涵洞工程用熱軋帶肋鋼筋生產實踐

謝 輝，張緒慶

（方大特鋼科技股份有限公司，江西 南昌 330012）

涵洞是公路路基通過洼地或跨越水溝（渠）時設置的，或為把匯集在路基上方的水流宣泄到下方而設置的橫穿路基的小型地面排水結構物。

公路建設中修建涵洞的目的：一是專為排泄小溪流和天然雨水，以保護路基的穩定，避免雨水的毀壞；二是專為灌溉農田之用，不致因修建公路而影響發展農業生產用水。

涵洞的種類繁多，截面形狀、出入口類型、涵內水流流態也多種多樣。涵洞由洞身、洞口建筑、基礎和附屬工程組成。洞身是涵洞的主要部分，其截面形成有圓形、拱形、箱形等。洞口建筑設置在涵洞的兩端，有一字式和八字墻兩種結構形式。基礎的形式分為整體式和非整體式兩種。涵洞的附屬工程包括：錐形護坡、河床鋪砌、路基邊坡鋪砌及人工水道等。

本文所闡述涵洞工程，主要是指圓形、拱形涵洞（以下所述涵洞均指圓形及拱形涵洞）。

近年來地鐵工程、涵洞工程等項目越來越多，對應鋼筋需求量也越來越大。那么涵洞工程用熱軋帶肋鋼筋到底有什么特殊要求呢？又該如何去控制，控制關鍵點是什么呢？本文將通過市場調研，詳細了解涵洞工程用熱軋帶肋鋼筋的使用要求，并通過生產實踐，摸索出涵洞工程用熱軋帶肋鋼筋（以下簡稱“涵洞用鋼”）質量控制要點，提出控制措施。

1 涵洞用鋼的使用要求

通過到實地考察，在水電站、地鐵等工程，需要建設圓形或者拱形涵洞，對應鋼筋需要將9 m 或者12 m定尺做大圓弧彎曲，并確保水平（即彎曲方向一致）。

如圖1，鋼筋彎曲后不平直，兩端翹起，不滿足；如圖2，鋼筋彎曲后平直，滿足要求。

圖1 鋼筋彎曲后一端翹起

圖2 鋼筋彎曲后兩端水平

2 分析鋼筋彎曲后不水平的原因

根據現場調查，理論分析，造成鋼筋彎曲后不水平的原因主要有以下幾點：

2.1 鋼筋的縱筋扭轉

鋼筋的縱筋扭轉，不在一條線上?，F場考察部分工地加工涵洞用鋼設備如圖3，將鋼筋縱筋立起，咬入帶槽立輪，咬入后，鋼筋在立輪帶動下自動往前移送，形成大圓弧彎曲。

圖3 涵洞用鋼加工設備

鋼筋通過該設備加工，鋼筋隨著縱筋方向向前移動，如果鋼筋縱筋不在一條直線上，出現扭轉，則在加工過程，鋼筋會隨著縱筋方向轉動，導致鋼筋彎曲后不水平，兩端或者一端翹起。

2.2 強度過高

機械性能過高，鋼筋在彎曲時彎曲方向難控制，可能會造成彎曲方向不一致，即不水平。

2.3 應力未釋放

鋼筋應力未釋放，機械性能不均勻，造成加工過程中，鋼筋彎曲方向不一致。

還有鋼筋本身存在彎曲。

3 實踐控制

分析出影響涵洞用鋼因素后，生產實踐中應該對應控制。

3.1 控制鋼筋縱筋扭轉[1]

確保9 m 定尺縱筋在一條直線上。

3.1.1 嚴格按工藝標準控制好K2 料型

生產前測量K2 在線實際料型，并確認K2 軋槽，確保軋槽表面質量合格，軋槽不宜過老，如圖4 測量料型。

圖4 現場測量K2 料型

3.1.2 嚴格控制K1 進口導衛開口度

根據測量的K2 料型對應調整K1 進口導衛開口度，可以采用樣棒進行調整，如圖5，確保K1 進口開口度比來料小0.1～0.2 mm，防止導衛開口度與料型不匹配，導致鋼筋扭轉。

圖5 調整K1 進口開口度

3.1.3 調整K1、K2 軋機錯輥

確保K1、K2 軋機無錯輥、竄輥現象。

在軋制涵洞工程用鋼時，應選擇軋機穩定性好的機架，并定期更換軋機止推軸承，防止竄輥。

軋機上線前，采用百分表測量K1、K2 軋機竄輥情況，控制在0.02 mm 以內，并調整好軋機錯輥，避免因K1、K2 軋機錯輥，導致鋼筋扭轉。

3.1.4 多切分軋制

K1、K2 均為平軋機，K2 咬入K1 扭轉角度，盡量保證90°咬入K1。

在設計扭轉時，根據導衛總長、K1、K2 軋機間距，設計好扭轉角度，在生產時，通過標準樣棒，調整K2扭轉輪開口度，確保K2 出料在咬入K1 時接近90°。

3.1.5 對鋼筋扭轉角度進行嚴格檢驗

生產涵洞工程用鋼時，檢驗工入庫前進行檢驗，在過跨鏈處兩人確認鋼筋縱筋扭轉情況，對縱筋存在扭轉的進行剔除。檢驗方法：

將定尺的一端縱筋立起，到另一端觀察縱筋方向，若與另一端方向一致，且定尺中部無扭轉則說明該定尺縱筋無扭轉。

實際生產時，采用途抽檢（每生產10 支鋼至少檢驗一次頭、中、尾部鋼扭轉情況）方式，若出現縱筋扭轉，立即隔離，并追回前面未檢驗的鋼剔除；待重新調整滿足要求后，再繼續生產。

3.2 保證鋼筋機械性能均勻

控制鋼筋強度，降低機械性能[2]。

1）機械性能盡量按國標下線高20～40 MPa 控制，可以通過降低成分來滿足要求。

2）如采用控軋控冷工藝，則應保證鋼筋通條溫差不超過20 ℃。

3.3 釋放鋼筋時效

通過檢測對比，相同鋼筋當天生產屈服強度約比15 d 后屈服強度高10～15 MPa。鋼筋生產后，至涵洞工程使用，應至少需間隔半個月，以釋放鋼筋時效性能，釋放應力。

通過以上實踐控制，將生產的鋼筋到工地加工使用，可以滿足要求，如圖6 所示。

圖6 工地現場加工后鋼筋圖

4 批量生產關鍵控制要點

通過現場實踐控制，并到工地使用，生產的鋼筋達到了涵洞用鋼的特殊要求，在實際批量生產中應重點控制以下幾點：

4.1 縱筋扭轉的控制和檢驗

1）每次生產前，K1、K2 務必選用穩定性好的機架，嚴格控制錯輥和竄輥。

2）K1、K2 軋機，應定期更換止推軸承，防止出現竄輥。

3）在批量生產時，需要有專人進行檢驗，確保鋼筋縱筋在一條直線上，發現有扭轉的鋼筋及時隔離。

4）通過摸索，對縱筋扭轉角度的要求，不同規格有不同要求，9 m 定尺為例：Φ12 mm～Φ16mm 縱肋扭轉角度應控制在20°以內，Φ18 mm～Φ32 mm 縱肋扭轉角度應控制在10°以內，如無法做到沒有扭轉，可以按此角度進行控制。

鋼筋生產半個月后，再發貨至工地使用，以釋放鋼筋時效性能，釋放應力，確保性能均勻。

4.2 控制控冷工藝

采用控制控冷工藝，確保鋼筋溫度差控制在20 ℃以內，避免溫差導致性能不均勻。

4.3 單獨軋制

入庫時必須與普通鋼筋區分，并單獨發貨，避免與普通鋼筋混淆。

5 結語

涵洞工程用鋼筋，對鋼筋的力學性能、牌號等沒有特殊要求，與國標對應牌號一致。但是，在實際使用時，因其使用環境和用途的特殊性，需對鋼筋的一些性能、平直度、縱筋尺寸等針對性的控制，而這一塊，目前鋼鐵行業沒有特別的規范和標準，本文所述的控制方法和相關措施都是從生產實踐和工地使用現場進行摸索得出的，效果顯著，對涵洞工程用鋼，及地鐵工程用鋼生產都具有參考意義。