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镦粗直螺纹接头在工程施工中的应用

徐小红

武汉铁路桥梁学校实验室
2003年03月

摘要：长期以来，桥梁施工所用的钢筋连接，普遍采用闪光对焊；搭接、绑条电弧焊和绑扎接头及冷挤压连接等几种方法。随着桥梁大型化、复杂化，结构主筋间距变小，给钢筋连接带来很大难度，焊接质量也难以保证，并且由于受地形、场地限制，钢筋接长，吊装就位，运输等都很困难。因此，采用简单易行且能保证质量的钢筋连接方法，是当前桥梁施工中急需解决的问题。镦粗直螺纹钢筋接头已在高层建筑、电视塔等重大工程中推广应用，在桥梁工程中，大孔径钻孔桩钢筋笼及桥梁墩身也逐步采用这种接头，经实际检测其接头质量可靠，强度合格，检验合格率达100%。
关键词：墩粗直螺纹接头；施工组织；质量检验；技术经济分析
1．镦粗直螺纹接头的制作工艺及其优点：
1.1制作工艺——直螺纹接头制作工艺分三个步骤：
①钢筋端部镦粗：钢筋镦粗用的镦头机能自动实现对中、夹紧、镦头等工序，每次镦头所需时间为30s~40s。
②切削直螺纹：直螺纹套丝也有专用机床，可用于不同直径钢筋的套丝加工，并严格保持丝头直径和螺纹精度的稳定性，保证与套筒的良好配合性；连接套筒则在工厂按设计规格和精度制作。
③用连接套筒对接钢筋：在现场用连接套筒对接钢筋，利用水管钳或扳手拧紧即可。
1.2优点：
①强度高：镦粗段钢筋切削螺纹后所得截面积大于钢筋原截面积，即螺纹不削弱截面，从而可确保接头强度大于钢筋母材强度。
②性能稳定、可靠度高：在接头质量检验时，特意选择了未完全旋合的接头进行试验，试验结果仍能满足要求。
③连接速度快、施工操作简单：与电焊接头相比，无需电焊设备和临时电力线路，不受天气影响，工效可提高3倍以上。
④应用范围广：对弯折钢筋、固定钢筋、钢筋笼等不能转动钢筋的场合也可方便使用。
2.接头性能与接头类型：
2.1性能：
镦粗直螺纹钢筋接头的性能应满足强度和变形两方面的要求，其检验指标见中华人民共和国建筑工业行业标准《镦粗直螺纹接头》（JG/T3057-1999）中表3规定。若用于直接承受动力荷载作用的结构时，尚应具有设计要求的抗疲劳性能，为了充分发挥钢筋母材的强度，连接套筒的设计强度不小于钢筋抗拉强度标准值的1.2倍。
为检测接头的机械性能，抽取在工地使用较多的φ28，φ32规格钢筋接头试件进行破坏试验，试验结果均符合标准要求，破坏全部发生于钢筋母材，断口距接头均达10d以上,并呈塑性断裂。
2.2接头类型：
直螺纹钢筋接头按作用要求分类可以分为上表所示6种类型，可以满足不同情况下的使用要求。标准型接头是最常用的，套筒长度为2倍钢筋直径，钢筋丝头长度为1倍钢筋直径，套筒拧入一端钢筋并用扳手拧紧后，丝头端面即在套筒中央再将另一端钢筋丝头拧入并拧紧，利用两端丝头相互对顶力锁定套筒位置；其它类型根据各自使用情况相应采用，加长型接头长度大于套筒长度，以满足只转动套筒进行连接的要求。
接头按使用要求分类 表1
序号
型式
使用情况
1
标准型
正常情况下连接钢筋
2
加长型
用于转动钢筋较困难场合，通过转动套筒连接钢筋
3
扩口型
用于钢筋较难对中的场合
4
异径型
用于连接不同直径的钢筋
5
正反丝扣型
用于两端钢筋均不能转动而要求调节轴向长度的场合
6
加锁母型
用于钢筋完全不能转动，通过转动套筒连接钢筋，用锁母锁定位
3.施工组织及注意事项：
3.1施工组织：
①制作接头：直螺纹钢筋接头施工，可根据结头数量安排机械、劳动力，丝头制作一般在工厂里进行，根据制作工艺需要，一个制作班组需要4人，分工如下：墩头机械操作1人，负责镦粗钢筋；螺纹切削机操作1人，负责丝头加工并负责保证生产的螺纹丝头质量及套筒相匹配；另外配2名工人负责运送钢筋，使得整个制作过程成流水作业。

作业流程为：
送钢筋至镦粗架上—— 镦粗钢筋—— 送镦粗后的钢筋至切削架上— 切削螺纹丝头并现场检验质量 —套上塑料保护套运送堆放场备用。
②接头施工：将制作好的钢筋送至安装现场，根据接头数量和完成时间配备作业人员数量。以标准型接头安装为例，一般2人一组负责一定数量的接头，1人在上方拧钢筋，1人在连接安装套筒，在需要连接的钢筋拧入后，用水管钳进行加固，使两丝头在套筒中央位置扣上顶紧。2人一组每台班可以安装100个左右接头。
3.2施工注意事项：
①操作人员必须经过专业培训并持有操作证，否则不得进行此项工作；
②丝头加工工人应逐个目测检查丝头的加工质量，每加工10个丝头应用环规检查一次，并剔除不合格丝头；
③钢筋丝头检验合格后，应尽快套上塑料保护帽或连接套筒，避免雨淋、沾污、遭受机械损伤；
④接头安装后应有专人负责检查接头安装质量，避免漏拧或未完全拧紧；
⑤钢筋连接施工开始前，应对每批钢筋按规范要求进行接头工艺抽检，抽检合格后方可进行接头连接施工。
4.接头质量检验：
按中华人民共和国建筑工业行业标准《镦粗直螺纹钢筋接头》（JG/T3057-1999），用其配套使用标准《钢筋机械连接通用技术规程》（JGJ107-1996）（局部修订版1998）执行。
5.技术经济分析：
5.1接头质量：
直螺纹接头质量稳定可靠，不存在焊接接头的脆断现象和绑扎搭接不能承受轴向剪应力的缺点，直螺纹接头不仅强度高，其抗疲劳性能也很好，可用于直接承受动力荷载的结构上。在当前存在焊工水平较差，焊接质量不稳定的情况下，这种类型接头不失为钢筋连接的优选方案。
5.2连接效率：
工程实际应用表明，直螺纹接头比焊接方法快得多。接头制作每台班可制作500个~600个，操作十分简单，制作机械体积小，重量轻，便于现场施工；直螺纹接头连接安装施工也是简单可行，只需简单工具，便于高空作业。
5.3经济指标：
接头单价=套筒费+丝头加工人工费+接头安装人工费+小型机具使用费。
直螺纹接头单价与一般焊接单价对比表明：其单价比一般焊接接头高出50%以上，但从其接头质量的可靠稳定，工效高，施工简单等优点考虑，其直接和间接技术经济效益明显，综合价格性能还是较高。
6.结束语：
钢筋直螺纹连接技术是建筑业进一步推广应用的10项新技术之一，由于镦粗粗段钢筋切削后的净截面仍大于钢筋原截面，从而确保接头强度大于母材；直螺纹连接不存在钮紧力对接头性能的影响，从而提高了连接的可靠性，也加快了施工速度；随着机械设备的进一步改善，钢筋的接头质量与施工技术水平会出现一个新的飞跃。