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責(zé)任編輯/孫譽菡 美術(shù)編輯/王德本
現(xiàn)代橋梁工程一般采用鋼結(jié)構(gòu)或者鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),鋼筋連接在兩種結(jié)構(gòu)施工中都具有重要作用,對橋梁施工的整體質(zhì)量和穩(wěn)定性都能產(chǎn)生巨大影響。
在橋梁工程施工中,鋼筋的連接十分關(guān)鍵,不同結(jié)構(gòu)形態(tài)的鋼筋連接方式也會有所不同,大致可以分為3種。
鋼筋焊接連接方式被頻繁使用于傳統(tǒng)施工中,具備施工成本低、穩(wěn)固性好等優(yōu)點,只需使用少量材料即可保證較好的工程質(zhì)量,并能促進施工效率的提高。然而,鋼筋在焊接過程中會產(chǎn)生極高的熱量,不僅容易引發(fā)火災(zāi)隱患,還會導(dǎo)致鋼筋的脆性和塑性弱化,進而出現(xiàn)相應(yīng)的質(zhì)量問題。
鋼筋綁扎同樣是一種常見鋼筋連接方式,通常利用鐵絲或者螺栓進行鋼筋綁扎作業(yè),這樣的物理連接手段不會對鋼筋本身的性質(zhì)產(chǎn)生任何負(fù)面影響,對施工場地也沒有過高要求,但工程量相對較大,對工程進度也有嚴(yán)格的要求。
機械連接是現(xiàn)階段使用頻率最高的一種鋼筋連接方式,其中最為典型的代表為鋼筋螺紋連接工藝。該工藝能夠很好地適應(yīng)不同方向的鋼筋連接需求,在推動現(xiàn)代工程建設(shè)方面發(fā)揮了積極作用。
鋼筋螺紋連接工藝最早出現(xiàn)于20世紀(jì)90年代,傳入我國后在建筑領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,并且在實踐中做出了相應(yīng)的改良和創(chuàng)新。在實際應(yīng)用中,鋼筋螺紋連接工藝有墩粗直螺紋連接和墩粗錐螺紋連接兩種方式,對比其他連接方式,該工藝對場地需求較小,施工速度快且連接強度高,具有4個比較明顯的特征。
我國引入鋼筋螺紋連接工藝后借助大量的實踐經(jīng)驗,對技術(shù)進行了更加深入的開發(fā)和研究,逐步形成了更加簡便、可靠的施工技術(shù),在提高工程施工效率和質(zhì)量的同時,很好地推動了鋼筋連接技術(shù)的發(fā)展。
鋼筋螺紋連接工藝基本不受外界因素的影響,因此具備較好的可靠性,可以很好地滿足工程建設(shè)的需求。在進行螺紋加工前,作業(yè)人員需要檢查所有部位,確保各部件之間的可靠連接;在連接完成后,需將檢查驗收細(xì)化到每一個接頭的位置,如果發(fā)現(xiàn)存在不合格情況,應(yīng)做好相應(yīng)的補強工作。
通過在施工現(xiàn)場加工鋼筋,能夠促進施工效率的顯著提升。以某橋梁工程鉆孔灌注樁的施工為例,每一個鋼筋籠中包含67根鋼筋,每一根鋼筋設(shè)置402個接頭,如采用常規(guī)連接方法,全部安裝完成需要約70小時;使用螺紋連接的方式能夠?qū)r間壓縮到8小時左右,同時能大幅降低施工人員的勞動強度。
相較于其他幾種鋼筋連接方式,螺紋連接具有良好的經(jīng)濟效益,用電成本和人工成本明顯降低。
直螺紋連接是鋼筋螺紋連接工藝的一種基礎(chǔ)形式。之所以被稱為直螺紋,主要在螺紋連接部分采用了相同的外徑,可以借助鋼筋軋輥機實現(xiàn)螺紋的制作,軋輥鋼筋端部適當(dāng)長度區(qū)域形成連接螺紋,然后使用螺距相同的套筒將兩根鋼筋的螺紋部分連接在一起,形成整體性結(jié)構(gòu)。鋼筋直螺紋連接可以分為兩種不同形式,一是墩粗直螺紋連接,二是滾壓直螺紋連接。兩種形式雖然采用不同的加工方法,但都可以很好地提高連接部分的承載能力,確保接頭位置和母材具備相同的強度。
圖1 鋼筋直螺紋連接
直螺紋的加工方式十分簡單,且施工效率高,具體的工藝流程為:在準(zhǔn)備階段調(diào)直處理鋼筋,然后使用切割機切除端部不規(guī)則部分。在使用軋輥機進行螺紋加工的過程中,保證螺紋負(fù)荷工程的現(xiàn)實需求,嚴(yán)格控制螺紋長度。螺紋加工完成后,將兩根鋼筋使用套筒連接在一起。
在鋼筋直螺紋連接工藝的應(yīng)用中,需要關(guān)注3個關(guān)鍵點。
1.螺紋制作前
工作人員需全面檢查分析鋼筋,確保其形狀和質(zhì)量滿足使用需求,鋼筋端部的形狀不規(guī)則或存在質(zhì)量缺陷時必須及時處理,確保制作完成后的鋼筋質(zhì)量達標(biāo)。
2.螺紋軋輥環(huán)節(jié)
需提前調(diào)整好設(shè)備參數(shù),提升鋼筋加工的重量,確保滿足工程質(zhì)量需求;制作完成后需檢測螺紋的質(zhì)量和長度,如果存在質(zhì)量問題,應(yīng)避免將其應(yīng)用到工程施工中。
3.完成螺紋制作后
需在未發(fā)生磨損前開展安裝后施工,確保鋼筋兩端的螺紋都能深入連接套筒,在借助專業(yè)設(shè)備擰緊后全部進入套筒內(nèi),且連接部分質(zhì)量能夠滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。
在橋梁工程施工中,直螺紋連接工藝雖然安裝簡單、操作方便,但是在面對整個結(jié)構(gòu)的骨架拼接時,因為鋼筋端頭外徑尺寸與套筒內(nèi)部一致,無法實現(xiàn)可靠對接,加之骨架和角度等方面的問題,螺紋連接存在一定的缺陷,需要作業(yè)人員根據(jù)實際情況選擇其他的螺紋連接工藝,即錐螺紋連接工藝。
錐螺紋連接工藝與直螺紋連接工藝存在一定的相似性,都是將鋼筋的端頭位置加工成錐螺紋,連接件同樣采用錐形螺紋實現(xiàn)可靠連接。錐螺紋連接的螺紋部分需在施工前制作完成,因此現(xiàn)場施工效率高,只需要借助力矩扳手就能完成全部施工過程。不過相比較直螺紋連接工藝,錐螺紋連接在穩(wěn)定性方面相對較差,原因主要是螺紋中的小徑段在一定程度上削弱了連接區(qū)域的強度,使其僅能達到母材強度的85%~95%。
在應(yīng)用錐螺紋連接工藝的過程中,需要注意三個方面。
1.螺紋的加工
鋼筋錐螺紋加工環(huán)節(jié)最核心的內(nèi)容是確保全部連接部位螺紋的一致性,保證實現(xiàn)有效連接。從施工人員的角度,需做好螺紋質(zhì)量的檢查和驗收,及時排除不合格產(chǎn)品,確保擰緊力矩可以滿足橋梁工程的質(zhì)量要求。
2.連接和安裝
在完成鋼筋錐螺紋的加工后,需開展安裝連接作業(yè),要求施工人員嚴(yán)格依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范操作,保證連接的可靠性和施工的安全性,因為連接過程只需借助相應(yīng)工具在外圍操作,工程量相對較小,也可以確保鋼筋連接效果,具備極高的施工效率。
3.工程驗收
在鋼筋工程施工完成后,施工單位需組織專業(yè)人員做好驗收工作,抽檢梁柱連接部分接頭數(shù)量的15%,確保每個構(gòu)件結(jié)構(gòu)能夠至少抽查1個接頭,基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和墻體結(jié)構(gòu)連接位置應(yīng)將100個接頭作為一個批次開展相應(yīng)質(zhì)量檢查,如果數(shù)量不足100按照一個批次驗收,每批次的抽檢數(shù)量為3個。抽檢全部合格后,可以開始后續(xù)施工;若存在1個不合格,則需全面檢查該批次,找到問題并做好相應(yīng)的補強工作。
相較傳統(tǒng)的焊接工藝和綁扎工藝,鋼筋螺紋連接工藝具有明顯優(yōu)勢,將其合理地應(yīng)用于橋梁施工中,能夠提高工程質(zhì)量。