摘要:随着住宅产业、能源交通等基础设施建设的不断发展,粗直径钢筋的使用日益广泛。钢筋机械连接接头将向高质量、易施工、操作简单且价格低廉的方向发展。通过对钢筋的各种连接技术进行特点,并结合实际钢筋工程进行分析比较,比较结果显示,钢筋机械连接技术在各种钢筋连接技术中具有很大的优势。同时由于其施工快捷方便,特别是与搭接和焊接相比,不仅大大降低了施工成本,还具有操作简便、连接效率高和质量稳定等优点,已成为钢筋连接领域今后发展的方向。
关键词:钢筋;连接;技术
引言
目前在建筑行业中,我国在钢筋混凝土结构施工中钢筋连接主要采用绑扎链接、机械连接、焊接连接。但是对于大直径粗钢筋绑扎连接目前用得比较少。钢筋机械连接技术的应用基本.上解决了粗直径钢筋连接问题,尤其是自90年代后期起,机械连接开始广泛地被采用。目前国内外广泛应用的机械连接形式主要有套筒挤压连接、锥螺纹连接和直螺纹连接。套筒挤压连接施工速度慢、劳动强度大,但钢筋接头性能好;锥螺纹连接施工速度快、劳动强度小,但其接头抗拉强度只能达到钢筋母材强度的95%左右而直螺纹连接不仅施工速度快、劳动强度低,而且接头质量能达到与钢筋母材等强。
2.建筑工程施工中的钢筋加工
2.1 绑扎搭接技术
绑扎搭接是指两根钢筋相互有一定的重叠长度,用铁丝绑扎的连接方法将两段钢筋连接在一起,一般用于混凝土内的加强筋网的钢筋连接,这种方法适用于钢筋直径比较小的连接,GB 50010- -2010《混凝土结构设计规范》中规定,直径大于25mm的受拉钢筋以及直径大于28 mm的受压钢筋,一般不采用绑扎搭接接头。绑扎搭接可分为手工绑扎搭接和机械绑扎搭接。绑扎搭接连接是通过钢筋与混凝土之间的粘结力握裹力来传递应力的方式。两根相向受力的钢筋分别锚固在搭接连接区段的混凝土中而将力传递给混凝土,从而实现钢筋之间应力的传递。搭接钢筋由于横肋斜向挤压椎楔作用造成的径向推力引起了两根钢筋的分离趋势,两根搭接钢筋之间容易出现纵向劈裂裂缝,甚至因两筋分离而破坏,必须保证强有力的配箍约束。
2.2 钢筋焊接技术
钢筋焊接方法很多,包括电弧焊、闪光对焊、电渣压力焊、气压焊等。可靠的焊接一般不存在强度、刚度、破坏性能等方面的缺陷,是一种比较好的钢筋连接方式。焊接连接是受力钢筋之间通过熔融金属粘结后直接传力。焊接的方式主要有:闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊、气压焊等,可实现不同情况下的钢筋连接。质量可靠的焊接- -般不存在强度、刚度、恢复性能、破坏性能等方面的缺陷,是一种好的钢筋连接方式。但影响钢筋焊接质量的因素很多,如电压、气候、环境、施工条件、操作水平、施工队伍的素质和管理水平等很难确保焊接质量;焊接热量会影响钢筋材质,改变其力学性能。目前尚无简便有效的现场检测手段,如虚焊、气泡、夹渣、内裂缝等缺陷以及内应力还很难通过现场一些简单的手段加以消除。
2.2.1电弧焊连接
电弧焊的接头形式有搭接接头单面焊缝或双面焊缝、帮条接头(单面焊缝或双面焊缝)和坡口接头平焊或立焊等。这种方式工效低,耗电量大,作业时间长;成本与受力性能一-般优于绑扎连接技 术。
2.2.2气压焊连接
气压焊是利用氧气一乙炔火焰把钢筋结合面及其相应区段加热至塑性状态,施加适当的压力使钢筋接头结合的固相焊接法。气压焊接工艺气源不受电源及周围环境限制,适用范围广,可垂直、水平焊接,也可倾斜焊接。这种连接方式受到加热、加压的程度;钢筋端面要切平且要垂直于轴线、打磨.上光泽、无氧化;钢筋安装.上下同心;夹具夹紧是否牢固等情况的影响,焊接质量不稳定,趋于淘汰。
2.2.3电渣压力焊
将两根钢筋安放成竖向对接形式,利用焊接电流通过两根钢筋间隙在焊药作用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-种焊接方法。它包括引弧过程、电弧过程和顶压过程,适宜于现浇钢筋混凝土结构中竖向或斜向 斜度在4:1范围内钢筋的接长。钢筋的级别为I~II,直径为14~40mm。
.电渣压力焊连接技术,能够节约钢材,成本低、经济效益显著。对钢筋加工要求不及气压焊严格,钢筋端面允许稍有不平,允许有浮锈或气割氧化物,焊接速度快,工效高;钢筋接头从外观上即可反映出接头连接的机械性能,便于鉴定质量好坏。电渣压力焊在操作时,瞬时耗电量较大,施工时需要足够的电源。
2.2.4 闪光对焊
闪光对焊主要是利用工件对口接触电阻产生热量加热工件,金属表面熔化,闪光对焊分连续闪光和预热闪光对焊两种;连续闪光对焊主要由闪光和顶端两个阶段组成;预热闪光对焊增加一个预热过程。焊缝是在工件对口固相金属产生塑性变形条件下,形成共同晶粒。焊缝组织、成分接近基本金属(或者经过热处理),比较容易获得等强等塑焊接接头。
2.3 机械连接技术
机械连接在我国近年来开始推广应用的--种粗钢筋连接方式;通过连贯于两根钢筋之间的套件来实现钢筋的传力,是间接传力的一种形式。钢筋与套筒之间的传可通过挤压变形的咬合、螺纹之间的楔合、灌注高强胶凝材料的胶合等形式实现。机械连接的主要方式有:径向和轴向挤压连接G冷挤压连接、锥螺纹连接、镦粗直螺纹连接、滚轧直螺纹连接等形式。
2.3.1 套筒挤压连接
套筒挤压连接是将需要连接的两带肋钢筋的端部插入一特定的钢套筒内,利用外部压力(通常需要液压挤压机)压缩钢套筒,使钢套筒产生塑性变形后紧紧抱住两带肋的钢筋。套筒挤压连接的优点是它可用于钢筋骨架结构的任何部位钢筋的连接,操作简单,施工效率高,没有明火作业。但需要挤压机且钢筋必须带肋,另外套筒成本比较高。套筒挤压粗钢筋连接,不需要制作螺纹,因此节省了切制或滚压螺纹所需要的机械设备,施工过程中热影响区小,挤压后接头强度高,对于不可焊钢筋的连接尤为合适,接头质量稳定、连接可靠、适应性能强、节约能源、对环境污染少、施工安全可靠、相对于搭接捆绑连接节省钢材。
2.3.2 锥螺纹钢筋连接
锥螺纹钢筋连接是利用螺纹能承受拉、压两种作用力及自锁性好的原理,将钢筋的连接端加工成螺纹,或者在钢筋的两端加入锥螺纹套筒,两锥螺纹拧紧在一起后,就可以把两钢筋连接成一体的方法。该连接方法的优点是无论钢筋是否带肋都可应用锥螺纹连接、锥形螺纹可以预先加工成形、操作简单、施工效率高、没有明火作业。锥螺纹钢筋连接的缺点是需要钢筋螺纹套丝机和力矩扳手、钢筋截面不能达到等强度、连接处易脱扣和断裂质量不易保证。
2.3.3 直螺纹钢筋连接
直螺纹钢筋连接方式发展比较晚,直螺纹钢筋连接是将需要连接的钢筋端部加工成外直螺纹,需要连接两钢筋时,将两钢筋的直螺纹部分旋入带有内直螺纹的套筒中,从而将两钢筋连接起来。直螺纹钢筋连接方式操作简单、连接速度快、接头强度高,直螺纹根据加工方法可分为切制加工直螺纹和滚压加工直螺纹,切制加工直螺纹是通过对钢筋母材材料切削而制成螺纹的方法,切削可以降低钢筋母材截面积而导致强度减弱。滚压直螺纹是通过滚压而形成的螺纹,钢筋材料没有被切削掉,且螺纹经滚压后材质发生硬化,通常滚压后钢筋强度可以提高 6% ～ 8%。但是钢筋滚压直螺纹连接需要采用专门的液压机床对钢筋端部进行滚压。
总结:钢筋施工是建筑工程中较为重要的组成部分,同时也是建筑工程施工中最为基础的工序。在建筑工程施工过程中,钢筋主要铺设在建筑物的楼板和墙体中。具有较强的隐蔽性,但其对于整体建筑物的质量和安全具有直接的影响,因此需要严格控制钢筋施工的质量,并合理运用施工技术,掌握施工的要点,确保钢筋施工质量能够符合建筑工程施工质量要求。
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