鐓粗直螺紋套筒連接施工工法
一、前言
多節鋼筋籠對接時鋼筋接頭以前多采用幫條焊形式，不僅浪費材料，而且焊接速
度慢，質量極不穩定，難以保證工程進度和質量，近期逐漸被機械連接所取代，相繼開發出錐螺紋、鐓粗直螺紋、擠壓肋滾壓直螺紋、剝肋滾壓直螺紋等連接技術。尤其是鐓粗直螺紋套筒連接方式，近期正逐步得到推廣。
二、特點
鐓粗直螺紋套筒連接具有以下特點：
1、強度高；
鐓粗段鋼筋切削螺紋后所得截面積大于鋼筋原截面積，即螺紋不削弱截面，從而確保接頭強度大于鋼筋母材強度，能達到(JGJ107—96)《鋼筋機械連接通用技術規程》中A級接頭標準。
2、拼裝速度快；
直螺紋套筒短，螺紋絲扣數少，連接時將套筒套在鋼筋上用普通扳手擰緊即可，大大降低勞動強度，節約時間。多節鋼筋籠對接拼裝速度大大加快，施工效率明顯提高。
3、應用范圍廣；
可用于彎曲鋼筋，鋼筋籠等不能轉動鋼筋的場合，在狹小的場地施工或鋼筋排列較密集處也能靈活操作。
4、適應性強；
施工連接時不用電、不用氣，無明火作業，無漏油、空氣污染，現場施工時，雨、雪、低溫狀態等均可施工，并適用于水下、易燃、超高等特殊施工環境。
5、性能穩定。
套筒的生產和鋼筋鐓粗套絲均在加工場進行，現場僅進行套筒和鋼筋連接，排除了現場施工條件對接頭性能的影響。
三、適用范圍
適用于一切抗震與非抗震工業與民用建筑、構筑物的鋼筋混凝土結構中帶肋鋼筋鐓粗直螺紋連接施工，適用于φ16－ 40mm的國產Ⅱ、Ⅲ級熱軋帶肋鋼筋的連接。
四、工藝原理
鐓粗直螺紋套筒連接是利用鐓粗機先將鋼筋端部鐓粗，然后再用專用機床對鐓粗段進行套絲，通過鋼筋端頭特制的直螺紋和直螺紋套筒咬合形成整體的一種連接方式。根據其鐓粗方式又可分為熱鐓和冷鐓兩種形式。熱鐓是通過電磁波產生900℃以上高溫使
鋼筋端頭加熱，再用模具鐓壓而使接頭變粗；冷鐓是通過機械模具的擠壓而使鋼筋端頭變粗。本工法適用于冷鐓形式。
五、工藝流程及操作要點
（一）工藝流程
1、鋼筋絲頭加工工藝流程：
鋼筋端面平頭→鐓粗試驗確定較佳參數→端頭鐓粗→鋼筋套絲→絲頭質量檢查→戴帽保護→存放待用
2、鋼筋連接工藝流程：
鋼筋就位→擰下鋼筋保護帽和套筒保護塞→接頭擰緊→對已擰緊的接頭作標記→施工檢驗→回收鋼筋保護帽和套筒保護塞
（二）鐓粗直螺紋操作要點
1、鋼筋端部平頭
鋼筋調直后用砂輪切割機或專用切割設備下料。要求鋼筋端面垂直于鋼筋軸線，端頭不準撓曲，不得有馬蹄形。鋼筋端頭不合格的，要用砂輪切割機將端頭切除。 2、鐓粗試驗
在每一批鋼筋進場加工前，均應做鐓粗試驗，并以鐓粗量合格來確定較佳的鐓粗壓力及縮短量的較終值。
1）、初始鐓粗
鐓粗前鐓粗機應先退回零位，再把鋼筋從前端插入、頂緊，然后給油泵上壓。首先選擇一個初始鐓粗壓力進行鐓粗。
表1 鋼筋端頭鐓粗技術參數一覽表
鋼筋規格 Ф16
Ф18
Ф20
Ф22
Ф25
Ф28
Ф32
Ф36
Ф40
鐓粗壓力(Mpa) 12～14 15～17 17～19 21～23 22～24 24～26 29～31 26～28 28～30 鐓粗基圓直徑(mm)
19.5～20.5
21.5～22.5
23.5～24.5
24.5～25.5 28.5～29.5 31.5～32.5 35.5～36.5 39.5～40.5 44.5～45.5 鐓粗縮短
尺寸（mm） 12±3
12±3 12±3
15±3
15±3
15±3
15±3
18±3
18±3
鐓粗長度（mm）
16～18 18～20 20～23 22～25 25～28 28～31 32～35 36～39 40～43
2）確定較佳參數
對鐓粗試驗加工出來的鐓粗成品進行檢查，主要檢查鐓粗基圓直徑、鐓粗長度、鐓粗縮短尺寸等是否符合要求，并根據檢查結果調整鐓粗壓力，直到鐓粗出的成品合格率不小于95%，從而確定較佳參數。
3、端頭鐓粗
1）、作業條件
a、參加作業人員須經過培訓，并考核合格
b、鐓粗機、套絲機經檢查和空車調試合格，運轉正常，較佳技術參數已確定； c、滿足鋼筋鐓粗要求的模具已備全，模具上有相對應的需鐓粗鋼筋規格標記。
2）、操作平臺
根據機具數量、個人身高及操作習慣采用鋼筋焊接成簡易操作支架.
3）、采用鐓粗試驗確定的鐓粗壓力進行鐓粗，每根鋼筋鐓粗完成后都要進行檢查，鐓粗頭不合格的應切掉重鐓（鋼筋夾持段及鐓粗段均應切掉），嚴禁二次鐓粗。
4、鋼筋套絲
鋼筋套絲要在鋼筋螺紋套絲機上進行。各類絲頭的螺紋加工長度應符合技術提供單位提供的基本技術參數要求。
5、鋼筋連接
1）、應根據工程實際部位選用合適的連接方法。
2）、當使用加鎖母型鋼筋絲頭時(連接不便轉動的鋼筋)，先將鎖母和標準套筒按順序全部擰入加長絲頭鋼筋一側，然后將待連接鋼筋的標準絲頭靠緊，再將套筒擰到標準絲頭一側，用扳手擰緊，將鎖母與套筒擰緊鎖定，則鋼筋連接完成。
3）、連接接頭應使用管鉗或專用扳手擰緊，使兩個鋼筋絲頭在套筒中間頂緊。拼接完成后，套筒每端不得有一扣以上的完整絲扣外露。加長型接頭的外露絲扣數不受限制，但應有明顯標記，以檢查進入套筒的絲頭長度是否滿足要求。
鐓粗機
套絲機支架
鋼筋一套設備支架布置圖鐓粗機套絲機
支架
鋼筋二套設備支架布置圖
鋼筋鐓粗機
套絲機
6、對已經檢查擰緊的接頭作出標記。
7、成品保護：
1）、套筒在運輸和儲存時應防止銹蝕和污染，套筒應有保護蓋，保護蓋上應注明套筒的規格。
2）、現場分批驗收，并按不同規格分別堆放。
3）、 對加工好的絲頭，應用專用的保護帽或連接套筒將鋼筋絲頭進行保護，防止螺紋被磕碰或被污染。
4）、鋼筋應按規格分別堆放，底部用木方墊好，在雨季要采取防銹措施。
5）、施工作業時，要搭設臨時架子，不得隨意蹬踩接頭或連接鋼筋。 六、材料
1、鋼筋
直徑為16㎜～40㎜的HRB335（Ⅱ級）、HRB400（Ⅲ級）熱軋帶肋鋼筋，符合《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》GB1499—1998 標準的要求。鋼筋應平直、無損傷； 表面沒有裂紋 、顆粒狀或片狀老銹。
2、鋼套筒
原材料選用優質碳素結構鋼，符合《優質碳素結構鋼》GB/T699—1999 標準的要求。套筒表面沒有裂紋，表面及內螺紋沒有嚴重的銹蝕。
套筒材料用45#鋼或其它低合金鋼。材料性能、質量應符合有關規范的規定。套筒抗拉承載力標準值應達到被連接鋼筋的抗拉承載力標準值的 1.15倍，即：
fsltk×Asl≥1.1.5fth×As 式中，
fsltk——套筒抗拉強度標準值； ASl——套簡橫截面面積； fth——抗拉強度標準值； As——鋼筋的橫截面面積。 套筒的尺寸要求見表2。
表2 套筒尺寸允許偏差
型號
外徑(mm)
長度(mm)
尺寸
允許偏差
尺寸
允許偏差
HG40 61 ±0.61 80 ±0.5 HG36 55 ±0.55 72 ±0.5 HG32 49 ±0.5 64 ±0.5 HG28 43 ±0.5 56 ±0.5 HG25
39
±0.5
50
±0.5
用于加工套筒的材料應有供貨單位質量保證書，套筒應有產品合格證。按到貨批量進行進場檢查驗收。套筒入庫前抽取3%的套筒進行質量檢驗。套筒質量檢驗要求見表5。套筒表面應標注被連接鋼筋的直徑，分規格存放，儲運時防止銹蝕和污染。
3、鋼套筒和鋼筋端部清理干凈，鋼套筒和鋼筋規格一致。
七、機具設備
每作業班組應配備的主要機具見表3：
表3 每個作業班組應配備的機具設備一覽表 序號 機具設備名稱 規格型號 單位 數量 用途 1 鋼筋鐓粗機 LD1200～LD1800 臺 1 鋼筋鐓粗 2 鋼筋套絲機 QGL-40 臺 1 鋼筋套絲 3 油泵
/
臺 1 / 4 螺紋環規（通規、止規） 16-40mm 套
1 絲頭檢測 5 鋼筋切斷機 / 臺 1 鋼筋下料 6 砂輪切割機 / 臺 1 鋼筋端面平頭 7 專用扳手及管鉗 / 套 1 鋼筋連接 8 鋼筋支架 /
臺 1 作業平臺 9
鐓粗模具
16-40mm
套 1 鋼筋鐓粗工具 10 直尺、卡具、鋼絲刷、 16-40mm
套
1
檢測、清潔等
八、勞動組織及安全
1、勞動組織
每臺班應配操作工人4～5人, 其中操作油泵、鋼筋鐓粗1～2人，套絲機操作1人，絲頭質檢、蓋保護帽及鋼筋搬運2～3人。
2、安全
1）、未經過操作培訓的人員絕對禁止操作設備；
2）、設備出現的電器故障，必須由專業電工進行處理； 3）、操作工人進入施工現場應佩帶安全帽
4）、套絲機和滾絲機設備操作人員，不允許戴手套，衣袖袖口必須扎緊 , 衣扣必須扣牢；
5）、 遵守現場施工單位的安全管理規定和各項規章制度；
6）、施工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。
九、質量要求
（一）質量控制
1、操作人員必須經技術培訓、考核合格后持證上崗。
2、切斷鋼筋宜用砂輪切割機或其它專用切斷設備（如鋼筋切斷機），嚴禁采用氣
割方法。
3、加工絲頭時，應選用水溶性切削液，當氣溫低于0℃時，應摻入15％～20％亞硝酸鈉，嚴禁用機油作切削液或不加切削液加工絲頭。
4、操作前應對設備進行試運行，一切正常后方可開始操作。
5、鐓粗頭不得有與鋼筋軸線相垂直的橫向表面裂紋。不合格的鐓粗頭，應切去后重新鐓粗。
6、模具、套筒與鋼筋應相互配套使用，不得串用，連接前鋼筋與套筒應先試套，套筒和鋼筋的絲扣應干凈，完好無損。
7、為了保證鐓粗直螺紋加工設備正常運轉和提高接頭的合格率，遇到下列情況之一時，應對設備進行標定。
1）、新設備使用前； 2）、舊設備大修后；
3）、設備受損或強烈震動后；
4）、螺紋及鐓粗直徑異常且查不出其它原因時； 5）、設備使用超過一年； 6）、接頭數超過5000個。
8、現場截取抽樣試件后，原接頭位置的鋼筋允許采用同等規格的鋼筋進行搭接連接，或采用焊接及機械連接方法補接。
（二）質量標準 1、主控項目 1）、型式檢驗。
工程中應用帶肋鋼筋鐓粗直螺紋接頭時，技術提供單位應提交有效的型式檢驗報告，其連接性能應符合《鋼筋機械連接通用技術規程》JGJ107—2003 中Ⅰ級或Ⅱ級標準。
2）、工藝檢驗。鋼筋連接作業開始前及施工過程中，應對每批進場鋼筋進行連接工藝檢驗，檢驗應符合下列要求：
a、每種規格鋼筋的接頭試件不應少于三根；
b、鋼筋母材抗拉強度試件不應少于三根，且應取自接頭試件的同一根鋼筋；
c、3根接頭試件的抗拉強度均應符合規范的規定；對于Ⅰ級接頭，試件的抗拉強度尚應大于或等于鋼筋抗拉強度實測值的0.95倍；對于Ⅱ級接頭，應大于0.90倍。
檢驗方法：檢查產品合格證和接頭力學性能試驗報告。
3）、鋼筋的品種和質量必須符合設計要求和《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204—2002中有關標準的規定 。
檢驗方法：檢查產品合格證，出廠檢驗報告和進場復驗報告。
4）、套筒的材質應符合《優質碳素結構鋼》GB/T699—1999 標準的規定。
檢驗方法：檢查產品合格證和出廠檢驗報告。 2、一般項目
1）、鋼筋的外觀檢查。
鋼筋應平直、無損傷，表面沒有裂紋、顆粒狀或片狀老銹。 檢驗方法：使用前觀察檢查。 2）、套筒的檢驗
套筒以500 個為一個檢驗批，每批按10％抽檢，檢驗結果應符合表4的要求，其抽檢合格率應大于或等于95％，否則應抽取雙倍數量重新檢驗 ，若復檢合格率仍小于95％，則該檢驗批應逐個檢查 ，合格的方可使用 。
表4 連接套筒質量檢驗要求
序號 檢驗項目 檢驗工具 檢驗方法及要求
1
外觀質量 目測
螺紋牙形飽滿，套筒表面無裂紋或其它肉眼可見缺陷。
2
外形尺寸
游標卡尺
或專用量具
長度及外徑尺寸符合設計要求。 3
螺紋小徑 光面塞規
通端量規應能通過螺紋的小徑，而止端量規則不應通過
螺紋小徑。
4
螺紋中徑 及大徑
通端螺紋塞規 能順利旋入連接套筒兩端并達到旋合長度。
止端螺紋塞規
塞規不能通過套筒內螺紋，但允許從套筒兩端部分旋合，旋入量不應超過3P。
注：P 表示螺距。 3）、鐓粗檢查
每根鋼筋鐓粗完成后，都要對鐓粗長度和鐓粗直徑進行檢查，鐓粗長度要不小于連接長度，鐓粗直徑要符合表5的要求。
表5 鐓粗段外形尺寸及允許偏差
鋼筋直徑（mm） 25 28 32 36 40 允許偏差 鐓粗段直徑（mm） 28.6 32.6 36.6 40.6 45.6 ±0.2 普通型直徑（mm） 28 31 35 39 43 ±0.5 加長型直徑(mm)
43
46
50
54
58
±0.5
4）、絲頭檢驗
經自檢合格的絲頭，由質檢員隨機抽樣進行檢驗，以一個工作班內生產的絲頭為一個驗收批，隨機抽檢10％且不得少于10 個，檢驗結果應符合表6 的要求，其抽檢合格率應大于95％。否則應抽取雙倍數量重新檢驗 ，若復檢合格率仍小于95％，則該驗收批應逐個檢查 ，并切除不合格絲頭。
表6 鋼筋絲頭質量檢驗的要求
序號 檢驗項目 檢驗工具 檢驗方法及要求
1
外觀質量 目測
牙形飽滿，牙頂寬超過0.6mm 禿牙部分累計長度不超過
一個螺紋周長。
2 外形尺寸 卡尺或專用量具
絲頭長度應滿足設計要求，標準型接頭的絲頭長度公差為+1p。
3 螺紋大徑 光面軸用量規 通端量規應能通過螺紋的大徑，而止端量規則不應通過螺紋大徑。
4
螺紋中徑 及小徑
通端螺紋環規
能順利旋入螺紋并達到旋合長度。
止端螺紋環規
允許環規和端部螺紋部分呢旋合，旋入量不小應超過3P。
注：P 表示螺距。
經檢驗合格的絲頭，應立即將一端旋上塑料保護套，另一端用板手擰上套筒，套筒另一端旋上保護塞。完成該工序后，應分批分類堆放，以便運送現場使用。絲頭在運輸過程中應妥善保護，避免污染和機械損傷。
5）、接頭位置
受力鋼筋的接頭位置應相互錯開，在任一接頭中心至長度為鋼筋直徑35 倍,且不小于500 mm的區段范圍內，有接頭的受力鋼筋截面面積占受力鋼筋總截面面積的百分率不宜超過50％。
接頭宜避開有抗震要求的框架結構梁、柱端的箍筋加密區；如無法避開時，同一截面接頭百分率不應超過50％。
檢驗方法：觀察，鋼尺檢查。
6）、接頭檢查
鋼筋接頭處兩根鋼筋的絲頭應在套筒中間位置相互頂緊，單邊外露絲扣不得超過一個完整絲扣或三個半扣。
檢驗方法：觀測。
接頭的現場檢驗按驗收批進行。在同一施工條件下采用同一批材料的同等級、同形式、同規格接頭，以500 個為一個驗收批，不足500 個也作為一個驗收批。對接頭的每一驗收批，必須在工程結構中截取三個試件做抗拉強度試驗，按設計要求的接頭等級進行評定。 當三個接頭試件的抗拉強度均符合《鋼筋機械連接通用技術規程》JGJ107—2003中3.0.5中相應等級的要求時，該驗收批評為合格。
如有一個試件的強度不符合要求，應再截取六個試件進行復驗，復驗中如仍有一個試件的強度不符合要求，則該驗收批評為不合格。
7）、保護層厚度
鋼筋連接件的混凝土保護層厚度宜滿足國家現行標準?！痘炷两Y構設計規范》GB50010--2002中受力鋼筋混凝土保護層較小厚度的要求，且不得小于15mm 。 連接件之間的橫向凈距不宜小于25mm 。
十、效益分析
截止2007年12月10日，泉三高速SMA9合同段完成樁基596根，墩柱500多根，完成直螺紋套筒接頭20余萬個，合格率為百分之百，破壞試驗大部份都斷在母材。
1、改善了施工環境。
采用傳統的焊接工藝施工會造成環境污染，對焊接作業人員的健康帶來不利影響。采用鐓粗直螺紋套筒連接改善了施工環境，很多工序可以在工廠內完成，減少了現場施工工作量。
2、加快了施工進度。
采用傳統的焊接工藝施工現場工作量大，勞動強度高，完成的時間長，采用鐓粗直螺紋套筒連接縮短了現場施工時間，大大加快了施工進度。采用直螺紋連接鋼筋籠對接時間僅為幫條焊的四分之一左右；
3、穩定了施工質量。
由于鐓粗直螺紋套筒連接的鋼筋軸線能保持一致，鋼筋受力均勻，等強連接的接頭強度一般都比母材高。
十一、應用實例
泉三高速SMA9合同段位于福建省永安市，屬于重丘地帶，山體陡峻，地形波浪起伏，跨越山谷的橋梁普遍采用深樁高墩，鋼筋籠均要分多次吊裝對接。相對于其他鋼筋接頭型式，鐓粗直螺紋套筒連接具有方便、快捷、高效、可靠等諸多優點，因此，泉三高速公路直徑不小于25mm的鋼筋均采用鐓粗直螺紋套筒連接。
鋼筋接頭鐓粗直螺紋套筒連接技術高級，但必須首先經過生產性試驗，并證實所采用的鐓粗直螺紋套筒連接接頭在質量上可靠，在實施過程中有嚴格的工序控制作保證方可推廣使用。
