钢筋的机械连接

钢筋混凝土结构中常用的钢材有钢筋和钢丝两类.钢筋分为热轧钢筋和余热处理钢筋.热轧钢筋分为热轧带肋钢筋和热轧光圆钢筋.热轧带肋钢筋的牌号由HRB和牌号的屈服点最小值构成,分为HRB335、HRB400、HRB500三个牌号;热轧光圆钢筋的牌号为HPB300.余热处理钢筋的牌号为RRB400.钢筋按直径大小分为:钢丝(直径3~5mm)、细钢筋(直径6~10mm)、中粗钢筋(直径12~20mm)和粗钢筋(直径大于20mm).钢丝有冷拔钢丝、碳素钢丝和刻痕钢丝.直径大于12mm的粗钢筋一般轧成6~12m一根;钢丝及直径为6~12mm的细钢筋一般卷成圆盘.此外,根据结构的要求还可采用其他钢筋,如冷轧带肋钢筋、冷轧扭钢筋、热处理钢筋及精轧螺纹钢筋等。

钢筋的机械连接是指通过连接件的机械咬合作用或钢筋端面的承压作用,将一根钢筋中的力传递至另一根钢筋的连接方法.其优点有施工简便、工艺性能良好、接头质量可靠、不受钢筋焊接性的制约、可全天施工、节约钢材和能源等.常用的机械连接有套筒挤压连接、锥螺纹套筒连接等。

1.钢筋套筒挤压连接

钢筋套筒挤压连接是将需要连接的带肋钢筋插于特制的钢套筒内,利用挤压机压缩套筒,使之产生塑性变形,靠变形后的钢套筒与带肋钢筋之间的紧密咬合来实现钢筋的连接.适用于直径为16~40mm的热轧HRB335级、HRB400级带肋钢筋的连接.钢筋套筒挤压连接有钢筋套筒径向挤压连接和钢筋套筒轴向挤压连接两种形式。

(1)钢筋套筒径向挤压连接.钢筋套筒径向挤压连接是采用挤压机沿径向(即与套筒轴线垂直方向)将钢套筒挤压产生塑性变形,使之紧密地咬住带肋钢筋的横肋,实现两根钢筋的连接,如图4-15所示.当不同直径的带肋钢筋采用挤压接头连接时,若套筒两端外径和壁厚相同时,被连接钢筋的直径相差不应大于5mm.挤压连接工艺流程:钢筋套筒检验→钢筋断料,刻画钢筋套入长度定出标记→套筒套入钢筋→安装挤压机→开动液压泵,逐渐加压套筒至接头成型→卸下挤压机→接头外形检查。

(2)钢筋套筒轴向挤压连接.钢筋轴向挤压连接,是采用挤压机和压模对钢套筒及插入的两根对接钢筋,沿其轴向方向进行挤压,使套筒咬合到带肋钢筋的肋间,从而使两者结合成一体,如图4-16所示。

图4-15 钢筋套筒径向挤压连接

1—钢套管;2—钢筋

图4-16 钢筋套筒轴向挤压连接

1—压模;2—钢套管;3—钢筋

2.钢筋锥螺纹套筒连接

钢筋锥螺纹套筒连接是利用锥形螺纹能承受较大的轴向力和水平力以及密封性能较好的原理,依靠机械力将钢筋连接在一起.操作时,先用专用套丝机将钢筋的待连接端加工成锥形外螺纹;然后,通过带锥形内螺纹的钢套筒将两根待接钢筋连接;最后,利用力矩扳手按规定的力矩值使钢筋和连接钢套筒拧紧在一起,如图4-17所示。

图4-17 钢筋锥螺纹套筒连接

1—已连接的钢筋;2—锥螺纹套筒;3—未连接的钢筋

这种接头施工工艺简便,能在施工现场连接直径为16~40mm的热轧HRB335级、HRB400级同径和异径的竖向或水平钢筋,且不受钢筋是否带肋和含碳量的限制.适用于按一、二级抗震等级设施的工业和民用建筑钢筋混凝土结构的热轧HRB335级、HRB400级钢筋的连接施工,但不得用于预应力钢筋的连接.对于直接承受动荷载的结构构件,其接头还应满足抗疲劳性能等设计要求.锥螺纹连接套筒的材料宜采用45号优质碳素结构钢或其他经试验确认符合要求的钢材制成,其抗拉承载力不应小于被连接钢筋受拉承载力标准值的1.1倍。

(1)钢筋锥螺纹的加工要求。

1)钢筋应先调直再下料.钢筋下料可用钢筋切断机或砂轮锯,但不得用气割下料.下料时,要求切口端面与钢筋轴线垂直,端头不得挠曲或出现马蹄形。

2)加工好的钢筋锥螺纹丝头的锥度、牙形、螺距等必须与连接套的锥度、牙形、螺距一致,并应进行质量检验.内容包括锥螺纹丝头牙形检验和锥螺纹丝头锥度与小端直径检验。

3)加工工艺:下料→套丝→用牙形规和卡规(或环规)逐个检查钢筋套丝质量→质量合格的丝头用塑料保护帽盖封,待查待用.钢筋锥螺纹的完整牙数,不得小于表4-5的规定值。

表4-5 钢筋锥螺纹完整牙数

4)钢筋经检验合格后,方可在套丝机上加工锥螺纹.为确保钢筋的套丝质量,操作人员必须遵守持证上岗制度.操作前应先调整好定位尺,并按钢筋规格配置相对应的加工导向套.对于大直径钢筋,要分次加工到规定的尺寸,以保证螺纹的精度和避免损坏梳刀。

5)钢筋套丝时,必须采用水溶性切削冷却润滑液.当气温低于0℃时,应掺入15％~20％的亚硝酸钠,不得采用机油做冷却润滑液。

(2)钢筋连接.连接钢筋之前,先回收钢筋待连接端的保护帽和连接套上的密封盖,并检查钢筋的规格是否与连接套的规格相同,检查锥螺纹丝头是否完好无损以及有无杂质。

连接钢筋时,应先把已拧好连接套一端的钢筋对正轴线拧到被连接的钢筋上,然后用力矩扳手按规定的力矩值把钢筋接头拧紧,不得超拧,以防止损坏接头丝扣.拧紧后的接头应画上油漆标记,以防有的钢筋接头漏拧.锥螺纹钢筋的连接方法,如图4-18所示。

图4-18 锥螺纹钢筋的连接方法

(a)同径或异径钢筋连接;(b)单向可调接头连接;(c)双向可调接头连接

1、3、4—钢筋;2—连接套筒;5—可调连接器;6—锁母

拧紧时要拧到规定扭矩值,待测力扳手发出指示响声时,才确认其达到了规定的扭矩值,但不得加长扳手杆来拧紧.锥螺纹接头拧紧力矩值见表4-6.质量检验与施工安装使用的力矩扳手应分开使用,不得混用。

表4-6 锥螺纹接头拧紧力矩值

在构件受拉区段内,同一截面连接接头数量不宜超过钢筋总数的50％;受压区不受限制.连接头的错开间距应大于500mm,保护层不得小于15mm,钢筋间净距应大于50mm。

在正式安装前,要取三个试件进行基本性能试验.当有一个试件不合格时,应取双倍试件进行试验;如仍有一个不合格,则该批加工的接头为不合格,严禁在工程中使用。

对连接套应有出厂合格证及质保书;每批接头的基本试验应有试验报告;连接套与钢筋应配套一致;连接套应有钢印标记。

安装完毕后,质量检测员应用自用的专用测力扳手对拧紧的力矩值加以抽检。