hrb400級(jí)鋼筋連接技術(shù)的應(yīng)用

1鋼筋焊接網(wǎng)主要應(yīng)用技術(shù)已將進(jìn)入臨床技術(shù)的生產(chǎn)從20世紀(jì)50年代到70年代，建筑鋼主要采用低光刻鋼筋，部分采用螺旋鋼。由于鋼筋強(qiáng)度不足，一些結(jié)構(gòu)的鋼量增加，也存在許多結(jié)構(gòu)的鋼筋供應(yīng)不足，因此很難建造。70年代到90年代建筑鋼筋大量使用螺紋鋼，劃分為Ⅰ—Ⅴ級(jí)。90年代后期出現(xiàn)了HRB400級(jí)鋼筋，在國(guó)內(nèi)工程中開始使用，由于其強(qiáng)度高、塑性好、焊接性能優(yōu)良等特點(diǎn)，廣泛用于鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，它與Ⅱ級(jí)鋼筋相比，綜合省鋼率可達(dá)到15%左右，特別對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)、地震區(qū)結(jié)構(gòu)、高配筋率結(jié)構(gòu)及經(jīng)冷拉后作預(yù)應(yīng)力鋼筋的結(jié)構(gòu)，更有明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。目前已在許多高層建筑，如深圳市民中心、三峽水利樞紐等工程中應(yīng)用，但目前還未全面推廣應(yīng)用。此外，冷軋扭鋼筋近幾年來(lái)也得到推廣，如北京首都機(jī)場(chǎng)二期航站樓等工程，但近幾年呈下降趨勢(shì)，冷軋帶肋鋼筋從90年代開始也已推廣應(yīng)用，較多的用于中小型預(yù)制構(gòu)件，現(xiàn)場(chǎng)用的較少。除鋼筋原材料外，鋼筋焊接網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)近幾年也有發(fā)展，它是一種在工廠里用專用焊網(wǎng)機(jī)焊接成型的網(wǎng)狀鋼筋制品，目前焊接網(wǎng)采用的鋼筋品種一般均為CRB550級(jí)冷軋帶肋鋼筋焊接網(wǎng)，技術(shù)已成熟，如深圳市民中心工程（21萬(wàn)m2，總高度85m）樓板全面采用了焊接網(wǎng)3500多t，采用焊接網(wǎng)可顯著提高鋼筋工程質(zhì)量，增強(qiáng)混凝土抗裂性能，大幅度降低現(xiàn)場(chǎng)鋼筋安裝時(shí)間，加快工程進(jìn)度和縮短工期，具有較好的綜合經(jīng)濟(jì)效益。粗直徑鋼筋連接技術(shù)近20年來(lái)也有很大發(fā)展，20世紀(jì)80年代以前，粗鋼筋連接采用搭接電弧焊或幫條電弧焊的連接方法。80年代開始采用電渣壓力焊、氣壓焊、窄間隙焊等連接技術(shù)，與此同時(shí)又研制出“錐螺紋連接技術(shù)”和“套筒冷擠壓”連接技術(shù)，打開了粗直徑鋼筋機(jī)械連接技術(shù)的途徑，其中套筒冷擠壓連接技術(shù)質(zhì)量較好。雖工藝復(fù)雜、成本高，但仍推廣很快；錐螺紋接頭因破壞時(shí)均斷于絲扣，母材削弱過(guò)多因此推廣不力，后來(lái)將錐螺紋端頭的錐度由1∶5改為1∶10，繼而又改為鐓粗鋼筋頭后再做錐螺紋等，經(jīng)過(guò)幾年的研究，終于在20世紀(jì)末研制出較為理想的“擠壓直螺紋接頭”和“剝肋直螺紋接頭”。2005年在建設(shè)部頒發(fā)的《建筑業(yè)10項(xiàng)新技術(shù)應(yīng)用指南》中，“粗直徑鋼筋直螺紋機(jī)械連接技術(shù)”已作為推廣項(xiàng)目之一，由于該設(shè)備投資少，工藝簡(jiǎn)單，接頭成本低，發(fā)展也非常迅速，已成為我國(guó)混凝土工程中鋼筋機(jī)械連接的主導(dǎo)產(chǎn)品。在鋼筋加工方面近30年來(lái)并無(wú)顯著變化，機(jī)械化水平發(fā)展不快，大量鋼筋加工還是以現(xiàn)場(chǎng)為主，也有的公司成立了鋼筋加工廠，制作完畢后運(yùn)到工地綁扎。20年來(lái)，預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)發(fā)展較快，各地都成立了預(yù)應(yīng)力研究和施工合為一體的專業(yè)隊(duì)伍，凡設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)采用了預(yù)應(yīng)力技術(shù)的，一般施工單位都能接受。專業(yè)施工隊(duì)伍均由建筑工程研究院（所）組建，從深化設(shè)計(jì)到施工，技術(shù)力量強(qiáng)，設(shè)備齊全，經(jīng)驗(yàn)豐富。預(yù)應(yīng)力技術(shù)是從1956年開始發(fā)展起來(lái)的，當(dāng)時(shí)我國(guó)正在大規(guī)模地發(fā)展工業(yè)建筑，興建大型重型工業(yè)廠房，1957年全國(guó)各地到太原預(yù)應(yīng)力基地學(xué)習(xí)，掀起了預(yù)應(yīng)力混凝土高潮，在工業(yè)建筑中大力推廣了大跨度的預(yù)應(yīng)力桁架，預(yù)應(yīng)力大型屋面板，預(yù)應(yīng)力吊車梁。1962年發(fā)展到民用住宅長(zhǎng)、短向預(yù)應(yīng)力樓板。同時(shí)在市政、大中型鐵路橋梁和公路立交橋等土木工程中也大量推廣了后張法預(yù)應(yīng)力混凝土各種構(gòu)件。電熱法張拉用的較為普遍。80年代后由于我國(guó)鋼產(chǎn)量增加，大跨度工業(yè)廠房都改為輕鋼結(jié)構(gòu)，但工廠生產(chǎn)的預(yù)應(yīng)力樓板幾十年來(lái)一直堅(jiān)持使用。近十幾年我國(guó)大力發(fā)展全現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，又出現(xiàn)了“有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)”和“無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)”，該技術(shù)發(fā)展迅速，曾在中央電視塔、國(guó)家大劇院等許多大型工程中推廣使用。2未來(lái)加固設(shè)計(jì)的發(fā)展方向2.1hrb400級(jí)鋼筋建設(shè)部頒發(fā)《建筑業(yè)10項(xiàng)新技術(shù)（2005）》要求大力應(yīng)用HRB400級(jí)鋼筋是指屈服強(qiáng)度為400MPa的熱軋帶肋鋼筋，這是我國(guó)近年來(lái)生產(chǎn)的新品種，其特點(diǎn)是在鋼中加入了微量合金元素V、Ti、或Nb，使晶粒細(xì)化、改善延性，碳含量反而可以降低，鋼筋屈服強(qiáng)度提高，并具有良好的可焊性。國(guó)家確定HRB400級(jí)鋼筋將是今后國(guó)內(nèi)重點(diǎn)推廣的新鋼種之一，它包括20MnSiV、20MnSiNb和20MnTi三個(gè)品種，鋼筋直徑為6～50mm，鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為400MPa。該等級(jí)可用于各地區(qū)的民用與工業(yè)建筑，可用于受力鋼筋、箍筋和構(gòu)造鋼筋。HRB400級(jí)鋼筋可節(jié)約鋼材、降低成本，近年來(lái)已在許多高層建筑、大型公共建筑、工業(yè)廠房、水電工程、橋梁工程以及構(gòu)筑物等逐漸得到普遍應(yīng)用，具有良好的效益。今后將作為重點(diǎn)推廣項(xiàng)目在全國(guó)范圍內(nèi)推廣應(yīng)用。2.2冷軋帶肋鋼筋焊接鋼筋應(yīng)盡量在工廠制作、配料、加工，大力提高工廠化、機(jī)械化和自動(dòng)化水平。為此，要加大推廣鋼筋焊接網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)，減少現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，縮短工期，節(jié)省鋼材，并且可以保證和提高鋼筋安裝質(zhì)量。鋼筋焊接網(wǎng)使用的鋼材有兩類：一類是CRB550級(jí)冷軋帶肋鋼筋制作，另一類是HRB400級(jí)熱軋帶肋鋼筋制作。焊接網(wǎng)是在工廠內(nèi)專用的焊接網(wǎng)機(jī)焊接成網(wǎng)狀的鋼筋片，縱橫鋼筋交叉點(diǎn)均用電阻點(diǎn)焊，采用多頭點(diǎn)焊機(jī)自動(dòng)生產(chǎn)，效率高，質(zhì)量好。過(guò)去主要采用CRB550級(jí)冷軋帶肋鋼筋焊接網(wǎng)，技術(shù)已成熟，但推廣力度不大，尤其在北京。目前該技術(shù)國(guó)家均已有規(guī)程，使用范圍很廣，適用于現(xiàn)澆樓板、梁、墻體。網(wǎng)片的尺寸一般不超過(guò)12m×3.3m（寬），鋼筋直徑宜采用5～12mm，焊點(diǎn)抗剪力是受拉鋼筋屈服強(qiáng)度的0.3倍。使用HRB400鋼筋網(wǎng)與冷軋帶肋鋼筋網(wǎng)相似，只是強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)不同，但強(qiáng)度設(shè)計(jì)值均定為360N/mm2，除焊接網(wǎng)片外，還有焊接鋼筋籠技術(shù)，國(guó)家均有規(guī)程，有待今后大力推廣應(yīng)用。2.3直螺紋連接技術(shù)建設(shè)部2005年頒發(fā)的《建筑業(yè)10項(xiàng)新技術(shù)》中只推薦了“粗直徑鋼筋直螺紋機(jī)械連接技術(shù)”一種，這是在許多鋼筋連接技術(shù)中，經(jīng)過(guò)十幾年的研究發(fā)展優(yōu)選出來(lái)的，技術(shù)較為成熟。直螺紋連接技術(shù)從工藝上可分為滾軋和剝肋直螺紋兩類，質(zhì)量均穩(wěn)定，性能可靠，達(dá)到了Ⅰ、Ⅱ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其主要優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，操作容易，設(shè)備投資小，現(xiàn)場(chǎng)可大量預(yù)制，不受氣候影響，保證質(zhì)量，價(jià)格適中，據(jù)有關(guān)資料介紹，直徑20mm以上鋼筋用機(jī)械連接比綁扎接頭更為便宜。盡管采用電渣壓力焊成本較低，但設(shè)備工具復(fù)雜，帶電作業(yè)受氣候影響較大，占用工期長(zhǎng)，鋼筋母材受高溫影響對(duì)焊接質(zhì)量也是不利的，并且鋼筋的水平連接仍無(wú)法解決。2.4推廣預(yù)制施工技術(shù)2.4.1預(yù)應(yīng)力技術(shù)特點(diǎn)該項(xiàng)技術(shù)是從20世紀(jì)80年代開始發(fā)展，由單根鋼絞線涂抹建筑油脂外包軟塑料套管組成的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，它可像普通鋼筋一樣配置于混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后即可張拉，一般用于8～12m跨度的現(xiàn)澆平板中，對(duì)密肋樓蓋或扁梁樓蓋適用跨度可達(dá)8～18m。無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)更適用于無(wú)梁樓蓋建筑，可在保證凈空條件下顯著降低層高，從而降低總建筑高度，具有明顯的綜合經(jīng)濟(jì)效益。無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)，適用范圍除樓蓋（板、梁）外，基礎(chǔ)底板、地下室墻板等均可采用。已應(yīng)用的典型工程有：廣東國(guó)際大廈63層預(yù)應(yīng)力樓蓋、首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)2號(hào)航站樓、國(guó)家大劇院工程等。2.4.2雙跨車橋結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)構(gòu)件中預(yù)留孔道，待混凝土硬化達(dá)到一定強(qiáng)度后，穿入預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行張拉，并采用專用錨具將張拉筋錨固在結(jié)構(gòu)中，然后在孔道中灌入水泥漿形成受力構(gòu)件。該技術(shù)不僅可用于跨度為8～15m的平板及跨度為12～40m的大梁等水平構(gòu)件，而且還可用于電視塔的縱向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)、核電站安全殼等工程，還可廣泛用于各類大跨度混凝土橋梁結(jié)構(gòu)。如寧波浙海大廈支撐48層樓蓋的轉(zhuǎn)換層，首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)停車樓（地下5層），深圳、武漢等地的會(huì)展中心，北京、天津、上海、南京電視塔和秦山、大亞灣核電站，以及廈門高集跨海橋，南京長(zhǎng)江二橋，上海東海大橋以及北京城鐵高架橋，國(guó)家大劇院水池板工程等。2.4.3土結(jié)構(gòu)組合結(jié)構(gòu)這是近十多年發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，該技術(shù)適用于大跨度建筑工程的屋蓋結(jié)構(gòu)，可以單獨(dú)用索形成結(jié)構(gòu)，也可以與鋼網(wǎng)架、桁架、鋼結(jié)構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu)組合形成混合結(jié)構(gòu)。該技術(shù)尤其適用于各類特大跨度的橋梁結(jié)構(gòu)。索結(jié)構(gòu)是以索作為主要受力構(gòu)件。拉索一般均采用高強(qiáng)度材料制作，索結(jié)構(gòu)可分為索穹頂、索桁架（上弦為鋼結(jié)構(gòu)，下弦為拉索）、索網(wǎng)、張弦梁、斜拉索和懸吊索等。已應(yīng)用的工程有北京亞運(yùn)會(huì)工程的游泳館和綜合體育館、浙江黃龍?bào)w育中心、廣州奧體中心、廣州會(huì)展中心等。目前北京奧運(yùn)會(huì)工程中國(guó)家體育中心、羽毛球館等也都應(yīng)用了這類結(jié)構(gòu)體系。2.5結(jié)構(gòu)工程實(shí)施統(tǒng)一為了進(jìn)一步加強(qiáng)鋼筋工程的科研工作，提高鋼筋加工制作和施工工藝的技術(shù)水平，趕超國(guó)際先進(jìn)水平，我國(guó)仍需要從體制上進(jìn)行改革，實(shí)現(xiàn)鋼筋工程專業(yè)化一條龍施工，即從鋼筋備料、加工、制作（成型）、運(yùn)輸，一直到現(xiàn)場(chǎng)安裝，均由一個(gè)鋼筋專業(yè)公司承包，