钢筋等强度剥肋滚轧直螺纹连接施工工法

'钢筋等强度剥肋滚轧直螺纹连接施工工法随着科技的发展，近年来钢筋的机械连接方法正越来越多地被设计人员所采纳和推广，机械连接已基本取代了现场手工焊接。它具有施工质量易控制和验收、接头可靠度高、受客观因素影响小等优点。在我国，短短的十几年里，钢筋的机械连接方式就已经历了三个时代：最早使用的是钢套管冷挤压机械连接，这种方法主要以现场操作为主，设备笨重、效率低；其后，科技人员又研究出钢筋锥螺纹机械连接技术；近年来，又推出钢筋直螺纹机械连接技术，其中包括镦粗直螺纹机械连接、直接滚轧直螺纹机械连接和等强度剥肋滚轧直螺纹连接技术，这其中以等强度剥肋滚轧直螺纹连接技术最先进，它具有工厂化生产、操作简单方便、接头质量稳定可靠等诸多优点。为积极推广应用新技术、提高建筑业施工技术含量，正确掌握了这门机械连接技术，并成功的在多个工程中加以应用，逐渐形成了一整套合理的施工方法。一、工艺原理和适用范围：1、原理：剥肋滚轧直螺纹机械连接是依靠剥肋机构首先对钢筋进行剥肋，然后由滚丝头对已剥肋的钢筋进行滚轧，将钢筋端部制成螺纹，现场用钢套筒（成品）将已制成螺纹的两根钢筋用管钳进行连接的一种机械连接方法。滚丝头对钢筋进行滚轧的过程属于冷挤压，可以提高经过滚轧的钢筋抗拉强度，足以抵消钢筋剥肋的强度损失，因此，剥肋滚轧直螺纹机械连接可以达到A级接头要求。2、接头适用范围及特点：适用范围：剥肋滚轧直螺纹机械连接适用于要求充分发挥钢筋强度或对接头延性要求高的各类混凝土结构，适用于16～50mmHRB335、HRB400钢筋在任意方位的同、异径连接。接头特点：l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。l施工速度快：螺纹预制加工，现场装配作业。l节约能源：设备仅3～4KW。l无污染、施工安全可靠。 二、主要工艺装置和施工机具：剥肋滚轧直螺纹机械连接的主要工艺装置是钢筋滚轧直螺纹成型机，主要施工机具有管钳（用于接头连接）、力矩扳手（用于抽检接头的施工质量）、通规或止规（用于检查接头的加工质量）等。钢筋滚轧直螺纹成型机的主要组成部件及作用如表1。表1钢筋滚轧直螺纹成型机的主要组成部件及作用部位部件名称及组成元件主要作用主机台钳夹持固定钢筋剥肋机构：由刀体支架、刀体、刀片、涨刀环、导向套等组成对钢筋的横纵肋进行切削加工，以获得需要尺寸的光棒。滚丝头：由前盖板、后盖板、滚丝轮、滚针、偏心轴、垫片、连接圈、齿轮盘及斜齿轮、调整齿轮、连接板等组成。对剥肋后的钢筋进行滚轧螺纹。减速机冷却系统电器系统机床常用调整试棒用于调整螺纹直径，每个调整试棒可作为两种螺纹直径地调节。 附件定位块（挡铁）调整不同规格钢筋的加工长度，不同规格地定位块长度不同。螺纹环规：由环通规、环止规两个为一套。用来控制现场丝头的加工质量。环通规能顺利旋入螺纹，环止规旋入深度不超过3圈。三、主要施工工艺及施工流程：1、施工准备进场的原材料（包括钢筋、套筒）必须进行检验与复验，合格后方可使用。保管员按附录A的要求对套筒进行入库检验，填写物资验收记录。l参加滚轧直螺纹接头施工的人员必须进行技术培训，经考核合格后方可持证上岗操作。l钢筋应先调直再加工，切口端面宜与钢筋轴线垂直，端头弯曲、马蹄严重的应切去，不得用气割下料。要求使用砂轮机进行切割。l操作人员须对每批进场钢筋，按不同规格进行施工前的接头连接检验（试连接），合格后方可在工程中进行施工。2、钢筋丝头加工l加工丝头时，应采用水溶性切削液，当气温低于0。Ｃ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。l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）。采用加长丝时其中一根钢筋的丝头加工长度为标准型套筒长度。l操作工人应按附录B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。l经自检合格的丝头，应由质检员随机抽样进行检验，以一个工作班内生产的丝头为一个验收批，随机抽检10%，且不得少于10个，并按附录C填写钢筋丝头检验记录表。当合格率小于95%时，应加倍抽检，复检中合格率仍小于95%时，应对全部钢筋丝头逐个进行检验，切去不合格丝头，查明原因并解决后重新加工螺纹。l 检验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，按规格分类放整齐。３、现场连接施工l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。l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。l滚轧直螺纹接头应使用管钳和力矩扳手进行施工，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2的规定。力矩扳手的精度为±5%。表2　　　接头拧紧力矩钢筋直径(mm)16～1820～2225283236～40拧紧力矩(N·m)100200250280320350l经拧紧后的直螺纹接头应作出标记，单边外露丝扣长度不应超过2P。4、等强剥肋滚轧直螺纹接头在工程中应用时应注意以下几个问题：①、滚轧直螺纹接头适用于要求充分发挥钢筋强度或对接头延性要求高的各类混凝土结构。（Ａ级接头）②、滚轧螺纹接头的混凝土保护层厚度宜满足现行国家标准《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。③、受力钢筋接头的位置就相互错开。在任一接头中心至长度为钢筋直径的35倍的区段范围内，有接头的受力钢筋截面积占钢筋总截面积的百分率，就符合下列规定：l受拉区的受力钢筋接头百分率不宜超过50%；l在受拉区的钢筋受力小的部位，接头百分率可不受限制；l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%；l受压区和装配式构件中钢筋受力较小的部位，接头百分率可不受限制；④、当对具有钢筋接头的构件进行试验并取得可靠数据时，接头的应用范围可根据工程实际情况进行适当调整。 ⑤、滚轧直螺纹接头可用于不同直径钢筋的连接。（需要使用非标准型套筒）⑥、连接套筒种类：l标准型套筒两端直径相同的右旋内螺纹套筒。正反丝扣型套筒：两端螺纹旋向相反的套筒，适用于拐铁处钢筋的连接。本工法采用加长丝的方法用标准型套筒来代替。变径型套筒：两端直径不同的右旋内螺纹套筒，适用于不同直径钢变径型套筒：两端直径不同的右旋内螺纹套筒，适用于不同直筋的连接。l可调型套筒：中间带加长过渡螺纹，适用于轴向位置不能移动且不能转动处钢筋的连接。本工法亦采用加长丝的方法用标准型套筒来代替。（各类套筒类型详见图）四、质量标准：钢筋等强剥肋滚轧直螺纹接头应用时应遵循中华人民共和国行业标准《钢筋机械连接通用技术规程》（JGJ107—96）、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204—2002）及中国建筑科学研究院企业标准《钢筋等强度剥肋滚轧直螺纹连接技术规程》（Q/JY16—2001）中有关规定。图A.0.4可调型套筒图A.0.1标准型套筒图A.0.2反正丝扣型套筒图A.0.3变径型套筒接头的现场检验及验收应符合以下规定：1.工程中应用滚轧直螺纹接头时，技术资料中应保存技术提供单位（生产厂家）提交的有效型式检验报告。2.现场检验应进行拧紧力矩检验和单向拉伸强度试验。对接头有特殊要求的结构，应在设计图纸中另行注时相应的检验项目。3.拧紧力矩检验：用力矩扳手按表2规定的接头拧紧力矩值抽检接头的施工质量。抽检数量为：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、板构件，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３个接头。抽检的接头应全部合格，如有一个接头不合格，则该验收批逐个检查并拧紧。选用合格的力矩扳手，由项目技术员负责对施工完的接头进行拧紧力矩检验，并由按附录D填写直螺纹连接接头拧紧力矩检验记录表。车间的力矩扳手应每年进行一次校定。4.单向拉伸强度试验：钢筋连接作业开始前（试连接）及施工过程中（施连接），应对每批进场钢筋进行接头连接检验，检验应符合下列要求：l每种规格钢筋的接头试件不应少于三根；l接头试件的钢筋母材应进行抗拉强度试验；l三根接头试件的抗拉强度均不应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。5.滚轧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。当三个试件抗拉强度均不小于该级别钢筋抗拉强度的标准值时，该验收批判定为合格。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。滚轧直螺纹接头的单向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断为合格，由试验室按有关规定出具接头拉伸试验报告。7.在现场连续检验十个验收批，其全部单向拉伸试验一次抽样合格时，验收批接头数量可扩大为1000个。8.直螺纹连接应提供和保存以下资料：l施工方案、技术交底l母材（钢筋）合格证及检验报告l套筒出厂合格证及进场验收记录（保管员填写物资验收记录）l型式检验报告（生产厂家提供）l操作人员上岗证 l丝头检验记录l直螺纹连接接头拧紧力矩检验记录l接头连接工艺检验（试连接）l接头连接单向拉伸强度试验报告l力矩扳手校定证书五、劳力组织及安全：1、劳力组织：钢筋头切割组：2人；负责对需要加工丝头的钢筋进行切口端面处理。丝头加工组：2—3人；负责加工丝头，并按规定检查丝头质量，套保护帽。现场连接组：2人/组；负责对接头用管钳进行连接，并回收保护帽。现场检查组：1人；负责用力矩扳手对已施工完的接头进行抽检。2、安全注意事项：①、施工人员必须进行技术培训，经考核合格后方可持证上岗操作。②、设备电源必须有漏电保护装置；本机必须有可靠的接地保护，防止漏电伤人；设备停用后应切断设备电源。③、为保证丝头加工长度必须使用挡铁进行限位，挡铁在使用时必须将钢筋紧贴住挡铁，撤下挡铁后将钢筋夹紧。④、钢筋夹持在台钳上后必须将钢筋夹持紧。加工带拐铁钢筋时，正对拐铁处严禁站人，以防因钢筋未夹紧而甩起打人。加工中如有钢筋松动应立即停机并将钢筋再次夹紧。钢筋转动时不得用手抓握钢筋，禁止戴手套进行操作。⑤、滚丝头滚到前限位后不停机时应立即切断电源，不要用手去阻止滚丝头转动。⑥、滚丝头在运转过程中手不得触摸任何转动部件，如：滚丝头、涨刀触头等。⑦、设备维修必须有专门人员进行，不得私自进行维修、改装。⑧、设备在接通电源后不得用手触摸任何带电电器件，以防触电。不得让水等具有导电能力的物质进入电器箱。⑨、设备在移动及装卸时应平稳，以免倾翻伤人。六、效益分析： ①、机械连接可节约大量钢材，减少能源消耗，具有巨大的社会效益。②、劳动生产率高：等强剥肋滚轧直螺纹连接操作简单，劳动强度低，可减少大量人工。③、质量稳定可靠：经现场大量试件试验结果表明，此种机械连接方法完全可以达到JGJ107—96A级接头要求。④、应用范围广，机械化程度高，受手工影响小，可在建筑工程中大量采用。七、工程应用实例：1、石河子市六宫村工程：10#、13#、14#框架商服楼，φ18以上柱、梁主筋采用等强剥肋滚轧直螺纹机械连接，共使用7000个接头。2、第六社区卫生服务中心工程：该工程建筑面积6735m2，地下室为独立柱基础，±0.00以上框架柱、梁中采用φ18以上钢筋，均使用等强剥肋滚轧直螺纹机械连接，共使用3200个接头。3、136团居民服务中心工程：地下室底板及地梁采用等强剥肋滚轧直螺纹机械连接，共使用φ20、22、25各种规格接头4500个。4、136团农贸市场工程：该工程为框架结构，φ18以上采用等强剥肋滚轧直螺纹机械连接，接头总用量在2100个左右。以上工程均严格按照规范要求对接头进行试连接及现场切取试验，结果均完全达到A级接头要求。附录A套筒质量检验的方法及要求序号检验项目量具要求检验要求1外观质量目测表面应无裂纹和影响质量的其他缺陷2外型尺寸卡尺长度及外径应满足合格证中相应规格要求附录B钢筋丝头质量检验的方法及要求 序号检验项目量具名称检验要求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个螺纹周长２丝头长度卡尺或专用量规应满足本方案六、２有关条款要求３螺纹直径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３Ｐ（Ｐ为螺距）附录C钢筋丝头检验记录表工程名称结构种类结构所在层数丝头类型丝头数量抽检数量序号规格螺纹牙型丝头长度螺纹直径检验结论1234注：1按每批加工钢筋丝头的10%抽检2“螺纹牙型”、“丝头长度”、“螺纹直径”及“检验结论”：合格“√”：不全格“×”检查单位：检查人员：检验日期：负责人：附录D直螺纹连接接头拧紧力矩检验记录表 工程名称结构种类结构所在层数丝头类型丝头数量抽检数量序号钢筋直径拧紧力矩检验结论1234567891011121314151617181920检验评定结果加工车间质检员：项目部技术负责人：年月日注：1、抽检数量为：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、板构件，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3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。2、“拧紧力矩”及“检验结论”：合格“√”：不全格“×”'