摘要：由于佛山平勝大橋施工環境較差，施工工期緊張，工程建設龐大，沖孔灌注樁和主塔施工風險和難度較大，采用鐓粗直螺紋鋼筋連接工藝可有效提高沖孔灌注樁鋼筋籠和主塔鋼筋的連接速度，縮短施工工期，降低施工風險和難度，提高工程質量和效益。
　　關鍵詞：沖孔灌注樁；主塔；鐓粗直螺紋；連接工藝；運用；施工組織；質量檢驗；技術經濟分析。
　　
　　1.工程概況
　　平勝大橋是佛山市和順至北窖公路主干線工程的重點工程，主橋為具有世界先進水平和難度的獨塔單跨四索面自錨式懸索橋。平勝大橋主橋橫跨佛山市東平水道，主跨跨徑為350m，南岸主塔墩位于南河堤坡腳外側邊緣，北岸邊墩跨越北河堤和沿江大道后布置在沿江大道路基邊坡上，主橋的孔跨布置由北向南為：29.6m+30m+350m+30m+5*40m+39.6m，主橋總長680.2m。橫橋向按分開的雙幅橋式布置，單幅橋面寬度26.1m，橋面共設置雙向10車道。
　　主橋墩基礎采用21根直徑2.5m沖孔灌注樁，樁長約40m，樁中心間距≥5.2m，嵌入微風化巖層不少于6m。樁基鋼筋籠主筋均為ф28mm,最小凈間距130mm，每根樁基共56根主筋，單根鋼筋籠重約15T，根據汽車吊機起重能力和主筋原材長度12m考慮，鋼筋籠共分4節加工安裝。
　　主塔采用三柱式矩形空心索塔，左右邊塔壁厚0.8m，中塔壁厚1.0m，四角以半徑0.5m的小圓角過渡銜接。各塔截面長度由8m漸變為6m，漸變斜率為7.526‰，左右邊塔寬度4.5m，中塔寬度6.0m，承臺頂面以上塔高138.87m，主塔上下各一道空心預應力混凝土橫系梁。主塔主筋均為ф32mm，最小凈間距100mm，左右邊塔主筋從488根～440根逐步減少，中塔主筋從540根～492根逐步減少，鋼筋依靠勁性骨架采用現場單根散拼安裝。
　　2.主筋連接工藝比較與選擇
　　平勝大橋施工環境較差，有承壓水等災害性地質和防洪要求等影響，沖孔灌注樁成孔后要盡快灌注混凝土，縮短一清、鋼筋籠連接和二清時間，降低成樁施工風險。相對于樁基鋼筋籠連接而言，由于主塔安裝了用以鋼筋定位的勁性骨架，鋼筋安裝采取散拼工藝，故主塔φ32主筋對位連接較為簡單。
　　針對目前沖（鉆）孔灌注樁鋼筋籠主筋連接中存在的問題，本文對鋼筋籠可能采取的幾種連接方式的特點進行了對比（見表1）。
　　                                                            鋼筋籠連接工藝對比表表1

                
　　從表1可知，鋼筋籠采用等強滾扎直螺紋和鐓粗直螺紋連接都屬新工藝，鋼筋籠均可進行整體連接，因此，平勝大橋沖孔灌注樁鋼筋籠φ28主筋優先考慮采用鐓粗直螺紋連接工藝。
　　3.鋼筋籠鐓粗直螺紋連接工藝試驗
　　3.1制定“靠模法”制作鋼筋籠工藝
　　鋼筋籠采用鐓粗直螺紋連接工藝施工所必須解決的關鍵性技術問題是上、下節鋼筋籠必須精確對位，通過較長時間的調研，決定采用“靠模法”制作鋼筋籠。
　　3.2鋼筋籠對接試驗
　　在鋼筋籠制作場地附近的平地上先制作兩節鋼筋籠對接試驗。試驗在設備、作業場地大小和鋼筋籠長度等方面均模擬主塔樁基施工條件。依據鋼筋籠配筋圖紙，選用樁基頂面第3節（長度13.5m）和第4節（長度12m）鋼筋籠作對接試驗。
　　3.2.1鋼筋籠對接試驗流程
　　鋼筋籠對接試驗流程為：鋼筋籠對位→鋼筋籠主筋鐓粗直螺紋連接→檢查連接質量→綁扎接頭處箍筋→吊機下放鋼筋籠。
　　3.2.2鋼筋籠對接步驟
　　（1）將第3節鋼筋籠固定在操作平臺上，接頭向上，吊機吊起第4節鋼筋籠豎轉并按標記初步對位，然后工人挪動上節鋼筋籠，微調使上、下節鋼筋籠接頭精確對位。
　　（2）對位完畢后，按圓周三等分點，利用扳手或管鉗連接3根主筋以固定上、下節鋼筋籠，然后逐一完成剩余主筋的連接。
　　（3）鐓粗直螺紋旋滿上節鋼筋籠主筋上的完整絲扣連接合格，同時現場截取接頭到試驗中心作抗拉強度試驗。
　　（4）綁扎接頭處箍筋，吊機下放鋼筋籠。
　　3.3試驗效果
　　通過試驗表明，鋼筋籠采用鐓粗直螺紋連接工藝的可操作性很強，而且具有操作簡單、便捷等優點。第3、4節鋼筋籠連接共用時150min，是采用常規工藝連接時間的1/2，具體見表2（試驗時間為2004年4月1日）。
　　鋼筋籠對接試驗時間統計表2

                   
　　3.4改進措施
　　在鋼筋籠對接試驗中發現，采用“靠模法”制作鋼筋籠在很大程度上解決了鋼筋籠精確對位問題，但由于鋼筋籠在運轉、吊裝過程中產生較小變形，因此鋼筋籠在對位過程中仍然不是非常準確。經過分析，決定對鐓粗直螺紋套筒作改進，在套筒上端開導向破口，使上節鋼筋籠主筋接頭比較容易進入導向破口，并在破口的導向作用下順利進入套筒，改進后的鐓粗直螺紋套筒將在正式施工中運用。鐓粗直螺紋套筒修改前后對比見圖2。
　　3.6試驗結論
　　樁基鋼筋籠和主塔主筋采用鐓粗直螺紋連接工藝是可行的，可在本醒目正式實施運用。
　　4.鐓粗直螺紋接頭制作工藝
　　⑴鋼筋端部鐓粗：鋼筋鐓粗用的鐓頭機能自動實現對中夾緊,30年代-40年代的鐓頭等工序，每次鐓頭所需時間為。
　　⑵切削直螺紋：直螺紋套絲也有專用機床，可用于不同直徑鋼筋的套絲加工，并嚴格保持絲頭直徑和螺紋精度的穩定性，保證與套筒的良好配合性；連接套筒則在工廠按設計規格和精度制作。
　　⑶用連接套筒對接鋼筋：在現場用連接套筒對接鋼筋，利用扳手或管鉗擰緊即可。
　　5.接頭類型
　　鐓粗直螺紋鋼筋接頭按作用要求分類可以分為下表所示6種類型，可以滿足不同情況下的使用要求。標準型接頭是最常用的，套筒長度為2倍鋼筋直徑，鋼筋絲頭長度為1倍鋼筋直徑，套筒擰入一端鋼筋并用扳手擰緊后，絲頭端面即在套筒中央再將另一端鋼筋絲頭擰入并擰緊，利用兩端絲頭相互對頂力鎖定套筒位置；加長型接頭長度大于套筒長度，以滿足只轉動套筒進行連接的要求。根據現場施工條件考慮，平勝大橋主橋沖孔灌注樁鋼筋籠φ28主筋連接將采用擴口加長型套筒，主塔φ32主筋連接將采用標準型套筒。其它類型將根據各自使用情況相應采用。
　　由于加長型套筒接頭在現場施工中較為復雜，本文以平勝大橋主橋沖孔灌注樁鋼筋籠φ28主筋鐓粗直螺紋連接施工為例，分析加長型接頭在施工過程中的質量保證措施的實現，檢查方法的實施，工藝流程的進行。
　　平勝大橋工地試驗中心試驗結果如下：在施工前加工3組φ28鋼筋鐓粗直螺紋接頭試件，進行單向拉伸試驗，試件破斷處均在母材段，試驗表明接頭的抗拉強度大于母材。
　　經過分析，鋼筋的抗拉強度實測值fst=601.7Mpa。據破斷點分析接頭的抗拉強度實測fmst大于fst，符合設計與技術規范要求。
　　抗拉強度實測值表4

                 
　　6.接頭質量檢驗
　　按中華人民共和國建筑工業行業標準《鐓粗直螺紋鋼筋接頭》（JG/T3057-1999），用其配套使用標準《鋼筋機械連接通用技術規程》（JGJ107-1996）（局部修訂版1998）執行。主要應注意以下檢驗項目：
　　⑴鋼筋接頭試件的高應力反復拉壓、大變形反復拉壓試驗應采用帶液壓夾具，并能自動記錄應力應變全過程的試驗機進行試驗；
　　⑵施工現場僅對鋼筋接頭試件進行單向拉伸強度試驗，試驗按GB/T228執行；
　　⑶鐓粗絲頭加工完成以后，應進行現場檢驗；檢驗項目、檢驗方法及檢驗要求見表5和圖3；
　　絲頭質量檢驗要求表5

                         
　　　 ⑷套筒進入工地后應進行現場檢驗；檢驗項目、檢驗方法、及檢驗要求見表6和圖4。
　　連接套筒質量檢驗要求表6

                    
　　7.技術經濟分析
　　7.1接頭質量
　　鐓粗直螺紋接頭質量穩定可靠，不存在焊接接頭的脆斷現象和綁扎搭接不能承受軸向剪應力的缺點，直螺紋接頭不僅強度高，其抗疲勞性能也很好，可用于直接承受動力荷載的結構上。在當前存在焊工水平較差，焊接質量不穩定的情況下，這種類型接頭不失為鋼筋連接的優選方案.
　　7.2連接效率
　　工程實際應用表明，直螺紋接頭比焊接方法快得多。接頭制作每臺班可制作500個-600個，操作十分簡單，制作機械體積小，重量輕，便于現場施工；直螺紋接頭連接安裝施工也是簡單可行，只需簡單工具，便于高空作業。
　　7.3經濟指標
　　接頭單價=套筒費+絲頭加工人工費+接頭安裝人工費+機具使用費。
　　直螺紋接頭單價與一般焊接單價對比表明：其單價比一般焊接接頭高出50%以上，但從其接頭質量的可靠穩定，工效高，施工簡單等優點考慮，其直接和間接技術經濟效益明顯，綜合價格性能還是較高。
　　總之，直螺紋連接不存在鈕緊力對接頭性能的影響，從而提高了連接的可靠性，也加快了施工速度；隨著機械設備的進一步改善，鋼筋的接頭質量與施工技術水平會出現一個新的飛躍。
　　參考文獻：
　　（1）JG/J107-1996，鋼筋機械連接通用技術規程。
　　（2）JG/T3057-1999，鐓粗直螺紋鋼筋接頭行業標準。