《水利工程智能施工与管理》课件-6.2.4钢筋冷拉与冷拔

钢筋冷拉与冷拔为了提高钢筋的强度，节约钢材，满足预应力钢筋的需要，工程上常采用冷拉、冷拔的方法对钢筋进行冷加工，来获得冷拉钢筋和冷拔钢丝。钢筋的冷加工有冷拉、冷拨、冷轧等三种型式。钢筋冷加工钢筋的冷拉是在常温下对钢筋进行强力拉伸，使拉应力超过钢筋的屈服强度，钢筋产生塑性变形，以达到调直钢筋提高钢筋强度、节约钢材的目的。一、钢筋的冷拉一、钢筋的冷拉冷拉工艺适用于Ⅰ～Ⅳ级钢筋。钢筋经过冷拉后，长度一般增加4%～6%，屈服强度可提高20%～25%，可节约钢材10%～20%。但冷拉后的钢筋塑性降低，材质变脆。冷拉钢筋一般不用做受压钢筋；在承受冲击荷载的动力设备基础及负温条件下不应采用冷拉钢筋。根据DL/T5169-2002规定，在水工结构的非预应力钢筋混凝土中，不宜采用冷拉Ⅱ级及其以上的钢筋。冷拉设备冷拉设备由拉力设备、承力结构、测量装置和钢筋夹具等部分组成(如下图)。拉力设备可采用卷扬机或长行程液压千斤顶；承力结构可采用地锚；测力装置可采用弹簧测力计、电子秤或附带油表的液压千斤顶。一、钢筋的冷拉冷拉设备1—卷扬机；2—滑轮机；3—冷拉小车；4—夹具；5—被冷拉的钢筋；6—地锚；7—防护壁；8—标尺；9—回程荷重架；10—回程滑轮组；11—传力架；12—槽式台座；13—液压千斤顶冷拉控制方法控制应力或控制冷拉率两种方法。（1）控制应力法采用控制应力方法冷拉钢筋时，其冷拉控制应力及最大冷拉率应符合下表的规定。冷拉时以表规定的控制应力对钢筋进行冷拉，冷拉后检查钢筋的冷拉率，如果没有超过表规定的冷拉率，认为冷拉合格；若超过表规定的冷拉率，则应对钢筋进行力学性能检验。控制应力法能够保证冷拉钢筋的质量，用作预应力筋的冷拉钢筋宜采用控制应力法。一、钢筋的冷拉冷拉控制方法一、钢筋的冷拉钢筋冷拉的冷拉控制应力和最大冷拉率钢筋级别冷拉控制应力(N/mm2)最大冷拉率(%)Ⅰ级d≤12mm28010.0Ⅱ级d≤25mm4505.5d=28～40mm430Ⅲ级

d=8～40mm5005.0Ⅳ级

d=10～28mm7004.0冷拉控制方法（2）控制冷拉率法采用控制冷拉率冷拉钢筋时，冷拉率控制值必须由试验确定。对同炉批钢筋，测定的试件不宜少于4个，每个试件都按下表规定的冷拉应力值在万能试验机上测定相应的冷拉率，取其平均值作为该炉批钢筋的实际冷拉率。如果钢筋强度偏高，平均冷拉率低于1％时，仍按1％进行冷拉。控制冷拉率法的优点是设备简单，但当材质不均匀，冷拉率波动大时，不宜保证冷拉应力，为此可采用逐根取样法。不能分清炉批的热轧钢筋，不应采用控制冷拉率法。一、钢筋的冷拉冷拉控制方法一、钢筋的冷拉测定冷拉率时钢筋的冷拉应力钢筋级别冷拉应力(N/mm2)Ⅰ级

d≤12mm310Ⅱ级

d≤25mm480d=28～40mm460Ⅲ级

d=8～40mm530Ⅳ级

d=10～28mm730冷拉钢筋的质量要求（1）应分批验收，每批有不大于20t的同级别、同直径冷拉钢筋组成。（2）冷拉后钢筋表面不得有裂纹及局部颈缩，作预应力钢筋应逐根检查。（3）冷拉钢筋的力学性能符合相关规定。（4）冷拉钢筋进行冷弯试验后，不得有裂纹、剥落或断裂现象。（5）预应力钢筋应先对焊后冷拉，以免因焊接高温的影响而降低钢筋冷拉获得的强度，同时冷拉也可检验对焊接头的质量。（6）钢筋经过冷拉后，表面容易发生锈蚀，因此要注意冷拉后钢筋的防锈工作。一、钢筋的冷拉冷拔是将直径6～8mm的热轧钢筋通过钨合金的拔丝模（下图）进行强力拉拔，钢筋通过拔丝模时，受到轴向拉伸与径向压缩的作用，使钢筋内部晶格变形而产生塑性变形，因而抗拉强度提高（可提高40％～90％），塑性降低，并呈硬钢性质。光圆钢筋经冷拔后称“冷拔低碳钢丝”。冷拔低碳钢丝分为甲、乙级，甲级钢丝主要用作预应力混凝土构件的预应力筋，乙级钢丝用于焊接网和焊接骨架、架立筋、箍筋和构造钢筋。二、钢筋的冷拔钢筋的冷拔示意图

钢筋冷拔的工艺过程是：除锈→轧头→拔丝。（1）除锈。钢筋表面常有一层氧化铁锈硬渣层，易损坏拔丝模，并使钢筋表面产生沟纹，容易造成断丝，因而冷拔前要进行除锈，方法是使钢筋通过3～6个上下排列的辊子以剥除渣壳。（2）轧头。由于拔丝模孔内径小于钢筋直径，为方便钢筋能顺利穿过拔丝模，钢筋前面一段要用轧头机轧细。轧压长度约200mm，轧压后的直径要比拔丝模孔小0.5～0.8mm。（3）拔丝。冷拔用的拔丝机有立式和卧式两种。冷拔速度约为0.2～0.3m/s，速度过大易断丝。二、钢筋的冷拔冷拔钢丝的加工方法冷拔钢筋的质量检验（1）外观检验外观检验是从每批冷拔丝中抽取5%的盘数（但不少于5盘）做检验，其要求是：钢丝表面光滑，无砂孔、伤痕和裂纹，无油污等。再用卡尺