摘要：由于佛山平胜大桥施工环境较差，施工工期紧张，工程建设庞大，冲孔灌注桩和主塔施工风险和难度较大，采用镦粗直螺纹钢筋连接工艺可有效提高冲孔灌注桩钢筋笼和主塔钢筋的连接速度，缩短施工工期，降低施工风险和难度，提高工程质量和效益。
关键词：冲孔灌注桩；主塔；镦粗直螺纹；连接工艺；运用；施工组织；质量检验；技术经济分析。
1.工程概况
平胜大桥是佛山市和顺至北窖公路主干线工程的重点工程，主桥为具有世界先进水平和难度的独塔单跨四索面自锚式悬索桥。平胜大桥主桥横跨佛山市东平水道，主跨跨径为350m，南岸主塔墩位于南河堤坡脚外侧边缘，北岸边墩跨越北河堤和沿江大道后布置在沿江大道路基边坡上，主桥的孔跨布置由北向南为：29.6m+30m+350m+30m+5*40m+39.6m，主桥总长680.2m。横桥向按分开的双幅桥式布置，单幅桥面宽度26.1m，桥面共设置双向10车道。
主桥墩基础采用21根直径2.5m冲孔灌注桩，桩长约40m，桩中心间距≥5.2m，嵌入微风化岩层不少于6m。桩基钢筋笼主筋均为ф28mm,最小净间距130mm，每根桩基共56根主筋，单根钢筋笼重约15T，根据汽车吊机起重能力和主筋原材长度12m考虑，钢筋笼共分4节加工安装。
主塔采用三柱式矩形空心索塔，左右边塔壁厚0.8m，中塔壁厚1.0m，四角以半径0.5m的小圆角过渡衔接。各塔截面长度由8m渐变为6m，渐变斜率为7.526‰，左右边塔宽度4.5m，中塔宽度6.0m，承台顶面以上塔高138.87m，主塔上下各一道空心预应力混凝土横系梁。主塔主筋均为ф32mm，最小净间距100mm，左右边塔主筋从488根～440根逐步减少，中塔主筋从540根～492根逐步减少，钢筋依靠劲性骨架采用现场单根散拼安装。
2.主筋连接工艺比较与选择
平胜大桥施工环境较差，有承压水等灾害性地质和防洪要求等影响，冲孔灌注桩成孔后要尽快灌注混凝土，缩短一清、钢筋笼连接和二清时间，降低成桩施工风险。相对于桩基钢筋笼连接而言，由于主塔安装了用以钢筋定位的劲性骨架，钢筋安装采取散拼工艺，故主塔φ32主筋对位连接较为简单。
针对目前冲（钻）孔灌注桩钢筋笼主筋连接中存在的问题，本文对钢筋笼可能采取的几种连接方式的特点进行了对比（见表1）。
钢筋笼连接工艺对比表表1
从表1可知，钢筋笼采用等强滚扎直螺纹和镦粗直螺纹连接都属新工艺，钢筋笼均可进行整体连接，因此，平胜大桥冲孔灌注桩钢筋笼φ28主筋优先考虑采用镦粗直螺纹连接工艺。
3.钢筋笼镦粗直螺纹连接工艺试验
3.1制定“靠模法”制作钢筋笼工艺
钢筋笼采用镦粗直螺纹连接工艺施工所必须解决的关键性技术问题是上、下节钢筋笼必须精确对位，通过较长时间的调研，决定采用“靠模法”制作钢筋笼。
3.2钢筋笼对接试验
在钢筋笼制作场地附近的平地上先制作两节钢筋笼对接试验。试验在设备、作业场地大小和钢筋笼长度等方面均模拟主塔桩基施工条件。依据钢筋笼配筋图纸，选用桩基顶面第3节（长度13.5m）和第4节（长度12m）钢筋笼作对接试验。
3.2.1钢筋笼对接试验流程
钢筋笼对接试验流程为：钢筋笼对位→钢筋笼主筋镦粗直螺纹连接→检查连接质量→绑扎接头处箍筋→吊机下放钢筋笼。
3.2.2钢筋笼对接步骤
（1）将第3节钢筋笼固定在操作平台上，接头向上，吊机吊起第4节钢筋笼竖转并按标记初步对位，然后工人挪动上节钢筋笼，微调使上、下节钢筋笼接头精确对位。
（2）对位完毕后，按圆周三等分点，利用扳手或管钳连接3根主筋以固定上、下节钢筋笼，然后逐一完成剩余主筋的连接。
（3）镦粗直螺纹旋满上节钢筋笼主筋上的完整丝扣连接合格，同时现场截取接头到试验中心作抗拉强度试验。
（4）绑扎接头处箍筋，吊机下放钢筋笼。
3.3试验效果
通过试验表明，钢筋笼采用镦粗直螺纹连接工艺的可操作性很强，而且具有操作简单、便捷等优点。第3、4节钢筋笼连接共用时150min，是采用常规工艺连接时间的1/2，具体见表2（试验时间为2004年4月1日）。
钢筋笼对接试验时间统计表2
3.4改进措施
在钢筋笼对接试验中发现，采用“靠模法”制作钢筋笼在很大程度上解决了钢筋笼精确对位问题，但由于钢筋笼在运转、吊装过程中产生较小变形，因此钢筋笼在对位过程中仍然不是非常准确。经过分析，决定对镦粗直螺纹套筒作改进，在套筒上端开导向破口，使上节钢筋笼主筋接头比较容易进入导向破口，并在破口的导向作用下顺利进入套筒，改进后的镦粗直螺纹套筒将在正式施工中运用。镦粗直螺纹套筒修改前后对比见图2。
3.6试验结论
桩基钢筋笼和主塔主筋采用镦粗直螺纹连接工艺是可行的，可在本醒目正式实施运用。
4.镦粗直螺纹接头制作工艺
⑴钢筋端部镦粗：钢筋镦粗用的镦头机能自动实现对中夹紧,30年代-40年代的镦头等工序，每次镦头所需时间为。
⑵切削直螺纹：直螺纹套丝也有专用机床，可用于不同直径钢筋的套丝加工，并严格保持丝头直径和螺纹精度的稳定性，保证与套筒的良好配合性；连接套筒则在工厂按设计规格和精度制作。
⑶用连接套筒对接钢筋：在现场用连接套筒对接钢筋，利用扳手或管钳拧紧即可。
5.接头类型
镦粗直螺纹钢筋接头按作用要求分类可以分为下表所示6种类型，可以满足不同情况下的使用要求。标准型接头是最常用的，套筒长度为2倍钢筋直径，钢筋丝头长度为1倍钢筋直径，套筒拧入一端钢筋并用扳手拧紧后，丝头端面即在套筒中央再将另一端钢筋丝头拧入并拧紧，利用两端丝头相互对顶力锁定套筒位置；加长型接头长度大于套筒长度，以满足只转动套筒进行连接的要求。根据现场施工条件考虑，平胜大桥主桥冲孔灌注桩钢筋笼φ28主筋连接将采用扩口加长型套筒，主塔φ32主筋连接将采用标准型套筒。其它类型将根据各自使用情况相应采用。
由于加长型套筒接头在现场施工中较为复杂，本文以平胜大桥主桥冲孔灌注桩钢筋笼φ28主筋镦粗直螺纹连接施工为例，分析加长型接头在施工过程中的质量保证措施的实现，检查方法的实施，工艺流程的进行。
平胜大桥工地试验中心试验结果如下：在施工前加工3组φ28钢筋镦粗直螺纹接头试件，进行单向拉伸试验，试件破断处均在母材段，试验表明接头的抗拉强度大于母材。
经过分析，钢筋的抗拉强度实测值fst=601.7Mpa。据破断点分析接头的抗拉强度实测fmst大于fst，符合设计与技术规范要求。
抗拉强度实测值表4
6.接头质量检验
按中华人民共和国建筑工业行业标准《镦粗直螺纹钢筋接头》（JG/T3057-1999），用其配套使用标准《钢筋机械连接通用技术规程》（JGJ107-1996）（局部修订版1998）执行。主要应注意以下检验项目：
⑴钢筋接头试件的高应力反复拉压、大变形反复拉压试验应采用带液压夹具，并能自动记录应力应变全过程的试验机进行试验；
⑵施工现场仅对钢筋接头试件进行单向拉伸强度试验，试验按GB/T228执行；
⑶镦粗丝头加工完成以后，应进行现场检验；检验项目、检验方法及检验要求见表5和图3；
丝头质量检验要求表5
⑷套筒进入工地后应进行现场检验；检验项目、检验方法、及检验要求见表6和图4。
连接套筒质量检验要求表6
7.技术经济分析
7.1接头质量
镦粗直螺纹接头质量稳定可靠，不存在焊接接头的脆断现象和绑扎搭接不能承受轴向剪应力的缺点，直螺纹接头不仅强度高，其抗疲劳性能也很好，可用于直接承受动力荷载的结构上。在当前存在焊工水平较差，焊接质量不稳定的情况下，这种类型接头不失为钢筋连接的优选方案.
7.2连接效率
工程实际应用表明，直螺纹接头比焊接方法快得多。接头制作每台班可制作500个-600个，操作十分简单，制作机械体积小，重量轻，便于现场施工；直螺纹接头连接安装施工也是简单可行，只需简单工具，便于高空作业。
7.3经济指标
接头单价=套筒费+丝头加工人工费+接头安装人工费+机具使用费。
直螺纹接头单价与一般焊接单价对比表明：其单价比一般焊接接头高出50%以上，但从其接头质量的可靠稳定，工效高，施工简单等优点考虑，其直接和间接技术经济效益明显，综合价格性能还是较高。
总之，直螺纹连接不存在钮紧力对接头性能的影响，从而提高了连接的可靠性，也加快了施工速度；随着机械设备的进一步改善，钢筋的接头质量与施工技术水平会出现一个新的飞跃。
参考文献：
（1）JG/J107-1996，钢筋机械连接通用技术规程。
（2）JG/T3057-1999，镦粗直螺纹钢筋接头行业标准。
