摘要：钢筋连接尤其是粗直径钢筋连接在建筑施工中是一项关键工序, 而钢筋直螺纹连接技术是一种先进的连接方式。本文以该技术在北京阜石路高架桥工程的
　　应用为例, 介绍了钢筋直接滚轧直螺纹连接技术的特点和质量控制要点。
　　关键词：钢筋；直螺纹连接；质量控制
　　1前言
　　随着我国大规模基本建设的发展，用于混凝土结构的钢筋机械连接技术不断发展。滚轧直螺纹连接技术由于其性能良好、质量稳定、施工适应性好、造价低廉，被广泛应用，已成为我国钢筋机械连接的主要形式。本文主要是结合北京阜石路工程高架桥结构钢筋接头施工，介绍了钢筋滚轧直螺纹连接接头性能及质量控制要点，同时总结了施工中常见质量问题及处理措施。
　　2钢筋直螺纹连接的优点
　　(1)接头强度高：根据钢材冷作硬化的原理，钢筋上滚轧出的螺纹强度大幅提高，从而使直螺纹接头的抗拉强度高于钢筋母材的抗拉强度；等强级接头，100%发挥钢筋强度，能达到《钢筋机械连接通用技术规程》( JGJ 107-2003)中Ⅰ级接头标准。
　　(2)连接速度快：套筒短，螺纹扣数少，使用方便，因为采用场外预制，现场装配连接的方式进行，所以，预制好丝头的钢筋可以在钢筋堆放场大量预制储备；连接时将套筒套在钢筋上用普通扳手拧紧即可，大大降低劳动强度，节约时间，工期较紧的时候，只需在施工现场增加装配工人即可。
　　(3)应用范围广：在应用范围上基本上没有任何限制，适用钢筋任何位置与方向的连接，也可用于弯曲钢筋、固定钢筋及钢筋笼不能转动的场合。
　　(4)适用性强，接头质量可靠。
　　(5)节材、节能、经济：在同等级的钢筋连接中，比传统焊接节省连接用钢材60%左右。
　　(6)适应环保要求：施工中无明火，在易燃、易爆、高处等施工条件下尤为安全可靠，可全天候施工。
　　(7)便于管理：不会出现套筒和钢筋不匹配的现象，检验也较方便；操作简单，普通工人经过几个小时的学习即可成为熟练工。
　　(8)经济效益、社会效益显著：缩短施工周期，提高工程质量，降低能源消耗，利于环境保护，减少设备投资，附加成本较低，具有明显的经济效益和社会效益。
　　3影响接头质量的因素
　　影响滚轧直螺纹钢筋连接接头质量的因素包括钢筋原材质量、丝头质量、连接套筒质量、丝头与套筒的连接质量等方面。
　　(1)连接套筒：连接套筒通常由专门的生产厂家提供，由于出厂检验合格率低、进货检验把关不严、运输存放不当等原因将影响连接套筒质量。
　　(2)丝头。实际操作时丝头均为现场加工，由于钢筋端面不规则、套理刀具损坏、套丝机没有安装限位装置、操作方法不当、丝头运输存放不当等原因均会对丝头质量产生影响。
　　(3)连接。由于套筒位置不居中、丝头未顶紧、接头拧紧力矩值不足等会影响连接质量。
　　4接头质量的控制措施方法
　　4.1 连接套筒质量控制
　　(1)连接套筒上应标明生产厂家标志，其保护盖上应标有被连接钢筋的规格。
　　(2)连接套筒出厂时应有包装，包装上应标明产品的名称、规格型号、产品批号、生产厂家等相关信息。
　　(3)连接套筒装箱前应有保护端盖，套筒内不得混人杂物，在运输过程中及存储时应妥善保护，避免雨淋、沾污或损伤。
　　(4)连接套筒尺寸应满足产品设计要求，重要尺寸(外径、长度)及螺纹牙型、精度应经检验。
　　(5)连接套筒螺纹牙型应饱满，表面不得有裂纹，表面及内螺纹不得有严重的锈蚀及其他肉眼可见的缺陷。内螺纹尺寸应用专用的螺纹塞规检验，塞通规应能顺利旋人，塞止规旋入长度不得超过3倍螺距。
　　4.2 丝头质量控制
　　(1)钢筋下料时不宜用热加工方法切断，不宜用普通切断机切断而应选用砂轮切断机切断；钢筋断面宜平整并与钢筋轴线垂直；不得有马蹄形或扭曲；钢筋端部不得有弯曲，有弯曲时应调直或重新切头。
　　(2)丝头加工时应使用水性润滑液，不得使用油性润滑液。其刀具应每加工6000-7000个接头更换一次。根据丝头长度在套丝机上应设置自动限位装置。
　　(3)丝头中径及牙型角应符合设计规定，丝头有效螺纹长度应不小于1/2连接套筒长度，且允许误差不于大于2倍螺距。
　　(4)丝头表面不得有影響接头性能的损坏及锈蚀。应用专用的螺纹环规对丝头尺寸进行检验，其环通规应能顺利地旋人，环止规旋入长度不得超过3倍螺距。
　　(5)加工的丝头应逐个进行自检，不合格的丝头应切去重新加工。自检合格的丝头，应由现场质检员随机抽样进行检验。以一个工作班加工的丝头为一个检验批，随机抽检10%，且不少于10个，抽检合格率不应小于95%。
　　(6)丝头检验合格后应套上保护帽或拧上连接套筒，按规格分类码放整齐。雨季或长期码放情况下，应对丝头采取防锈措施。在运输过程中应妥善保护，避免雨淋、沾污、遭受机械损伤。
　　4.3 钢筋连接质量控制
　　(1)在进行钢筋连接时，钢筋规格应与连接套筒规格一致，并保证丝头和连接套筒内螺纹干净、完好无损。
　　(2)钢筋连接时应用工作扳手将丝头在套筒中央位置顶紧。拧紧后应用力矩扳手按下表拧紧力矩值进行检查，并加以标记。
　　(3)钢筋连接完毕后，连接套筒外应有外露有效螺纹，且连接套筒单边外露有效螺纹不得超过2倍螺距。
　　(4)钢筋连接接头应逐个自检，不符合要求的钢筋连接接头应及时调整或采取其他有效的连接措施。自检合格的应由现场质检员随机抽样检验。同一施工条件下采用同一材料的同等级同型式同规格接头，以连续300个接头为一个检验批进行检验和验收，不足300个按一个检验批计算。对每一检验批的钢筋连接接接头，于正在施工的工程结构中随机抽取15%，且不小于75个接头，检验其外观质量及拧紧力矩。抽检合格率不应小于95%。
　　
　　5施工中常见质量问题及处理措施
　　5.1 连接技术的配套问题
　　钢筋滚轧直螺纹连接技术是一种配套技术，它包括与技术配套的钢筋加工设备、连接套筒的设计、钢筋丝头螺纹参数的设计、螺纹配合参数及精度的设计、钢筋连接施工的工法设计以及相关的质量控制流程，通过型式检验对这一配套产品进行分等定级。由于各生产单位许多关键技术和工艺参数受专利的保护，各生产单位自行开发钢筋连接技术的相关技术参数有所不同，作为配套的钢筋连接技术，就应该配套使用，只有这样才能有效地保证钢筋连接质量。不能在对该项技术不甚了解的情况下，盲目从某一生产单位购进钢筋加工设备，又从另一生产单位购进连接套筒，进行现场制作和连接施工。这种做法严重违反了滚轧直螺纹钢筋连接技术的配套使用原则。
　　5.2 钢筋下料问题
　　钢筋下料端面是否平直是钢筋滚轧直螺纹连接接头丝头制作质量控制的第一道重要工序，也是容易忽视的一个重要环节。
　　钢筋下料端面不平直或用普通钢筋切断机下料而形成马蹄面，将会造成钢筋丝头在连接套筒中无法对顶，使接头的刚度降低。当端面出现严重的马蹄形时，还有可能造成钢筋丝头螺纹长度不足，影响接头的旋合长度，使接头的承载力受到一定的削弱。
　　因此现场钢筋下料，应采用无齿锯切断钢筋，或采用钢筋机械连接专用的钢筋切断机下料。
　　在钢筋下料时除应注意下料方法外，还应注意当钢筋待加工丝头螺纹处出现弯曲时应及时调直。钢筋弯曲会造成钢筋丝头螺纹出现不完整的螺纹超差，不仅影响钢筋丝头的外观质量，严重时还对接头的承载能力也会有一定的影响。
　　5.3 丝头加工问题
　　(1)同批丝头螺纹长短偏差加大。
　　缺陷产生原因：
　　①钢筋装卡定位不准确或不能保证重复定位精度。
　　②行程限位调整不合适或行程限位重复精度过低(行程限位经长期使用不能保证重复精度)。
　　③钢筋卡紧钳磨损，未能卡住钢筋或操作工人没有卡紧钢筋。
　　④设备稳定性差，滚丝机径向摆动大造成行程限位失灵或迟缓。
　　处理措施:
　　①钢筋装卡到位或保证重复定位精度。
　　②调整行程限位或更换重复精度高的行程限位。
　　③更换磨损的钢筋卡紧钳，并保证钢筋卡紧后再加工。
　　④调整设备及更换相关的零配件，保证设备加工时的稳定性。
　　(2)丝头牙形不饱满，表面不光滑。
　　缺陷产生原因：
　　①钢筋母材基圆直径偏小。钢筋因轧制不妥而引起的错位或不圆。
　　②在滚轧过程中由于金属的流动性不足而造成表面不光滑。
　　③滚丝机内的滚丝轮环槽崩损。
　　④设备在无润滑液或润滑液长期使用变质失效状态下工作。
　　纠正措施:
　　①钢筋丝头参数设计时应根据钢筋的公称直径合理确定，在钢筋丝头螺纹公差带范围内，将钢筋丝头螺纹中径适当调小。
　　②及时更换滚丝轮及相关零配件。
　　③使用润滑液或更换变质失效润滑液。
　　(3)钢筋丝头螺纹出现机械损伤或锈蚀、沾污。
　　缺陷产生原因：
　　①钢筋丝头加工完毕经检验合格后，未能立即戴上丝头保护帽或立即拧上连接套，致使装卸和运输钢筋时损坏钢筋丝头。
　　②钢筋丝头加工完毕后，没有及时使用，放置时间过长，没有必要的防潮措施。
　　纠正措施：
　　①钢筋丝头加工完毕经检验合格后，立即戴上丝头保护帽或立即拧上连接套。
　　②施工现场应合理地安排钢筋加工时间，钢筋丝头加工完毕后，应尽早使用，如短期内不使用时应有必要的防潮措施。
　　5.4 钢筋连接问题
　　(1)钢筋连接施工时，连接套筒与钢筋丝头旋合困难。
　　连接套筒与钢筋丝头旋合困难时，严禁强行旋入。强行旋入所造成的螺纹勒扣，将影响接头的承载能力。
　　缺陷产生原因：
　　①钢筋丝头螺纹中径偏大或连接套筒内螺纹中径偏小。
　　 ②钢筋丝头螺纹或连接套筒内螺纹有杂物，钢筋丝头有机械损伤。
　　纠正措施:
　　①重新加工钢筋丝头，加强钢筋丝头加工的质量管理。
　　②钢筋连接施工前应检查钢筋丝头是否有杂物和机械损伤。
　　(2)正反丝扣型連接套筒拧紧后，钢筋仍能旋转。
　　缺陷产生原因:
　　①钢筋丝头螺纹长度不够，一端钢筋丝头螺纹已全部与连接套筒旋合，而另一端钢筋丝头螺纹并未全部旋合，钢筋丝头并未在连接套筒中对顶。连接套简拧紧只是与一端钢筋丝头螺尾锁紧，而另一端钢筋丝头与连接套筒仍处于自由旋合状态，螺纹配合间隙并未消除，因此连接套筒及时拧紧钢筋仍能旋转。
　　②连接初始时，旋转连接套筒两根钢筋丝头没有同步旋人，且两根钢筋旋入长度相差较大，有没有及时调整，致使钢筋丝头无法在连接套筒中对顶。
　　纠正措施：
　　①注意检查钢筋丝头有效螺纹长度是否合格，有效螺纹过短的钢筋丝头不得使用，应重新加工。
　　②钢筋丝头与连接套筒开始旋合时，注意观察两根钢筋丝头旋入是否同步。当两根钢筋丝头外露数值之差大于1P时，应及时调整，直至两端外露螺纹长度相等。
　　③钢筋接头拧紧前，确定连接套筒两端有外露螺纹且数量相等。若连接套筒两端没有外露螺纹，说明钢筋丝头并没有在连接套筒中对顶，即使连接套筒拧紧，钢筋接头仍极有可能是松动的。
　　6结束语
　　钢筋滚轧直螺纹套筒施工技术质量控制主要控制环节包括钢筋切头、套筒和丝头加工质量、防护、连接、检验等环节。采用直螺纹连接工艺，克服了焊接对钢筋造成的烧伤或咬伤，焊缝不饱满，焊接质最不稳定及焊接钢筋所需时间较长等缺点，提高了阜石路高架桥施工效率，在质量、工期、成本上都取得了显著效果。
　　参考文献
　　[1] 钢筋机械连接通用技术规程.JGJ 107-2003.北京：中国建筑工业出版社，2003.
　　[2] 滚轧直螺纹钢筋连接接头.JG 163-2004.北京:中国建筑工业出版社，2004.
　　[3] 王平，宋程辉. 滚轧直螺纹钢筋机械连接技术在桥梁高墩施工中的应用.科学之友,2010.
　　
　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。