矩形墩粗鋼筋采用滾壓直螺紋套筒連接技術

董麗華

(山西路橋第二工程有限公司，山西臨汾 041000)

1 概述

鋼筋連接方式有綁扎連接、焊接連接和機械連接，人工綁扎連接現場施工作業強度大，機械化程度不高，由于需要足夠的錨固搭接長度而浪費大量的鋼材，在施工時，采用綁扎搭接鋼筋集中在一個區域時，鋼筋放置不下，混凝土施工時不好澆搗。焊接的鋼筋連接方式由于電焊時電壓不穩定或焊工技術的原因也會出現焊接質量不穩定，鋼筋的機械的連接方式是一項較新的鋼筋連接技術，基本上克服了上述兩種鋼筋連接方式的弊端，鋼筋的機械連接方式正大量的運用在工程當中，墩粗直螺紋連接是鋼筋機械連接技術較成熟的一種，該連接技術的施工技術是把套筒冷擠壓連接與錐螺紋連接技術兩者的優點結合起來，替代了我國粗鋼筋連接技術較普及的電渣壓力焊、豎壓焊、閃光對焊等連接性能較不穩定的鋼筋連接方式。它具有施工方便、接頭強度高、縮短工期、可操作性強等特點，克服了焊接對鋼筋造成的燒傷或咬傷、焊縫不飽滿、焊接質量不穩定及焊接鋼筋所需時間較長等缺點。

2 工程概況

我單位承建的岢臨高速公路ZB 1-3項目部施工的石占溝大橋和孫家卯1號橋共有5個矩形墩，結構體2.5 m×5 m，建筑總高度為155 m。豎向受力鋼筋的連接采用直螺紋套筒連接技術，連接鋼筋主要有:φ28接頭數為4 891個。由于矩形墩較高，鋼筋焊接有一定的技術難度，我項目部結合實際決定采用墩粗直螺紋連接方式。

3 工藝原理

滾壓直螺紋鋼筋接頭是利用鋼材形變強化的原理，使滾壓出的直螺紋鋼筋強度大大提高，從而使螺紋接頭的抗拉承載力高于鋼筋母材的抗拉承載力。其工藝是先在加工場用專用的鋼筋直螺紋滾壓機，把待連接鋼筋端頭滾壓成規整的直螺紋，然后通過帶有相同參數的直螺紋連接套筒，用專用機械扳手，把兩根需連接鋼筋通過連接套筒相對擰緊在一起，從而形成一種能承受拉、壓兩種作用力的等強度鋼筋機械連接接頭。

4 施工工藝

4.1 工藝流程

施工工藝流程見圖1，圖2。

圖1 鋼筋直螺紋接頭加工工藝流程

4.2 施工方法

1)鋼筋就位。鋼筋端部應先調直，使用無齒鋸切割，切口端面應與鋼筋軸線垂直，不得有馬蹄形或撓曲。

2)直螺紋套絲。鋼筋套絲要預先在鋼筋滾壓直螺紋機床上加工，通過機床中的夾緊鉗、導軌、滑板、擺線針輪減速機、剝肋滾壓頭、進給機構、自動開合機構、行程限位機構、冷卻系統、電氣控制箱、控制系統等部件，在人工的操作下實現從剝肋到滾壓螺紋的全部加工過程。可根據需要加工成正扣螺紋，也可加工成反扣螺紋。

圖2 鋼筋直螺紋連接工藝流程

3)絲頭質量自檢。每批絲頭加工完畢后，要逐個對鋼筋端頭直螺紋絲頭的外觀質量進行自檢，直螺紋絲頭的牙形、螺紋等必須與連接套筒的牙形、螺距一致，且經配套的量規檢測合格，并用工作扳手擰緊接頭，檢查螺紋的長度是否符合要求。

4)專業質檢員抽檢。經自檢合格的鋼筋絲頭，應對其分批號隨機抽檢。

5)戴塑料帽或擰上套筒保護、存放備用。將檢驗合格的鋼筋端頭戴上塑料保護套或擰上連接套筒，并按規格分類堆放以備用。

6)鋼筋就位、回收塑料保護帽。將待連接的鋼筋運至結構使用部位安置就位，并擰下直螺紋絲頭上的塑料帽予以回收。

7)直螺紋絲頭套筒連接。首先把連接套筒的一端安裝在基本鋼筋的端頭上，先用工作扳手將其擰緊到位，再將待接鋼筋擰入連接套筒內并擰緊到位，操作時，用工作扳手旋轉套筒或鋼筋，使絲頭在套筒中央位置頂緊，完成連接。由于鋼筋絲頭加工時要求有效螺紋長度有0～+2P的公差范圍，因此，接頭連接完畢后，套筒兩側應有外露有效螺紋。

8)檢查并作標識。鋼筋接頭擰緊后應用力矩扳手檢查，檢驗合格后的接頭用油漆做出標識。

9)施工檢驗。對施工完的接頭進行質量檢驗。

10)綁扎其他鋼筋。

5 質量控制

5.1 連接套筒產品制作的質量控制

1)原材料。

套筒材質應符合GB/T 699-1999優質碳素結構鋼的規定，檢查產品合格證和出廠檢驗報告。

2)螺紋牙形和螺紋加工精度。

螺紋牙形和加工精度是影響接頭質量的另一重要因素。檢驗要求螺紋牙形飽滿，表面無裂紋和影響接頭質量的其他缺陷;不同型號的連接套筒常利用對應的通塞規、止塞規檢查加工質量，其環通規應能順利的旋入，環止規旋入長度不得超過3P。

3)外形尺寸。

為了保證套筒的橫截面的面積，應控制套筒的外徑偏差不能偏小。

5.2 鋼筋絲頭現場加工的質量控制

1)螺紋直徑。鋼筋絲頭螺紋直徑是保證與連接套筒螺紋配合的關鍵，影響接頭性能。

2)螺紋牙形。牙形完整，螺紋大徑低于中徑的不完整絲扣累計長度不允許超過兩個螺紋周長。

3)螺紋長度。螺紋有效長度鋼筋規格的關系如表1所示。

表1 螺紋有效長度與鋼筋規格的關系 mm

5.3 現場連接的質量控制

外露螺紋:

接頭連接完成后，套筒外側沒有外露螺紋，則是絲頭螺紋長度不夠，鋼筋端頭未頂實套筒。外露螺紋大于2P時，若是絲頭螺紋長度符合要求，說明擰緊不到位;若擰緊到位，則說明絲頭長度過長，這些都為質量缺陷。

6 施工總結

本單位施工的石占溝大橋和孫家卯1號橋矩形墩，如果采用傳統的連接方式必將影響施工工期，而采用直螺紋鋼筋連接技術，對接頭的質量抽檢按JG/T 3057-1999墩粗直螺紋鋼筋接頭規定標準進行，現場檢驗試件每500個接頭抽取1組3根，送呂梁市建筑工程質量監督站檢測中心進行接頭單向拉伸檢測，規定抗拉強度標準值只許490 MPa。本工程所加工的墩粗直螺紋接頭達到600 MPa～630 MPa，符合SA級要求。強度穩定，檢測合格率達100%。

施工實踐表明:該技術施工工藝簡單，不受氣候條件影響，投入設備少，機械化使用程度高，施工連接時不用電，無明火作業，連接速度快，質量穩定可靠。具體體現在以下幾方面:

1)提高工效。墩柱較高，鋼筋焊接及綁扎的難度較大，采用滾壓直螺紋套筒連接，預先進行加工然后到現場連接，節省時間。

2)接頭質量可靠。直螺紋接頭鋼筋的對中性好，無重疊駁口，能有效的改善排筋上的擁擠情況，有效地消除在澆筑混凝土過程中由于鋼筋過密引起的振搗困難。

3)節約材料。根據圖紙計算所得直螺紋連接的接頭φ28的4 891個。如采用綁扎搭接，搭接長度均按10d計算φ28的將多耗0.028 ×10 ×4 891 ×4.834/1 000=6.62 t，可提高經濟效益為6 620×6.35=42 037元。

總之，在石占溝大橋和孫家卯1號橋矩形墩工程中，采用滾壓直螺紋套筒連接與傳統搭接方法相比節約鋼材，通過采用新工藝、新材料可大大提高工效，降低成本，滾壓直螺紋連接技術以其先進的技術，在工程施工中必將得到進一步推廣和應用。