钢筋直螺纹连接施工技术.doc

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钢筋直螺纹连接施工技术

钢筋直螺纹连接施工技术

中铁十三局北京王新强

【内容提要】剥肋滚压直螺纹钢筋连接接头应用于北京地铁四号线十八标段成府路车站的主体结构底板、中板、顶板、侧墙、纵梁等板梁结构大直径钢筋连接中。

解决了大直径和较长钢筋连接的技术难题，取得一定经济效益和社会效益。

【关键词】钢筋剥肋滚压直螺纹连接施工技术

1、工程概况

北京地铁四号线十八标段成府路站位于中关村北大街西侧路下，靠近北京大学校园，与成府路呈丁字交叉，车站南接中关村站～成府路站矿山法区间，北接成府路站～圆明园站盾构法段。

车站为两端明挖双层，中间暗挖单层，共设四个出入口和两个风亭，车站总建筑面积10823.6m2，车站南北两端明挖段宽分别为19.15m和18.90m，中间单层暗挖段宽为21.50m；南端明挖双层主体段长为104m，中间暗挖长为33.20m，北端明挖双层主体段长为117.30m，车站总长为254.50m，站台型式为10m岛式站台。

车站主体结构工程的设计使用年限为100年，工程结构的安全等级为一级，车站的地下工程及出入口、通风亭均按一级耐火等级设计，人防等级按5级设防，地震按8度抗震设防，结构抗震等级二级。

2、总体方案

本车站主体结构施工中，南北两端明挖段底板、中板、顶板、侧墙、纵梁等板梁大直径钢筋（Φ20、Φ22、Φ25、Φ28、Φ32）在连接技术上，采用国内较先进的钢筋剥肋滚压直螺纹连接工艺。

大直径钢筋连接技术原始做法是；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。

但也存在一些其它条件的影响，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大型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。

而且焊接速度较慢，对工期的影响很大。

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，连接速度快，在钢筋连接施工上节省了大量的时间。

在直螺纹连接接头的现场检验批验收与其它类连接相比也较为简单。

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500个为一个验收批进行检验与验收。

对接头的每一验收批，必须在工程中随机截取3个接头试件作为抗拉强度试验。

综上所述,我们在本车站钢筋工程连接施工中采用钢筋剥肋滚压螺纹加套管的连接工艺。

在地面上预先加工滚压钢筋直螺纹丝头，在高空人工安装水平或垂直立筋；即减少了空中作业难度又加快了安装速度，而且安全可靠，质量保证，减少浪费。

3、直螺纹连接施工方法

3.1施工原理

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，通过连接套筒将两根钢筋连接成一体的、能充分发挥钢筋强度的机械连接方式。

该连接方式适用于混凝土结构中直径为16－40的HRB335、HRB440热轧带肋受力钢筋的任意方向连接。

本工程中采用此方式连接的钢筋直径在20－32之间，各种规格接头合计约256743个。

3.2施工前准备

3.2.1材料准备：

钢筋应具有出厂合格证和力学性能检验报告，所有检验结果，均应符合现行规范的规定和设计要求。

连接套筒应有出厂合格证，一般为低合金钢或优质炭素结构钢，其抗拉承载力标准值应大于、等于被连接钢筋的受拉承载力标准值的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、储存过程中，要防止锈蚀和沾污，套筒的尺寸偏差及精度要求。

3.2.2技术准备：

1）滚压直螺纹接头的混凝土保护层厚度应满足现行国家标准《混凝土结构设计规范》中受力钢筋保护层最小厚度的要求，且不得小于15mm。

2）受力钢筋滚压直螺纹接头位置应相互错开。

在任一接头中心至长度为钢筋直径的35倍的区段内，有接头的受力钢筋截面面积占钢筋总截面面积的百分率，应符合下列规定：

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，接头的百分率不应超过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）根据待连接钢筋的实际情况，选择好套筒的型号、丝扣的方向，并及时调整因在下料、加工丝头、随机切断抽验检验而切短了的钢筋。

3.2.3 人员准备

所有从事剥肋滚压直螺纹丝头加工、连接的操作人员，必须经过严格的专业技术培训，经主管部门考核合格，并获得相应的上岗证书方可上岗作业，严禁无证人员串岗、代岗。

3.2.4主要机具

根据剥肋滚压直螺纹丝头加工，以及到连接施工现场所用的主要机具有砂轮切割机、直螺纹成型机、力矩扳手及普通扳手、限位挡铁、螺纹塞规和环规等。

3.3直螺纹的施工工艺

3.3.1工艺流程

套筒检验（待用）

端面切断

剥肋滚压螺纹

丝头检验

施工准备

运输到连接现场

直螺纹连接

连接接头检验

完成

3.3.2接头施工

1）套筒检验

a.外观质量检查方法为目测，主要观察套筒表面是否无裂纹和影响接头质量的其它缺陷等。

b.外型尺寸检查采用卡尺或者专用量规，主要检查长度和外径是否满足图纸要求，连接套筒外型尺寸见下表：

连接套筒外型尺寸单位:

mm

规格

螺距t

长度L0（-2）

外径φ0（-4）

螺纹小径D1（0.4）0

φ16

2.5

（40）45

φ25

φ14

φ18

2.5

（40）50

φ27

φ16

φ20

2.5

（50）55

φ31

φ18

φ22

2.5

（50）60

φ34

φ20

φ25

3

（55）65

φ38

φ23

φ28

3

（60）70

φ42

φ26

φ32

3

（65）75

φ48

φ30

φ36

3

（70）85

φ53

φ33

φ40

3

（80）90

φ58

φ37

c.螺纹尺寸检查采用通端螺纹塞规是否能顺利连接套筒并达到旋合长度，止端螺纹塞规允许从套筒两端部分旋合，旋入量不应超过3P，套筒螺纹检验示意图如下。

塞规使用示意图

2）切割下料

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，因此刀片式切断机和氧气吹割都无法满足加工精度要求，通长只有采用砂轮切割机，按配料长度逐根进行切割。

3）加工丝头

a、丝头的加工过程是：

将待加工钢筋夹持在设备的台钳上，开动机器，扳动给进装置，动力头向前移动，开始剥肋滚压螺纹，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，扳动进给装置将设备复位，钢筋丝头即加工完成。

b、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％亚硝酸钠。

严禁用机油作切削液或不加切削液加工丝头。

c、丝头加工长度为标准型套筒长度的1/2，其公差为+2P（P为螺距）。

d、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、止环规检查一次。

e、钢筋丝头质量检验的方法及要求

（1） 螺纹牙型检查采用目测、卡尺，检查牙型是否完整，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。

（2） 丝头长度检查采用卡尺、专用量规，标准套筒长度的1/2，其公差为2P（P为螺距）。

（3） 螺纹直径检查采用通端螺纹环规，能顺利旋入螺纹止端螺纹环规允许环规与端部螺纹部分旋合，旋入量不应超过3 P（P为螺距）螺纹检验示意图如下。

环规使用示意图

f、经自检合格的丝头，应由项目部专职质检员随机抽样进行检查，切去不合格的丝头，查明原因并解决后重新加工螺纹。

g、检查合格的丝头应加以保护，在其一端拧上相应规格的保护帽，另一端用扳手拧上相应规格的连接套筒至1/2套筒长度，按规格分类堆放整齐。

钢筋直径（mm）

20

22

25

28

32

加工丝头有效螺纹扣数

11～12扣

12～13扣

11～12扣

12～13扣

14～15扣

4）现场连接加工

a、连接钢筋时，钢筋规格和套筒的规格必须一致，钢筋和套筒的丝扣应干净、完好无损。

b、采用预埋接头时，连接套筒的位置、规格和数量应符合设计要求。

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、滚压直螺纹接头应使用普通扳手进行施工，将两个钢筋丝头在套筒中间位置相互顶紧，钢筋接头拧紧后应用力矩扳手进行检查，力矩扳手进行的精度为±5％，力矩值应符合下表规定：

钢筋直径（mm）

≤16

18～22

22～25

28～32

36～40

拧紧力矩值（N.m）

80

160

230

300

360

d、经拧紧的滚压直螺纹接头应随手刷上红漆以作标识，单边外露丝扣长度不应大于2P。

3.4质量检测

1.工程中应用滚压直螺纹接头时，技术合作单位提供有效的型式检验报告。

2.钢筋连接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：

1）每种规格的钢筋连接接头试件不应少于三根；

2）接头试件的钢筋母材应进行抗拉强度检验；

3） 现场检验应进行拧紧力矩检验和单向拉伸强度试验。

施工中要注重对切割下料、螺纹加工的外观检查验收工作。

严格把好自检、交接检和专职检验的过程控制关；

4） 用力矩扳手按规定的接头拧紧力矩值抽检接头的施工质量。

外观质量在施工时应逐个自检（100%）。

同一施工条件下采有同一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个的也按一个检验批计算，对每一检验批的钢筋连接接头，于正在施工的工程结构中随机抽取15%，且不少于75个接头。

5） 滚压直螺纹接头的单向拉伸强度试验按验收批进行。

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；

6） 对每一个验收批均应按《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107-96中A级接头的性能进行检验与验收，在工程结构中随机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标准值，且不小于0.9倍钢筋器材的实际抗拉强度时，该验收批判定为合格。

计算实际抗拉强度时，应采用钢筋的实际横截面积。

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，则该验收批判定为不合格。

滚压直螺纹接头的单向拉伸试验破坏形式有三种：

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，任何破坏形式均可判定为合格，并填写接头拉伸试验报告。

3.5问题及建议

随着钢筋剥肋滚压直螺纹连接接头越来越广泛的应用，迫切要求对现场钢筋直螺纹丝头加工和连接接头施工人员的责任心和个人素质的提高，从而达到现场施工工人在直螺纹丝头加工过程中能保证丝头的饱满度、丝扣的有效长度；在接头连接施工过程中保证外露丝扣和拧紧力矩符合规范要求。

如何完善直螺纹丝头加工和连接接头施工的质量保证和质量监控一直是较为突出的问题，我们应加强钢筋直螺纹丝头加工和连接接头现场施工人员的岗前培训，进行思想教育，强化他们的工程质量意识；由现场技术人员向操作人员对工程特点进行施工技术交底，使每个操作人员清楚熟悉操作规程、安全要求、工艺原理、技术