更换涨力环,并按表1调整好剥肋直径尺寸。
5.2.3调整剥肋挡块与滚压行程开关位置,保证剥肋及滚压螺纹长度符合表1的规定。
5.2.4装卡钢筋,开动设备进行剥肋及滚压加工。
5.2.5加工丝头时,应采用水溶性切削液,当气温低于0℃时应掺入15-20%的亚硝酸,严禁用机油或不加切削液加工丝头。
丝头加工尺寸(mm)
5.2.6操作工人应按要求检查丝头的加工质量,每加工10个丝头用通止规检查一次,并剔除不合格丝头。
5.2.7检验合格后的丝头加以保护,在其端部加保护帽或用套筒拧紧,按规分类堆放整齐。
6现场连接施工
6.1连接钢筋时,钢筋规格和套筒规格必须一致,钢筋和套筒丝扣应干净,完好无损。
6.2采用予理接头时,连接套的位置、规格和数量应符合设计要求,带连接套筒的外露端应有保护盖。
6.3滚压直螺纹的连接,应用管嵌和力矩扳手进行施工。
6.4接头拧紧力矩应符合下表规定:
接头拧紧力矩
6.5经拧紧后的滚压直螺纹接头应做出标记,并无完整丝扣外露。
7剥肋滚压直螺纹连接接头位置
7.1滚压直螺纹的位置应相互错开,在任一接头中心至长度为钢筋直径的35d区段内,有接头的受力钢筋截面面积占钢筋总截面面积的百分率,应符合下列规定。
7.2受拉区的受力钢筋接头百分率不宜超过50%。
7.3在受拉区的钢筋受力小的部位,接头百分率可不限制。
7.4接头宜避开有抗震设防要求的框架的梁端和柱端的箍筋加密区,当无法避开时,接头百分率不应超过50%。
7.5受压区中钢筋受力较小的部位,接头百分率可不受限。
8现场检查及验收
8.1钢筋作业开始前及施工过程中,应对每批进场钢筋进行接头连接工艺检验,工艺检验应符合下列要求:
8.1.1每种规格钢筋接头试件不少于3根。
8.2.2接头试件的`钢筋母材应进行抗拉强度试验。
5.2.3三根接头试件抗拉强度均不小于该级别钢筋抗拉强度的标准值,同时尚应不小于0.9倍钢筋母材的实际抗拉强度,计算钢筋实际抗拉强度时,应采用钢筋的实际横截面面积。
8.2.4现场检验应进行外观质量检查和单项拉伸试验。
8.2.5滚压直螺纹接头的现场检验按验收批进行,同一施工条件下采用同一批材料的同等级、同形式、同规格接头以500个为一个验收批进行检验和验收,不足500个也作为一个验收批。
8.2.6随机抽样同规格接头的10%进行外观质量检查,钢筋与套筒规格一致,接头无完整外露丝扣。
8.2.7用力矩扳手按表中的接头拧紧力矩值抽检接头的施工质量,梁、柱构件按接头数量的10%且每个构件的接头抽检数不得少于一个接头,抽检的接头应全部合格,如有一个不合格,则该验收批应逐个检查,对查出的不合格接头应进行补强。
9成品保护
钢筋丝头加工完成检验合格后以及丝头未连接前用专用丝头保护帽对丝头进行保护,防止在搬运过程中、施工过程中被污染、损坏及雨水侵蚀丝头生锈。
由于剥肋滚压直螺纹连接接头性能优于母材性能,在使用部位上不受限制,在恶劣环境下不影响施工进度,施工方便、节约工效、节约钢材、降低成本、与普通电弧焊相比,既保证了钢筋接头质量也提高功效7-9倍,比锥螺纹连接降低成本15%-20%,与电渣压力焊综合比较,可缩短工期,降低设备租赁费,减少人工工资等。
闽建建[2006]31号
各设区市建设局:
为严格遵守《钢筋机械连接通用技术规程》(JGJ107)、《滚轧直螺纹钢筋连接接头》(JG163-2004)、《钢筋滚轧直螺纹连接技术规程》(DBJ13-63)等技术规范,保证钢筋直螺纹连接质量,确保主体结构安全,现就有关事项通知如下:
1、施工总承包单位要规范管理。一是应加强钢筋连接套筒的进场验收把关,认真核对型式检验报告的有效性和套筒的型号、规格,重点检查套筒的外观质量、外形尺寸、螺纹尺寸和长度及外径必须符合《钢筋滚轧直螺纹连接技术规程》(DBJ13-63)的规定,并做好相应的进场验收和抽样检查记录;二是进一步提高现场丝头加工质量,在丝头加工时应对每种规格的丝头螺纹进行外观质量、螺纹长度、螺纹尺寸自检,做好检验记录,已检验合格的丝头螺纹应用塑料保护帽或拧上连接套筒加以保护,防止装卸时损坏,并按规格分类堆放整齐;三是提高钢筋连接施工质量,连接钢筋时应采用扳手或管钳进行旋拧,钢筋接头拧紧后应采用扭力扳手进行拧紧力矩值检查并做记录;四是严格接头的现场检验与验收,其每个工序检验结果合格后,方可进行下一道工序。
2、监理单位要严格监理。加强连接套筒的进场验收核查;按规定进行连接接头施工全过程及工序检查,并做好检查记录;取样应严格实行见证检测制度。对抽检不合格的接头验收批,应提请建设单位会同设计等有关单位研究后提出处理方案,并督促施工单位按处理方案认真整改,同时向监督机构报告。
3、建设行政主管部门及质量监督机构要进一步加强监督检查。重点检查施工、监理单位对钢筋连接接头加工和安装过程的质量控制情况,检测单位出具的检测报告是否真实有效;对检查中发现质量问题应及时通报有关责任单位,并按有关规定予以查处。
福建省建设厅
时间:2010-07-11 05:44来源:unknown 作者:355 点击:
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6.1试验速率的节制
由于在接头的单向拉伸强度实验规范中并没有专门指出试验速率如何节制,但它对实验结果会产生影响,很明显不能参照钢
6.1试验速率的节制
由于在接头的单向拉伸强度实验规范中并没有专门指出试验速率如何节制,但它对实验结果会产生影响,很明显不能参照钢筋焊接接头实验方法,我们施用的是GB/T228-2002《金属质料室温检测方法》中涉及测定拉伸强度的划定:如实验不包孕屈就强度或划定强度的测定,平行长度的应变速率不该超过0.008/S,如果试验机无力测量或节制应变速率,直至屈就完成,应接纳等效于下表划定的应力速率的试验机夹头分离速率 钢筋等强剥肋滚压直螺纹连接技能可连接直径16-40mm的(近期又扩展到直径12-50mm)HRB335、HRB400级钢筋在任意方向和位置的同、异径连接,并且还可应用于要求充实发挥钢筋强度和对接头延性要求高以及委顿性要求高的混凝土布局中如机场、桥梁、地道、电视塔、核电站、水力发电等为了确保该技能在工程中的应尽效用,鼎力大举发展该项技能,以获得更好的社会效益和经济效益,作为一位检测人员,需要按照规范规范的要求,科学公道的进行检测工作 等强剥肋滚压直螺纹连接技能的特点
该接头的工艺是先将钢筋端部的横肋和纵肋进行剥切处理后,使钢筋滚丝前的柱体直径达到统一尺寸,然后再进行螺纹滚压成型,连接时,只需用普通施工板子将直螺纹套筒连接在钢筋加工后的端头上,即可完成钢筋的对接其基本道理是利用了金属质料范性变形后冷作硬化,金属内部仍保持原金属的性能,因而使钢筋接头与母材达到等强,它不仅接头强度高、质量不变可靠,施工速度快,接头综合成本低,并且丝头制作简单,工人施工方便与其它钢筋机械连接接头比拟,具备如下特点:
(1)与套筒挤压连接接头比拟,接头性能与挤压接头相当,但套筒耗钢量少,仅为挤压套筒重量的30~40%,且劳动强度低、连接速度快,钢筋连接接头成本降低
(2)与锥螺纹套筒连接接头比拟,套筒重量相近,但连接强度高,质量容易保证,且扭矩值的巨细对接头影响小,给现场施工带来方便
(3)与镦粗直螺纹连接接头比拟,操作工序少,设备投入费用少,钢筋连接附加成本低,对钢筋延性要求低 3 检测依据
由于此项技能尚在推广应用阶段,虽然施工技能已经一天一天地走向成熟,但还未形成专门的专业规程,我们在进行连接接头的检测时,有的钢筋连接施工企业会提供相关人员承认的企业规范,我们可将企业规范与JGJ107-2003《钢筋机械连接通用技能规程》配套施用,它的前提是企业规范从命行业规范,我市某办公楼目前施用的就是武汉中三钢筋连接工程有限公司的连接接头,此公司拟定了符合JGJ107-2003划定的企业规范Q/TZ05-2003,我们在检测的时候,可依据此企 业规范和通用规程共同评定 4 检验规则
接头的检验分为型式检验、工艺检验和施工现场检验
型式检验的首要效用是确定接头性能等级,另有当质料、工艺、规格进行改动和质量监督部门提出专门要求时也需要进行型式检验钢筋连接工程起头前及施工历程中,应对每批进场钢筋进行接头工艺检验,这是非常重要的,但是现在往往得不到重视,首要缘故原由是扩大了连接工程施工单位提供的型式检验陈诉的效用,往往只要有了型式检验陈诉就万事大吉,或者将工艺检验和现场检验混为一谈,合二为一,工艺检验是检验技能提供单位所确定的工艺参数是否与本工程中的进场钢筋相顺应,发现工艺检验不合格,可实时调解工艺参数,这样可提高实际工程中抽样试件的合格率,减少在工程应用后再发现问题酿成的经济丧失现场检验是由检验部门在施工现场进行的抽样检验,需在设置设备摆设单位或监理单位的见证下取样,一般只进行外观质量检验和抗拉强度试验,现场施工时不需要进行型式检验,但要求技能提供单位提供有效的型式检验陈诉复印件,必要时可向其索要型式检验陈诉的原件进行核查或向型式检验的检测单位进行核实,以防造假 5 取样
型式检验取样:对每种型式、级别、规格、质料、工艺的钢筋机械连接接头,不该少于9个,其中单向拉伸试件不该少于三个,高应力反复拉压试件不该少于三个,大变形反复拉压试件不该少于三个同时应另取3根钢筋试件做抗拉强度试验全部试件应在统一根钢筋上截取
接头工艺检验应对每批进场钢筋进行取样检验:每种规格钢筋的接头试件不该少于3根;钢筋母材抗拉强度试件不该少于3根,且应取自接头试件的统一根钢筋 接头的现场检验按验收批进行统一施工前提下的统一批质料的同等级、同规格接头,以500个为一个验收批进行,不足500个也应作为一个验收批,每一批中RBND截取三个试件,按设计要求的接头性能做单向拉伸试验当持续10个验收批均一次抽样合格时,表明其施工质量处于优良且不变的状态,检验批接头数目可扩大一倍,按不大于1000个接头为一批,以减少检验工作量 6试验要求
以下的实验仅只指的是单向拉伸试验
质料弹性模量E(N/mm2)应力速率(N/mm2)?s-1 最小 最大
<150 000 2 20 ≥150 000 6 60 6.2结果评定
当每批三个接头试件的抗拉强度均符合响应等级的要求时,该验收批评为合格,如有一个试件的强度不符合要求,应再取6个试件进行复检,复检中如仍有1个试件的强度不符合要求,则该验收批评为不合格对等强剥肋滚压直螺纹连接技头,我们强调的是等强,虽然连接接头的强度等级可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级,而绝大部分设计要求是要达到Ⅰ级,即接头试件实际抗拉强度大于等于接头试件中钢筋抗拉强度实测值或大于等于钢筋抗拉强度规范值的1.1倍满足要求,前者适用于钢筋拉断的情况,后者适用于断于接头长度区段即接头连接件粉碎或钢筋从试件中拔出的情况Ⅱ级接头的评定例范是接头试件中钢筋抗拉强度实测值大于等于钢筋抗拉强度规范值Ⅲ级接头的评定例范是接头试件中钢筋抗拉强度实测值大 于等于1.35倍的钢筋屈就强度规范值 6.3注意事变
6.3.1母材与接头的对应截取
对型式检验和工艺检验需要保证接头试件和钢筋母材取自统一根钢筋,以便当接头试件断于接头部位时,可以将接头强度与钢筋实际强度作比较,Ⅰ级接头的接头抗拉强度不该小于钢筋抗拉强度的0.95倍,这样可以避免用作接头试件的钢筋超强影响对接头性能的检验与评定 6.3.2钢筋的计算平面或物体表面的大
在规范中并没有明确指出计算平面或物体表面的大的情况下,一般采取的是钢筋的实际横剖面平面或物体表面的大,由于带肋钢筋无法用卡尺准确量出直径,我们可用重量法来测算出钢筋的实际平面或物体表面的大,先称取所取钢筋的重量,除以它的长度,再除以它的密度,就能够得到平面或物体表面的大接头试件的平面或物体表面的大直接接纳钢筋试件的平面或物体表面的大即可 6.3.3异径连接的情况
等强剥肋滚压直螺纹连接技能可以或许连接异径钢筋,对接头两头钢筋直径差别,型式检验和工艺检验就异径连接接头不需要再独个试验了,而现场检验在取样和评定的时候就要注意了,不管统一批钢筋有没有做过同径接头现场检验,异径连接时必需再分批取样检验,要在直径小的一端截取母材试件,以小直径的钢筋平面或物体表面的大作为强度计算的依据,以小直径的钢筋强度作为接头评定依据
直螺纹连接工艺
钢筋等强度剥肋滚压直螺纹接头是将待连接的钢筋端部用配套的钢筋滚压直螺纹成型机剥肋滚压成直螺纹,路程经过过程连接套筒将两根钢筋连接成一体的、能充实发挥钢筋强度的机械连接方式该连接方式适用于混凝土布局中直径为16-40的HRB335、HRB440热轧带肋受力钢筋的任意方向连接
一、施工准备
1、质料准备:
钢筋应具备出厂合格证和力学性能检验陈诉,所有检验结果,均应符合现行规范的划定和设计要求连接套筒应有出厂合格证,一般为低合金钢或优质炭素布局钢,其抗拉承载力规范值应大于、等于被连接钢筋的受拉承载力规范值的1.20倍,套筒长为钢筋直径的二倍,套筒应有保护盖,保护盖上应注明套筒的规格套筒在运输、储存历程中,要防止锈蚀和沾污,套筒的尺寸偏差及精度要求见表1 表1:套筒尺寸偏差及精度要求
套筒直径D 外径允许偏差 长度允许偏差 螺纹精度 ≤50 ±0.5 ±0.5 6H/GB197-81 >50 ±0.01D ±0.5 6H/GB197-81 套筒出场质量检验要求见表2 表2:套筒出厂质量检验要求
序号 检验项目 千分尺名称 检验要求 外观质量 目测 表面应无裂纹和影响接头质量的其它缺陷 2 外型尺寸 卡尺或专用量规 长度及外径应满足图纸要求 3 螺纹尺寸 通端螺纹赛规 能顺遂连接套筒并达到旋合长度
止端螺纹赛规 赛规允许从套筒两头部分旋合,旋入量不该超过3P 常用连接套筒有四种情势,分别是规范型套筒、正反丝扣型套筒、变径型套筒、可调型套筒规范型套筒首要用于不异直径可转动钢筋的连接;正反丝扣型套筒用于两头钢筋不能转动但至少有一根钢筋可以轴向移动的钢筋连接,如拐铁钢筋的施工;变径型套筒用于差别直径钢筋的连接;可调型套筒用于两头不能转动的钢筋连接,也可用于拐铁处钢筋连接当两头钢筋轴向位置不能移动时,只能施用此种拉头情势,如在两个预制大型混凝土布局连接施工中的钢筋对接 2.2技能准备:
在进行钢筋翻样时,应综合考虑以下几个问题:
1)滚压直螺纹接头的混凝土保护层厚度应满足现行国度规范《混凝土布局设计规范》中受力钢筋保护层最小厚度的要求,且不得小于15nmm 2)受力钢筋滚压直螺纹接头位置应相互相彼此谦让开在任一接头中心至长度为钢筋直径的35倍的区段内,有接头的受力钢筋剖面平面或物体表面的大占钢筋总剖面平面或物体表面的大的百分率,应符合下列划定: a、受拉区的受力钢筋接头百分率不宜超过50%,b、接头宜避开有抗震设防要求的框架的梁端和柱端的箍筋加密区;当无法避开时,接头的百分率不该超过50%
c、受压区和装配式构件中钢筋受力较小部位,接头百分率可不受限制
3)按照待连接钢筋的实际情况,选择好套筒的型号、丝扣的方向,并实时调解因在下料、加工丝头、RBND切断抽验检验而切短了的钢筋 2.3 人员准备
所有从事等强剥肋滚压直螺纹丝头的加工、连接的操作人员,必需颠末严酷的专业技能培训,经主管部门查核合格,并获得响应的上岗证书方可进行上岗作业,严禁无人证员串岗、代岗 2.4首要机具
等强剥肋滚压直螺纹所用的首要机具备砂轮儿割切机、直螺纹成型机、力矩板子等
3、首要施工方法 3.1 工艺流程:下料、平头→剥肋滚压螺纹→丝头检验→利用套筒连接→接头检验→完成 3.2 接头施工 1)割切下料
对端部不直的钢筋要预先调直,按规程要求,切口的端面应与轴线垂直,不得有马蹄形或挠曲,是以刀片式切断机和氧气吹割都无法满足加工精度要求,通长只有接纳砂轮儿割切机,按配料长度逐根进行割切 2)加工丝头
a、丝头的加工历程是:将待加工钢筋夹持在设备的台钳上,开动呆板,扳动给进装配,动力头进取移动,起头剥肋滚压螺纹,等滚压到调定位置后,设备自动停机并反转,将钢筋端部退出动力头,扳动进给装配将设备复位,钢筋丝头即加工完成 b、加工丝头时,应接纳水溶性切削液,当空气温度低于0℃时,应掺入15~20%亚硝镪水钠严禁用机油作切削液或不加切削液加工丝头
c、丝头加工长度为规范型套筒长度的1/2,其公差为+2P(P为螺距)
d、操作工人应按下表的要求检查丝头的加工质量,每加工10个丝头用通、止环规检查一次
钢筋丝头质量检验的方法及要求 序号 检验项目 千分尺名称 检验要求 1 螺纹牙型 目测、卡尺 牙型完整,螺纹大径低于中径的不完整丝扣累计长度不得超过两螺纹周长 丝头长度 卡尺、专用量规 规范套筒长度的1/2,其公差为2P(P为螺距)3 螺纹直径 通端螺纹环规 能顺遂旋入螺纹
止端螺纹环规 允许环规与端部螺纹部分旋合,旋入量不该超过3 P(P为螺距)e、经自检合格的丝头,应由项目部专职质检员RBND抽样进行检查,切去不合格的丝头,查明缘故原由并解决后重新加工螺纹
f、检查合格的丝头应加以保护,在其端头加带保护帽或用套筒拧紧,按规格分类堆放整齐
3)现场连接加工
a、连接钢筋时,钢筋规格和套筒的规格必需一致,钢筋和套筒的丝扣应干净、完好无损
b、接纳预埋接头时,连接套筒的位置、规格和数目应符合设计要求带连接套筒的钢筋应固定牢,连接套筒的外露端应有保护盖
c、滚压直螺纹接头应施用管钳和力矩板子进行施工,将两个钢筋丝头在套筒中间位置相互顶紧,接头拧紧力矩应符合表4的划定力矩板子的精度为±5% 接头拧紧力矩
钢筋直径(mm)16~18 20~22 25 28 32 36~40 拧紧力矩(N*m)100 200 250 280 320 350 d、经拧紧后的滚压直螺纹接头应顺手刷上红漆以作标识,单边外露丝扣长度不该超过2P
4、质量节制
4.1 工程中应用滚压直螺纹接头时,技能合作单位提供有效的型式检验陈诉 4.2 钢筋连接作业起头前及施工历程中,应对每批进场钢筋进行接头连接工艺检验,工艺检验应符合下列要求:
4.2.1 每种规格的钢筋连接接头试件不该少于三根; 4.2.2 接头试件的钢筋母材应进行抗拉强度检验;
4.2.3 现场检验应进行拧紧力矩检验和单向拉伸强度试验施工中要注重对割切下料、螺纹加工的外观检查验结束工作作严酷把好自检、交代检和专职检验的历程节制关
4.2.4 用力矩板子按划定的接头拧紧力矩值抽检接头的施工质量抽检数目为:梁、柱构件按接头数的15%,且每个构件的接头抽检数不得少于一个接头;基础、墙、扳构件,每100个接头作为一个验收批,不足100个也作为一个验收批,每批抽检三个接头抽检的接头应全部合格,如有一个接头不合格,则该验收批应逐个检查并拧紧
4.2.5 滚压直螺纹接头的单向拉伸强度试验按验收批进行统一施工前提下接纳统一批质料的同等级、同型式、同规格接头,以500个为一个验收批进行检验和验收,不足500个也作为一个验收批
4.2.6 对每一个验收批均应按《钢筋机械连接通用技能规程》JGJ107-96中B级接头的性能进行检验与验收,在工程布局中RBND抽取三个试件做单向拉伸试验 当三个试件抗拉强度均不小于该级别钢筋抗拉强度规范值,且不小于0.9倍钢筋器具材料的实际抗拉强度时,该验收批鉴定为合格计算实际抗拉强度时,应接纳钢筋的实际横剖平面或物体表面的大 如有一个试件的抗拉强度不符合要求,应再取六个试件进行复检,复检中仍有一个试件不符合要求,则该验收批鉴定为不合格
滚压直螺纹接头的单向拉伸试验粉碎情势有三种:钢筋母材拉断、套筒拉断、钢筋从套筒中滑脱,只要满足强度要求,任何粉碎情势均可鉴定
新建包西铁路袁家沟特大桥桥梁全长515.36米, 全桥由10孔48米节段拼装箱梁组成, 桥墩已空心墩为主, 最高墩为56米, 壁厚最薄处为70cm。钢筋布置情况:钢筋分为内外两层, 外层为446根Φ20, 且墩身上下各16米的范围内为加密段, 也就是钢筋根数为992根, 平均每5cm一根Φ20钢筋;内侧为376Φ14, 加密段, 再加上443Φ20, 间距在6cm左右, 如此小的钢筋间距在空心墩桥梁的施工中势必会给各项环节造成很大的麻烦, 针对钢筋密集, 接头数量多且本桥后期处于冬季施工中这一特点, 为保证工程进度及施工质量, 施工单位通过对几种竖向连接钢筋方式的比较, 最终选择了剥肋滚压直螺纹套筒连接这一技术。
2 下面对几种钢筋连接做一下简要对比
2.1 电弧焊
由焊条通过焊接电流产生的电弧热进行钢筋连接的一种方法。钢筋竖向连接, 在现场使用较多的是绑条焊和搭接焊。帮条焊宜采用对接钢筋为同级别、同直径的钢筋制作。在两主筋端面之间的间隙应为2~5m m。利用搭接焊进行钢筋连接, 其最主要的是对钢筋的预弯和安装, 要确保两连接钢筋轴线相重合, 工艺与帮条焊相同, 由于要确保两连接钢筋轴线相重合, 在本桥空心墩施工中存在对位较困难, 不易操作, 施工进度较慢且存在浪费时间及材料的问题 (且受冬季施工影响, 温度低对此方法质量控制造成的影响也比较大) 。
2.2 套筒冷挤压
带肋钢筋套筒挤压连接是将两根带接钢筋插入钢套筒, 用挤压连接设备沿径向挤压钢套筒, 使钢套筒进入塑性状态, 产生塑性变形。变形后的钢套筒和被连接的钢筋纵、横肋产生的机械咬合成为一个整体的钢筋连接方法。此方法一般适用于钢筋直径28mm~32mm。同时设备移动不便, 操作过程麻烦, 操作工人工作强度大, 有时液压油对钢筋会有污染, 综合成本较高且完成连接的整体速度较慢 (同样在冬施中使用受影响也比较大) 。
2.3 电渣压力焊
电渣压力焊是利用焊接电流通过渣池产生的电阻热将两连接钢筋端部熔化, 然后用焊接机头进行施压使钢筋焊合的一种连接方法。此种连接方法要求每焊接机组不少于3人 (一般1人扶钢筋, 1人操作焊具, 1人做辅助工作) 占用劳力较多, 由于钢筋间距小, 焊机机头 (夹具) 钳固时比较困难。同时受电压、雨季、温度和操作工技术及相互配合熟练程度的影响较大。
2.4 钢筋剥肋滚轧直螺纹套筒连接技术
通过滚丝轮直接将钢筋端部滚轧成直螺纹, 并用相应的连接套筒将两根待接钢筋连接在一体。在钢筋待接端头直接滚轧加工过程中, 由于滚丝轮的滚轧作用, 使钢筋端部产生塑性变形, 根据冷作硬化的原理, 滚轧变形后的钢筋端头可比钢筋母材抗拉面积增加, 抗拉强度可提高6%~8%, 从而可使滚轧直螺纹接头部位的强度大于钢筋母材的实测极限抗拉强度。
与其他直螺纹连接技术相比, 钢筋滚压直螺纹套筒连接技术具有以下优点:设备投资少、螺纹加工简单 (一次装卡即可直接完成滚轧直螺纹的加工) 、接头强度高、连接速度快、现场施工方便, 可适用于钢筋混凝土结构中直径16mm~40mm的Ⅱ级, Ⅲ级钢筋连接, 在各种方位同、异直径的连接;接头质量受人为因素影响小, 现场施工不受气候条件影响;无污染, 无火灾及爆炸隐患, 施工安全可靠;生产效率高, 节约能源, 耗电低, 设备功率仅为3k W~4k W, 尤其在抢工期时, 缩短钢筋施工环节时间, 对整个工程争取更多的可用时间。其接头性能可达到JGJ107—2003钢筋机械连接通用技术规程的A级标准。
3 钢筋滚轧直螺纹套筒连接施工工艺
3.1 施工工艺流程
现场钢筋原材检测、钢筋端部取平、直接滚轧直螺纹丝扣、丝扣检测、存放并且保存好丝扣, 不得锈蚀;同时进行直螺纹连接套筒检测、现场连接钢筋、截取接头试件, 做拉伸试验。
3.2 工艺原理
将要连接的两条钢筋的端头加工成直螺纹 (丝头) , 然后通过同样带有直螺纹的连接套筒把两根钢筋连接起来, 完全通过螺纹间的齿合力把两根钢筋同套筒连接成一体。在钢筋端头先直接采用对辊滚轧或剥肋后滚轧, 使钢筋端头应力大增, 而后采用冷压螺纹 (滚丝) 工艺加工成钢筋直螺纹 (螺纹应力二次增强) 端头。采用剥肋滚轧工艺使钢筋的端头均匀地预加应力都能有效地增强钢筋端头母材强度, 钢筋连接后可以充分发挥其强度和延性。如图所示:
3.3 连接套筒简介
等强直螺纹接头连接套筒的材料一般为低合金钢、优质碳素钢结构, 连接套筒屈服承载力和抗拉承载力的标准值应不小于被连接钢筋的屈服承载力和抗拉承载力标准值的1.1倍;套筒长为钢筋直径的2倍, 套筒的尺寸偏差及精度要求如下:
1) 套筒外径D≤50m m时, 外径允许偏差±0.5m m, 长度允许偏差±0.5 mm;2) 套筒外径D>50mm时, 外径允许偏差±0.01D, 长度允许偏差±0.5mm;3) 螺纹尺寸采用专用的螺纹塞规检验。其塞规应能顺利旋入, 塞规旋入长度不得超过3P。
常用套筒有下列4种类型:
3.3.1 标准型套筒
带右旋内螺纹的等直径连接套筒, 端部2个螺距长度内带有便于入扣的锥度。
3.3.2 扩口型套筒
带右旋内螺纹的等直径连接套筒, 一端带有45°或60°的扩口段, 适用于较难对中入口的场合。
3.3.3 变径型套筒
带右旋内螺纹的变直径连接套筒, 用于连接不同直径的钢筋, 直径大小差异不受限制。
3.3.4 正反丝扣型套筒
带左、右旋内螺纹的等直径连接套筒, 用于钢筋不能转动而要求调节钢筋内力的场合。
3.4 接头力学性能要求
根据等级和应用场合, 钢筋直螺纹套筒等强连接接头应满足单向拉伸性能、高应力反复拉压、大变形反复拉压、抗疲劳、耐低温等各项性能要求。接头单向拉伸时的强度和变形是接头的基本性能。高应力反复拉压性能反映接头在风荷载及小地震情况下承受高应力反复抗压的能力。大变形反复拉压性能则反映结构在强烈地震情况下钢筋进入塑性变形阶段接头的受力性能。上述三项性能是进行接头形式检验时必须进行的检验项目。而抗疲劳和抗低温性能则是根据接头应用场合有选择性的试验项目。根据抗拉强度以及高应力和大变形条件下反复拉压性能的差异, 接头应分为下列三个等级:I级、Ⅱ级和Ⅲ级。三个等级接头在经历拉压循环前后抗拉强度要求和变形性能要求见表1, 表2。
3.5 施工质量控制要点
直螺纹连接的完成是通过丝头螺纹和套筒螺纹的咬合来完成的, 因此接头质量如何主要由如下几方面决定:套筒质量、丝头质量和钢筋连接施工。
1) 套筒质量一般厂家出厂时都有合格证, 一定要满足以上各项要求。2) 丝头质量检验。操作者对加工的丝头要逐个进行检查。首先检查其外观质量, 螺纹饱满, 表面光洁, 不粗糙, 螺纹直径大小应一致, 无虚假螺纹用缺肉、瘦牙等缺陷, 螺纹长度、公差尺寸应符合规定;再次用检验钢筋丝头的专用量具———螺纹环规进行检验, 钢筋丝头要能够顺利通过螺纹环规, 且丝头与螺纹环规要十分吻合才算合格。3) 接头质量检验。按规定要求, 在同一施工条件下, 采用同—批的同等级、同形式、同规格接头以500个为一个验收批 (不足500个也作为一个验收批) , 进行现场取样。对每一个验收批接头正在施工的工程结构中随机截取3个试样进行试验, 并按]GJ 107—2003中单向拉伸强度的检验指标判定和检验。
4 直螺纹连接方式效益分析
1) 本工艺质量可靠, 保证率高;还可通过改进螺纹套筒的材质, 使高强度钢筋连接达到A级接头性能。2) 环境适应性强, 不受气候条件影响, 现场安装不受停电影响, 能做到连续施工。3) 钢筋外螺纹可提前预制, 现场安装简便快捷, 能缩短工期、加快进度。4) 螺纹套筒连接长度比搭接长度短, 且均<100mm, 能适当避免箍筋密集区主筋混凝土保护层太厚的问题, 也利于混凝土的浇注振捣。
5 结语
钢筋直螺纹连接技术与其他连接技术相比, 成形螺纹精度高、滚丝轮寿命长、强度连接可靠性高。施工单位在包西铁路袁家沟特大桥空心墩的施工中, 成功运用直螺纹套筒连接这一技术, 带来了巨大的经济效益, 同时为按时完成工期提供了可靠的保障;随着建筑产业、能源交通等基础设施建设的不断发展, 钢筋混凝土结构的跨度和规模越来越大, 粗直径钢筋的应用日益广泛, 特别是新Ⅲ级钢筋日益增多, 钢筋连结技术将向高质量、易施工、操作简单且经济廉价的方向发展。钢筋机械连接接头所占比重将会越来越大, 直螺纹的市场占有率将会大幅上升, 特别是钢筋剥肋滚压直螺纹连接技术将具有较好的发展前景。
摘要:随着钢筋连接技术的发展, 越来越多的钢筋连接方式层出不穷, 本文介绍了直螺纹套筒连接技术的技术特点, 并与其他钢筋连接方式做了简单比较, 简述了钢筋剥肋直螺纹套筒技术在空心墩桥梁中的应用以及未来的前景。
关键词:钢筋连接,直螺纹套筒技术,空心墩桥梁
参考文献
[1]建筑施工手册第二版 (中国建筑工业出版社) .
[2]建筑施工手册第四版 (中国建筑工业出版社) .
[3]刘新建.钢筋等强度滚轧直螺纹连接技术的应用.山西建筑, 2007.
[4]JGJ18—2003, 钢筋焊接及验收规程.
关键词:超长桩基,螺纹连接,技术
1 工程概况
南京地铁三号线工程南京站——新庄站盾构区间双线延米长1815.291m, 为满足施工、防灾、通风及排水要求, 本区间设置区间中间风井一座, 该区间中间风井兼盾构始发井。基坑宽度为23.4m, 基坑长度为32.0m, 基坑深约30.839m。结构为4层2跨框架结构, 采用明挖顺筑法施工。围护结构采用钻孔灌注桩施工, 钻孔桩总计108根, 钻孔桩直径1200mm, 间距1400mm。为迎接南京青奥会, 作为盾构始发井, 工期压力异常紧张。
2 施工难点
2.1 钢筋笼连接时要求所有主筋同时对接, 在单根钢筋横向、竖向无法移动的情况下, 施工难度大。
2.2 对分节钢筋笼的刚度要求高, 否则在吊装过程中很容易变形, 影响直螺纹的对接。
3 施工工艺
采取单根主筋整体先连接, 钢筋笼整体再滚制的方式, 在整个钢筋笼加工完成后再将下笼时分体位置处直螺纹拆开, 并在单根主筋上下分体处作好标记, 下放时根据标记进行对接。滚制笼预先将钢筋笼主筋剥肋, 上节主筋剥肋长度为直螺纹长度, 下节为螺纹长度的一半。通过直螺纹把上下两节钢筋笼主筋进行预连接。主筋按钢筋笼加工平台槽钢上约束点位置排放整齐, 工人手持加强内箍圈在约束点位置对主筋同时进行拾焊。整个钢筋笼主筋焊接完毕, 开始绑扎螺旋箍筋。螺旋箍筋在钢筋笼分体连接处上下各1m范围内不予绑扎。在同一根主筋直螺纹连接处的上下节分别作好标记, 旋动直螺纹, 使其旋到上节钢筋笼剥肋处。用25吨吊车先把下节钢筋笼下放到孔口处, 下节用扁担架起在孔口固定, 吊车起吊上节钢筋笼, 垂直下放到连接部位。根据前期主筋上所作记号, 把原先连接在一起的主筋分别进行对接。螺纹连接时, 对角连接为准, 先稍微拧上几扣, 待所有螺纹连接正常的情况下再用扭力扳手拧紧。接头拼装完成后, 应使两个丝头在螺纹中央位置互相顶紧。松开扁担, 钢筋笼整体下放到设计标高。
4 工艺流程及操作要点
分体钢筋笼直螺纹连接流程如下图所示。
下面就各施工工序进行详细阐述
4.1 制作钢筋加工平台。
(1) 浇注20个 (4m*20cm*30cm) 混凝土承台, 承台间距2m。承台上部预埋4排间距1.5m的Φ28绞丝长度为5cm的钢筋, 每排2根, 钢筋预留长度6cm。因为承台和预埋钢筋要承担整个钢筋笼的重量, 所以要根据整节钢筋笼的重量和基础的承载力情况, 计算承台配筋量和预埋钢筋直径大小。控制重点:a.混凝土承台顶面标高大致相等。b.钢筋绞丝部位避免混凝土浇注过程中被污染, 作好外包裹工作。 (2) 混凝土承台浇水养护, 待达到设计强度后, 安装直螺纹套筒。 (3) 通过调节直螺纹上下丝并配合水准仪使直螺纹顶面精确水平。 (4) 把6m*25cm*5mm的槽钢置于直螺纹顶面, 再次精确调整槽钢顶面标高, 焊接固定。
4.2 内箍圈加工。
通过模具对内箍圈进行批量生产, 保证圆弧度及构件尺寸。
4.3 钢筋笼制作加工。
(1) 所有主筋通过直螺纹连接按照设计间距平放在钢筋加工平台上。分体吊装直螺纹连接部位, 螺扣扣个5~6扣即可, 工人手持内箍圈按照内箍圈上的标记按序逐个对主筋进行焊接, 使内箍圈和主筋连成整体。 (2) 螺旋箍筋按照普通钢筋笼的制作工序, 对主筋进行外包, 在钢筋笼分体部位上下各1m范围内, 不进行外包。 (3) 在整个钢筋笼加工完成后上下段拆开。拆开前, 在特定钢筋笼上下节处用红漆作好明显标记, 避免接头在安装过程中产生错位, 对接困难, 造成对接连接不上。 (4) 为减少钢筋笼在运输及吊装过程中的变形量, 在靠近钢筋笼上下节位置处径向焊接临时支撑, 加大钢筋笼的刚度, 安装钢筋笼时再用气焊依次切除。
4.4 钢筋笼对接。
(1) 下笼前对施工作业人员进行培训, 并进行装配练习, 使其熟悉接头的装配要求及装配过程。 (2) 准备好扳手及手锤, 用于现场钢筋的对正调直;准备一个吊葫芦, 用于钢筋笼轴向尺寸的微调;准备一条长撬杠, 必要时撬动下节钢筋笼, 保证直螺纹的对接。 (3) 起吊过程中, 采用尽可能多的吊点, 避免钢筋笼受力过于集中, 造成局部变形。 (4) 钢筋笼竖向吊点应尽量选择对称位置, 防止出现钢筋笼下放过程中处于不垂直状态。 (5) 用25T汽车吊先把下半节垂直下放到护筒位置, 用扁担托住, 再用汽车吊吊起上半部分。调整上半节钢筋笼位置, 先把以前主筋作好标记处的直螺纹连接起来, 对角连接其他直螺纹, 直螺纹先不要拧紧, 等到所有直螺纹都已连接上之后再统一用扳手拧紧。保证丝头外漏丝扣数不少于2扣, 否则需拆下重新安装。
4.5 钢筋笼下放。
依次连接好每根钢筋笼后, 本次主筋连接结束, 将螺旋箍筋绑扎完成后, 并下放钢筋笼。
5 直螺纹连接优点
5.1 接头强度高。接头强度大于钢筋母材强度。
5.2 性能稳定。接头性能不受扭紧力矩影响, 少拧2~3扣, 均不会对接头强度造成明显损害。
5.3 连接速度快。直螺纹连接套筒比锥螺纹短40%左右, 且丝扣螺距大, 不必使用扭力扳手, 方便施工。
5.4 应力范围广。对弯折钢筋、固定钢筋、钢筋笼等不能转动钢筋的场合, 可不受限制的方便使用。
5.5 经济效益好。直螺纹接头比套筒挤压接头省钢70%左右, 比锥螺纹接头省35%左右, 比焊接省90%左右。
桩基主筋采用直螺纹连接工艺, 形成了半工厂化施工, 通过成本分析, 人工费用和材料费用较普通焊接工艺大幅降低, 达到了降低能耗, 减少成本的效果。由于工期大幅提前, 得到业主的一致好评, 目前, 目前已在南京多个项目上进行应用, 成效显著。
参考文献
[1]JCJ107-2010钢筋机械连接通用技术规程[S].
[2]GB1499钢筋混凝土用热轧带肋钢筋[S].
1钢筋直螺纹连接技术的优点
1) 连接强度高, 且质量稳定可靠。由于滚压直螺纹连接丝头的加工只对钢筋的表面进行硬化, 丝头的加工对钢筋的延性影响不大, 通过大量的工程应用, 连接接头不会出现脆断的现象;接头通过了200万次疲劳试验, 抗疲劳性好。
2) 操作简单, 施工快捷。
3) 使用范围广, 适合各种方位的同、异直径钢筋的连接。适用于直径16~50mmHRB335、HRB400钢筋在任意方向同、异径的连接;对弯折钢筋、固定钢筋、钢筋笼等不能转动钢筋的场地也可方便地使用。
4) 钢筋的化学成分对连接质量没有影响。
5) 连接质量受人为因素影响小。接头强度不受扭紧力的影响, 丝扣松动或少拧入2~3扣, 均不会明显影响接头的强度, 排除了工人素质和测力工具对接头性能的影响。
6) 施工现场不受气候条件影响。
7) 耗电低, 节约能源。设备功率仅为3~4kW。
8) 无污染、无火灾及爆炸隐患, 施工安全可靠。
9) 综合经济效益好。
2钢筋直螺纹连接技术在工程中的应用
2.1钢筋直螺纹连接技术的工艺原理
将钢筋待连接部分剥肋滚压成螺纹, 利用连接套筒进行连接, 使钢筋丝头与连接套筒连成一体, 从而实现了等强度连接的目的。
2.2本工艺的劳动力组织
1) 加工丝头每台设备3人, 1人操作设备, 2人搬运钢筋。
2) 连接钢筋每组2~3人。
2.3本工艺的应用范围
1) 混凝土结构中要求充分发挥钢筋强度或对钢筋接头延性要求较高的部位, 须采用Ⅰ级或Ⅱ级接头, Ⅰ级接头能在结构任何部位中使用, 且接头的百分率可以不受限制 (有抗震要求设防的框架梁端、柱端钢筋加密区除外) 。该规定便于地下连续墙与水平钢筋的连接、滑模或提模施工中垂直构件与水平钢筋的连接、装配式结构接头处的钢筋连接、钢筋笼的对接、分段施工或新旧结构连接处的钢筋连接等。特别注意, 尽管规定允许必要时可以在同一连接区段实施100%钢筋连接, 但规程并不鼓励在同一连接区段实施100%钢筋连接。
2) 在混凝土结构中钢筋受力小或对接头延性要求不高的部位, 可以采用Ⅲ级接头。
3) 考虑到接头的构造特点, 禁止在接头处弯曲, 若需要在接头处弯曲成形, 一定要在接头端头以外10d处进行, 防止破坏接头的连接强度。若施工需要弯曲钢筋, 可先弯曲钢筋再连接, 接头选用单向或双向可调接头。
3工程分析与方案的选择
3.1工程概况
某原油储备工程, 为双盘式外浮顶储罐, 直径80m, 高度21.8m, 容量10×104m3整体环式基础, 单位荷重27t/m2。罐基础筏板、环墙为钢筋混凝土结构, 建筑面积单个5175.85m2。罐体中心直径为80m, 基础为成孔灌注桩, 垫层采用100厚C15混凝土, 筏板为600厚C30钢筋混凝土, 环墙为600厚C30钢筋混凝土, 环墙高度1320 (1670) mm。
3.2工程分析
1) 工程体量大, 用电量高, 钢筋加工量大;
2) 基础为环型结构, 钢筋为弧形, 钢筋规格Φ25、Φ28, 加工难度大;
3) 钢筋长度长 (伐板基础直径为80m) , 有部分弯曲钢筋连接;
4) 工期紧, 施工速度要求快。
3.3方案的比较与选择
大直径螺纹钢筋 (Φ25、Φ28、Φ32、Φ36) 在连接技术上, 原始做法是;搭接绑扎、手工电弧焊、闪光对焊、电渣压力焊等。近年来, 闪光对焊、电渣压力焊成为主要钢筋连接手段;而闪光对焊只能在地面上作业。但也存在一些其他条件的影响, 既对焊机焊接受到工地电源容量 (100kVA) 的影响和工人操作技能的影响, 导致焊接质量不容易控制。另外, 手工焊和电渣压力焊在高大建筑工程中的垂直钢筋的立焊连接中, 需要很长的电缆和很强的工作电流才能保证焊接质量。而且焊接速度受工作条件及电源条件的影响也很大。而钢筋剥肋滚压机的设备功率仅为3~4kW, 节约能源, 操作简单。施工现场的施工条件容易达到。
本工艺的技术经济分析:
1) 接头质量。由于丝头的加工是先将钢筋的横纵肋剥掉, 使滚压螺纹前钢筋柱体尺寸一致, 因此滚压出的螺纹精度高, 直径大小一致, 接头质量稳定性好。
2) 钢筋的连接。由于滚压直螺纹连接丝头的加工只对钢筋的表面进行硬化, 丝头的加工对钢筋的延性影响不大, 通过大量的工程应用, 连接接头不会出现脆断的现象, 适用于钢筋的连接。
3) 现场施工速度。由于钢筋丝头提前制作, 现场施工装配作业, 与焊接及挤压连接相比, 现场施工速度大大提高。
4) 丝头加工速度。由于剥肋、滚压螺纹两道工序使用一台设备一次装卡即可完成钢筋丝头的加工, 加工速度快, 一个丝头只需30-50s, 设备资金投入量少。
5) 耗电少, 不需专用配电, 无明火作业, 不污染环境和钢筋, 能全天候施工。
6) 钢筋安装、运输简单和快捷, 特别是超大型基础和环梁、含钢量大的框架, 施工进度、质量都有保证。
7) 钢筋连接的钢套筒平均8元/个, 加上丝头的加工费用约12元/个;《甘肃省建筑工程预算定额》预算价格是14.55元/个, 经济费用有结余。
8) 电弧焊、电渣压力焊、气压焊等检测的数量为300个接头取样一组 (3个) ;闪光对接焊检测的数量为300个接头取样一组 (6个) ;而机械连接检测的数量为500个接头取样一组 (3个) , 现场检验连续10个验收批抽样试件抗拉强度验收1次合格率为100%时, 验收批接头数量可以扩大1倍。对于接头数量大的工程, 检测费节省50%以上。
4效果分析
1) 接头经现场取样检测, 全部母材断裂, 接头达到Sa级;
2) 接头不受天气影响, 不受工人素质的局限, 质量易于控制, 比计划工期提前了10d。
3) 储罐水压试验检测, 充水48h沉降量最大为18mm, 满足设计、规范要求。
从以上分析可以看出钢筋直螺纹连接技术受条件限制少、质量价格综合指标好, 大大降低了工程成本, 创造了良好的经济效益, 比闪光对焊连接技术仅短时大功率发电机一项节约成本25%, 长大钢筋运输、安装节约成本8%。
5结束语
钢筋直螺纹接头, 不仅具有较高的连接强度, 同时也具有较好的抗疲劳性能。随着我国Ⅲ级钢筋的大量推广使用, 钢筋机械连接接头所占比例将逐渐增大, 而直螺纹连接技术是钢筋机械连接技术中的一种连接快捷、施工方便、成本低廉的新技术, 必将受到广大施工单位的青眛。因此, 钢筋直螺纹连接技术具有广阔的市场前景, 随着市场的不断开拓, 将取得显著的经济效益和社会效益。
摘要:钢筋直螺纹连接技术应用于石油化工工程的丙烯塔基础、急冷水塔、大型换热器框架等高大建、构筑物的大直径钢筋连接中, 解决了大直径及较长钢筋连接的技术难题, 取得了一定的经济效益和社会效益。
关键词:钢筋,剥肋滚压,直螺纹连接
参考文献
[1]高崇云.钢筋连接技术[M].江苏人民出版社, 2011.
[2]JGJ107-2010, 钢筋机械连接技术规程[S].
[3]林寿, 杨嗣信.钢筋连接技术[M].中国建筑工业出版社, 2011.
但在公路工程施工中, 尤其是桥梁桩基钢筋工程中竖向钢筋的连接中应用较少, 近年来此技术在此类施工中开始推广应用, 本论述就此技术在公路桥梁桩基工程中应用要点简单论述。
1 钢筋滚轧直螺纹连接技术的工艺原理及工艺流程
1.1 工艺原理
将钢筋连接部分剥肋滚压成螺纹, 利用连接套筒进行连接, 使钢筋丝头与连接套筒连成一体, 从而实现了等强度连接的目的。这种工艺能发挥母材强度, 接头试件破坏发生在母材, 而不在接头位置。
1.2 工艺流程
钢筋原料→切头→丝头加工→套保护帽→钢筋连接。
2 接头的性能等级和应用
(1) 滚轧直螺纹连接接头适用于混凝土工程结构中直径16~40mm的HRB335、HRB400级热轧带肋钢筋。
(2) 钢筋连接件的混凝土保护层厚度宜符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》 (GB50010) 中受力钢筋混凝土保护层最小厚度的规定, 且在接头套筒处保护层不得小于20mm, 连接件之间横向净距不宜小于25mm。
(3) 对滚轧直螺纹连接接头, 在接头长度区段内, 同一根钢筋不得有两个接头, 其中, 接头长度区段是指35d (d为被连接钢筋中的较大直径) 长度范围内, 对于桥梁工程中桩基竖向受力钢筋, 在接头长度区段内, 其接头的截面面积占总截面面积的50%。
3 施工准备
3.1 技术准备
凡参与接头施工的操作工人, 技术管理和质量管理人员, 均应参加技术培训;操作工人应经考核合格后持证上岗。
3.2 设备调试
(1) 根据所加工的钢筋规格、直径, 选用滚滚丝机型号;用调整试棒调整滚丝头内孔最小尺寸, 然后更换相应规格的涨刀环, 并调整好滚丝直径尺寸。
(2) 调整剥肋挡块及滚压行程开关位置, 保证剥肋及滚压螺纹的长度。并检查限位器是否灵敏。
(3) 打开润滑液开关, 保证水流能够平稳流出。
(4) 设备安装必须平稳, 机床主轴轴心线应处于水平位置。
4 套筒采购与检验
4.1 套筒采购
套筒采购时应采购正规生产厂家的产品, 采购时应注意一下几点:
(1) 连接套筒尺寸应满足产品设计要求。套筒的尺寸偏差应符合表1的要求。
(2) 连接套筒应按照产品设计图纸要求制造, 重要尺寸 (外径、长度) 及螺纹牙型、精度应经检验。
(3) 套筒内螺纹的公差带应满足GB/T197中6H级精度规定的要求。
(4) 连接套筒装箱前套筒应有保护帽, 套筒内不得混入杂物。
(5) 连接套筒上应标明生产厂家标志。
(6) 连接套筒的保护帽上应标志被连接钢筋的规格。
(7) 连接套筒及锁母在运输和储存过程中应妥善保护, 应按不同规格分别堆放整齐, 避免雨淋, 防止锈蚀、沾污或损伤。
4.2 套筒的现场检验
套筒采购进场时, 应进行现场检验。首先是外观质量检验, 套筒螺纹牙型应饱满, 套筒表面不得有裂纹, 表面及内螺纹不得有严重的锈蚀及其他肉眼可见的缺陷, 且筒内无铁屑及杂物。其次, 用专用的螺纹塞规检验螺纹尺寸, 塞规应能顺利旋入, 且旋入长度不得超过3p。
5 丝头加工与检验
5.1 丝头加工
(1) 钢筋下料之前首先检验钢筋的直径偏差是否满足要求, 如果偏差过大, 会造成钢筋剥肋后直径偏小或不圆整, 易出现加工的丝头出现秃牙、断牙现象, 影响连接接头强度。
(2) 钢筋下料时, 切口端面应与钢筋轴线垂直, 不得有马蹄形或挠曲, 端部不直应调直后下料, 否则影响丝头质量。更不得用热加工方法切断钢筋。
(3) 丝头加工时, 应采用水溶性切削润滑液;当气温低于0℃时, 应掺入15%~20%亚硝酸钠。不得用机油作润滑液或不加润滑液套丝。
(4) 钢筋丝头的螺纹应与连接套筒的螺纹相匹配, 公差带应符合GB/T197的要求。
(5) 在滚扎过程中, 每加工10个丝头要检查一次丝头尺寸及丝扣情况, 发现偏差必须及时调整滚丝机。钢筋的剥肋过程只允许进行一次, 不允许对已加工的丝头进行二次剥肋, 不合格的丝头必须切掉重新加工。
(6) 丝头加工完毕经检验合格后, 应立即带上丝头保护帽或拧上连接套筒, 防止装卸、搬运或者砼施工过程中污染、损坏丝头。加工完成后的丝头应按规格分类堆放整齐。
5.2 丝头检验
现场加工的丝头, 现场技术人员必须利用相应的检验量具对丝头螺纹牙型、丝头长度、螺纹直径进行检验。
另外, 加工工人应逐个目测检查丝头的加工质量, 每加工10个丝头应用环规检查一次, 踢出不合格丝头。
6 钢筋连接
(1) 连接钢筋时, 钢筋规格和连接套筒的规格应一致, 并确保钢筋和连接套筒的丝扣干净、完好无损。
(2) 必须用力矩扳手拧紧接头。力矩扳手的精度为±5%, 要求每半年用扭力仪检定一次。
(3) 连接钢筋时, 应对正轴线将钢筋拧入连接套筒内, 然后用力矩扳手拧紧。合格的接头应作上标记, 与未拧紧的接头区分开来, 以防有的钢筋接头漏拧, 不合格的立即纠正, 并认真作好现场记录。
(4) 质量检验与施工安装用的力矩扳手应分开使用, 不得混用。
(5) 钢筋连接接头的外观质量在施工时应逐个自检, 对于标准型接头连接套筒外应有外露有效螺纹, 且连接套筒单边外露有效螺纹不得超过2P。
7 施工注意事项
(1) 钢筋剥肋滚轧直螺纹连接技术是在公路工程施工中应用是一项新技术, 设备和套筒均是通过型式试验确定各自的参数, 自成一体, 应使用同一单位生产的设备和套筒, 要求设备和套筒配套使用, 以保证钢筋连接质量的稳定。
(2) 螺纹滚压加工应根据工程进度随制随用, 不易加工过早, 因钢筋在轧制过程中裸露的新鲜表面极易被锈蚀, 影响连接质量, 增加施工难度。
(3) 在雨期或长期堆放情况下, 应对丝头进行覆盖防锈。丝头、套筒和锁母在运输和存贮过程中应妥善保护, 避免雨淋、沾污、遭受机械损伤或散失。
(4) 连接质量控制要点:
(1) 钢筋连接后套筒两端处的外露丝扣不能太多, 也不能太少, 必须满足要求, 否则就不能保证钢筋两端互相顶紧贴合。
(2) 筒和钢筋相互旋合时, 应保证达到规定的拧紧力矩值。只要达到规定的力矩值, 使两丝 (下转49页) (上接108页) 头之间的间隙消除, 即可满足接头强度和变形的要求。拧紧力矩过大或不足, 对接头的连接均是不利的。
(5) 主要检测工具
(1) 、塞规, 套筒质量检验工具。分为止端螺纹塞规和通端螺纹塞规。
(2) 、环规, 丝头质量检验工具。分为端螺环规和通端螺纹环规。
(6) 钢筋滚轧直螺纹连接质量控制是一项十分重要的工作, 必须认真对待。对于在使用过程中控制不利的作业班组, 应追究相关人员的责任, 对于屡教不改的, 取消该班组使用此种施工工艺的权力。
(7) 对于滚压设备应进行定期的保养, 同时对剥肋刀口和滚丝刀口进行经常检查, 确保滚压螺纹质量。
8 结束语
钢筋滚轧直螺纹连接在公路桥梁工程桩基主筋连接施工中应用非常有效, 这种技术施工方便快捷, 不受环境气候影响, 无污染, 安全可靠, 设备简单, 投入少, 成本低, 节约资源。尤其是施工速度快, 螺纹加工提前制作, 现场装配作业, 螺纹牙型好, 精度高, 连接质量稳定可靠, 是一种值得推广的钢筋连接技术。
参考文献
[1]JTG/T F50-2011[S].公路桥涵施工技术规范.中交第一公路工程局有限公司.人民交通出版社, 2011.
[2]徐有邻, 吴晓星.滚扎直螺纹钢筋连接技术应用指南[M].北京:化学工业出版社, 2007.
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