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1、粗直径钢筋直螺纹连接技术1、钢筋直螺纹连接技术的基本原理、内容和技术特点钢筋直螺纹连接技术是指在热轧带肋钢筋的端部制做出直螺纹，利用带内螺纹的连接套筒对接钢筋，达到传递钢筋拉力和压力的一种钢筋机械连接技术。根据直螺纹制作工艺的不同，钢筋直螺纹连接分为镦粗直螺纹钢筋连接技术、滚轧直螺纹钢筋连接技术、精轧螺纹钢筋连接技术等，对于目前我国普通混凝土结构中所用的 HRB335 和 HRB400 级钢筋，它的连接主要是前述两种连接方式，后一种精轧螺纹钢筋连接技术主要是针对预应力混凝土结构用的高强度(屈服强度为 785930MPa 级)钢筋的连接，这类钢筋在钢厂轧制时可通过特制的轧滚直接轧制出没有纵肋、仅
2、有螺旋状横肋的表面外形，因此，在任何位置切断钢筋，均可通过特制的连接套筒直接对接钢筋。近年来，国外也有在普通混凝土结构中采用精轧螺纹钢筋的，钢筋的强度级别接近我国级钢筋，用特制连接套筒对接钢筋，同时要求在套筒和钢筋缝隙间灌注水泥浆以减少接头变形。下面分别介绍镦粗直螺纹钢筋连接技术和滚轧直螺纹钢筋连接技术的基本原理、内容和技术特点。a 镦粗直螺纹钢筋连接技术(1)基本原理镦粗直螺纹钢筋连接技术是先将钢筋端部镦粗，在镦粗段上制作直螺纹，再用带内螺纹的连接套筒对接钢筋。镦粗分热镦和冷镦两种工艺。热镦是采用电加热的方法，先将需镦粗的钢筋端部加热至摄氏几百度的高温后再进行镦粗，待镦粗段冷却后再加工螺纹。
3、由于热镦工艺需在室内环境下进行，电力消耗大、工艺复杂、加工成本高，给现场加工带来诸多不便，因此限制了其推广使用。冷镦工艺则只需在常温下进行，工艺简单，不受环境的影响，因此已在国内被广泛采用。通过冷镦粗工艺，不仅扩大了钢筋端部横截面积，钢筋经冷镦加工后，钢材的屈服和极限强度均有所提高，从而可确保接头的实际强度高于钢筋母材强度。以下介绍冷镦直螺纹技术。(2)内容本技术主要包括钢筋镦粗技术和直螺纹制做技术。1）钢筋的镦粗技术：钢筋的镦粗是采用专用的钢筋镦头机来实现的，镦头机为液压设备，由高压油泵作为动力源。镦头机有下列两种类型。(A)分置油缸型：分置油缸型镦头机的构造示意图见下图。分置油缸型钢筋镦头
4、机构造示意图 Doc1.doc1 一镦头油缸；2镦头活塞；3 一夹紧油缸；4 一夹紧活塞；5镦头杆；6 一夹紧块；7 一镦头方体；8 一夹紧方体；油缸 4 是用来夹紧钢筋的，油缸 4 的加压腔油压升高即推动活塞 6 和夹具 10 夹紧钢筋，待加压至预定压力后，油缸 1 加压腔开始升压，顶压杆向前运动，将外露于镦头模具外的钢筋压人镦头模形成镦粗头，其特点是夹紧油缸 1 与镦头油缸 2 分别设置且相互垂直布置。(B)串连油缸型：串连油缸型镦头机的构造示意图见下图。图串连油缸型钢筋镦头机构造示意图 Doc2.doc1 一墩头油缸；2 一顺序阀体 1；3墩头活塞；4 一夹紧油缸；5 一顺序阀体 2；6
5、 一夹紧活塞：7 一镦头杆；8 一斜夹块；9 一方体；10夹紧模具夹紧油缸 4 与镦头油缸 1 是串联型油缸，利用顺序阀 2 使夹紧油缸 4 加压腔首先加压，夹紧缸活塞 6 向前推动斜夹片 8 将钢筋夹紧，到达预定压力后，镦头油缸 l 加压腔开始升压，顶压杆 7 向前运动，将外露于镦头模具外的钢筋推入镦头模形成镦粗头，镦头完成后，转动换向阀，高压油进入回程油腔，夹紧活塞和镦头活塞反向移动，松开夹片，取出带镦头的钢筋。各个油缸的进油、回油都是经过预先设定的顺序和预定的压力通过顺序阀及油泵换向阀自动及手动控制的，因此工人操作十分简单，生产效率也比较高，一般镦粗一个头约 3040s。2)钢筋的直螺纹
6、制做技术：在钢筋镦粗段上制做直螺纹的技术也分二种类型：(A)切削螺纹：用专用钢筋直螺纹套丝机(图 1)对钢筋镦粗段加工直螺纹。图 1 钢筋直螺纹套丝机构造示意图 Doc3.docl 一冷却系统；2 一机身；2 一钢筋夹紧钳；4 一机头机械限位机构；5机头；6 一主电机及减速机；7电气控制系统；8 一手动进给机构；9导向及限位机构套丝机由套丝机头 5、电动机、变速机 6、钢筋夹紧钳 3、进给及行程控制系统 7、8、9、冷却系统 1、机架 2 等组成，其核心部件是套丝机头 5，机头内装有相互呈 90布置的可调节径向距离的四个刀架，其上装有四把直螺纹梳刀。电源启动后，电动机通过变速机带动套丝机头绕钢
7、筋轴线旋转，操作进给柄 8 使机头向左移动，在此过程中围绕工件旋转的机头开始切削螺纹，用机械限位装置控制丝头加工长度，并自动涨刀退出工作，机头复位。(B)剥肋滚轧直螺纹：用专用钢筋直螺纹滚丝机(图 2)对钢筋镦粗段加工直螺纹。专用滚丝机的构造详见剥肋滚轧直螺纹钢筋接头部分的说明。图 2 钢筋直螺纹滚丝机构造示意图 Doc4.doc1钢筋夹紧扳手；2 一钢筋夹紧钳；3 一前涨刀限位；4后涨刀限位；5 一机头；6 一水套；7 一减速机；8 一电机；9 一行程限位；10 一电源总开关；11 一进给手柄；12 一控制开关；13 一轮子；14 一冷却水箱；15 一冷却水泵；16 一导轨与镦粗后切削螺纹相
8、比，用本工艺制做钢筋丝头可以降低钢筋端部的镦粗量，减小套筒尺寸。与普通滚轧直螺纹钢筋接头相比，滚轧螺纹前先进行钢筋少量镦粗，其主要功能是对钢筋进行整形，克服热轧钢筋尺寸公差和形位公差(如截面椭圆、上下轧滚偏移等)过大时，滚轧出的螺纹易出现缺牙、秃牙、螺纹光洁度差等弊端，钢筋经少量镦粗后再进行滚轧可明显改善螺纹质量，进一步提高接头的强度及可靠性。(3)技术特点镦粗直螺纹钢筋接头强度高、钢筋丝头螺纹质量好、接头的整体质量稳定可靠、适合各种工况应用，尤其适合加长丝头型接头对接钢筋笼。建设部和科技部分别将镦粗直螺纹钢筋连接技术列为建筑业十项新技术推广项目之一，和“九五”国家重点科技成果推广项目。多年的
9、工程实践证明，镦粗直螺纹钢筋接头是一种可靠、高效、经济的钢筋接头，得到了国内、外土木工程界的普遍认可。镦粗直螺纹钢筋接头的关键技术是钢筋的镦粗工艺，它的技术特点是：镦粗过程对钢筋有冷作硬化作用，使钢筋的强度提高，延性降低。要控制好镦头头型和镦粗压力，优化工艺参数，兴利避害；国产 HRB335、HRB400 级钢筋有良好的延性，极限延伸率高达 20以上，比美、英、德、法、日等先进工业国家同类钢筋的延性都高，非常适合镦粗工艺；钢筋镦粗应采用良好的设备，选用技术水平和管理水平高的单位供货或分包；镦粗直螺纹钢筋接头还特别适合用于钢筋无法转动时的钢筋对接，如钢筋笼的整体对接；镦粗直螺纹钢筋接头是好产品，
10、但使用不当也会出现问题，如个别工程中曾出现过接头的脆断，主要有两方面原因：一是产品提供单位的技术和质量水平差，没有好的设备和工艺参数作保证；二是个别钢厂生产的钢筋质量较差，尤其是有害微量元素含量偏高；钢筋镦粗段的表面有时会出现与钢筋轴线平行的表面微小裂纹，这类裂纹对钢筋强度没有影响，也是国内外有关规程所允许的。b、滚轧直螺纹钢筋接头(1)基本原理滚轧直螺纹钢筋接头的基本原理是利用钢筋的冷作硬化原理，在滚轧螺纹过程中提高钢筋材料的强度，用来补偿钢筋净截面面积减小而给钢筋强度带来的不利影响，使滚扎后的钢筋接头能基本保持与钢筋母材等强。(2)内容滚轧直螺纹钢筋接头目前主要分为直接滚轧直螺纹钢筋接头和
11、剥肋滚轧直螺纹钢筋接头两种类型，我国最早出现的是直接滚轧直螺纹钢筋接头，它是使用滚丝机直接在钢筋端部滚丝的一种工艺；剥肋滚轧直螺纹钢筋接头是对上述工艺的一种改进，它是在滚扎螺纹前先将钢筋的纵横肋剥去，然后再进行滚丝，两者的技术内容大同小异。下面就以剥肋滚轧直螺纹钢筋接头为例作简单说明：滚轧直螺纹钢筋连接技术主要是钢筋端部的滚轧螺纹技术，图 2 是钢筋直螺纹滚丝机的构造示意图。其结构与图 1 中套丝机的构造基本一致，不同的是将套丝机头改为滚丝机头。直接滚轧与剥肋滚轧直螺纹滚丝机结构大体相同，只是滚丝机的机头及机头前后机械限位部分有所区别。滚丝机头的滚丝部分又可分为直径可调式和直径不可调式两种。图
12、 3 为剥肋滚轧直螺纹滚丝机头结构示意图。如图 3 所示，机头的前端为剥肋机构，它由四把呈 90布置的剥肋刀架和可以调整刀架开合尺寸的调整机构组成；机头的后端为螺纹滚轧机构，它由两个轴端板、三根偏心轴、三个滚丝轮与可以调整滚丝轮中心距的调整机构组成，调整机构通常是利用内外齿轮的旋转来带动装有滚丝轮的偏心轴旋转来调节滚丝直径，使其适应所要求滚轧的螺纹中径。图 3 剥肋滚轧直螺纹滚丝机头结构示意图 Doc5.doc1 一水套总成：2 一水封；3 一进水铜套；4进水接头；5进水管；6 一连接盘；7齿轮端盖；8 一齿轮外套；9 一滚轮外套；10 一滚轮前端盖；11 一键；12 一剥肋刀架本体外套；13
13、 一压刀总成；14 一压刀柱；15调整环外套；16调整环；17 一水封槽；18 一紧固螺钉 1；19紧固螺钉2；20 一调整小齿轮；21偏心调整齿轮；22 一内齿圈；23 一偏心轴后套；24 一滚轮后垫；25 一偏心轴；26 一滚轮；27 一滚轮前挚；28 一偏心轴前套；29 一剥肋刀架本体；30 一剥肋刀架；31锁刀柱(3)技术特点滚轧直螺纹钢筋连接技术工艺简单、操作容易、设备投资少，受到用户的普遍欢迎，滚扎直螺纹钢筋连接技术也被列入建设部建筑业十项新技术推广项目之一。其主要技术特点是：滚轧直螺纹钢筋接头强度高、工艺简单，最适合钢筋尺寸公差小的工况；当钢筋尺寸公差或形位公差过大时，易出现缺牙
14、、秃牙、表面光洁度差等现象，影响接头质量；钢筋纵横肋过高对直接滚轧不利，滚轧过程中纵横肋倒伏易形成虚假螺纹，剥助工序可明显改善滚轧螺纹外观和螺纹内在质量；选择技术和质量管理水平高的单位供应或分包钢筋接头是重要的，用不良设备、工艺制作的螺纹丝头还常带有较大锥度或椭圆度；严格控制丝头直径及圆柱度是重要的，否则，滚轧直螺纹钢筋接头易出现接头滑脱。c、直螺纹钢筋接头的种类及应用按照行业标准钢筋机械连接通用技术规程(JGJ107-2003)的规定，直螺纹钢筋接头分为六种接头形式，分类及应用如下：(1)标准型：1)套筒采用标准型，连接螺纹丝头也均为标准丝头。2)用于钢筋可以自由转动的场合。(2)加长丝头型
15、：1)套筒采用标准型，连接螺纹丝头一个为标准丝头，另一个为加长丝头。2)用于钢筋转动不方便，但可以少量转动的场合。(3)扩口型：1)套筒采用扩口型，连接螺纹丝头一个为标准丝头，另一个为加长丝头。2)用于钢筋笼整体对接的场合。(4)异径型：1)套筒采用异径型，连接螺纹丝头均为相应规格的标准丝头。2)用于连接直径不同的钢筋。(5)正反丝扣型：1)套筒采用正反丝扣型，连接螺纹丝头一个为正旋标准丝头，另一个为反旋标准丝头。2)用于钢筋转动困难但可以轴向移动的场合。(6)加锁母型：1)套筒采用标准型及锁母，连接螺纹丝头一个为标准丝头，另一个为加长丝头。2)用于两根钢筋均不能自由转动的场合。标准型接头 D
16、oc6.doc 加长丝头型接头 Doc7.doc扩口型接头 Doc8.doc 异径型接头 Doc9.doc正反丝扣型接头 Doc10.doc 加锁母型接头 Doc11.doc2、直螺纹钢筋接头的质量控制无论是镦粗直螺纹钢筋接头还是滚轧直螺纹钢筋接头，其质量控制主要包括：连接套筒的质量控制、钢筋端部螺纹的质量控制、接头安装、接头的工艺检验和现场抽检，下面分别作简要介绍：a套筒的质量控制直螺纹接头的连接套筒是确保接头质量的重要环节，其质量控制要点是：(1)套筒设计：设计套筒尺寸时，应使套筒的净横截面积与套筒材料强度的乘积大于钢筋面积与钢筋标准强度乘积的 11 倍；套筒的内螺纹应满足产品功能要求，其公差带宜选用 6H 或 7H；(2)套筒原材料：应选用强度高、延性好、易加工、且价格较低的钢材来制造，通常采用 45 号优质碳素结构钢，也可选
