直螺纹钢筋连接技术的应用总结.pdf

中国建筑 2013 年技术交流会论文集 直螺纹钢筋连接技术的应用 张建新（中建新疆建工集团第五建筑工程有限公司 新疆乌鲁木齐 830058）（中建新疆建工集团第五建筑工程有限公司 新疆乌鲁木齐 830058）摘 要：钢筋直螺纹连接作为粗直径钢筋连接的接头，具有接头强度高、与母材等强、连接速度快、性能稳定、应用范围广、操作方便、用料省等特点；直螺纹钢筋连接技术的应用对提高建筑工程质量、节约材料、提高施工速度具有重要意义。关键词：钢筋直螺纹；连接；工艺；施工质量 一、钢筋直螺纹连接技术简介 直螺纹套筒连接是通过钢筋端头特制的直螺纹和直螺纹套管咬合形成整体的一种连接方式。可根据需要制作直径为 l640 mm 的钢筋直螺纹连接套。该套筒制作材料用 45 号优质碳素结构钢或其他经试验确认符合要求的钢材。连接套筒的屈服承载力和抗拉承载力不小于被连接钢筋屈服承载力和抗拉承载力标准值的 1.10 倍。接头的性能符合钢筋机械连接通用技术规程接头性能的规定。钢筋的机械连接在很多场合下弥补了焊接的不足，如钢材材质不稳定或可焊性差的情况、电源不稳或焊工水平较差的情况、工期紧、电容量不足无法多台焊机操作的工况、以及风雨寒冷气候或防火要求高的场合，选用机械连接能避开上述困难，显示出很大的优越性。此外，大量水平钢筋的现场连接，采用钢筋直螺纹连接也是较为优良的方案。二、钢筋直螺纹制作工艺要点 2.1 工艺流程 钢筋原料切头套丝加保护套机械加工套筒加保护套工地连接。见图 1 268中国建筑 2013 年技术交流会论文集 图 1、钢筋直螺纹制作工艺流程图 2.2 制造工艺要求 包括对钢筋丝头、套筒的加工要求，以及钢筋连接。钢筋丝头加工：钢筋端部不得有弯曲，出现弯曲时应调直后再进行加工。b钢筋下料时宜用砂轮锯等机具，不得用电焊、气割等切断。钢筋端面宜平整并与钢筋轴线垂直，不得有马蹄形或扭曲。c钢筋规格应与滚丝器调整一致，螺纹滚轧的长度应满足设计要求。d钢筋直螺纹滚轧加工时，应使用水溶性切削润滑液，不得使用油性润滑切削液，也不得在没有切削润滑液的情况下进行加工。e钢筋丝头螺纹尺寸宜按 GB196 标准确定，中径公差应满足 GB197 标准中 6f 精度要求。f钢筋丝头加工自检完毕后，应立即套上保护帽，防止损坏丝头。套筒加工：a.套筒应按照产品设计图纸要求在工厂加工制造，其材质、螺纹规格及加工精度应满足设计要求并按规定进行生产检验。b.套筒的内螺纹尺寸宜按 GB196 标准确定，中径公差应满足 GB197 标准中 6H 精度要求。c.套筒加工完成后，应立即用防护盖将两端封严，防止套筒内进入杂物。其表面必须标注规格、生产车间和日期代号、批号。d.套筒严禁有裂纹，并应作防锈处理，装箱前应盖好防护塞 套筒出厂时应有产品合格证。机具准备 材料准备 作业条件准备 钢 筋 连接套筒 钢筋套丝机 量 规 技术交底 操作人员培训合格，持证上岗 连接套筒检验合格 钢筋套丝 外观检查 钢筋连接 质量检查 钢筋下料 施工准备 269中国建筑 2013 年技术交流会论文集 钢筋连接：a.进行钢筋连接时，钢筋丝头规格应与套筒规格一致，且丝扣完好无损、无污物。b.钢筋连接时，必须采用长度不小于 400mm 的管钳、扳手拧紧，使两钢筋丝头在套筒中央位置相互顶紧或锁母锁紧，并用油漆加以标记。c标准型接头连接后，套筒两端外露完整丝扣不得超过 2 扣，加长型丝头的外露丝扣不受限制。2.3 外观质量 a.钢筋丝头的长度、中径、牙型角和有效丝扣数量等必须符合设计要求 b丝头的大径低于螺纹中径的不完整丝扣的累计长度，不得超过两个螺纹周长。c丝头有效螺纹中径的圆柱度不得超过 02 mm。d钢筋丝头表面不得有严重的锈蚀及破损。2.4 连接套筒 套筒的长度、直径和内螺纹等必须符合设计要求；套筒的外观不得有裂纹，内螺纹及外表面不得有严重的锈蚀及破损。三、质量要求 钢筋直螺纹连接技术的质量要求有三个方面。丝头：牙形饱满，牙顶宽度超过 0.6mm，秃牙部分累计长度不应超过一个螺纹周长。外形尺寸含螺纹直径及丝头长度应满足要求。套筒：套筒表面无裂纹和其它缺陷，外形尺寸包括套筒内螺纹直径及长度应满足产品设计要求。连接：连接是要确保丝头和连接套的丝扣干净、无损。被连接的两钢筋断面应处于连接套的中间位置，偏差不大于 1P，并用工作扳手拧紧，使两钢筋端面顶紧。钢筋直螺纹连接技术的质量检验：加工人员加工时逐个目测丝头的加工质量。检查应符合验收标准的规定(外观质量：牙形饱满，牙顶宽度 06mm，秃牙部分累计长度不应超过一个螺纹周长。丝头长度：钢筋丝头螺纹的效旋合长度甩专用丝头卡板检测，标准型接头的丝头长度公差为+1P。螺纹中径：通环规能顺利旋入整个有效扣长度，而止环规旋入丝头的深度不大于 3PP 为螺距)。每加工 10 丝头应用相应的环规和丝头卡板检测 1 次，并剔除不合格产品。自检合格的丝头，再由质检人员对每种规格加工的丝头随机抽样检验，以一个工作班生产的丝头为一个检验批随机抽样 10，且不得少于 l0 个，按表 1 作钢筋丝头质量检查。如有一个丝头不合格，应加倍抽检，复检仍有不合格丝头时，即应对该批全数检查，不合格的丝头应切去重新加工，经再次检验合格后方可使用。已检验合格的丝头应戴上塑料帽或连接套和保护塞加以保护，见表 1。表 1、丝头检验标准 项 目 量 具 名 称 要 求 外观质量 目测 牙型饱满，牙顶宽度 0.6mm,秃牙部分累计长度不应该超过一个螺纹周长。丝头长度 卡尺 钢筋丝头螺纹的效旋长度用专用丝头卡板检测，标准型接头的丝头 螺纹中径 通端螺纹环规止端螺纹环规 通环规能顺利旋入整个有效长度，而止环规入丝头的深度不大于 3P（P 为螺距）四、效果与效益 270中国建筑 2013 年技术交流会论文集 与传统的帮条焊、搭接焊相比较，新的钢筋连接技术具有施工效率快、连接质量容易保证、施工环境无污染、节省钢筋材料、降低施工成本等优点。新的技术将大量的产品配件在工厂里机械化加工完成，形成标准的工厂化生产，质量容易保证；现场施工无明火，不会对施工环境产生任何污染，大大改善了现场施工环境并降低了工人劳动强度；节省了钢筋搭接部分，总之，几种技术的施工综合成本都低于焊接连接的成本，不同钢筋连接接头详细比较见表 2。表 2、等强直螺纹接头的特点及与其他钢筋连接接头的技术经济比较 对比内容 搭接 闪光对焊 套筒冷挤压 等强度锥螺纹 等强度直螺纹 施工天气 全天候施工 刮风下雨、低温不能施工全天气施工 全天气施工 全天气施工 操作工人 一般培训 专门培训，施工前工艺评定，选择适当的工艺参数专门培训，施工前工艺评定，确定挤压 数 专门培训，施工前工艺评定 专门培训，施工前工艺评定 接头操作人数 23 1 2 12 12 一个接头所需时间 34min 34min 58 min 45 min 45 min 相 差 一 个直 径 型 号的 钢 筋 连接 可以 不可以 可以，但钢筋直径相差不应大于 5mm 可以，一次连接钢筋直径不宜超过 2级 可以，一次连接钢筋直径不宜超过 2 级 着火爆炸隐患 无 有 无 无 无 污染环境 无 有 无 无 无 对工期影响 几乎不占用主导工期，现场和后期无需加工制作 几乎不占用主导工期，后台加工工期较短 需占用现场主导工期且影响；较大，后台先挤压一端套筒，较现场挤压时间短质量稳定 几乎不占用现场主导工期，后台螺纹加工工期较长 几乎不占用现场主导工期，后台螺纹加工工期较长 接头质量 差 较小规格接头的质量可较好控制，较大规格的质量易产生波动 质量稳定 质量稳定 质量稳定 标准型套筒长度(40mm)无 无 240mm 120mm 80mm 1 千个钢筋接头耗能 无 6000kWh(约)240kWh(约)2100 kWh(约)220kWh(约)1个32钢筋接头用钢量 11.035kg 0.19kg 1.94kg 0.82kg 0.78kg 32 钢筋接头单价 2832 元 1014 元 3234 元 2832 元 2132 元 优点 简便易行，不需 能节约材料，工作效率高 机动灵活，可根据现场 连接快，易操作，连接快，易操作，钢筋271中国建筑 2013 年技术交流会论文集 要任何机械设备 能缩短工期，效益较好施工需要切断再连接特别是钢筋密集区更优越 密集区更优越，较锥螺纹省去扭力扳紧 缺点 不利于材料节约(特别是粗钢筋)，搭接区钢筋密集不易浇筑砼 适用 32 以下钢筋(不含32)，制作需要的作业面较大，长度超过 16m 时运输不便且需采用专用吊具 由于在施工现场作业，施工占用主导工期较多，施工使用的设备较重，钢筋密集区挤压操作困难 加工精度要求较高，加工工期长且使用部位受限(特别是异形钢筋)加工精度要求较高，加工工期长 接头要求 各受力钢筋之间的绑扎接头位置应相互错开，从任一绑扎接头中心至搭接长度l1的1.3倍区段范围内，有绑扎接头的受力钢筋截面面积百分率为受拉区不超过25%，受压区不超过 50%设置在同一构件的焊接接头应相互错开，从任一焊接接头中心至长度为钢筋直径 d 的 35 倍区段范围内，同一钢筋不得有2 个接头，在该区段有接头的受力钢筋载截面面积占受力钢筋总截面百分率为非预应力钢筋受拉区不宜超过 50%受力钢筋间的绑扎接头位置应相互错开，从任一焊接接头中心至长度为钢筋直径的 35 倍范围内有接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋总截面百分率为受拉区不超过 50%，但受力较小的部位和受压区 A 级接头不受限制 受力钢筋间的绑扎接头位置应相互错开，从任一焊接接头中心至长度为钢筋直径的 35 倍范围内有接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋总截面百分率为受拉区不超过50%，但受力较小的部位和受压区 A 级接头不受限制，严禁在接头处弯折，需弯折时在 10d 以外 受力钢筋间的绑扎接头位置应相互错开，从任一焊接接头中心至长度为钢筋直径的 35 倍范围内有接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋总截面百分率为受拉区不超过 50%，但受力较小的部位和受压区 A 级接头不受限制 使用部位 适用于 32 以下钢筋接头，不适用于粗直径钢筋接头 适于 32 以下钢筋接头，在面积较大的底板中应用更优越，不适于大于32 粗直径钢筋接头适用于、级粗钢筋接头，不适用于钢筋特别密集区 适用于、级粗钢筋接头，特别是密集区，不适用于异形钢筋 适用于、级粗钢筋接头，特别是密集区、钢筋不能转动的部位现场检验与验收 检查钢筋搭接长度是否满足要求，接头部位是否错开 对焊接头随机抽取 10%进行外观检查，300 个为一验收批(不足也为一批)进行力学试验，3 个进行拉伸试验，3 个进行弯曲试验 对接头随机抽取 10%进行外观检查和单向拉伸试验，500 个为一验收批(不足也为一批)并在工程中随机抽取 3 个试件做单向拉伸试验 随机抽取 10%进行外观检查，用力矩扳手抽检连接质量，500 个为一验收批(不足也为一批)，并在工程中随机抽取 3 个试件做单向拉伸试验 对接头随机抽取 10%进行外观检查和单向拉伸试验，500 个为一验收批(不足也为一批)并在工程中随机抽取 3 个试件做单向拉伸试验 五、结 语 从上表比较中其中钢筋直螺纹连接，较适用于较大直径钢筋间、或变径钢筋间的连接，尤其在较粗直径钢筋布置密集区域及施工作业面狭小时其优点更为突出。因此，相比之下等强直螺纹机械连接显示了其强度既高质量又稳定、施工快捷方便、价格适中的优越性。在杰邦七号公馆工程中推行的钢筋直螺纹连接技术的使用，提高杰邦七号公馆工程的施工科技含量，提高了现场工作效率，降低了施工人员的劳动强度，加快了工程的施工进度，增加了现场文明施工的水平。同时，由于钢筋直螺纹连接技术在钢筋连接中的使用，减少了现场施工中人为因素对钢筋连接质量的影响，使得在质量中不易控制的人为因素降到最低，从而有效地提高了钢筋连接的质量。此项技术在总承包工程施工中推广使用，为在以后的施工中积累了丰富的施工经验，并极大地提高了施工工艺水平。272