1 钢筋滚压直螺纹连接施工原理
钢筋滚压直螺纹接头是利用轧制设备直接在两根钢筋端部轧制出螺纹, 然后用一个与之相应规格的套筒 (内含螺纹) 将两根钢筋的丝口分别拧入套筒, 并用扳手旋紧而形成一体的钢筋接头。
滚压式直螺纹接头根据静力单向拉伸及高应力和大变形条件下反复拉压性能, 分为三个等级, 即Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级接头。Ⅰ级接头抗拉强度超过钢筋母材实际抗拉强度或达到钢筋抗拉强度标准值的1.1倍, 并具有高延性及反复拉压性能;Ⅱ级接头抗拉强度达到或超过钢筋母材抗拉强度标准值, 并具有高延性及反复拉压性能;Ⅲ级接头抗拉强度达到或超过钢筋母材屈服强度标准值的1.35倍, 并具有一定的高延性及反复拉压性能。由于套筒母材的强度一般高于钢筋原材料强度, 通过现场随机取样试验, 接头抗拉强度均超过母材抗拉强度标准值, 并具有高延性及反复拉压性能, 其连接后的接头强度在一般情况下均远高于设计要求。而且不同直径 (仅限相差一个等级) 的钢筋可以采用异径套筒连接, 该连接技术适用于一切抗震设防和非设防的混凝土工程结构, 并用于直径14mm～50mm, HRB335和HRB400钢筋在任意方向同径及异径连接。
2 钢筋滚压直螺纹连接施工及质量控制
2.1 连接接头分类
如表1所示。
钢筋完全不能转动, 通过转动连接钢筋, 用锁母锁紧钢筋加锁母型。
2.2 连接套筒的质量控制
(1) 套筒设计:设计套筒尺寸时, 应使套筒的净截面积与套筒材料强度的乘积大于钢筋面积与钢筋标准强度乘积的1.1倍;套筒的内螺纹应满足产品功能要求, 其公差带宜选用6H或7H。
(2) 套筒原材料:通常采用45#优质碳素结构钢, 生产加工前对原材料的机械性能进行抽样复检。
(3) 套筒的现场检验。
(1) 套筒入场后必须分类放置, 并且应有保护端盖。
(2) 套筒必须有生产厂家质量部门出具的合格证及原材质量证明书。
(3) 检查套筒不得有锈蚀和外观缺陷等。
(4) 用游标卡尺检查套筒的长度, 内、外径以及壁厚是否与说明书一致并做好记录。
(5) 检查套筒内的螺纹是否完整、饱满。
(6) 用牙规检查并确定套筒的牙型, 以便明确丝头牙型。在实施工程中, 存在由于采用连接套筒生产厂家不一, 出现了三角形螺纹和梯形螺纹, 也出现过丝头螺纹和套筒螺纹型号不一, 导致丝头旋入了1/2, 套筒还晃动等不良现象。因此一个施工项目尽量选用1个套筒厂家, 否则容易引起套筒用错的现象。
2.3 钢筋直螺纹丝头加工及质量控制
(1) 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, 且班组人员应相对稳定。
(2) 钢筋直螺纹加工设备必须与套筒相配套, 目前的施工情况一般是套筒厂家提供直螺纹加工设备, 并派专业技术人员对施工现场的操作工人进行培训, 钢筋直螺纹加工设备主要由台钳、滚丝头、减速机、冷动系统、电器系统、机座等组成。
(3) 现场丝头加工。
(1) 钢筋端头的选定:选取在螺纹加工的有效长度区域内, 没有挠曲, 裂纹等的钢筋, 钢筋先调直后下料, 切口端面要与钢筋轴线垂直, 不得有马蹄形或挠曲, 加工螺纹的端头, 必须规则, 平整, 要求每根钢筋的端头必须用砂轮切割机进行切除, 不得用气割下料。
(2) 根据连接套筒的牙型选择滚轧直螺纹的刀具, 并装入滚丝机的刀架。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。
(3) 调整套丝长度并锁定, 根据套筒长度和牙型确定套丝长度, 丝头长度为套筒长度的0.5倍加2倍螺距。套丝操作时台钳在夹紧前必须将钢筋顶紧限位挡铁, 否则将影响丝头长度。挡铁撤走后, 不得将钢筋向前移动, 否则丝头将过长。
丝头过短, 丝杆不能充分旋入, 因未套丝部位钢筋较粗而顶死套筒, 造成假连接现象。
丝头过长, 钢筋连接好后外露丝扣过多, 削弱钢筋强度。
(4) 预套若干组丝头, 观察其牙型与连接套筒是否一致, 螺纹是否饱满, 并用游标卡尺检测螺纹长度。然后旋入套筒, 观察并检测套筒与丝头的螺纹配合情况, 确保各项指标达到合格。
(5) 加工检测试件组:按标准加工所须试件组, 送检测室作性能检验, 确认其力学到合格。
(6) 每加工一定数量的钢筋丝头, 必须检查刀具的磨损情况, 滚丝长度变化情况, 随时确保螺纹的精度, 长度微变在允许的偏差范围内。
(4) 丝头的现场检验。
(1) 丝头加工完操作工人必须逐个用专用量规 (一般为丝头卡板) 检查钢筋丝头的长度及外观质量, 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。
(2) 经自检合格的丝头, 应由现场质检员随机抽样进行检验, 以一个工作班加工的丝头为一批, 随机抽检10%, 且不少于10个。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。用螺纹规 (通规和止规) 对螺纹中径尺寸进行检验, 达到螺纹规检验要求的为合格品。检验同时填写钢筋直螺纹加工检验记录, 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。
2.4 钢筋直螺纹接头的连接及质量控制
2.4.1 直螺纹接头的现场连接
(1) 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。
(2) 连接钢筋时应对正轴线将钢筋拧入连接套筒, 对于不同的套筒如标准型、正反丝扣型、异径型等, 针对其特点采用不同的连接方法。如标准型套筒的连接方法如下。
(1) 选择恰当的连接工具两套。
(2) 连接头的组对:将连接头的一端旋入套筒内到规定的长度;连接另一端头时, 确保被连接钢筋的端面与套筒端面垂直, 轻轻旋转钢筋让螺纹进入套筒内。
(3) 用连接工具卡住连接套筒, 使其不能转动。
(4) 用另一连接工具卡住被连接钢筋, 旋转钢筋直至不能转动为止。
(4) 取下卡住连接套筒的工具, 卡住另一被连接钢筋, 向反方向用力搬动工具, 确认钢筋连接紧固。
(6) 检查套筒两端钢筋的外露螺纹, 确认是否达到要求。如出现一端外露螺纹多, 调节套筒使两端螺纹到一致。
(7) 再次紧固钢筋。
(3) 接头连接完成后, 应保证两个丝头在套筒中央位置互相顶紧, 连接套筒单边外露有效螺纹不得超过2P。
(4) 钢筋连接完毕后, 必须用专用力矩搬手对其进行检验。
2.4.2 直螺纹连接接头的外观检查
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, 接头无完整丝扣外露。
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。
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。
2.4.3 钢筋直螺纹连接试验报告
(1) 钢筋直螺纹连接的型式检验报告:由施工现场所选用的技术提供单位提供, 主要是为了确定钢筋连接接头的等级。
(2) 钢筋直螺纹连接的工艺检验报告:对施工现场每批入场钢筋都必须进行工艺检验, 主要是检验接头技术提供确定的工艺参数是否与本工程中的进场钢筋相适应。
(3) 钢筋直螺纹连接的现场检验报告:分检验批现场抽检钢筋直螺纹连接的连接质量, 现场截取抽样试件后, 原接头位置的钢筋允许采用同等规格的钢筋进行搭接连接, 或采用焊接及机械连接方法补接, 不必须做复试。
摘要：随着我国建筑业的蓬勃发展, 钢筋混凝土结构在建筑工程中的应用日益广泛, 钢筋直径和钢筋密度也越来越大, 粗直径钢筋的连接成为结构设计与施工的关键之一, 直接影响到建设工程的施工质量、施工速度、经济效益及施工安全性。
关键词：滚压直螺纹连接,丝头,拧紧力矩,型式检验,工艺检验