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钢筋套筒冷挤压连接施工技术简介摘要 钢筋套筒冷挤压连接是钢筋混凝土结构施工中钢筋连接的一项新技术。目前在我国已建和在建工程中都得到了广泛的运用。 关键词钢筋套筒冷挤压 施工技术 一、概述钢筋套筒冷挤压连接是钢筋混凝土结构施工中钢筋连接的一项新技术。目前在我国已建和在建的几个大的水电工程三峡水电站、小浪底工程、公伯峡水电站、拉西瓦导流洞中都得到了广泛的运用。为了使这项新的施工技术在拉西瓦工程中得到合理的使用，下面就对钢筋套筒冷挤压技术作些简要的介绍。1、钢筋套筒冷挤压技术的特点（1）钢筋套筒冷挤压连接技术施工工艺简单，容易掌握。（2）钢筋套筒冷挤压连接技术施工快，在施工中较传统的焊接方法可以节省大量的时间。（3）钢筋套筒冷挤压连接技术较传统钢筋焊接连接施工可以降低工程成本。（4）钢筋套筒冷挤压连接技术适用于钢筋混凝土结构中钢筋直径为16-40的带肋钢筋的径向挤压连接。2、钢筋套筒冷挤压技术技术要求带肋钢筋挤压连接施工中必须采用合适的挤压工艺和合理的验收标准，以确保施工的质量完全达到设计要求。具体使用该项技术时应符合GB1499-91、GB13014-91GBJ10-89、GB50204-92、GB8162-87、JGJ107-96、YB9250-93等规范要求。二、钢筋套筒冷挤压连接技术材料及设备（一）、材料1、钢筋挤压连接的钢筋必须具有质量证明书，其表面形状、尺寸和力学性能等应符合钢筋混凝土用热扎带肋钢筋（GB1499-91）和筋混凝土余热处理钢筋（GB13024-91）标准的要求。钢筋使用前必须进行外观检查和抽取试样作力学性能试验。钢筋发生脆断和力学性能明显不正常时，尚应进行化学成份分析。钢筋在储运时，不得损坏表面标志，并按批堆放整齐，避免锈蚀和污染。2、套筒套筒材料采用适于压延的无缝钢管加工制成，其实测力学性能符合表1-1中的要求。套筒尺寸及偏差符合表1-2及表1-3中的要求。套筒储运时须防锈蚀和污染，验收时分批验收，存放时按不同规格分别堆放，套筒应有出厂合格证。钢套筒材料力学性能要求表1-1 性能项目力学性能指标屈服强度N/mm2 225-350 抗拉强度N/mm2 375-500 延伸率5% 20 钢套筒型号及几何尺寸表表1-2 钢套筒型号钢套筒尺寸（mm）理论重量（kg）外径壁厚长度HG40 70 11 250 4.0 HG36 63.5 10 230 3.04 HG32 57 9.5 200 2.28 HG28 50 8 180 1.49 HG25 45 7 160 1.05 HG22 38 6.5 140 0.71 HG20 36 6 130 0.58 HG18 34 5.5 120 0.45 套筒尺寸的允许偏差（mm）表1-3 套筒外径D 外径允许偏差壁厚(t)允许偏差长度允许偏差50 0.5 +0.12t -0.10t 2 50 0.01D +0.12t -0.10t 2 （二）、设备1、挤压设备挤压连接设备由压接器，超高压油泵、超高压油管组成。超高压油泵是挤压的动力源，额定工作压力为80Mpa；压接器是钢筋挤压的执行部件，有两种型号，最大工作压力100Mpa；其中YJH-32型适用于压接16-32钢筋，YJH-40T适用于压接32-40钢筋。压模、套筒、钢筋应配套使用，压模共有九种规格，模具上标注的数字表示被接钢筋的直径，使用时应检查。钢筋套筒冷挤压连接设备还包括挤压辅助设备和挤压专用设备。挤压辅助设备有：吊具、角向砂轮机等；挤压专用设备包括：标志卡、尺寸卡板。三、钢筋大道筒冷挤压连接施工（一）套筒、压模型号及压搪参数1、相同规格钢筋连接时的套筒型号、模具型号及压痕参数相同规格钢筋连接时的套筒型号、模具型号及压痕参数应符合表1-4中所示。同规格钢筋连接时的参数表1-4 连接钢筋规格(mm) 套筒型号压模型号压痕最小直径允许范围（mm）压痕尺寸（mm）每侧压痕道次钢筋插入深度（mm）_ 40 HG40 HM40 60-63 80 7 125 36 HG36 HM36 54-57 70 6 115 32 HG32 HM32 48-51 60 5 100 28 HG28 HM28 41-44 55 5 90 25 HG25 HM25 37-39 50 5 80 22 HG22 HM22 32-34 45 4 70 20 HG20 HM20 29-31 45 4 65 18 HG18 HM18 27-29 40 4 60 2、不同规格钢筋连接，套筒的型号，模具型号及压痕最小直径，压痕道次等参数符合表1-5。表1-5 连接钢筋规格套筒型号压模型号压痕最小允许直径(mm) 压痕尺寸(mm) 每侧压痕道次钢筋插入深度(mm) 40-36 HG40 40端HG40 36端HG36 60-63 80 7 125 36-32 HG36 36端HG36 32端HG32 54-57 70 6 115 32-28 HG32 32端HG32 28U端HG28 48-51 60 5 100 28-25 HG28 28U端HG28 25端HG25 41-44 55 5 90 25-22 HG25 25端HG25 22端HG22 37-39 50 5 80 22-20 HG22 22端HG22 20端HG20 32-34 45 4 70 （二）冷挤压连接施工操作程序1、钢筋冷挤压连接操作前检查挤压设备运转是否正常，并对挤压力进行标定，符合要求后方准作业。2、按连接钢筋规格选配钢套筒和模具型号。连接相同直径钢筋的模具型号和连接异径钢筋的模具型号应分别符合JGJ107、JGJ108中有关的规定。3、清除钢筋被连接部位的锈皮、泥砂、油污等杂物。4、将钢筋与钢套筒进行试套，如钢筋端部有严重马蹄、弯折或纵肋尺寸超大者，应预先矫正或用砂轮打磨，但严禁打磨钢筋横肋，禁止用电气焊切超大部分。5、用测深尺在钢筋端头用油漆做定位标志，定位标志即钢筋插入钢套筒的长度，检查标志距定位标志15mm，用来检查压接后钢筋是否插到位。6、将钢筋按定位标志插入钢套筒，钢筋端头离套筒长度中点不宜超过5mm，注意连接钢筋应与钢套筒的轴心保持一致，以减少偏心和弯折。7、按规定压接道次和压痕进行压接。四、钢筋套筒冷挤压连接质量检查及验收方法钢筋套筒冷挤压连接施工质量检查的方法包括：外观检查和单向拉伸性能检查两个方面。1、施工质量外观检查（1）检查压接道次是否符合设计规定，不得少压、重压等现象，接头最小压痕应符合上述表中的规定。（2）接头表面不得有肉眼可见的裂纹。（3）接头处弯折40。（4）接头两端钢筋上显露检查标志，但不显露定位标志。（5）外观检查不合格数少于检查数的10%时，该批接头外观质量评定为合格，当不合格数超过被检数的10%时，应对该批接头逐个复检，外观检查不合格的接头应采取补救措施，不能补救的应作好标记，并在不合格的接头中抽取3个试件作抗拉试验，若有一个试件的强度低于设计值，则该批接头不合格。2、抗拉性能检查（1）现场检验以同规格、同等级、同材料、同一施工条件下完成的500个接头为一验收批，不足500个的也作一批。（2）对每一批验收件中随机抽取的三个试件进行评定，当3个试件的单向拉伸试验结果均符合JGJ107-96中的要求，则该批接头合格。（3）如有一个试件的抗拉强度不符合要求，应再取6个试件复检，复检时仍有一个不合格，则该批接头不合格。（4）在现场连续检验十个验收批全部一次合格时，验收批接头数量可扩大到1000个。（5）在正式施工前尚应进行现场条件下的挤压连接工艺试验，试验合格后方能正式施工，在施工中不同批次钢筋进场前，也应进行工艺检验。工艺检验，每种规格试件不少于3根。检验结果应符合规范JGJ107-96要求。五、劳动组织及安全事项1、压接作业时，定型挡板应与压接器卡住。2、高空作业时，模具与压接器应采用钢丝绳连接，以防止模具拆装时掉落，压接器应系保险绳以防坠落伤人。3、挤压设备为超高压液压机械，作业时操作人员应避开高压软管反弹方向。高压软管避免负重拖拉、弯折、锐器划伤或重物挤压，当发现高压软管起鼓时，应及时更换，严禁带压拆卸高压软管。4、操作人员在压接时应在压接器的侧面操作，头部应避开模具压接的正上方，上压时，严禁近距离俯视模具。5、进入施工现场的设备必须接地，雨天设备的电器装置要有防雨措施。非维修人员不得打开电器箱。6、每次工作前，必须将高压软管接头的螺纹拧紧，防止因螺纹过松导致油管接头崩开伤人。7、施工前，必须对每一位操作人员进行认真的培训，并经考核合格后方能上岗操作。六、结束语钢筋套筒冷挤压连接是钢筋混凝土结构施工中钢筋连接的一项新技术。经过三峡水电站、小浪底工程、拉西瓦导流洞等几个大型工程的广泛的运用，去得了很好的效果。使用方便、灵活、简单，节省工期，提高效益。具有很好的推广使用价值。套筒挤压连接方法是将需要的连接的钢筋（应为带肋钢筋）端部插入特制的钢套筒内，利用挤压机压缩钢套筒，使它产生塑性变形，靠变形后的钢套筒与带肋钢筋的机械咬合紧固力来实现钢筋的连接。这种连接方法一般用于直径为1640mm的级，级钢筋（包括余热处理钢筋），分径向挤压和轴向挤压两种。1、径向挤压有关按径向作套筒挤压连接的方法应符合带肋钢筋套筒挤压连接技术规格（JGJ108-96）的要求。（1）一向情况性能等级分A级和B级二级；不同直径的带肋钢筋亦可采用挤压连接法，当套筒两端外径和壁厚相等时，被连接钢筋的直径相差不应大于5mm。（2）工艺原理 设备布置示意如图5-10所示。挤压机吊挂于小车的架子上，靠平衡器的卷簧张紧力变化调节其高度，并平衡重量，使操作人员手持挤压机基本上处于无重状态；挤压机由安装在小车上的高压油泵提供压力源。（3）套筒套筒材料应选用适合于压延加工的钢材，其实测力学性能应符合表5-3的要求。套筒材料的力学性能 表5-3项目指标屈服强度(N/mm2)抗拉强度(N/mm2)伸长率5(%)洛氏硬度(HRB)或布氏硬度（HB）225350375500206080102133按机械连接件技术性能的基本要求，套筒和承截力要求可写成以下二式：fslykAs11.1As（5-6）fsltkAs11.1ftkAs（5-7）式中 fslyk套筒的屈服强度标准值；fsltk套筒的抗拉强度标准值；fyk钢筋的屈服强度标准值；ftk钢筋的抗拉强度标准值；As1套筒的横截面面积；As钢筋的横截面面积；套管的几何尺寸和所用材料的材质应与一定的挤压工艺相配套，必须由特别检验认定，套筒的尺寸偏差宜符合表5-4的要求。套筒尺寸的允许偏差（mm）表5-4套筒外径D外径允许偏差壁厚（t）允许偏差长度允许偏差500.50.12t-0.10t250.01D0.12t-0.10t2套筒应有出厂合格证。由于各类规格的钢筋都要与相应规格的套筒相匹配，因此，套筒在运输和储存中应按不同规格分别堆放整齐，以避免混用；套筒不得堆放于露天，以免产生锈蚀或被泥砂杂物沾污。（4）挤压机挤压机的型号和相应的性能虽然各不相同，但是构造和原理基本上是一样的，它的工作示意如图5-11，是一种液压机构，油压通过高压油泵实现。钢筋连同套筒放在挤压机机架内的压模中，高压油液输入油缸并面出活塞，带动压模前进，并将套筒挤压在动压模与定压模之间。定压模用卡板与机架相连，并可从机架中抽出，以便放进或退出钢筋。挤压机的型号有多种，额定工作压力，（油液压强）可达50100N/mm（一般称为“超高压”），额定挤压力可达7501000KN。常用的几种挤压机技术数据列于表5-5。常用挤压机的技术数据 表5-5项目单位型 号GYJ25GYJ32GYJ40额定工作压力N/mm808080额定挤压力KN760760900外形尺寸直径mm150150170长mm433480530重量（不带压模）kg232734压模可配压模型号M18,M20,M22,M25M20,M22,M25,M28M32M32,M36,M40可连接钢筋的直径mm182520323240重量kg/套5.667（5）操作要点1）使用挤压设备（挤压机、油泵、输油软管等整套）前应对挤压力进行标定（挤压力大小通过油压表读数控制）。有下列情况之一的就应标定：挤压设备使用前；旧挤压设备大修后；油压表损强列振动后；套筒压痕异常且其它原因时；挤压设备使用超过一年；已挤压的接头数超过5000个。2）要事先检查压模、套筒是否与钢筋相互配套，压模上应有相对应的连接钢筋规格标记。挤压操作时采用的挤压力、压模宽度、压痕直径或挤压后套筒长度的波动范围以及挤压道数，均应符合接头技术提供单位所确定的技术参数要求。3）钢筋下料切断要用无齿锯，使钢筋端面与它的轴线相垂直。不得用钢筋切断机或气割下料。4）高压泵所用的油液应过滤，保持清洁，油箱应密封，防止雨水、灰尘混入油箱。5）配套的钢筋、套筒在使用前都就检查，要清理压接部位的不洁特（锈皮、泥沙、油污等）；要检查配套是否合适，并进行试套，如果发现钢筋有弯折、马蹄形（个别违规用钢筋切断机切断的才会出现这样的端面）或纵肋尺寸过大的，应予以矫正或用手抻砂轮修磨。6）将钢筋插入套筒内，要使深入的长度符合预定要求，即钢筋端头离套筒长度中点不宜超过10mm（在钢筋上画记号，以与套筒端面齐平）；对正压模位置，并使压模运动方向与钢筋两纵肋所在的平面相垂直，以保证最大压接面能处在钢筋的横肋上。7）可采用两种压接顺序：一种是在施工现场的作业工位上，通过套筒一次性地将两根钢筋压接（宜从套筒中央开始，并依次向两端挤压）；别一种是预先将套筒与1根钢筋压接，然后安装在作业工位上，插入待接钢筋后再挤压另一端套筒。8）操作过程中应特别注意施工安全，应遵守高处作业安全规程以及各种设备的使用规程，尤其要对高压油液的有关系统给予充分关照（例如高压油泵的安全阀调整、防止输油管在负重或充压条件下拖拉以及被尖利物品刻划、各处接点的紧密可靠性等）。9）要求压接操作和所完成的钢筋接头没有缺陷，如果在施工过程中发生异常现象或接头有缺陷，就应及进处理防治。发生异常现象和缺陷除了与操作因素有直接关系之处，还与所用设备有关，防治措施可参看表5-6。压接时发生异常和缺陷的防治措施表5-6异常现象和缺陷防治措施挤压机无挤压力1、高压油管连接位置不正确，应纠正2、油泵故障，应检查排除压痕分布不均匀压接时就将压与套筒上画的分格标志对正接头弯折1、压接时摆正钢筋2、切除或矫直钢筋有弯的端头压接程度不够1、检查油泵和管线是不是有漏油而导致泵压不足2、检查套筒材质是不是符合要求钢筋伸入套筒内长度不够在钢筋上准确地画记号，并与套筒端面对齐压痕深度明显不均1、检查套筒材质是不是符合要求2、检查钢筋在套筒内是不是有压空现象（钢筋伸入长度不够）（6）接头的施工现场检验与验收按一般机械连接接头的检验项目规定进行单向拉伸试验；补充外观质量检查要求如下：1）外形尺寸；挤压后套筒长度应为原套筒长度的1.101.15倍，或压痕处套筒的外径波动范围为原套筒外径的0.80.9倍，2）挤压接头的压痕道数应符合检验接头技术提供单位所确定的道数。3）接头处弯折不得大于44）挤压后的套筒不得有肉眼可见的裂缝。5）每一验收批中应任意抽取10和挤压接头作外观质量检查，如外观质量不合格数少于抽栓数的10，则该批挤压接外观质量评为合格。当不合格数超过抽捡数的10时，应对该批挤压接逐个进行复检，对外观质量不合格的接头采取补教措施；不能补救的接头应作标记，在外观质量不合格的接头中抽取6个试件作抗拉强度试验，若有1个试件的抗拉强度值低于规定值，则该批外观质量不合格的接头廉洁奉公地同设计单位商定处理，并记录存档。2、轴向挤压钢筋轴向挤压连接是采用另一种压模形式对套筒进行挤压的，它的工作示意图5-12，两根被对接的钢筋插入套筒，然后沿它们的轴线方向进行挤压，使套筒咬合到带肋钢筋的肋间，结合成一体。实现轴挤压连接所用的挤压机也是一种液压机构，而对压模的材质（硬度指标）有较严格的要求，因此它的应用没有径向挤压连接来得普遍。选自钢筋工手册第二版。 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