理论教育 钢筋连接与钢筋接头的符合要求及检验标准

钢筋连接与钢筋接头的符合要求及检验标准

时间:2023-08-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:当钢筋烧化到规定的预定预热留量后,随即进行连续闪光和顶锻,使钢筋焊牢。冬季钢筋的闪光对焊宜在室内进行。钢筋接头采用电弧焊时,要符合以下要求。试验结果要求3个试件均不得低于该级别钢筋规定的抗拉强度标准值当试验结果有1个试件的抗拉强度低于规定指标,应取双倍数量试件进行复检;复检结果若仍有1个试件的抗拉强度低于规定指标,则判定该批接头为不合格。

钢筋连接与钢筋接头的符合要求及检验标准

钢筋的连接常用方法有绑扎连接、焊接连接、机械连接。除个别情况(如不准出现明火)外,应尽量采用焊接连接,以保证质量,提高效率和节约钢材。如现行《铁路混凝土与砌体施工规范》规定:当设计对钢筋接头无明确要求时,应采用闪光对焊或电弧焊连接,并以闪光对焊为主;仅在确无条件施焊时,可采用绑扎连接和机械连接方式。

(一)钢筋焊接连接

钢筋焊接连接在工程中应用最广泛,经常采用的焊接方法有闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊、电阻点焊、气压焊和预埋件埋弧压力焊等。

1.闪光对焊

钢筋对焊原理是将两钢筋成对接形式水平安置在对焊机夹钳中,使两钢筋接触,通以低电压的强电流,把电能转化为热能(电阻热)。当钢筋加热到一定程度后,即施加轴向压力挤压(称为顶锻),便形成对焊接头。

闪光对焊具有生产效率高、操作方便、节约钢材、焊接质量高、接头受力性能好等许多优点。钢筋闪光对焊过程为:先将钢筋夹入对焊机的两电极中(钢筋与电极接触处应清除锈污,电极内应通入循环冷却水),闭合电源,使钢筋两端面轻微接触。这时即有电流通过。由于接触轻微,钢筋端面不平,接触面很小,故电流密度和接触电阻很大。因此,接触点很快熔化,形成“金属过梁”。过梁进一步加热,产生金属蒸气飞溅(火花般的熔化金属微粒自钢筋两端面的间隙中喷出,此称为烧化),形成闪光现象,故称闪光对焊。通过烧化使钢筋端部温度升高到要求温度后,便快速将钢筋挤压(称顶锻),然后断电,即形成对焊接头。

根据所用对焊机功率大小及钢筋品种、直径不同,闪光对焊又分为连续闪光焊、预热闪光焊、闪光-预热闪光焊等不同工艺。钢筋直径较小时,可采用连续闪光焊;钢筋直径较大、端面较平整时,宜采用预热闪光焊;直径较大,且端面不够平整时,宜采用闪光-预热闪光焊。

(1)连续闪光焊

采用连续闪光焊时,先闭合电源,然后使两钢筋端面轻微接触,形成闪光。闪光一旦开始,应徐徐移动钢筋,形成连续闪光过程。待钢筋烧化到规定的长度后,以适当的压力迅速进行顶锻,使两根钢筋焊牢。连续闪光焊所能焊接的最大钢筋直径,应随着焊机容量的降低和钢筋级别的提高而减小。

(2)预热闪光焊

预热闪光焊是在连续闪光焊前增加一次预热过程,以达到均匀加热的目的。采用这种焊接工艺时,先闭合电源,然后使两钢筋端面交替地接触和分开。这时钢筋端面的间隙中即发出断续的闪光,而形成预热过程。当钢筋烧化到规定的预定预热留量后,随即进行连续闪光和顶锻,使钢筋焊牢。

(3)闪光—预热闪光焊

是在预热闪光焊前加一次闪光过程。其目的是使不平整的钢筋端面烧化平整,使预热均匀。这种焊接工艺的焊接过程是:首先连续闪光,使钢筋端部闪平;然后断续闪光,进行预热;接着连续闪光,最后进行顶锻,以完成整个焊接过程。

冬季钢筋的闪光对焊宜在室内进行。焊接时的环境温度不宜低于0℃。困难条件下,对以承受静力为主的钢筋,闪光对焊的环境温度可适当降低,但最低不应低于-10℃在低温条件下焊接时,焊件冷却快,容易产生淬硬现象,内应力也将增大,使接头力学性能降低,给焊接带来不利影响。因此,在低温条件下焊接时,应掌握好冷却速度。为使加热均匀,增大焊件受热区域,宜采用预热闪光焊或闪光—预热闪光焊。

2.电弧焊

电弧焊是利用弧焊机在焊条与焊件之间产生高温电弧,使焊条和电弧燃烧范围内的金属焊件很快熔化从而形成焊接接头。电弧焊的应用非常广泛,常用于钢筋的搭接接长、钢筋与钢板的焊接、装配式钢筋混凝土结构接头的焊接、钢筋骨架的焊接,以及各种钢结构的焊接等。

钢筋电弧焊的接头形式主要有搭接焊、帮条焊、坡口焊、窄间缝焊、钢筋与钢板搭接焊、熔槽帮条焊和预埋件电弧焊七种。

钢筋接头采用电弧焊时,要符合以下要求。

第一,施焊的各种钢筋、钢板均应有材质证明书或试验报告单,焊条、焊剂应有合格证,各种焊接材料的性能应符合现行相关规程的规定。

第二,钢筋接头采用搭接或带条电弧焊时,宜采用双面焊缝;采用双面焊缝困难时,可采用单面焊缝。

第三,钢筋接头采用搭接电弧焊时,两钢筋搭接端部应预先折向一侧,使两接合钢筋轴线一致接头双面焊缝的长度不应小于5人单面焊缝的长度不应小于10 d(d为钢筋直径)。

第四,钢筋接头采用帮条电弧焊时,帮条应采用与主筋同级别的钢筋,其总截面面积不应小于被焊钢筋的截面积;帮条长度,如用双面焊缝不应小于5d,如用单面焊缝不应小于10 d(d为钢筋直径)。

3.电渣压力焊

电渣压力焊是利用电流通过渣池产生的电阻热将钢筋端部焰化,然后施加压力使钢筋焊接在一起,电渣压力焊的操作简单,易掌握,工作效率高,成本较低,施工条件也较好,主要用于现浇钢筋混凝土结构中竖向或斜向钢筋的接长。

电渣压力焊的质量检验包括外观检查和拉力试验两方面内容。对每一个焊接头都应进行外观检查,要求接头焊包均匀,凸出钢筋表面的高度至少 4 mm;电极与钢筋接触处,钢筋表面无明显烧伤等缺陷;接头处钢筋轴线偏移不超过0.1 d,同时不得大于2 mm;接头处弯折不得大于4。对外观检查不合格的焊接接头,应将接头切除重焊,或者采取补强措施。进行力学性能试验时,应从每批接头处随机切取3个试件做拉伸试验。试验结果要求3个试件均不得低于该级别钢筋规定的抗拉强度标准值当试验结果有1个试件的抗拉强度低于规定指标,应取双倍数量试件进行复检;复检结果若仍有1个试件的抗拉强度低于规定指标,则判定该批接头为不合格。

4.电阻点焊

电阻点焊是利用点焊机对钢筋骨架或钢筋网中交叉钢筋进行焊接,其所适用的钢筋直径和种类为:直径6~15 mm的热轧HPB235、HRB335钢筋,直径3~5 mm的冷拔低碳钢丝和直径4~12 mm的冷轧带肋钢筋。

电阻点焊采用的点焊机有用于焊接较粗钢筋的单点点焊机、用于焊接钢筋网片的多点点焊机,以及可焊接各种几何形状大型钢筋网片和钢筋骨架的悬挂式点焊机。

点焊接头质量检查包括外观检查和强度检验两部分内容。

外观检查应按同一类型制品分批抽检,一般制品每批抽查5%;梁柱、骨架等重要制品每批抽查10%,均不得少于3件。外观检查要求焊点处金属熔化均匀;热轧钢筋点焊时,压入深度为较小钢筋直径的30%~45%;冷拔低碳钢丝点焊时,压入深度为较小钢丝直径的30%~35%;焊点无脱落、漏焊、裂纹、多孔性缺陷及明显的烧伤现象;焊接骨架的长度、宽度的允许偏差应满足有关规定。

强度检验时,试件应从每批成品中切取。切取过试件的制品,应补焊同级别、同直径的钢筋,其每边的搭接长度应符合规定。热轧钢筋焊点应做抗剪试验;冷拔低碳钢丝焊点除做抗剪试验外,还应对较小钢丝做抗拉伸试验。焊点的抗剪试验结果应符合相关规定,拉伸试验结果不得小于冷拔低碳钢丝乙级规定的抗拉强度。试验结果,如有1个试件达不到上述要求,则取双倍数量的试件进行复验。复验结果,如仍有1个试件不能达到上述要求,则该批制品为不合格。采用加固处理后,可再次提交验收。

5.气压焊

钢筋气压焊是采用氧乙炔火焰或其他火焰对两钢筋对接处加热,使其达到塑性状态或熔化状态后,加压完成的一种压焊方法,适用于焊接直径14~40 mm的热轧光圆不带肋钢筋。

气压焊接头应逐个进行外观检查。外观检查结果要求偏心量e不得大于钢筋直径的0.15倍,同时不得大于4 mm。当不同直径钢筋相焊接时,按较小钢筋直径计算,当超过限量时,应切除重焊;两钢筋轴线弯折角不得大于4°,当超过限量时,应重新加热矫正;镦粗直径dc不得小于钢筋直径的1.4倍,当小于此限量时,应重新加热镦粗;镦粗长度lc不得小于钢筋直径的1.2倍,且凸起部分应平缓圆滑,当小于此限量时,应重新加热镦长;压焊面偏移4不得大于钢筋直径的0.2倍。

强度检验时,应从每批接头中随机切取3个接头做拉伸试验,在梁、板的水平钢筋连接中,还应另切取3个接头做弯曲试验。气压焊接头拉伸试验结果要求3个试件的抗拉强度均不得低于该级别钢筋规定的抗拉强度值,并断于压焊面之外,呈延性断裂。在进行弯曲试验时,应将试件受压面的凸起部分除去,与钢筋外表面齐平,弯心直径应符合相关规定,弯曲试验结果要求压焊面处在弯曲中心点,弯至90°时,3个试件均不得在压焊面发生破断。拉伸和弯曲试验中,若有1个试件不符合要求时,应切取双倍试件进行复验;若复验结果中,仍有1个试件不符合要求,则该批接头为不合格。

6.预埋件埋弧压力焊(www.daowen.com)

预埋件埋弧压力焊是在混凝土预埋件构件的制作中,将钢筋与钢板安装成T形形式,利用焊接电流,在焊剂层下产生电弧,形成熔池,加压完成的一种压焊方法。

预埋件埋弧压力焊具有生产效率高、接头质量好等优点。对于预制厂大批量生产时,经济效益尤为显著。适用于焊接热轧φ 6~25 mm的HRB335等钢筋。

(二)钢筋绑扎连接

钢筋绑扎连接是在钢筋绑扎接头处的中心和两端用铁丝扎牢,如图4-22所示。其优点是工艺简单、工效高,不需要连接设备;缺点是当钢筋较粗时,相应地需增加接头钢筋长度,浪费钢材且绑扎接头的刚度不如焊接接头。

当钢筋采用绑扎连接方式时,要求绑扎位置准确、牢固;绑扎的搭结长度及绑扎点位置等应符合以下规定。

第一,绑扎连接的接头应设置在内力较小处,应错开布置,并且两接头间距离不小于1.3倍搭接长度。

第二,绑扎接头的截面面积占总截面面积的百分比,在受拉区不得超过25%,在受压区不得超过50%。

第三,绑扎接头与钢筋弯曲处的距离不应小于10倍钢筋直径,也不宜位于构件的最大弯矩处。

第四,受拉钢筋绑扎接头的搭接长度,应符合规定;受压钢筋绑扎接头的搭接长度,应取受拉钢筋绑扎接头搭接长度的0.7倍。

第五,受拉区内Ⅰ级钢筋绑扎接头的末端应做弯钩,HRB335、HRB400钢筋的绑扎接头末端可不做弯钩。直径小于或等于12 mm的受压Ⅰ级钢筋的末端,可不做弯钩,但搭接长度不应小于钢筋直径的30倍。

(三)钢筋机械连接

钢筋机械连接是通过对钢筋接头的套螺纹或镦粗等采用机械手段,并用套筒连接牢固的一种连接方式。钢筋机械连接常用于现浇钢筋混凝土结构施工现场HRB335、HRB400热轧带肋钢筋的连接。其具有工艺简单、节约钢材、接头性能可靠、技术易掌握、工作效率高、节约成本等优点。常用的机械连接方式有带肋钢筋套筒挤压连接、锥螺纹连接和镦粗直螺纹钢筋连接等。

1.带肋钢筋套筒挤压连接

带肋钢筋套筒挤压连接(简称挤压连接)是将两根待接的带肋钢筋插入特制的钢套筒内,利用钢筋挤压机压缩套筒,使套筒和钢筋之间发生塑性变形,靠变形后的套筒与带肋钢筋之间的紧密啮合来实现钢筋的连接。挤压连接适用于钢筋直径为16~40 mm的HRB335、HRB400带肋钢筋的连接。

挤压连接工艺是利用金属材料在外界压力作用下发生塑性变形原理而成,不存在焊接工艺中的高温熔化过程,从而避免了焊接工艺中容易出现的质量缺陷。挤压连接应符合以下规定。

(1)不同直径的带肋钢筋可采用挤压接头连接,当套筒两端外径和壁厚相同时,被连接钢筋的直径相差不应大于5 mm。

(2)当混凝土结构中挤压接头部位的温度低于-20℃时,宜进行专门的试验。

(3)对HRB335、HRB400带肋钢筋挤压接头所用套筒材料,应选用适用于压延加工的钢材,其实测力学性能、承载力和尺寸偏差应符合有关规定。

(4)套筒应有出厂合格证,套筒在运输和储存中,应按不同规格分别堆放,不得露天堆放,应防止锈蚀和沾污。

(5)挤压接头施工时,有关挤压设备、人员、挤压操作、质量检验、施工安全应符合现行相关技术规程的规定。

挤压连接完成后,应对挤压后接头处的质量进行检查e要求挤压后的钢筋端头离套筒中线不应超过10 mm,压痕间距应为16 mm,挤压后套筒长度应增长为原套筒的1.10~1.15倍。挤压后压痕处套筒的最小外径应为原套筒外径的85%~90%;接头处弯折角度不得大于4°;接头处不得有肉眼可见裂纹及过压现象。

强度检验时,应从每批接头中抽取不少于3个试件做抗拉强度检验。若1个试件不符合要求,应取双倍试件送检;再有试件不合格,则该批挤压接头评为不合格。

2.锥螺纹连接

锥螺纹连接是对传统的螺纹连接技术进行改进的一项钢筋连接新技术。锥螺纹连接是通过连接套筒与连接钢筋螺纹的啮合,来承受外荷载。锥螺纹连接适用于钢筋混凝土结构的HRB335、HRB400热轧钢筋的连接施工,但不得用于预应力钢筋的连接一对于直接承受动荷载的结构构件,其接头还应满足抗疲劳性能等设计要求。

锥螺纹的连接套筒应是在专业工厂加工而成的定型产品,以保证产品质量。连接套筒的规格尺寸应与钢筋锥螺纹相匹配,其承载力应略高于钢筋母材。钢筋连接端的锥螺纹需在钢筋套丝机上加工,一般在施工现场进行。为保证连接质量,每个锥螺纹头都需要用牙形规和卡规逐个检查,不合格者需切掉重新加工。合格的丝头应拧上塑料保护帽,以免丝头受损。

钢筋连接前,先回收钢筋待连接端的保护帽和连接套筒上的密封盖,并检查钢筋规格是否与连接套筒规格相同,检查锥螺纹丝头是否完好无损、有无杂质。检查合格后,即可将待接钢筋对正轴线,用手拧入一端已拧上钢筋的连接套筒内,再用力矩扳手按规定的力矩值把钢筋接头拧紧,便完成钢筋的连接。

3.镦粗直螺纹钢筋连接

镦粗直螺纹钢筋连接是先利用冷傲机将钢筋端部镦粗,再用套丝机在镦粗段上加工直螺纹,然后用连接套筒将两根钢筋对接。由于钢筋端部经过冷傲后,不仅截面会加大,而且强度也有所提高口加工直螺纹后的钢筋端部直径应不小于其母材的直径,因此钢筋接头处强度可与母材相等。镦粗直螺纹钢筋接头适用于HRB335、HRB400热轧带肋钢筋的连接施工。

镦粗直螺纹钢筋接头的要求如下。

(1)钢筋下料时切口端面应与钢筋轴线垂直,不得出现马蹄形或挠曲:

(2)镦粗头的基圆直径应大于丝头螺纹直径,长度应大于1/2套筒长度,过渡段坡度应大于1∶3。

(3)镦粗头不得有与钢筋轴线相垂直的横向表面裂纹。

(4)不合格的镦粗头应切去后重新镦粗,不得对镦粗头进行二次镦粗。

(5)钢筋丝头的螺纹应与连接套筒的螺纹相匹配。

(6)拼接完成后,套筒每端不得有一扣以上的完整丝扣外露,加长型接头的外露丝扣数可不受限制,但套筒的丝头长度应满足要求。

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