鋼筋直螺紋機械連接技術(shù)在工程上應(yīng)用論文

鋼筋直螺紋機械連接技術(shù)在工程上應(yīng)用【摘要】結(jié)合礦坑生態(tài)修復(fù)利用工程-五星級酒店工程鋼筋直螺紋機械連接技術(shù)應(yīng)用實際情況，具體介紹了鋼筋直螺紋連接技術(shù)的施工工藝及質(zhì)量控制要點，并說明鋼筋直螺紋連接技術(shù)比其他鋼筋連接有較好的經(jīng)濟效益，證明了該項技術(shù)的實用性及優(yōu)越性，是一種在建筑工程應(yīng)用中值得推廣的新型鋼筋連接技術(shù)。機械連接是通過鋼筋與連接件的機械咬合作用或鋼筋端面的承壓作用，將一根鋼筋中的力傳遞至另一根鋼筋的連接方法。鋼筋機械連接技術(shù)是一項新型鋼筋連接工藝，被稱為繼綁扎、電焊之后的“第三代鋼筋接頭”。鋼筋直螺紋套筒連接是機械連接中的一種，是將鋼筋連接端頭采用專用滾軋設(shè)備和工藝，通過滾絲輪直接將鋼筋端頭滾軋成直螺紋，并用相應(yīng)的連接套筒將兩根待連接鋼筋連接成一體的鋼筋連接。隨著我國建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程施工中，鋼筋連接技術(shù)也在不斷地改進和完善，鋼筋直螺紋機械連接技術(shù)是近年建設(shè)業(yè)十項新技術(shù)重點推廣項目之一，直螺紋機械連接優(yōu)勢在于：接頭連接強度高，絲頭制作簡單，安裝方便，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，不受環(huán)境、氣候的影響，施工無污染，安全可靠，接頭綜合成本低，而且在較發(fā)達地區(qū)，機械連接已基本取代了現(xiàn)場手工焊接，是國內(nèi)外一致認可的質(zhì)量可靠的鋼筋連接技術(shù)，正越來越多地被應(yīng)用于工程施工中。2工程概況本工程位于長沙市坪塘大道與清風(fēng)路交界處，建筑面積約6.3萬平米，地下2層，地上23層，為鋼外框柱-混凝土核心筒體系，建筑高度約100m，由于本工程地梁、柱、框架梁及核心筒承臺大直徑鋼筋間距較密，使用傳統(tǒng)焊接工藝不方便施工，質(zhì)量不好控制，因此20～32的鋼筋連接均采用直螺紋套管連接。在提高施工工藝和施工質(zhì)量，同時提高工作效率和節(jié)約施工成本，增加施工科技含量。3關(guān)鍵施工技術(shù)與工藝3.1鋼筋直螺紋加工前工藝評定流程現(xiàn)場鋼筋母材檢驗→鋼筋端部平頭→初選連接參數(shù)→直接滾軋螺紋→直螺紋扣絲檢驗→套筒連接→送檢→確定連接接頭性能等級、咬合絲扣數(shù)。3.1.1母材檢驗鋼筋母材進場時，應(yīng)附有合格證及質(zhì)量證明書。在現(xiàn)場監(jiān)理的監(jiān)督下進行隨機取樣并送檢，合格后方可投入使用。3.1.2鋼筋端部平頭用切斷機切6根長250mm的鋼筋，將需要滾絲的一頭端部切平，保證端頭無彎折，扭曲。3.1.3初選連接參數(shù)根據(jù)設(shè)計要求進行接頭性能等級評定、根據(jù)套筒的型式報告確定鋼筋端頭加工絲扣長度及扣數(shù)。3.1.4滾軋螺紋將需要滾軋的鋼筋按要求固定在鋼筋滾軋直螺紋套絲機上，根據(jù)設(shè)備使用說明、操作規(guī)程及預(yù)先選定的絲扣數(shù)進行滾軋加工。3.1.5直螺紋絲扣檢驗滾軋成型的絲扣螺紋飽滿，表面光潔，不粗糙，螺紋直徑大小一致，螺紋長度，公差直徑符合規(guī)范要求。3.1.6套筒連接用管鉗將加工好的鋼筋與套筒擰緊，鋼筋與套筒咬合絲扣，絲扣外漏不多于2扣。3.1.7連接件送檢加工好的試件共一組，每組三個，經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理、甲方認可后，連同試件原材送試驗室檢驗連接接頭強度等級是否滿足設(shè)計要求，倘若滿足要求方可在施工現(xiàn)場進行批量加工，否則重新進行評定，評定過程見圖1、2、3。3.2鋼筋直螺紋機械連接加工工藝流程鋼筋下料→切頭檢查→機械加工套絲→絲頭檢查→檢查合格、絲頭加保護套3.2.1鋼筋下料、檢查所加工的鋼筋應(yīng)先調(diào)直后再下料，用砂輪機切斷，鋼筋切口端面應(yīng)與鋼筋軸線垂直，以保證切口面的質(zhì)量。切割后鋼筋端頭不得有撓曲、馬蹄形現(xiàn)象，鋼筋端頭不得有油污、鐵銹。鋼筋端頭切平的目的是為了使擰緊后能讓兩個絲頭對頂，更好的消除螺紋間隙。3.2.2機械加工套絲（1）加工前的準(zhǔn)備：機床接地良好；冷卻液箱中，加足水溶性冷卻液（嚴禁加油性冷卻液）；操作前進行空車試轉(zhuǎn)，檢查機器是否良好。（2）加工前的調(diào)整：①根據(jù)所加工鋼筋的直徑，調(diào)動定位盤與加工鋼筋的直徑相適應(yīng)。調(diào)換滾絲輪的同時，調(diào)換與滾絲輪螺距相適應(yīng)的墊圈，以保證螺距的正確性。②滾絲輪與加工直徑相適應(yīng)后，將與鋼筋相適應(yīng)的對刀棒插入滾軋頭中心，調(diào)整滾絲輪使之與對刀棒相接觸，抽出對刀棒，擰緊螺釘，壓緊齒圈，使之不得移動。③根據(jù)所加工鋼筋直徑，調(diào)整剝肋行程。用擋鐵定位控制絲頭長度，加工不同規(guī)格的鋼筋使用不同長度的擋鐵，保證剝肋長度達到要求值。剝肋長度與鋼筋規(guī)格的關(guān)系見下表3：（3）工件安裝：將待加工的鋼筋卡在定心鉗口上，伸出長度應(yīng)與起始位置的滾軋頭剝肋刀體端面對齊，然后扳動手柄夾緊。（4）操作過程：接通電源，打開冷卻水閥門，按下正轉(zhuǎn)啟動按鈕，即可轉(zhuǎn)動進給手柄，向工件方向進給實現(xiàn)剝肋，當(dāng)剝肋長度達到要求時，剝肋刀自動漲開，轉(zhuǎn)動手柄繼續(xù)進給，即可實現(xiàn)滾軋螺紋，當(dāng)滾絲輪與鋼筋接觸時一定要用力，并使主軸旋轉(zhuǎn)一周，軸向進一個螺距長度，當(dāng)進到一定程度后，即可實現(xiàn)自動進給，直到整個滾軋過程完成后自動停車，然后自動反轉(zhuǎn)，即可實現(xiàn)自動退刀。3.2.3絲頭檢查（1）加工絲扣的牙形，螺紋必須與連接套的牙形、螺距一致，有效絲扣內(nèi)的禿牙部分累計長度小于一扣周長的1/2。（2）操作人員應(yīng)按要求檢查絲頭的加工質(zhì)量，每加工10個絲頭用環(huán)通、止規(guī)檢查一次，螺紋環(huán)通規(guī)能順利旋入螺紋，螺紋環(huán)止規(guī)允許旋入量不應(yīng)超過3P（P為螺距）。（3）絲頭長度：采用卡尺或?qū)Ｓ昧烤哌M行檢驗，要求絲扣長度滿足表3中數(shù)據(jù)要求。（4）經(jīng)自檢合格的絲頭，應(yīng)由質(zhì)檢員隨機抽樣進行檢驗，以一個工作班內(nèi)生產(chǎn)的絲頭為一個驗收批，隨機抽檢10%，且不得少于10個，并及時填寫鋼筋絲頭檢驗紀錄表。當(dāng)合格率小于95%時，應(yīng)加倍抽檢，復(fù)檢中合格率仍小于95%時，應(yīng)對全部鋼筋絲頭逐個進行檢驗，并切去不合格絲頭，查明原因后切頭重新加工螺紋。3.3直螺紋機械連接安裝工藝流程取掉保護冒→安裝鋼筋一端套筒→鋼筋另一端直螺紋連接→接頭檢查、標(biāo)識→箍筋綁扎、拉鉤3.3.1套筒檢查連接鋼筋時，套筒供貨廠家已提交了由國家建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢測中心出示的型式檢驗報告。鋼筋規(guī)格和套筒的規(guī)格必須一致，鋼筋螺紋的型式、螺距、螺紋外徑和套筒匹配。并確保鋼筋和套筒的絲扣應(yīng)干凈、完好無損，用通、止規(guī)檢查，檢查方法與絲頭檢查類似。3.3.2套筒與鋼筋連接鋼筋直螺紋接頭的連接，應(yīng)用管鉗或扳手進行施工。連接鋼筋時，應(yīng)對準(zhǔn)軸線將鋼筋擰入套筒。3.3.3連接件外觀檢查接頭拼接完成后，應(yīng)使兩個絲頭在套筒中央位置互相頂緊，套筒每端不得有兩扣以上的完整絲扣外露。3.3.4連接件最終檢查鋼筋擰緊后采用扭力扳手進行擰緊力矩值檢查，扭力扳手直至發(fā)出響聲，檢查合格后在其端頭邊上標(biāo)上紅油漆，并做好書面檢測記錄。4關(guān)鍵質(zhì)量控制點4.1鋼筋加工質(zhì)量控制點4.1.1鋼筋原材料的檢驗鋼筋原材料強度、套筒質(zhì)量必須滿足設(shè)計及規(guī)范要求，鋼筋直徑偏差必須在允許范圍內(nèi)，如有過大的偏差，會造成剝肋后直徑偏小或不完整，易出現(xiàn)加工的絲頭有禿牙、斷牙現(xiàn)象，影響接頭的強度，套筒進場驗收見表1。4.1.2螺尾的平滑過渡螺尾過渡段的質(zhì)量好壞直接決定著接頭的抗拉強度。在加工中需要注意的是，對于過渡段的要求是均勻過渡，而且過渡段也不能太長，一般掌握在1～2個螺距左右即可。這就要求操作者在加工鋼筋絲頭時要注意剝肋刀片的磨損情況，在刀片的前段的切削刃是有一定傾斜角度的，在刀片修磨時要保持該角度。4.1.3牙頂寬度及牙型質(zhì)量在加工時由于鋼筋問題或剝肋刀變鈍導(dǎo)致牙頂寬度不符合規(guī)定。有效螺紋數(shù)量及長度檢查見表2，牙頂寬度大于0.3P的不完整螺紋累計長度不得超過2個螺紋周長，該絲頭才能判定為合格。當(dāng)剝肋刀片太鈍或者滾絲輪使用時間過長后，加工出的螺紋絲頭可能出現(xiàn)牙型不飽滿的情況（偏瘦，牙頂鋒利），如果用螺紋環(huán)規(guī)測試，可能結(jié)果是合格的（螺紋中徑合格），但這種螺紋所能承受的力量將打折扣，實際抗拉強度將降低。表1：直螺紋套筒進場質(zhì)量驗收記錄表表，2：現(xiàn)場鋼筋絲頭加工質(zhì)量驗收記錄表4.2鋼筋安裝質(zhì)量控制點4.2.1鋼筋端面切平在加工時對鋼筋端面切平不到位或不進行切平，有些施工人員認為對連接質(zhì)量沒有多大影響，而且還能省掉切頭的成本。但兩根鋼筋的連接是靠鋼筋端面相互頂緊，產(chǎn)生一定的預(yù)緊力消除了螺紋間隙來實現(xiàn)接頭的牢固。鋼筋在沒有用無齒鋸切平端面的情況下，其端面在相互頂緊時由于表面不平整而相互卡住，不能使之在套筒內(nèi)頂緊從而消除螺紋間隙，直接后果就是被連接的鋼筋沒有真正連接牢固，當(dāng)受到外界較大力作用時，其螺紋間隙就會表現(xiàn)出來，此時接頭的變形性能將嚴重不合格，后果可能是出現(xiàn)混凝土裂紋等問題。4.2.2安裝絲扣外露長度在JG163-2004行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定“鋼筋連接完畢后，標(biāo)準(zhǔn)型接頭連接套筒外應(yīng)有外露有效螺紋，且連接套簡單邊外露有效螺紋不得超過2P”。首先，沒有螺紋外露在連接施工完成后檢查時就不能判斷絲頭長度，因為此時的絲頭已經(jīng)在套筒內(nèi)部，不易進行判斷。其次，鋼筋的正確連接需要將鋼筋絲頭端面頂緊，以消除螺紋間隙使連接可靠。無螺紋外露時，即使擰緊力矩達到規(guī)定值，但是我們無法判斷鋼筋絲頭是否在套筒內(nèi)相互頂緊，與連接套筒的配合間隙是否已經(jīng)消除。另外，標(biāo)準(zhǔn)還要求外露有效螺紋不得超過2P。做出這條規(guī)定的原因是在型式試驗中發(fā)現(xiàn)，滾軋直螺紋的絲桿強度如果沒有與套筒內(nèi)螺紋咬合，則其抗拉強度隨著長度的增加而迅速下降?，F(xiàn)場直螺紋鋼筋接頭擰緊力矩值見表3。4.2.3鋼筋接頭強度檢驗鋼筋接頭強度必須達到同類型鋼材強度值，接頭的現(xiàn)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、同形式、同規(guī)格接頭，以500個為一個驗收批進行檢驗與驗收，不足500個也作為一個驗收批。對每一驗收批，應(yīng)在工程結(jié)構(gòu)中隨機抽取3個試件做單向拉伸試驗。當(dāng)3個試件抗拉強度均不小于設(shè)計的強度要求時，該驗收批判為合格。如有一個試件的抗拉強度不符合要求，則應(yīng)加倍取樣復(fù)驗。5鋼筋直螺紋連接技術(shù)的經(jīng)濟效益5.1節(jié)省鋼材和成本在本工程中采用直螺紋連接技術(shù)可以減少焊接頭的鋼材損耗。據(jù)測算，一般可以節(jié)省主筋用量的2%-4%，這樣充分利用了鋼筋加工過程中的剩余料頭，最大限度的減少了材料成本，提高直接經(jīng)濟效益。以φ25鋼筋為例，每個搭接接頭鋼筋長度約為1000mm，約為3.85kg（市場價4400元/噸），