论桥梁钢筋墩粗直螺纹套筒连接一体机施工技术

毛刚强

摘要 针对桥梁工程钢筋加工工序，钢筋接头多采用焊接形式，存在施工效率低、质量不稳定的问题。以工程实践为依托，提出采用墩粗直螺纹套筒连接一体机的加工工艺。经项目实践论，证明了采用此工艺连接速度快，用工数量少，钢筋连接质量控制效果显著。论述了该工艺的原理，总结了施工工艺流程及操作要点，提出了施工阶段质量控制措施，并对该技术的综合效益作了分析。

关键词 桥梁工程项目;钢筋接头连接;墩粗直螺纹套筒;连接一体机

中图分类号 TU755.3 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）13-0099-03

0 引言

桥梁工程钢筋接头处理作业量大，质量要求高，传统钢筋接头多采用焊接处理，焊接质量易受施焊工人自身条件影响，施工效率相对较低，难以有效保证工程进度、焊接质量要求[1]。基于此，某高速公路桥梁下构钢筋加工时，接头处理采用了墩粗直螺纹套筒连接一体机的加工工艺，加快了下构钢筋笼接长的连接速度，节约了施工成本，提高了工程质量。

1 工程概況

某高速公路，为全国首批绿色交通示范公路，全长8.98 km，桥梁及分离式桥共4 525.5 m/7座，桥梁施工是整个工程进度的关键，2019年5月开始下部施工，2021年5月下构完工，其中下构钢筋约300 t，钢筋采用集中加工制作，钢筋接头连接采用了墩粗直螺纹套筒连接一体机工艺，有效杜绝了传统焊接连接施工效率低下、施工质量不稳定、施工污染大的弊端。

2 工艺原理

通过钢筋上料至钢筋棒材锯切生产线，自动切割（设定钢筋长度）后由滚筒滚入数控棒材墩粗套丝打磨生产线，墩粗后自动滚入套丝生产线进行剥皮抽丝。将完成端头套丝的钢筋通过特制直螺纹套筒接长[2]。

3 施工工艺流程及操作要点

工艺流程见图1。

4 操作要点

4.1 施工准备

（1）主要材料及主要设备见表1及表2。

（2）原材料进场检验：钢筋、套筒进场前，按验收管理制度，检查材料规格、数量、合格证书、检测质量证书。

（3）加工平台检验：1）检查加工平台支架水平性，保证钢筋摆放水平度符合加工要求;2）检查套丝机主轴中心线与支架上钢筋中心线一致性，避免套丝螺纹歪斜。

4.2 钢筋端部平头

钢筋调直后两端和起量点端头放在一体机数控棒材锯切生产线，锯切后注意检查切割端面质量，保证端面与钢筋轴线垂直，无翘曲现象[3]。

钢筋下料后端部仍不平的，重新进行放回数控棒材锯切生产线。

4.3 端头墩粗

钢筋平头切割后自动滚入墩粗套丝打磨生产线，自动进行墩粗[4]。钢筋进场前，应严格按照相应规范要求，开展钢筋墩粗试验，确定最佳的墩粗压力、工后缩短量等参数。

墩粗工序注意事项如下：1）墩粗后直径应等于或略大于原直径加两个牙口宽度和;2）墩粗长度不宜超过2.5倍直径，避免镦弯;3）合理控制墩粗力度，避免造成坯材开裂、夹层;4）墩粗不合格时，应切除不合格部分，重新墩粗;5）墩粗头基圆直径符合套丝加工要求，见图2。

4.4 钢筋套丝

（1）套丝加工前，严格按照规范要求，调配水溶性切削液，保证切削液浓度、pH值等符合规范要求。

（2）钢筋墩粗后自动退回生产线，自动滚入套丝生产线，机器先进行打磨，然后进行套丝。

（3）丝头加工长度，控制在标准型套筒1/2长，公差控制在0～2P（P为螺距）。

4.5 丝头质量检验及保护

螺纹牙型完整，丝纹圆滑无缺口，螺纹丝扣数量、不完整丝扣长度符合设计、规范要求[5]。

（1）使用游标卡尺测定丝头、套筒长度，确保丝头加工长度符合设计、规范要求（见图3）。

（2）使用通规检查丝头尺寸，检查频率10个丝头每次;通规能顺畅旋入、止规旋入不超3个丝扣或不能旋入围合格（见图4）。

（3）检验合格丝头，拧上保护帽，避免丝头磕碰、锈蚀。

4.6 钢筋连接

该工程选用套筒规格见表3，根据套筒尺寸规格，合理确定套丝加工参数;接头组装后，用扭力扳手校验连接强度，各规格接头组装校验扭矩标准见表4。

（1）丝头复检、除锈：拔除丝头保护帽，复检丝头质量，清除丝头杂物、锈迹。

（2）丝头的连接：1）将套筒两端依次拧入钢筋丝头;2）使用管钳同时拧套筒两端钢筋，使套筒内两钢筋丝头顶紧。

（3）根据待接钢筋接头类型，合理选择套筒类型，不同接头安装方法见图5。

（4）钢筋连接完毕，注意查验丝头外露丝扣量，并用扭力扳手校核拧紧力，确保外露丝扣控制在1～1.5扣，拧紧扭矩符合表4标准。

（5）钢筋连接、校验完毕，用红油漆做好标记，继续连接下一组钢筋[6]。

5 质量控制措施

（1）建立现场施工质量保证体系，施工前，组织施工人员进行全面施工技术交底。

（2）正式施工前，应按照滚压直螺纹连接工艺操作要求及相应试验规程规定做工艺试验，并用静力拉伸试验验证试连接接头极限抗拉伸强度，试验通过后，方可正式开展加工、连接施工[7]。

（3）钢筋必须使用切割机下料，要求切割端面垂直钢筋轴线，表面平整，无翘曲、无马蹄形，严禁使用气割、冲切下料。

（4）严格按照规范要求，调配水溶性切削液，保证切削液浓度、pH值、润滑性能、冷却性能符合施工要求，严禁使用机油。

（5）钢筋套丝加工前，注意复检钢筋规格、端头端面切割质量。

（6）严格按照套筒规格加工丝头，保证丝头与套筒牙型、螺距的一致性。

（7）套丝工人必须100%持证上岗;严控丝头加工质量，做好丝头套帽防护，避免丝头锈蚀、磕碰;不同规格钢筋、套筒分类堆放。

（8）及时更换套丝头，避免丝牙倾斜、变形等影响丝头加工质量。

6 效益分析

6.1 经济效益

（1）相比先切割打磨、墩粗再抽丝的传统工艺，数控切割、数控墩粗套丝打磨一体机对工人的技术要求不高，现场施工速度快，节省人工，一体机生产线总工需要3个工人，1人负责数控棒材锯切生产线，1人负责数控棒材墩粗套丝打磨生产线，1人负责上料、下料。一体机采用全智能控制，減少因人为造成的损耗。

（2）以高墩施工中Φ32 mm钢筋为例，如采用传统切割、墩粗、套丝，单接头丝头加工、连接费约15元;采用直螺纹一体机连接工艺，该规格接头丝头加工、连接施工费约12元。

6.2 社会效益

该工艺全流程无焊接工艺施工，钢筋切割、端头套丝加工、接头连接施工无烟尘、噪声、闪光，施工危险性低、环保性高，社会效益、环境效益显著[8]。

7 结论

综上所述，桥梁工程钢筋采用集中加工制作，钢筋接头连接采用了墩粗直螺纹套筒连接一体机工艺，具有以下明显优势：

（1）该施工技术方案，生产效率高，从钢筋平头、墩粗、套丝共计20～25 s;使用一体机控制操作简单，无需专业技工，人工成本、工艺成本低廉。

（2）施工环境要求较低，雨、雪、低温等恶劣天气条件下，水下、高空、易燃等复杂作业条件下，均可施工，适应性强。

（3）对比普通的切割、墩粗后再套丝钢筋接施工工艺，能有效降低造价，节约成本。

该施工技术适用于各级公路桥梁桩基、墩柱、通涵、预制构件等工程并符合国家标准的直径为16～40 mm规格的热轧带肋钢筋的连接。

参考文献

[1]詹国景. 钢筋滚扎直螺纹套筒连接加工流程与质量控制[J]. 工程建设与设计， 2021（19）： 177-179.

[2]郑丽娟， 赵而年， 王培森， 等. 钢筋直螺纹套筒机械连接疲劳性能试验研究及对比分析[J]. 建筑结构， 2021（S1）： 1368-1372.

[3]王雷. 地下连续墙中钢筋直螺纹套筒连接质量控制研究[J]. 建筑科技， 2021（1）： 18-20.

[4]汪洋， 朱杭新. 提高钢筋笼主筋直螺纹套筒连接合格率的流程设计[J]. 科技创新与生产力， 2021（1）： 63-66.

[5]李文杰. 谈钢筋直螺纹套筒连接在市政钻孔灌注桩中的应用[J]. 山西建筑， 2018（11）： 94-95.

[6]李粉玲， 苏建国. 浅谈直螺纹套筒连接技术在暗挖隧道初支中的应用[J]. 中国高新技术企业， 2015（29）： 117-118.

[7]王开贤.  地铁隧道衬砌钢筋直螺纹套筒全环连接技术及应用[C]//. 中国铁道学会工程分会第七届线路专委会第二次会议论文集， 2017： 369-373.

[8]刘志伟， 王连友.  滚压直螺纹套筒连接在地铁暗挖隧道初期支护中的应用[C]//. 《市政技术》2015增刊（2）——北京地铁14号线工程论文专辑， 2015： 150-153.