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一、工程概況
本工程為一高層商住樓, 總建筑面積78126m2 ,設有一層地下室,層高5米;首層、二層作為商場,層高4.8米,第三層為停車場, 層高5.3米:四~三十一層為住宅,分為四座塔樓,標準層高3.0米。因本項目住宅的檔次較高,在結構設計時采用了暗柱的方式,而且工期緊,因此施工中鋼筋工程的主要特點是:規模大, 鋼筋連接數量多,為了配合工期的要求,要求鋼筋連接技術能夠實現快速施工的效果,能夠滿足全天候施工要求,由于采用暗柱的設計方式,柱截面小,配筋密集且大量采用粗直徑鋼筋(最大鋼筋直徑28mm ),要求粗直徑鋼筋連接技術能夠減少混凝土澆筑時的施工難度;要求粗直徑鋼筋連接技術能夠節約鋼材、降低工程成本。為此,采用了粗直徑鋼筋機械連接技術。鋼筋機械連接施工具有操作簡單、施工速度 陜、質量穩定、接頭強度高、增加與混凝土問握裹力等優點,不受鋼筋的可焊性、化學成分及氣候影響。針對工程的工期要求和設計特點, 在工程的施工中對直徑18mm 以上豎向鋼筋的連接采用了等強錐螺紋套筒連接技術。
錐螺紋套筒連接技術是近年來開發的一種新的粗直徑鋼筋連接方式,對于地下室底板、獨立柱和暗柱等關鍵受力結構部位,粗直徑鋼筋連接全部采用了錐螺紋套筒連接技術,共有使用錐螺紋接頭87292個,其中28mm( 10786個):25mm (22420個),22mm(17760個),20mm( 14963個),18mm( 16350個)。
二、鋼筋鐓粗直螺紋連接接頭施工工藝
1.工藝流程
切割下料液壓鐓粗加工螺紋抽檢10%絲頭(用螺紋規檢查) 安裝保護套做標識分類堆放現場安裝。
2.施工工藝及質量要求
(1)切割下料
鋼筋所有檢驗結果均應符合現行規范的規定和設計要求。對端部不直的鋼筋要預先調直,切口的端面應與軸線垂直,不得有馬蹄形或撓曲。采用砂輪、切割機按配料長度逐根切割下料。
(2)液壓鐓粗
用專門設計的鐓頭機將鋼筋端部鐓粗,要求有足夠鐓壓力和套絲所需的鐓頭行程。可鐓粗12~40㎜的建筑鋼筋,每個鐓頭所需時間約為50秒,適宜于工地現場加工鋼筋。絲頭的施工質量要求是:
①鋼筋下料時,切口端面應與鋼筋軸線垂直,不得有馬蹄形或撓曲。端部不直的鋼筋應調直后下料,鐓粗頭不得有與鋼筋直徑軸線相垂直的橫向表面裂紋。
②不合格的鐓粗頭,應及時割除重新鐓粗,不得對鐓粗頭進行二次鐓粗。
③鐓粗頭的基圓直徑應大于絲頭螺紋外徑,長度應大于1/2套筒長度,并應在絲頭作出明顯標記,過度段坡度應≤1:3。
④鋼筋絲頭的螺紋應與連接套筒的螺紋相匹配,公差帶應符合GB/T197(普通螺紋公差與配合的要求)。
(3)鐓粗段套絲直螺紋
鐓粗工序完成后,將帶有鐓粗頭的鋼筋放在專用套絲機上加工直螺紋,套絲機具能適用各種不同直徑鋼筋的套絲加工,并達到設計螺紋精度和直徑的穩定性,確保與連接筒的配合。每個鐓粗段的套絲所需時間約為50秒。鋼筋的端頭螺紋規格應與連接套筒的型號匹配。
加工后立即用配套的量規逐根檢測。
(4)連接套筒對接鋼筋
連接套筒是在工廠按設計標準的規格、精度加工的成品,應有出廠合格證,供貨質量保證書。套筒一般為低合金鋼或優質碳素結構鋼,并經嚴格配套檢驗后,封上保護蓋裝箱使用。運輸、存儲過程中,要防止銹蝕和玷污。套筒的表面應進行防銹處理。套筒內螺紋的公差帶應符合GB/T197。
現場只需將帶螺紋的鋼筋利用連接套筒旋轉鋼筋或直接旋轉連接套筒,達到規定的牙數連接質量就可保證。施工質量檢查目測即可,力學性能按規定進行抽樣試驗。接頭拼接時可借助普通管鉗扳手使兩個絲頭于套筒中央位置頂緊。拼接完成的接頭,套筒每邊應落在絲頭標色線上,或不得有兩扣以上的完整絲扣外露;加長形接頭的絲扣數不受限制,但應有旋入量的明顯標記。
三、經濟效益分析
1.材料節約
結構設計采用《混凝土結構設計規范)(GBS0010-2002),規范規定,受拉區受力鋼筋的搭接長度為35d,有抗震要求為35d+5d= 40d。
在各種接頭材料比較表1數據中,以25鋼筋為例,每個搭接接頭鋼筋為3.85kg,冷擠壓接頭每只套簡重1.03kg,等強直螺接頭套簡重0.6kg,單一個接頭就比搭接少用鋼材3.25kg,比冷擠壓接頭少用鋼材2.82kg。各種規格直螺紋連接接頭有:2O接頭299只;22接頭1860只;25接頭13374只;32接頭2208只。
用等強直螺紋接頭比搭接連接節約20.416萬元,比冷擠壓套簡連接節約18.2萬元。
2.能源節約
等強直螺紋鋼筋連接機械設備功率為4千瓦,每臺設備一天完成400只接頭,若一臺班以8h計算,則1.2×2=2.4min完成一個完整的接頭,用電量為4×2.4/60=0.16度,而閃光對焊每只接頭用電量約為2.5度,僅用電量節約15.6倍,而閃光對焊機的功率至少在lOOkW,故不僅費電,且對施工現場的配電要求也較高。
四、結語
隨著我國建設工程質量標準的提高及各類高層建筑、大跨度建筑、橋梁、水工、核電等迅速的發展.鋼筋混凝土結構在建筑工程中的應用日益廣泛。Ⅲ級和Ⅲ級以上的鋼筋應用日趨普遍, 高強度、粗直徑鋼筋的水平、豎向、斜向連接技術的運用已成為建筑結構設計和施 的關鍵因素,工程技術人員合理選擇粗鋼筋的連接技術對工程的質量、工期、效益及施工安全性至關重要。從價格上看,以25接頭為例,目前市場價格在8.5元/個,比冷擠壓、錐螺紋接頭接頭低,較為適中,一般甲方能夠接受。且從接頭的可靠性上比錐螺紋接頭要高,具有接頭強度高、與母材等連接速度快、性能穩定、應用范圍廣、操作方便、用料省,已在國內不少重大工程中推廣應用,得到很多建設、設計、監理、施工單位的好評,滾軋直螺紋接頭推廣應用前景較好。④①
參考文獻:
[1] 混凝土結構沒.十規范(GB5001O-2002)[s].中嘲建筑工業出版社2002.2
關鍵詞:高層建筑 鋼筋混凝土 梁式轉換層 鋼筋連接
Abstract: with the development of society, the progress of science and technology, diversification of city construction. Many high-rise buildings to the development of multi-function, multi-purpose direction, in the design and construction practice, girder transfer floor has been widely used and recognized at home and abroad; some have been built with the conversion layer of high-rise building conversion layer, reinforced concrete beam accounted for more than 70%, it realizes the change of architectural space upper and lower structure.
Key words: high-rise buildings of reinforced concrete girder transfer floor reinforcement connection
中圖分類號: [TU208.3] 文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2013)
一、鋼筋安裝順序
高層建筑梁式轉換層鋼筋用量大、型號多;轉換梁截面大,梁上下鋼筋布置錯綜復雜。準確放樣與下料、合理安排好鋼筋就位次序尤為重要。放樣時考慮好鋼筋之間的穿插避讓關系,確定制作尺寸和綁扎順序,鋼筋工程安裝順序如下.
搭鋼管支架—分層排布主梁上部縱筋、套箍筋—梁上部主筋與箍筋綁扎牢固—拆支架橫桿—洞口加固筋就位—穿梁下部主筋和腰筋、墊好梁下保護層短筋—下部主筋與箍筋綁扎牢固—鋪放板底雙向雙層鋼筋—逐層向上鋪設暗梁處的中間部位腰筋—上下水電氣管線敷設、鋼筋馬凳的焊接固定—鋪放及綁扎板上部鋼筋及表面加強筋。
二、轉換層鋼筋的連接與安裝
(一)鋼筋翻樣與下料
轉換大梁的含鋼量大,主筋長,布置密,在兩梁相交的柱節點區上下共有幾十層上百根主筋在此“相聚”,加上腰筋、柱筋等,主筋還須彎起錨固,眾筋“搶位”現象十分突出。任何一根主筋的就位錯誤,均會造成大量的返工。因此,準確地翻樣和下料是鋼筋順利施工的前提。
(1)鋼筋翻樣前必須弄清設計意圖;審核、熟悉設計文件及有關說明;掌握
現行規范的有關規定。翻樣時要結合實際并考慮方便施工。
(2)一般設計設計轉換大梁的主筋在柱節點區均彎起錨固,施工難度大。可與設計單位協商解決,如:大梁的最上一排面筋向下彎并錨固至底筋以上;底筋的最下一排主筋盡量靠柱邊上彎25d,其余主筋全部取銷彎錨,負筋亦不起彎,均伸至彎起筋即可(柱截面大,錨固長度滿足要求)。這樣一來,增大了節點空間,為混凝土的灌注和振搗提供了條件。
(3)梁上部的主筋接頭要求設置在跨中1/3跨長內,下部主筋接頭要求設在靠近支座1/3跨長內。由于梁內主筋多,主筋下料時,必須考慮并調整好每根鋼筋的接頭位置,以保證主筋的焊接接頭相互錯開并滿足現行規范要求。
(4)為方便鋼筋的安裝就位,滿足上述規范要求,必須對所有梁主筋按就位順序進行編號。
(5)梁箍筋大,下料時要注意對焊接頭位置,避免接頭出現在箍筋的彎折處。
(二)各部位鋼筋連接方式
轉換層中鋼筋的種類繁多,不同位置鋼筋受力情況也不盡相同,因此,各部位應綜合受力情況、施工難度、經濟效益等采用不同的連接方式。
(1)轉換層大梁的主筋是轉換層中最重要的受力單元,應采用最可靠且對鋼 筋無損害的連接方式,通常采用冷擠壓連接法。
(2)轉換層柱鋼筋、剪力墻豎向分布筋宜采用電渣壓力焊。
(3)轉換層主梁腰筋及箍筋、聯系梁主筋、板鋼筋一般采用閃光焊接。
(4)其他受力較次要部位,如聯系梁架力筋及箍筋可采用綁扎連接。
(三)鋼筋支撐架的搭設
在鋼筋成型及綁扎施工過程中,由于鋼筋特長,只能在施工現場進行連接,在連接時,必須搭設鋼筋支撐架,支撐架的搭設是便于鋼筋綁扎的關鍵。
(1)搭設下部鋼筋支撐架的具體措施:在距梁底標高豎向高出1000mm處,每橫向@3000mm處用橫鋼管支撐于排架上,做成下第一排鋼筋的支撐架,并將下第一排鋼筋按設計順序放于支撐架上,依此類推,直至下三、下四,所有下部鋼筋搭設完成。
(2)搭設上部鋼筋支撐架的措施:首先搭設上部鋼筋最下一排的支撐架,并設計要求放置好該排鋼筋,依次類推,直至上部鋼筋支撐架全部完成,但搭設好最上一排鋼筋支架時,由于上一排鋼筋彎鉤長達幾米,需經電渣壓力焊才能完成,因此不能直接將上一排鋼筋置于鋼筋架上,須在距上一排鋼筋支撐架高出2000mm處另搭設鋼筋焊接用的支撐架,將上一排鋼筋按設計順序懸吊其上,進行電渣壓力焊,彎鉤焊接施工完畢,松開鋼筋下落至上一排鋼筋支撐架上,施工過程中,特別要注意上一排支撐架的標高,一定要保證上一排鋼筋置于其上時,剛好是它們在梁面所處的位置。
(四)鋼筋的安裝與就位
鋼筋安裝順序:搭鋼管擱架—分層鋪設下部縱筋—分層掛吊上部縱筋—套箍筋—放吊筋—拆擱架下橫桿、下縱筋與箍筋綁扎固定—上縱筋與箍筋綁扎固定—梁底保護層—骨架就位—綁扎吊筋、柱節點箍筋—穿負筋、腰筋等。
(1)綁扎下部鋼筋,按順序抽走下一排筋支撐面,下落下一排鋼筋至梁底部位,并綁扎。放置橫向@1500mmΦ25分隔筋;抽走下二排支撐面,下落第二排鋼筋至設計要求部位,并綁扎,依此類推,直至所有下部鋼筋綁扎完畢。綁扎上部鋼筋,首先綁扎上第一排鋼筋,完工后,松開并抽走上第一排鋼筋支撐面,然后從梁一端向另一端依次開上二排鋼筋支撐點。一邊松開,一邊將鋼筋上提至正確位置,同時隔筋,綁扎固定上二排筋,依此類推,直至上部鋼筋綁扎完畢。
(2)梁上部的主筋接頭要求設置在跨中1/3跨長內,下部主筋接頭要求設在靠近支座1/3跨長內。由于梁內主筋多,主筋下料時,必須考慮并調整好每根鋼筋的接頭位置,以保證主筋的焊接接頭相互錯開并滿足現行規范要求。
(3)在梁底模的兩側劃線定出每排16根Φ32縱筋的分布位置,同時確定它們各自在柱節點的位置(位于哪兩根柱主筋之間),主筋排列必須按次序對號入座。
(4)安裝梁柱筋要注意梁與梁之間的協調,按先主梁后其余梁的順序,縱筋依次交叉穿插,上下交替擱置,以保證主筋在梁內的設計位置。
(5)安裝柱節點箍筋時,必須事先確定的位置和數量,在主筋鋪設的同時將柱箍放置在各層主筋之間。待大梁鋼筋骨架就位后,按由上至下的順序將柱箍同柱主筋綁扎固定。柱節點箍筋不得少放、漏放。
(6)大梁上下幾排鋼筋在綁扎就位時要保證其上下對齊形成垂直的鋼筋間隙,以便混凝土灌注和振搗。
(7)梁底保護層:鑒于梁鋼筋骨架重,底筋高度不一,用細石混凝土和鋼筋絲網片特制了兩種厚度的高強度夾絲保護層墊塊(以防壓碎)。保護層墊塊成排布置,統一墊在主筋下(排距1.5m),在梁骨架就位前放置好。
(8)梁鋼筋安裝綁扎時,必須在梁底模兩端劃定出每排中X32縱筋的分布位置,以確定各自在柱節點的位置,并且對號入座。由于轉換梁內鋼筋骨架重,為保證保護層厚度,用短鋼筋頭作墊塊,保護層墊塊成排布置,排距1.0m,統一墊在主筋下,在梁的骨架就位前放置好。轉換梁底部鋼筋綁扎的原則是次梁壓主梁,板筋壓梁筋。即先綁Y軸向主梁,再綁璐由向主梁及板筋,然后綁y方向次梁及板筋。暗梁及板底部鋼筋綁扎完后,開始放置馬凳,馬凳縱橫間距約0.7m。馬凳用Φ25鋼筋制作。
(9)轉換層梁柱點處,鋼筋分布較為密集,應先穿高梁鋼筋(高梁鋼筋底筋有彎折),然后再穿低梁鋼筋(低梁鋼筋錨入高梁中)。
(10)一般轉換梁底筋及其密集,可與設計院、監理、甲方協商,在轉換梁中底筋下排X32鋼筋中各抽取一至兩根放到最上排。這樣鋼筋間距拉大,有利于混凝土澆筑。
(11)由于鋼筋復雜,澆筑硅時派專人檢查及保護鋼筋,避免鋼筋變形移位。
結語:
由此可見,梁式轉換層鋼筋連接是保證保障轉換層技術質量的重要環節。必須重視梁式轉換層鋼筋連接的下料與翻樣,在施工安裝過程中保障受力鋼筋的準確就位。本文結合轉換層的受力性能,對鋼筋混凝土梁式轉換層的鋼筋的連接和綁扎技術進行了系統的研究,提出轉換層的跨度和承受的荷載都很大,其配筋較多,而且鋼筋骨架的高度較高,施工時應采取措施保證鋼筋骨架的穩定和便于鋼筋的布置。
參考文獻:
[1] 王永德;;高層建筑結構轉換層施工技術的應用[J];山西建筑;2010年02期
[2] 李永貴,王非平. 南寧市新華書店圖書大廈轉換梁裂縫控制措施[J]建筑技術 , 2006,(04) .
關鍵詞:套筒擠壓連接;錐螺紋連接;滾軋直螺紋連接;鋼筋鐓粗直螺紋連接;對比分析;優點
Abstract: reinforced mechanical connection technology to ensure the quality of steel bar joints, improve the work efficiency has obvious advantages. Analysis of the characteristics of various reinforced mechanical connection, focus on the advantages of ribbed shell straight thread connection.
Keywords: extrusion connected; threaded connection; rolling straight thread connection; reinforced upsetting straight thread connection; comparative analysis; advantages
中圖分類號:TU755.3文獻標識碼:A文章編號:
隨著建筑行業的不斷發展,各類高層、超高層建筑逐年遞增,混凝土結構大量應用,目前混凝土結構中所采用的鋼筋連接方法很多,其中傳統的方法有綁扎法、焊接法等,而這些傳統方法的使用由于各種缺陷受到了不同程度的限制。先進的鋼筋機械連接技術取代傳統技術已勢在必行,我國近年來在這方面的研究也取得了迅速發展,從上個世紀90年代開始,相繼開發出套筒冷擠壓、錐螺紋、鐓粗直螺紋、擠壓肋滾軋直螺紋、剝肋滾軋直螺紋連接技術。新的鋼筋機械連接技術已經慢慢的取代了傳統的焊接、綁扎工藝,在工業、民用、公路橋梁、水壩以及大型建筑上得到了廣泛的應用。
1 鋼筋機械連接技術分類
1.1鋼筋套筒擠壓連接
該技術是國內首先研究開發成功的一種高可靠性的機械連接方法,其連接對象是各種規格Ⅱ、Ⅲ級帶肋鋼筋。連接施工時將兩待連接鋼筋插入連接鋼套筒,然后用專用超高壓鋼筋擠壓連接設備擠壓鋼套筒,使鋼套筒產生一定的塑性變形,與鋼筋的橫肋緊密嚙合,將兩鋼筋牢固連接在一起。鋼套筒的特點是屈服強度低于鋼筋,但承載能力大于鋼筋。
擠壓連接適用范圍廣,質量可靠,檢驗方便,對現場條件和接頭部位沒有要求,任何地方設備一到即可施工。套筒擠壓連接的優點是接頭強度高,質量穩定可靠;安全,無明火,不受氣候影響;適應性強,可用于垂直、水平、傾斜、高空、水下等各方位的鋼筋連接,還特別適用于不可焊鋼筋、進臼鋼筋的連接。其缺點是設備笨重,工人勞動強度大,連接速度不如螺紋連接,套筒較大,成本比螺紋連接高,適用于要求高的結構和部位。
1.2鋼筋錐螺紋連接
該技術是緊隨鋼筋擠壓連接技術開發的一種快速方便的機械連接方法,其連接對象包括各種規格Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ級鋼筋,連接施工前,首先用專用鋼筋車牙機將每根鋼筋的連接端加工出錐形螺紋(簡稱絲頭),在現場連接施工時,將鋼筋絲頭插入具有相應內錐螺紋的連接套筒,用扳手和力矩扳手,將兩根鋼筋與連接套筒旋轉、擰緊至規定程度,而將兩根鋼筋連接在一起。
錐螺紋連接速度快,價格低,但施工管理要求高,工序較復雜,鋼筋與套筒連接時必須施加一定的擰緊力矩才能保證連接質量。影響其質量的主要方面是螺紋精度和連接時的擰緊力值。錐螺紋接頭破壞都發生在接頭處,若現場加工的錐螺紋質量不佳,漏擰或扭緊力矩不準,絲扣松動等都對接頭強度和變形有很大影響,但接頭連接時擰緊力值不用力矩扳手檢查無法判定,力矩扳手檢查又不能達100%,因此接頭質量受人為因素影響程度較大。因此,必須重視錐螺紋接頭的現場檢驗,嚴格執行行業標準中“必須從工程結構中隨機抽取試件進行現場檢驗的規定,絕不能用形式檢驗的證明材料或送樣試件作為判定接頭強度等級的依據。要求不很高的結構部位才用錐螺紋接頭,可以保證質量,提高效率。
1.3鋼筋鐓粗直螺紋連接
該技術首先用專用冷鐓設備將鋼筋連接端部進行鐓粗,然后用鋼筋套絲機在鋼筋鐓粗部位加工直螺紋,在現場用鋼筋扳手旋轉鋼筋和連接套筒(加工有相應內螺紋),即把兩根帶直螺紋絲頭的鋼筋連接在一起。這種連接方法克服了錐螺紋削弱鋼筋截面而造成接頭處鋼筋強度下降的缺點,也無須在連接時用力矩扳手旋緊到錐螺紋連接所規定的力矩值。
此技術具有操作簡單,連接速度快,接頭類型多的特點,適用于鋼筋籠、彎曲鋼筋等工況的鋼筋連接;生產效率高,現場就可以鐓粗,一個絲頭不到1 min ;適用性強,現場停電,風、雪、超高及水下環境均能適用。并且由于墩粗段鋼筋后的凈截面仍大于鋼筋原截面,直螺紋不削弱鋼筋截面,從而確保接頭強度大于母材強度。由于直螺紋不存在扭緊力矩對接頭性能的影響,從而提高了連接的可靠性。
1.4鋼筋滾軋直螺紋連接
鋼筋滾軋直螺紋連接是利用材料塑性變形后冷作硬化,達到接頭與母材等強的目的。鋼筋滾軋直螺紋連接有鋼筋直接滾軋直螺紋、擠碾滾軋直螺紋和剝肋滾軋直螺紋三種。
1.4.1鋼筋直接滾軋直螺紋
鋼筋直接滾軋即將鋼筋端頭平切處理后直接在鋼筋上滾軋出直螺紋,再用直螺紋套筒使鋼筋連起來的一種先進的機械連接技術。此種螺紋加工工藝比較簡單,但由于采用機械連接方法的鋼筋直徑偏差比較大,采用直接滾軋方法加工出的絲頭尺寸上下偏差很大。而用于連接鋼筋的鋼套筒為工廠化生產,其尺寸一致,在施工過程中鋼筋接頭易產生拉脫(鋼筋尺寸較小時) 或鋼套筒擰不進去(鋼筋尺寸較大時) 的現象而影響施工。直接滾軋加工使鋼筋橫縱肋在加工過程中易產生鐵屑,粘附于鋼筋絲頭上從而產生虛假螺紋,存在質量隱患。另外,直接滾軋直螺紋連接施工加工的絲頭尺寸很難達到6 級精度要求,導致現場鋼筋接頭質量很難達到行業標準的接頭變形量要求。
1.4.2鋼筋擠碾滾軋直螺紋
鋼筋擠碾滾軋即先將鋼筋端頭的橫縱肋進行擠壓處理或用滾輪將橫縱肋進行碾壓處理,而后進行絲頭的加工。此種方法加工出來的絲頭尺寸較直接滾軋加工的絲頭質量略好,但仍不能達到行業標準對絲頭螺紋精度的要求。
1.4.3鋼筋剝肋滾軋直螺紋
鋼筋剝肋滾軋即先將鋼筋端頭的橫縱肋剝掉形成一個完整的圓柱體,而后進行鋼筋絲頭的滾軋加工。此技術具有操作簡單,加工工序少,滾絲輪工作壽命長,接頭穩定可靠,施工便捷,螺紋牙型好,精度高,不存在虛假螺紋,連接質量可靠穩定等特點。鋼筋剝肋滾軋直螺絲接頭見圖2。
圖2:鋼筋剝肋滾軋直螺絲接頭
2 鋼筋剝軋滾軋直螺紋連接技術的優點
鋼筋剝肋滾軋直螺紋連接較鋼筋套筒擠壓連接、錐螺紋連接、鐓粗直螺紋連接、其它滾軋直螺紋連接具有接頭強度高、連接質量穩定、施工速度快、應用范圍廣、經濟效益好、節約能源、利于環境保護等優點,具體表現在:
關鍵詞:套筒連接 直螺紋 質量控制
中圖分類號:O213.1文獻標識碼: A
和其他的連接方式相比較,鋼筋套筒直螺紋連接有節省鋼材、節省電能、不受鋼筋可焊性制約、不受季節影響、不用明火、施工簡便、工藝性能良好和接頭質量可靠度高等特點,適用于任何直徑的鋼筋的連接,近幾年來,鋼筋直螺紋連接技術已在工業與民用建筑領域得到廣泛應用,已占據國內鋼筋機械連接市場的主導地位,因此連接的質量控制也應當引起注意。
套筒連接原理
直螺紋套筒的連接方法就是將待連接鋼筋端部的縱肋和橫肋用滾絲機采用切削的方法剝掉一部分,然后直接滾軋成普通直螺紋,用特制的直螺紋套筒連接起來,形成鋼筋的連接。該技術利用滾壓螺紋能使螺紋綜合機械性能大幅度提高的特性,同時利用螺紋連接傳力不均勻與螺桿橫截面積變化率相協調對應,能夠降低螺桿拉應力、降低變截面應力集中影響的特性來彌補鋼筋剝肋和螺紋直徑對鋼筋橫截面積的削弱影響,達到鋼筋等強度連接。
影響質量的因素
一、套筒的質量
直螺紋的連接套筒質量是確保接頭質量的重要環節,其選用應注意以下三個方面:
1、套筒尺寸:選用套筒尺寸時,應使套筒的凈橫截面面積與套筒材料強度的乘積大于鋼筋面積與鋼筋標準強度乘積的1.1倍;套筒的內螺紋應滿足產品功能要求,其公差帶宜選用6H。
2、套筒原材料:套筒應選用強度高、延性好、易加工且價格較低的鋼材來制造,通常采用45號優質碳素結構鋼,也可選用低合金高強度結構鋼制造。供貨單位應提供質量保證書,并應符合有關鋼材的現行國家標準及JGJ107的有關規定。
3、套筒生產過程的質量:套筒生產從毛坯到制成品各道工序均應有嚴格的抽檢制度和質量控制標準,成品表面應有生產批號標記。
二、鋼筋端部螺紋的質量
鋼筋端部螺紋的質量控制受施工質量因素影響較大,因此是確保連接質量的關鍵。在施工過程中發現,直螺紋套筒連接操作時出現過的問題當中,較為重要的是以下兩種問題:分別是螺紋不完整和外露牙過多。
2.1.原因分析
2.1.1螺紋不完整:
⑴材料方面:鋼筋端部不平整,絲頭銹蝕。
⑵機械方面:滾絲輪磨損,機器不水平,調試不到位。
⑶人員方面:交底不到位,工作不認真,操作不到位,自檢、抽檢不到位。
⑷方法方面:滾絲時鋼筋未水平,切割機與鋼筋不垂直,鋼筋端未切平,遺漏或未切。
⑸環境方面:絲頭被雨水侵蝕。
2.1.2外露牙過多:
⑴材料方面:套筒長度不符合要求,套筒內徑太小,自檢、抽檢不到位。
⑵機械方面:扳手不合格。
⑶人員方面:工人未培訓,安裝人員不合格,工作不認真,交底不到位,檢查不到位。
⑷方法方面:安裝時力矩不夠,安裝時鋼筋絲頭與套筒未對中。
⑸環境方面:晚上安裝照明不足,雨天及大風等惡劣天氣安裝。
2.2.控制過程
2.2.1控制理論
⑴認真做好準備工作,并嚴格按照操作規程操作,確保連接質量。
⑵鋼筋端頭平切,以確保接頭擰緊后能讓兩個絲頭對頂,避免出現螺紋問題。
⑶用螺紋環規控制螺紋直徑大小,要求環通規可以順利旋入,環止規旋入量不超過3個螺距。
⑷絲頭、牙數應滿足規定的要求,絲頭用卡尺或專用量規進行測量。
鋼筋滾絲長度及牙數見表:
⑸加工完的絲頭應加以保護,在其端頭加帶保護帽或用套筒擰緊,按規格分類堆放整齊。
⑹必須使用扳手或管鉗等工具,用規定的力矩值將連接接頭擰緊。
直螺紋接頭安裝時的最小擰緊扭矩值
鋼筋直徑(mm) ≤16 18~20 22~25 28~32 36~40
擰緊扭矩(N?m) 100 200 260 320 360
⑺對已經擰緊的接頭作標記,與未擰緊的接頭區分開,防止出現漏擰現象。
⑻連接時要確保絲頭和連接套筒的絲扣干凈、無損。被連接的兩鋼筋斷面應處于連接套筒的中間位置,偏差不大于1個螺距。
⑼連接后必須嚴格按照規范要求進行外觀檢查,螺紋外露不超過1-2個。
⑽成型鋼筋應在指定地點擺放,用墊木墊放整齊,防止鋼筋變形、銹蝕、油污。
2.2.2實際控制措施
針對以上因素,制定出相應的質量控制措施:
⑴針對交底不到位:這是施工中一個普遍存在的問題,交底只對班組長進行,對工人的交底由班組長代替,往往都只是一種形式,沒有起到理論上應起得作用。另外,交底都是照本宣科,沒有針對施工現場的實際操作進行。因此在交底時,要求交底需全面、到位,并有針對性,不能只是形式;質量要求量化且施工步驟需詳細;保證對全部工人都進行交底,無遺漏。
⑵針對工人工作不認真:在施工時如果沒有齊全的規章制度,不能夠真正實行質量的獎罰制度,出現問題時只是要求進行整改,時間一長造成了工人應付工作的現象。因此,要確定明確的相應的獎罰制度,并且嚴格執行。
⑶針對自檢、抽檢不到位:班組的自檢和質檢員的抽檢,經常發生遺漏的現象,容易將產生的不合格品用于工程上,造成接頭質量不合格。因此,要加強過程檢查和監督,且要求施工班組加強自檢,目標需達到100%。
⑷針對機器調試不到位:滾絲機在安裝就位之后,需要經調試完畢確認無誤才可以進行加工使用,并且在機器安裝過程當中都需要有專門的技術人員監督。
⑸針對機器老化:機械在投入使用前,應對其進行檢查,確認均在其正常的使用壽命年限內。并且在日常使用中,要安排專人進行維護,基本上確保了機械的正常運作。
⑹針對滾絲輪被磨損:使用中,滾絲機的滾輪因工作強度較大,所以比較容易磨損,如果超出其使用強度的限制,就會容易產生不合格的絲頭,導致鋼筋連接不合格。所以,滾絲輪 應定期進行更換;且每天使用前應進行常規的檢查,若有損壞需立即更換才可進行使用。使用完后,需對滾絲輪進行保養維護。
⑺針對鋼筋絲頭被雨水侵蝕:在加工過程中,加工絲頭的工人必須做到加工完且自檢后,應立即為鋼筋絲頭佩戴好保護帽,不允許存在未戴保護帽的情況出現。
結束語:
近幾年來,直螺紋鋼筋接頭在工程中大量應用,已占據國內鋼筋機械連接市場的主導地位。鋼筋的可靠連接直接影響到鋼筋的受力性能,因此對其質量的控制尤為重要,通過分析影響質量的因素,結合控制理論和措施,實際施工過程中我們應該更容易做好鋼筋套筒直螺紋連接的質量控制。
參考文獻:
《鋼筋機械連接通用技術規程》JGJ107―2010
關鍵詞:鋼筋連接 等強度直螺紋 工藝 優點
最近幾年以來,我國大力發展軌道交通工程建設,等強度直螺紋鋼筋連接是我國近期開發成功的機械連接技術,其連接性能可靠,強度高,延性好,質量穩定,接頭面積與受力筋總截面面積百分比及接頭位置不收限制,是現代鋼筋工程連接的主要方法。
一、等強度直螺紋鋼筋連接概念
等強度滾扎直螺紋鋼筋接頭采用冷壓螺紋工藝加工,將鋼筋端頭加工成直螺紋端頭,套筒采用有快速成孔切削成內螺紋的鋼套筒。該方法有效的增強了鋼筋端頭母材的強度,連接后的鋼筋能夠充分發揮Ⅱ級、Ⅲ級的強度和延性,拓寬了鋼筋連接的領域。
二、等強度直螺紋鋼筋連接施工工藝
1、施工工藝流程:
鋼筋進場、檢驗、下料切割加工螺紋滾軋成型安裝絲扣保護帽運到鋼筋籠加工現場現場連接安裝直螺紋套筒機械加工鋼筋籠加工完成。
2、鋼筋母材進場的要求:
A、鋼筋籠主筋采用φ25粗螺紋鋼筋,必須符合現行國家標準《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》(GB 1499)各項性能要求。
B、鋼筋下料時要求鋼筋端面與鋼筋軸線垂直,端頭不得彎曲,不得出現馬蹄形。
3、鋼套筒進場要求:
A、接頭連接套筒的材料為優質碳素鋼材質。因為沒有統一標準,故只對其材質要求符合國標優質碳素結構鋼GB699。
B、連接套筒的設計抗拉承載力標準值應不小于被連接鋼筋的受拉承載力標準值的1.2倍;套筒長為鋼筋直徑的二倍,套筒的尺寸偏差及精度要求如下:(1)套筒外徑不大于50ram,外徑允許偏差士0.5mm,長度允許偏差士0.5mm,螺紋精度選用6H/GB197-81•(2)套筒外徑D大于50ram,外徑允許偏差士0.01D,長度允偏差-士0.5mm,螺紋精度選用6H/GB197―81。
4、螺紋加工:
等強直螺紋鋼筋加工時的主要工具設備是:無齒鋸、GSJ-40型鋼筋滾壓直螺紋機床、普通扳手、量規。
(1)按照技術交底的規定進行鋼筋放樣加工,同時將鋼筋端頭出現彎曲和馬蹄形的部分割掉。
(2)按鋼筋規格安裝和調好滾制刀具,將鋼筋放到加工臺上,需要將該的鋼筋端頭對準加工口,端頭要與加工孔平齊,用夾具夾緊。啟動滾扎機器,轉動手柄輪,使鋼筋開始滾制即可,滾壓到規定螺扣長度后,鋼筋夾具自動停止前進并退出。
(3)松開夾具取出加工好的鋼筋,用鋼絲刷干凈毛刺。
(4)對加工好的絲頭逐個檢查,不合格的重新加工。
(5)合格的端頭螺紋鋼筋應戴上塑料保護帽,防止碰壞或者粘黏東西影響鋼筋的鏈接,并按規格分類堆放。
(6)擰出螺紋保護帽和連接套的保護層,用手旋轉套筒或者鋼筋,再用普通扳手擰緊后做好擰緊標記。
(7)采用可調節頭時,先將連接套和鎖緊螺母全部擰入螺紋長度較長的一端鋼筋內,再把螺紋長度較短的一端鋼筋對準套筒,旋轉套筒使用其長螺紋鋼筋頭中逐漸退出,并進入短螺紋鋼筋頭中,與短螺紋鋼筋頭擰緊,然后將鎖緊螺母也旋出并同連接套筒擰緊定位。
(8)隨機抽取同規格接頭10%,進行外觀檢查,鋼筋與套筒規格應一致,外露完整。扣數不得超過一扣。
(9)按接頭數量的3%抽樣,并用扳手檢測是否擰緊,抽測的接頭應全部合格,如有不合格,應逐個檢查,不合格接頭重新連接。
5、鋼筋直螺紋絲頭加工:
等強直螺紋鋼筋施工質量主要控制點為絲頭加工,絲頭的優劣直接影響到直螺紋鋼筋接頭的整體施工質量。絲頭加工應分階段進行控制,主要內容如下:
(1) 切斷階段:鋼筋切斷后的端面應與鋼筋軸線垂直,端面平整度應滿足加工要求。
(2) 套絲階段:
A、東釣魚臺站圍護結構鉆孔灌注樁的鋼筋籠主筋連接采用標準型接頭,絲頭長度應與鋼筋直徑相符。加工采用GSJ-40型鋼筋滾壓直螺紋機床加工螺紋,按鋼筋規格調整好刀具及滾軋行程開關位置,保證螺紋長度。
B、加工鋼筋螺紋時,采用水溶性切削液,當氣溫低于0℃時,應摻入15%~2O%亞硝酸鈉,不得用機油作液或不加液套絲。
6、鋼筋直螺紋絲頭檢驗:
鋼筋直螺紋絲頭檢驗分現場螺紋加工質量檢驗和現場接頭檢驗,其中現場螺紋加工檢驗包括外觀檢驗、螺紋直徑檢驗和長度檢驗三種形式。
A、外觀檢驗采用目視檢查,成品鋼筋絲頭螺紋應飽滿、光滑,有效絲扣段內的禿牙部分累計長度小于一個螺紋周長的1/2,牙頂寬超過0.6mm禿牙部分累計長度應超過一個螺紋周長。
B、螺紋直徑檢驗時用螺紋環通規。用螺紋通環規、螺紋止環規檢查螺紋的中經尺寸和鋼筋端頭螺紋的有效長度。通環規能順利旋入螺紋并達到旋合有效長度,且通環規端外露絲扣不應多于一扣。環止規只允許部分旋入,旋入長度不得超過3P(P為螺紋螺距)。
C、絲頭長度檢驗采用長度卡板測量,絲頭頂端的最高點至縱肋上的最后一個劃痕,應在卡板兩刻線范圍內,同時可用套筒復測旋入絲頭至少1/2套筒長度,外露完整扣不大于2P(P為螺紋螺距)。
經自檢合格的絲頭,質檢員應按照檢驗批進行隨機抽樣檢驗,同一施工條件下,采用同一批材料的同等級、同型式、同規格,以500個絲頭為一批,不足500個絲頭為一批,隨機抽檢10% 進行復檢。對接頭的每一個檢驗批,在工程結構中隨機截取3個時間作單向拉伸試驗,試驗結果應符合JGJ-107-2003中表3.0.5的指標規定,該批次為合格,如有一個不合格,應對該批逐個檢查,不合格的應重新加工,檢驗合格后方可使用。已檢驗合格的絲頭擰上塑料保護帽,防止出現碰壞絲扣或沾上混凝土造成接頭無法連接等問題,同時將鋼筋分規格整齊碼放在方木上。
7、鋼筋直螺紋接頭的連接及檢驗
(1)連接前的準備
將鋼筋運到鋼筋籠加工場地,將塑料保護帽擰下,檢查螺紋絲扣是否完好無損、清潔,如發現雜物或銹蝕要用鐵刷清理干凈。
(2)鋼筋連接
鋼筋接頭采用標準型接頭,套筒長度采用6cm長(一般應為2倍的鋼筋直徑)。套筒擰入一端鋼筋并用扳手擰緊后,絲頭端面即在套筒中央,再將另一端鋼筋絲頭擰入,并用普通扳手擰緊,利用兩端絲頭相互對頂力鎖定套筒位置。鋼筋連接中應注意以下事項:
A.鋼筋滾壓直螺紋機床的軋輪是影響螺紋質量的關鍵。軋輪磨損過大將導致螺紋的絲口過淺,鋼筋無法旋入套筒內。因此必須經常檢查軋輪的磨損程度并儲備足夠的配件。
B.鋼筋必須使用鋼筋切割機下料,保證切口和鋼筋軸線垂直,端頭嚴禁出現彎曲、馬蹄形。
C.絲頭加工后出現的毛刺要用手持電動砂輪磨平,防止在鋼筋籠連接時出現間隙。合格后立即套上塑料保護帽,防止損壞絲頭螺牙。
D.因為鋼筋在軋制過程中的新鮮表面極易被銹蝕,影響連接質量,所以鋼筋螺紋加工應隨施工進度隨制隨用,不宜過早的加工好。
(3)鋼筋接頭檢驗
接頭連接完成后,采用目測方式進行檢驗:接頭兩端外露螺紋長度相等,且不超過一個完整絲扣即為合格。
三、等強度直螺紋鋼筋連接施工的優點
1、連接強度可靠。等強度直螺紋連接強度等同于鋼筋母材強度,有的甚至高于鋼筋母材強度。同時給以結構強度的安全度和超強外力作用下的延性具有保證,鋼筋混凝土截面鋼筋接頭百分率放寬,而焊接要求的搭接長度過長,大大的限制了了設計與施工的靈活性。
2、成品質量容易保證。直螺紋套筒連接對操作人員的技術操作水平要求不高,操作簡便,質量易保證。避免因焊工的技術不熟練造成的焊縫夾渣、內部裂紋、焊縫不飽滿等問題。操作時,只采用普通扳手旋緊,少扣1~2扣,試驗結果并不影響接頭強度。
3、施工速度快。等強度直螺紋連接工序少,能夠在非關鍵線路上形成流水作業面,縮短整個工程的關鍵線路,大大減少工期時間。
4、減少安全隱患。等強度直螺紋連接是鋼筋冷連接,避免了電焊產生的電弧光、電火花和電焊煙霧等對作業環境的污染。也有利于保護施工人員身體健康,是時下比較流行的綠色施工工藝。
5、受力合理。等強度直螺紋連接是鋼筋端對端連接,對中性好,非常有利于受力構件傳遞荷載,是電弧焊無法做到的。
6、適用范圍廣泛。對各類結構的Ⅱ級鋼筋的連接,應用于粗直徑鋼筋接頭的技術、質量、經濟效果突出。適用于超長鋼筋的連接、預制鋼筋籠的對接、固定端鋼筋的中間鋼筋對接和剛結構與鋼筋的鏈接等。
7、設備簡單,輕巧,便于運輸。
8、施工驗收方便,螺牙到位即。基本上無質量隱患。
9、減少樁內灌注混凝土阻力,焊接鋼筋連接長度過長,與混凝土接觸面積大于等強直螺紋,對混凝土澆注不利。
四、總結
通過對等強度螺紋連接施工工藝及優點的分析,在技術質量、安全、經濟、工期等各個方面都比較適合于地鐵工程的施工條件,應廣泛應用于發展軌道交通工程建設事業中。
參考文獻: