大直径钢筋的焊接技术

介绍近年来我国钢筋连接技术的发展应用，针对不同的工程。不同的连接技术展开分析、讨论；列举了目前施工工艺中常用的几种粗直径钢筋连接方法，并从施工条件、材料损耗、施工速度、成本节约等几方面作出对比，总结出滚轧直螺纹接头在大面积建筑工程中的应用优势。

随着我国建设工程质量标准的提高及各类高层建筑、大跨度建筑、桥梁、水工、核电等迅速的发展。钢筋混凝土结构在建筑工程中的应用日益广泛。

一、工程概况

本工程为一高层商住楼，总建筑面积78126㎡，设有一层地下室，层高5米；首层、二层作为商场，层高4.8米，第三层为停车场，层高5.3米：四～三十一层为住宅，分为四座塔楼，标准层高3.0米。因本项目住宅的档次较高，在结构设计时采用了暗柱的方式，而且工期紧，因此施工中钢筋工程的主要特点是：规模大，钢筋连接数量多，为了配合工期的要求，要求钢筋连接技术能够实现快速施工的效果，能够满足全天候施工要求，由于采用暗柱的设计方式，柱截面小，配筋密集且大量采用粗直径钢筋（最大钢筋直径28mm），要求粗直径钢筋连接技术能够减少混凝土浇筑时的施工难度；要求粗直径钢筋连接技术能够节约钢材、降低工程成本。为此，采用了粗直径钢筋机械连接技术。钢筋机械连接施工具有操作简单、施工速度陕、质量稳定、接头强度高、增加与混凝土问握裹力等优点，不受钢筋的可焊性、化学成分及气候影响。针对工程的工期要求和设计特点，在工程的施工中对直径18mm以上竖向钢筋的连接采用了等强锥螺纹套筒连接技术。

锥螺纹套筒连接技术是近年来开发的一种新的粗直径钢筋连接方式，对于地下室底板、独立柱和暗柱等关键受力结构部位，粗直径钢筋连接全部采用了锥螺纹套筒连接技术，共有使用锥螺纹接头87292个，其中28mm（10786个）：25mm（22420个），22mm（17760个），20mm（14963个），18mm（16350个）。

二、钢筋镦粗直螺纹连接接头施工工艺

1.工艺流程

切割下料液压镦粗加工螺纹抽检10％丝头（用螺纹规检查）安装保护套做标识分类堆放现场安装。

2.施工工艺及质量要求

（1）切割下料

钢筋所有检验结果均应符合现行规范的规定和设计要求。对端部不直的钢筋要预先调直，切口的端面应与轴线垂直，不得有马蹄形或挠曲。采用砂轮、切割机按配料长度逐根切割下料。

（2）液压镦粗

用专门设计的镦头机将钢筋端部镦粗，要求有足够镦压力和套丝所需的镦头行程。可镦粗12～40㎜的建筑钢筋，每个镦头所需时间约为50秒，适宜于工地现场加工钢筋。丝头的施工质量要求是：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。端部不直的钢筋应调直后下料，镦粗头不得有与钢筋直径轴线相垂直的横向表面裂纹。②不合格的镦粗头，应及时割除重新镦粗，不得对镦粗头进行二次镦粗。③镦粗头的基圆直径应大于丝头螺纹外径，长度应大于1／2套筒长度，并应在丝头作出明显标记，过度段坡度应≤1：3.④钢筋丝头的螺纹应与连接套筒的螺纹相匹配，公差带应符合GB／T197（普通螺纹公差与配合的要求）。

（3）镦粗段套丝直螺纹

镦粗工序完成后，将带有镦粗头的钢筋放在专用套丝机上加工直螺纹，套丝机具能适用各种不同直径钢筋的套丝加工，并达到设计螺纹精度和直径的稳定性，确保与连接筒的配合。每个镦粗段的套丝所需时间约为50秒。钢筋的端头螺纹规格应与连接套筒的型号匹配。加工后立即用配套的量规逐根检测。

（4）连接套筒对接钢筋

连接套筒是在工厂按设计标准的规格、精度加工的成品，应有出厂合格证，供货质量保证书。套筒一般为低合金钢或优质碳素结构钢，并经严格配套检验后，封上保护盖装箱使用。运输、存储过程中，要防止锈蚀和玷污。套筒的表面应进行防锈处理。套筒内螺纹的公差带应符合GB／T197.

现场只需将带螺纹的钢筋利用连接套筒旋转钢筋或直接旋转连接套筒，达到规定的牙数连接质量就可保证。施工质量检查目测即可，力学性能按规定进行抽样试验。接头拼接时可借助普通管钳扳手使两个丝头于套筒中央位置顶紧。拼接完成的接头，套筒每边应落在丝头标色线上，或不得有两扣以上的完整丝扣外露；加长形接头的丝扣数不受限制，但应有旋入量的明显标记。

三、经济效益分析

1.材料节约

结构设计采用《混凝土结构设计规范）（GBS0010-2002），规范规定，受拉区受力钢筋的搭接长度为35d，有抗震要求为35d+5d=40d.

在各种接头材料比较表1数据中，以25钢筋为例，每个搭接接头钢筋为3.85kg，冷挤压接头每只套简重1.03kg，等强直螺接头套简重0.6kg，单一个接头就比搭接少用钢材3.25kg，比冷挤压接头少用钢材2.82kg.各种规格直螺纹连接接头有：2O接头299只；22接头1860只；25接头13374只；32接头2208只。

用等强直螺纹接头比搭接连接节约20.416万元，比冷挤压套简连接节约18.2万元。

2.能源节约

等强直螺纹钢筋连接机械设备功率为4千瓦，每台设备一天完成400只接头，若一台班以8h计算，则1.2×2=2.4min完成一个完整的接头，用电量为4×2.4／60=0.16度，而闪光对焊每只接头用电量约为2.5度，仅用电量节约15.6倍，而闪光对焊机的功率至少在lOOkW，故不仅费电，且对施工现场的配电要求也较高。

四、结语

随着我国建设工程质量标准的提高及各类高层建筑、大跨度建筑、桥梁、水工、核电等迅速的发展。钢筋混凝土结构在建筑工程中的应用日益广泛。Ⅲ级和Ⅲ级以上的钢筋应用日趋普遍，高强度、粗直径钢筋的水平、竖向、斜向连接技术的运用已成为建筑结构设计和施的关键因素，工程技术人员合理选择粗钢筋的连接技术对工程的质量、工期、效益及施工安全性至关重要。从价格上看，以25接头为例，目前市场价格在8.5元／个，比冷挤压、锥螺纹接头接头低，较为适中，一般甲方能够接受。且从接头的可靠性上比锥螺纹接头要高，具有接头强度高、与母材等连接速度快、性能稳定、应用范围广、操作方便、用料省，已在国内不少重大工程中推广应用，得到很多建设、设计、监理、施工单位的好评，滚轧直螺纹接头推广应用前景较好。