涵洞工程用热轧带肋钢筋生产实践

谢 辉，张绪庆

（方大特钢科技股份有限公司，江西 南昌 330012）

涵洞是公路路基通过洼地或跨越水沟（渠）时设置的，或为把汇集在路基上方的水流宣泄到下方而设置的横穿路基的小型地面排水结构物。

公路建设中修建涵洞的目的：一是专为排泄小溪流和天然雨水，以保护路基的稳定，避免雨水的毁坏；二是专为灌溉农田之用，不致因修建公路而影响发展农业生产用水。

涵洞的种类繁多，截面形状、出入口类型、涵内水流流态也多种多样。涵洞由洞身、洞口建筑、基础和附属工程组成。洞身是涵洞的主要部分，其截面形成有圆形、拱形、箱形等。洞口建筑设置在涵洞的两端，有一字式和八字墙两种结构形式。基础的形式分为整体式和非整体式两种。涵洞的附属工程包括：锥形护坡、河床铺砌、路基边坡铺砌及人工水道等。

本文所阐述涵洞工程，主要是指圆形、拱形涵洞（以下所述涵洞均指圆形及拱形涵洞）。

近年来地铁工程、涵洞工程等项目越来越多，对应钢筋需求量也越来越大。那么涵洞工程用热轧带肋钢筋到底有什么特殊要求呢？又该如何去控制，控制关键点是什么呢？本文将通过市场调研，详细了解涵洞工程用热轧带肋钢筋的使用要求，并通过生产实践，摸索出涵洞工程用热轧带肋钢筋（以下简称“涵洞用钢”）质量控制要点，提出控制措施。

1 涵洞用钢的使用要求

通过到实地考察，在水电站、地铁等工程，需要建设圆形或者拱形涵洞，对应钢筋需要将9 m 或者12 m定尺做大圆弧弯曲，并确保水平（即弯曲方向一致）。

如图1，钢筋弯曲后不平直，两端翘起，不满足；如图2，钢筋弯曲后平直，满足要求。

图1 钢筋弯曲后一端翘起

图2 钢筋弯曲后两端水平

2 分析钢筋弯曲后不水平的原因

根据现场调查，理论分析，造成钢筋弯曲后不水平的原因主要有以下几点：

2.1 钢筋的纵筋扭转

钢筋的纵筋扭转，不在一条线上。现场考察部分工地加工涵洞用钢设备如图3，将钢筋纵筋立起，咬入带槽立轮，咬入后，钢筋在立轮带动下自动往前移送，形成大圆弧弯曲。

图3 涵洞用钢加工设备

钢筋通过该设备加工，钢筋随着纵筋方向向前移动，如果钢筋纵筋不在一条直线上，出现扭转，则在加工过程，钢筋会随着纵筋方向转动，导致钢筋弯曲后不水平，两端或者一端翘起。

2.2 强度过高

机械性能过高，钢筋在弯曲时弯曲方向难控制，可能会造成弯曲方向不一致，即不水平。

2.3 应力未释放

钢筋应力未释放，机械性能不均匀，造成加工过程中，钢筋弯曲方向不一致。

还有钢筋本身存在弯曲。

3 实践控制

分析出影响涵洞用钢因素后，生产实践中应该对应控制。

3.1 控制钢筋纵筋扭转[1]

确保9 m 定尺纵筋在一条直线上。

3.1.1 严格按工艺标准控制好K2 料型

生产前测量K2 在线实际料型，并确认K2 轧槽，确保轧槽表面质量合格，轧槽不宜过老，如图4 测量料型。

图4 现场测量K2 料型

3.1.2 严格控制K1 进口导卫开口度

根据测量的K2 料型对应调整K1 进口导卫开口度，可以采用样棒进行调整，如图5，确保K1 进口开口度比来料小0.1～0.2 mm，防止导卫开口度与料型不匹配，导致钢筋扭转。

图5 调整K1 进口开口度

3.1.3 调整K1、K2 轧机错辊

确保K1、K2 轧机无错辊、窜辊现象。

在轧制涵洞工程用钢时，应选择轧机稳定性好的机架，并定期更换轧机止推轴承，防止窜辊。

轧机上线前，采用百分表测量K1、K2 轧机窜辊情况，控制在0.02 mm 以内，并调整好轧机错辊，避免因K1、K2 轧机错辊，导致钢筋扭转。

3.1.4 多切分轧制

K1、K2 均为平轧机，K2 咬入K1 扭转角度，尽量保证90°咬入K1。

在设计扭转时，根据导卫总长、K1、K2 轧机间距，设计好扭转角度，在生产时，通过标准样棒，调整K2扭转轮开口度，确保K2 出料在咬入K1 时接近90°。

3.1.5 对钢筋扭转角度进行严格检验

生产涵洞工程用钢时，检验工入库前进行检验，在过跨链处两人确认钢筋纵筋扭转情况，对纵筋存在扭转的进行剔除。检验方法：

将定尺的一端纵筋立起，到另一端观察纵筋方向，若与另一端方向一致，且定尺中部无扭转则说明该定尺纵筋无扭转。

实际生产时，采用途抽检（每生产10 支钢至少检验一次头、中、尾部钢扭转情况）方式，若出现纵筋扭转，立即隔离，并追回前面未检验的钢剔除；待重新调整满足要求后，再继续生产。

3.2 保证钢筋机械性能均匀

控制钢筋强度，降低机械性能[2]。

1）机械性能尽量按国标下线高20～40 MPa 控制，可以通过降低成分来满足要求。

2）如采用控轧控冷工艺，则应保证钢筋通条温差不超过20 ℃。

3.3 释放钢筋时效

通过检测对比，相同钢筋当天生产屈服强度约比15 d 后屈服强度高10～15 MPa。钢筋生产后，至涵洞工程使用，应至少需间隔半个月，以释放钢筋时效性能，释放应力。

通过以上实践控制，将生产的钢筋到工地加工使用，可以满足要求，如图6 所示。

图6 工地现场加工后钢筋图

4 批量生产关键控制要点

通过现场实践控制，并到工地使用，生产的钢筋达到了涵洞用钢的特殊要求，在实际批量生产中应重点控制以下几点：

4.1 纵筋扭转的控制和检验

1）每次生产前，K1、K2 务必选用稳定性好的机架，严格控制错辊和窜辊。

2）K1、K2 轧机，应定期更换止推轴承，防止出现窜辊。

3）在批量生产时，需要有专人进行检验，确保钢筋纵筋在一条直线上，发现有扭转的钢筋及时隔离。

4）通过摸索，对纵筋扭转角度的要求，不同规格有不同要求，9 m 定尺为例：Φ12 mm～Φ16mm 纵肋扭转角度应控制在20°以内，Φ18 mm～Φ32 mm 纵肋扭转角度应控制在10°以内，如无法做到没有扭转，可以按此角度进行控制。

钢筋生产半个月后，再发货至工地使用，以释放钢筋时效性能，释放应力，确保性能均匀。

4.2 控制控冷工艺

采用控制控冷工艺，确保钢筋温度差控制在20 ℃以内，避免温差导致性能不均匀。

4.3 单独轧制

入库时必须与普通钢筋区分，并单独发货，避免与普通钢筋混淆。

5 结语

涵洞工程用钢筋，对钢筋的力学性能、牌号等没有特殊要求，与国标对应牌号一致。但是，在实际使用时，因其使用环境和用途的特殊性，需对钢筋的一些性能、平直度、纵筋尺寸等针对性的控制，而这一块，目前钢铁行业没有特别的规范和标准，本文所述的控制方法和相关措施都是从生产实践和工地使用现场进行摸索得出的，效果显著，对涵洞工程用钢，及地铁工程用钢生产都具有参考意义。