[QC]钢筋笼直螺纹偏差接头加固方法的研究 [详细]

钢筋笼直螺纹偏差接头加固方法的研究

浙江交工路桥建设有限公司徐建国QC小组

一、工程概况

温州绕城高速公路西南线工程第5标段设计有桩基412根，立柱359根。钢筋笼在钢筋加工场内采用预拼接“长线法”分段加工、现场拼接。设计钢筋笼主筋直径均为Φ28mm，要求节段间采用直螺纹套筒连接，共需直螺纹套筒接头59280个。 二、小组简介

浙江交工路桥建设有限公司徐建国QC小组活动经验丰富，曾多次获得省部级荣誉，小组组长徐建国持有“全国工程建设QC小组活动诊断师”和“浙江省质量管理小组活动诊断师”资格证书，成员由各级管理层和现场技术、质检、一线施工人员组成，详见表2-1 。

表2-1 质量管理小组概况表

小组名称 课题名称 注册日期 浙江交工路桥建设有限公司徐建国QC小组 钢筋笼直螺纹偏差接头加固方法的研究 20XX.3.10 注册号 课题注 QC20XX-1-10 课题类型 活动时间 创新型 册号 ZJJTQC20XX-1-10 活动次数 15 20XX年3月~20XX年1月 小组培训情况 小组成员人均接受QC知识培训33课时 序号 组内职 务 姓 名 学性别 工龄 历 职 称 组内分 工 本1 高级工程组织策 组 长 徐建国 男 23 科 本 师 高级工程 划 组织实2 副组长 陈叶刚 女 23 科 本 师 高级工程 施 组织实3 副组长 陈一新 男 14 科 本 师 施 实施检4 组 员 祝奉斌 男 11 科 本 工程师 高级工程 查 质量检5 组 员 李小平 男 12 科 本 师 助理工程 查 质量检6 组 员 徐亮 男 4 科 专 师 助理工程 查 现场实7 组 员 唐秀平 男 49 科 初 师 施 现场操8 组员 李华军 男 31 中 高级工 作

本9 资料收 组员 叶 斌 复核: 徐男 25 科 工程师 集 制表:陈叶刚 建国 制表日期:20XX年3月11日

三、选择课题 1、问题的提出

现行《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50— 20XX）允许钢筋长度偏差±10mm，受加工主筋预连接精度误差等因素影响，特别在钢筋根数较多的情况下，钢筋笼待连接同一端面的钢筋中，不可避免有少量钢筋由于长度存在规范允许偏小范围内的缩短误差（即:负公差）而短于同一端面的其他钢筋，导致与下节钢筋笼直螺纹连接时，二节钢筋端面之间出现大于5mm的空隙，造成丝头在套筒内有效连接长度减短，成为偏差接头。反映到外观上，表现为丝头外露数量超过《钢筋机械连接通用技术规程》（JGJ107-20XX）允许值（2丝），导致钢筋连接强度下降。

本合同段桐溪2号大桥5#~8#墩第一批13根桩基施工过程中，1080个钢筋笼间直螺纹接头中，有38个接头丝头外露数量超标，占总量的3.5%，其中外露3丝的35个、4丝的3个，未发现有外露多于4丝的接头。经试验检测数据统计，丝头样本强度仅475MPa，小于《公路桥涵施工技术规范》（JTG /T F50——20XX）对Ⅰ级接头要求的594 MPa，判断为不合格接头。为确保钢筋连接质量，必须对此类有偏差的接头进行处理。

表3-1

偏差接头连接强度试验值统计表

设试件编号 外露3丝 外露4丝 计 强度 平均 1 2 3 平均 1 2 3 5 接头连接强度（MPa） 447483 制表475 466 5 594 562 538 8 9 制表:祝复核:陈日20XX年3月15日

奉斌 叶刚 期:

2、提出课题

对于钢筋接头偏差引起连接强度不足的问题，常规的处理方法有返工和钢筋帮条焊加固2种。帮条焊法，是在外露丝头超标的主筋边外帮钢筋，与主筋单面电弧焊接的加固方法，每端焊缝长度

- 1 -

不小于10D（D为钢筋直径，本工程为28mm），帮条钢筋长度为65cm，直接费用计算为27.2元。本标段共有接头59280个，按4%的比例考虑需要加固，则加固成本高达6.5万元！

经过现场验证，二种处理方法对比见表3-2。

表3-2 钢筋接头连接强度不足的常规处理方法对比表 方法 返工 钢筋帮条焊加固 卸下钢筋笼→拆除螺旋筋→更换存在偏 工序 差的主筋→重新安装→吊装 强度合格率98%以上 截取一定长度的钢筋→上下端单面电弧焊接 优点 耗时45分钟、费用27.2元 竖向焊接强度合格率小于80%；帮条处钢筋间 缺点 耗时大于 3小时、费用大于2500元 距缩小30mm，影响混凝土流动 复核:陈 制表:祝奉斌 叶刚 制表日期:20XX年3月16日

二种常规方法存在着或成本高或质量难以保证的缺点，不符合节能、高效的要求和“质量第一”的方针，那么能否找到一种以较小的成本，使接头强度显著提高的新型加固处理方法呢？

因此，本小组的QC活动课题是: 钢筋笼直螺纹偏差接头加固方法的研究 四、设定目标 1、课题目标

针对二种常规方法存在着或成本高或质量难以保证的缺点，小组提出课题目标:

在尽量利用现有设备和材料的的前提下，研究出一种连接强度不小于规范要求的新型加固方 法。 课题目标值:

（1）加固处理后接头抗拉强度不小于594 MPa；（2）单个接头加固直接费用不高于27.2元。

2、目标可行性分析

（1）小组成员素质高。本小组活动经验丰富，20XX年以来累计10次获得省部级及以上荣誉，成员中高级职称比例高达44.4%，且有项目管理层、现场质检员和一线施工人员多层次组成，结构合理，优势互补；

（2）资金、技术和仪器支持。目前钢筋直螺纹连接技术应用广泛，但针对其钢筋笼节段间由于规范允许误差引起的接头偏差加固方法尚无文献、研究成果报道，集团省级技术中心对此高度重视，特地安排专项资金和不同批次专家予以指导，并可以借助相关高校的科研力量和试验仪器设

备；

通过对以上有利和不利条件分析，我们认为课题具有一定的挑战性，但也有足够的信心，认为此QC活动目标可以实现! 五、方案比较和确定 1、提出方案

本小组成员结合现场实际情况，小组召开了方案分析会，集思广益，运用“头脑风暴法”充分发表意见，根据现有条件，提出3种方案，并使用亲和图归纳整理，见图5-1。

直螺纹偏差接头加固方 法 1 套筒加长法 2 套筒环焊法 1.1扳开丝头 2.1焊接 1.2卸下原套筒 2.2焊缝处理 1.3更换加长型套 1.4恢复丝头 要求 1.5套筒拧到位 质量符合要求 处理成本较小 图 - 2 -

3 套筒挤压法 3.1压钳就位 3.2开启高压 3.3挤压套筒 3.4关闭高压 3.5卸除压钳

制图:徐建国

制图时间:20XX年3月16日

小组将提出的方案进行归纳整理，拟定出以下3种方案，见图5-2。

直螺 套筒加长

纹 接头偏 差处理 法

套筒环焊 法

套筒挤压 方法 法

图5-2 拟定方案

制图:徐建国 制图时间:20XX年3

月18日 2、方案分析方案（一）:套筒加长法

工艺原理:采用特长型套筒，根据现场丝头间隙大小切割，加长部分为丝头间隙的长度。将丝头连同套筒移出空间，卸下套筒，换用加有相应间隙长度的加长型套筒，使钢筋笼主筋的丝头在套筒内的长度满足规范要求。

普通长度

套筒 加长型套筒接头

图5-图

套筒加长法工艺原理图 制图时间:20XX年3月

制图:徐建国

18日

3

5-4

套筒加长法模拟试验照片

套筒加长法的PDPC处理流程如图5-5。

接头测扳开旋旋

外 量 套 出 领取 更 拧

露丝头 外 换 套筒端钢 套筒 套筒 加长

筒

数量超 露丝头

到筋 型套 位

长

标 度 筒

螺旋

套筒 外 箍 长 购

度不合 套筒

筋限

制 适

长拆除

螺 扳开套 筒钢 筋 加固 外购 无合 套 筒

旋箍

适套 筒 切 割

筋

图5-5

套筒加长法PDPC 流程图

制图:陈叶刚

制图时间:20XX年3月18日

本小组在钢筋加工场内进行了模拟试验（图5-4）: 试验时间

试验负责

3月18试验地桐溪2号大桥钢筋 日 点 加工场 人 徐亮 试验过程 向厂家特制了长度比普通套筒大9mm的加长型套筒，将半长套筒的钢筋丝头拧进到位，再在台 钳上 将全套筒长度的丝头少拧入3圈，做成丝头外露3丝的 接头。 试验结果 在试验室万能试验机上，试验检测加长型接头的抗拉强度为625.15MPa＞ 594MPa 试验结论 此方案基本可行，但钢筋对中要求高；时间25分钟；成本10.6元；安全风险 等级Ⅱ级 方案（二）:套筒环焊法 工艺原理:在一定的工艺条件下，将拧紧状态的套筒上端顶面与主筋丝头环向焊接，使套筒顶端与外露的钢筋丝头连成一体，既锁定套筒，防止丝头松动，又增加套筒与钢筋的传力作用点，使焊缝与螺纹共同传力，提高接头的连接强度。

本标段目前有交流电弧焊机、直流电弧焊机和乙炔—氧气焊机等3种现有焊接设备，遵照“尽量利用现有设备和材料”的课题活动前提要求，套筒环向焊

- 3 -

接可采用手工电弧焊和气焊两类方法。根据对比、分析，手工电弧焊具有较大优势，选择手工电弧焊为备选方案 。

套筒环焊法焊接模拟试验 环焊加固处理后接头

图5-6 制图:徐建国 套筒环焊法工艺原理图

图5-7 套筒环焊法模拟试验照片

制图时间:20XX年3月18日

本小组进行了模拟试验（图5-7）:

唐秀试验时间 试验过程 试验结果 试验结论 标准接头 3月24日

试验地点 桐溪2号大桥钢筋加工场 回旋出4

试验负责人

平 检

丝 接头固定 加固焊接 查

在万能试验机上，试验检测焊接加固后的接头，抗拉强度达到616.31MPa＞594MPa 此方案基本可行，但需防止套筒出现电焊裂缝；时间9分钟；成本7.1元；安全风险等级Ⅰ级

方案（三）:套筒挤压法

工艺原理:套筒挤压法一般需采用特制的套筒，而该方法通过更改挤压参数和压模，使目前本工地上使用的普通套筒能象特殊挤压套筒一样延长、径缩。挤压后套筒长度可伸长至原套筒长度的1.1倍，同时套筒与丝头的间隙减小，机械咬合力显著增加。

挤压模拟试验 图5-8 制图:徐建国

套筒挤压法工艺原理图

制图时间:20XX年3月25日

挤压处理后接头

图5-9 套筒挤压法模拟试验照片

本小组在钢筋加工场内进行了模拟试验（图5-9）:

试验时间 标准接头 试验过程 检查

卸除压钳

关闭高压

挤压套筒

3月25日

试验地点

桐溪2号大桥钢筋加工场

开动高压

试验负责人

李华军

回旋出4丝 接头入钳

试验结果 在万能试验机上，试验检测加固后的接头，抗拉强度达到625.36MPa＞594MPa

试验结论 此方案基本可行，但需防止套筒出现挤压裂缝；时间12分钟；成本9.0元；安全风险等级Ⅱ级

3、选定方案

小组成员根据模拟试验情况，对以上3个方案从可行性、时间性、经济性和安全性等四方面进行分析评估，详见表5-1:

表5-1 方案对比分析 方案编号 方案（一） 方案（二） 方案（三） - 4 -

方案 套筒加长法 套筒环焊法 套筒挤压法 1.套筒需根据丝头间隙大小 现场 再切割加工；特点 1.无需外加材料；2.具体 参数须 细化；3.需要调配超高压设备 1.工序简单；2.具体参数须细化 2. 丝头恢复对中要求极高 1.经验证，方案基本可 1. 1.经验证，方案基本可行；2.焊接 需要一定技巧，防止材质中碳钢 的套筒由于可焊性差而出现裂缝 行；2.挤 压需要超高压和超高压泵 站等压力设备；3.需克服套筒 的延伸性不足而容易出现压裂 经验证，方案基本可行；2. 由于 钢筋直径达28mm，且外缠螺可行性 旋 筋，钢筋及套筒需扳开不小 于17 °角度，且需原样恢复，要 求较高 切割套筒8分钟+扳开钢筋3 调整套筒位置1分钟+清理结现象 压钳就位4分钟+高压泵站运 行5分钟+卸除压钳3分钟=12 分钟 时间性 分钟 +更换套筒5+恢复钢筋8分钟+调 整套筒位置1分钟=25分钟 合面 1分钟+焊接、清渣6分钟+清理1分 钟=9分钟 1.材料:每个接头增加特制加 长 型套筒与普通型套筒的差价 1.材料:每个接头增加3根电焊条= 0.6×3=1.8元；2.人工:电焊 1.人工:操作工12/60×25=5.0元 ；2.机械:压钳、压模、超高压 、超高压泵站4.0元。 =7. 经济性 8- 工9/60× 25=3.8元；3.机械:电焊机1.5。 6.5=1.3元；2.人工:钢筋工25/60× 20XX.3元；3.机械:切割机1 元。合 计:1.3+8.3+1=10.6元 合计:1.8+3.8+1.5=7.1元。 合计:5.0+4.0=9.0元。 焊接存在触电风险，风险等级 高压油料存在着崩裂而激 射伤人风险，风险等级Ⅰ级； 存在着压钳机械伤人的风 Ⅰ 级；存在高温灼伤风险，风险等级 套筒切割加工存在机械安全风 险，风险等级Ⅱ级 安全性 Ⅰ级 险， 风险等级Ⅱ级 具体参数需细化；需采取 丝头恢复对中要求高；成本具体参数需细化；需采取防止

10.6 套 筒出现裂缝的措施；成本7.1防止 套筒压裂的措施；成本9.0元； 耗时12分钟；安全风险相对较 高（Ⅱ级） 元；耗时25分钟；安全风险结论 相对 元；耗 时9分钟；安全风险相对较低（Ⅰ 较高（Ⅱ级） 级） 选择方案 不选 选用 不选 复核:徐 制表:陈叶刚 建国 制表日期:20XX年3月28日

根据小组成员的综合评估、计算，选定方案（二）——套筒环焊法为最佳方案。4、细化方案为了有效达成目标，小组对方案（二）进行了细化。

本标段目前使用的套筒材质45#钢，含碳量0.42%，属于中碳钢，可焊性相对较差，施焊过程中套筒可能会出现裂缝，进而影响强度。为确保连接强度，必须控制套筒的裂缝。

为此，小组查阅《钢结构焊接规范》（GB50661-20XX）等焊接方面的资料，并在现场进行了焊接模拟试验（图5-10）:

套筒焊接防裂模拟试

图5-10 验

根据资料和试验结果，小组绘制相应的措施图:

抗裂性和强度

碱性低氢焊条 套 筒 选择焊材性能

防

预热焊材

烘焙焊条

温度250℃，时间2h 裂

措

控制温度

增加焊接层数

分2层焊接

施

减小焊接应力 敲震焊缝

分层锤击焊缝

图 5- 8 方案措施图

制图时间:20XX年3

制图:陈叶刚 月28日

将以上措施，有针对性地落实、细化到方案的“机料选用”、“焊接参数选择”和“工艺设计”3要素中: （1）电焊机选用

- 5 -

目前项目上，手工电弧焊最常用的电焊机有交流电焊机和直流电焊机两种，根据工艺性能控制难易程度考虑，采用目前常用的交流电焊机。 （2）电焊条选用

本工地现有型号J506和J422二种电焊条，而J506电焊条属于碱性低氢型碳钢焊条，抗裂性能优

于J422焊条，因选用J506电焊条。 （3）焊接电流

套筒端面平焊时，由于运条和控制熔池中的熔化金属都比较容易，因此可以选择较大的焊接电流进行焊接。套筒端面圆环厚度6mm，焊接电流值I可根据经验公式5-1选用:

I=(35～55)d

（式5-1） 式中:d为焊条直径， 本工程采用直径4mm焊条。故计算电流值I=（35～55）×4=140～

220XX）

为防止套筒出现裂缝，焊接需分层进行，第1层焊接需采用稍小电流，第2层可适当增大。根据现场试焊，第1层焊接可采用140A、第2层焊接采用220XX能满足抗拉强度要求。 （4）焊缝高度

套筒与丝头焊接类型相当于T型接头，套筒端面圆环厚度（即焊面宽度）6mm，焊缝外侧面坡度45°时焊缝厚度最大，则焊缝高度H:

（式H=cos45°×6=6（mm）

焊接时直径4mm的焊条采用圆弧单线运条方式，高度3mm。

5-2）

焊接底层与第二层需不同的电流，故焊缝需分二层，每层3mm，即焊缝高度为2×3mm。（5）引弧方式

套筒端面手工电弧焊有划擦法和直击法两种引弧方式，由于施焊面套筒端面宽度仅6mm，且为圆弧形，而非划擦法所需的长条形，故选用直击法。 （6）焊缝连接方法

焊缝接头直接影响到焊接质量。由于套筒与钢筋为圆形，需采用环向焊接，焊钳难以360°转弯，因此每层焊接分二个半圆轨迹拼接而成，有头-头法连接、头-尾法连接两种方法。经比较，从电焊温度控制方面考虑，采用头-头法连接方法。 经对比、分析后确定的最佳方案具体细节见图5-9:

电焊机 交流电焊机

机料选用

电焊条 J506电焊条

套 焊接电流 第1层140A、第2层220XX 筒 环

焊接参数选择

焊缝高度

焊 法 2×3mm

烘焙焊条

温度250℃，时间2h

引弧方式 直击法

工艺设计

焊缝连接

头-头法连接

敲震焊分层锤击焊

缝

缝

图5-9 制图:徐建国

最佳方案具体细节系统图 制图时间:20XX年4月2日

六、制定对策

根据最佳方案的具体内容，制订对策。

表6-1

对策措施表

项目 完成时对策 负责人 目标 措施 地点 间 - 6 -

选择交流 焊接电流140A～2 20XX交流电 选择电流调节范围大于140A～ 桐溪2号大桥 钢筋加工场 机料仓库 20XX.4.5 陈一新 电焊机 焊机 220XX交流电焊机 机料 选用 焊条品种为碱置备J506 性 低氢型碳钢，直径 4mm 桐溪2号 选择型号J506、直径4mm的碳 大桥 钢筋加工场 机料仓库 20XX.4.5 陈叶刚 电焊条 钢电焊条 1. 校核电流指针。通过旋转电 流 调节手柄，使电流最小值桐溪2号大桥 调节焊接 第1层焊接采用14 0A电流，第2层焊 （125 A）时指针处于最边缘；2.在第1 层焊缝焊接前，调节指针位于1 40A位置；3. Z7- 2#钢筋笼安 装施工现场 20XX.4.5 徐亮 电流 接采用220XX流 焊接 参数 选择 在第2层焊缝焊接前，调节 指针 位于220XX度位置。 分2层焊接，第1层焊接时 桐溪2号大桥 焊缝总高度6mm， 焊条 采用圆弧单线运条方式，使第1 层高度3mm；第2层焊接时焊条 采用圆弧单线运条方式，使第2 层高度 控制焊 缝 Z7- 2#钢筋笼安 装施工现场 20XX.4.5 李华军 高度 每层厚度3mm 3mm 1. 将电恒温干燥箱预设温度调 整 烘焙电 烘焙温度250℃， 到250℃；2.电焊条放入干燥箱； 项目部工3.干燥箱通电；4.在温度到地

焊 条 达25 试验室土工 20XX.4.5 徐建国 时间2h 0℃时开始计时；5.2小时后关闭 电源；6.用钳子电焊条放入保温 箱内；7.将保温箱送达钢筋室 笼加 直击法引 焊条在套筒端面 引弧，并保持间隙 固现场。 桐溪2号大桥 焊条轻碰套筒上端面，立即将 焊条提起10mm，电弧发生 Z7- 2#钢筋笼安 20XX.4.5 李小平 后， 弧 4mm 使焊条与套筒保持距离4mm 装施工现场 工艺 设计 1.第1层焊接时，焊条在套 第1段半圆 筒端 面沿逆时针方向施焊180° （180°） 缝施焊到尾端（半 圈）；2.回到起点，沿顺时 后， 再旋转180° 针方 桐溪2号大桥 向施焊180°到前半圈的终点；3. 第2层焊接时，旋转 头- 头法连接 回到 原起点施焊第2条 半圆（180°） Z7- 2#钢筋笼安 20XX.4.5 唐秀平 90°，起点在 第1层第1个半圈的1/2处 装施工现场 焊缝 缝；上 下2层焊缝错开90 施焊； 4.按第1层的方法分别采用 逆时 针和顺时针各施焊半圈形成 ° 封 闭焊缝 1.在第1层焊接结束后用焊桐溪2号大桥 分层锤击 对2层焊缝的敲打 覆盖率均为 渣锤 密排无间隙地敲打焊缝；2. 20XX.4.5 祝奉斌 Z7- 2#钢筋笼安 装施工现在第2层焊接结束后用焊渣锤 焊缝 100% 密排无间隙地敲打焊缝。

场 复核:徐建 制表:陈叶刚 国 日期:20XX年4月3日

七、对策实施

小组成员根据对策表，逐一组织实施:实施一:选择交流电焊机

桐溪2号大桥钢筋加工实施时间 4月5日上午 实施地点 实施人员

陈一新

场机料仓库 检验标准

焊接电流可以调节到140A~220XX交流电焊机

将电流调节范围大于140A～220XX为要求，选择交流电焊机。经查阅电焊机随机卡片和

实施过程

登记资料，选择编号6#、型号BX1-630-3的交流电焊机电焊电流调节范围为125～630A。 所选择的6#交流电焊机，焊接电流调节范围为125～630A，包含调节范围140A～220XX

验证结果

对策目标要求。 - 7 -

实施二:置备J506电焊条

桐溪2号大桥钢筋 实施时间 实施地点 加工 场机料仓库 4月5日上午 实施人员 陈叶刚 焊条品种为碱检验标准 性低 氢型碳钢，直径 4mm 在钢筋加工场机料仓库，选择了直径4mm的J506碳钢电焊条。经查阅产品资料，该电焊实施过程 条 为碱性低氢型碳 钢。 经查阅产品资料，该电焊条型号和直径符合对策目标验证结果 要求。 实施三:调节焊接电流 桐溪2号大桥Z7- 实施时间 实施人员 4月5日下午 实施地点 徐亮 2#钢筋笼安装施工现场 第1层焊接采检验标准 流140A，第2层焊 用电 1. 接采用电流220XX 校核电流指针。通过旋转电流调节手柄，使电流最小值（125A）时红色的电流指针处于最 边缘； 2.第1层焊接前，通过旋转电流调节手柄，使电流指针向右移动，对准刻度125A向175A实施过程 方向的3 /10位置；3.在第2层焊接前，旋转调节手柄，使电流指针向右移动，对准刻度20XX向 250A方向 的2/5位置。 第1层焊接采用电流140A，第2层焊接采用电流220XX焊接电流符合对策目标验证结果 要求。 实施四:控制焊缝高度 桐溪2号大桥Z7- 实施时间 4月5日下午 实施地点 实施人员 2#钢筋笼安装施工现场 李华军 焊缝总高度检验标准 6mm， 每层厚度3mm 焊接分2层。第1层焊接时焊条采用圆弧单线运条方式，使第1层高度3mm；第2层焊接 时焊 条采用圆弧单线运条方式，使第2层高度不小于3mm。2层焊接完成后，游标卡尺检查焊实施过程 缝厚度 为6mm。 经现场测量，每层焊缝厚度均为3mm，合计6mm，符合对策目标6mm的要验证结果 求。

实施五:烘焙电焊条

实施人实施时间 4月5日下午 实施地点 工地试验室土工室 员 徐建国 检验标准 烘焙温度250℃，时间2h 实施过程 在土工室，将本次焊接所需的6根电焊条放入电热恒温干燥箱（型号101- 1A）内，设定温度为250℃，合上干燥箱电源，在温度达到250℃开始计时， 2小时后关闭电源，用钳子取出焊条，装入保温箱，立即送到钢筋笼安装 验证结果 现场。 在恒温干燥箱温度250℃的条件下烘焙2小时，符合对策目标要求。 实施六:直击法引弧

桐溪2号大桥Z7- 实施时间 4月5日下午 实施地点 2#钢筋笼安装施工现场 实施人员 李小平 检验标准 实施过程 焊条在套筒端面引弧, 并保持间隙4mm 焊条轻碰套筒上端面，立即将焊条提起10mm，电弧引燃后，使焊条与套筒保持距离4mm （1根电焊条直径的距离）。 电弧在套筒端面引燃，焊条与套筒端面距离保持4mm，符合对策目标要验证结果 求。 实施七:头-头法连接焊缝

实施时间 4月5日下午 实施地点 桐溪2号大桥Z7- 2#钢筋笼安装施工现场 唐秀平 实施人员 第1段半圆（180°）缝施焊到尾端后，再旋转180°回到原起点施焊第2条半圆检验标准 （180°）缝；上下2层 焊缝错开90° 1.第1层焊接时，焊工正面运条在套筒端面沿逆时针方向施焊180°（半圈）；2.回到起 点，焊 工反面运条沿顺时针方向施焊180°到前半圈的终点，形成封闭焊缝环；3.第2层焊接实施过程 时，旋转90 °，起点在第1层第1个半圈的1/2处引弧；4.焊工正面运条在套筒端面沿逆时针方向施焊180°（半 圈）；5.回到起点，焊工反面运条沿顺时针方向施焊180°到前半圈的终点，形成封闭焊 缝环。 第1段半圆缝施焊到尾端后，再回到原起点施焊第2条半圆缝；上下2层焊缝错开90°,验证结果 符合对策 目标要求。

实施八:分层锤击焊缝

- 8 -

桐溪2号大桥Z7- 实施人员 实施时间 4月5日下午 实施地点 2#钢筋笼安装施工现场 祝奉斌 对2层焊缝的敲打覆盖率均为检验标准 100% 祝奉斌督促焊工李华军在第一层焊缝铺满后，用电焊尖头小锤先沿套筒径向、再环向的 实施过程 密布方式敲击焊缝表面；在第二层焊接后，仍以相同方式敲击焊缝表面。 第1层焊缝锤击范围为100%焊缝，第2层焊缝敲击范围为100%焊缝，符合对策目标要验证结果 求。 整体实施效果验证: 上述对策实施后，小组检查焊接处理后的套筒无裂缝，试验检测接头的抗拉强度612.19MPa＞目标值594MPa，说明活动的对策目标实现。

图7-2 接头抗拉强度试验单（电脑

图7-1加固处理后的接头

表

小票）

偏差接头连接强度试验值

7-1

试件编号 1 617 2 606.24 3 平均 目标强度 594 接头连接强度（MPa） .08 613.24 612.19 复核:陈制表:祝奉斌

叶刚

制表日期: 20XX年4月5日

八、效果检查

本次活动全部采用了工地上现有的设备和材料，满足“尽量利用现有设备和材料”的课题活动前提要求。 1、加固强度

根据施工台帐和试验检测台帐记录，4月6日至9月19日期间，本标段试验检测加固偏差接头10 0个，加固强度统计如下表:

表8-

钢筋笼连接丝头偏差加固强度数值表

1

计量单位:MPa 613.65 628.23 619.87 612.608.72 619.12 613.23 609. 621.35 610.52 615.36 607 607. 33 611. 98 600. 39 620X 数量:n=100 622. 12 614. 87 611. 48 609.613.87 609.82 609.36 612. 599.63 621.38 618.79 609.8 623 .20 628 .37 631 .94 632 619.75 609.87 614.26 617.2 609.08 611.66 609.71 626.

52 619.23 605.63 613. 631.30 619.24 605.34 39 612.10 611.35 611.23 609.22 614.52 619.23 .33 611.32 619.75 613.20 605.96 618.37 621.39 X7 610. 68 609. 17 609. 88 615. 36 609. 72 618. 81 95 618. 76 623. 87 619. 91 631. 38 609. 78 614. 85 84 610.96 621.52 611.92 608.71 611.90 619.58 7 623.56 634.12 609.83 612.25 632.48 624.59 .15 612 .53 609 .50 618 .38 609 .33 613 .28 629 .34 8 621.33 609.87 610.23 632.21 617.39 618.22 11 619.87 632.00 619.23 622.14 617.50 623.53 调查人:李小平、 徐亮 复核:祝奉斌 制表日期:20XX年9月25日

计算样本平均值:

1 100

x 100 min

i1

x i616.19MPa＞594MPa x 599.63MPa＞594MPa 根据调查表和折线图，本标段直螺纹偏差接头加固连接强度平均为616.19MPa，最小为599.63 MPa＞594MPa，达到了课题目标！ 2、处理成本

表8－2 每个偏差接头的加固成本计算表

序号 1 2 3 项目 焊工工资 电焊条 电费 合计 数量 0.15 3 1.5 单位 小时 根 度 - 9 -

单价（元） 25.0 0.6 1.5 合价（元） 3.8 1.8 2.3 7.9

计算人:李小平 复核:祝奉斌 制表日期:20XX年9月29日

经本小组计算，并经公司财务部门复核，每个偏差接头的加固成本为7.9元，低于目标值27.2元，达到了课题目标要求。

图8－2 活动效果柱状图 复核:陈叶

制表日期:20XX年9月30日

制图:李小平 表8－3

刚

QC活动总体经济效益计算表

项目 计算式 计算结果 活动前预计费用 59280×4%×27.2 497元 活动后预计费用 （59280-1080）×4%×7.9 18391元 节约费用 497-18391 46106元 3复核:祝奉制表日期:20XX年9月 0日

计算人:陈叶刚 斌

3、环保效益

常规的钢筋帮条焊需0.4小时，而套筒环焊法电焊时间仅需0.15小时，可节省62.5%的电焊工作量，大幅度降低焊接产生的废气和强光污染，符合国家环境保护的要求。 4、社会效益

本方法以简捷的工艺、现有常规设备和低廉成本，能对质量有怀疑的钢筋接头积极地进行预防性加固，杜绝质量隐患，受到监理和业主好评，具有良好的社会效益。 九、巩固措施和标准化

小组宣贯活动成果，并制作成《钢筋笼加固作业指导书》发放到项目部各作业队执行。为了验证巩固效果，小组到项目部试验室，统计了9月19日以后的偏差接头试验数据。

表8-

1

钢筋笼偏差接头加固抗拉强度统计表

根直分项工 程名称 累计外露丝头超标接头数量 主筋 处理后最 数（根 接头 （个） 径（ m） 数量（根 总量（个 3丝 ） 5丝4丝 小强度 及以 （M ） ） 合计 上 Pa） φ2.桐溪2 号大桥 桩基 2 φ2.0 4 8 5 6 1104 3 9 0 62 608.33 46 0 3760 2 55 0 37 613.56 φ1. 313 6 1404 7 6 0 63 609.45

8 φ1. 2 9 8 4 17 6 0 23 611.42 6 φ桐溪1 2.0 φ 4 4 0 480 20 5 0 25 613.67 号大桥 1.8 φ1. 12 3 6 1080 43 8 0 51 613.23 22桩基 5 φ 12 6 936 5 4 0 29 611.24 桐溪2 2.0 φ 3 4 6 276 10 3 0 13 623.21 号大桥 1.8 φ1. 6 4 0 480 17 6 0 23 618.33 3立柱 6 3 6 108 4 272 0 6 605.23 合计 7272 8 0 332 统计人:李小平、复核:祝奉斌 制表日期:20XX年1月26日

徐亮

计算强度平均值和最小值:

1

10

x 10 min

i1

x i617.77MPa＞目标值594MPa x 605.23MPa＞目标值594MPa 在巩固期内，直螺纹接头的加固强度超过了目标值，说明巩固措施有效。1、针对该方法，我们委托国家一级查新机构进行了国内外科技查新，报告结论:在所检国内外

文献范围内，未见有相同施工技术的文献报道。经浙江省交通厅科技成果鉴定委员会鉴定:本方法处于中国公路工程先进水平。

2、该方法已分别申报了实用新型和发明专利，目前已获得了一项实用新型专利授权。

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3、根据其他二个项目的推广、应用情况，已由徐建国编制《钢筋骨架直螺纹接头套筒环焊加固施工工法》，获得了浙江省公路水运工程工法称号，并在项目部和公司内部推广应用。

图9-1 科技查新报告

图9-2 科技成果鉴定意见 图9-3 专利授权通知书 图9-4工法证书

十、总结和下步打算

通过开展创新型QC小组活动，小组成员运用科学方法、开拓思维模式，进一步增强了小组成员的创新能力与信心，提高了团队凝聚力及个人解决问题能力。

表10－1

活动前后综合素质评价表

序 号 自我评价 项目 活动前 活动后 得 得具体情况 具体情况 分 分 新七种工具应用较少，特别是 1 QC工具运用 从未采用PDPC法 采用了亲和图、系统图、流程图 63 和PDPC法等大量工具和方法 增强了成员之间的协作性，为 62 88 各岗位人员工作比较积极，但 2 团队精神 联系不够紧密 课题目标的完成而共同努力 重视质量控制，对出现的质量 问题能认真查找原因，制订82 对质量控制比较重视，不允许 3 质量意识 质量问题的反复出现 76 控 制并实施措施，防止再次出现 遵照创新程序和要求，提出多 大多靠个人的主观能动性进行 4 创新意识 创新 66 种方案并进行比选 86 能服从领导的工作安排，认真 5 能按照总体目标要求，主动开 73 工作干劲 完成任务 展工作 82 个人解决问题 6 通过QC知识解决和总结问凭借个人经验和知识 能力 题 85 图9-1

制表:陈叶刚 制表时间:20XX年1月26日 自我评价雷达图

制图时间:20XX年1月26日

制图:陈叶刚

本次活动是对钢筋由于规范允许的长度负公差因素，造成后续直螺纹连接强度不足的加固方法研究，是一种补救措施，下步本小组将从提高钢筋笼加工精度方面展开活动，缩小负公差偏差范围，使钢筋笼连接强度从事后补救先置到事先控制，以切实提高工程施工质量。

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