粗直径钢筋直螺纹连接技术应用

粗直径钢筋直螺纹连接技术应用
粗直径钢筋直螺纹机械连接是钢筋机械连接技术的一种创新，它是利用连接套筒将两根钢筋依靠螺纹咬合连接在一起，连接套筒采用45号优质碳素钢在工厂成批生产。

它具有接头强度高、施工方便、缩短工期、工艺简单、可操作性强等特点，克服了焊接对钢筋造成的烧伤或咬伤、焊缝不饱满、焊接质量不稳定及焊接钢筋所需时间较长等缺点，对提高粗钢筋连接的质量、节省施工时间、提高工作效率、节约材料、降低施工成本等都收到良好的效益。

一、工程概况
安阳市会展中心一期工程（会展北楼），建筑高度为23.45m，地上二层(包括一层夹层、二层夹层)，地下一层。

安阳市会展中心-会展北楼工程是安阳市政府重点工程，位于安阳市东区，文明大道与永明路交叉口西南角。

工程总建筑面积41301㎡，单层面积10093㎡，地下一层，地上两层，一层、二层各含一个夹层；总建筑高度为21.45m，外形呈不规则椭圆。

耐火等级：地下一级，地上二级。

防水等级：地下一级，屋面防水为二级。

梁柱钢筋的连接采用直螺纹机械连
接技术，连接钢筋主要有：C16、C18、C20、C22、C25、C28、C32
二、主要机具设备
①钢筋直螺纹滚轧机：采用型号为HGS-40钢筋直螺纹滚轧机，它由机架、加紧钳、导轨、滑板、摆线针轮减速机、剥肋滚轧头、进给机构、自动开合机构、行
程限位机构、冷却系统、电器控制箱、控制系统等部分组成，能滚轧直径C16~40
的HRB335、HEB400级钢筋。

②检测量规：长度卡板、直径环规及通止规共三种量规。

③扳手：采用的力矩扳手及工作扳手应有产品合格证书。

④辅助机具：无齿锯等。

三、直螺纹连接优点
直螺纹连接有以下优点：
1、接头强度高。

接头强度大于钢筋母材强度。

2、性能稳定。

接头性能不受扭紧力矩影响，少拧2～3扣，均不会对接头强度造成明显损害。

3、连接速度快。

直螺纹连接套筒比锥螺纹短40%左右，且丝扣螺距大，不必使用扭力扳手，方便施工。

4、应用范围广。

对弯折钢筋、固定钢筋、钢筋笼等不能转动钢筋的场合，可
不受限制地方便使用。

5、经济效益好。

直螺纹接头比套筒挤压接头省钢70%左右，比锥螺纹接头省钢35%左右。

6、便于管理。

省去了用扭力扳手检测这道工序。

对劳工素质及检测工具的依
赖性明显减小。

四、工艺原理
滚轧直螺纹钢筋接头是利用钢材形变强化的原理，是钢筋上滚轧处得直螺纹强度大幅提高，从而使直螺纹接头的抗拉承载力高于钢筋母材的抗拉承载力。

其工艺是先在加工场用专用的钢筋直螺纹滚轧机，把待连接钢筋的端头滚轧成规整的直螺纹，然后通过带有相同参数的直螺纹连接套筒，用专用
机械扳手，把两根需连接的钢筋通过连接套筒相对拧紧在一起从而形成一种能承受拉、压两种作用力的等强度钢筋机械连接接头。

直螺纹连接套筒由专业工厂定型生产的标准件，材质采用45号优质碳素钢。

直螺纹接头按套筒的基本使用条件分为五类，如下表所示：
5．1直螺纹接头加工工艺流程见下图1.
用无齿锯下料
↓专职检验人员用卡规检验丝头长度，用环规
抽检丝头直径，合格后填写抽检记录，
对不
↓合格丝头要重新加工
直螺纹丝头质量自检↓
↓检查合格的钢筋接头拧上塑料保护帽或直螺纹
连接套筒，以保护直螺纹或方便连接做接头试件力学性能试验↓
（工艺检验）存放备用
↓
试验合格后做钢筋连接准备工作
图1 钢筋直螺纹接头加工工艺流程
5.2连接钢筋工艺流程见图2.
钢筋就位
↓
回收待连接钢筋上的保护帽
↓
将两根钢筋通过连接套筒进行连接
↓同径、变径型钢筋连接
用工作扳手拧紧接头
↓正反丝扣型钢筋连接用力矩扳手检查，在连接好的接头上
做好油漆标识，表示已连接完成
图2 钢筋直螺纹连接工艺流程
六、施工操作要点
6.1 直螺纹接头加工工艺
①下料：钢筋端部应先调直再下料，宜使用无齿锯切割，切口端面应与钢筋轴线垂直，不得有马蹄形或挠曲，不得用气割下料。

②直螺纹套丝：
钢筋套丝要预先在钢筋滚轧直螺纹机床上加工，在人工的操作下实现从剥肋到滚轧螺纹的全部加工过程。

可根据需要加工成正扣螺纹，也可加工成反扣螺纹。

③丝头质量自检：
每批丝头加工完毕后，要逐个对钢筋端头直螺纹丝头的外观质量进行自检，直螺纹丝头的牙形、螺纹等必须与连接套筒的牙形、螺距一致，且经配套的量规检测合格，并用手将套筒拧进钢筋端头，看是否过松或过紧，检查螺纹的长度是否符合要求。

④专业质检员抽检：
经自检合格的钢筋丝头，应对其分批号随机抽检10%，且不少于10个，如有一个丝头不合格，即对该加工批全数检查，不合格丝头应重新加工经再次检验合格后方可使用。

⑤接头力学性能工艺检验：
施工作业前，应对直螺纹接头作力学性能工艺检验。

每种规格3根接头试件均应满足：若按Ⅰ级接头标准，试件抗拉强度应大于钢筋母材的实测抗拉强度（即试件破断于钢筋母材上）或达到钢筋母材抗拉强度标准值的1.1倍；若按Ⅱ级接头标准，试件抗拉强度应大于钢筋母材的标准极限抗拉强度。

⑥戴塑料帽或拧上套筒保护、存放备用：
将检验合格的钢筋端头螺纹戴上塑料保护套或拧上连接套筒，并按规格分类堆放整齐备用。

6．2直螺纹接头连接工艺
①钢筋就位、回收塑料保护帽：
将待连接的钢筋运至结构使用部位安置就位，并拧下直螺纹丝头上的塑料帽予以回收。

注意连接钢筋时，被连接钢筋的规格应与连接套筒的规格一致，并要确保丝头和连接套筒的丝扣干净、完好无损。

②直螺纹丝头套筒连接：
安装时首先把连接套筒的一端安装在基本钢筋上，先用工作扳手将其拧紧到位，再将待连接钢筋拧进连接套筒内并拧紧到位，操作时，用工作扳手旋转套筒或钢筋，使丝头在套筒中央位置顶紧，完成连接。

由于钢筋丝头加工时要求有效螺纹长度有0~+2P的公差范围，因此，接头连接完毕后，套筒两侧应有外露有效螺纹。

③正反丝型直螺纹连接（用于弯曲钢筋、固定钢筋等不能移动钢筋的接头连接）：
先将连接套筒全部拧入螺纹长度较长的一端钢筋内，再把螺纹长度较短的一端钢筋对准套筒，旋转套筒使其从长螺纹钢筋头逐渐退出，并进入短螺纹钢筋头中，并与短螺纹钢筋头拧紧。

七．质量控制
7.1 连接套筒产品制作的质量控制
连接套筒的质量控制点：原材料的材质、螺纹牙形和螺纹加工精度、外形尺
寸。

连接套筒采用的原材料必须采用强度高、延性好的优质碳素结构钢或合金结构钢，保证钢筋滚轧直螺纹强度和变形性能的要求；原材料的材质若不符合要求，将无法保证接头的性能。

内螺纹的牙形和加工精度是影响接头质量的另一重要因素。

套筒内螺纹的牙形必须完整饱满，牙形角符合设计要求。

当套筒螺纹出现牙形螺纹不完整或牙形偏角较大时，钢筋接头的螺纹传力性能将难以保证。

此外，套筒内螺纹的小径和中径的公差，是保证套筒与钢筋丝头之间配合的关键，小径与中径偏大，将影响接头的变形性能；小径与中径偏小，现场连接无法实现。

外形尺寸主要应控制套筒的外径偏差不能偏小，以保证套筒的横截面面积。

连接套筒规格尺寸如下表所示。

7.2钢筋丝头现场加工的质量控制
钢筋丝头加工的质量控制点：螺纹直径、螺纹牙形、螺纹长度。

同连接套筒内螺纹加工精度对接头性能影响情况一样，钢筋丝头螺纹大径、中径是保证与连接套筒螺纹配合的关键。

与套筒内螺纹要求有所不同的是螺纹的牙形。

由于丝头的螺纹是由滚轧机得滚丝轮挤压成型的，其牙形一般均能保证达到设计要求。

工程中不同直径的钢筋丝头常利用对用的环通规及环止规进行加工质量检查。

其环通规应能顺利地旋入，环止规旋入长度不得超过3P。

钢筋丝头的螺纹长度小于设计要求，会导致钢筋端头在连接套筒中顶不到位，严重时会造成接头强度大幅度降低，进而影响整个工程结构的安全性；
过长则会出现接头外露螺纹太长，形成不合格接头。

7.3现场连接施工操作的质量控制
钢筋现场连接的质量控制点：外露螺纹、拧紧力矩。

接头连接套筒两侧的外露螺纹是检验接头质量的最直观途径。

由于钢筋丝头加工时要求有效螺纹长度有0~+2P的公差范围，所以，接头连接完毕后，套筒一侧或两侧没有外露螺纹时，说明丝头螺纹长度不够，钢筋端头未在套筒中顶实；外露螺纹大于2P时，有两种情况，一是若丝头螺纹长度符
合要求，则连接旋拧不到位；若旋拧到位，则丝头长度过长，这两种情况均为质量缺陷。

钢筋接头的拧紧力矩是接头强度和变形性能的重要保证。

当接头拧紧力矩值达到标准要求时，螺纹相互之间的配合间隙消除，才能满足接头的强度和变形要求，拧紧力矩过大过小均对接头的性能不利。