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            鋼筋連接新工藝新技術在蘆家洞閘壩工程的運用

            admin   2014/7/17 22:12:52      
            隨著科學的發展,鋼筋的連接方法越來越多,質量越來越好,工效也越來越高。為了節約工期又不失質量,我們在蘆家洞水電站閘壩施工中采用了一種新型的鋼筋連接方法——滾壓式直螺紋連接。下面是對這種新工藝、新技術的施工原理、施工方法、質量檢測等方面的一些介紹。
                1 .滾壓式直螺紋連接施工原理及其與其它連接方式的比較  
                1.1直螺紋連接施工原理及主要技術性能指標
                滾壓式直螺紋接頭是利用軋制設備直接在兩根同規格、同直徑的鋼筋端部軋制出螺紋,然后用一個與之相應規格的套筒(內含螺紋),將兩根鋼筋的絲口分別擰入套筒,用扳手旋緊。鋼筋無須切割、墩粗,該法加工工效比墩粗式接頭高,且加工設備少(僅1臺,重約300㎏,耗電4KW),適宜于在施工現場加工。滾壓式直螺紋接頭根據靜力單向拉伸及高應力和大變形條件下反復拉壓性能,分為兩個等級,即S*和*。S*接頭抗拉強度超過鋼筋母材實際抗拉強度或達到鋼筋抗拉強度標準值的1.1倍,并具有高延性及反復拉壓性能,*接頭抗拉強度達到或超過鋼筋母材抗拉強度標準值,并具有高延性及反復拉壓性能。由于套筒母材的強度一般高于鋼筋原材料強度,通過現場隨機取樣試驗,接頭抗拉強度均超過母材抗拉強度標準值,并具有高延性及反復拉壓性能(接頭性能檢驗指標如表1所示),其連接后的接頭強度在一般情況下均遠高于設計要求。而且,不同直徑(僅限相差一個等級)的鋼筋可以采用大小套筒連接,適用范圍極廣。
                1.2與其它鋼筋連接方式的比較
                1.2.1綁扎搭接連接:僅限于細鋼筋和不重要部位的施工,特點是施工簡單,不需特殊技工。但要耗用大量鋼材,接頭的傳力效果差,且《混凝土結構設計規范》(GBJ 10—89)明確規定:直徑大于22mm的粗鋼筋不宜采用搭接連接。
                1.2.2電渣壓力焊技術:可采用全自動電渣壓力焊機操作,連接Φ18以上的鋼筋較經濟。但僅限于豎向鋼筋連接,對處于水平或傾斜工況的鋼筋連接,其施工質量難以保持穩定,同時需要配備專業人員方可施工,受現場電壓、電流條件和操作人員操作水平的影響極大,焊渣污染作業面難以清掃,對于Φ28以上的鋼筋連接難度更大,質量不能有效保證,而且雨、雪天不能施工。
                1.2.3閃光對焊技術:采用對焊機加工,施工速度較快,成形長度易于控制。缺點是對于Φ32以上的鋼筋連接要求電壓穩定,且受人為因素影響較大,易出現焊接偏心和彎曲。
                1.2.4套筒冷擠壓連接技術:采用液壓擠壓機械冷擠壓連接,接頭強度高,質量穩定可靠,不受氣候影響,安全無明火,適用于各種情況(垂直、水平、傾斜、水下)的連接。缺點是機械設備笨重,施工速度慢,且粗鋼筋密集構件無法施工。
                1.2.5錐螺紋連接技術:與直螺紋連接相似,操作工序跟直螺紋基本相同,施工速度快。但鋼筋母材的端頭絲口成錐形,削弱母材截面且易導致接頭松動,對接頭連接強度和抵抗變形的性能有較大的不利影響。
                相對上述連接技術,滾壓式直螺紋連接不受鋼筋材質可焊性的影響,不受鋼筋規格限制,不僅適用于豎向鋼筋的連接,還適用于梁板等水平方向鋼筋的連接,也適用于超長密集排列層次多、量大、面寬的通長粗直徑及不允許斷開的各種不同類型構件鋼筋的連接,其技術性能優勢極為明顯。
                2.施工過程管理和施工工藝要求
                2.1要充分發揮鋼筋滾壓式直螺紋連接速度快、施工簡易的特點,必須做好以下幾個準備工作。
                2.1.1技術準備。鋼筋等強滾壓式直螺紋連接技術是一種全新的鋼筋連接技術,尚無施工方面的經驗可借鑒。施工前要對現場施工人員進行培訓,實行持證上崗制度。
                2.1.2資料準備。由于該項技術尚處于推廣階段,根據學習和掌握的有關技術標準以及類似工程技術實踐的信息,編寫好工藝過程控制文件,以確保施工和檢驗工作的有序和規范。
                2.1.3材料準備。對運入現場的連接材料進行檢查,產品應有合格證,套筒表面不得有影響性能的裂縫、巴痕等缺陷,尺寸應符合要求,應清除連接套筒表面的油圬、鐵銹等雜物。根據螺紋相關技術參數的要求,調整螺紋軋制機的設置,檢查螺紋軋制機的運轉是否正常,軋制出的螺紋是否符合尺寸要求。
                2.2螺紋加工工藝和施工步驟
                2.2.1其具體的加工工藝流程如下:
                將待軋制鋼筋平放在支架上→端頭對準螺紋軋制機的軋制孔→開動軋制機并用水潤滑軋制頭→緩慢向鋼筋端頭方向移動軋制頭使鋼筋端頭伸入軋制頭內并軋出螺紋→慢慢移開軋制頭→逐個檢查鋼筋端頭螺紋的外觀質量→用手將套筒擰進鋼筋端頭看是否過松或過緊→檢查螺紋的深度是否符合要求→將檢驗合格的端頭螺紋戴上保護套或擰上連接套筒→按規格分類堆放整齊待用。
                2.2.2認真研究圖紙,對每根鋼筋的規格、長度、形狀翻樣下料,包括端部的彎頭長度等均應仔細復核。在翻樣時注意使接頭位置布置在受力較小的區段,鄰近鋼筋的接頭宜適當錯開,以方便操作,防止在鋼筋密集區段造成套筒與鋼筋間橫向的凈距難以滿足大于25mm的要求。
                2.2.3按翻樣的計劃下料,采用鋼筋剪斷機、彎曲機下出單件長度,使其通過直螺紋套筒連接后等于所需要的長度。
                2.2.4通過螺紋絲口加工機械,將成料的各個單件車絲,如下圖所示。
                其中:車出的絲長LO=套筒長度/2+兩圈絲口長度(即:外漏兩絲),原料備齊以后,就可以著手進行鋼筋連接施工了。
                2.2.4根據設計圖紙和鋼筋翻樣,畫出每個構件的“鋼筋拼裝順序圖”,以確定先安哪一根鋼筋,后連那一根鋼筋。
                2.2.5定線標識,使每一根鋼筋能在其需要的位置安放到位。
                2.2.6使用大扳手,將鋼筋與套筒逐個擰緊,完成連接,然后擺放好,再綁扎成形。
                2.3滾壓式直螺紋連接施工工藝流程如下:
                材料檢驗→加工機具定位→切割下料→加工螺紋→安裝套筒→調頭→加工螺紋→安裝保護套→做標識→分類堆放→現場安裝→質量檢驗。
                2.4根據施工部位的具體情況,直螺紋套筒可分為正絲套筒和反絲套筒兩種:
                2.4.1正絲套筒(旋轉鋼筋擰合的方法):取相應規格的螺紋套筒,套在鋼筋端頭,用扳手順時針旋轉套筒定位,然后取另一根帶螺紋的鋼筋對準套筒,順時針旋轉鋼筋擰緊為止。
                2.4.2反絲套筒(旋轉套筒擰合的方法):適用于彎曲鋼筋及其他鋼筋不能旋轉鋼筋的相互連接。把待連接的2根鋼筋的端頭分別制成右螺旋紋和左螺旋紋,同時將連接用的套筒的內部一半加工為右旋內螺紋的雙向螺套。安裝時把有右旋螺紋的螺套一端對準有右旋外螺紋的鋼筋端頭,并旋進1~2牙,把有左旋外螺紋的鋼筋對準雙向螺套的另一端,用鋼鉗轉動螺套到既定位置,兩端鋼筋就會自然擰緊。
                2.5 質量檢驗
                (1) 試驗方法
                在對鋼筋接頭進行檢驗前,應對鋼筋母材進行力學性能檢驗,試驗方法按《金屬拉伸試驗方法》GB/T228標準中有關條款執行。
                (2) 檢驗類別
                鋼筋接頭的性能檢驗分為兩類:型式檢驗和施工現場檢驗。
                施工現場檢驗分為兩種:鋼筋絲頭檢驗和鋼筋接頭檢驗。
                套筒檢驗為出廠檢驗。
                (3) 型式檢驗
                ① 在下列情況下應進行鋼筋接頭的型式檢驗:
                a. 接頭進行產品或生產鑒定;
                b. 材料、工藝、規格進行改動;
                c. 質量監督部門提出專門要求。
                ② 對每種型式、級別、規格、材料、工藝的接頭,型式檢驗試件不應少于12個;其中單向拉伸試件不應少于6個,高應力反復拉壓試件不得少于3個,大變形反復拉壓試件不得少于3個,同時,尚應取3根同批、同規格鋼筋母材試件做力學性能試驗。
                ③ 型式檢驗的加載方法按JGJ107規程附錄A的要求進行(見表8-3-8),接頭的性能必須全部符合規程中“*接頭性能指標要求。
                ④ 型式檢驗應由國家、省部級主管部門認可的質量檢驗部門進行,并出具試驗報告和評定結論。
                (4) 套筒的出廠檢驗
                ① 檢驗項目
                a. 外觀質量檢驗
                套筒的外徑、長度及相關尺寸應符合設計要求,套筒表面應無裂紋和其他肉眼可見的缺陷。
                b. 螺紋檢驗
                用專用的螺紋塞規進行檢驗。通規應能順利旋入,止規允許旋入長度不得超過3P。
                ② 檢驗方法及結果評定
                a. 對套筒的外觀質量檢驗應逐個進行。
                b. 螺紋尺寸的檢驗按連續生產的同規格套筒每1000個為一個檢驗批,每批按10%隨機抽檢,不足1000個時也按10%隨機抽檢,且不得少于20個。
                c. 檢驗方法采用螺紋塞規的通規和止規,滿足要求者為合格品,否則為不合格品。
                d. 抽檢合格率應不小于97%。當抽檢合格率小于97%時,應加倍抽檢,復檢的合 格率不小于97%時,應判該驗收批合格。若合格率仍小于97%時,則應對該檢驗批套筒進行逐個檢驗,合格者方可使用。
                (5) 絲頭的施工現場檢驗
                ① 檢驗項目
                a. 外觀檢驗
                不完整齒(螺紋齒頂寬度超過0.3P)的累計長度不超過2個螺紋周長。
                b. 螺紋檢驗
                用專用的螺紋環規進行檢驗。通規應能順利旋入,并能達到鋼筋絲頭的有效長度;止規旋入長度不得超過3P。
                ② 檢驗結果評定
                a. 絲頭應逐個進行自檢,出現不合格絲頭時,應切去重新加工;
                b. 自檢合格的絲頭,應由質檢員隨機抽樣進行檢驗。以一個工作班加工的絲頭為一個驗收批,隨機抽檢10%,且不得少于20個。當合格率小于95%時,應加倍抽檢。復檢中合格率仍小于95%時,應對全部絲頭逐個進行檢驗,合格者方可。
                (6) 鋼筋接頭的現場檢驗
                ① 施工現場檢驗前,技術和設備提供單位應向使用單位提交有效的型式檢驗報告。
                ② 鋼筋接頭的現場檢驗按驗收批進行。同一施工條件下采用同一批材料的同等級、同型式、同規格接頭,應以500個為一個驗收批進行檢驗,不足500個的也應作為一個驗收批。
                ③ 對每一個驗收批接頭,必須于正在施工的工程結構中,隨機截取3個試件進行試驗,并按JGJ107規程中單向拉伸強度的檢驗指標判定。
            當每個試件的單向拉伸試驗均符合強度要求時,該驗收批為合格。如有1個試件的強度不合格時,應再取6個試件進行復檢,復檢中有1個試件試驗結果不合格,則該驗收批為不合格。
                ④ 在現場連續檢驗10個驗收批,當其全部單向拉伸試件均一次抽樣合格時,該驗收批的接頭數量可擴大為1000個。 
                3.  施工中遇到的一些常見問題以及處理辦法
                1. 蘆家洞水電站只在閘墩中使用到了套筒連接,一般的倉面中,豎向鋼筋都升出倉面,在下料時,難免將混凝土傾倒在鋼筋螺紋處,混凝土凝結后難以清理,造成套筒無法扭緊或進入,給施工帶來了極大的不便。針對這一現象,項目部決定對升出倉面的螺紋接頭戴上帽子,對應的螺紋戴上對應的塑料帽套,既可以防止螺紋粘上混凝土,還可以防止過久沒使用的螺紋生銹,打完混凝土后再換下塑料帽套,以備下倉使用。
                2.在檢查倉面時,經常會或多或少發現有的螺紋還有絲頭露在外面,這就要求我們的鋼筋制安人員要嚴格按照鋼筋機械連接的施工規范,嚴格施工。對露絲接頭重新扭緊直至無絲頭露出為準。還有一少數現象,絲頭沒露出來,但是用手都可以旋動相連的鋼筋,一般出現這種現象的原因是鋼筋絲頭加工時,螺紋的圈數不夠,導致施工人員認為無絲頭外露就擰到位了。上面這兩種現象充分說明,混凝土澆筑前,套筒的檢查是尤為重要的。
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