等强剥肋滚压直螺纹钢筋连接技术在工程中的应用

等强剥肋滚压直螺纹钢筋连接技术在工程中的应用返回摘要：我国引进国外先进经验研制成功的钢筋接头机械接头技术，现已在工业与民用建筑领域广泛应用。机械连接技术对于确保钢筋接头质量、改善施工环境、提高工作效率、保证工程进度具有明显的优势。天津电力建设公司自2000年5月以来，先后在内蒙古托克托电厂一期、广东台山电厂一期、山西神头二电厂二期等工程中采用等强直螺纹钢筋连接技术，效果不错并取得了一定的施工经验。关键词：钢筋机械连接等强剥肋滚压直螺纹天津电建神头二电厂二期工程我国粗钢筋机械连接技术是八十年代中后期才发展起来的，随着套筒冷挤压开发应用，近年来，钢筋机械连接发展较快，相继开发出锥螺纹、镦粗切削直螺纹、挤压肋滚压直螺纹、剥肋滚压直螺纹连接技术。前几种钢筋机械连接技术，都具有一定优点，但各自在不同程度上也存在着一些不足之处，套筒冷挤压连接技术是用高压油泵作动力源，通过挤压机将连接套筒沿径向挤压，使套筒产生塑性变形，与钢筋相互咬合，形成一个整体来传递力的。由于设备笨重，工人劳动强度大，设备保养不好易产生漏油污染钢筋，影响效力正常发挥，给使用维修带来不便，连接速度不如螺纹连接，套筒较大，成本比螺纹连接高；锥螺纹连接技术是用锥螺纹套丝机将钢筋端头先加工成锥螺纹，然后把带锥螺纹的套筒与待对接钢筋连接在一起。钢筋与套筒连接时必须施加一定的拧紧力矩才能保证连接质量，若工人一时疏忽拧不紧，钢筋受力后易产生滑脱，锥螺纹底径小于钢筋母材基圆直径，接头强度会被削弱，影响接头性能，虽然锥螺纹连接对中性好，但对钢筋要求较严，钢筋不能弯曲或有马蹄形切口，否则易产生丝扣不全，给连接质量留下隐患。所以，现场管理应要求较严；镦粗切削直螺纹连接技术是先将钢筋的马蹄形端头切掉，再用钢筋镦头机将钢筋端头镦粗，用直螺纹套丝机将其切削成直螺纹，通过直螺纹套筒将待对接的钢筋连接在一起。镦粗直螺纹连接不仅工序繁锁，镦粗后的钢筋头部金相组织发生变化，不经回火处理，会产生应力集中，延性降低，对改善接头受力是不利的；挤压肋滚压直螺纹连接技术是用直螺纹滚压机把钢筋端部滚压成直螺纹，然后用直螺纹套筒将两根待对接的钢筋连在一起。由于钢筋端部经滚压成形，钢筋材质经冷作处理，螺纹及钢筋强度都有所提高，弥补了螺纹底径小于钢筋母材基圆直径对强度削弱带来的影响，实现了钢筋等强度连接。该项技术的特点是加工工序少、连接强度高、施工方便等优点，由于钢筋本身轧制公差较大，丝头加工质量控制难度大，滚丝轮受力条件恶劣、工作寿命低；等强度剥肋滚压直螺纹连接技术是在一台专用设备上将钢筋丝头通过剥肋---滚压螺纹自动一次成形，由于螺纹底部钢筋原材没有被切削掉，而是被滚压挤密，钢筋产生加工硬化，提高了原材强度，从而实现了钢筋等强度连接的目的。此技术以其操作简单，加工工序少，滚丝轮工作寿命长，接头稳定可靠，施工便捷；螺纹牙型好，精度高，不存在虚假螺纹，连接质量可靠稳定。一.等强剥肋滚压直螺纹接头的分类：按连接方式不同，直螺纹接头可分为：标准型、正反丝扣型；按连接钢筋直径不同，直螺纹接头可分为同径接头、变径接头。施工中最常用的为以下两种形式：a.同径标准型--用于钢筋可自由转动的场合，先将套筒旋到一根钢筋上，再将另一根钢筋旋入套筒顶紧。（套筒加工要求见下表）b.同径正反丝扣型--用于钢筋完全不能转动的场合，可通过旋转套筒，在一个旋转方向中，松开或拧紧二根钢筋。（套筒加工要求见下表）标准型套筒加工要求（点击图形可看大图）正反丝扣型套筒加工要求（点击图形可看大图）二.直螺纹连接适用范围：钢筋直螺纹接头适用于一切抗震设防和非设防的混凝土工程结构，尤其适用于要求充分发挥钢筋强度和延性的重要结构。三.钢筋滚压直螺纹连接工艺流程：钢筋滚压直螺纹连接。采用专门的滚压机床，对钢筋端部进行滚压，一次成型直螺纹，工艺流程如下：四.材料及机具设备1、钢筋应符合国家标准《钢筋混凝土用热扎带肋钢筋》（GB1499）的要求及《钢筋混凝土用余热处理钢筋》（GB13014）的要求。2、套筒与锁母材料应采用优质碳素钢或合金结构钢，其材质应符合GB699的规定。3、工具设备：切割机、套丝机（见下示意图）、普通扳手、量规。五.钢筋直螺纹丝头加工及检验：1、加工前准备：a.凡参与接头施工的操作工人，技术管理和质量管理人员，均应参加技术培训；操作工人应经考核合格后持证上岗。b.钢筋先调直后再下料，切口端面要与钢筋轴线垂直，不得有马蹄形或挠曲，不得用气割下料。c.厂家提供套筒应有产品合格证；两端螺纹孔应有保护盖；套筒表面应有规格标记。2、直螺纹丝头加工：a.按钢筋规格调整好滚丝头内孔最小尺寸及涨刀环，调整剥肋挡块及滚压行程开关位置，保证剥肋及滚压螺纹的长度。（具体加工要求见下表）（点击图形可看大图）b.加工钢筋螺纹时，采用水溶性切削润滑液；当气温低于0℃时，应掺入15%-20%亚硝酸钠，不得用机油作润滑液或不加润滑液套丝。c.操作工人应逐个检查钢筋丝头的外观质量，检查牙型是否饱满、无断牙、秃牙缺陷，已检查合格的丝头盖上保护帽加以保护。3、直螺纹丝头的加工检验经自检合格的丝头，应由质检员随机抽样进行检验，以500个同种规格丝头为一批，随机抽检10%，进行复检。加工钢筋螺纹的丝头牙型、螺距、外径必须与套筒一致，并且经配套的量规检验合格。螺纹丝头牙型检验：牙型饱满，无断牙、秃牙缺陷，且与牙型规的牙型吻合，牙齿表面光洁为合格品。螺纹直径检验：用专用卡规及环规检验。达到卡规、环规检验要求为合格品。（点击图形可看大图）检验同时填写钢筋螺纹加工检验记录（见下表），如果有一个丝头不合格时，即应对该加工批丝头全部进行检验，切去不合格的丝头，查明原因并解决后重新加工螺纹，经再次检验合格后方可使用。钢筋直螺纹丝头加工检验记录工程名称结构所在层数接头数量抽检数量构件种类序号钢筋规格螺纹牙型检验公差尺寸合格检验结论注：1、按每批加工钢筋直螺纹接头数的10%检验2、牙型合格、公差尺寸合格的打√否则打×检查单位：检查人员：负责人：日期：六.直螺纹接头的连接及检验：1、直螺纹接头的现场连接：a.连接钢筋时，钢筋规格和套筒的规格必须一致，钢筋和套筒的丝扣干净、完好无损；b.连接钢筋时应对正轴线将钢筋拧入连接套筒。（见下图）c.接头连接完成后，应使两个丝头再套筒中央位置互相顶紧，标准型套筒每端不得有一扣以上完整丝扣外露。（点击图形可看大图）2、直螺纹连接的外观检查：每一台班接头完成后，抽检10%进行外观检查，钢筋与套筒规格要一致，接头丝扣无完完整丝扣外露。梁柱构件按接头数的15%进行抽检，且每个构件的接头抽检数不少于1个接头。基础、墙、板以100个接头为一个批次（不足100个接头时也作为一个验收批）进行抽检，每批抽检3个接头。如果有一个不合格，则该验收批接头应逐个检查，对查出的不合格接头应进行补强，如无法补强则应弃置不用。钢筋直螺纹连接质量检查记录工程名称结构所在层数构件种类钢筋规格接头位置数量拧紧到位无完整丝扣外露检验结论检验日期注：检验结论：合格的打√否则打×检查单位：检查人员：负责人：日期：3、直螺纹连接的试验检验：接头的现场检验应按验收批进行，同一施工条件下的同一批材料的同等级、同规格接头，以500个为一个验收批进行检验与验收，不足500个也应作为一验收批。对接头的每一验收批应在工程结构中随机截取3个试件，按设计要求的接头性能等级做单向拉伸试验，按设计要求的接头性能等级进行检验与评定，并填写接头拉伸试验报告（见下表）在现场连接检验10个验收批，全部单向拉伸试件一次抽样合格时，验收批接头数量可扩大一倍。钢筋直螺纹接头拉伸试验报告工程名称钢筋规格横截面积结构层数构件名称接头等级试件编号D(mm)A(mm2)屈服强度标准值fyk(N/mm2)抗拉强度实测值ftk(N/mm2)极限拉力实测值P(kN)抗拉强度实测值fmst=P/A(N/mm2)评定结果试验日期评定结论备注：试验单位：负责人：试验员：填表日期：七.直螺纹接头经济、社会效益分析：1、接头强度高：接头强度大于母材强度，强度达到行业标准JGJ107-96中A级接头性能要求；抗疲劳性能好，可通过200万次疲劳试验；在接头区域不容易划分时，如烟囱、水塔环基可以不受限制的使用。2、质量稳定：接头性能不受拧紧力矩影响，少拧1～2扣，均不会对接头造成明显损害。省去了用力矩扳手检测这一道工序，对劳动者素质及检测工具的依赖性明显减少。3、施工速度快：直螺纹连接套筒比锥螺纹短40%左右，且丝扣螺距大，不必使用力矩扳手，方便施工。与电弧搭接焊、套筒冷挤压、锥螺纹连接相比，直螺纹连接降低了钢筋绑扎的劳动强度，大幅提高施工速度，降低工程人工费；4、应用范围广：适用于直径16-50毫米的Ⅱ、Ⅲ级钢筋任意方向和位置的同异径连接；对弯折钢筋、固定钢筋、钢筋笼等不能转动钢筋的场合，正反丝扣型接头用途非常广。5、经济效益好：直螺纹接头比套筒挤压省钢70%左右，比锥螺纹接头省钢35%左右。与冷挤压连接相比，按连接10000只Φ32直螺纹接头计算，节约钢材10t；6、节约能源：设备功率仅为3--4KW。与冷挤压相比，按连接10000只Φ32直螺纹接头计算，节电2,000kwh；与电弧搭接焊相比，按连接10000只Φ32直螺纹接头计算，节电40,000kwh。7、有利于环境保护：直螺纹连接无噪声污染，无油污污染、无烟尘和弧光污染、有利于保护劳动者身体健康和施工现场的文明整洁。综上所述：直螺纹连接技术以其技术先进、加工工序少、连接强度高、施工方便、连接质量可靠等诸多优点，在工程施工中通过严格的工序控制，必将得到进一步广泛、规范的应用。参考文献：1、侯君伟主编建筑工程混凝土结构新技术应用手册北京：中国建筑工业出版社2001年9月2、陈宽桂、王友章著永久船闸钢筋接头机械连接生产性试验