變形鋼筋套筒擠壓連接技術(shù)的應用

1、第 1 頁筑龍網(wǎng) w w w . s i n o a e c . c o m 變形鋼筋套筒擠壓連接技術(shù)的應用 資料編號：W Z T U 74-7288變形鋼筋套筒擠壓連接技術(shù)的應用袁海軍(中國建筑科學研究院摘要：由于焊接接頭受到工藝、材料、氣候等方面的影響，容易造成焊接質(zhì)量下降，因而鋼筋擠壓連接技術(shù)改變了傳統(tǒng)的熱工操作方法。文章介紹了其優(yōu)點、原理、機具設(shè)備及其在工程中的應用。關(guān)鍵字：鋼筋連接 變形鋼筋 擠壓 鋼套筒 中圖分類號：TU74隨著高層建筑、水工建筑、大跨橋梁及高聳塔架、核電站安全殼等特種結(jié)構(gòu)工程的不斷發(fā)展，粗鋼筋的用量正逐年增加，粗鋼筋連接的質(zhì)量好壞直接影響結(jié)構(gòu)本身的安全。我國常采用

2、的連接方法有電弧焊、閃光對焊、電渣壓力焊、氣壓焊等焊接方法以及綁扎搭接法。綁扎法不但浪費鋼筋，而且接頭性能不好，搭接鋼筋中的內(nèi)力系通過周圍混凝土的剪力傳遞，引起混凝土中側(cè)向分離拉力，需要通過加密箍筋來承擔，我國鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定受力鋼筋直徑d>22mm時不宜采用搭接接頭。試驗表明，柱子受壓破壞時粗直徑鋼筋搭接端頭混凝土常有提前壓碎現(xiàn)象，因而要求將接頭錯開布置；電弧焊效率低；電渣壓力焊、氣壓焊都要求高水平的技術(shù)工人和技術(shù)管理。焊接接頭的共同缺點是由于焊接工藝、材料和人為等因素，有可能產(chǎn)生脆性破壞，造成接頭質(zhì)量下降。此外焊接連接常常要求大功率電源，設(shè)備移動及高空作業(yè)比較困難，受有明火

3、或易燃易爆氣體、氣候條件限制等缺點。為此中國建筑科學研究院結(jié)構(gòu)所研制開發(fā)了鋼筋擠壓連接技術(shù)，它改變了傳統(tǒng)焊接的熱工操作方法，而是把兩根待接鋼筋的端頭先后插入一個優(yōu)質(zhì)鋼套筒，然后用壓結(jié)器在側(cè)向加壓數(shù)道使套筒塑性變形與鋼筋緊密咬合達到連接的效果。擠壓連接具有下列優(yōu)點:(1可保證擠壓接頭達到鋼筋的母材強度，接頭具有良好的延性指標，能用于結(jié)構(gòu)任何部位。(2每個接頭所需的現(xiàn)場擠壓時間僅23min ，工效比一般焊接方法快數(shù)倍。第 2 頁筑龍網(wǎng) w w w . s i n o a e c . c o m 變形鋼筋套筒擠壓連接技術(shù)的應用 資料編號：W Z T U 74-7288 (3油泵所需電源功率僅1.5k

4、W ，不受電源容量限制；壓結(jié)器輕巧靈活，適宜多臺設(shè)備同時操作。(4無易燃易爆氣體，無火災隱患，也不受風雨寒冷氣候的影響。(5不需要專業(yè)熟練的技工，操作簡便易學，一般人員稍加培訓即可上崗操作。 (6可以連接不同直徑、不同品種的變形鋼筋，能用于可焊性差的鋼筋、進口鋼筋的連接。(7耗鋼量比搭接焊節(jié)省10%15%，比綁扎法節(jié)約70%80%。(8接頭檢驗簡便，用肉眼觀察及測量壓痕尺寸即可初步判別接頭是否合格。 該技術(shù)由于具有以上優(yōu)點，在工程建設(shè)中深受用戶歡迎，取得了良好的經(jīng)濟、技術(shù)效益，因此，被國家科委、國務院生產(chǎn)辦、建設(shè)部分別列為國家科技成果重點推廣項目。 1擠壓連接原理鋼筋擠壓連接是將兩根待接鋼筋的

5、端頭插入鋼套筒內(nèi)，用壓結(jié)器沿徑向擠壓鋼套筒，使其產(chǎn)生塑性變形，依靠變形后的鋼套筒與被連接鋼筋緊密咬合，達到連接的效果。該連接屬于機械連接方法，不象焊接工藝中存在高溫溶化過程，避免了因焊接加熱引起的金屬組織結(jié)構(gòu)變化、熱影響區(qū)的焊接脆性等弊病以及眾多的焊接夾雜、氣眼等缺陷，因此擠壓連接工藝性能穩(wěn)定，質(zhì)量可靠，受人為操作因素影響小，對鋼筋母材的化學成分也不象焊接那樣要求嚴格。 2擠壓連接所用設(shè)備擠壓連接設(shè)備由高壓油泵、壓結(jié)器、高壓膠管等組成。為了能適用于各種直徑的粗鋼筋連接，特研制了YJ650型和YJ800型兩種噸位的壓結(jié)器分別用于擠壓直徑32mm 以下及以上的級鋼筋，額定的擠壓力為650kN 和8

6、00kN ，外形尺寸分別為155×395和180×495，重量為31kg 和48kg 。選用DSD0.8/4M型高壓油泵作液壓源，額定油壓為80MPa ，而實際工作油壓一般在58MPa 以下，這樣大大提高了油泵使用壽命，泵上設(shè)有手動換向閥、調(diào)壓安全閥、壓力表等。對于一般工程只需配備YJ650型壓結(jié)器及其配套的高壓油泵，通過更換壓模就可滿足工程中直徑20mm 、22mm 、25mm 、28mm 、32mm 的各種級鋼筋的連接，壓結(jié)器可用小車懸掛，用平衡器控制升降，壓結(jié)器基本處于失重狀態(tài)，這樣可大大降低勞動強度。該設(shè)備體積小、重量輕、操作方便、工作可靠，可連接密集布置的鋼筋，適

7、合于現(xiàn)場施工。 3擠壓連接技術(shù)參數(shù)擠壓力與擠壓道數(shù)是擠壓連接的兩個重要參數(shù)，擠壓力大小以將鋼套筒金屬與鋼筋 第 3 頁筑龍網(wǎng) w w w . s i n o a e c . c o m 變形鋼筋套筒擠壓連接技術(shù)的應用 資料編號：W Z T U 74-7288 緊密擠壓在一起為準；擠壓道數(shù)直接關(guān)系到鋼筋連接的施工速度，道數(shù)過多施工速度慢，過少則接頭性能特別是殘余變形及強度不能滿足要求。我單位研制的壓結(jié)器在綜合考慮壓模形狀、尺寸和套筒材質(zhì)的基礎(chǔ)上，根據(jù)試件的靜力拉伸試驗、反復拉伸試驗、反復拉壓試驗，確定了各項參數(shù)，具體數(shù)據(jù)見表，由于所用油壓在4057MPa 之間，這樣能很好滿足國產(chǎn)液壓元件的性能要

8、求，為易損液壓元件的更換提供了方便。4擠壓連接技術(shù)在工程中的應用擠壓接頭可應用于承受拉力或壓力的粗鋼筋連接的一切場合，接頭性能及構(gòu)件性能試驗均表明，擠壓接頭可靠性高，即使在構(gòu)件的同一截面處連接也不會影響結(jié)構(gòu)在使用階段或破壞階段的性能，特別適合在高層建筑、水工建筑、核電站及高聳結(jié)構(gòu)等有抗震或較高質(zhì)量要求的工程中應用。 4.1高層建筑中的梁柱主筋連接北京同仁醫(yī)院門診樓工程采用現(xiàn)澆框架剪力墻結(jié)構(gòu)，總建筑面積為4.3萬m 2，其中高層部分(地上16層、地下2層 受力主筋是22mm 、25mm 、28mm 級鋼筋，原計劃采用電弧搭接焊，經(jīng)過地下2層和地上14層施工后，發(fā)現(xiàn)電弧搭接焊工效過低，不能滿足快速

9、施工要求，后經(jīng)設(shè)計和施工單位研究決定，516 層的粗鋼筋改用套筒擠壓連接，原焊接500個接頭需要10d 時間，擠壓施工23d 就可以完成，提高效率3倍多，節(jié)約了大量人工和大型機械費。深圳洪湖大廈(33層 是由香港合資興建的綜合服務樓，主體結(jié)構(gòu)的受力筋是28mm 和32mm 的級進口鋼筋，采用焊接連接其接頭易斷于焊接處，后改用錐螺紋接頭，接頭質(zhì)量還是達不到要求，為此工程停工一個多月。經(jīng)研究受力主筋全部改用套筒擠壓連第 4 頁筑龍網(wǎng) w w w . s i n o a e c . c o m 變形鋼筋套筒擠壓連接技術(shù)的應用 資料編號：W Z T U 74-7288 接，現(xiàn)場取樣接頭合格率100%，

10、一個臺班可擠壓80余個接頭，接頭質(zhì)量與施工速度都得到港方贊賞。深圳經(jīng)協(xié)大廈(58層 及深圳園中花園(36層 所用粗鋼筋從巴西、土耳其、波蘭、意大利等國進口，不僅不同產(chǎn)地間鋼筋的焊接質(zhì)量達不到要求，而且同一產(chǎn)地的鋼筋焊接質(zhì)量也難以保證。園中花園工程曾因鋼筋焊接質(zhì)量不合格，工程停工兩個多月，后改用擠壓連接后解決了各種鋼筋的不可焊接性，而且在刮風下雨天也可以進行擠壓操作，現(xiàn)場抽查接頭全部合格。哈爾濱滬士商務大廈是哈爾濱火車站前最高建筑(29層 ，框架柱中受力鋼筋為直徑25mm 的級鋼筋，開始3層采用搭接電弧焊，由于焊接本身施工速度慢，另外寒冷地區(qū)鋼筋焊接的合格率降低，每施工一層都因鋼筋焊接速度跟不上

11、而影響支模板、澆筑混凝土。采用焊接每一樓層施工周期為半個月；改用擠壓連接后，在鋼筋加工場先擠壓好半個接頭，另一半在現(xiàn)場壓接，這樣縮短了現(xiàn)場擠壓時間，做到鋼筋施工速度不影響樓層的施工進度，一樓層施工周期縮短至10d ，為大廈的按期竣工打下了基礎(chǔ)。 4.2電廠主廠房及煙囪筒體中主筋的連接天津某電廠擴建工程其主框架柱子截面尺寸為1.8m×0.7m，配置2836根直徑32mm 級鋼筋，原設(shè)計為綁扎搭接，每個主筋接頭耗鋼量為7.07kg ，加上搭接區(qū)段箍筋加密所增加的用鋼量8.28kg(每個接頭的平均用箍量 ，每個搭接接頭耗鋼總計15.35kg ，改用套筒擠壓接頭后，每個接頭用鋼量僅為2.00

12、kg ，材料和成本的節(jié)約是顯而易見的?？蚣芰旱闹鹘钤跀D壓連接時，先在鋼筋加工場將9m 定尺鋼筋連接成18m 長，再在施工現(xiàn)場進行各段的拼接，梁內(nèi)主筋采用擠壓連接后緩解了鋼筋間的擁擠現(xiàn)象，有利于確?；炷恋臐仓|(zhì)量。貴州電廠擴建工程中的240m 鋼筋混凝土煙囪，基礎(chǔ)底面直徑32m ，基礎(chǔ)頂面直徑18m ，所用的直徑32mm 的級鋼筋，因采用剖口對焊施工速度慢，掌握剖口對焊技術(shù)的焊工少而影響施工進度，改用擠壓連接后，操作能在鋼筋密集的現(xiàn)場操作，而且操作簡便易學，施工速度明顯加快。煙囪筒身主筋為直徑28mm 的級鋼筋，由于模板采用電動升模，施工層高1.6m 需一次升模到位，要求豎向鋼筋連接不得有明顯

13、彎曲，擠壓連接良好的對中性滿足了這一施工要求，為工程的保質(zhì)保量完成提供了有力的保證。 河南省三門峽2×30萬kW 火電廠二期工程為國家重點項目，主廠房為四層框架結(jié)構(gòu)，建筑面積1.4萬m 2，框架柱和240m 鋼筋混凝土煙囪豎向鋼筋所用直徑2232mm 的級鋼筋各類接頭共計15000個，均采用擠壓連接，擠壓連接比傳統(tǒng)的鋼筋綁扎接頭節(jié)省鋼材，降低工程費用。第 5 頁筑龍網(wǎng) w w w . s i n o a e c . c o m 變形鋼筋套筒擠壓連接技術(shù)的應用 資料編號：W Z T U 74-7288 4.3大跨度、大柱網(wǎng)公共建筑中主筋的連接蘭州工商行營業(yè)樓為20層框架剪力墻結(jié)構(gòu)，根據(jù)

14、設(shè)計要求在底部裙房設(shè)置一個多功能大廳，該廳交叉梁系的跨度為28m ，主筋為直徑32mm 的級鋼筋，原設(shè)計采用焊接連接，不僅施工速度慢，而且焊接質(zhì)量不易過關(guān)，施工單位決定改用擠壓連接，整根梁的主筋分四根定尺鋼筋連接而成，施工單位在施工現(xiàn)場專門派一名技術(shù)員進行檢查，擠壓前要求鋼筋對直，兩端彎鉤在同一平面內(nèi)；擠壓完成后對每一接頭進行外觀檢查。現(xiàn)場抽查結(jié)果，接頭強度和外觀質(zhì)量均達到設(shè)計要求。珠海國際機場工程是特區(qū)基礎(chǔ)建設(shè)的重點項目，候機大樓采用大柱網(wǎng)無粘結(jié)預應力平板新技術(shù)，整個大樓共分24個區(qū)，每區(qū)的面積約50m×80m，梁、柱主筋為直徑25mm 、28mm 、32mm 三種規(guī)格的級鋼筋，由于梁主筋需連接成50m 、80m 長，若采用焊接，施工速度慢，現(xiàn)場操作困難；改用擠壓連接后，一部分接頭先在鋼筋加工場完成，然后再在現(xiàn)場拼接，且接頭部位不受限制，加快了施工速度；柱中主筋數(shù)量多，而施工期又短，焊接不能適應這種快速施工要求，為此柱內(nèi)主筋也全部采用擠壓連接，接頭施工速度與質(zhì)量受到機場工程指揮部的肯定。 4.4擠壓連接技術(shù)在橋梁中的應用為使擠壓連接技術(shù)能在動載結(jié)構(gòu)如鐵路或公路橋梁中應用，中國建筑科學研究院受鐵道部第一勘測設(shè)計院的委托，進行擠壓接頭的疲勞性能試驗，結(jié)果表明，CABR 擠壓接頭具有