钢筋连接论文.docx

【摘 要】钢筋是当前建筑工程施工中必不可少的一种施工材料，是影响建筑构件受力程度大小的关键，而钢筋的质量与连接技术又是影响其在建筑工程中应用效果优劣的主要因素。因此，除了要在施工中严格把关钢筋的原材料质量以外，更需要采用合理有效的连接技术使钢筋构造成设计图纸中要求的形状，以满足建筑施工需求。现本文就来详细谈谈钢筋的连接技术。文章分析了钢筋的制作以及进场检验的相关要求，并对电渣压力焊连接技术、钢筋直螺纹连接技术以及闪光对焊连接技术这三种常用的钢筋连接技术的应用进行了详细论述。 在混凝土逐渐成为建筑工程施工中最常用的施工材料的同时，钢筋作为增强其强度与荷载能力的辅助材料，也成为建筑工程中应用广泛的建筑材料，且除了与混凝土搭配使用进行建筑主体与构件的施工以外，钢筋本身在建筑中也具有很大的用途，是建筑工程施工中必不可少的建筑材料。由于钢筋在使用中需要根据设计需求形成不同的形状或结构，因此必须要按照设计图纸对钢筋进行合理牢固的连接，以满足构件的受力需求。那么如何实现良好稳固的钢筋连接效果呢？以下本文就这一问题来详细探讨钢筋的连接技术。 3、钢筋连接施工技术 在长期的应用实践中，钢筋的连接技术已经有了很大的改进与发展，就目前的钢筋连接技术而言，多种不同的钢筋连接技术已经基本能够满足建筑工程施工中对钢筋连接的不同需求。通常在选择钢筋连接技术时，都是根据钢筋的直径大小以及钢筋在结构中的使用功能来确定连接技术的使用。一般而言，对于基础梁及框架结构中直径16mm以上的钢筋在梁中采用直螺纹机械连接，在混凝土柱中采用电渣压力焊，直径16mm以下钢筋采用搭接，钢筋下料剩余的短料，按规范要求错开接头位置进行闪光对焊连接。 钢筋焊接的一般规定1、轴心受拉和偏心受拉杆件中的钢筋接头，均应焊接。普通混凝土中直径大于22mm的钢筋和轻集料混凝土中直径大于20mm的I级钢筋及直径大于20mm的II、III级钢筋的接头，均宜采用焊接。对轴心受压和偏心受压柱中的受压钢筋的接头，当直径大于32mm时，应采用焊接。2、对有抗震要求的受力钢筋的接头，宜优先要用焊接或机械连接，接头应符合下列规定：（1）纵向钢筋的接头，对一级抗震等级，应采用焊接接头，对二级抗震等级，一擦眼焊接接头。（2）框架底层柱、剪力墙加强部位纵向钢筋的接头，对一、二级抗震等级，应采取焊接接头，对三级抗震等级，宜采用焊接接头。（3）钢筋接头采用焊接接头是，设置在梁端、桩端的箍筋加密区范围内。3.1电渣压力焊连接 在采用电渣压力焊连接技术进行钢筋连接时，首先要检验钢筋的外观形状，查看其表面是否有锈蚀痕迹、油污或其他杂物，检查钢筋两端是否有弯折、扭曲现象，若存在上述情况，则需要予以相应的处理，使钢筋表面干净整洁无污渍，整体外观直顺无扭曲，但在处理钢筋两端的弯折时，禁止采用锤击的方式将其矫直，以免影响焊接效果。 安装焊接夹具和钢筋时，应夹具的下钳口应夹紧于下钢筋端部的适当位置，一般为1/2焊剂罐高度偏下510mm，以确保焊接处的焊剂有足够的淹埋深度。上钢筋放入夹具钳口后，调准动夹头的起始点，使上下钢筋的焊接部位位于同轴状态，方可夹紧钢筋。钢筋一经夹紧，严防晃动，以免上下钢筋错位和夹具变形。然后安放焊剂罐、填装焊剂。在正式进行钢筋电渣压力焊之前，必须按照选择的焊接参数进行试焊并作试件送试，以便确定合理的焊接参数。合格后，方可正式生产。当采用半自动、自动控制焊接设备时，应按照确定的参数设定好设备的各项控制数据，以确保焊接接头质量可靠。钢筋电渣压力焊是将两钢筋安放成竖向对接形式，利用焊接电流通过两钢筋间隙，在焊剂层下形成电弧过程和电渣过程，产生电弧热和电阻热，熔化钢筋，加压完成的一种压焊方法。 电渣压力焊的焊接过程包括四个阶段：引弧过程、电弧过程、电渣过程和顶压过程。 焊接开始时，首先在上、下两钢筋端面之间引燃电弧，使电弧周围焊剂熔化形成空穴；随之焊接电弧在两钢筋之间燃烧，电弧热将两钢筋端部熔化，熔化的金属形成熔池，熔融的焊剂形成熔渣（渣池），覆盖于熔池之上，此时，随着电弧的燃烧，上、下两钢筋羰部逐渐熔化，将上钢筋不断下送，以保持电弧的稳定，继续电弧过程；随电弧过程的延续，两钢筋端部熔化量增加，熔池和渣池加深，待达到一定深度时，加快上钢筋的下送速度，使其端部直接与渣池接触，这时，电弧熄灭而变电弧过程为电渣过程；待电渣过程产生的电阻热使上、下两钢筋的端部达到全截面均匀加热的时候，迅速将上钢筋向下顶压，挤出全部熔渣和液态金属，随即切断焊接电源，完成了焊接工作。 电渣压力焊适用于现浇钢筋混凝土结构中竖向或斜向（倾斜度在4：1范围内）钢筋的连接，特别是对于高层建筑的柱、墙钢筋，应用尤为广泛。 .电渣压力焊接头的质量检验，2电渣压力焊接头外观检查结果，应符合下列要求：a.四周焊包凸出钢筋表面的高度应大于或等于4mm。b.钢筋与电极接触处，应无烧伤缺陷；c.接头处的弯折角不得大于30；d.接头处的轴线偏移不得大于钢筋直径的0.1倍，且不得大于2mm。e.外观检查不合格的接头应切除重焊，或采取补强焊接措施。 3.3闪光对焊连接 对于钢筋直径较小，钢筋级别较低，可采用连续闪光焊。当钢筋直径较大，端面较平整，宜采用预热闪光焊；当端面不够平整，则应采用闪光-预热闪光焊。在焊接时，要注意保证电源以及对焊机的安全应用，对于闪光对焊的相关参数要求必须严格遵守。在正式焊接前要先做好试件的焊接试验，确保焊接参数的准确无误，方可成批生产。 对于钢筋闪光对焊焊接施工，连续闪光焊通电后，应借肋操作杆使两钢筋端面轻微接触，使其产生电阻热，并使钢筋端面的凸出部分互相熔化，并将熔化的金属微粒向外喷射形成火光闪光，再徐徐不断地移动钢筋形成连续闪光，待预定的烧化留量消失后，以适当压力迅速进行顶锻，即完成整个连续闪光焊接。预热闪光焊通电后，应使两根钢筋端面交替接触和分开，使钢筋端面之间发生断续闪光，形成烧化预热过程。当预热过程完成，应立即转入连续闪光和顶锻。闪光预热闪光焊，通电后应首先进行闪光，当钢筋端面已平整时，应立即进行预热、闪光及顶锻过程。 在铁路建筑工程施工中，钢筋焊接优选钢筋闪光对焊。闪光对焊是钢筋接头焊接中成本低、质量好、效率高的焊接方法，是建筑工程中大量采用的接头焊接方法。通常闪光对焊焊接有三种方法：是连续闪光焊、预热-闪光焊；闪光-预热-闪光焊。连续闪光焊适用于焊接直径小的钢筋接头；闪光-预热-闪光焊适用于焊接直径大的钢筋接头；预热-闪光焊是将闪光-预热-闪光焊去掉第一次闪光过程，在此指导书中不在赘述。由于钢筋多数采用钢筋切断机断料，端部有压伤痕迹，端面不够平整，这时宜采用闪光-预热-闪光焊2.1连续闪光焊（只用于焊接直径小的钢筋接头） 将钢筋分别夹紧固定在电极和可动电极上，接通电源，使钢筋逐渐移近，端面逐渐接触，钢筋端面接触点在大电流作用下，迅速熔化、蒸发、爆破呈高温粒状金属，从焊口内高速飞溅出来，形成闪光现象。而后再徐徐移动钢筋，使闪光连续发生，接头也同时被加热。直至接头端面烧平，杂质闪掉，白热熔化时，搬动可动电极在顶锻压力下，液态金属排挤在焊口外，使两根钢筋焊牢。连续闪光焊所能焊接的最大钢筋直径如下表：（场用对焊机为 2.2闪光-预热-闪光焊（焊接大直径的钢筋多采用此方法） 闪光-预热-闪光焊，一次闪光的目的是把钢筋端部的压伤部分利用闪光烧掉，使钢筋焊接断面平整，有利于提高和保证焊接接头质量。一次闪光过后，进行预热阶段。将夹具上的钢筋在电源闭合后开始以较小的压力接触，然后又离开，这样不断地断开又接触，每接触一次，由于接触电阻及钢筋内部电阻使焊接区加热，拉开时产生瞬间闪光。反复多次接触、拉开，钢筋接头温度逐渐升高，称预热阶段。当钢筋达到可焊接温度后，进行二次闪光，二次闪光目的是排除对焊接头间的空气和夹杂物，保持焊口间足够的热量。二次闪光要连续稳定，火花喷射要细而均匀，二次闪光时间不宜过长，也不可中断，在连续闪光中迅速顶锻。顶锻过程要快而有力，防止空气介入，使钢筋两端过热金属被挤出，两段钢筋焊接一起闪光对焊接头的质量检验, 闪光对焊接头外观检查结果，应符合下列要求：a.接头处不得有横向裂纹；b.与电极接触处的钢筋表面不得有明显烧伤；b.接头处的弯折角不得大于30；c.接头的轴线偏移，不得大于钢筋直径的0.1倍，且不得大于2mm。e.外观检查结果，当有1个接头不符合要求时，应对全部接头进行检查，剔出不合格接头，切除热影响区后重新焊接电弧焊：电弧焊是利用弧焊机送出的低压高电流将焊条与电燃烧范围内的焊件融化，凝固后便形成焊缝与接头。电弧焊的主要设备是弧焊机，弧焊机可分为交流弧焊机和直流弧焊机两类。起重焊接整流器，是一种将交流电变为直流电的手弧焊电源。这类整流器多用硅元件作为整流元件，故也称硅流焊机。焊接的质量受到焊接的技术参数影响，技术参数运用的正确，质量则万无一失。焊接层数、电弧电压、焊条的选择、焊接的速率、焊接的电流等是主要的焊接技术参数。焊接工作中，焊缝的形状、大小，焊接效益与焊接质量都受到焊接技术参数的影响。焊接工作技术上的一流还不够，参数的有效把握才是关键。 1）焊条。焊条的厚度。焊条的直径大小随着焊件的厚度变化而变化，并且二者成正相关。在现实焊接过程中，我们通常参考以下数据进行焊件的厚度与焊条直径作对比。见以下对比值；焊条的直径在相同的板厚前提下可以就焊缝位置坐直径大小选择，以不大于5 mm的直径进行立焊，以小于4 mm的直径进行衡焊与仰焊，通过直径的有效选择，熔池得到减少，避免过多金属下流；焊接的层数。在头层的焊接中出现大直径的焊条往往会出现不可焊透的情况，这是由于太长的弧度造成的，因此根据焊体的厚度做好焊条直径的选择才是明智之选；接头选择。焊接工作中的焊透问题不存在于T形接头与搭接接头，要想加快工作效率只能选择大直径焊条。 焊条直径选择的参考数据： 焊件厚度 1.5；2；3；4-5；6-12 ；12 焊条直径 1.5；2；3.2；3.2-4；4-5；4-6 2）焊接的电流。焊条的直径受焊接电流影响，焊接的层数、接头形式、焊缝的方位与焊体的厚度。焊条的直径与焊接电流有以下对比关系。选择小于平焊的电流的百分之十到百分之15为横焊与立焊电流值，仰焊电流则是15%-20%，如果选择低氢型焊条，那么电流应该减小。3）配选电弧的电压。弧的长度决定了电弧的电压的大小。根据手工电弧焊分析得出，电压的高低与电弧长度成正相关。但并不是电弧的电压越高就越好，应该长短适中，且根据实际分析，比如短弧实用于低氢型焊条。 4）焊接速率。所谓的速度就是在一定时间内所做的焊接工作。焊接中要把握速度的快慢，要在焊实钢筋前提下做到不焊穿，另外，焊接的高度和焊缝密度要规定设计相符合。在较慢焊接速度下，高温在一处停留较久，长时间的缓慢前行热度扩大，使得晶粒体积增大，不易灵活的操作。另外如果遇到较为薄弱的焊接板，可轻易的被烧穿。当然，过快的移动也会因熔池的低温导致焊板间融合度不够、未焊实等情况。整个焊接工作质量受焊接速度制约。因此，应在焊接电流与焊条的质量增加上采取必要的速度保证焊接质量过关与焊接宽窄高度一致。 5）焊接的层数。多层焊情况是在高厚度的焊体下产生的，在进行多层焊接时，对于普通钢与低碳钢应该注意焊接的厚度，避免造成对焊接体的损坏。通常是以3 mm-4.5 mm的焊缝层高度来判断焊接质量的好坏。电弧焊接头外观检查结果，应符合下列要求；焊缝表面应平整，不得有凹陷或焊瘤；b.焊接接头区不得有肉眼可见的裂纹；c.咬边深度、气孔、夹渣等缺陷允许值及接头尺寸的允许偏差，应符规定表4、结语 随着建筑对结构的强度与荷载能力的要求逐渐增大，钢筋混凝土结构的施工质量越来越受到设计人员的关注。而钢筋的连接设计是保证结构质量的一项重要设计内容，相应的，其连接技术的合理与否更是影响结构质量的关键。因此，在钢筋的应用中，必须要根据不同的设计应用需求，选择最合理的钢筋连接方式并加强管理控制，不断提高连接技术水平，使未来的钢筋连接技术更加方便快捷，连接效果更加稳固可靠。钢筋机械连接技术的比较与分析摘 要：钢筋机械连接技术对于确保钢筋接头质量，提高工作效率具有明显的优势。分析各种钢筋机械连接的特点，重点探讨钢筋剥肋直螺纹连接的优点。 随着建筑行业的不断发展，各类高层、超高层建筑逐年递增，混凝土结构大量应用，目前混凝土结构中所采用的钢筋连接方法很多，其中传统的方法有绑扎法、焊接法等，而这些传统方法的使用由于各种缺陷受到了不同程度的限制。先进的钢筋机械连接技术取代传统技术已势在必行，我国近年来在这方面的研究也取得了迅速发展，从上个世纪90年代开始，相继开发出套筒冷挤压、锥螺纹、镦粗直螺纹、挤压肋滚轧直螺纹、剥肋滚轧直螺纹连接技术。新的钢筋机械连接技术已经慢慢的取代了传统的焊接、绑扎工艺，在工业、民用、公路桥梁、水坝以及大型建筑上得到了广泛的应用。 1 钢筋机械连接技术分类 1.1钢筋套筒挤压连接 该技术是国内首先研究开发成功的一种高可靠性的机械连接方法，其连接对象是各种规格、级带肋钢筋。连接施工时将两待连接钢筋插入连接钢套筒，然后用专用超高压钢筋挤压连接设备挤压钢套筒，使钢套筒产生一定的塑性变形，与钢筋的横肋紧密啮合，将两钢筋牢固连接在一起。钢套筒的特点是屈服强度低于钢筋，但承载能力大于钢筋。 挤压连接适用范围广，质量可靠，检验方便，对现场条件和接头部位没有要求，任何地方设备一到即可施工。套筒挤压连接的优点是接头强度高，质量稳定可靠；安全，无明火，不受气候影响；适应性强，可用于垂直、水平、倾斜、高空、水下等各方位的钢筋连接，还特别适用于不可焊钢筋、进臼钢筋的连接。其缺点是设备笨重，工人劳动强度大，连接速度不如螺纹连接，套筒较大，成本比螺纹连接高，适用于要求高的结构和部位。1、钢筋套筒挤压连接技术 套筒挤压连接是把两根待接钢筋的端头先插入一个优质钢套筒，然后用挤压机在侧向加压数道，套筒塑性变形后即与带肋钢筋紧密咬合达到连接的目的。套筒挤压连接的优点是接头强度高，质量稳定可靠；操作安全，无明火，不受气候影响；连接方式适应性强，可用于垂直、水平、倾斜、高空、水下等各方位的钢筋连接，还特别适用于某些化学组成不适宜采用传统焊接工艺的钢材连接，如特种钢材、进口钢筋等。主要用于直径为2040mm带肋钢筋的连接。 套筒挤压连接技术在应用初期，由于钢套筒都是由外地生产厂家供应以及现场操作人员操作水平较差等原因，套筒挤压接头的质量较不稳定，推广应用受到一定限制。1998年初，厦门开始有了自己的钢套筒生产基地、套筒接头施工设备和施工人员培训等基本配套，使套筒挤压接头质量检验合格率得到显著提高，质量稳定性得到有效保证，该技术在厦门建筑工程中得以推广应用。二、套筒挤压连接带肋钢筋套筒挤压连接是将两根待接钢筋插入钢套筒，用挤压连接设备沿径向挤压钢管套筒，使之产生塑性变形，依靠变形后的钢套筒与被连钢筋纵、横肋产生的机械咬合成为整体的钢筋连接方法。1、施工要点。在进行挤压连接前要先做好准备工作。将钢筋端头的锈迹、泥沙、油污等清理干净，将钢筋与套筒进行试套，不同直径钢筋的套筒不得串用。检查挤压设备情况进行试压。2、质量检验。在进行钢筋套筒挤压接头时，技术提供单位应提交检验报告和套筒的出场合格证。连接接头进行抗拉试验。取样时500个接头作为一个验收批，每一验收批抽取10%的挤压接头做外观检查，抽取三个试件做拉伸试验。外观检查的标准。（1）挤压后套筒长度应为1.101.15倍原套筒长度，或压痕处套筒的外径为0.80.9倍原套筒的外径。（2）挤压接头的压痕道数应符合型式检验确定的道数。（3）接头处弯折不得大于4。（4）挤压后的套筒不得有肉眼可见的裂缝。如外观质量合格数大于等于抽检数的90%，则该批为合格。如不合格数超过抽检数的10%，则应诸葛进行复检，在外观不合格的接头中抽取六个试样做单向拉伸试验再判别。做单向拉伸试验时：挤压接头试验的钢筋母材应进行抗拉强度试验。三个接头试样的抗拉强度均应满足A级或B级抗拉强度的要求；对A级接头，试验抗拉强度尚应大于等于0.9倍钢筋仄的实际抗拉强度（计算实际抗拉强度时，应采用钢筋的实际横截面面积）。 1.2钢筋锥螺纹连接 该技术是紧随钢筋挤压连接技术开发的一种快速方便的机械连接方法，其连接对象包括各种规格、和级钢筋，连接施工前，首先用专用钢筋车牙机将每根钢筋的连接端加工出锥形螺纹(简称丝头)，在现场连接施工时，将钢筋丝头插入具有相应内锥螺纹的连接套筒，用扳手和力矩扳手，将两根钢筋与连接套筒旋转、拧紧至规定程度，而将两根钢筋连接在一起。 锥螺纹连接速度快，价格低，但施工管理要求高，工序较复杂，钢筋与套筒连接时必须施加一定的拧紧力矩才能保证连接质量。影响其质量的主要方面是螺纹精度和连接时的拧紧力值。锥螺纹接头破坏都发生在接头处，若现场加工的锥螺纹质量不佳，漏拧或扭紧力矩不准，丝扣松动等都对接头强度和变形有很大影响，但接头连接时拧紧力值不用力矩扳手检查无法判定，力矩扳手检查又不能达100%，因此接头质量受人为因素影响程度较大。因此，必须重视锥螺纹接头的现场检验，严格执行行业标准中“必须从工程结构中随机抽取试件进行现场检验的规定，绝不能用形式检验的证明材料或送样试件作为判定接头强度等级的依据。要求不很高的结构部位才用锥螺纹接头，可以保证质量，提高效率。钢筋锥螺纹连接技术 锥螺纹连接是用锥形螺纹套筒将两根钢筋端头对接在一起，利用螺纹的机械咬合力传递拉力或压力。所用的设备主要是套丝机，通常安放在现场对钢筋端头进行套丝。套筒一般在工厂内加工。连接钢筋时利用侧力板手拧紧套筒至规定的力矩值即可完成钢筋的对接。锥螺纹连接现场操作工序简单，速度快，适用范围广，不受气候影响。但锥螺纹接头破坏大都发生在接头处，接头强度偏低，达不到与母材完全等强。现场加工的锥螺纹质量不易保证，漏拧或扭紧力矩不准，丝扣松动等对接头强度和变形有很大影响，锥螺纹接头质量稳定性较差。 目前，锥螺纹接头成本虽较套筒挤压接头低，但在建筑工程的使用程度不如套筒挤压接头范围广。该技术于1998年初在海沧大桥东塔工程中使用，主要用于直径20mm带肋钢筋的连接。目前正施工的香格里拉大酒店项目中已用于直径3240mm带肋粗钢筋的连接。厦门市建筑工程检测中心站对锥螺纹接头的检测数据表明，锥螺纹接头抗拉强度的检验合格率不如套筒挤压接头高。 针对锥螺纹接头强度偏低，稳定性较差，国际新动向是发展等强螺纹连接。目前国内已开发出GK型等强钢筋锥螺纹接头成套技术。该技术不改变普通锥螺纹接头工艺中的任何参数和设备、工具、连接件等，仅在车削钢筋锥螺纹丝头之前增加一道预压工序，使钢筋端头发生塑性变形而提高强度，弥补了因车削螺纹使钢筋母材截面尺寸减小而造成的接头承载能力下降的缺陷，从而使接头强度大于相应钢筋母材强度，质量稳定性得到保证。厦门建筑工程上亟待引进和开发等强钢筋锥螺纹连接技术，以提高建筑工程质量和锥螺纹接头检验合格率。 锥螺纹套筒连接锥螺纹套筒连接是将两根待接钢筋端头用套丝机做出锥形外螺纹，然后用带锥形内螺纹的套筒将钢筋两端拧紧的钢筋连接方法。这种连接方法具有接头可靠、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，可连各种钢筋，不受钢筋种类、含碳量的限制，这种接头的价格适中，成本低于冷挤压套筒接头，高于电渣压力焊和气压焊接头。但所连钢筋直径只差不宜大于9mm。锥螺纹套筒的材质：对II级钢筋采用3040号钢，对III级钢采用45号钢。锥螺纹套筒的尺寸，应与钢筋端头锥螺纹的牙型与牙数匹配，并应满足承载力略高于钢筋母材的要求。锥螺纹套筒的加工，宜在专业工厂进行，以保证产品质量。各种规格的套筒外表面，均有明显的钢筋级别及规格标记。套筒加工后，其两端锥孔必须用与其相应的塑料密封盖封严。锥螺纹连接的钢筋，下料可用钢筋切断机或砂轮锯，但不准用气割下料，不准端头有挠曲或有马蹄形。钢筋两端用套螺纹机套螺纹，螺纹的完整数要达到要求锥螺纹牙型与牙型规吻合，锥螺纹的小端直径必须在卡规的允许误差范围内。经检查合格后，一端拧上塑料保护帽，另一端用力矩扳手拧紧连接管，并扣上塑料封盖。运输过程中应防止塑料保护帽破坏使丝扣受损。钢筋连接时，回收钢筋上的塑料保护帽和连接套管上的塑料封盖，将力矩扳手调至规定力矩值的刻度上，用带有连接套管的钢筋拧到待连接钢筋上，当听到力矩扳手发出“咔哒”响声时，即达到钢筋接头拧紧力矩值。钢筋接头强度的检查：在正式连接前，按每种规格钢筋接头每300个为一批，做3个接头试样做拉伸试验。当接头式样达到下列要求时，即为合格的接头：1、屈服强度实测值不小于钢筋的屈服强度标准值。2、抗拉强度实则之与钢筋屈服强度标准值的比值不小于1.35倍，异径钢筋接头以小直径抗拉强度实测值为准。1.3钢筋镦粗直螺纹连接 该技术首先用专用冷镦设备将钢筋连接端部进行镦粗，然后用钢筋套丝机在钢筋镦粗部位加工直螺纹，在现场用钢筋扳手旋转钢筋和连接套筒（加工有相应内螺纹），即把两根带直螺纹丝头的钢筋连接在一起。这种连接方