22-4 钢筋工程.doc

22-4 钢筋工程
22-4-1 基本要求
1．钢筋在负温下的力学性能
在负温条件下，钢筋的力学性能要发生变化：屈服点和抗拉强度增加，伸长率和抗冲击韧性降低，脆性增加，这种性质称为冷脆性。
影响钢筋负温力学性能的因素很多。钢材的化学成分如碳、磷、硅的含量都要增加其冷脆性，而镍、钒、钛的存在则可以改善韧性。钢筋在冷拉后冷脆性增加。时效对低强度钢筋特别是对碳素钢筋的塑性和韧性影响较大，而对高强度钢筋的影响并不十分显著。钢筋的接头经焊接后热影响区内的韧性将要降低，若焊接工艺掌握不当，将使钢筋的塑性和韧性明显下降，综合性能变劣，如果焊接接头冷却过快或接触冰雪，也会使接头产生淬硬组织。此外钢筋在加工过程中所造成的表面缺陷如刻痕、撞击凹陷、焊接烧伤和咬肉等，也会显著增加其冷脆性。
2．在负温下承受静荷载作用的钢筋混凝土构件，其主要受力钢筋可选用符合国家标准的热轧钢筋、余热处理钢筋、热处理钢筋、高强度圆形钢丝、钢绞线及冷拔低碳钢丝。
3．在-20℃~-40℃条件下直接承受中、重级工作制吊车的构件，其主要受力钢筋宜选用细直径且碳及合金元素含量为中、下限的钢筋。
4．对在寒冷地区缺乏使用经验的特殊结构构造，或易使预应力钢筋产生刻痕或咬伤的锚夹具，一般应进行构造、构件和锚夹具的负温性能试验。
5．在负温条件下使用的钢筋，施工过程中要加强管理和检验。钢筋在运输、加工过程中注意防止撞击、刻痕。特别是在使用高强度钢筋时尤应注意。
22-4-2 钢筋负温冷拉和冷弯
1．钢筋冷拉温度不宜低于-20℃，预应力钢筋张拉温度不宜低于-15℃。
2．钢筋负温冷拉方法可采用控制应力方法或控制冷拉率方法。用作预应力混凝土结构的预应力筋，宜采用控制应力方法；不能分炉批的热轧钢筋冷拉，不宜采用控制冷拉率的方法。
3．在负温条件下采用控制应力方法冷拉钢筋时，由于伸长率随温度降低而减少，如控制应力不变，则伸长率不足，钢筋强度将达不到设计要求，因此在负温下冷拉的控制应力应较常温提高。而冷拉率的确定应与常温施工相同。冷拉控制应力及最大冷拉率应符合表22-22的要求。
冷拉控制应力及最大冷拉率 表22-22
项次
钢筋级别
冷拉控制应力（N/mm2）
最大冷拉率
（%）
常温
-20℃
1
HPB 235 d≤12mm
280
310
10.0
2
HRB 335
d≤25mm
450
480
5.5
d＝28~40mm
430
460

3
HRB 400、RRB 400
500
530
5.0
钢筋冷拉率在常温下由试验确定。测定同炉批钢筋冷拉率的冷拉应力应符合表22-23的要求。
测定冷拉率时钢筋的冷拉应力 表22-23
项次
钢筋级别
冷拉应力（N/mm2）
1
HPB 235 d≤12mm
310
2
HRB 335
d≤25mm
480
d＝28~40mm
460
3
HRB 400、RRB 400
530
钢筋的试样不应少于4个，并取其试验结果的算术平均值作为该钢筋实际应用的冷拉率。
4．在负温下冷拉后的钢筋，应逐根进行外观质量检查，其表面不得有裂纹和局部颈缩。
5．钢筋冷拉设备仪表和液压工作系统油液应根据环境温度选用，并应在使用温度条件下进行配套校验。
6．当温度低于-20℃时，严禁对钢筋进行冷弯操作，以避免在钢筋弯点处发生强化，造成钢筋脆断。
22-4-3 钢筋负温焊接
1．钢筋负温焊接条件
冬期在负温条件下焊接钢筋，应尽量安排在室内进行。如必须在室外焊接，其环境温度不宜低于-20℃，风力超过3级时应有挡风措施。焊后未冷却的接头，严禁碰到冰雪。
2．负温闪光对焊
（1）负温闪光对焊，宜采用预热闪光焊或闪光—预热—闪光焊工艺。钢筋端面比较平整时，宜采用预热闪光焊；端面不平整时，宜采用闪光—预热—闪光焊。
（2）负温闪光对焊，与常温焊接相比，应采取以下措施：
调伸长度增加10%~20%，以利于增大加热范围，增加预热留量、预热次数、预热间歇时间和预热接触压力，降低冷却速度，改善接头性能。
控制热影响区长度。热影响区长度随钢筋级别、直径的增加而适当增加。
变压器级数应降低1~2级，以能保证闪光顺利为准。
在闪光过程开始以前，可将钢筋接触几次，使钢筋温度上升，以利于闪光过程顺利进行。烧化过程中期的速度适当减慢。
（3）钢筋负温闪光对焊宜选用表22-24的参数。在施焊时可根据焊件的钢种、直径、施焊温度和焊工技术水平灵活选用。
钢筋负温闪光对焊焊接参数 表22-24
钢筋直径
（mm）
变压器
级数
调伸长度
（mm）
一次闪光留量
（mm）
预热留量
（mm）
二次闪光留量
（mm）
顶锻留量
（mm）
见红区长度
（mm）
12
V
30
10＋e

5
20~25
14~18
V
33
3＋e
2~3
8
5~6
25~30
20~25
IV、V
35
3＋e
3~4
9~10
5~6
25~30
28~32
V、VI
37
3＋e
4~5
10
6~7
30~35
注：1．e——钢筋端部不平时，两钢筋凸出部分的长度。
2．表中焊接参数适用于LP-75型对焊机。
3．负温电弧焊
（1）钢筋负温电弧焊时，可参考表22-25选择焊接参数。焊接时必须防止产生过热、烧伤、咬肉和裂纹等缺陷，在构造上应防止在接头处产生偏心受力状态。
钢筋负温电弧焊焊接参数 表22-25
焊接种类
钢筋直径
（mm）
焊缝层数
平焊
立焊
焊接速度
（mm/min）
焊条直径
（mm）
焊接电流
（A）
焊条直径
（mm）
焊接电流
（A）
帮条、搭接
10~14
1
3.2
130~140
3.2
90~110
90~100
4.0
150~170
4.0
110~130
16~20
2
3.2
130~140
3.2
90~110
80~90
4.0
150~170
4.0
120~140
22~40
3
4.0
150~170
3.2
100~120
70~90
5.0
180~240
4.0
140~180
坡口
18~20
1
3.2
140~160
3.2
120~130

22~40
2
3.2
140~160
3.2
120~130

4.0
160~180
4.0
150~170
（2）为防止接头热影响区的温度梯度突然增大，进行帮条电弧焊或搭接电弧焊时，第一层焊缝，先从中间引弧，再向两端运弧；立焊时，先从中间向上方运弧，再从下端向中间运弧，以使接头端部的钢筋达到一定的预热效果。在以后各层焊缝的焊接时，采取分层控温施焊。层间温度控制在150~350℃之间，以起到缓冷的作用。坡口焊的加强焊缝的焊接，也应分两层控温施焊。
（3）帮条焊时帮条与主筋之间用四点定位焊固定。搭接焊时用两点固定。定位焊缝应离帮条或搭接端部20mm以上。帮条焊与搭接焊的焊缝厚度应不小于0.3倍钢筋直径，焊缝宽度不小于0.7倍钢筋直径。
（4）坡口焊时焊缝根部、坡口端面以及钢筋与钢垫板之间均应熔合良好。焊接过程应经常除渣。为了防止接头过热，宜采用几个接头轮流施焊。加强焊缝的宽度应超过V形坡口边缘2~3mm，其高度也应超过2~3mm，并平缓过渡至钢筋表面。
（5）钢筋电弧焊接头进行多层施焊时，采用“回火焊道施焊法”，即最后回火焊道的长度比前层焊道在两端各缩短4~6mm，见图22-21，消除或减少前层焊道及过热区的淬硬组织，以改善接头的性能。

图22-21 钢筋负温电弧焊回火焊道示意图
4．负温自动电渣压力焊
（1）负温自动电渣压力焊的焊接步骤与常温相同，但焊接参数需做适当调整。其中焊接电流的大小，应根据钢筋直径和焊接时的环境温度而定。它影响渣池温度、粘度、电渣过程的稳定性和钢筋熔化速度。当焊接电流过小时，常发生断弧，使焊接接头不能熔合，因此应适当增加焊接电流。焊接通电时间也应根据钢筋直径和环境温度调整。焊接通电时间过短，会使钢筋端面熔化不均匀，不能紧密接触，不易保证接头的熔合，故应适当加大通电时间。
（2）钢筋负温自动电渣压力焊的焊接参数可参考表22-26。
钢筋负温自动电渣压力焊焊接参数 表22-26
钢筋直径
（mm）
焊接温度
（℃）
焊接电流
（A）
焊接通电时间
（s）
渣池电压
（V）
12
正温
250~350
12
25~35
-10
350~450
13
-20
550~650
15
16
正温
300~400
16
25~40
-10
400~500
17
-20
600~700
19
20
正温
350~450
20
25~45
-10
450~550
21
-20
650~750
23
22
正温
400~550
22
25~46
-10
500~650
23
-20
700~850
25
25
正温
450~600
25
25~50
-10
550~700
27
-20
800~900
29
28
正温
500~650
30
25~60
-10
600~750
32
-20
900~1000
34
（3）在负温条件下进行电渣压力焊时，接头药盒拆除的时间宜延长2min左右；接头的渣壳宜延长5min，方可打渣。