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1、钢筋机械连接的施工要点和质量控制（江苏交通工程咨询监理有限公司 南京 210004）孙远玉摘要:钢筋机械连接具有技术先进、质量稳定、环保安全适用的优点，在工程建设中得到了广泛的应用，本文先从钢筋机械连接设备、原材料、接头位置和质量检测几个方面对钢筋机械连接的施工要点进行了说明，后在钢筋机械连接质量控制的要素，如套筒质量取样代表性，母材质量、加工工艺、接头等级的选用等进行了阐述，可供广大工程技术人员参考。关键词:钢筋机械连接 施工要点 质量控制随着土木工程建设的发展对施工提出了更高的要求，由于传统的焊接技术不能保证钢筋焊接接头的质量，根据国内外经验，现在一般采用机械连接。钢筋连接接头概述目前我国
2、土木建设工程中使用的钢筋连接主要有：套筒挤压连接、锥螺纹连接、镦粗直螺纹连接、挤压滚压螺纹及等强度滚轧直螺纹连接、接头等。这些新的产品和技术对于提高工程质量、加快施工速度、提高劳动效率和降低成本起到积极推动作用。近年来，高速公路桥梁工程钢筋施工中常用的钢筋机械连接多为镦粗直螺纹接头、等强剥肋滚轧直螺纹接头和套筒挤压。钢筋机械连接技术与传统的搭接和焊接技术相比具有接头性能可靠、质量稳定、不受气候及焊工技术水平的影响，工艺简单、连接速度快、安全、无明火、不污染环境，不需要大功率电源，可焊与不可焊钢筋均能可靠连接等优点。一、设备与原材料：钢筋的镦粗及套丝设备采用专用设备进行生产加工。工程使用的钢筋应
3、符合现行国家标准钢筋砼用热轧带肋钢筋 （GB1499）的要求，钢筋直径应为 16-40mm 的 II、III 级带肋钢筋，连接套筒应由专业生产厂家进行生产，并按批次提供材料质保书及产品合格证等质量证明文件，对 II、III 级带肋钢筋挤压接头所用套筒的材料、尺寸、螺纹规格、公差带及精度等级应符合产品设计要求连接套筒基本尺寸如表 1。 连接套筒尺寸规格单位：mm 表 1钢筋公称直径 套筒外径 套筒内径 套筒长度 螺纹规格16 26 17.4 40 M202.518 29 19.4 44 M222.520 32 20.9 48 M27322 36 23.9 52 M303.525 40 26.3
4、60 M323.528 44 29.3 66 M36432 50 31.8 72 M39436 56 34.8 80 M454.540 62 40.3 90连接筒尺寸偏差及精度要求单位：mm 表 2套筒外径 外径允许偏差 长度允许偏差 螺纹精度要求 表面粗焙度50 0.5 1.0 6H螺纹部分 6.3 其余 12.550 0.01D 1.0 6H螺纹部分 6.3 其余 12.5二、钢筋连接接头位置：由于钢筋通过连接、连接件机械咬合作用或钢筋端面的承压作用将一根钢筋中的力传递直另一根钢筋的连接方法。钢筋的接头设计应满足强度（屈服强度和抗拉强度）及变形性能的要求并以此划分性能等级。设计接头的连接件
5、时应留有余地，其屈服承载力标准值和抗拉承载力的标准值均应不小于被连接钢筋相应值的 1.1 倍，以保证接头的传力性能。也就是说，设计接头时套筒的强度应大于钢筋的强度。钢筋通过连接接头传力的性能总不如整根钢筋，故设置钢筋连接的原则为接头应设置在受力较小处，同一根钢筋应少设置接头，接头位置应错开。三、钢筋连接接头质量检验：根据抗拉强度及高应力和大变形条件下反复拉压性能的差异，机械连接接头应分为下列三个等级：I 级：接头抗拉强度不小于被连接钢筋实际抗拉强度 1.1 倍钢筋抗拉强度标准值，并具有高延性及反复拉压性能。II 级：接头抗拉强度不小于被连接钢筋抗拉强度标准值，并且有高延性及反复拉压性能。III
6、 级：接头抗拉强度不小于被连接钢筋屈服强度标准值的 1.35 倍，并具有一定的延性及反复拉压性能。接头的抗拉强度 表 3接头等级 I 级 II 级 III 级抗拉强度 fmstf st或1.10f uk fmstf uk fmst1.35f yk注；f mst接头试件实际抗拉强度；fst 接头试件中钢筋抗拉强度实测值；fuk 钢筋抗拉强度标准值；fyk 钢筋屈服点强度标准值。接头的变形性能表 4接头等级 I 级、II 级 III 级非弹性变形（mm）u0.10 (d32)u0.15 (d32)u0.10 (d32)u0.15 (d32)单向拉伸总伸长率（%） sgt4.0 sgt2.0高应力反
7、复 残余变形 u200.3 u200.3拉压 （mm）大变形反复拉压残余变形（mm）u40.3u80.6u40.6注：u 接头的非弹性变形；u20接头经高应力反复拉压 20 次后残余变形；u4 接头经高应力反复拉压 4 次后残余变形；u8 接头经高应力反复拉压 4 次后残余变形； sgt接头试件总伸长率。因此工程中应用钢筋机械连接时，应由技术提供单位提交有效的形式检验报告，这是为了加强施工管理，避免施工单位采用假冒伪劣产品而采取的一种防范措施。钢筋连接工程开始前及施工过程中，应检查连接套出厂合格证，钢筋螺纹加工检验记录等，并应对每批进场钢筋进行接头工艺检验，其要求如下：A、每种规格钢筋的接头试
8、件不应少于 3 根；B、钢筋母材抗拉强度试件不应少于 3 根，且应取自接头试件的同一根钢筋；C、3 根接头试件的抗拉强度均应符合表 3 的规定，对于 I 级接头试件，抗拉强度尚应大于钢筋抗拉强度实测值的 0.95 倍；对于 II 级接头应大于 0.90 倍。另外现场应进行外观质量检查和单向拉伸试验，对接头有特殊要求的结构应在设计图纸中别行注明相应的检测项目。现场检验应符合下列要求：（1）按验收批进行现场检验，同批的条件为材料、形式、等级、规格、施工条件相同，同批的数量为 500 个接头，不足此数也按一批考虑。（2）对接头的每一验收批必须在工程结构中随机截取 3 个接头试件作抗拉强度试验，按设计
9、要求的接头等级进行评定。（3）每 3 个接头试件的抗拉强度均符合表 3 中相应等级的要求时，该验收批评为合格。如有 1 个试件的强度不符合要求，应再取 6 个试件进行复检，复检中如仍有 1 个试件的强度不符合要求，则该验收批评为不合格。（4）钢筋机械接头的破坏形态有钢筋拉断、连接件接断、钢筋从连接件中滑脱三种，只要满足表 3、表 4 的要求，任何破坏形式均可判为合格。（5）现场检验连续 10 个验收批抽样试件抗拉强度，1 次合格度为 100%，验收批接头数量可以扩大 1 倍。（6）外观质量检验的质量要求，抽样数量、检验方法、合格标准以及螺纹接头所需的最小拧紧力矩值由各类型接头的技术规程确定。（
10、7）现场截取抽样试件后，原接头位置的钢筋允许采用同等规格的钢筋进行搭接连接，或采用焊接及机械连接方法补接。（8）对抽检不合格的接头验收批，应由建设方会同设计等有关方面研究后提出处理方案。四、钢筋机械连接质量控制应从以下几个方面进行：1、套筒的质量：套筒的质量对钢筋机械连接具有重要的影响因素，施工单位在选择的套筒过程中往往只关心套筒的价格，而 生产套筒厂的规模及质量保证体系。虽然进场工艺检验时合格，但到现场验收批检验时，由于质量的不均往往出现检测时接头连接件破坏的现象，造成接头不合格，导致不必要的返工甚至停工。2、取样的代表性：按钢筋机械连接通用技术规程（JCJ107-2003） ，规定接头检验
11、分型式检验、施工现场检验两种，施工现场检验又包括接头工艺检验和验收物检验两种。型式检验和接头工艺检验均需检验钢筋母材、且规程要求接头试件与钢筋母材试件均应在同一根钢筋上截取，以便当接头试件断在接头部位时，可以将接头强度与钢筋实际强度作比较。3、钢筋母材的质量：由于钢筋机械边接是通过钢筋与连接件的机械胶合作用，如果钢筋的圆度偏大，可能会使钢筋与连接件咬合面减小造成钢筋从连接件中拔出，因此应选择质量好的母材。4、加工工艺：按照钢筋机械连接通用技术规程 （JGJ107-2003）第 6.05 条的规定，当试件断于接头长度区段时，应满足 f0mst1.10f uk才能判定为合格。规程中接头长度的定义为
12、接头连接件长度加连接件两端钢筋横截面变化区段的长度。对锥螺纹或 轧直螺纹接头，接头长度则为套筒和蔗加两端外露丝扣长度，如果加工操作不当，接头的外露丝扣过长，会使钢筋的面积减少，由于应力集中于丝扣处，接头试件受检时会在丝扣处颈缩断裂，这样接头试件必须满足 才能判定为合格，对接头强度要求有大幅度增加提高，易造成接头试件不能满足强度要求，因此在加工时对处露丝扣长度处理应引直重视。5、接头等级的选用：在选用钢筋机械连接接头时，一般认为接头的等级越高越好，实际上根据相关资料显示只要受力的接头百分率不大于 50%，II 级接头可以在抗震结构中的任何部位使用。实践证明接头等级的选用并非愈高愈好，I 级接头的强度指标很高，在现场大批量抽检时容易出现不合格接头。如无特殊需要，盲目提高接头等级易给施工和验收带来不必要的麻烦。钢筋机械连接在施工工艺、材料的选用方面有其特殊的优点，相信钢筋机械连接技术必将在今后的工程建设中得到广泛的应用。
