1钢筋剥肋滚压直螺纹连接在江苏省建设管理综合楼中的应用.docx

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1钢筋剥肋滚压直螺纹连接在江苏省建设管理综合楼中的应用

钢筋剥肋滚压直螺纹连接

在江苏省建设管理综合楼中的应用

邹美林

江苏江中集团有限公司226533

【摘要】分析比较了滚压直螺纹连接中剥肋滚压直螺纹和直接滚压直螺纹的两种连接，介绍了滚压直螺纹连接的施工技术、施工工艺、质量控制和检查验收，综合对比分析了剥肋滚压直螺纹连接经济效益。

【关键词】剥肋滚压直螺纹；连接；螺纹；丝头；施工；质量控制

1工程概况

江苏省建设管理综合楼，主体工程为箱形基础，钢筋混凝土框架-筒体结构，抗震设防烈度为7度，地下2层、地上33层，建筑高度152m，总建筑面积42788m2。

构件主筋均为Ⅱ级钢筋。

设计要求：

基础、梁、柱中的主筋，当直径大于20时，应采用机械连接或焊接连接。

本工程Φ18以上至Φ32主筋接头数量约59000个。

钢筋机械连接与焊接连接相比，钢筋机械连接施工操作、质量控制、施工工期、经济效益明显优于焊接连接。

经征得设计院同意后，决定采用滚压直螺纹套筒连接。

2滚压直螺纹套筒连接形式的比较与选择

滚压直螺纹套筒连接是利用金属材料塑性变形后冷作硬化增强金属材料强度特性，使接头与母材等强度的连接方法。

根据滚压直螺纹成型方式，或分为直接滚压直螺纹、挤压肋滚压螺纹、剥肋滚压直螺纹等类型，现对剥肋滚压直螺纹和直接滚压直螺纹两种连接比较如下：

2.1工作原理

剥肋滚压直螺纹套筒连接是先进行钢筋接头纵、横肋剥切处理，使钢筋滚丝前的柱体直径达到同一尺寸后，用滚丝轮将钢筋端部滚压出螺纹，再用连接套筒对接钢筋的一种施工工艺。

直接滚压直螺纹套筒连接是把带肋钢筋放进滚压机，直接通过滚丝轮将钢筋端部滚压出螺纹，再用连接套筒对接钢筋的一种施工工艺。

2.2螺纹精度

剥肋滚压直螺纹连接它集剥肋、滚压于一体，成型螺纹的牙形好、精度高、表面光滑，无虚假螺纹现象。

直接滚压直螺纹连接与剥肋滚压直螺纹成型的螺纹相比，螺纹的牙形差、精度不高，存在虚假螺纹现象。

且由于钢筋粗细不均匀，加工螺纹的直径（椭圆形）大小不一致，相对来说施工现场操作较为困难。

2.3加工速度

剥肋滚压直螺纹连接一次装卡钢筋即可完成剥肋滚压直螺纹，加工一个丝头（不包括：

断料、平头、钢筋上架工序）时间约为1分钟，更换滚丝轮约为20分钟；

直接滚压直螺纹连接加工一个丝头时间约为1.5分钟，更换滚丝轮约为90分钟。

2.4易损耗材

剥肋滚压直螺纹连接将钢筋表面先行剥肋，是为了消除纵、横肋对滚压工艺的不利影响，同时消除钢筋尺寸公差变化对加工螺纹尺寸的影响，提高螺纹的精度和光洁度及滚丝轮寿命。

直接滚压因钢筋粗细不均导致螺纹直径差异，使滚丝轮寿命降低，增加接头附加成本。

剥肋滚压直螺纹连接滚丝轮寿命是直接滚压直螺纹连接的3～5倍。

2.5接头质量

剥肋滚压直螺纹连接在钢筋剥肋后因柱体直径一致，加工时接头质量容易控制。

其截面面积虽有所减少，但经机械滚压后，钢筋表面强度因塑性减少而有所提高，超过截面缩小造成的强度损失。

一次取样试验合格率为100%

直接滚压直螺纹连接钢筋加工质量随柱体直径不均而有所波动，导致接头套筒与丝头连接松紧不一致，同时存在虚假螺纹现象，降低了取样试验的合格率。

2.6使用方便

剥肋滚压机械设备较直接滚压机械设备构造简单、科学合理、调试方便、故障率低、一般工人经厂家培训后即能上岗安装和操作、不需要高级技工操作。

经以上分析比较，决定在本工程主体结构施工中，钢筋连接采用剥肋滚压直螺纹机械连接。

3剥肋滚压直螺纹钢筋连接接头的特点

3.1接头强度高，抗疲劳性能好，质量稳定可靠

3.2适用范围广

不仅适用于直径16～40mmⅡ、Ⅲ级钢在各个方向和位置的同、异径可旋转钢筋连接，还适用于不可旋转或轴向不能移动钢筋的连接。

螺纹成型质量好滚丝轮寿命长，操作工序简单，易于操作，换件、维修方便,施工速度快，效率高，现场连接套筒简便易行，质量容易控制。

现场施工无噪音，不受环境及气候影响。

4钢筋剥肋滚压直螺纹连接施工

钢筋剥肋滚压直螺纹连接的施工顺序：

施工准备→钢筋下料、平头→剥肋滚压直螺纹→丝头质量检验→丝头保护→钢筋连接→外观检查→取样试验

4.1施工准备

由厂家对参与剥肋滚压直螺纹连接施工的技术和质量管理人员、操作人员进行技术培训和详细施工技术交底，熟悉并掌握各自岗位的工作内容和施工工艺标准以及各施工工序的重点、要点。

设备操作人员经厂家考核合格、施工前取样送检试验合格后，方可持证上岗。

同时通过施工前试验，各岗位人员可熟练掌握各自工作内容和标准，收集相关技术数据，为确保施工质量提供可靠依据。

对套筒进行外观质量、外形尺寸、螺纹尺寸检验，检查钢筋直螺纹连接套筒合格证（金属材料质量证明书）。

加工前检查机械运转是否正常，加足水溶性冷却液，根据所加工钢筋规格，调整好机械设置，检查试样螺纹尺寸符合要求后，方可进行剥肋滚压直螺纹加工。

4.2剥肋滚压直螺纹加工工艺

4.2.1钢筋下料、平头

钢筋采用无齿锯下料，钢筋端部应平整，且在端部500㎜长度范围内应圆直，不允许弯曲，不允许将气割或切断机下料的端面头直接加工。

4.2.2剥肋滚压直螺纹

根据所加工的钢筋直径，调换与加工直径相适应的滚丝轮、与滚丝轮相适宜的垫圈、定位盘；根据所加工钢筋规格，调整剥肋行程档块位置，保证剥肋长度达到要求值，调整行程开关压块的位置，保证滚压螺纹有效长度达到要求值。

将放在与滚丝机同高操作平台上的待加工钢筋装卡在定心钳口上，伸出长度应与起始位置的滚压头剥肋刀片端面对齐，然后板动手柄夹紧。

钢筋夹紧后，接通电源，打开冷却水阀门，按下正转起动按钮，转动剥肋机头手柄，向钢筋端头方向移动机头，切削去钢筋的纵、横肋，当剥肋长度达到要求时，剥肋刀自动涨开，转动手柄，即可实现滚压螺纹。

剥肋完成时，在手柄上维持适当的力度直到进入自动滚丝状态。

然后松开手柄，机头自动完成滚丝过程后自动停车并自动退出滚丝。

当自动退刀结束后，顺时针转动手柄，将滚压头退回到初始位置，剥肋刀自动复位，卸下加工完的钢筋即完成整个滚压螺纹操作程序。

当滚压反丝时，先将滚压头中的滚丝轮、薄垫圈互换位置；然后将按钮开关扳到“反丝”即可，在按以上标准操作到剥肋刀自动涨开程序后，按下停止按钮停车后，按下反转按钮即可，其它操作程序同标准操作。

4.2.3丝头质量检验

剥肋滚压直螺纹质量检查的核心是丝头加工质量控制，因此丝头的检验至关重要，滚丝工作完成后，对加工的钢筋螺纹丝头，每一个均须目测检查，每加工10个须用检测工具检查一次；经自检合格的丝头，应由质检员随机抽样进行检验，以1个工作日生产的丝头为1个检验批，随机抽样10%，且不少于10个；如在检验中有一个不合格，应对该加工批全数检查，不合格丝头应重新加工，经检验合格后方可使用。

丝头的检验方法：

剥肋光圆：

卡规大径通过，卡规小径不能通过；

螺纹中径：

通环规应能顺利旋入有效扣长度，而止环规旋入丝头的深度小于等于3P；

螺纹长度：

线头长度规拧到丝头根部时，丝头端部有效丝扣长度允许误差为+2P；

螺纹牙型：

有效丝扣段内的秃牙部分累计长度小于一扣周长的1/2。

4.2.4丝头保护

检验合格的钢筋丝头，应立即将其端头套上同规格的塑料保护帽，以防止螺纹在钢筋搬动或运输过程中被损坏，存放整齐备用。

4.2.5丝头加工质量控制的要点

钢筋平切后端头端面要平整，且大致与钢筋轴线垂直,用通环规、止环规控制丝头尺寸大小，设备长期在现场使用或运输时由于震动颠簸使螺丝或螺母松动，丝头长度控制点发生位移，要及时对设备进行调整，以确保丝头加工质量。

4.3剥肋滚压直螺纹连接施工工艺

4.3.1钢筋连接

钢筋连接是指将钢筋端部加工成螺纹丝头，通过内螺纹连接套筒将预制丝头的钢筋用管钳板手将其拧紧连接在一起。

安装时，取开预制丝头连接钢筋的保护套，检查螺纹是否完好，如有杂物，需要用钢丝刷清理干净，再把套筒旋拧到钢筋端头上，待套筒旋拧到位后，把要连接钢筋的保护套取下，对准套筒手动拧进，进丝后用管钳和力矩扳手拧紧，根据钢筋直径，力矩值应大于规定值。

接头拧紧后的接头应做出标记，钢筋端头外露丝扣不能超过一个完整的牙口。

使用管钳和力矩扳手对钢筋接头拧紧时，只要达到规定的接头拧紧力矩值即可。

4.3.2安装时质量控制要点

连接钢筋时，钢筋规格和套筒规格应一致，钢筋和套筒丝扣应干净、完好无损；控制套筒和钢筋相互旋合时的拧紧力矩值；套筒两端处外露的钢筋丝扣不能超过2P，钢筋端面是否紧贴合对接头的变形影响较大。

4.3.3现场检验及验收

用力矩扳手（管钳）按规定的接头拧紧力矩值抽检接头的施工质量。

接头拧紧力矩：

当钢筋直径分别为20～22时，拧紧力矩200N·m；

当钢筋直径分别为25时，拧紧力矩250N·m；

当钢筋直径分别为28时，拧紧力矩280N·m；

当钢筋直径分别为32时，拧紧力矩320N·m。

抽检数量：

梁、柱构件按接头的15%，且每个构件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，每批抽检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，对查出的不合格接头进行补强，并做好接头外观质量检查记录。

4.4外观检查

实行操作人员自检、班组互检、专职质检员抽检的“三检”制度，对螺纹加工、接头连接质量按规定进行检查。

4.5取样试验

接头的现场检验按验收批进行，由监理见证按“同一施工条件下，同一批材料的同等级、同规格接头，以500个作为一个验收批进行检验与验收，不足500个也作为一个验收批”进行现场取样试验，试验结果按《钢筋机械连接通用技术规程》（JGJ107-96）要求判定。

5应注意的其它质量控制

在钢筋剥肋滚压直螺纹连接施工中，还应重视以下几个方面：

对已经连接的接头应逐个进行检查，钢筋端头外露丝扣不能超过一个完整的牙口，不合格的接头按要求重新连接。

受拉区位于同一连接区段内的钢筋接头面积不得超过全部纵向受力钢筋面积的50%。

钢筋弯折点与接头距离不小于200mm。

接头套筒处的混凝土保护层厚度不得小于15mm，套筒之间的横向净距离不宜小于25mm。

6应用效果

在江苏省建设管理综合楼主体结构施工中，裙房以下（裙房5层）共有44000多个接头，共取样送检121组，送检剥肋滚压直螺纹接头试件除一组Φ28中一根钢筋为从连接件中拔出外均为钢筋拉断，钢筋从连接件中拔出的接头抗拉强度实测值为540MPa，大于钢筋抗拉强度的标准值490MPa，取样送检试件均满足强度要求，一次性送检试验合格率为100%。

通过对本工程已施工各种规格钢筋接头的取样检验，断裂均发生在钢筋母材，性能均能达到现行行业标准《钢筋机械连接通用技术规程》（JGJ107-96）中A级接头规定，接头抗拉强度达到或超过母材抗拉强度标准值，并具有高延性及反复拉压性能，充分证明了剥肋滚压直螺纹连接是一种安全可靠的钢筋连接方式。

本工程采用剥肋滚压直螺纹连接和焊接连接的成本（钢筋连接接头的总量）比较如下：

主材差价（焊接接头搭接钢筋与连接套筒的价差）:

310331.6元（钢筋）－198183.7元（套筒）=112147.9元

人工差价（搭接焊用工与滚压螺纹和安装的价差）

｛1544.89（焊接）－432.82（滚压螺纹和安装）｝×30=33362.1元

耗材差价

118790.4元（焊条）－5650元（滚丝轮、刀片等）=113140.4元

施工用电差价

｛134714.4kWh（电焊机用电）－6925.12kWh（滚压用电）｝×0.9=115010.35元

总差价：

373660.75元

经以上综合对比可以看出，采用剥肋滚压直螺纹经济效益显著，施工亦较为方便，可缩短施工周期，降低施工成本，尤其是对于抗震设防要求较高的高层混凝土结构，对确保工程质量，加快施工进度、缩短施工周期有其重大意义。