论剥助滚压直螺纹钢筋机械连接技术的应用.doc

论剥助滚压直螺纹钢筋机械连接技术的应用随着高层及大型工业厂房，尤其是大跨度钢筋砼工程建设的增多，粗直径钢筋的连接方法已成为结构施工的关键技术之一，目前我市普遍采用钢筋的连接是套筒挤压连接、锥螺纹连接，直螺纹连接技术，特别是钢筋剥肋滚压直螺纹技术尚采用不多。钢筋机械连接的应用，一定程度上解决了粗直径钢筋的问题，与传统的焊接工艺相比，具有如下优点：1、连接质量稳定、可靠、连接强度高；2、操作简单，施工速度快；3、适用范围广，适用于各种方位同、异直径钢筋的连接；4、钢筋的化学成分对连接质量无影响；5、接头质量受人为因素影响小；6、现场施工不受气候影响；7、节省能源、耗电低；8、无污染、无火灾及爆炸隐患，施工安全可靠。一、套筒挤压连接技术其施工工艺为：划线套筒试套设备挤压质量检验完成。该技术的优点是：接头质量稳定可靠，接头性能容易达到标准中A级要求，实现钢筋等强度连接；对钢筋的适应性强；与螺纹连接相比对不能转动的钢筋在不增加成本的情况下也能实现可靠连接。不足之处是：现场施工劳动强度大；液压油有污染钢筋现象，清理比较麻烦；生产效率不如螺纹连接高。套筒挤压技术自90年代初期全国大面积推广。二、螺纹连接技术锥螺纹连接技术的诞生克服了套筒挤压连接技术存在的不足，锥螺丝头完全是提高预制，现场连接占用工期短，现场只需用力矩扳手操作，不需搬动设备和拉扯电线，深受施工单位的好评。其施工艺为：平头套丝丝头质量检验连接施工质量检验完成。锥螺纹连接和挤压连接相比，接头质量不够。由于加工螺纹的小径削弱了材截面积，从而降低了接头强度，一般只能达到母材实际抗拉强度的8595。多数厂家为了追求设备的简单化，从直径1640mm钢筋采用螺距为2.5mm，这在通常的螺纹连接中应该说是相当忌讳的，2.5mm螺距最适合22mm钢筋的连接，太粗或太细钢连接的强度都不理想，尤其是直径为36、40mm钢筋的锥螺纹连接，很难达到母材实际强度的0.9倍（A级接头要求）。之所以大家认为锥螺纹可以达到A级接头的性能要求，实际上是在利用钢筋母材的超强而使接头的性能达到钢筋母材标准强度。三、螺纹连接技术等强度直螺纹接头，不仅接头质量稳定可靠、连接强度高，可与挤压头质量相媲美，而且又有锥螺纹接头施工方便、速度快特点，因此直螺纹连接技术的出现给钢筋连接技术带来了质的飞跃。目前，我国直螺纹连接技术出现了多种连接形式，常见的主要有镦粗直螺纹连接和滚压直螺纹连接。这两种工艺是采用不同加式方式，增强钢筋端头螺纹承载能力，达到接头与钢筋母材等强的目的。1、镦粗直螺纹连接接头是通过镦粗设备，先将钢筋端头镦粗，再加工出使螺纹小径不小于钢筋母材直径的螺纹，使接头与母材等强。因镦粗直螺纹连接既有热镦粗又有冷镦粗，热镦粗主要是消除镦粗过程中产生的内应力，但加热设备投入费用高。而镦粗直螺纹连接主要是镦粗，要求钢筋的延性要好，对于延性较低的钢筋，镦粗质量较难控制，易产生脆断现象。其施工工艺为：平头镦粗切削螺纹丝头检验连接施工检验完成该技术优点是：接头强度高；现场施工速度快；工人劳动强度低；钢筋直螺纹丝头提前全预制，现场连接装配作业。不足的是：镦头过程中易出现镦偏现象，一旦镦偏必须切掉重镦；镦粗过程中产生内应力，钢筋镦粗部分延性降低，易产生脆断现象；螺纹加工需要两道工序、两套设备完成。2、滚压直螺纹连接是利用金属材料塑性变形后作硬化增强金属材料强度的特性，使接头与母材等强。目前，常见的有直接滚压螺纹、挤（碾）压助滚压螺纹、剥肋滚压螺纹3种类型，其连接获得的螺纹精底及尺寸不同，接头质量也存在一定差异。（1）直接滚压直螺纹连接 施工工艺为：平头直接滚压螺纹丝头检验利用筒连接接头检验完成。该技术优点是：螺纹加工简装简单；设备投入少。不足的是：螺纹精度差，存在假螺纹现象；由于钢筋粗细不均，加工的螺纹直径大小不一，给现场施工造成困难。有的接头套筒与丝头配合太紧不能入扣。钢筋直径变化使滚丝轮寿命降低，增加接头附加成本。（2）挤（碾）压助滚压直螺纹连接 用专用挤压设备滚轮先将钢筋的横肋和纵肋进行预压平处理，然后再会滚压螺纹。其目的是减轻钢筋对成型螺纹精度的影响。施工工艺为：平头挤（碾）钢筋横纵肋（反复数次）滚压螺纹丝头检验利用套筒连接接头检验完成。该技术成型螺纹精度相对直接滚压一定提高，但仍不能从根本上解决钢筋直径大小不一致对成型螺纹精度的影响；螺纹加工需要两道工序，两套设备完成，给丝头加工带来麻烦。（3）钢筋等强度剥肋滚压直螺纹连接 从根本上解决了钢筋精粗细不均对螺纹精度的影响，简化丝头加工工序，方便现场施工。先将钢筋的横肋和纵肋进行剥切处理后，使钢筋滚丝前的柱体直径达到同一尺寸，然后再进行螺纹滚压成型。通过对现在II级钢筋和新III级钢筋的型式试验、疲劳试验、耐低温试验以及大量工程应用，证明接头发到膛仅达到了JGJ107-96钢筋机械连接通用技术规程中A级接头性能要求，实现了等强度连接，而且接头还有优良的抗疲劳性能及抗温性能，通过200万次疲劳试验接头处无破坏，在-40低温下试验，接头仍能达到与母材等强连接。剥肋滚压直螺纹连接技术适用于直径为16-40mmII、III级钢筋在任意方向和位置的同、异径连接，可应用于要求充分发挥钢筋强度或对接头延性要求高的混凝土结构，对疲劳性能要求高的混凝土结构，以及低温条件下施工的混凝土结构。其施工工艺为：平头剥肋滚压螺纹丝头检验利用套筒连接接头检验完成。丝头加工过程是：将待加工钢筋夹持在设备的台钳上，开动机器，扳动进给装置，动力头向前移动，开始剥滚压螺纹，待滚压到调定位置后，设备自动停机并反转，将钢筋端部退出动力头，扳动进给装置将设备复位，钢筋丝头即加工完成。连接套筒有4种形式，分别是标准型套筒、正反丝扣型套筒、变径型套筒、可调型套筒。标准型套筒主要用于相同直径可转动钢筋的连接；正反丝扣型套筒用于两端钢筋不能转动但至少有一根钢筋可以轴向移动的钢筋连接，如拐铁钢筋的施工，变径型套筒用于不同直径钢筋的连接；可调型套筒用于两端不能转动的钢筋连接，也可用于拐铁处钢筋的连接，当两端钢筋轴向位置不能移动时，只能使用此种类头形式。该技术由中国建筑科学研究院建筑机械化研究分院研究开发，于1999年12月通过了建设部鉴定。在各类工程中得到推广。经过以上对几种常见钢筋机械连接的技术的对比和分析可以看出：钢筋剥肋滚压直螺纹连接技术综合优势比较强，与其他钢筋机械连接技术相比具有以下特点：（1）与套筒挤压连接技术相比，接头性能与挤压接头相当，但套筒耗钢量少，仅为挤压套筒重量的30-40，且劳动强度小、连接速度快，钢筋连接接头成本降低；（2）与锥螺纹套筒连接技术相比，套筒重量相近，但连接强度高，对钢筋端部的外观要求低，质量容易保证，且扭矩值的大小对接头影响小，给现场施工带来方便；（3）与镦粗直螺纹连接技术相比，操作工序少，设备投入费用少，钢筋连接附加成本低；（4）与直接滚压直螺纹连接技术相比，成型螺纹精度高，滚丝轮寿命长，等强度连接可靠性高。随着住宅产业、能源交通等基础设施建设的不断发展，钢筋混凝土结构的跨度和规模越来越大，粗直径钢筋的应用日益广泛，特别是新III级钢筋日益增多，钢筋机械连接技术将向高质量、易施工、操作简单且经济廉价的方向发展，钢筋机械连接接头所占比重将会越来越大，几种连接方式在一段时间内还会多种形式并存，挤压连接的市场占有率将会稳中有降，锥螺纹的市场占有率将会大幅下降，直螺纹的市场占有率将会大幅度上升，特别是钢筋等强度剥肋滚压直螺纹连接技术将有较大的发展。是建筑业发展史上的新潮流。附表：各种钢筋机械连接技术对照表4对比内容套筒冷挤压锥螺纹连接镦粗直螺纹直接滚压直螺纹碾压肋滚压直螺纹剥肋滚压直螺纹套筒成本高较低低较低较低较低施工现场速度一般快快快快快接头抗拉强度与母材相等达到母材的85-95与母材相等与母材相等与母材相等与母材相等接头质量的稳定性好一般较好一般较好好接头综合成本高低一般一般一般一般操作工作强度大一般一般一般一般一般接头加工设备径向挤压机锥螺纹机镦头机和直螺纹机滚压直螺纹机碾压肋滚压直螺纹机剥肋滚压直螺纹机