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钢筋等强直螺纹连接

［摘要］介绍钢筋直螺纹连接新技术开发的背景、工艺特点、接头性能、应用范围及经济分析。

［关键词］钢筋连接等强直螺纹连接接头性能钢筋镦粗机经济分析

1 我国钢筋机械连接技术发展现状

近十年来，我国在粗直径钢筋的机械连接技术方面有了很大发展，在各类高层建筑、大跨结构、桥梁、水工结构、电视塔、核电站等重大工程项目中推广应用了数千万个钢筋机械连接接头，尤其是挤压套筒连接和锥螺纹连接应用更为广泛。

在钢筋的机械连接方法中，套筒挤压连接的可靠性、稳定性和现场抽样合格率均明显高于锥螺纹接头。但其缺点是设备较重，施工速度及方便程度比不上锥螺纹。锥螺纹接头的连接套筒和钢筋丝扣均可提前加工，现场只需用测力扳手连接，故受到施工单位的欢迎，但其缺点是接头强度较低，稳定性差。锥螺纹因削弱母材截面积而影响接头强度，此外，螺纹加工精度及表面光洁度显著影响其旋紧程度，而锥螺纹接头强度受旋紧程度的影响又比较大。此外，受操作的影响也很大，如力矩扳手的精度以及有无定期校验制度，钢筋密集而不易拧紧或漏拧等等均有可能严重影响连接质量。工程应用中最突出的问题是现场抽检合格率远低于送检试件合格率或车间抽样合格率，其原因就在于此。因此，开发一种新型接头使其既具有锥螺纹接头那样施工方便，速度快的优点，又具有可靠连接质量的新型机械接头必将受到普遍欢迎。

2 当代世界钢筋机械连接的最新潮流

钢筋的机械连接在国外发展较早，品种也比较多，除了套筒挤压接头和锥螺纹接头外，还有熔融金属充填套筒接头(如美国CADWOOD接头)、适用于装配式结构用的水泥浆充填套筒接头(如美国、日本NBM接头)、钢筋全长轧制螺纹的大螺旋钢筋接头(如德国dywidag接头)、以及滚压直螺纹接头(如英国CCL钢筋接头)、镦粗切削直螺纹接头(如法国Bartec体系等)，上述各类接头除锥螺纹接头外，几乎全部能充分发挥钢筋母材极限强度。

其中法国德士达(Dextra)公司开发的镦粗切削直螺纹接头是将钢筋端部镦粗，然后切削直螺纹，再用连接套连接的钢筋接头。这种接头具有强度高、施工方便、连接速度快、应用范围广等多种优点，它代表了当代世界钢筋机械连接技术的最新潮流，香港会展中心、青马大桥、马来西亚石油大厦(世界最高建筑)、法国诺曼弟大桥(世界最大跨度斜拉桥)、泰国帝后公园大厦、我国广州中信大厦(80层)，广东岭澳核电站等数百项大型工程均采用了等强直螺纹接头。

我们开发的等强直螺纹连接技术1997年已通过建设部组织的鉴定，鉴定意见认为：“该技术在国内现行钢筋焊接连接、套筒挤压连接和锥螺纹连接等技术基础上迈进了一大步，具有接头强度高、与母材等强、连接速度快、性能稳定、应用范围广、操作方便、用料省等特点，其技术成果填补了国内空白、达到国际先进水平，其中钢筋镦粗设备具有结构简单、重量轻等特点，为国际领先”。

3 等强直螺纹接头的制作工艺及其优点

3.1制作工艺

制作工艺分三个步骤：①钢筋端部镦粗；②在镦粗段上切削直螺纹；③利用连接套筒对接钢筋。

钢筋端部的镦粗依靠专门设计制造的镦头机，每个镦头所需时间30～40s，每台班约可镦400～500个。镦头设备自重轻、便于运至工地对钢筋进行现场加工。

镦头结束后，在专用套丝机上切削加工螺纹

在现场用连接套筒对接钢筋，用普通扳手拧紧。

3.2直螺纹接头的优点

(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。

4 技术参数和接头性能

4.1技术参数

连接套筒的设计抗拉强度大于等于钢筋设计抗拉强度的1.20倍。标准型连接套筒的规格尺寸见表。

标准型套筒规格、尺寸表

钢筋直径(mm)套筒外径(mm)套筒长度(mm)螺纹规格(mm) 203240M24×2.5

223444M25×2.5

253950M29×3.0

284356M32×3.0

324964M36×3.0

365572M40×3.5

406180M45×3.5

4.2 接头性能

共计72根接头试件的形式检验结果证明，全部试件满足《钢筋机械连接通用技术规程》(JGJ107—96)中A级接头性能要求全部试件断于钢筋母材，达到与母材等强的目的。

5 直螺纹接头类型及其应用

5.1 直螺纹接头类型

直螺纹接头连接套筒的形式可分下列4种类型：

(1)标准型(图1a)。带右旋内螺纹连接套筒，用于Ⅱ、Ⅲ级带肋钢筋的连接。

(2)扩口型(图1b)。在标准型套筒的一端增设45°～60°角扩口段，仅用于钢筋较难对中的场合，如钢筋笼的对接。

(3)变径型(图1c)。变直径连接套筒，用于连接不同直径的钢筋，直径差异不受限制。

(4)正、反丝扣型(图1d)。带左、右旋内螺纹的等直径连接套筒，用于钢筋不能转动而要求调节钢筋内力的场合。

5.2 等强直螺纹接头的应用

等强直螺纹接头适用于一切抗震设防和非抗震设防的混凝土结构工程，尤其适用于要求充分发挥钢筋强度和延性的重要结构。

(1)粗直径钢筋连接。

(2)弯折钢筋、超长水平钢筋的连接。

(3)钢筋笼的对接。用扩口型连接套筒(图2)。

图1 连接套筒类型图2 钢筋笼的对接

(4)两根固定钢筋之间的对接(图3)。

图3 温度收缩缝之间钢筋对接

(5)钢结构与钢筋的连接。型钢柱与梁主筋相交时，可利用焊在钢板上的螺母连接钢筋。

6 技术经济效益

以φ32mm钢筋为例，等强直螺纹接头目前的售价为22元，低于同规格套筒挤压接头的全部费用，而施工的方便程度和工效则明显好于套筒挤压连接，钢筋越粗，这种差别越明显。例如对φ36mm或φ40mm钢筋，直螺纹接头价格比套筒挤压接头降低20%～30%，而连接速度可提高4～5倍，广州中信大厦(80层)为适应爬模施工，也是采用直螺纹接头且100%接头在同一截面连接。直螺纹接头为这种施工方法提供了可能，并加快了施工进度，仅4～5d即可施工一层标准层。

总体来说，等强直螺纹接头无论从技术上或经济上均具有一定优势，它把接头的可靠、方便和经济性三者很好地结合在一起。