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滚轧直螺纹钢筋连接技术在坦桑的应用

时间:2014-03-04 13:24

滚轧直螺纹钢筋连接技术在坦桑的应用

 

曹志远

 

摘要: 本文以北京建工集团在坦桑尼亚达拉斯萨拉姆体育场项目(以下简称”UHURU体育场)施工为例,将在我国建设工程中广泛使用的滚轧直螺纹钢筋连接方式引入坦桑建筑市场,突显了省时降耗的优势,质量达到英标BS8110的规定,得到坦桑监理和业主的认可。相信在不久的将来,我国的施工技术将会越来越多的得到坦桑及非洲国家的认可,为中资企业“走出去”打下良好的技术基础,为中国标准“走出去”作了有益的尝试。

一、工程概述及特点

UHURU体育场是坦桑尼亚青年信息学问体育部投资建设的U型现代化体育场,建筑面积9727㎡,土建结构封顶高度15.202米,每列拥有36层踏步,可容纳观众2万人。本工程柱下采用混凝土独立柱基础,主体结构看台采用现浇钢筋混凝土框架结构,顶棚采用悬挑钢管桁架结构,是坦桑尼亚第二大混凝土结构的体育场(下图为体育场全貌)

该工程钢筋用量大,其中最大直径Φ32的钢筋,主要用于D轴的柱子及牛腿水平梁部分,单此一项的钢筋量就有162吨之多,占合同总量的21%。施工人员以当地员工为主,技术实力不足,施工速度较慢。鉴于这两个原因,选择何种钢筋连接方式显得尤其重要,直接关系到整个工程的进度、质量和总成本。

二、钢筋连接方式的选择

近些年,国内建筑行业为提高施工质量和效率,广泛推广机械连接技术进行粗直径钢筋连接。这种技术在我国援建的坦桑国家体育场施工中曾使用,当时由于工程的总包、监理均由我国派出,因此在技术标准上不存在障碍。而UHURU体育场工程则是坦桑的业主和监理,这种技术能否被承认并使用还是一个未知数。

大家仔细查阅了设计说明,发现其中并没有明确规定粗直径钢筋连接的具体方式,只写到当受拉钢筋直径大于28mm、受压钢筋直径大于32mm时,宜采用机械连接,也可以焊接。这为这种技术的实施提供了可能。

现场如果对32mm钢筋采用焊接作业,将有诸多问题。首先是焊接技术要求高,而坦桑没有专业的电气焊培训单位,更没有专业的技术人员;其次施工期间是坦桑的雨季,易造成安全事故;第三是焊接作业浪费大,需购置大量电焊机,增大成本。经过多方面综合考虑,大家决定对直径为32mm以上的钢筋采用机械连接方式。

三、机械连接方式的选择

机械连接具有质量好、速度快、操作工序简单、施工安全、使用范围广等特点。机械连接接头分为螺纹接头和冷挤压接头两大类,螺纹接头又分为锥螺纹接头和直螺纹接头。通过对这三种机械连接方式的性能分析,结合本工程的特点及以往在国内施工的经验,从理论上讲,冷挤压接头和螺纹接头连接方式都适用,但是如果从国内选定设备再通过海运到达现场,运输时间长,将影响工期。

通过询问了解,坦桑国家体育场的粗钢筋施工同样也是采用了机械连接的方式。大家找到了工程遗留下来的电机和钢筋直螺纹滚丝机,设备并无故障。如何说服监理、业主同意使用这种技术,也就是用国标代替合同中规定的英标,是需要大家解决的问题。

坦桑尼亚的监理大都认可英国建筑行业标准,让他们接受中国标准必须用数据说话,特别是在他们从并未接触过这种连接方式的情况下。大家和监理人员一起在当地的实验室对样品进行了试验检测,检测结果证明,采用直螺纹钢筋的连接方式不论是屈服强度、抗拉强度还是延伸率等性能,完全能够满足英标BS8110的规定。在事实数据面前,监理方认可了这种连接方式。

四、钢筋直螺纹连接施工

1、施工准备

 本项目有接受过技术培训及考核的中国工长。在技术和质量管理人员的监督下,由中国工长对坦桑工人进行了培训和示范演练,让他们懂得如何正确的进行加工、操作。

钢筋下料时,按规范应使用无齿锯切断,但是由于条件所限,采用了机械切断。切断时要求不得形成马蹄形或扭曲,钢筋端部不得有弯曲,出现弯曲时应调直;丝头有效螺纹长度应满足施工的要求。

 根据要求的螺纹尺寸,调整螺纹轧制机的设置;检查螺纹轧制机运转是否正常;轧制出的螺纹尺寸是否符合要求。

现场使用的套筒全部来自于坦桑尼亚国家体育场工程剩下的物资,经过仔细筛选和检验,对于检验合格的做好明显标记,并把套筒一端的孔密封。

2、直螺纹接头轧制加工工艺

将待轧钢筋平放在支架上,端头对准螺纹轧制机的轧制孔。

开动轧制机,并用水润滑轧制头,缓慢向钢筋端头方向移动轧制头,使钢筋端头伸入轧制头内并轧出螺纹,再慢慢移开轧制头,此过程约需40s

逐个检查钢筋端头螺纹的外观质量,并用手将套筒拧进钢筋端头,看是否过松或过紧,检查螺纹的深度是否符合要求。

将检验合格的端头螺纹戴上保护套或拧上连接套筒,并按规格分类堆放整齐待用。

3、直螺纹接头连接工艺

滚轧直螺纹钢筋连接是通过钢筋端头加工的直螺纹丝头和直螺纹连接套筒咬合形成整体的一种连接方式,适用于一切抗震设防和非抗震设防的混凝土结构工程。采用滚轧直螺纹钢筋连接接头时,其连接接头性能应满足《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ-107-2010规定的要求。

连接时应确保钢筋的规格和连接套筒的规格相一致,并确保丝头和连接套的丝扣干净、无损。

采用预埋接头时,连接套筒的位置、规格和数量应符合设计要求,带连接套筒的钢筋应牢固,连接套筒的外露端应有密封盖。

被连接的两钢筋端面应处于连接套的中间位置,连接过程中不应超过在直螺纹接头上已标志好的位置,偏差不大于1PP为螺距),并用扳手拧紧,使两钢筋端面顶紧。

本工程D轴柱子共计32根,其截面尺寸为1.2*1.2米,基础底部至顶标高为18.2米,其中每棵柱子纵向有32根直径32mm的钢筋,钢筋分布密集且又处于高空作业,在钢筋连接施工中可谓是难上加难。采用滚轧钢筋螺纹连接方式正好克服了这些难点,一是这种方式不需要太大的作业区域,二是投入的人员无需很多,两名技术工人即可完成作业。实践证明,这种钢筋连接方式在施工速度、施工质量上都有突出效果。

四、质量控制与检查

1施工前的检验:为防止直螺纹钢筋在安装过程中国足球协会超级联赛过套筒的中心部位,造成连接不够紧密、易脱落等问题,故在直螺纹接头部分采用记号笔标注进深位置,不得超过或小于此线,钢筋与接头套筒规格应一致。

2、施工中的控制:面对D轴柱子钢筋规格大且布置密集的困难,大家最终决定先由内向外,先短再长,沿柱子一角顺时针方向施工。要求每一根钢筋的施工务必满足设计要求及滚轧直螺纹钢筋连接接头》的建筑行业技术标准。

3、监理方的检验:UHURU 体育场的监理方是当地较大的一家设计咨询企业,负责隐蔽验收检查工作的监理在目睹我方进行滚轧直螺纹钢筋连接施工时,对于施工速度及质量感到惊讶,此前他们只是听说过这种方式,实际看到并了解了此方式的优势后,监理方的主工程师向大家竖起了大拇指。

五、技术经济效益

滚轧直螺纹钢筋连接技术能够有效地保证连接接头质量,而且在同等级的钢筋连接中,滚轧直螺纹钢筋连接比传统焊接节省连接用钢材,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。本工程共使用套筒接头2048个,完成160多吨的钢筋工程,按在坦桑的正常钢筋施工成本计算,每吨节省人工成本约70元人民币,人工费节省约1.1万元人民币,材料节省5万多元人民币。

主体结构完成后正在拆架子管

滚轧直螺纹刚接连接技术的应用,以大家的实际行动和实验数据向外方监理证明了中国的建筑行业标准并不比其他国家的建筑标准低,同时也让当地监理工程师及更多的人了解了这项技术。相信在不久的将来,这种粗钢筋连接技术会在非洲得到更广泛的应用。

 

(编辑为北京建工国际企业坦桑尼亚分企业UHURU项目负责人)

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