江苏某通信大楼工程高效钢筋钢筋综合连接及无粘结预应力技术应用总结

高效钢筋与钢筋综合连接及无粘结预应力技术应用总结一、工程概况****工程为一综合性大楼，框架结构，总建筑面积50224m2，主机房五层建筑物高度21.00米，主楼十二层建筑物高度为48.70米,局部为52.20米。本工程中梁、柱Ф28主筋均采用HRB400钢筋（450吨），Ф28钢筋采用滚压直螺纹钢筋连接（2239个），其余采用电渣压力焊钢筋连接（40606个），预应力梁采用无粘结预应力施工技术（20吨）。二、高效钢筋应用技术1、材料特点HRB400级钢筋钢中化学元素C、P、S含量分别小于0.25%、0.05%、0.05%、碳当量小于0.52%，其拉伸性能最小值见下表：直径d/mm屈服强度抗拉强度伸长率冷弯弯心直径反弯弯心直径8～16420600143d4d18～25420600144d5d28～40400580145d6d说明：钢筋的冷变变和反弯按表表规定的弯心心直径弯曲，弯弯曲结果在钢钢筋表面不得得产生裂纹；；按抗震结构构的使用要求求，钢筋屈服服强度上限不不超过5400N/mm22，钢筋实际际强屈比不得得低于1.225。HRB400级钢筋与普遍应用的Ⅱ级钢相比，具有以下优点：⑴强度高、性能稳定，并具有优良的工艺性能，可适用各种施工工艺，绑扎后不易变形，易于成品保护。⑵由于钢筋碳当量低、焊接方便，焊接性能好。⑶建筑设计规范中钢筋强度设计值由Ⅱ级钢的310Mpa提高到360Mpa，增加了建筑物的安全储备，有显著的社会经济效益。⑷解决了20mnsiHRB335钢筋强度低，排线密（配筋多、间隙小）的缺点，方便了混凝土的浇捣施工，提高了混凝土的质量。⑸可在加工厂预先制作减少现场用工和堆放场地要求，便于文明施工。2、材料的进场、验收⑴钢筋进场后，必须架空堆放好，并做好标识，防止锈蚀和污染。已成型的钢筋及产品、半成品分不同品种、规格、形状逐一挂牌，标明其名称、规格、数量及使用部位。⑵按60吨做一次复检，并要求供应方提供下列质保资料：①提供钢筋生产厂家出具的原始质保书和复检报告复印件。②提供钢筋质量检验结果和力学性能检验结果质保书。⑶外观检查：钢筋应平直、无损伤，表面不得有裂纹、油污、颗粒状或片状老锈。⑷力学性能检验：对所有应用到工程上的HRB400级Ф28钢筋，每次按检验批取样送检，其结果抗拉强度标准值在400～570Mpa之间，满足规定的要求。3、施工质量控制⑴HRB400级钢筋施工①本工程所用HRB400级钢筋各项指标要符合国家规范要求，钢筋均有产品合格证、质量保证书，同时做物理性能抽检试验，合格后方可使用。钢筋表面要洁净无损、铁锈等污物应在使用前清理干净。②钢筋加工过程中如发现脆断、焊接不良，机械性能异常的情况，应及时抽样做理化分析及专项检测。③钢筋的焊接应先做班前焊件试验，每批钢筋的焊接接头中应按规定抽取一定数量的试样进行抗拉强度和冷弯试验，其机械性能必须符合《钢筋焊接验收规范》中有关规定。④各结构部位必须按设计规定的保护层厚度放置垫块。⑤钢筋的规格、数量、形状、尺寸、搭接部位及长度均应满足施工图纸及施工规范要求。钢筋如需代换，必须办理正式手续，经业主、调剂单位、监理单位认可同意后进行。⑥为使配置出的钢筋和箍筋的平整，使误差控制在要求的范围内，首先严把配置材料关，派有经验的人员负责，实行定期和不定期的抽查。⑵工种之间的配合，保证钢筋的位置准确混凝土浇捣过程中应采取措施，尽量不碰钢筋，严禁碰压、踩踏钢筋和直接顶撬钢筋。有关工种要安排专人在现场，钢筋工、木工各负其责，当发生异常情况时，随时可矫正钢筋和模板位置。⑶成品保护①对竖向结构的钢筋和管线宜用架子临时支撑好，以免其任意歪斜造成钢筋偏位，施工人员不准在竖向结构的钢筋上攀爬。②不准在已绑扎好的钢筋上堆放物料，同时注意雨蓬、挑檐、阳台等悬臂薄板结构钢筋不得踩下，以免影响结构质量和使用安全。③模板支撑应搭设脚手板施工，严禁踩在已施工好的钢筋上。④混凝土浇筑时，钢筋工要配合看护钢筋，以保证钢筋不变形。3、经济、社会效益分析⑴本工程使用HRB400级Ф28钢筋共450吨，进价3820元/吨，共开支172万元，如不应用HRB400级钢筋，仍使用传统普通HRB335级Ф28钢筋，则需要投入490吨钢筋，按市场价3700元/吨计算，需投资181万元，按照这样的计算结果，实际节省建筑钢材40吨节省投资9万余元。⑵由于HRB400级钢筋的刚度大，易于绑扎固定，踩踏不易变形，保证了钢筋的有效位置，成活后的钢筋表面清洁、干净，观感舒展，工程质量得到业主与监理等单位的充分肯定。因此本工程在钢筋混凝土结构中使用HRB400级钢筋后，不仅节省了钢材资源的消耗，而且减少了投资，具有明显的经济和社会效益。4、应用体会HRB400钢筋由于其强度较Ⅱ级钢提高20%左右，如在梁柱中使用将加大钢筋的间隙，方便混凝土浇筑施工，提高混凝土的密度质量，同时能降低工程造价，有良好的发展空间。三、滚压直螺纹钢筋连接技术1、连接特点滚压直螺纹钢筋连接适用于一切抗震设防和非抗震设防的混凝土结构工程，尤其适用于要求充分发挥钢筋强度和延性的重要结构，其工艺简单、施工速度快、劳动强度低、接头质量可靠、可全天候施工、节省钢材、降低成本、施工安全等。2、工艺原理滚压直螺纹钢筋连接原理为：两根待接钢筋插入一个连接专用套筒管内，在常温下，用带有半形内膜的测压式钢筋连接机沿径向挤压套筒，使之产生塑性变形，经挤压变形后的钢套筒与被连接钢筋纵、横肋产生的机械咬合成为整体的钢筋连接方法。3、工艺流程钢筋端头检查及处理（切除弯曲较大的头子，磨光毛边、毛刺、试套，划搭接长度标记）→检查机具→油压表进行精确标定→第一次压接→第二次压接→检查。4、质量控制与检查⑴滚压直螺纹钢筋连接应符合国家标准《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499）的要求及《钢筋混凝土用余热处理钢筋》（GB13014）的要求⑵套管与锁母材料应采用优质炭素结构钢筋或合金结构钢，其材盾应符合GB699规定⑶操作工人固定，并对操作人员、技术管理人员、质量管理人员事前进行技术培训，操作人员经考核合格，持证上岗。⑷钢筋端部应先调直再下料，切口端面应与钢筋轴线垂直，不得有马蹄形或挠曲，不得用气割下料。⑸钢筋丝纹与连接套的丝纹应完好无损，如发现丝纹表面杂制裁，应予清除。端头螺纹及套筒工艺参数见表一、表二、表三。钢筋端头螺纹滚轧加工尺寸（mm）表一螺纹钢筋公称直径径161820222528323640螺纹长度222426283035404045中径15.717.719.721.724.427.431.135.139.1小径14.816.818.820.823.326.329.833.837.8连接套规格尺寸（mm）表二螺纹钢筋公称直径径161820222528323640螺纹外径283031343744495459螺纹内径1517192123.526.5303438接套长度454852556065708090连接套螺纹规格尺寸（mm）表三螺纹钢筋公称直径径161820222528323640滚轧直螺纹代号M17M19M21M23M26M29M33M37M41螺距22222.52.5333中径15.717.719.721.724.427.431.135.139.1小径14.816.818.820.823.326.329.833.837.8⑹安装时首先把连接套的一端安装在基本钢筋的端头上用管钳板手将其拧紧到位，然后导向对中夹紧连接套，将待接钢筋通过导向夹钳中孔对中，拧入接套内拧紧到位，完成连接。卸下工具随时检验，不合格的立即纠正，合格的在接套上涂上已检的符号。⑺应用直螺纹连接时，先由技术单位提交有效的型式检验报告与套筒出厂合格证，现场检验，一般只进行接头外观检查和单向拉伸试验。⑻取样数量的同批条件为：材料、等级、规格、型式施工条件相同，批的数量为500个接头，不足此数量的也作为一个验收批。⑼对每一个验收批，应随即抽取10%的挤压接头外观检查。⑽抽取3个试验作单向拉伸试验，在现场检验合格的基础上，连续10个验收批单向拉伸试验合格率为100%时，可以扩大验收批所代表的接头数量的一倍，单向拉伸试验：3个接头试样强度应大于0.9倍钢筋实际抗拉强度，如有一个试样抗拉强度不合格，则加倍进行复检。⑾受力钢筋的混凝土保护层最小厚度和钢筋间距除应满足《混凝土结构设计规范》（GBJ10-89）的规定外，连接套筒的混凝土保护层不得小于15mm。连接套筒现钢筋之间或连接套筒之间的净距不得小于25mm。5、经济、社会效益分析⑴采用滚压直螺纹连接可以节省钢筋，具有明显的经济效益。本工程Ф28钢筋滚压直螺纹连接接头2239个，价格按7.5元/个计算，计1.6万余元，而采用绑扎搭接的方式，则需钢筋13吨多，以Ф28钢筋市场价格3700元/吨计算，需要投资4.8万余元，按照这样计算，实际节约成本3.2万余元。⑵滚压直螺纹连接接头有优良的抗疲劳性能和抗低温性能，满足了规范要求，保证了结构的安全和抗震性能，具有巨大的社会效益。6、应用体会采用滚压直螺纹连接，解决和缓和了底板、梁、柱中钢筋搭接处钢筋过密，摆置不下的矛盾，有利于浇筑砼的施工，加快施工速度，确保工程进度，同时还能节省大量的钢筋。四、电渣压力焊钢筋连接技术1、连接特点电渣压力焊钢筋连接技术适用于工业与民用建筑现浇钢筋混凝土结构中直径14～40mm的Ⅰ～Ⅱ级竖向或斜向钢筋，具有施焊速度快、操作简单、接头质量可靠、节省钢材降低成本、施工安全等特点。2、工艺原理电渣压力焊是利用焊接电流通过两根待对接的竖向钢筋端面间隙产生电弧，形成熔池，经前期较长时间的电弧过程转变为后期的电渣过程，加压形成焊接接头的一种压焊工艺。钢筋电渣压力焊工艺过程中可分解为四个阶段。即引弧过程、电弧过程、电渣过程、顶压过程。3、工艺流程检查设备、电源→钢筋端头制备→选择焊接参数→在待接长的钢筋上安装焊接夹具→放入接长钢筋固定焊接夹具→安放焊剂灌、填装焊剂→接通电源、引弧→电弧、电渣→顶压、切断电源→保温、收集剩余焊剂、拆除焊接夹具→清除熔渣→质量检查。4、质量控制与检查⑴钢筋：钢筋的级别、直径必须符合设计要求，有出厂证明书及复试报告单。进口钢筋还应有化学复试单，其化学成分应满足焊接要求，并应有可焊性试验。⑵焊剂①焊剂的性能应符合GB5293碳素钢埋弧焊用焊剂的规定。焊剂型号为HJ401,常用的为熔炼型高锰高硅低氟焊剂或中锰高硅低氟焊剂。②焊剂应存放在干燥的库房内，防止受潮。如受潮，使用前须经250～300℃烘焙2h。③使用中回收的焊剂，应除去熔渣和杂物，并应与新焊剂混合均匀后使用。④焊剂应有出厂合格证。⑶作业条件①焊接夹具应有足够的刚度，在最大允许荷载下应移动灵活，操作方便。焊剂罐的直径与所焊钢筋直径相适应，不致在焊接过程中烧坏。电压表、时间显示器应配备齐全，以便操作者准确掌握各项焊接参数。②电源应符合要求。当电源电压下降大于5%，则不宜进行焊接。③作业场地应有安全防护措施，制定和执行安全技术措施，加强焊工的劳动保护，防止发生烧伤、触电、火灾、爆炸以及烧坏机器等事故。④注意接头位置，注意同一区段内有接头钢筋截面面积的百分比，不符合《混凝土结构工程施工及验收规范》有关条款的规定时，要调整接头位置后才能施焊。⑤焊工必须持有有效的焊工考试合格证。⑷钢筋端头制备：钢筋安装之前，焊接部位和电极钳口接触的（150mm区段内）钢筋表面上的锈斑、油污、杂物等，应清除干净，钢筋端都若有弯折、扭曲，应予以矫直或切除，但不得用锤击矫直。⑸安装焊接夹具和钢筋：夹具的下钳口应夹紧于下钢筋端部的适当位置，一般为1/2焊剂罐高度偏下5～10mm，以确保焊接处的焊剂有足够的淹埋深度，钢筋一经夹紧，严防晃动，以免上下钢筋错位和夹具变形。⑹试焊、作试件、确定焊接参数：在正式进行钢筋电渣压力焊之前，必须按照选择的焊接参数进行试焊并作试件送试，以便确定合理的焊接参数。合格后，方可正式生产。当采用半自动、自动控制焊接设备时，应按照确定的参数设定好设备的各项控制数据，以确保焊接接头质量可靠。⑺选择焊接参数：钢筋电渣压力焊的焊接参数主要包括焊接电流、焊接电压和焊接通电时间，参见表四。钢筋电渣压力焊焊接参数表四钢筋直径(mm))电流(A)焊接电压(V)焊接通电时间(ss)电弧过程电渣过程电弧过程电渣过程16200～25040～4522～2714418250～30040～4522～2715520300～35040～4522～2717522350～40040～4522～2718625400～45040～4522～2721628500～55040～4522～2724632600～65040～4522～2727736700～75040～4522～2730840850～90040～4522～27339⑻施焊操作要点①闭合回路、引弧：通过操纵杆或操纵盒上的开关，先后接通焊机的焊接电流回路和电源的输入回路，在钢筋端面之间引燃电弧，开始焊接。②电弧过程：引燃电弧后，应控制电压值。借助操纵杆使上下钢筋端面之间保持一定的间距，进行电弧过程的延时，使焊剂不断熔化而形成必要深度的渣池。③电渣过程：随后逐渐下送钢筋，使上钢筋端都插入渣池，电弧熄灭，进入电渣过程的延时，使钢筋全断面加速熔化。④挤压断电：电渣过程结束，迅速下送上钢筋，使其端面与下钢筋端面相互接触，趁热排除熔渣和熔化金属。同时切断焊接电源。⑤接头焊毕，应停歇20～30s后（在寒冷地区施焊时，停歇时间应适当延长），才可回收焊剂和卸下焊接夹具。⑼质量检查：在钢筋电渣压力焊的焊接生产中，焊工应认真进行自检，若发现偏心、弯折、烧伤、焊包不饱满等焊接缺陷，应切除接头重焊，并查找原因，及时消除。切除接头时，应切除热影响区的钢筋，即离焊缝中心约为1.1倍钢筋直径的长度范围内的部分应切除。⑽取样数量：钢筋电渣压力焊接头的外观质量检查应逐个进行检验。强度检验时，从每批成品中切取三个试样进行拉伸试验。每一楼层300个电渣压力焊接头（同钢筋级别、同钢筋直径）作为一批（或楼层电渣压力焊接头不足300个接头时，同级别、同直径仍作为一批）。5、经济、社会效益⑴本工程共计电渣压力焊钢筋连接接头40606个，价格按2.5元/个计算，计10万余元，而采用绑扎搭接的方式，则需钢筋128吨多，以市场3300元/吨计算，需要投资42万余元，按照这样计算，实际节约成本32万余元。⑵电渣压力焊连接接头可以节省大量钢筋，具有明显的经济效益，而且能还提高工程的施工质量，具有巨大的社会效益。6、应用体会根据统计钢筋电渣压力焊与绑扎接头相比较，可以节省钢筋接头搭接量的95%以上；节省钢筋用量的8%以上，与搭接焊接接头相比可以节约钢筋接头搭接量的90%以上。五、无粘结预应力成套技术1、无粘结预应力梁设计特点本工程YKL-5预应力梁混凝土强度等级为C40，预应力筋采用1860N/MM2的低松弛钢绞线Ф15.2，张拉控制应力0.7fptk，砼强度达90%设计强度时方可预应力筋进行张拉，波纹管每束6、7根采用Ф70MM，每束8、9根采用Ф80MM，预应力筋曲线为二次抛物线，张拉端OVM型采用夹片锚，固定端采用挤压锚（均含配套螺旋筋），锚具类型为Ⅰ类。办公楼部分YKL-F、G、H和YKL-Ey、Dy预应力梁混凝土强度等级为C40，预应力筋采用1860N/MM2的低松弛钢绞线Ф15.2，张拉控制应力0.7fptk，张拉端采用OVM型夹片锚，固定端采用挤压锚（均含配套螺旋筋）。2、无粘结预应力体系及技术参数⑴预应力钢绞线采用优质高强度低松弛钢绞线，其钢绞线符合ASTMA146-90d标准要求。主要参数见下表钢绞线主要参数级别标准直径标准断面积标准重量破坏负荷力屈服荷载最少伸长率100h最大松弛弛70%80%186015.241401.102260.7234.693.52.53.5⑵锚固体系单筒夹片锚和挤压锚采用OVM15-1及15P锚具及配套的锚垫和螺旋筋，锚具符合JGJ85092规程要求，其主要参数见下表锚具主要参数（单位：mm）型号锚具锚垫板螺旋筋外径厚度长度垫板厚螺径筋径长度OVM15-1ø46488012ø70ø6.5200OVM15Pø31708012ø70ø6.52003、工艺原理及工艺流程⑴工艺原理：无粘结预应力混凝土利用无粘结筋与周围混凝土不粘结的特性，施工时不需要留孔、穿筋、灌浆等繁杂费工的工艺，而是把制作好的无粘结筋在浇筑混凝土之前，同非预应力筋同时安放在模板内，然后浇筑混凝土，待混凝土达到设计要求后，利用无粘结筋在塑料套内可作纵向滑动的特点，进行张拉锚固，借助两端锚具，进行张拉，达到对结构建立起预应力的效果。⑵