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2023-08-29
钢筋机械连接：高层建筑施工、挤压技术
【摘要】：钢筋机械连接是通过连接件的机械咬合作用或钢筋端面的承压作用，将一根钢筋中的力传递至另一根钢筋的连接方法。特别是一些可焊性差的进口钢材，采用机械连接更有必要。钢筋挤压连接技术主要有两种，即钢筋径向挤压法和钢筋轴向挤压法。
钢筋机械连接是通过连接件的机械咬合作用或钢筋端面的承压作用，将一根钢筋中的力传递至另一根钢筋的连接方法。这种方法具有施工简便、工艺性能良好、接头质量可靠、不受钢筋焊接性的制约、可全天候施工、节约钢材和能源等优点。其对不能明火作业的施工现场，以及一些对施工防火有特殊要求的建筑尤为适用。特别是一些可焊性差的进口钢材，采用机械连接更有必要。常用的机械连接接头类型有挤压套筒接头、锥螺纹套筒接头等。
1.钢筋套筒挤压连接
钢筋套筒挤压连接，又称钢筋压力管接头法，俗称冷接头。即用钢套筒将两根待连接的钢筋套在一起，采用挤压机将套筒挤压变形，使它紧密地咬住变形钢筋，以此实现两根钢筋的连接。钢筋的轴向力主要通过变形的套筒与变形钢筋的紧固力传送。这种连接工艺适用于钢筋的竖向连接、横向连接、环形连接及其他朝向的连接。
钢筋挤压连接技术主要有两种，即钢筋径向挤压法和钢筋轴向挤压法。
（1）钢筋径向挤压法（图5-39）。钢筋径向挤压法适用于直径为16～40mm的HRB440级带肋钢筋的连接，包括同径和异径（当套筒两端外径和壁厚相同时，被连接钢筋的直径相差不应大于5mm）钢筋。
图5-39 钢筋径向挤压连接
1—已挤压的钢筋；2—钢套筒；3—未挤压的钢筋
（2）钢筋轴向挤压法。钢筋轴向挤压法是采用挤压机和压模，对钢套筒和插入的两根对接钢筋沿轴线方向进行挤压，使套筒咬合到变形钢筋的肋间，结合成一体（图5-40）。钢筋轴向挤压连接可用于相同直径钢筋的连接，也可用于相差一个等级直径（如φ25～φ28、φ28～φ32）的钢筋的连接。
2.锥螺纹钢筋套筒连接
图5-40 钢筋轴向挤压法连接
1—压模；2—钢套筒；3—钢筋
图5-41 锥螺纹钢筋套筒连接
1—已连接的钢筋；2—锥螺纹连接套筒；3—未连接的钢筋
锥螺纹钢筋套筒连接是利用锥形螺纹能承受轴向力和水平力以及密封性能较好的特点，依靠机械力将钢筋连接在一起。操作时，首先用专用套丝机将钢筋的待连接端加工成锥形外螺纹；然后，通过带锥形内螺纹的钢套筒连接将两根待接钢筋连接；最后，利用力矩扳手按规定的力矩值使钢筋和连接钢套筒拧紧在一起，如图5-41所示。
锥螺纹钢筋套筒连接具有接头可靠、操作简单、不用电源、全天候施工、对中性好、施工速度快等优点，可连接各种钢筋，不受钢筋种类、含碳量的限制。其接头的价格适中，成本低于冷挤压套筒接头，高于电渣压力焊和气压焊接头。
（1）钢筋锥螺纹的加工要求。
1）钢筋应先调直再下料。钢筋下料可用钢筋切断机或砂轮锯，但不得用气割下料。下料时，要求切口端面与钢筋轴线垂直，端头不得挠曲或出现马蹄形。
2）加工好的钢筋锥螺纹丝头的锥度、牙形、螺距等必须与连接套的锥度、牙形、螺距一致，并应进行质量检验。检验内容包括锥螺纹丝头牙形检验和锥螺纹丝头锥度与小端直径检验。
3）加工工艺为：下料→套丝→用牙形规和卡规（或环规）逐个检查钢筋套丝质量→质量合格的锥螺纹丝头用塑料保护帽盖封，待查和待用。
钢筋锥螺纹的完整牙数不得少于表5-2的规定值。
表5-2 钢筋锥螺纹的完整牙数
4）钢筋经检验合格后，方可在套丝机上加工锥螺纹。为确保钢筋的套丝质量，操作人员必须遵守持证上岗制度。操作前应先调整好定位尺，并按钢筋规格配置相对应的加工导向套。对于大直径钢筋，要分次加工到规定的尺寸，以保证螺纹的精度和避免损坏梳刀。
5）钢筋套丝时，必须采用水溶性切削冷却润滑液，当气温低于0℃时，应掺入15%～20%亚硝酸钠，不得采用机油作冷却润滑液。
图5-42 锥螺纹钢筋连接方法
（a）同径或异径钢筋连接；（b）单向可调接头连接；（c）双向可调接头连接
1、3、4—钢筋；2—连接套筒；5—可调连接器；6—锁母
（2）钢筋连接。连接钢筋前，先回收钢筋待连接端的保护帽和连接套上的密封盖，并检查钢筋规格是否与连接套规格相同，检查锥螺纹丝头是否完好无损、有无杂质。
连接钢筋时，应先把已拧好连接套的一端钢筋对正轴线拧到被连接的钢筋上，然后用力矩扳手按规定的力矩值把钢筋接头拧紧，不得超拧，以防止损坏接头丝扣。拧紧后的接头应画上油漆标记，以防有的钢筋接头漏拧。锥螺纹钢筋连接方法如图5-42所示。
拧紧时要拧到规定扭矩值，待测力扳手发出指示响声时，才认为达到了规定的扭矩值。锥螺纹接头拧紧力矩值见表5-3，但不得加长扳手杆来拧紧。质量检验与施工安装使用的力矩扳手应分开使用，不得混用。
表5-3 锥螺纹接头拧紧力矩值
在构件受拉区段内，同一截面连接接头数量不宜超过钢筋总数的50%；受压区不受限制。连接头的错开间距应大于500mm，保护层不得小于15mm，钢筋间净距应大于50mm。
在正式安装前，要取三个试件进行基本性能试验。当有一个试件不合格时，应取双倍试件进行试验；如仍有一个试件不合格，则该批加工的接头为不合格，严禁在工程中使用。
连接套应有出厂合格证及质保书。每批接头的基本试验应有试验报告。连接套与钢筋应配套一致。连接套应有钢印标记。
安装完毕后，质量检测员应用自用的专用测力扳手，对拧紧的扭矩值加以抽检。
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