镦粗直螺纹钢筋机械连接技术在施工中的应用
摘要：本文介绍了镦粗直螺纹钢筋机械连接技术在广东省惠东县盐洲跨海大桥施工中的应用，为大直径钢筋的连接提供了一种新型、快速、可靠的施工方法。
关键词：镦粗直螺纹，钢筋，机械连接
1前言
近几年来，随着国家基础建设速度的加快，施工中钢筋的连接技术也有了很大发展，大致经历了如下发展阶段：手工电弧焊——闪光对焊——压力电渣焊——套筒冷挤压连接——锥螺纹连接——剥肋直螺纹连接以及镦粗直螺纹连接，虽然钢筋机械连接在很多施工环境下弥补了焊接连接的不足，但其各自尚有自身的缺点。
套筒冷挤压接头虽然强度高、质量稳定，但是施工机具较笨重、连接速度慢并且在高空作业时施工极不方便；锥螺纹接头虽然施工方便、速度快，但接头质量及可靠性较差，在进行接头抗拉试验时部分断于接头处；剥肋直螺纹接头尽管施工方便、速度快，但在对钢筋端头进行套丝时削弱了钢筋母材使用截面，不能充分发挥钢筋母材的强度；镦粗直螺纹接头不但施工方便、速度快，而且在对钢筋端头进行机械镦粗后再进行套丝，避免了钢筋截面积的削弱，充分发挥了钢筋母材的强度，使钢筋接头质量更稳定、可靠性更高。因此，采用镦粗直螺纹机械连接工艺是提高钢筋接头质量及钢筋混凝土结构安全度和耐久性的有效措施。
2工程概况
广东省惠东县新吉盐公路盐洲跨海大桥全长1205.4m，该桥设计桥面全宽23.5m，主桥上部结构为17*20先张法预应力预制空心板+30m后张法预应力预制T梁+20m*5张法预应力预制空心板，桥墩为钢筋混凝土三柱式桥墩，钻孔灌注桩基础。全桥直径大于或等于25mm的钢筋，设计要求必须采用机械连接接长，全桥直径大于或等于25mm的钢筋用量为1134T，种规格（φ25、φ28、φ32、）标准型连接套筒1.3万多个。
2镦粗直螺纹钢筋机械连接的技术优点
2.1接头强度高
镦粗直螺纹接头不削弱钢筋母材的截面积，能最大限度的发挥国产Ⅱ、Ⅲ级钢筋的强度和延性。
2.2连接速度快
镦粗直螺纹接头所使用的套筒(标准型)长度为钢筋直径的两倍，套筒长度较短，螺纹丝扣少，现场连接时无须测力扳手，只需用普通管钳拧紧即可，因此施工方便、快捷。
2.3适用范围广
镦粗直螺纹连接适用于弯曲钢筋、钢筋笼等钢筋不能转动的场合。
2.4适应环境性强
镦粗直螺纹套筒连接现场施工时，在风、雨、停电、水下、高温、高空等作业环境，均可进行钢筋连接施工。
2.5生产效率高
在施工现场镦粗一个钢筋头大约需要30秒左右，再将镦粗后的钢筋头用专用车床套丝，一个钢筋头套丝大约需要40秒左右，每套设备每个班能够加工400个左右钢筋丝头。
2.6经济、节能、环保
镦粗直螺纹接头比套筒冷挤压接头节省钢材约70%，比锥螺纹接头节省钢材约35%，而施工成本与套筒冷挤压几乎相等。
镦粗直螺纹钢筋机械连接在施工操作时对操作人员身体无伤害，对施工场地无污染，能够满足施工场地环境保护的要求。
3镦粗直螺纹钢筋机械连接的施工工艺
3.1镦粗直螺纹钢筋机械连接的工艺原理
镦粗直螺纹钢筋机械连接工艺原理是：采用钢筋冷镦机将钢筋端部先进行镦粗处理，再用专用车床在镦粗的钢筋端头上进行套丝，然后用连接套筒将钢筋对接。
3.2镦粗直螺纹钢筋机械连接施工工艺流程图（见图1）
3.3镦粗直螺纹钢筋机械连接施工工艺
3.3.1准备工作
3.3.1.1检查确认材料数量、种类是否齐备，质量是否符合要求；
3.3.1.2检查镦粗直螺纹钢筋机械连接配套设备的齐备及完好状态；
3.3.1.3镦粗直螺纹加工设备场地布置图（见图2）
3.3.2钢筋下料
3.3.2.1钢筋下料时，切口端面应与钢筋轴线垂直，不得有马蹄形或挠曲，端部不直应调直后下料。
3.3.3钢筋镦粗
3.3.3.1钢筋镦粗头的基圆直径d1(见图3)应大于丝头螺纹外径，长度L0应大于1/2
套筒长度，过渡段坡度应≤1：3。
3.3.3.2钢筋镦粗头不得有与钢筋轴线相垂直的横向表面裂纹。
3.3.3.3不合格的镦粗头，应截除后重新镦粗，不得对镦粗头进行二次镦粗。
3.3.4钢筋镦粗头套丝
3.3.4.1加工钢筋丝头时，应采用液体切削润滑液，当施工地点气温低于00C时，应采取防冻保温措施。
3.3.4.2套丝车床不加润滑液的情况下不得进行套丝。
3.3.4.3加工的钢筋丝头的螺纹应与连接套筒的螺纹相匹配，其加工公差应在规定允许范围以内。
3.3.4.4加工好的钢筋丝头质量要求（见表1）
表1丝头质量检验要求
注：P为螺距。
3.3.4.5钢筋丝头经检验合格后，应尽快采用塑料保护帽或连接套筒保护，并严格按照规格、型号分类堆放整齐；。
3.3.4.6钢筋丝头堆放地点应选择清洁、干燥的场所，避免丝头污染和锈蚀。
4套筒连接
4.1套筒
4.1.1进场的套筒必须附有产品合格证书
4.1.2套筒表面应无裂纹和其他缺陷。
4.1.3套筒外形尺寸（包括套筒内螺纹直径及套筒长度）应满足产品设计要求。
4.1.4套筒两端应加塑料保护塞。
4.1.5连接套筒质量检验要求（见表2）
表2连接套筒质量检验要求
止端螺纹塞规 塞规不能通过套筒内螺纹，但允许从套筒两端部分旋合，旋入量不应超过3P（注：P为螺距）
4.2套筒连接
4.2.1接头套筒连接时采用管钳扳手拧紧，同时应使两个丝头在套筒中央位置相互顶紧。
4.2.2标准型接头拼接完成后，套筒每端不得有一扣以上的完整丝扣外露。
5接头现场抽检
5.1钢筋接头工艺检验
5.1.1每种规格钢筋的接头试件不应小于三根。
5.1.2对接头试件的钢筋母材应进行抗拉强度试验。
5.1.3三根接头试件的抗拉强度除均应满足表3的强度要求外，还应大于或等于0.95倍钢筋母材的实际抗拉强度fst0(注：计算实际抗拉强度时，应采用钢筋的实际横截面面积)。
表3镦粗直螺纹钢筋接头性能检验指标
5.1.4在施工现场应对接头进行外观质量检查和单向拉伸强度试验。
5.1.5接头的现场检验按验收批进行。同一施工条件下采用同一批材料的同等级、同形式、同规格接头，以500个为一个验收批进行检验和验收，不足500个也作为一个验收批。
5.1.6对接的每一个验收批，必须在工程结构中随机截取3个试件做单向拉伸强度试验，并按照表3强度要求确定其性能等级。当3个试件做单向拉伸试验结果均符合表3的强度要求时，则该验收批评定为合格；如有一个试件的强度不合格，应再取6个试件进行复检，复检中如仍有一个试件试验结果不合格，则该验收批评定为不合格。
5.1.7在现场连续检验10个验收批，其单向拉伸试件一次抽样全部合格时，验收批接头数量可扩大一倍。
6镦粗直螺纹钢筋机械连接施工注意事项
6.1钢筋下料要求端部必须平整、顺直。
6.2钢筋冷镦扩粗时采用的油压，应由设备供应单位给定，现场进行试镦，并根据钢筋强度高低做相应的调整。
6.3每批钢筋进场加工前，应做镦头试验，以镦出合格的端头为标准来调整最佳镦粗压力值。
6.4镦头和套丝操作人员必须经过培训，合格后方可上岗操作，同时操作人员应相对固定。
6.5加工的钢筋丝头，应经常用螺纹规检查其长度和直径，保证在规定允许的误差范围以内。
6.6套丝操作人员应逐个目测检查套丝的质量，必要时应逐个用套筒试套。
6.7钢筋丝头经检验合格后应尽快套上塑料保护帽或连接套筒保护，并应按规格、型号分类堆放整齐。
6.8雨季或长期堆放情况下，应对钢筋丝头采取覆盖防锈措施。
6.9钢筋丝头在运输过程中应妥善保护，避免雨淋、污染、机械损伤。
6.10连接套筒在运输、储存过程中应妥善保护，避免雨淋、污染、机械损伤和丢失。
6.11现场进行钢筋连接时，应使连接套筒两端的钢筋丝头在套筒正中相互顶紧，必须保证连接套筒的居中位置，并且套筒两端丝头外露丝扣不超过一个完整丝扣。
7结束语
镦粗直螺纹钢筋机械连接技术综合了套筒冷挤压接头、锥螺纹接头及剥肋直螺纹接头的优点，是更好的钢筋机械连接技术，它克服了上述三种钢筋机械连接技术的弊端，使钢筋接头质量更稳定、可靠性更高。因此国产Ⅱ、Ⅲ级钢筋采用镦粗直螺纹机械连接工艺，是提高钢筋接头质量及钢筋混凝土结构安全度和耐久性的有效措施，预计今后将会在土木工程界得到广泛推广应用。
参考文献：1、《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000
2、《镦粗直螺纹钢筋接头》JG/T3057-1999
3、《带肋钢筋套筒挤压连接技术规程》JGJ108
4、《钢筋锥螺纹接头技术规程》JGJ109