高强钢筋直螺纹连接技术
2.8.1 技术内容
直螺纹机械连接是高强钢筋连接采用的主要方式，按照钢筋直螺纹加工成型方式分为剥肋滚轧直螺纹、直接滚轧直螺纹和镦粗直螺纹，其中剥肋滚轧直螺纹、直接滚轧直螺纹属于无切削螺纹加工，镦粗直螺纹属于切削螺纹加工。钢筋直螺纹加工设备按照直螺纹成型工艺主要分为剥肋滚轧直螺纹成型机、直接滚轧直螺纹成型机、钢筋端头镦粗机和钢筋直螺纹加工机，并已研发了钢筋直螺纹自动化加工生产线；按照连接套筒型式主要分为标准型套筒、加长丝扣型套筒、变径型套筒、正反丝扣型套筒；按照连接接头型式主要分为标准型直螺纹接头、变径型直螺纹接头、正反丝扣型直螺纹接头、加长丝扣型直螺纹接头、可焊直螺纹套筒接头和分体直螺纹套筒接头。高强钢筋直螺纹连接应执行行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ107的有关规定，钢筋连接套筒应执行行业标准《钢筋机械连接用套筒》JG/T163的有关规定。
高强钢筋直螺纹连接主要技术内容包括：
（1）钢筋直螺纹丝头加工。钢筋螺纹加工工艺流程是首先将钢筋端部用砂轮锯、专用圆弧切断机或锯切机平切，使钢筋端头平面与钢筋中心线基本垂直；其次用钢筋直螺纹成型机直接加工钢筋端头直螺纹，或者使用镦粗机对钢筋端部镦粗后用直螺纹加工机加工镦粗直螺纹；直螺纹加工完成后用环通规和环止规检验丝头直径是否符合要求；最后用钢筋螺纹保护帽对检验合格的直螺纹丝头进行保护。 （2）直螺纹连接套筒设计、加工和检验验收应符合行业标准《钢筋机械连接用套筒》JG/T163的有关规定。
（3）钢筋直螺纹连接。高强钢筋直螺纹连接工艺流程是用连接套筒先将带有直螺纹丝头的两根待连接钢筋使用管钳或安装扳手施加一定拧紧力矩旋拧在一起，然后用专用扭矩扳手校核拧紧力矩，使其达到行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ107规定的各规格接头最小拧紧力矩值的要求，并且使钢筋丝头在套筒中央位置相互顶紧，标准型、正反丝型、异径型接头安装后的单侧外露螺纹不宜超过 2P，对无法对顶的其他直螺纹接头，应附加锁紧螺母、顶紧凸台等措施紧固。
（4）钢筋直螺纹加工设备应符合行业标准《钢筋直螺纹成型机》JG/T 146的有关规定。
（5）钢筋直螺纹接头应用、接头性能、试验方法、型式检验和施工检验验收，应符合行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ107的有关规定。 2.8.2 技术指标
高强钢筋直螺纹连接接头的技术性能指标应符合行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ107和《钢筋机械连接用套筒》JG/T163的规定。其主要技术指标如下。 （1）接头设计应满足强度及变形性能的要求。
（2）接头性能应包括单向拉伸、高应力反复拉压、大变形反复拉压和疲劳性能；应根据接头的性能等级和应用场合选择相应的检验项目。
（3）接头应根据极限抗拉强度、残余变形、最大力下总伸长率以及高应力和大变形条件 下反复拉压性能，分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级三个等级，其性能应分别符合行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ107的规定。
（4）对直接承受重复荷载的结构构件，设计应根据钢筋应力幅提出接头的抗疲劳性能要求。当设计无专门要求时，剥肋滚轧直螺纹钢筋接头、镦粗直螺纹钢筋接头和带肋钢筋套筒挤压接头的疲劳应力幅限值不应小于现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010 中普通钢筋疲劳应力幅限值的 80%。
（5）套筒实测受拉承载力不应小于被连接钢筋受拉承载力标准值的1.1倍。套筒用于有疲劳性能要求的钢筋接头时，其抗疲劳性能应符合JGJ 107的规定。
（6）套筒原材料宜采用牌号为45号的圆钢、结构用无缝钢管，其外观及力学性能应符合现行国家标准《优质碳素结构钢》GB/T 69
9、《用于机械和一般工程用途的无缝钢管》GB/T 816
2、《无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差》GB/T 17395的规定。 （7）套筒原材料采用45号钢冷拔或冷轧精密无缝钢管时，应进行退火处理，并应符合现行国家标准《冷拔或冷轧精密无缝钢管》GB/T 3639的相关规定，其抗拉强度不应大于800MPa，断后伸长率δ5不宜小于14%。冷拔或冷轧精密无缝钢管的原材料应采用牌号为45号管坯钢，并符合行业标准《优质碳素结构钢热轧和锻制圆管坯》YB/T 5222 的规定。
（8）采用各类冷加工工艺成型的套筒，宜进行退火处理，且不得利用冷加工提高的强度。需要与型钢等钢材焊接的套筒，其原材料应满足可焊性的要求。 2.8.3 适用范围
高强钢筋直螺纹连接可广泛适用于直径12~50mm HRB400、HRB500钢筋各种方位的同异径连接，如粗直径、不同直径钢筋水平、竖向、环向连接，弯折钢筋、超长水平钢筋的连接，两根或多根固定钢筋之间的对接，钢结构型钢柱与混凝土梁主筋的连接等。 2.8.4 工程案例
钢筋直螺纹连接已应用于超高层建筑、市政工程、核电工程、轨道交通等各种工程中，如武汉绿地中心、上海中心、北京中国尊、北京首都机场、红沿河核电站、阳江核电站、台山核电站、北京地铁等。 钢筋直螺纹套筒连接施工工艺标准 1 适用范围
钢筋套筒连接,适用于桥梁桩基础、墩柱(包括薄壁空心墩)等的主筋(螺纹筋)的连接。与钢筋焊接相比,钢筋套筒连接可以加快施工进度、降低作业人员的施工难度,进而保证钢筋主筋间距和钢筋保护层的合格率。钢筋直螺纹套筒连接施工工艺。如果某道工序经自检不合格,不能进行下道工序施工。 3 主要技术参数
3.1 钢筋的连接宜采用焊接接头或机械连接接头。
3.2 受力钢筋的连接街头应设置在内力较小处,并应错开布置。对焊接接头和机械连接接头,在接头长度区段内,同一根钢筋不得有两个接头。配置在接头长度区段内的受力钢筋,其接头的截面面积占总截面面积的百分率,应符合表1施 工 准 备
1、钢筋下料工具检查
2、钢筋下料端面检查
1、套丝长度检查
2、螺纹丝头牙形和螺距
3、丝头保护检查 钢筋下料
1、钢筋原材检验
2、套筒检验
3、操作人员培训
4、加工平台检验
5、工艺性试验 钢筋套丝 钢筋连接 下 道 工 序
1、套筒与钢筋规格是否一致
2、两端钢筋拧进是否对称
3、接头拧紧扭矩检查
4、接头抽样送检的规定。
表1 接头长度区段内的受力钢筋接头面积的最大百分率,接头面积的最大百分率(%),接头形式,受拉区受压区主钢筋焊接接头50 不限制 注:1.焊接接头长度区段内是指35d(d为钢筋直径)长度范围内,但不得小于500mm。
2.在同一根钢筋上宜少设接头
3.装配式构建连接处的受力钢筋焊接接头可不受此限制。 3.3 套筒应符合以下要求: 3.3.1 套筒与锁母材料宜采用优质碳素结构钢或合金结构钢,表面无裂纹或其它缺陷。
3.3.2 有产品质量合格证。套管成品分类包装、存放,未混淆和生锈。 4 工艺要求
4.1 支架布置:套丝机主轴中心线与放置在支架上的待加工钢筋中心线保持一致,同时支架的搭设应保证钢筋摆放水平。
4.2 钢筋下料:钢筋下料可采用钢筋切断机、砂轮切割机等下料,不得用气割下料。钢筋下料时,要求切口端面应与钢筋轴线垂直,不得有马蹄形或挠曲,端部不直须调直下料。 4.3 钢筋套丝:检查合格的丝头,及时将其一端戴上塑料保护帽,另一端拧上同规格的连接套筒并拧紧,并按规格堆放整齐待用。 4.4 钢筋连接
4.4.1 钢筋连接之前,先回收丝头上的塑料保护帽和套筒端头的塑料密封盖,检查螺纹丝扣是否完好无损、清洁。如发现杂物或锈蚀,要用鉄刷刷干净。
4.4.2 每连接完一个接头,须立即用油漆做标记,防止漏拧。 4.5直接滚压螺纹加工
采用钢筋滚丝机(型号:GZL-
32、GYZL-40、GSJ-40、HGS40等)直接滚压螺纹。此法螺纹加工简单,设备投入少;但螺纹精度差,由于钢筋粗细不均导致螺纹直径差异,施工受影响。 4.6挤肋滚压螺纹加工
采用专用挤压设备滚轮先将钢筋的横肋和纵肋进行预压平处理,然后再滚压螺纹。其目的是减轻钢筋肋对成型螺纹的影响。此法对螺纹精度有一定提高,但仍不能从根本上解决钢筋直径差异对螺纹精度的影响,螺纹加需要二套设备。 4.7剥肋滚压螺纹加工
采用钢筋剥肋滚丝机(型号:GHG40、GHG50),先将钢筋的横肋和纵肋进行剥切处理后,使钢筋滚丝前的柱体直径达到同一尺寸,然后再进行螺纹滚压成型。此法螺纹精度高,接头质量稳定,施工速度快,价格适中,具有较大的发展前景。
剥肋滚丝头加工尺寸应符合表1的规定。丝头加工长度为标准型套筒长度的1/2,其公差为+2P(P为螺距)。
操作工人应按表1的要求检查丝头加工质量,每加工10个丝头用通、止环规检查一次(图1)。经自检合格的丝头,应由质检员随机抽样进行检验,以一个工作班内生产的丝头为一个验收批,随机抽样10%,且不得少于10个。当合格率小于95%时,应加倍抽检,复检中合格率仍小于95%时,应对全部钢筋丝头逐个进行检验,切去不合格丝头,查明原因,并重新加工螺纹。
剥肋滚压丝头质量检查 4.8滚压直螺纹套筒 滚压直螺纹接头用连接套筒,采用优质碳素结构钢。连接套筒的类型有:标准型、正反丝扣型、变径型、可调型等,镦粗直螺纹套筒类型相同。
滚压直螺纹接头用连接套筒的规格与尺寸应符合表2的规定。
5 检查及维护保养
钢筋连接完毕后,拧紧力矩应符合表3的要求。 表3 直螺纹接头安装时的最小拧紧扭矩值 钢筋直径≤16 18~20 22~25 28~32 36~40 (mm) 拧紧力矩80 160 230 300 360 (N·m)
标准型接头安装示意图 6 接头质量检验
6.1工程中应用滚压直螺纹接头时,技术提供单位应提交有效的型式检验报 告。
6.2钢筋连接作业开始前及施工过程中,应对每批进场钢筋进行接头连接工
艺检验。工艺检验应符合下列要求: (1)每种规格钢筋的接头试件不应少于3根;(2)接头试件的钢筋母材 应进行抗拉强度试验; (3)3根接头试件的抗拉强度均不应小于该级别钢筋抗拉强度的标准值, 同时尚应不小于0.9倍钢筋母材的实际抗拉强度。
6.3现场检验应进行拧紧力矩检验和单向拉伸强度试验。对接头有特殊要求的结构,应在设计图纸中另行注明相应的检验项目。 6.4用扭力扳手按表9-74规定的接头拧紧力矩值抽检接头的施工质量。抽检数量为:梁、柱构件按接头数的15%,且每个构件的接头抽检数不得少于一个接头,基础、墙、板构件每100个接头作为一个验收批,不足100个也作为一个验收批,每批抽检3个接头。抽检的接头应全部合格;如有一个接头不合格,则该验收批接头应逐个检查并拧紧。 6.5滚压直螺纹接头的单向拉伸强度试验按验收批进行。同一施工条件下采用同一批材料的同等级、同型式、同规格接头,以500个为一个验收批进行检验。在现场连续检验十个验收批,其全部单向拉伸试验一次抽样合格时,验收批接头数量可扩大为1000个。
6.6对每一验收批,应在工程结构中随机抽取3个试件做单向拉伸试验。当3个试件抗拉强度均不小于A级接头的强度要求时,该验收批判为合格。如有一个试件的抗拉强度不符合要求,则应加倍取样复验。 滚压直螺纹接头的单向拉伸试验破坏形式有三种:钢筋母材拉断、套筒拉断、钢筋从套筒中滑脱,只要满足强度要求,任何破坏形式均可判断为合理。
7、注意事项
为保证钢筋直螺纹套筒连接质量,拧套管的扳手必须采用(数显)力矩扳手,不可用普通扳手。用力矩扳手拧,套筒没有动,咔吧响一下,说明连接合格;如果没有响套筒拧动了,说明拧的松,连接不合格。
