新型鐓粗直螺紋鋼筋連線施工工法

《新型鐓粗直螺紋鋼筋連線施工工法》是建研科技股份有限公司、溫州建設集團有限公司完成的建築類施工工法；作者分別是徐瑞榕、吳廣彬、胡正華、劉永頤、鄭笑芳；適用於各類土木工程中HRB335、HRB400和HRB500級帶肋鋼筋（直徑16—40毫米）的連線。

《新型鐓粗直螺紋鋼筋連線施工工法》主要的工法特點是採用專用切斷機代替砂輪切割機進行鋼筋下料，可大大提高切筋效率，降低鋼筋切割成本，同時可獲得滿足鐓粗工藝要求的平整的鋼筋端頭。

2011年9月30日，《新型鐓粗直螺紋鋼筋連線施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009—2010年度國家二級工法。

基本介紹

• 中文名：新型鐓粗直螺紋鋼筋連線施工工法
• 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
• 完成單位：建研科技股份有限公司、溫州建設集團有限公司
• 主要完成人：徐瑞榕、吳廣彬、胡正華、劉永頤、鄭笑芳
• 主要榮譽：國家二級工法（2009—2010年度）
• 類別：工程建設類

形成原因

鋼筋連線是土木工程中一項量大面廣的專業施工技術。截至2010年，中國在發展和套用鋼筋機械連線技術方面取得重大進展，先後自主開發了套筒冷擠壓和錐螺紋連線技術，鐓粗直螺紋和滾軋直螺紋鋼筋連線技術，且在工程中獲得廣泛套用，各類直螺紋鋼筋接頭已成為中國建築工程領域主導性鋼筋連線技術，其中鐓粗直螺紋鋼筋接頭先後在中國秦山核電站、潤陽長江大橋、上海黃浦江越江隧道、北京大運村、北京、上海捷運等國家重點工程中廣泛套用。2000年，由該項技術開發單位中國建築科學研究院完成的國家級工法《鐓粗直螺紋鋼筋連線工法》公布實施，對引導和規範本鋼筋連線技術起了較大促進作用。鐓粗直螺紋鋼筋連線技術有了新發展，一種鐓頭小、強度高、抗疲勞、施工速度更快、節約套筒材料及降低現場加工成本的新型鐓粗直螺紋鋼筋接頭得到有效開發，不僅在中國蘇通長江大橋、杭州灣跨海大橋等重大項目中廣泛套用，而且受到全球客戶青睞，先後在中東阿聯、沙烏地阿拉伯、伊朗、卡達，東南亞的印度、越南、印尼、馬來西亞、泰國等近20個國家套用。

新型鐓粗直螺紋鋼筋接頭的連線技術主要是由建研科技股份有限公司（中國建築科學研究院建築結構研究所）率先開發，2007年2月經中國建築科學研究院組織專家組簽定，成果達到國際先進水平，2007年度獲中國建築科學研究院新產品獎，2008年度中國建築科學研究院科技進步三等獎，取得“鐓粗鋼筋用的冷鐓裝置”等四項實用新型和發明。該工法已形成《CABR新型鐓粗直螺紋鋼筋接頭生產操作規程》等兩項企業技術標準和《鐓粗直螺紋鋼筋接頭》等兩項中華人民共和國建築行業標準。經過科技查新，蘇通長江大橋工程採用建研科技股份有限公司的擻粗直螺紋直螺紋鋼筋接頭產品，使用該工法的相關技術，用於樁基鋼筋籠及承台、橋墩和塔身的Φ40的HRB400級鋼筋連線，截至2010年，在中國公開發表的文獻中，未見與該工法特點完全相同的報導，未見相同國家級工法的報導。

溫州建設集團公司利用這項新技術，在工程實踐中較好地解決了鋼筋端部的機械切筋及套用技術，不僅能滿足鐓粗技術所要求的鋼筋端部平整的要求，且代替傳統砂輪鋸切割，顯著提高工效，節約成本。建研科技股份有限公司與溫州建設集團公司通過本項新技術的工程實踐，總結完善了新型擻粗直螺紋鋼筋連線技術的成套施工工藝，共同編寫了該工法。

工法特點

《新型鐓粗直螺紋鋼筋連線施工工法》的特點有以下4項：

1. 採用專用切斷機代替砂輪切割機進行鋼筋下料，可大大提高切筋效率，降低鋼筋切割成本，同時可獲得滿足鐓粗工藝要求的平整的鋼筋端頭。
2. 採用新的鐓粗工藝參數，可形成鐓頭小、強度高、抗疲勞、質量穩定的鐓粗頭，從而可節約套筒材料，降低成本。
3. 新型專用套絲機控制鋼筋絲頭加工，故障少、質量穩定。
4. 鋼筋籠採用新的地面拼裝預製、分節吊裝、分節安裝工藝，有效解決了原有鋼筋籠施工效率低、施工質量差的問題。

操作原理

適用範圍

《新型鐓粗直螺紋鋼筋連線施工工法》適用於各類土木工程中HRB335，HRB400和HRB500級帶肋鋼筋（直徑16—40毫米）的連線，接頭應根據不同場合進行選用，如表1所示。

表1：鐓粗直螺紋鋼筋接頭根據其不同類型適用於下列場合

序號	類型	適用場合
1	標準型	用於鋼筋可方便旋轉的鋼筋連線場合，使用最為廣泛
2	加長絲頭型	用於鋼筋轉動較困難的連線場合，通過轉動套筒連線鋼筋
3	擴口型	用於鋼筋籠整體連線，鋼筋較難對中的場合
4	異徑型	用於連線不同直徑的鋼筋
5	加鎖母型	鋼筋完全不能轉動，通過轉動套筒連線鋼筋，用鎖母瑣定套筒

不同類型鋼筋接頭的安裝示意圖如圖1-圖5所示。

工藝原理

根據鋼筋冷作硬化原理，將鋼筋端部先行少量鐓粗，並充分利用冷鍛提高的鋼筋強度，製作出小型鐓粗頭，利用專用套絲機在鋼筋鐓粗段套絲，形成連線用螺紋，用連線套筒將2根相同或不同直徑的鋼筋連線起來；在滿足鋼筋等強度要求前提下減少鐓粗量，最佳化了鍛粗頭型，形成了一種接頭尺寸小、強度高、抗疲勞、節約套筒材料、質量更為穩定的新型鐓粗直螺紋鋼筋接頭，同時配套解決鋼筋機械切筋，自動控制鐓頭等先進工藝技術。

工藝流程

《新型鐓粗直螺紋鋼筋連線施工工法》施工工藝流程圖如下：

圖6

操作要點

《新型鐓粗直螺紋鋼筋連線施工工法》的操作要點如下：

施工準備

1.從事鋼筋鐓粗直螺紋加工工作的人員必須經過技術培訓，考核合格後持證上崗；班組成員應相對固定。

2.鋼筋絲頭加工設備有鋼筋專用切斷機、鍛頭機及配套油泵、套絲機；設備安放位置要求有防雨設施及380伏電源，全部設備電容量為7千瓦（或11.5千瓦）/套。

3.設備安裝時應使鐓頭機夾具中心線、套絲機主軸中心線保持同一高度，並與放置在支架上的待加工鋼筋中心線保持一致。

4.鋼筋加工支架的布置見圖7、圖8支架的搭置應保證鋼筋擺放水平。一套設備布置方式如圖7所示，兩套設備布置方式如圖8所示。

5.正常情況下每台班應配操作工人5—6人，其中鋼筋切筋2人，油泵、鋼筋鐓粗操作1人，套絲操作1人，絲頭檢驗、蓋保護帽及鋼筋搬運2—3人。

6.正式生產前應對設備進行調試和試運行，一切正常後方能開工生產。

現場工藝檢驗

1.鋼筋接頭加工前應按《鋼筋機械連線技術規程》JGJ107-2010的要求，對進場鋼筋進行接頭工藝試驗，工藝試驗應符合下列要求：1）每種規格鋼筋的接頭試件不應少於3個；2）鋼筋母材抗拉強度試件不少於3個，且應取自接頭試件同一根鋼筋；3）3個接頭試件的抗拉強度均應符合表2的強度要求。

表2：接頭的抗拉強度

接頭等級	I級	II級	III級
抗拉強度	斷於鋼筋 斷於接頭

註：表示接頭試件實測抗拉強度；表示鋼筋抗拉強度標準值；表示鋼筋抗拉強度標準值；表示鋼筋屈服強度標準值。

2.檢驗結果不滿足上述規定時，允許調整工藝參數後重新進行復檢，直至達到合格，並確定與之對應的工藝參數，按此加工製作。

• 鋼筋下料

1.鋼筋下料套用GQ50型機械式專用鋼筋切斷機，如圖9所示，不宜用普通切筋機，且應使用與鋼筋規格相對應的切筋刀片切割鋼筋。

2.鋼筋擺放位置應水平，與切筋刀片的圓弧中心等高，且鋼筋軸線應與切筋刀片平面相垂直。

3.鋼筋端部不得有彎曲，出現彎曲時應調直。

4.待檄頭的鋼筋端面須平整並與鋼筋軸線垂直，不得有馬蹄形或扭曲。

鋼筋鍛頭

1.鋼筋套絲之前應將鋼筋端頭先行鐓粗。鐓粗前鐓粗機應先退回零位，鋼筋插入、頂緊、保證鐓粗段鋼筋預留長度。

2.不同規格鋼筋的鐓粗壓力、鐓粗基圓直徑、鋼筋鐓粗縮短尺寸、加工螺紋規格和鐓粗長度見表3。

3.不合格的鐓粗頭，應切去後重新鐓粗，不得對鐓粗頭進行二次鐓粗。

4.鋼筋鐓粗段不得有與鋼筋軸線相垂直的橫向裂紋。

（註：鐓粗壓力及鐓粗後鋼筋縮短尺寸僅為參考值。在每批鋼筋進場加工前，均應做鐓粗試驗，並以鐓粗基圓直徑合格來確定最佳的鐓粗壓力及縮短量的最終值。）

絲頭加工

1.鋼筋鐓粗段螺紋採用專用套絲機進行絲頭加工。

2.加工前應將設備調整至正常狀態，並進行試生產，檢查螺紋質量，合格後方能加工生產。

3.加工鋼筋絲頭時，應採用水溶性切削液，當氣溫低於0°C時，應有防凍措施，不得在不加切削液的情況下進行螺紋加工。

4.完整螺紋部分應牙形飽滿，牙頂寬度超過0.25P（P為螺距）的禿牙部分，其累計長度不宜超過一個螺紋周長。

5.標準型絲頭及加長型絲頭的螺紋加工長度應符合表4的要求，絲頭長度公差為+1P。

螺紋檢驗

1.螺紋檢驗包括螺紋外觀、螺紋中徑和螺紋長度檢驗。

2.外觀、中徑和長度檢驗方法和要求應符合行業標準《鐓粗直螺紋鋼筋接頭》JG171中的有關規定，見表5：

3.加工工人應逐個目測檢查絲頭的加工質量，每加工10個絲頭作為一批，用環規抽檢一個絲頭，當抽檢不合格時，套用環規逐個檢查該批全部10個絲頭，剔除其中不合格絲頭，並調整設備至加工的絲頭合格為止。

4.自檢合格的絲頭，應由質檢員隨機抽樣進行檢驗，以一個工作班內生產的鋼筋絲頭為一個驗收批，隨機抽檢10%，按表3的方法進行鋼筋絲頭質量檢驗；其檢驗合格率應不小於95%，否則應加倍抽檢，復檢中合格率仍小於95%時，應對全部鋼筋絲頭逐個進行檢驗，合格者方可使用，不合格者應切去絲頭，重新鐓粗和加工螺紋，重新檢驗。

表5：鋼筋端部螺紋檢驗方法及要求

檢驗項目	檢驗工具	檢驗方法及要求
螺紋外觀	目測	牙形飽滿，標準型絲頭的牙頂寬超過0.25P（P為螺距）的累計長度不得超過1個螺紋周長
螺紋中徑	螺紋環規	檢驗螺母（通規）應能擰入全部有效螺紋，環止規擰入不得超過3P
螺紋長度	檢驗螺母	對標準絲頭，檢驗螺母擰到絲頭根部時，絲頭端部應在螺母端部的槽口標記內。

• 分類存放

1.鋼筋端頭螺紋檢驗合格後，應蓋上塑膠保護帽或擰上連線套筒。

2.應按鋼筋直徑、長度和類型分類存放。

3.雨季或長期存放時應加蓋防雨布保護，防止生鏽。

• 鋼筋連線

1.鋼筋連線前的準備工作：1）回收絲頭上的塑膠保護帽和套筒端頭的塑膠密封蓋。2）檢查鋼筋與連線套筒規格是否一致，檢查螺紋絲扣是否完好無損、清潔，如發現雜物或鏽蝕要用鐵刷清理乾淨。

2.接頭連線時用管鉗扳手擰緊，宜使兩個絲頭在套筒中央位置相互頂緊。

3.組裝完成後，標準型接頭套筒每端不宜有一扣以上的完整絲扣外露，加長絲頭型接頭、擴口型及加鎖母型接頭的加長螺紋部分外露絲扣數不受限制，但應另有明顯標記，以便檢查進入套筒的絲頭長度是否滿足要求。

4.各種直徑鋼筋連線組裝後，安裝工人應抽取10%接頭，用力矩扳手校核其擰緊力矩值，並應符合表6的規定。

5.擰緊力矩值的抽檢合格率應不小於95%，否則應對該批全部接頭重新擰緊，直至抽檢合格為止。

表6：接頭組裝時的最小擰緊力矩值

鋼筋直徑（毫米）	≤16	18—20	22—25	28—32	36—40
最小力矩（牛·米）	100	180	240	300	360

材料設備

《新型鐓粗直螺紋鋼筋連線施工工法》無需特別說明的材料。所用機具設備見表8。

表8：機具設備

設備名稱	型號	適用鋼筋規格（毫米）	工效個（根）/台班	用途、備註
鋼筋切斷機	GQ50	Φ16—40	600	鋼筋端部切平
鋼筋鍛頭機	LD1200	Φ16—32	500	鋼筋端部鐓粗（配6L油泵）
	LD1800	Φ32—40	350	鋼筋端部鐓粗（配12L油泵）
高壓油泵	SB6.0/40C	Φ16—32	-	鋼筋傲頭機的動力源
	SB12.0/40B	Φ32—40	-
鋼筋套絲機	GZT16-40	Φ16—40	300—400	鋼筋端部加工螺紋
力矩扳手	SF-O2/O2B	Φ16—40	-	鋼筋安裝連線後用其測量力矩

註：設備工效與所加工的鋼筋規格、加工鋼筋的長度、加工工人的設備操作熟練程度、每道工序人員配備是否齊全等因素有關，表中數據為僅供參考的平均值。

勞動組織

《新型鐓粗直螺紋鋼筋連線施工工法》正常情況下每台班應配操作工人5人，其中鐓粗機1人，套絲機1人，鋼筋切割、搬運3人，見表7。

表7：勞動力組織情況表

序號	單項工程	所需人數	備註
1	鋼筋搬運、切割	3	可根據工程進度增減
2	鋼筋端部鐓粗及套絲	2

質量控制

《新型鐓粗直螺紋鋼筋連線施工工法》質量控制應遵循以下要求：

• 絲頭加工質量控制

絲頭加工質量控制分加工工人自檢和質檢人員抽檢2部分，在絲頭加工過程中隨時進行，其檢驗方法、工具和合格標準見表4和表5。

• 套筒質量控制

套筒質量控制依據進場套筒的合格證和有效的接頭形式檢驗報告驗收。

產品合格證應包括適用鋼筋直徑和接頭性能等級、套筒類型、生產單位、生產日期以及可追溯產品原材料力學性能和加工質量的生產批號。

• 鋼筋接頭安裝質量控制

安裝質量控制主要是檢驗外露絲扣數和擰緊力矩，具體要求見表6。

• 鋼筋接頭的現場檢驗

1. 已安裝接頭的質量驗收應按現行行業標準《鋼筋機械連線技術規程》JGJ107的規定進行：
2. 接頭的現場檢驗按驗收批進行。同一施工條件下採用同一批材料的同等級、同型式、同規格接頭，應以500個為一個驗收批進行檢驗與驗收，不足500個也應作為一個驗收批。
3. 對接頭的每一驗收批，必須在工程結構中隨機截取3個接頭試件做抗拉強度試驗，按設計要求的接頭等級進行評定。
4. 當3個接頭試件的抗拉強度均符合行業標準《鋼筋機械連線通用技術規程》JGJ107表3.0.5中相應等級的強度要求時，該驗收批評為合格。
5. 如有1個試件的強度不符合要求，應再取6個試件進行復檢。復檢中如仍有1個試件的強度不符合要求，則該驗收批評為不合格。
6. 現場檢驗連續10個驗收批抽樣試件抗拉強度試驗一次合格率為100％時，驗收批接頭數量可擴大1倍。

安全措施

《新型鐓粗直螺紋鋼筋連線施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：

1. 認真貫徹“安全第一、預防為主”的方針，根據國家有關規定、條例結合施工單位實際情況和工程的具體特點，組成專職安全員和班組兼職安全員以及工地安全用電負責人參加的安全生產管理網路，執行安全生產責任制，明確各級人員的職責，抓好工程的安全生產。
2. 施工現場應符合防火、防風、防雷、防洪、防觸電等安全規定及安全施工要求進行布置，並完善布置各種安全標識。
3. 未經過操作培訓的人員絕對禁止操作設備。
4. 設備出現的電氣故障，不得由非電工人員處理。
5. 操作工人進入施工現場應佩戴安全帽。
6. 套絲機設備操作人員，不允許戴手套，衣袖袖口必須紮緊，衣扣必須扣牢。
7. 項目負責人應經常對操作人員進行安全教育，提高安全意識，排查各種安全隱患。

環保措施

《新型鐓粗直螺紋鋼筋連線施工工法》應採取以下環保措施：

1. 成立專門的施工環境衛生管理小組，落實環保責任制度，在施工過程中嚴格遵守國家及地方有關環境保護的法律、法規和規定。
2. 加強對加工機械、鋼筋堆放、加工場地布置，生產生活垃圾的控制與管理，遵守有關防火及廢棄物處理的規定，接受周圍民眾及城市管理、環境管理部門的監督或檢查。
3. 將生產作業限制在工程建設統一的布局要求內，做到標牌清晰、齊全，各種標識醒目，保證施工現場周圍的清潔衛生。
4. 及時清理鋼筋下料後的鋼筋斷頭。
5. 不得將油泵更換的廢油液或套絲機更換的切削液傾倒在施工現場。
6. 及時回收鋼筋絲頭用的塑膠保護帽和連線套筒的塑膠端蓋。

效益分析

《新型鐓粗直螺紋鋼筋連線施工工法》具有以下效益：

該工法與原工法相比減少了鐓粗量，使鐓粗工藝適用於更廣泛的不同材性的鋼筋，且明顯改善了鐓粗直螺紋鋼筋接頭的疲勞性能；減小了鍛頭尺寸，最佳化了鍬頭頭形，減小了擻頭壓力，降低了傲頭模具消耗；並減小了接頭的螺紋尺寸，降低了套筒和絲頭的螺紋加工的刀具消耗，提高了螺紋加工效率；採用專用的鋼筋切斷機解決了普通切斷機無法滿足鋼筋斷口平整度要求的矛盾；與原砂輪鋸切割方法相比，明顯降低了鋼筋切割的人工及砂輪片消耗，同時大大提高了切割效率；該工法可大量節約套筒鋼材用量，比擠壓套筒減少70%，比錐螺紋套筒減少40%，比原鐓粗直螺紋鋼筋接頭套筒減少約10%—20%，具有明顯的經濟效益和社會效益。

套用實例

《新型鐓粗直螺紋鋼筋連線施工工法》套用實例如下：

蘇通長江大橋是世界上跨度最大的雙塔雙索麵斜拉橋，主橋跨徑組合為100+100+300+1088+300+100+100。該橋有四項指標名列世界第一：最長主跨1088米，最高橋塔306米，最長斜拉索580米，最大群樁基礎。工程於2003年6月動工，於2008年6月30日正式通車。該工程Φ16—Φ40直徑的HRB400級鋼筋連線採用建研科技股份有限公司（中國建築科學研究院結構所）的鐓粗直螺紋直螺紋鋼筋接頭產品，接頭總用量超過110萬件。

榮譽表彰

2011年9月30日，《新型鐓粗直螺紋鋼筋連線施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009—2010年度國家二級工法。