松花江公路大桥南岸引桥工程新技术新工艺新材料的应用资料.docx

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松花江公路大桥南岸引桥工程新技术新工艺新材料的应用资料

新技术、新材料、新工艺、新产品

在松花江公路大桥南岸引桥工程中的应用

第一章工程结构简介

松花江公路大桥南岸引桥工程上部结构采用现浇预应力钢筋混凝土连续箱梁，下部结构桥墩采用柱式桥墩，承台及钢筋混凝土钻孔桩基础，桥面防水采用刚性防水。

为了加快松花江公路大桥的建设步伐，提升技术应用水平，根据本工程结构特点，在以下几方面推广新技术、新材料、新工艺、新产品的应用。

1、现浇预应力钢筋混凝土连续箱梁采用后张法有粘结预应力张拉技术施工。

2、桥墩，承台及钢筋混凝土钻孔桩基础所使用的钢筋型号多、用量大、使用周期长，大直径钢筋采用机械连接方式。

3、为更好的提高桥面防水质量，在桥面混凝土表面采用真空抛丸技术，使混凝土与刚性防水能更好的粘结。

第二章、新技术、新材料、新工艺、新产品在本工程中的应用

第一节、钢筋的机械连接应用

一、钢筋直螺纹套筒连接

钢筋直螺纹连接分为镦粗切削直螺纹连接、挤压肋滚压直螺纹连接和剥肋滚压直螺纹连接三种.镦粗切削直螺纹连接技术是先将钢筋的马蹄形端头切掉，再用钢筋镦头机将钢筋端头镦粗，用直螺纹套丝机将其切削成直螺纹，通过直螺纹套筒将待对接的钢筋连接在一起；镦粗直螺纹连接不仅工序繁锁，镦粗后的钢筋头部金相组织也发生变化，不经回火处理，会产生应力集中，延性降低，对改善接头受力是不利的。

挤压肋滚压直螺纹连接技术是用直螺纹滚压机把钢筋端部滚压成直螺纹，然后用直螺纹套筒将两根待对接的钢筋连在一起;由于钢筋端部经滚压成形，钢筋材质已作冷处理，螺纹及钢筋强度都有所提高，弥补了螺纹底径小于钢筋母材基圆直径对强度削弱带来的影响，实现了钢筋等强度连接;该项技术的优点是加工工序少、连接强度高、施工方便等，但由于钢筋本身轧制公差较大，丝头加工质量控制难度大，滚丝轮受力条件恶劣、工作寿命低,因此在实际施工中也很少用。

等强度剥肋滚压直螺纹连接技术是在一台专用设备上将钢筋丝头通过剥肋---滚压螺纹,自动一次成形，由于螺纹底部钢筋原材没有被切削掉，而是被滚压挤密，钢筋产生加工硬化，提高了原材强度，从而实现了钢筋等强度连接的目的;此技术操作简单，加工工序少，滚丝轮工作寿命长，接头稳定可靠，施工便捷,螺纹牙型好，精度高，不存在虚假螺纹，连接质量可靠稳定,因而在工程中得到了广泛的应用.松花江公路大桥工程主要是采用等强剥肋滚压直螺纹连接.

钢筋直螺纹套筒连接根据《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107—96的规定，分为A、B两级。

钢筋直螺纹套筒连接主要用于桩基础及墩柱的连接。

二、直螺纹接头技术要求

采用直螺纹套筒连接的钢筋接头，相邻钢筋之间应互相错开，间距为35d（d为钢筋直径），有接头的受力钢筋截面积占受力钢筋总截面积的百分率应符合下列规定：

1、受拉区的受力钢筋接头百分率不宜超过50%；

2、在受拉区的钢筋受力较小部位，A级接头百分率不受限制；

3、接头宜避开柱端的箍筋加密区，当无法避开时，接头应采用A级接头，且接头百分率不应超过50%；

4、受压区构件中钢筋受力较小部位，A级和B级接头百分率不受限制；

5、接头距钢筋弯曲点不得小于钢筋直径的10倍；

6、不同直径钢筋连接时，一次连接钢筋直径规格不宜超过二级。

三、工艺流程

工艺流程:

钢筋滚压直螺纹套筒连接，是采用专门的滚压机床对钢筋端部进行滚压，一次成型直螺纹，其工艺流程如下：

钢筋→剥肋→滚压成型（加保护套）→施工现场连接→套筒（加保护套）→机械加工

四、材料及机具设备

1、钢筋应符合国家标准《钢筋混凝土用热扎带肋钢筋》（GB1499）的要求及《钢筋混凝土用余热处理钢筋》（GB13014）的要求。

2、套筒与锁母材料应采用优质碳素钢或合金结构钢，其材质应符合GB699的规定。

　3、工具设备：

切割机、套丝机、普通扳手、量规。

五.钢筋直螺纹丝头加工及检验

（一）加工前准备：

1、凡参与接头施工的操作工人、技术和质量管理人员，均应参加技术培训；操作工人应经考核合格后持证上岗。

2、钢筋先调直后下料，切口端面要与钢筋轴线垂直，不得有马蹄形或挠曲，不得用气割下料。

3、厂家提供套的筒应有产品合格证；两端螺纹孔应有保护盖；套筒表面应有规格标记。

（二）直螺纹丝头加工：

1、按钢筋规格调整好滚丝头内孔最小尺寸及涨刀环，调整剥肋挡块及滚压行程开关位置，保证剥肋及滚压螺纹的长度。

2、加工钢筋螺纹时，采用水溶性切削润滑液；当气温低于0℃时，应掺入15%-20%亚硝酸钠，不得用机油作润滑液或不加润滑液套丝。

3、操作工人应逐个检查钢筋丝头的外观质量，检查牙型是否饱满,有无断牙、秃牙缺陷，已检查合格的丝头盖上保护帽加以保护。

（三）直螺纹丝头的加工检验

1、经自检合格的丝头，应由质检员随机抽样进行检验，以500个同种规格丝头为一批，随机抽检10%，进行复检。

加工钢筋螺纹的丝头牙型、螺距、外径必须与套筒一致，并且需经配套的量规检验合格;

2、螺纹丝头牙型检验：

牙型饱满，无断牙、秃牙缺陷，且与牙型规的牙型吻合，牙齿表面光洁为合格品。

　3、螺纹直径检验：

用专用卡规及环规检验。

达到卡规、环规检验要求为合格品。

检验的同时,填写钢筋螺纹加工检验记录，如果有一个丝头不合格时，立即应对该加工批丝头全部进行检验，切去不合格的丝头，查明原因后重新加工螺纹，经再次检验合格后方可使用。

（四）钢筋连接

1、连接钢筋时，钢筋规格和连接套的规格应一致，钢筋上螺纹的型式、螺距、螺纹外径应与连接套一致，并确保钢筋和连接套的丝扣干净，完好无损；

2、连接钢筋时应对正轴线将钢筋拧入连接套；

3、接头拼接完成后，应使两个丝头在套筒中央位置互相顶紧，套筒每端不得有一扣以上的完整丝扣外露，加长型接头的外露丝扣数不受限制，但应有明显标记，以检查进入套筒的丝头长度是否满足要求。

六、接头施工现场检验与验收

1、连接钢筋时，应检查连接套出厂合格证，螺纹加工检验记录；

2、钢筋连接开始前，应对每批进场钢筋和接头进行工艺检验；

3、每种规格钢筋母材进行抗拉强度试验；

4、每种规格钢筋接头的试件数量不应少于三根；

5、接头的现场检验按验收批进行，同一施工条件下的同一批材料的同等级，同规格接头，以500个为一个验收批进行验收，不足500个也作为一验收批。

七、直螺纹接头效益分析

1、接头强度高：

强度达到行业标准JGJ107-96中A级接头性能要求；抗疲劳性能好，可通过200万次疲劳试验；在接头区域不容易划分时，可以不受限制的使用。

2、质量稳定：

接头性能不受拧紧力矩影响，少拧1～2扣，均不会对接头造成明显损害。

省去了用力矩扳手检测这一道工序，对劳动者素质及检测工具的依赖性明显减少。

3、施工速度快：

直螺纹连接套筒比锥螺纹短40%左右，且丝扣螺距大，不必使用力矩扳手，方便施工。

与电弧搭接焊、套筒冷挤压、锥螺纹连接相比，直螺纹连接降低了钢筋绑扎的劳动强度，大幅提高施工速度，降低工程人工费；

4、应用范围广：

适用于直径16-50毫米的Ⅱ、Ⅲ级钢筋任意方向和位置的同异径连接；对弯折钢筋、固定钢筋、钢筋笼等不能转动钢筋的场合，正反丝扣型接头用途非常广。

5、节约能源：

设备功率仅为3--4KW。

与冷挤压相比，按连接10000只Φ25直螺纹接头计算，节电2,000kwh；与电弧搭接焊相比，按连接10000只Φ25直螺纹接头计算，节电40,000kwh。

6、有利于环境保护：

直螺纹连接无噪声污染，无油污污染、无烟尘和弧光污染、有利于保护劳动者身体健康和施工现场的文明整洁。

第二节、有粘结预应力施工

一、有粘结预应力简介

有粘结预应力技术采用在结构或构件中预留孔道,待混凝土硬化达到一定强度后，穿入预应力筋，通过张拉预应力筋并采用专用锚具将张拉力锚固在结构中，然后在孔道中灌入水泥浆。

其技术内容主要包括材料及设计技术、成孔技术、穿束技术、大吨位张拉锚固技术、锚头保护及灌浆技术等。

随着预应力技术的不断发展与完善，后张法有粘结预应力技术在桥梁大跨度结构等领域中得到广泛应用。

大跨度预应力混凝土结构由于使用高效预应力钢绞线作为受力筋，同时又配置非预应力筋，使结构构件的截面尺寸减小，自重减轻，节约了材料，提高结构的抗变形能力，其综合效益是显而易见的。

二、有粘结预应力施工工艺

（一）钢绞线下料、制作

1、根据曲线、支座情况、锚具类型及张拉方式计算下料长度、编制下料单。

2、预应力钢绞线的下料应在平坦干燥的场地上进行，以免钢绞线生锈。

3、下料时应先下长筋，后下短筋，以节约材料。

4、下料长度误差应控制在－50～+100㎜以内。

5、钢绞线的盘重大、盘卷小、弹力大，为了防止在下料过程中钢绞线紊乱并弹出伤人，下料前应用钢管搭设简易架子。

下料时，应将钢绞线盘放在架子内，从盘卷中央逐步抽出切断。

6、钢绞线的下料宜用砂轮切割机切割，不得采用电弧切割。

7、钢绞线逐根编号、堆放、标志明显。

8、按编号成盘，按种类堆放、运输。

9、固定端制作采用JY-45型挤压机成型；

用JY-45型挤压机将异型钢丝衬套脆断并嵌入套筒与钢绞线中，以形成牢固的挤压头；

挤压模内要保持清洁，每挤压一根清理一次，并涂抹润滑油；

使用异型钢丝衬套时，各圈钢丝应并拢，一端须与钢绞线平齐，否则锚固不牢；

挤压过程中钢绞线、挤压锚与活塞杆应在同一中心线上，以免挤压机受损；

挤压时压力表读数不能低于15Mpa，避免张拉过程中滑脱。

（二）预埋金属波纹管

1、预应力筋的孔道采用金属波纹管预埋成型，接头采用大一号波纹管连接，接头长度不小于200㎜，两端用密封胶带封裹。

2、预应力用波纹管：

五孔采用内径Ф55㎜，六、七孔采用内径Ф65㎜，八、九孔采用内径Ф70㎜，接头管采用内径大5㎜的金属波纹管。

金属波纹管的预埋开始于普通钢筋绑扎完毕。

3、金属波纹管咬口均为右旋，咬口重叠部分长度不应小于钢带厚度的8倍。

4、波纹管在梁中的布置应遵循对称于截面的原则，以降低结构的侧弯和侧压。

5、依据施工图曲线，经审核无误后在模板或主筋上定出水平尺寸。

6、把竖向施工坐标标在箍筋上，若此处没有箍筋可在相邻箍筋上标定，但应适当调整该箍筋位置，以保证预应力束位置与设计相符。

7、用托架钢筋（φ10）按施工坐标焊在箍筋上，波纹管可直接绑扎在托架钢筋上。

8、检查、调整预应力筋定位坐标，托架间距为1000mm，一般竖向垂直偏差不超过±20㎜，水平偏差在1000㎜也不超过±20㎜。

9、波纹管在梁内应平坦顺直，从梁侧看，波纹管曲线应平滑连续。

10、波纹管安装就位过程中应尽量避免反复弯曲，防止管壁开裂。

同时还应防止电火花烧伤管壁。

11、波纹管安装完毕后，应检查其位置、曲线是否符合设计要求，固定是否牢靠，接头是否完好，管壁有无破损。

如有不符，应及时修整。

12、灌浆孔、排气孔的设置：

在预应力梁两端及跨中应设置排气孔，部分兼做灌浆孔。

预应力梁两端的灌浆孔、排气孔一般设置在喇叭口垫板上。

灌浆孔用于向管道中灌水泥浆，孔径一般不小于16㎜，排气孔是为了保证孔道内气流同畅，直径大小没有严格要求。

13、预应力梁张拉端模板（即梁或柱一侧模板）要留洞，以供安装预应力喇叭口垫板和钢绞线伸出，单个洞大小一般为20×20㎝，洞的数量同预应力束数，高度见预应力曲线图。

（三）钢绞线穿束

根据钢绞线的长度和现场施工条件，可分为整束穿和单根穿。

整束穿所需劳动力投入较大，施工速度较快；单根穿2～3人即可，但速度较慢。

1、穿束工程中要注意保护波纹管的位置和完好；

2、穿束时要调节预应力梁两端的钢绞线长度，钢绞线埋入混凝土中长度一般为40～60㎝，张拉端工作长度一般为80～100㎝，不能太短以免影响预应力张拉；

3、穿束时，钢绞线前头套上子弹头形壳帽或用塑料胶带包裹，方便钢绞线穿入。

（四）混凝土浇筑

预应力隐蔽工程完成后，由总包单位组织验收和报验，确认合格后，方可扣