钢筋等强直螺纹连接技术在核电站土建工程中的应用

钢筋等强直螺纹连接技术在***核电站土建工程中的应用摘要：以往工程施工中的钢筋对接多采用焊接的形式，钢筋的机械连接在很多场合下弥补了焊接的不足，通过对套筒冷挤压、直螺纹、锥螺纹进行试验，以及在工程中的应用，证明了等强直螺纹连接优于其它的连接形式。关键词：钢筋机械连接等强直螺纹连接套筒冷挤压、直螺纹、锥螺纹***核电站2*1000MW为引进俄罗斯两台WWER-1000/428（AES-91）型核电机组，俄方进行核电站总体设计。各建筑物从基础底板到上部结构基本为现浇混凝土结构，采用的钢筋规格较多（6.5～40），其中主筋规格较大(多为Ⅲ级钢筋、其中Dmax为40mm)，较多为Ф28～Ф36且钢筋布置密集，图纸中明确Ф25及以上钢筋采用机械连接。在工程施工中，根据实际施工现状采用了套筒冷挤压、直螺纹、锥螺纹等几种机械连接技术。其中较大规格直径的钢筋以等强直螺纹连接形式最为广泛。1钢筋机械连接技术简介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，采用机械连接也是较为优良的方案。近年来，我国钢筋机械连接技术发展极为迅速，各类高层建筑、大跨度结构、桥梁、水工结构、核电站等重大工程中推广应用了数以万计的钢筋机械连接接头，其中套筒挤压连接和锥螺纹连接二种接头形式应用较为广泛。国家标准《钢筋机械连接通用技术规程》其中规定：1.对于A级接头以接头抗拉强度应达到或超过钢筋母材的抗拉强度标准值，并具有高延性及反复拉压性能；2.对于B级接头以接头强度达到或超过母材屈服强度标准值fyk的1.35倍，并具有一定的延性及反复拉压性能；C级接头仅能承受压力。上述分类说明，同为钢筋机械连接，性能等级却不同，应用范围也不同。一般来说，套筒挤压接头都能达到A级接头性能指标，性能较稳定，尽管挤压设备较重、施工速度较慢、价格略高，但因其接头质量的可靠性，应用量仍居首位。锥螺纹接头施工方便，价格便宜，很受施工单位欢迎，但因截面形状不规则的影响，接头强度及变形性能受测力扳手精度、工人素质及操作水平的影响比较大，尽管这样试件有时可取得A级证明，现场接头施工质量波动较大，现场抽样合格率较低，多数接头只能达到B级接头标准。钢筋等强直螺纹连接是我国近期开发成功并广泛使用的新型钢筋机械连接技术。其通过对钢筋端部扩粗、切削螺纹、在进行连接套筒、对接钢筋。此种方法综合了套筒挤压和锥螺纹连接技术的优点，具有接头强度高，质量稳定、施工方便、连接速度快、应用范围广、综合经济效益好等特点。2等强直螺纹接头的制作工艺介绍2.1制作工艺等强直螺纹接头制作工艺分下列三个步骤：①钢筋端部镦粗②切削直螺纹③用连接发套筒对接钢筋。钢筋镦粗用的镦头机能自动实现对中、夹紧、镦头等工序，每次镦头所需时间为30～40S，每台班约可镦头500～600个，镦头操作十分简单。镦头机重量仅380kg，便于运至现场加工。直螺纹套丝采用专用机床，可用于不同直径钢筋的套丝加工，并严格保持丝头直径和螺纹精度的稳定性，保证与套筒的良好配合和互换性。连接套筒则在工厂按设计规格及精度要求预制好后装箱待用。第三步在现场用连接套筒对接钢筋，利用普通扳手拧紧即可。2.2接头性能与接头类型接头性能为充分发挥钢筋母材强度，连接套筒的设计强度大于等于钢筋抗拉强度标准值的1.2倍，直螺纹接头标准套筒的规格，尺寸见表1。表1晴钢筋直径晨（润m浊m弹）我套筒外径壳（底m拖m奸）留套筒长度渴（绳m旁m笨）氧螺纹规格诚（造m双m斩）枯20友32谁40脑M24×2.湿5钩22裤34句44补M25×2.裕5督25容39匆50园M29×3.萍0统28美43垂56贞M32×3.刊0怎32熄49后64绍M36×3.但0铲36宋55春72沈M40×3.蛙5喝40辰61绪80护M45×3.虾5对不同直径规格的Ⅱ、Ⅲ级钢筋进行了等强直螺纹接头的型式检验，全部近百根试件的检验结果均超过了行业标准《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107-96中A级接头质量标准。实际上试件均断于钢筋母材，达到了等强级标准。φ22至φ32的24根钢筋接头试件在高应力反复拉压和大变形反复拉压，试验中测得的残余变形u20和u4、u8平均值分别为0.025和0.038、0.09远小于"规程"中的限值0.3mm，说明接头性能良好，破坏全部发生于钢筋母材。接头类型子将四直螺纹接头鸟在应用范围上甜更加广泛，一蔽些带弯筋的场茎合、钢筋笼和陷钢筋不能转动战的场合，可利阁用钢筋一端制疾作加长螺纹，刷将连接套筒先政全部拧入一端够钢筋，待另主一绞撤端钢筋端头靠森拢后将连接套掌筒反拧实现对伪接。必要时可戴增加锁定螺帽站（锁母）。根质据不同的应用废场合，接头可补分为让表项2逮所示的六种类羞型。镇伴晶烂歼有补释表贿2脱序号感型式禽使用场合右1妖标准型声正常情况下连易接钢筋娇2貌加长型甘用于转动钢筋祝较困难的场合文，通过转动套肤筒连接钢筋配3古扩口型梅用于钢筋较难鲁对中的场合诱4系异径型疤用于连接不同丝直径的钢筋概5沿正反丝扣型沾用于两端钢筋阳均不能转动而酸要求调节轴向刻长度的场合词6姥加锁母型省钢筋完全不能俱转动，通过转粱动套筒连接钢皱筋，用锁母锁竿定套筒烟保雨1欣）标准型接头般是最常用的。槐套筒长度均纷为异2享倍钢筋直径，类以录φ薄25mm泽钢筋为例套筒虹长度热50mm闭，钢筋丝头长斗度晌25mm凑，套筒拧入一蹄端钢筋并用扳申手拧紧后，丝胆头端面即在套悄筒中央，再将屿另一端钢筋丝报头拧入并用普山通扳手拧紧，条利用两端丝头容相互对顶力锁们定套筒位置。棉召刃2驰）扩口型接头秃是在连接套筒米的一某端咸5~听6mm邀长范的哈45耐°妨角的扩口段，瓦以利钢筋对中蛇入扣。眉套筒的检验、宜验收飘套筒的外芳径、长度按图鸭纸给定的尺寸缘检验，螺纹用捉精度夺为陕6蜜H版的螺纹塞规检墓查。止端螺纹延塞规不能通过锋螺孔，但允许嫂部分旋合，旋受合量不能超泼过些3数P泰（望P侦为螺距）。套绑筒检查基础上童及尺寸见下浪表偷3唐：就远帅阳庆守肝医表阁3度序号爽型号隐外评径堂Φ命长余度棉I否螺纹规格暗1金HG·B25行43+0.5护50±0.5猫M32×3隙6H耐2穴HG·B28萝49+0.5峡56±0.5常M36×3咐6H概3栋HG·B32刷55+0.5舌64±0.5橡M40×3必6H鼻4干HG·B36驻61+0.5窑72±0.5魄M45×3岂6H晒5丙HG·B40供64+0.5托80±0.5裂M48×3闹6H蚊螺纹塞规业应选用专业厂愉家生产的标准航产品，并且使型用中每三个月酸检定一次，防脱止因塞规磨损遮造成超差。螺星纹塞规规格精锣度见下攀表落4堂：辨这固旨粉顷乐表欣4适序号填钢筋规格夹螺纹规格航螺纹规精度洽1飞25宿M32×3镜6H骄2栽28付M36×3鱼6H熊3衬32但M40×3堤6H浴4呈36库M45×3毕6H递5渴40画M48×3所6H背3列贝等强直螺纹接路头的特点及与妹其他钢筋连接刑接头的技术经辈济比较感金宁王名茎丢悠表货5锁对比内容扣搭接克闪兴对焊歼套筒冷挤压徐等强度锥螺纹欺等强度直螺纹典施工天气卖全天候施工滨刮风下雨、低悬温不能施工鹰全天气施工胜全天气施工艳全天气施工否操作工人蝇一般培训狐专门培训，施百工前工艺评定单，选择适当的浅工艺参数稀专门培训，施仅工前工艺评定摘，确定挤压参忠数调专门培训，施廊工前工艺评定衫专门培训，施曾工前工艺评定谣接头与操作技过术的关系伯无关邪有关悔有关贸有关婚有关循接头操作人数饶2殖～性3虎1惠2掠1婆～扶2寇1承～片2宗一个接头所需纤时间率3暗～押4min激3挺～亭4min纷5绸～背8min掌4捏～俩5min俗4芳～明5min枝相差一个直径绵型号的钢筋连指接爆可以锄不可以愈可以，但钢筋值直径相差不应狭大于视5mm插可以，一次连典接钢筋直径不后宜超吗过贿2植级劈可以，一次连程接钢筋直径不土宜超爱过榨2纳级闻着火爆炸隐患息无贡有洒无完无引无闪污染环境究无熊有绒无姓无壁无邮对工期影响屠几乎不占用主代导工期，现场库和后期无需加步工制作稍几乎不占用主嚷导工期，后台净加工工期较短炉需占用现场主忌导工期且影响渣；较大，后台惰先挤压一端套鹿筒，较现场挤骗压时间每短质量稳定行几乎不占用现润场主导工期，汤后台螺纹加工宫工期较长蝇几乎不占用现洁场主导工期，衫后台螺纹加工果工期较长划接头质量刑差拉较小规格接头油的质量可较好咏控制，较大规奖格的质量易产面生波动撞质量稳定志质量稳定庆质量稳定抛标准型套筒长牲度丝(磁40mm全)任无严无与240mm三120mm铲80mm往1躲万个钢筋接头陷耗能袭无沟60000k宁W·h络(浴约赢)拔2400kW做·h艳(布约饱)脊2100k矮W·h牢(薪约划)宽2200kW贸·h誉(遮约炊)漫1复个潮φ风3沙2乳钢筋接头用钢袖量衬11.035到kg储0.19kg听1.94kg别0.82kg断0.78kg隔φ跃3逆2搭钢筋接头单价羽2唤8头～道3害2坟元刮1垄0雹～串1虎4喂元少3您2货～揪3葵4紧元标2晴8列～狡3牧2圆元苏2躲1去～滥3团2悉元前优点勇简便易行，不疑需要任何机械昆设备架能节约材料，排工作效率高能里缩短工期，效铲益较好聋机动灵活，可贴根据现场施工妄需要切断再连书接澡连接快，易操破作，特别是钢途筋密集区更优偷越井连接快，易操路作，钢筋密集蚂区更优越，较手锥螺纹省去扭循力扳紧凑缺点陆不利于材料节栋约所(佩特别是粗钢碎筋由)柜，搭接区钢筋或密集不易浇筑蜘砼招适渐用赖φ会3视2等以下钢锯筋刷(融不自含梢φ前32扔)片，制作需要的项作业面较大，鞭长度超过雨16m刃时运输不便且砍需采用专用吊麻具夏由于在施工现终场作业，施工晶占用主导工期违较多，施工使丸用的设备较重翅，钢筋密集区禁挤压操作困难更加工精度要求谋较高，加工工罪期长且使用部贿位受争限忍(征特别是异形钢胸筋坊)晌加工精度要求判较高，加工工辅期长宪接头要求吗各受力钢筋之项间的绑扎接头惩位置应相互错编开，从任一绑绒扎接头中心至误搭接长剩度荒l劣1赵的臣1.脊3狱倍区段范围内爽，有绑扎接头袜的受力钢筋截差面面积查百分率为受拉俗区不超绩过勤25闭%霉，受压区不超燕过朝50%造设置在同一构毒件的焊接接头畏应相互错开，恼从任一焊接接晶头中心至长度堵为钢筋直膝径爽d有的辣3内5虏倍区段范围内尊，同一钢筋不座得腿有诱2羽个接头，在该身区段有接头的愁受力钢筋载截悠面面积占受力挨钢筋总截面百机分率为非预应扁力钢筋受拉区钓不宜超糠过股50%狡受力钢筋间的查绑扎接头位置射应相互错开，胆从任一焊接接陡头中心至长度桐为钢筋直径贯的困3筝5增倍范围内有接撑头的受力钢筋抬截面面积占受踢力钢筋总截面变百分率为受拉雾区不超量过铺50洒%稼，但受力较小菠的部位和受压化区旋A腿级接头不受限棵制催受力钢筋间的痰绑扎接头位置汉应相互错开，诵从任一焊接接碍头中心至长度卫为钢筋直径宿的链3凝5部倍范围内有接炭头的受力钢筋贝截面面积占受渣力钢筋总截面鸣百分率为受拉索区不超勉过抖50团%就，但受力较小最的部位和受压疯区礼A腹级接头不受限巷制，严禁在接套头处弯折，需临弯折时昨在吉10符d途以外蹄受力钢筋间的索绑扎接头位置通应相互错开，安从任一焊接接耀头中心至长度算为钢筋直径五的谅3吉5肉倍范围内有接剩头的受力钢筋登截面面积占受盾力钢筋总截面视百分率为受拉欢区不超杯过户50富%衡，但受力较小宜的部位和受压花区经A伤级接头不受限汁制雹使用部位籍适用欧于爪φ罢3柱2乖以下钢筋接头誓，不适用于粗烘直径钢筋接头晌适瓣于再φ邪3打2湿以下钢筋接头顺，在面积较大阻的底板中应用梁更优越，不适测于大锁于弊φ饱3恋2定粗直径钢筋接坑头始适用于桶Ⅱ慈、交Ⅲ闻级粗钢筋接头孙，不适用于钢塑筋特别密集区凑适用于党Ⅱ是、打Ⅲ揭级粗钢筋接头典，特别是密集咸区，不适用于哲异形钢筋惭适用于猜Ⅱ疮、京Ⅲ爹级粗钢筋接头剑，特别是密集右区、钢筋不能伏转动的部位饱现场检验与验坟收谎检查钢筋搭接庆长度是否满足鼠要求，接头部听位是否错开很对焊接头随机桨抽鹰取娘10越%啄进行外观检查系，鸦30见0绝个为一验收遮批队(繁不足也为一叛批立)行进行力学试验闻，泊3绞个进行拉伸试提验榨，亮3猫个进行弯曲试缠验沾对接头随机抽立取炎10叠%座进行外观检查势和单向拉伸试贝验眯，屿50岗0脂个为一验收院批循(吧不足也为一程批烤)厦并在工程中随张机抽挪取会3号个试件做单向蚊拉伸试验来随机抽商取笨10药%彼进行外观检查坟，用力矩扳手稿抽检连接质量店，接50青0么个为一验收印批模(目不足也为一泼批次)器，并在工程中箩随机抽并取池3遇个试件做单向栏拉伸试验疾对接头随机抽断取富10脑%陷进行外观检查禁和单向拉伸试幼验伶，供50徒0尽个为一验收炊批克(叨不足也为一手批挺)剧并在工程中随捉机抽拔取棚3辣个试件做单向径拉伸试验洗连渡飞凉凯定逆蔬朋恳投4结束语咬从笼角上表比较中其获中钢筋直螺纹誉连接，较适用须于较大直径钢尝筋间、或变径售钢筋间的连接窃，尤其在较粗伸直径钢筋布置喷密集区域及施垮工作业面狭小丈时其优点更为盏突出。因此家，境登相比之下等强膊直螺纹机械连售接显示了其强专度既高质量又浊稳定、施工快裕捷方便、价格各适中的优越性蓄。在蜻***暗核电站一期工兔程其应用取得默较好的经济效治益，并保证了浮工泡程科残质量和工程进秒度。征拉鄙4.碍1略直螺纹接头的朱优点称强度高：镦粗臣段钢筋切削螺汗纹后所得截面派仅大于钢筋原证截面面积，即况螺纹不削弱截皮面，从而可确工保接头强度大见于钢筋母材强吐度。柿性能稳定：接索头强度不受扭刺紧力矩影响，薄丝扣松动或少毁拧律入萍2出～吗3聋扣均不会明显支影响接头强度钥，排除了工人译素质和测力工得具对接头性能设的影响，比锥旨螺纹接头稳定吨得多。度连接速度快：拦直螺纹套筒比土锥螺纹套筒洁短将40派%阁左右。且丝扣户螺距大，拧入摇扣数少，且不规必用扭力扳手往，加快连接速忠度。油应用范围广：涌对弯折钢筋、腿固定钢筋钢筋事笼