江蘇某通信大樓工程高效鋼筋鋼筋綜合連接及無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用總結(jié)

高效鋼筋與鋼筋綜合連接及無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用總結(jié)一、工程概況****工程為一綜合性大樓，框架結(jié)構(gòu)，總建筑面積50224m2，主機房五層建筑物高度21.00米，主樓十二層建筑物高度為48.70米,局部為52.20米。本工程中梁、柱Ф28主筋均采用HRB400鋼筋（450噸），Ф28鋼筋采用滾壓直螺紋鋼筋連接（2239個），其余采用電渣壓力焊鋼筋連接（40606個），預(yù)應(yīng)力梁采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)（20噸）。二、高效鋼筋應(yīng)用技術(shù)1、材料特點HRB400級鋼筋鋼中化學(xué)元素C、P、S含量分別小于0.25%、0.05%、0.05%、碳當(dāng)量小于0.52%，其拉伸性能最小值見下表：直徑d/mm屈服強度抗拉強度伸長率冷彎彎心直徑反彎彎心直徑8～16420600143d4d18～25420600144d5d28～40400580145d6d說明：鋼筋的冷變變和反彎按表表規(guī)定的彎心心直徑彎曲，彎彎曲結(jié)果在鋼鋼筋表面不得得產(chǎn)生裂紋；；按抗震結(jié)構(gòu)構(gòu)的使用要求求，鋼筋屈服服強度上限不不超過5400N/mm22，鋼筋實際際強屈比不得得低于1.225。HRB400級鋼筋與普遍應(yīng)用的Ⅱ級鋼相比，具有以下優(yōu)點：⑴強度高、性能穩(wěn)定，并具有優(yōu)良的工藝性能，可適用各種施工工藝，綁扎后不易變形，易于成品保護。⑵由于鋼筋碳當(dāng)量低、焊接方便，焊接性能好。⑶建筑設(shè)計規(guī)范中鋼筋強度設(shè)計值由Ⅱ級鋼的310Mpa提高到360Mpa，增加了建筑物的安全儲備，有顯著的社會經(jīng)濟效益。⑷解決了20mnsiHRB335鋼筋強度低，排線密（配筋多、間隙?。┑娜秉c，方便了混凝土的澆搗施工，提高了混凝土的質(zhì)量。⑸可在加工廠預(yù)先制作減少現(xiàn)場用工和堆放場地要求，便于文明施工。2、材料的進場、驗收⑴鋼筋進場后，必須架空堆放好，并做好標(biāo)識，防止銹蝕和污染。已成型的鋼筋及產(chǎn)品、半成品分不同品種、規(guī)格、形狀逐一掛牌，標(biāo)明其名稱、規(guī)格、數(shù)量及使用部位。⑵按60噸做一次復(fù)檢，并要求供應(yīng)方提供下列質(zhì)保資料：①提供鋼筋生產(chǎn)廠家出具的原始質(zhì)保書和復(fù)檢報告復(fù)印件。②提供鋼筋質(zhì)量檢驗結(jié)果和力學(xué)性能檢驗結(jié)果質(zhì)保書。⑶外觀檢查：鋼筋應(yīng)平直、無損傷，表面不得有裂紋、油污、顆粒狀或片狀老銹。⑷力學(xué)性能檢驗：對所有應(yīng)用到工程上的HRB400級Ф28鋼筋，每次按檢驗批取樣送檢，其結(jié)果抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值在400～570Mpa之間，滿足規(guī)定的要求。3、施工質(zhì)量控制⑴HRB400級鋼筋施工①本工程所用HRB400級鋼筋各項指標(biāo)要符合國家規(guī)范要求，鋼筋均有產(chǎn)品合格證、質(zhì)量保證書，同時做物理性能抽檢試驗，合格后方可使用。鋼筋表面要潔凈無損、鐵銹等污物應(yīng)在使用前清理干凈。②鋼筋加工過程中如發(fā)現(xiàn)脆斷、焊接不良，機械性能異常的情況，應(yīng)及時抽樣做理化分析及專項檢測。③鋼筋的焊接應(yīng)先做班前焊件試驗，每批鋼筋的焊接接頭中應(yīng)按規(guī)定抽取一定數(shù)量的試樣進行抗拉強度和冷彎試驗，其機械性能必須符合《鋼筋焊接驗收規(guī)范》中有關(guān)規(guī)定。④各結(jié)構(gòu)部位必須按設(shè)計規(guī)定的保護層厚度放置墊塊。⑤鋼筋的規(guī)格、數(shù)量、形狀、尺寸、搭接部位及長度均應(yīng)滿足施工圖紙及施工規(guī)范要求。鋼筋如需代換，必須辦理正式手續(xù)，經(jīng)業(yè)主、調(diào)劑單位、監(jiān)理單位認可同意后進行。⑥為使配置出的鋼筋和箍筋的平整，使誤差控制在要求的范圍內(nèi)，首先嚴把配置材料關(guān)，派有經(jīng)驗的人員負責(zé)，實行定期和不定期的抽查。⑵工種之間的配合，保證鋼筋的位置準(zhǔn)確混凝土澆搗過程中應(yīng)采取措施，盡量不碰鋼筋，嚴禁碰壓、踩踏鋼筋和直接頂撬鋼筋。有關(guān)工種要安排專人在現(xiàn)場，鋼筋工、木工各負其責(zé)，當(dāng)發(fā)生異常情況時，隨時可矯正鋼筋和模板位置。⑶成品保護①對豎向結(jié)構(gòu)的鋼筋和管線宜用架子臨時支撐好，以免其任意歪斜造成鋼筋偏位，施工人員不準(zhǔn)在豎向結(jié)構(gòu)的鋼筋上攀爬。②不準(zhǔn)在已綁扎好的鋼筋上堆放物料，同時注意雨蓬、挑檐、陽臺等懸臂薄板結(jié)構(gòu)鋼筋不得踩下，以免影響結(jié)構(gòu)質(zhì)量和使用安全。③模板支撐應(yīng)搭設(shè)腳手板施工，嚴禁踩在已施工好的鋼筋上。④混凝土澆筑時，鋼筋工要配合看護鋼筋，以保證鋼筋不變形。3、經(jīng)濟、社會效益分析⑴本工程使用HRB400級Ф28鋼筋共450噸，進價3820元/噸，共開支172萬元，如不應(yīng)用HRB400級鋼筋，仍使用傳統(tǒng)普通HRB335級Ф28鋼筋，則需要投入490噸鋼筋，按市場價3700元/噸計算，需投資181萬元，按照這樣的計算結(jié)果，實際節(jié)省建筑鋼材40噸節(jié)省投資9萬余元。⑵由于HRB400級鋼筋的剛度大，易于綁扎固定，踩踏不易變形，保證了鋼筋的有效位置，成活后的鋼筋表面清潔、干凈，觀感舒展，工程質(zhì)量得到業(yè)主與監(jiān)理等單位的充分肯定。因此本工程在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中使用HRB400級鋼筋后，不僅節(jié)省了鋼材資源的消耗，而且減少了投資，具有明顯的經(jīng)濟和社會效益。4、應(yīng)用體會HRB400鋼筋由于其強度較Ⅱ級鋼提高20%左右，如在梁柱中使用將加大鋼筋的間隙，方便混凝土澆筑施工，提高混凝土的密度質(zhì)量，同時能降低工程造價，有良好的發(fā)展空間。三、滾壓直螺紋鋼筋連接技術(shù)1、連接特點滾壓直螺紋鋼筋連接適用于一切抗震設(shè)防和非抗震設(shè)防的混凝土結(jié)構(gòu)工程，尤其適用于要求充分發(fā)揮鋼筋強度和延性的重要結(jié)構(gòu)，其工藝簡單、施工速度快、勞動強度低、接頭質(zhì)量可靠、可全天候施工、節(jié)省鋼材、降低成本、施工安全等。2、工藝原理滾壓直螺紋鋼筋連接原理為：兩根待接鋼筋插入一個連接專用套筒管內(nèi)，在常溫下，用帶有半形內(nèi)膜的測壓式鋼筋連接機沿徑向擠壓套筒，使之產(chǎn)生塑性變形，經(jīng)擠壓變形后的鋼套筒與被連接鋼筋縱、橫肋產(chǎn)生的機械咬合成為整體的鋼筋連接方法。3、工藝流程鋼筋端頭檢查及處理（切除彎曲較大的頭子，磨光毛邊、毛刺、試套，劃搭接長度標(biāo)記）→檢查機具→油壓表進行精確標(biāo)定→第一次壓接→第二次壓接→檢查。4、質(zhì)量控制與檢查⑴滾壓直螺紋鋼筋連接應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》（GB1499）的要求及《鋼筋混凝土用余熱處理鋼筋》（GB13014）的要求⑵套管與鎖母材料應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)炭素結(jié)構(gòu)鋼筋或合金結(jié)構(gòu)鋼，其材盾應(yīng)符合GB699規(guī)定⑶操作工人固定，并對操作人員、技術(shù)管理人員、質(zhì)量管理人員事前進行技術(shù)培訓(xùn)，操作人員經(jīng)考核合格，持證上崗。⑷鋼筋端部應(yīng)先調(diào)直再下料，切口端面應(yīng)與鋼筋軸線垂直，不得有馬蹄形或撓曲，不得用氣割下料。⑸鋼筋絲紋與連接套的絲紋應(yīng)完好無損，如發(fā)現(xiàn)絲紋表面雜制裁，應(yīng)予清除。端頭螺紋及套筒工藝參數(shù)見表一、表二、表三。鋼筋端頭螺紋滾軋加工尺寸（mm）表一螺紋鋼筋公稱直徑徑161820222528323640螺紋長度222426283035404045中徑15.717.719.721.724.427.431.135.139.1小徑14.816.818.820.823.326.329.833.837.8連接套規(guī)格尺寸（mm）表二螺紋鋼筋公稱直徑徑161820222528323640螺紋外徑283031343744495459螺紋內(nèi)徑1517192123.526.5303438接套長度454852556065708090連接套螺紋規(guī)格尺寸（mm）表三螺紋鋼筋公稱直徑徑161820222528323640滾軋直螺紋代號M17M19M21M23M26M29M33M37M41螺距22222.52.5333中徑15.717.719.721.724.427.431.135.139.1小徑14.816.818.820.823.326.329.833.837.8⑹安裝時首先把連接套的一端安裝在基本鋼筋的端頭上用管鉗板手將其擰緊到位，然后導(dǎo)向?qū)χ袏A緊連接套，將待接鋼筋通過導(dǎo)向夾鉗中孔對中，擰入接套內(nèi)擰緊到位，完成連接。卸下工具隨時檢驗，不合格的立即糾正，合格的在接套上涂上已檢的符號。⑺應(yīng)用直螺紋連接時，先由技術(shù)單位提交有效的型式檢驗報告與套筒出廠合格證，現(xiàn)場檢驗，一般只進行接頭外觀檢查和單向拉伸試驗。⑻取樣數(shù)量的同批條件為：材料、等級、規(guī)格、型式施工條件相同，批的數(shù)量為500個接頭，不足此數(shù)量的也作為一個驗收批。⑼對每一個驗收批，應(yīng)隨即抽取10%的擠壓接頭外觀檢查。⑽抽取3個試驗作單向拉伸試驗，在現(xiàn)場檢驗合格的基礎(chǔ)上，連續(xù)10個驗收批單向拉伸試驗合格率為100%時，可以擴大驗收批所代表的接頭數(shù)量的一倍，單向拉伸試驗：3個接頭試樣強度應(yīng)大于0.9倍鋼筋實際抗拉強度，如有一個試樣抗拉強度不合格，則加倍進行復(fù)檢。⑾受力鋼筋的混凝土保護層最小厚度和鋼筋間距除應(yīng)滿足《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GBJ10-89）的規(guī)定外，連接套筒的混凝土保護層不得小于15mm。連接套筒現(xiàn)鋼筋之間或連接套筒之間的凈距不得小于25mm。5、經(jīng)濟、社會效益分析⑴采用滾壓直螺紋連接可以節(jié)省鋼筋，具有明顯的經(jīng)濟效益。本工程Ф28鋼筋滾壓直螺紋連接接頭2239個，價格按7.5元/個計算，計1.6萬余元，而采用綁扎搭接的方式，則需鋼筋13噸多，以Ф28鋼筋市場價格3700元/噸計算，需要投資4.8萬余元，按照這樣計算，實際節(jié)約成本3.2萬余元。⑵滾壓直螺紋連接接頭有優(yōu)良的抗疲勞性能和抗低溫性能，滿足了規(guī)范要求，保證了結(jié)構(gòu)的安全和抗震性能，具有巨大的社會效益。6、應(yīng)用體會采用滾壓直螺紋連接，解決和緩和了底板、梁、柱中鋼筋搭接處鋼筋過密，擺置不下的矛盾，有利于澆筑砼的施工，加快施工速度，確保工程進度，同時還能節(jié)省大量的鋼筋。四、電渣壓力焊鋼筋連接技術(shù)1、連接特點電渣壓力焊鋼筋連接技術(shù)適用于工業(yè)與民用建筑現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中直徑14～40mm的Ⅰ～Ⅱ級豎向或斜向鋼筋，具有施焊速度快、操作簡單、接頭質(zhì)量可靠、節(jié)省鋼材降低成本、施工安全等特點。2、工藝原理電渣壓力焊是利用焊接電流通過兩根待對接的豎向鋼筋端面間隙產(chǎn)生電弧，形成熔池，經(jīng)前期較長時間的電弧過程轉(zhuǎn)變?yōu)楹笃诘碾娫^程，加壓形成焊接接頭的一種壓焊工藝。鋼筋電渣壓力焊工藝過程中可分解為四個階段。即引弧過程、電弧過程、電渣過程、頂壓過程。3、工藝流程檢查設(shè)備、電源→鋼筋端頭制備→選擇焊接參數(shù)→在待接長的鋼筋上安裝焊接夾具→放入接長鋼筋固定焊接夾具→安放焊劑灌、填裝焊劑→接通電源、引弧→電弧、電渣→頂壓、切斷電源→保溫、收集剩余焊劑、拆除焊接夾具→清除熔渣→質(zhì)量檢查。4、質(zhì)量控制與檢查⑴鋼筋：鋼筋的級別、直徑必須符合設(shè)計要求，有出廠證明書及復(fù)試報告單。進口鋼筋還應(yīng)有化學(xué)復(fù)試單，其化學(xué)成分應(yīng)滿足焊接要求，并應(yīng)有可焊性試驗。⑵焊劑①焊劑的性能應(yīng)符合GB5293碳素鋼埋弧焊用焊劑的規(guī)定。焊劑型號為HJ401,常用的為熔煉型高錳高硅低氟焊劑或中錳高硅低氟焊劑。②焊劑應(yīng)存放在干燥的庫房內(nèi)，防止受潮。如受潮，使用前須經(jīng)250～300℃烘焙2h。③使用中回收的焊劑，應(yīng)除去熔渣和雜物，并應(yīng)與新焊劑混合均勻后使用。④焊劑應(yīng)有出廠合格證。⑶作業(yè)條件①焊接夾具應(yīng)有足夠的剛度，在最大允許荷載下應(yīng)移動靈活，操作方便。焊劑罐的直徑與所焊鋼筋直徑相適應(yīng)，不致在焊接過程中燒壞。電壓表、時間顯示器應(yīng)配備齊全，以便操作者準(zhǔn)確掌握各項焊接參數(shù)。②電源應(yīng)符合要求。當(dāng)電源電壓下降大于5%，則不宜進行焊接。③作業(yè)場地應(yīng)有安全防護措施，制定和執(zhí)行安全技術(shù)措施，加強焊工的勞動保護，防止發(fā)生燒傷、觸電、火災(zāi)、爆炸以及燒壞機器等事故。④注意接頭位置，注意同一區(qū)段內(nèi)有接頭鋼筋截面面積的百分比，不符合《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》有關(guān)條款的規(guī)定時，要調(diào)整接頭位置后才能施焊。⑤焊工必須持有有效的焊工考試合格證。⑷鋼筋端頭制備：鋼筋安裝之前，焊接部位和電極鉗口接觸的（150mm區(qū)段內(nèi)）鋼筋表面上的銹斑、油污、雜物等，應(yīng)清除干凈，鋼筋端都若有彎折、扭曲，應(yīng)予以矯直或切除，但不得用錘擊矯直。⑸安裝焊接夾具和鋼筋：夾具的下鉗口應(yīng)夾緊于下鋼筋端部的適當(dāng)位置，一般為1/2焊劑罐高度偏下5～10mm，以確保焊接處的焊劑有足夠的淹埋深度，鋼筋一經(jīng)夾緊，嚴防晃動，以免上下鋼筋錯位和夾具變形。⑹試焊、作試件、確定焊接參數(shù)：在正式進行鋼筋電渣壓力焊之前，必須按照選擇的焊接參數(shù)進行試焊并作試件送試，以便確定合理的焊接參數(shù)。合格后，方可正式生產(chǎn)。當(dāng)采用半自動、自動控制焊接設(shè)備時，應(yīng)按照確定的參數(shù)設(shè)定好設(shè)備的各項控制數(shù)據(jù)，以確保焊接接頭質(zhì)量可靠。⑺選擇焊接參數(shù)：鋼筋電渣壓力焊的焊接參數(shù)主要包括焊接電流、焊接電壓和焊接通電時間，參見表四。鋼筋電渣壓力焊焊接參數(shù)表四鋼筋直徑(mm))電流(A)焊接電壓(V)焊接通電時間(ss)電弧過程電渣過程電弧過程電渣過程16200～25040～4522～2714418250～30040～4522～2715520300～35040～4522～2717522350～40040～4522～2718625400～45040～4522～2721628500～55040～4522～2724632600～65040～4522～2727736700～75040～4522～2730840850～90040～4522～27339⑻施焊操作要點①閉合回路、引弧：通過操縱桿或操縱盒上的開關(guān)，先后接通焊機的焊接電流回路和電源的輸入回路，在鋼筋端面之間引燃電弧，開始焊接。②電弧過程：引燃電弧后，應(yīng)控制電壓值。借助操縱桿使上下鋼筋端面之間保持一定的間距，進行電弧過程的延時，使焊劑不斷熔化而形成必要深度的渣池。③電渣過程：隨后逐漸下送鋼筋，使上鋼筋端都插入渣池，電弧熄滅，進入電渣過程的延時，使鋼筋全斷面加速熔化。④擠壓斷電：電渣過程結(jié)束，迅速下送上鋼筋，使其端面與下鋼筋端面相互接觸，趁熱排除熔渣和熔化金屬。同時切斷焊接電源。⑤接頭焊畢，應(yīng)停歇20～30s后（在寒冷地區(qū)施焊時，停歇時間應(yīng)適當(dāng)延長），才可回收焊劑和卸下焊接夾具。⑼質(zhì)量檢查：在鋼筋電渣壓力焊的焊接生產(chǎn)中，焊工應(yīng)認真進行自檢，若發(fā)現(xiàn)偏心、彎折、燒傷、焊包不飽滿等焊接缺陷，應(yīng)切除接頭重焊，并查找原因，及時消除。切除接頭時，應(yīng)切除熱影響區(qū)的鋼筋，即離焊縫中心約為1.1倍鋼筋直徑的長度范圍內(nèi)的部分應(yīng)切除。⑽取樣數(shù)量：鋼筋電渣壓力焊接頭的外觀質(zhì)量檢查應(yīng)逐個進行檢驗。強度檢驗時，從每批成品中切取三個試樣進行拉伸試驗。每一樓層300個電渣壓力焊接頭（同鋼筋級別、同鋼筋直徑）作為一批（或樓層電渣壓力焊接頭不足300個接頭時，同級別、同直徑仍作為一批）。5、經(jīng)濟、社會效益⑴本工程共計電渣壓力焊鋼筋連接接頭40606個，價格按2.5元/個計算，計10萬余元，而采用綁扎搭接的方式，則需鋼筋128噸多，以市場3300元/噸計算，需要投資42萬余元，按照這樣計算，實際節(jié)約成本32萬余元。⑵電渣壓力焊連接接頭可以節(jié)省大量鋼筋，具有明顯的經(jīng)濟效益，而且能還提高工程的施工質(zhì)量，具有巨大的社會效益。6、應(yīng)用體會根據(jù)統(tǒng)計鋼筋電渣壓力焊與綁扎接頭相比較，可以節(jié)省鋼筋接頭搭接量的95%以上；節(jié)省鋼筋用量的8%以上，與搭接焊接接頭相比可以節(jié)約鋼筋接頭搭接量的90%以上。五、無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力成套技術(shù)1、無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力梁設(shè)計特點本工程YKL-5預(yù)應(yīng)力梁混凝土強度等級為C40，預(yù)應(yīng)力筋采用1860N/MM2的低松弛鋼絞線Ф15.2，張拉控制應(yīng)力0.7fptk，砼強度達90%設(shè)計強度時方可預(yù)應(yīng)力筋進行張拉，波紋管每束6、7根采用Ф70MM，每束8、9根采用Ф80MM，預(yù)應(yīng)力筋曲線為二次拋物線，張拉端OVM型采用夾片錨，固定端采用擠壓錨（均含配套螺旋筋），錨具類型為Ⅰ類。辦公樓部分YKL-F、G、H和YKL-Ey、Dy預(yù)應(yīng)力梁混凝土強度等級為C40，預(yù)應(yīng)力筋采用1860N/MM2的低松弛鋼絞線Ф15.2，張拉控制應(yīng)力0.7fptk，張拉端采用OVM型夾片錨，固定端采用擠壓錨（均含配套螺旋筋）。2、無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系及技術(shù)參數(shù)⑴預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用優(yōu)質(zhì)高強度低松弛鋼絞線，其鋼絞線符合ASTMA146-90d標(biāo)準(zhǔn)要求。主要參數(shù)見下表鋼絞線主要參數(shù)級別標(biāo)準(zhǔn)直徑標(biāo)準(zhǔn)斷面積標(biāo)準(zhǔn)重量破壞負荷力屈服荷載最少伸長率100h最大松弛弛70%80%186015.241401.102260.7234.693.52.53.5⑵錨固體系單筒夾片錨和擠壓錨采用OVM15-1及15P錨具及配套的錨墊和螺旋筋，錨具符合JGJ85092規(guī)程要求，其主要參數(shù)見下表錨具主要參數(shù)（單位：mm）型號錨具錨墊板螺旋筋外徑厚度長度墊板厚螺徑筋徑長度OVM15-1?46488012?70?6.5200OVM15P?31708012?70?6.52003、工藝原理及工藝流程⑴工藝原理：無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土利用無粘結(jié)筋與周圍混凝土不粘結(jié)的特性，施工時不需要留孔、穿筋、灌漿等繁雜費工的工藝，而是把制作好的無粘結(jié)筋在澆筑混凝土之前，同非預(yù)應(yīng)力筋同時安放在模板內(nèi)，然后澆筑混凝土，待混凝土達到設(shè)計要求后，利用無粘結(jié)筋在塑料套內(nèi)可作縱向滑動的特點，進行張拉錨固，借助兩端錨具，進行張拉，達到對結(jié)構(gòu)建立起預(yù)應(yīng)力的效果。⑵