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土建工程施工中钢筋连接工艺探讨

发布者: 飞宏
发布时间: 2017-10-21
    科学技术日新月异,土建工程施工中钢筋连接工艺越来越丰富和先进。本文结合土建工程的施工特点和要求,探讨了钢筋连接技术在土建工程施工中的工作原理、工艺特点、优缺点比较及施工注意事项。
 
  【关键词】土建工程;施工工艺;钢筋连接;性能技术
 
  钢筋连接方式有多种,通常可分为绑扎搭接、钢筋焊接和钢筋机械连接三大类。近年来行业中为提高施工工艺、施工质量和施工效率,开始广泛推广采用机械连接技术进行钢筋连接。目前,钢筋机械连接方法因其施工方便、性能可靠、经济合理及可工厂化生产等忧点,已被广泛地应用到建设工程中。
 
  1 土建施工钢筋连接方法
 
  1.1 搭接连接――绑扎接头,适用小规格钢筋连接;
 
  1.2 焊接连接――闪光对焊(钢筋预制)、气压焊、竖向钢筋电渣压力焊、水平钢筋窄间隙焊等;
 
  1.3 机械连接――冷压套筒(轴向、径向)、锥螺纹、剥肋滚压直螺纹、镦粗车削直螺纹等。
 
  2 工作原理及技术特点
 
  2.1 钢筋焊接连接――气压焊
 
  钢筋气压焊是一种经济不用电的钢筋连接方法。其操作工艺精细,首先将夹钳夹住上、下钢筋端部,点燃气压焊的焊炬。焊炬点燃后,套入钢筋连接部位,先用强焰对连接部位上下轻微移动加热。用强焰对钢筋端面加热后,集中用中焰加热,使钢筋连接的两端面加热至热塑状态。待钢筋两连接端面加热至热塑状态后,连接手动液压加压器,逐渐对上、下两钢筋加压。边加压边加热,两钢筋连接端面紧密接触在一起,金属原子互相扩散,形成有效的连接。加热加压的钢筋连接头呈红热竹节状,夹钳的刚度很重要。为检查气压焊钢筋接头的连接质量,在非破损的条件下,可作“热冲切”检验。
 
  2.2 钢筋焊接连接――电渣压力焊
 
  电渣压力焊是施工现场应用最广泛的一种连接方法,其经济实用,一个接头约3至4元。电渣压力焊适用于?18-32的Ⅱ级钢及新Ⅲ级钢筋连接。焊接的接头要求鼓包均匀,鼓包直径约为钢筋直径的1.6倍。首先将焊接夹具的下夹钳夹住下部钢筋。被连接的端面部位套上焊剂盒,用小铁簸箕将431焊剂装入焊剂盒,边装入边用棒条插捣,使焊剂盒中的焊剂松紧均匀,以保证鼓包均匀。插入上部钢筋,焊接夹具上夹钳将上部钢筋夹紧,焊机的负极线连接于上钢筋。引弧时摇动手柄,将上钢筋略提起,稳定电弧,使上、下钢筋两端面均匀烧化。当烧化达到时间要求后,迅速摇转手柄,将上钢筋下压,此时,两钢筋端面间熔化的铁水均匀外挤。焊接完成后,插上铁板,打开焊剂盒,回收剩余的焊剂,可重复使用。焊接完成后的接头被包围在渣壳中,像马蜂窝球,此时应让接头保温半小时左右,待冷却后敲去渣壳,露出带金属光泽的鼓包接头。
 
  2.3 钢筋焊接连接――窄间隙焊
 
  水平钢筋窄间隙焊是施工现场可应用的一种连接方法,特别适用于梁内水平粗钢筋的连接。焊接时为保证接头部位的引弧质量和不失去熔化的金属液,可用铜模或直接用角钢模。
 
  2.4 钢筋机械连接――冷压套筒连接
 
  钢筋冷压套筒连接最初采用轴向冷挤压连接技术,与预应力施工中的挤压锚的挤压类同。目前,冷压套筒连接主要为径向冷压技术。冷压套筒连接的接头质量可靠,特别适用于大直径钢筋的连接以及受疲劳荷载的结构钢筋连接。
 
  2.5 钢筋机械连接――螺纹套筒连接
 
  螺纹套筒连接技术最近应用日趋广泛,其施工方便,可全天候作业。套丝机切削加工时,对刀具的要求高,加工后的丝牙外观清晰,螺牙完整。螺纹套筒连接有锥螺纹和直螺纹连接两种。
 
  2.5.1 锥螺纹钢筋接头技术
 
  锥螺纹钢筋接头技术就是利用专用套丝机,把钢筋的连接部分加工成锥螺纹,通过连接套按规定的力矩把钢筋拧紧连成一体的钢筋机械接头技术,它属于机械连接。锥螺纹钢筋接头连接施工分两步,先在现场加工钢筋螺纹,然后连接。
 
  锥螺纹钢筋连接工艺简单,操作容易,同心性好,质量保证率高。克服了绑扎接头造成的砼浇注难的问题,容易保证砼浇注质量。便于流水作业。可以一边连接钢筋,一连绑扎钢筋,缩短了钢筋的施工作业时间,加快了结构施工速度。连接速度快,生产效率高。钢筋套丝可以预制,不占工期。加工和连接一个接头平均只用2分钟。节约了大量的钢材和能源,无污染,无明火作业,安全可靠。可全天候作业,不受天气变化的影响。现场制作适应性强,可连接竖向、斜向及横向钢筋。我国目前的高层、超高层建筑,宜优先选用结构锥螺纹钢筋接头技术。
 
  2.5.2 直螺纹钢筋接头技术
 
  直螺纹连接又分镦粗车削和剥肋滚压直螺纹两种。螺纹套筒连接接头能应用于水平钢筋和竖向钢筋的连接,在钢筋密集区连接也很方便。
 
  滚轧直螺纹钢筋连接是通过钢筋端头加工的直螺纹丝头和直螺纹连接套筒咬合形成整体的一种连接方式,适用于一切抗震设防和非抗震设防的混凝土结构工程。与传统钢筋连接技术相比,钢筋直螺纹连接技术有若干优势:螺纹钢精度高、牙型好、牙齿表面光滑;连接质量稳定;接头通过国际土木协会200万次疲劳试验无破坏,具有优良的抗疲劳性能;抗低温性能突出,在零下40摄氏度的低温测试下,接头仍能达到与木材同强度连接;在应用范围上基本上没有任何限制,适用钢筋任何位置与方向的连接,也可用于弯曲钢筋、固定钢筋及钢筋笼不能转动的场合;适应环保要求:施工中无明火,在易燃、易爆、高处等施工条件下尤为安全可靠,可全天候施工;经济效益、社会效益显著:缩短施工周期,提高工程质量,降低能源消耗,利于环境保护,减少设备投资,附加成本较低,具有明显的经济效益和社会效益。
 
  3 钢筋连接方式与适用范围
 
  3.1 钢筋的绑扎搭接:绑扎搭接因施工方式简便,不需要特殊的设备而在建筑工程中广泛使用,主要用于小直径钢筋连接。
 
  3.2 电渣压力焊:电渣压力焊操作方便、焊接效率高、可在施工现场焊接,适用于混凝土柱、墙等构件中竖向或斜向(倾斜度在4:1范围内)受力钢筋的连接。
 
  3.3 电弧焊:电弧焊由于其操作极为简便、灵活,可用于平、立、横、仰全位置焊接,适应性强、应用方位广,所以在工程施工中广泛应用,一般不用于大直径钢筋的连接。
 
  3.4 直螺纹机械连接:直螺纹机械连接综合了套筒挤压连接和锥螺纹连接的优点,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、综合经济效益好等优点,多用于直径为Φ16-40mm的Ⅱ、Ⅲ级竖向、斜向或水平钢筋的现场连接施工。
 
  4 钢筋连接存在的主要问题及对策
 
  大直径钢筋采用绑扎或搭接焊造成在较大的偏心力,不利于结构受力,而且影响钢筋的间距。解决的主要对策是:选择合适的钢筋连接方式。对于大直径钢筋,竖向钢筋采用电渣压力焊,构件水平纵筋采用闪光对焊或机械连接,可有效解决钢筋偏心受力和钢筋间距过密的问题。
 
  Ⅲ级钢筋的碳、锰、硅含量较高影响焊接质量,特别是选用电渣压力焊时,接头送检合格率普遍偏低。解决的主要对策是:机械连接方式不受钢筋中碳、锰、硅含量的影响,Ⅲ级钢筋选用机械连接方式容易保证接头质量。当现场Ⅲ级钢筋已选用电渣压力焊连接时,应适当增加现场随机取样送检的频率和加强外观检查的力度,保证送检及现场检查合格后方可隐蔽。
 
  钢筋接头是钢筋承受拉力时的薄弱环节,钢筋接头设置在受力较大部位或接头过于集中,影响钢筋的整体受力。解决的主要对策是:施工单位在钢筋下料前,应熟悉结构施工图,根据构件受力情况制定钢筋下料表,避免制作安装时钢筋接头设置在受力较大处或过于集中。
 
  5 结语
 
  总之,随着国内外钢筋连接工艺的的快速发展,以及建筑设计与施工发展对高等级钢材需求的不断增加,选择能够不断提高接头的质量和性能等级、施工工艺简单便捷、连接速度快、劳动效率高、适用范围广、经济性能优越的连接方式,将成为今后土建工程中钢筋连接工艺进步的主导方向。


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