2022年钢筋机械连接技术简介[汇 .pdf

1 钢筋机械连接技术简介钢筋的机械连接在很多场合下弥补了焊接的不足，如钢材材质不稳定或可焊性差的情况、电源不稳或焊工水平较差的情况、工期紧、电容量不足无法多台焊机操作的工况、以及风雨寒冷气候或防火要求高的场合，选用机械连接能避开上述困难，显示出很大的优越性。此外，大量水平钢筋的现场连接，采用机械连接也是较为优良的方案。近年来，我国钢筋机械连接技术发展极为迅速，各类高层建筑、大跨度结构、桥梁、水工结构、核电站等重大工程中推广应用了数以万计的钢筋机械连接接头， 其中套筒挤压连接和锥螺纹连接二种接头形式应用较为广泛。国家标准钢筋机械连接通用技术规程其中规定：1. 对于A级接头以接头抗拉强度应达到或超过钢筋母材的抗拉强度标准值， 并具有高延性及反复拉压性能；2.对于 B级接头以接头强度达到或超过母材屈服强度标准值fyk 的 1.35 倍，并具有一定的延性及反复拉压性能； C级接头仅能承受压力。 上述分类说明， 同为钢筋机械连接，性能等级却不同， 应用范围也不同。一般来说，套筒挤压接头都能达到 A级接头性能指标，性能较稳定，尽管挤压设备较重、施工速度较慢、价格略高，但因其接头质量的可靠性，应用量仍居首位。锥螺纹接头施工方便，价格便宜，很受施工单位欢迎，但因截面形状不规则的影响，接头强度及变形性能受测力扳手精度、 工人素质及操作水平的影响比较大，尽管这样试件有时可取得 A级证明，现场接头施工质量波动较大，现场抽样合格率较低，多数接头只能达到 B级接头标准。钢筋等强直螺纹连接是我国近期开发成功并广泛使用的新型钢筋机械连接技术。 其通过对钢筋端部扩粗、切削螺纹、在进行连接套筒、对接钢筋。此种方法综合了套筒挤压和锥螺纹连名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - - 接技术的优点，具有接头强度高，质量稳定、施工方便、连接速度快、应用范围广、综合经济效益好等特点。2 等强直螺纹接头的制作工艺介绍2.1 制作工艺等强直螺纹接头制作工艺分下列三个步骤： 钢筋端部镦粗切削直螺纹用连接发套筒对接钢筋。钢筋镦粗用的镦头机能自动实现对中、夹紧、镦头等工序，每次镦头所需时间为3040S ，每台班约可镦头 500600个，镦头操作十分简单。镦头机重量仅380kg ，便于运至现场加工。直螺纹套丝采用专用机床，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和互换性。 连接套筒则在工厂按设计规格及精度要求预制好后装箱待用。第三步在现场用连接套筒对接钢筋，利用普通扳手拧紧即可。2.2 接头性能与接头类型2.2.1 接头性能为充分发挥钢筋母材强度，连接套筒的设计强度大于等于钢筋抗拉强度标准值的1.2 倍，直螺纹接头标准套筒的规格，尺寸见表 1。表 1 钢筋直径（mm）套筒外径 （mm）套筒长度（mm）螺纹规格（mm）203240M242.5223444M252.5253950M293.0284356M323.0324964M363.0365572M403.5406180M453.5名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 8 页 - - - - - - - - - 对不同直径规格的、级钢筋进行了等强直螺纹接头的型式检验， 全部近百根试件的检验结果均超过了行业标准钢筋机械连接通用技术规程JGJ107-96中 A级接头质量标准。实际上试件均断于钢筋母材，达到了等强级标准。22至 32的 24根钢筋接头试件在高应力反复拉压和大变形反复拉压，试验中测得的残余变形u20和 u4、u8平均值分别为 0.025 和0.038、0.09 远小于规程 中的限值 0.3mm ，说明接头性能良好，破坏全部发生于钢筋母材。2.2.2 接头类型直螺纹接头在应用范围上更加广泛，一些带弯筋的场合、钢筋笼和钢筋不能转动的场合，可利用钢筋一端制作加长螺纹， 将连接套筒先全部拧入一端钢筋，待另一端钢筋端头靠拢后将连接套筒反拧实现对接。必要时可增加锁定螺帽（锁母）。根据不同的应用场合，接头可分为表 2所示的六种类型。表 2 序号型式使用场合1标准型正常情况下连接钢筋2加长型用于转动钢筋较困难的场合，通过转动套筒连接钢筋3扩口型用于钢筋较难对中的场合4异径型用于连接不同直径的钢筋5正反丝扣型用于两端钢筋均不能转动而要求调节轴向长度的场合6加锁母型钢筋完全不能转动，通过转动套筒连接钢筋，用锁母锁定套筒1）标准型接头是最常用的。套筒长度均为 2倍钢筋直径，以 25mm 钢筋为例套筒长度50mm ，钢筋丝头长度 25mm，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用普通扳手拧紧，利用两端丝头相互对顶力锁定套筒位置。2）扩口型接头是在连接套筒的一端56mm 长的 45角的扩口段，以利钢筋对中入扣。2.2.3 套筒的检验、验收名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 8 页 - - - - - - - - - 套筒的外径、长度按图纸给定的尺寸检验，螺纹用精度为6H的螺纹塞规检查。止端螺纹塞规不能通过螺孔，但允许部分旋合，旋合量不能超过 3P （P为螺距）。套筒检查基础上及尺寸见下表 3：表 3 序号型号外径 长度 I螺纹规格1HG B2543+0.550 0.5M323 6H2HG B2849+0.556 0.5M363 6H3HG B3255+0.564 0.5M403 6H4HG B3661+0.572 0.5M453 6H5HG B4064+0.580 0.5M483 6H螺纹塞规应选用专业厂家生产的标准产品，并且使用中每三个月检定一次， 防止因塞规磨损造成超差。螺纹塞规规格精度见下表 4：表 4 序号钢筋规格螺纹规格螺纹规精度125M3236H228M3636H332M4036H436M4536H540M4836H3 等强直螺纹接头的特点及与其他钢筋连接接头的技术经济比较表 5 对比内容搭接闪兴对焊套筒冷挤压等强度锥螺纹等强度直螺纹施工天气全天候施工 刮风下雨、低温不能施工全天气施工全天气施工全天气施工操作工人一般培训专门培训，施工前工艺评定，选择适专门培训，施工前工艺评定，确专门培训，施工前工艺评定专门培训，施工前工艺评定名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 8 页 - - - - - - - - - 当的工艺参数定挤压参数接 头 与 操作 技 术 的关系无关有关有关有关有关接 头 操 作人数23121212一 个 接 头所需时间34min34min58 min45 min45 min相 差 一 个直 径 型 号的 钢 筋 连接可以不可以可以，但钢筋直径相差不应大于5mm可以，一次连接钢筋直径不宜超过2级可以，一次连接钢筋直径不宜超过 2级着 火 爆 炸隐患无有无无无污染环境无有无无无对 工 期 影响几乎不占用主导工期，现场和后期无需加工制作几乎不占用主导工期，后台加工工期较短需占用现场主导工期且影响；较大，后台先挤压一端套筒，较现场挤压时间短质量稳定几乎不占用现场主导工期，后台螺纹加工工期较长几乎不占用现场主导工期，后台螺纹加工工期较长接头质量差较小规格接头的质量可较好控制，较大规格的质量易产生波动质量稳定质量稳定质量稳定标 准 型 套筒长度(40mm)无无240mm120mm80mm1 万个钢筋接头耗能无60000kW h(约)2400kW h(约)2100 kW h(约)2200kW h(约)1个 32 钢筋 接 头 用钢量11.035kg0.19kg1.94kg0.82kg0.78kg 32 钢筋接头单价2832 元1014元3234元2832元2132元优点简便易行，不需要任何机械设备能节约材料，工作效率高能缩短工期，效益较好机动灵活，可根据现场施工需要切断再连接连接快，易操作，特别是钢筋密集区更优越连接快，易操作，钢筋密集区更优越，较锥螺纹省去扭力扳紧缺点不利于材料节 约 ( 特 别是粗钢筋)，搭接区钢筋密集不易浇适用 32 以下钢筋(不含 32) ， 制作需要的作业面较大，长度超过16m 时运输不便且需采用由于在施工现场作业，施工占用主导工期较多，施工使用的设备较重，钢筋密集加工精度要求较高，加工工期长且使用部位受限(特别是异形钢筋 )加工精度要求较高，加工工期长名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 8 页 - - - - - - - - - 筑砼专用吊具区挤压操作困难接头要求各受力钢筋之间的绑扎接头位置应相互错开，从任一绑扎接头中心至搭接长度 l1的 1.3 倍区段范围内，有绑扎接头的受力钢筋截面面积百分率为受拉区 不 超 过25%，受压区 不 超 过50%设置在同一构件的焊接接头应相互错开，从任一焊接接头中心至长度为钢筋直径 d的35倍区段范围内，同一钢筋不得有2 个接头，在该区段有接头的受力钢筋载截面面积占受力钢筋总截面百分率为非预应力钢筋受拉区不宜超过 50%受力钢筋间的绑扎接头位置应相互错开，从任一焊接接头中心至长度为钢筋直径的35倍范围内有接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋总截面百分率为受拉区不超过 50%，但受力较小的部位和受压区 A 级接头不受限制受力钢筋间的绑扎接头位置应相互错开，从任一焊接接头中心至长度为钢筋直径的35 倍范围内有接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋总截面百分率为受拉区不超过50%，但受力较小的部位和受压区 A级接头不受限制，严禁在接头处弯折， 需弯折时在 10d以外受力钢筋间的绑扎接头位置应相互错开，从任一焊接接头中心至长度为钢筋直径的 35倍范围内有接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋总截面百分率为受拉区不超过 50%，但受力较小的部位和受压区 A 级接头不受限制使用部位适用于32以下钢筋接头，不适用于粗直径钢筋接头适于 32 以下钢筋接头，在面积较大的底板中应用更优越，不适于大于 32 粗直径钢筋接头适用于、级粗钢筋接头，不适用于钢筋特别密集区适用于、级粗钢筋接头，特别是密集区，不适用于异形钢筋适用于、级粗钢筋接头，特别是密集区、钢筋不能转动的部位现 场 检 验与验收检查钢筋搭接长度是否满足要求，接头部位是否错开对焊接头随机抽取10%进 行 外 观 检查，300 个为一验收批 (不足也为一批)进行力学试验，3 个进行拉伸试验，3 个进行弯曲试验对接头随机抽取10%进行外观检查和单向拉伸试验， 500个为一验收批 (不足也为一批 )并在工程中随机抽取 3 个试件做单向拉伸试验随机抽取 10%进行外观检查，用力矩扳手抽检连接质量，500 个为一验收批 ( 不足也为一批)，并在工程中随机抽取 3 个试件做单向拉伸试验对接头随机抽取10%进行外观检查和单向拉伸试验， 500个为一验收批 ( 不足也为一批 ) 并在工程中随机抽取 3 个试件做单向拉伸试验4 结束语从上表比较中其中钢筋直螺纹连接，较适用于较大直径钢筋间、或变径钢筋间的连接，尤其在较粗直径钢筋布置密集区域及施工作业面狭小时其优点更为突出。 因此， 相比之下等强直名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 8 页 - - - - - - - - - 螺纹机械连接显示了其强度既高质量又稳定、施工快捷方便、价格适中的优越性。在田湾核电站一期工程其应用取得较好的经济效益，并保证了工程质量和工程进度。4.1 直螺纹接头的优点4.1.1 强度高：镦粗段钢筋切削螺纹后所得截面仅大于钢筋原截面面积，即螺纹不削弱截面，从而可确保接头强度大于钢筋母材强度。4.1.2 性能稳定：接头强度不受扭紧力矩影响，丝扣松动或少拧入23 扣均不会明显影响接头强度，排除了工人素质和测力工具对接头性能的影响，比锥螺纹接头稳定得多。4.1.3 连接速度快：直螺纹套筒比锥螺纹套筒短40% 左右。且丝扣螺距大，拧入扣数少，且不必用扭力扳手，加快连接速度。4.1.4 应用范围广： 对弯折钢筋、 固定钢筋钢筋笼等不能转动钢筋的场合也可方便地使用。4.1.5 经济：直螺纹接头比挤压连接省钢 70% ，比锥螺纹接头省钢 35% ，综合技术经济效益好。4.1.6 便于管理：锥螺纹接头应用中曾多次发现不同直径钢筋混用一种连接套的情况，尤其在夜间或昏暗环境下不易发现，直螺纹接头能够避免出现这种情况。4.2 施工时须注意以下事项：4.2.1 钢筋下料时，切口应平滑且和钢筋轴线垂直，端部不得有翘曲变形。4.2.2 墩粗头如不符合要求时，应切去重新墩粗，不可直接进行二次墩粗，以防止钢筋由于硬化造成脆化。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 8 页 - - - - - - - - - 4.2.3 钢筋直螺纹接头加工好后，应立即在丝头安装好保护套。4.2.4 在进行混凝土浇注时，应加强对接头的保护，防止水泥等污物进入污染接头而影响施工质量。4.2.5 钢筋外观质量是镦粗加工工艺质量好坏的重要因素之一，我国钢筋生产厂家较多，其生产工艺各有特点。如供货的钢筋直径和圆度、纵肋与牙纹公差偏差较大，将造成钢筋加工接头的质量。4.2.6 钢筋的各化学成分的高低对钢筋的冷加工性能有重要影响，如钢筋中的磷、矾等微量元素含量高低会造成钢材力学性能的变化， 含磷较高则钢筋的塑性降低， 在钢筋镦粗是会造成钢材组织的晶格破坏，从而在接头形成缺陷，使得其力学性能达不到规范技术要求。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 8 页 - - - - - - - - -