滾軋直螺紋鋼筋連接接頭(論文)

1、滾軋直螺紋鋼筋連接技術(shù)總結(jié)摘要：本文從機(jī)械連接的定義、滾軋直螺紋施工工藝、接頭等級(jí)、技術(shù)性能等方面介紹了滾軋直螺紋鋼筋連接技術(shù)在房屋建筑工程中應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)。并從施工的角度對(duì)該技術(shù)的施工工藝和質(zhì)量控制進(jìn)行了闡述，指出滾軋直螺紋鋼筋連接接頭具有連接強(qiáng)度高、施工速度快、勞動(dòng)強(qiáng)度低等特點(diǎn)，值得推廣應(yīng)用。關(guān)鍵詞： 機(jī)械連接 滾軋直螺紋 施工工藝 經(jīng)濟(jì)高效 應(yīng)用 性能一、概述滾軋直螺紋鋼筋連接技術(shù)是一種專門針對(duì)鋼筋剝肋滾軋工藝，通過鋼筋端頭加工的直螺紋絲頭和直螺紋連接套筒咬合形成整體，適用于一切抗震設(shè)防和非抗震設(shè)防的混凝土結(jié)構(gòu)工程。與傳統(tǒng)方法相比較，該施工技術(shù)工藝簡(jiǎn)便、接頭強(qiáng)度高、連接速度快、應(yīng)用范圍廣、

2、經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)越，在工程應(yīng)用上大大加快了鋼筋工序施工速度，并且降低了成本，在確保工程質(zhì)量的情況下很好的推動(dòng)了工程整體進(jìn)度。二、機(jī)械連接方法簡(jiǎn)介1、機(jī)械連接。機(jī)械連接是通過鋼筋與連接件的機(jī)械咬合作用或鋼筋端面的承壓作用，將一根鋼筋中的力傳遞至另一根鋼筋的連接方法。鋼筋機(jī)械連接技術(shù)是一項(xiàng)新型鋼筋連接工藝，被稱為繼綁扎、電焊之后的“第三代鋼筋接頭”。鋼筋直螺紋套筒連接是機(jī)械連接中的一種，是將鋼筋連接端頭采用專用滾軋?jiān)O(shè)備和工藝，通過滾絲輪直接將鋼筋端頭滾軋成直螺紋，并用相應(yīng)的連接套筒將兩根待連接鋼筋連接成一體的鋼筋連接。2、機(jī)械連接的特點(diǎn)（1）設(shè)備投資少，螺紋加工簡(jiǎn)單，接頭強(qiáng)度高于鋼筋母材，生產(chǎn)效率高，無

3、污染，節(jié)省鋼材，現(xiàn)場(chǎng)施工方便。（2）節(jié)省電能（設(shè)備功率僅為4KW），不受鋼筋可焊性制約，不受季節(jié)影響，不用明火，無水災(zāi)和爆炸安全隱患。（3）連接質(zhì)量受人為因素影響小，工藝性能良好和接頭質(zhì)量可靠度高等。三、滾軋直螺紋施工工藝滾軋直螺紋鋼筋連接是一種機(jī)械連接方式，它可根據(jù)需要制作直徑為1640的鋼筋直螺紋連接套。采用滾軋直螺紋鋼筋連接接頭時(shí)，其連接接頭性能應(yīng)滿足設(shè)計(jì)及鋼筋機(jī)械連接通用技術(shù)規(guī)程JGJ-107-2003規(guī)定的要求。滾軋直螺紋鋼筋連接按照規(guī)范要求做，單向拉伸性能，高應(yīng)力反復(fù)拉壓性能，大變形反復(fù)拉壓性能，低溫性能試驗(yàn)，試驗(yàn)合格后方可使用。 圖1：滾軋直螺紋鋼筋接頭頸縮均在母材 (

4、II級(jí)鋼：屈服強(qiáng)度335Mpa，極限強(qiáng)度490Mpa；級(jí)鋼：屈服強(qiáng)度400Mpa，極限強(qiáng)度570Mpa)表1：滾軋直螺紋接頭典型試驗(yàn)結(jié)果鋼筋直徑d（mm）屈服強(qiáng)度（MPa）抗拉強(qiáng)度（MPa）均勻延伸率非彈性變形（mm）反復(fù)拉、壓性能破壞形態(tài)1643763421.00.03合格斷于母材1847764720.30.04合格斷于母材2045261719.00.04合格斷于母材2244259420.00.04合格斷于母材2544560819.70.04合格斷于母材2842262418.70.05合格斷于母材3244563017.00.05合格斷于母材3642360017.00.05合格斷于母材4048

5、66009.00.06合格斷于母材滾軋直螺紋鋼筋連接技術(shù)工藝流程為：鋼筋原料母材檢驗(yàn)鋼筋端部切平初選連接參數(shù)專業(yè)剝肋滾絲機(jī)對(duì)端部剝肋、滾絲直螺紋扣絲檢驗(yàn)套筒連接檢驗(yàn)確定連接參數(shù)。表2：設(shè)備性能參數(shù)表設(shè)備名稱直滾滾絲機(jī)剝肋滾絲機(jī)設(shè)備型號(hào)QTG-40QTG-50適用鋼筋規(guī)格16-4036-50主電機(jī)功率kw4.04.0減速機(jī)速比01:2901:29外形尺寸mm1170*710*11401220*670*1140設(shè)備重量kg500630圖2：現(xiàn)場(chǎng)使用的滾絲機(jī)1. 鋼筋原料母材檢驗(yàn)：鋼筋母材進(jìn)場(chǎng)時(shí)，應(yīng)附有合格證及質(zhì)量證明書。在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理的監(jiān)督下進(jìn)行隨機(jī)取樣并檢驗(yàn)，合格后方可投入使用。圖3：鋼筋原材端部切

6、平2.鋼筋端部切平：將需要滾絲的一頭端部切平，保證端頭無彎折，扭曲。3.初選連接參數(shù)。接頭性能等級(jí)為級(jí)、鋼筋端頭加工絲扣數(shù)為 11 扣。4專業(yè)剝肋滾絲機(jī)對(duì)端部剝肋、滾絲：鋼筋下料時(shí)，用機(jī)械切斷，鋼筋端面平整并與鋼筋軸線垂直，不得形成馬蹄形或扭曲，鋼筋端部不得有彎曲，出現(xiàn)彎曲時(shí)應(yīng)調(diào)直；絲頭有效螺紋長(zhǎng)度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)規(guī)定；絲頭加工使用滾絲機(jī)，加工時(shí)使用水性潤(rùn)滑液；絲頭有效螺紋中徑的圓柱度誤差不得超過0.20mm；標(biāo)準(zhǔn)型接頭絲頭有效螺紋長(zhǎng)度應(yīng)不小于1/2連接套筒長(zhǎng)度，其他連接形式應(yīng)符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。表3：滾軋直螺紋鋼筋接頭參數(shù)表螺紋鋼筋公稱直徑161820222528323640螺紋代號(hào)M17M19M2

7、1M23M26M29M33M37M41螺紋長(zhǎng)度（mm）222426283035404045套筒長(zhǎng)度（mm）454852556065708090套筒內(nèi)徑（mm）1517192123.526.5303438套筒外徑（mm）283031343744495459絲頭完整扣數(shù)91010.51111.512131415絲頭加工成型后，操作人員應(yīng)逐個(gè)檢查絲頭的質(zhì)量，經(jīng)自檢合格的絲頭，應(yīng)按要求對(duì)每種規(guī)格加工批量隨機(jī)抽檢10%。且不得少于10個(gè)，并填寫絲頭加工檢查記錄，如有一個(gè)不合格，即應(yīng)對(duì)該批全數(shù)檢查，不合格的絲頭重新加工，經(jīng)再次檢查合格方可使用。5直螺紋絲扣檢驗(yàn)。滾軋成型的絲扣螺紋飽滿，表面光潔，不粗糙，螺

8、紋直徑大小一致，螺紋長(zhǎng)度，公差直徑符合規(guī)范要求。6套筒連接。用管鉗將加工好的鋼筋與套筒擰緊，鋼筋與套筒咬合絲扣 為 10 扣，外露絲扣不超過 1 扣。鋼筋連接套筒采用符合要求的、有質(zhì)量保證廠家提供的產(chǎn)品，一般連接套筒材料選用45號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素鋼或其它經(jīng)試驗(yàn)確認(rèn)符合要求的鋼材。在進(jìn)行鋼筋連接時(shí)，鋼筋規(guī)格應(yīng)與連接套筒規(guī)格一致，并保證絲頭和連接套筒內(nèi)螺紋干凈、完好無損；鋼筋連接時(shí)應(yīng)用工作扳手將絲頭在套筒中央位置頂緊；當(dāng)采用加鎖母型套筒時(shí)應(yīng)用鎖母鎖緊；鋼筋接頭擰緊后應(yīng)力矩扳手按不小于規(guī)范規(guī)定表的擰緊力矩值檢查，并加以標(biāo)記。表4：滾軋直螺紋鋼筋接頭擰緊力矩值鋼筋直徑/mm161820222528323640

9、擰緊力矩值/（N.m）80160230300360注：當(dāng)不同直徑的鋼筋連接時(shí)，擰緊力矩值按較小直徑鋼筋的相應(yīng)值取用。7加工好的試件共三組，每組三個(gè)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理認(rèn)可后，送試驗(yàn)室檢驗(yàn)。圖4：加工好的鋼筋原材8. 滾軋直螺紋鋼筋接頭根據(jù)不同場(chǎng)合、不同需要類型設(shè)計(jì)有標(biāo)準(zhǔn)型、正反扣絲型、異徑型、加鎖母型、擴(kuò)口型等。類型 使用說明 標(biāo)準(zhǔn)型 適用于正常情況下的鋼筋連接 正反絲扣型 用于鋼筋兩端都不能轉(zhuǎn)動(dòng)，需要調(diào)節(jié)軸向長(zhǎng)度的場(chǎng)合 異徑型 用于連接不同直徑的鋼筋 加鎖母型用于鋼筋兩端都不能轉(zhuǎn)動(dòng)圖5：滾軋直螺紋鋼筋接頭類型示意圖四、接頭的設(shè)計(jì)原則和性能等級(jí)1、接頭的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足強(qiáng)度及變形性能的要求。2、接頭連接的屈

10、服承載力和受拉承載力的標(biāo)準(zhǔn)值不應(yīng)小于被連接鋼筋的屈服承載力和受拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值的1.10倍。3接頭應(yīng)根據(jù)其性能等級(jí)和應(yīng)用場(chǎng)合，對(duì)單向拉伸性能、高應(yīng)力反復(fù)拉壓、大變形反復(fù)拉壓、抗疲勞等各項(xiàng)性能確定相應(yīng)的檢驗(yàn)項(xiàng)目。 4、接頭性能等級(jí)根據(jù)抗拉強(qiáng)度以及高應(yīng)力和大變形條件下反復(fù)拉壓性能的差異，接頭應(yīng)分為三個(gè)等級(jí)： 級(jí)：接頭抗拉強(qiáng)度不小于被連接鋼筋實(shí)際抗拉強(qiáng)度或 1.10 筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，并具有高延性及反復(fù)拉壓性能。 級(jí)：接頭抗拉強(qiáng)度不小于被連接鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，并具有高延性及反復(fù)拉壓性能。 級(jí)：接頭抗拉強(qiáng)度不小于被連接鋼筋屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的 1.35 倍，并具有一定的延性及反復(fù)拉壓性能。本工程鋼筋直螺紋

11、接頭只用于墩柱(用于受壓構(gòu)件不用于受彎拉構(gòu)件)性能按級(jí)控制。 表5：級(jí)、級(jí)、級(jí)接頭的抗拉強(qiáng)度接頭等級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)抗拉強(qiáng)度fomstfost或fomst1.1fukfomstfukfomst1.35fyk注： fomst-接頭試件實(shí)際抗拉強(qiáng)度 fost-接頭試件中鋼筋抗拉強(qiáng)度實(shí)測(cè)值 fuk-鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 fyk-鋼筋屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值5、檢驗(yàn)結(jié)果 三組試件的抗拉斷裂特征均為母材拉斷，接頭試件的抗拉強(qiáng)度均大于母材試件的抗拉強(qiáng)度（試驗(yàn)編號(hào)為:1-1、1-2、1-3；2-1、2-2、2-3；3-1、3-2、3-3） ，檢驗(yàn)結(jié)果為合格。6、實(shí)際施工中抽檢頻率接頭現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)應(yīng)按驗(yàn)收批進(jìn)行 。同一施工條件下采 用

12、同一批材料的同等級(jí)、同型號(hào)、同規(guī)格接頭，應(yīng)以 500 個(gè)為一驗(yàn)收批進(jìn)行檢驗(yàn)與驗(yàn)收，不足 500 個(gè)也應(yīng)作為一個(gè)驗(yàn)收批。 五、技術(shù)要領(lǐng)1連接套筒及鎖母：螺紋牙型應(yīng)飽滿，連接套筒表面不得有裂紋，表面及內(nèi)螺紋不得有嚴(yán)重的銹蝕及其他肉眼可見的缺陷。2絲頭：所加工的鋼筋應(yīng)先調(diào)直后再下料，切口端面與鋼筋軸線垂直，不能有馬蹄形或撓曲。下料時(shí)，不得采用氣割下料。絲頭加工時(shí)應(yīng)使用水性潤(rùn)滑液，不得使用油性潤(rùn)滑液或不加潤(rùn)滑液滾軋絲頭，當(dāng)氣溫低于0oC時(shí)，應(yīng)摻入15%20%的亞硝酸鈉。絲頭表面不得有影響接頭性能的損壞及銹蝕；絲頭有效螺紋數(shù)量不的少于設(shè)計(jì)規(guī)定；牙頂寬度大于0.3P（P為螺距）的不完整螺紋累計(jì)長(zhǎng)度不得超過

13、兩個(gè)螺紋周長(zhǎng)；標(biāo)準(zhǔn)型接頭的絲頭有效螺紋長(zhǎng)度應(yīng)不小于1/2連接套筒長(zhǎng)度，且允許誤差為+2P；其他連接形式應(yīng)符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。絲頭加工完畢經(jīng)檢驗(yàn)合格后，應(yīng)立即帶上絲頭保護(hù)帽或者擰上連接套筒，防止裝卸鋼筋時(shí)損壞絲頭。3鋼筋連接：鋼筋連接時(shí)，鋼筋的規(guī)格和連接套的規(guī)格一致，并確保絲頭和連接套的絲扣干凈、無損。被連接的兩根鋼筋端面應(yīng)處于連接套筒的中間位置，偏差不大于1P，并用工作扳手?jǐn)Q緊。鋼筋連接完畢后，標(biāo)準(zhǔn)型接頭連接套筒外應(yīng)有外露有效螺紋，且連接套筒單邊外露有效螺紋不得超過2P，其他連接形式應(yīng)符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。六、施工注意事項(xiàng)1、鋼筋接頭的加工應(yīng)經(jīng)工藝檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行。 2、加工鋼筋接頭的操作工人經(jīng)廠

14、家專業(yè)技術(shù)人員培訓(xùn)合格后才能上崗， 人員應(yīng)相對(duì)穩(wěn)定。 3、加工直螺紋時(shí)鋼筋端頭應(yīng)切平或鐓平。 4、鐓粗頭不得有與鋼筋軸線相垂直的橫向裂紋。 5、鋼筋端部不得有影響螺紋加工的局部游游彎曲。6、鋼筋絲頭長(zhǎng)度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，擰緊后的鋼筋絲頭不得相互接觸。 7、接頭安裝前應(yīng)檢查連接件產(chǎn)品合格證及套筒生產(chǎn)批號(hào)標(biāo)識(shí)；產(chǎn)品合格證應(yīng)包括適用鋼筋直徑和接頭性能等級(jí)、套筒類型、生產(chǎn)單位、生產(chǎn)日期 以及可追溯產(chǎn)品原材料力學(xué)性能和加工質(zhì)量的生產(chǎn)批號(hào)。8、滾軋成型的直螺紋要及時(shí)上保護(hù)套，以免在加工、搬運(yùn)過程中損壞絲扣。9、專人定期對(duì)套絲機(jī)進(jìn)行檢查，加工前必須對(duì)套絲機(jī)滾絲輪進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)絲牙損壞及時(shí)進(jìn)行更換。 表6：直螺

15、紋套筒連接工藝試驗(yàn)參數(shù)項(xiàng)目名稱：無錫市惠山區(qū)全民健身中心工程施工單位上海寶冶集團(tuán)有限公司母材型號(hào)、直徑HRB400E 22、25套筒規(guī)格M33.18×3.0接頭性能等級(jí)級(jí)試件斷裂特征斷于母材鋼筋端頭絲扣數(shù)11扣咬合絲扣數(shù)10-11扣檢驗(yàn)形式工藝檢驗(yàn)連接后允許絲扣外露數(shù)1檢驗(yàn)組數(shù)3組檢驗(yàn)結(jié)果合格連接示意圖套筒適用品種HRB400、HRB400E工藝說明：直螺紋套筒連接是將鋼筋連接端頭采用專用滾軋?jiān)O(shè)備和工藝，能過滾絲機(jī)剝肋滾軋成直螺紋，并用相應(yīng)的連接套筒將兩根鋼筋連接成一體的鋼筋連接。鋼筋端頭加工平整后滾軋絲扣數(shù)為11扣，連接咬合絲扣為10-11扣，外漏絲扣數(shù)不超1扣，取樣三組檢驗(yàn)，斷裂

16、特征為母材斷裂，接頭抗拉強(qiáng)度大于母材抗拉強(qiáng)度，符合級(jí)接頭性能要求。結(jié)論：采用上述參數(shù)，可滿足本工程施工。圖6：本工程中加工使用的接頭為標(biāo)準(zhǔn)型接頭七、性能比較滾軋直螺紋鋼筋連接技術(shù)以其操作簡(jiǎn)便、施工速度快、適用性廣等特點(diǎn)而具有很好的發(fā)展優(yōu)勢(shì)，其優(yōu)越性能在工程實(shí)踐應(yīng)用中得到廣泛認(rèn)可。1施工效率施工工藝工序少，只需要在加工棚進(jìn)行絲頭加工，成型后現(xiàn)場(chǎng)安裝即可；施工速度快，絲頭加工平均40秒可加工成型一個(gè)絲頭；連接操作方便， 將鋼筋與連接套筒對(duì)正中間位置，即可安裝連接，操作時(shí)用工作扳子擰緊，無需用電、用氣、用火。2施工質(zhì)量鋼筋采用焊接連接方式時(shí)，在焊接過程中很難避免由于溫度差引起的鋼筋變形，造成鋼筋焊接

17、后的直順度不夠理想，滾軋直螺紋鋼筋連接很好地避免了焊接方式引起的問題，保證了鋼筋直順度，而且滾軋直螺紋鋼筋連接鋼筋力學(xué)性能能滿足規(guī)定要求。滾軋直螺紋鋼筋連接按照規(guī)范要求所做試驗(yàn)均達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)場(chǎng)抽檢做單向拉伸性能試驗(yàn)3組也都滿足要求。焊接連接時(shí)對(duì)環(huán)境要求高，條件較差時(shí)如大風(fēng)天氣，可導(dǎo)致焊接焊縫出現(xiàn)氣泡、夾渣等問題，而滾軋直螺紋鋼筋連接在風(fēng)、雨、水下等環(huán)境均可適用。3經(jīng)濟(jì)效益滾軋直螺紋鋼筋連接技術(shù)能夠很好的保證連接接頭質(zhì)量，而且在同等級(jí)的鋼筋連接中，滾軋直螺紋鋼筋連接比傳統(tǒng)焊接節(jié)省連接用鋼材，縮短施工周期，提高工程質(zhì)量，降低能源消耗，利于環(huán)境保護(hù)，減少設(shè)備投資，附加成本較低，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益

18、和社會(huì)效益。表7：滾軋直螺紋鋼筋性能表項(xiàng)目滾軋直螺紋鋼筋連接焊接連接接頭強(qiáng)度與母材等強(qiáng)，100%發(fā)揮鋼筋強(qiáng)度，能達(dá)到鋼筋機(jī)械連接通用技術(shù)規(guī)程(JGJ-107-96)中A級(jí)接頭標(biāo)準(zhǔn)。達(dá)到規(guī)范要求。穩(wěn)定性接頭強(qiáng)度不受扭緊力矩的影響，絲扣松動(dòng)或少擰幾扣均不會(huì)明顯影響接頭的強(qiáng)度，并且連接過程不受工人素質(zhì)的影響。 焊接焊縫不飽滿、焊接不均勻，氣泡、夾渣等焊接質(zhì)量問題直接影響焊接強(qiáng)度。質(zhì)量保證操作簡(jiǎn)單、方便，連接質(zhì)量能夠很好保證。焊接操作比較麻煩，對(duì)于焊接比較難的部位，焊接質(zhì)量難以保證。適應(yīng)性現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，風(fēng)、雨、停電狀態(tài)，水下，易燃、易爆、高處等施工條件均可施工，可全天候施工。在應(yīng)用范圍上基本上沒有任何限

19、制，適用鋼筋任何位置與方向的連接，也可用于彎曲鋼筋、固定鋼筋及鋼筋籠不能轉(zhuǎn)動(dòng)的場(chǎng)合。不適合在大風(fēng)天氣下進(jìn)行，雨中、防火要求高、停電狀態(tài)下均不能操作?；具m用鋼筋任何位置與方向的連接。操作技能操作簡(jiǎn)單，普通工人經(jīng)過幾個(gè)小時(shí)的學(xué)習(xí)即可成為熟練工。需要專業(yè)焊接技術(shù)工人進(jìn)行操作，焊接熟練水平較難快速提高。操作工具滾絲機(jī)加工絲頭，工作扳子進(jìn)行連接作業(yè)。電焊機(jī)，焊槍，電閘箱。連接速度可采用場(chǎng)外預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)裝配連接的方式進(jìn)行。連接時(shí)將套筒套在鋼筋上用普通扳手?jǐn)Q緊即可，大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約時(shí)間。焊接前需配備好電源、電焊機(jī)等焊接設(shè)備，焊接時(shí)間長(zhǎng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大。經(jīng)濟(jì)效益在同等級(jí)的鋼筋連接中，比傳統(tǒng)焊接節(jié)省連接用鋼材?？s短施工周期降低能源消耗，利于環(huán)境保護(hù)，減少設(shè)備投資，附加成本較低。 浪費(fèi)鋼筋，消耗能源大，附加成本高，且不利于環(huán)保。4存在問題滾軋直螺紋鋼筋連接技術(shù)有很多突出的優(yōu)勢(shì)，但也有其