钢筋冷镦粗直螺纹接头技术应用

摘要:结合工程实例介绍钢冷筋镦粗直螺纹接头技术的工艺原理、工艺流程、特点、加工方法、质量标准和使用效果，对该技术的应用前景和效益情况作了简要分析。

关键词:钢筋冷镦粗直螺纹接头工艺效益

Abstract:Combined with the engineering example the cold upsetting straight thread steel bar joint technology principle, process, characteristics, process, quality standard and use effect, the application prospect and benefit circumstance made brief analysis.

Key words:Reinforced upsetting straight thread joint technology benefits

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

1 工程概况

泉三速公路QA13合同段（泉州段）下岸大桥上部为预应力砼组合T梁，下部为空心薄壁墩和双柱式墩（台），钻孔桩基础。该桥最高墩达到63m，为了提高桥梁下部及桩基础钢筋连接质量和加快施工进度，我们按设计要求，对Φ25、Φ28的HRB335钢筋采用了冷镦粗直螺纹钢筋连接接头技术。

2 冷镦粗钢筋接头工艺原理、工艺流程和特点

2.1 工艺原理

钢筋冷镦粗机把钢筋端头部位进行镦粗，钢筋端头在镦粗力的作用下产生塑性变形，内部金属晶格变形错位使金属强度提高而强化，再在钢筋镦粗后将钢筋大量的热轧产生的缺陷膨胀到镦粗外表或在镦粗模中挤压变形，在加工直螺纹时将上述缺陷切割掉，把两根钢筋分别拧入带有相应内螺纹的连接套筒，两根钢筋在套筒中部相互顶紧，即完成了冷镦粗直螺纹接头的连接。由于丝头螺纹加工造成的损失全部被钢筋变形的冷作硬化所补足，所以接头钢筋连接部位的强度大于钢筋母材实际强度，接头与钢筋母材达到等强。

2.2 工艺流程

钢筋切断 冷镦粗 车螺纹 用套筒连接 钢筋镦粗直螺纹接头。

2.3 特点

⑴接头与钢筋等强，性能达到现行行业标准《钢筋机械连接技术通用规范》JGJ107-2003中最高等级（Ⅰ级）的要求；

⑵施工速度快，检验方便，质量可靠，无工程质量隐患；

⑶连接时不需要电力或其他能源设备，操作不受气候环境影响，在风、雪、雨、水下及可燃性气体环境中均可作业；

⑷现场操作简便，非技术工人经过简单培训即可上岗操作。

⑸钢筋丝头螺纹加工现场或预制工厂都可以进行，并且对现场无任何污染；

⑹对钢筋要求较低，焊接性能不好、外观偏差大的钢筋都可以加工出满足Ⅰ级性能的需要的接头，接头质量十分稳定；

⑺套筒尺寸小、节约钢材、成本低。

3 使用的机具设备及劳力组织

钢筋冷镦粗直螺纹接头加工使用的机具设备有：GD150型镦粗机、GZL－45型套丝机、钢筋切割机、砂轮锯、HL－02型力矩扳手、牙形规、长规、钢丝刷等。

劳力可按工种组织：下料、搬运2人；每台镦粗机、套丝机各1人；钢筋接头连接安装3人，用力矩板手拧紧接头2人。

4 各道工序的验收标准

4.1 钢筋下料

钢筋切断截断采用钢筋切断机或砂轮锯，不得使用气割。钢筋端面需垂直于轴线，不得有挠曲变形。

4.2 钢筋冷镦粗和套丝

钢筋冷镦粗和套丝工序是直螺纹连接的关键工序，因而，此工序的操作人员必须经参加技术培训合格，持证上岗。套丝必须经严格按技术要求进行加工，用水溶性切削冷却液。

4.2.1 钢筋冷镦粗工艺参数选择及要求

⑴镦粗头部位与后段钢筋过渡的角度合理。

⑵镦粗加工变形量准确，防止镦粗过小直径不足而使加工出的螺纹牙形不完整，以及镦粗量过大造成钢筋端头内部金属损伤导致接头脆断现象。

⑶镦粗时夹持钢筋的力量需适度，避免夹持损伤钢筋而影响接头以外的钢筋强度。

⑷镦粗头不得与钢筋轴线相垂直的表面裂纹。

⑸不合格的镦粗头，应切去后重新镦粗。

4.2.2 钢筋套丝

现场钢筋套丝加工是在钢筋套丝机上进行的，在工艺和设备上必须保证；加工的螺纹直径和长度正确，螺纹牙形饱满，以防止螺纹连接强度不足；加工刀具磨损等情况下，设备可以方便地调整，修正螺纹加工尺寸，防止加工尺寸超标，以保证丝头与套筒螺纹达到规定的配合精度；加工的丝头最短长度为套筒长度的一半，保证两丝头能在套筒中间部位互相顶紧；套好丝头的钢筋必须逐个用牙形规和卡规检查，直螺纹必须与牙形规吻合。钢筋丝头质量按照表1的要求进行检查验收。

表1丝头质量检验要求

检验项目 检验工具 验收条件

外观质量 肉眼 牙型饱满，牙顶宽度超过0.6㎜的秃牙部分累计长度不超过一个螺纹周长。

外型尺寸 卡尺或专用工具 丝头长度应满足设计要求，标准型接头的丝头长度公差为+1P。

螺纹大型 光面轴用量规 量规通端能通过螺纹大径，量规止端不能通过螺纹大径。

螺纹中径和小径 通端螺纹环规 能顺到旋入螺纹并达到旋和合长度。

止端螺纹环规 允许环规与端部螺纹部位旋合，旋入量不应超过3P。

注：P为螺距。

4.3 套丝后的保管与运输

检查合格的套丝钢筋分别拧上塑料保护帽，运输时要轻装轻卸，严防碰撞损坏丝头。

4.4 连接套筒的验收

镦粗直螺纹接头的连接套筒为专业厂家加工，必须按照订购的套筒尺寸和供方提供的套筒试验报告进行抽检。检验的检具由套筒供方提供，抽检的方案由施工单位参照现行建筑工业行业标准《镦粗直螺纹钢筋接头》JG/T 3057中套筒出厂检验规定进行，不合格则复检，复检不合格则退货。

4.5 钢筋连接和接头质量检验

4.5.1钢筋连接

钢筋连接的作业程序是：①摘下钢筋丝头保护帽，确认螺纹处清洁，无砂土等杂物，检查螺纹有无碰撞变形等质量缺陷，清除丝头上的杂物和铁锈。②借助钢筋螺纹连接专用力矩扳手把套筒拧在一边待接钢筋上，再把套筒的另一端的待接钢筋拧入套筒，直到两根钢筋丝头在中央位置相互顶紧为止。③在套筒两边的钢筋上卡上专用力矩扳手，扳手尽量靠近套筒两侧，用力拧紧接头，并用表2规定的力矩值校核。拧紧后，套筒外钢筋露出螺纹不应超过一圈完整扣。接完后及时作油漆标记，以防混淆。对于转动钢筋较困难的场合使用的加长型接头的外露丝扣数不受限制，但应预先做明显标记，用以检查进入套筒的丝头长度是否满足要求，最后再锁紧套筒锁母。

表2接头安装时的最小扭矩值

4.5接头质量检验

①工艺试验

工艺试验是针对钢筋接头工程开工之前和工程中进场的不同批钢筋所采用的镦粗加工工艺，以及制作的接头是否满足使用要求。工艺试验的每种规格钢筋接头不应少于3根，只对接头进行单向拉伸强度试验，3根接头试件的抗拉强度除应满足表4的强度要求外，Ⅰ级接头尚应大于或等于0.95倍钢筋母材的实际抗拉强度，Ⅱ级接头尚应大于或等于0.90倍钢筋母材的实际抗拉强度。钢筋母材应从做接头试件的同一根钢筋上截取，以免形成接头两头的钢筋性能不一致。工艺检验的接头试件尺寸见图1，应符合表3的要求。

图1试件尺寸

表3接头试件尺寸及变形量测标距

表4接头的抗拉强度

②抽检试验

验收批：接头连接完成后，接头按验收批进行外观检查和单向拉伸强度试验。同一施工条件下采用的同一批材料的同等级、同形式、同规格接头，以500个接头为一个验收批进行检验与验收，不足500个也作为一个验收批。

对接头的每一个验收批必须在工程结构中随机截取3个试件做单向拉伸强度试验，并按表3中的单向拉伸强度要求确认其性能等级。当3个试件单向拉伸试验强度满足表3要求时，该验收批为合格。

在现场连接检验10个验收批，其全部单向拉伸试件一次抽样均合格，验收批数量可扩大一倍。

5 效益分析

下岸大桥下部及桩基础共有Φ25、Φ28HRB335钢筋规格的接头25000个，由于采用钢筋冷镦粗直螺纹连接接头技术，接头质量合格率达到100%，从根本上解决了钢筋连接的质量保证问题，而且，提高了钢筋连接速度，加快了施工进度。冷镦粗直螺纹钢筋接头比套筒挤压接头省钢材70%，比锥螺纹接头省钢材35%，而且适用范围广，对成笼钢筋、弯折钢筋、不可转动的固定钢筋均可方便连接，大大减轻了工人的劳动强度，成本则比以上两种接头低，因而受到设计、施工、建设单位的欢迎。

参考文献

吴成材 、 杨熊川 、 王金平 、 尹松、吴文飞编著 . 钢筋连接技术手册（第二版）. 北京：中国建筑工业出版社出版， 2005年3月

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。