【摘 要】预应力混凝土带肋钢筋套筒挤压连接技术是我国较早开发和应用的钢筋机械连接技术,目前在全国各省市均有大量工程应用实例和使用经验,本文简要介绍其主要技术内容。
【关键词】预应力;混凝土;带肋钢筋:套筒挤压;连接技术
随着高层建筑、工业建筑、水工建筑大跨度桥梁及高耸塔架等特种结构的不断发展 ,粗钢筋的用量正在逐年增加 ,粗钢筋连接质量的好坏 ,将直接影响结构本身的安全。近年来 ,广大的科技工作者结合工程实践 ,提出了钢筋挤压连接、钢筋锥罗纹连接等新技术和新工艺。预应力混凝土带肋钢筋套筒挤压连接技术是我国较早开发和应用的钢筋机械连接技术,目前在全国各省市均有大量工程应用实例和使用经验。
1 工作原理
套筒挤压接头是把二根待接的钢筋先后插入一个优质钢套筒,然后用压结器在侧向加压,套筒塑性变形后即与变形钢筋紧密咬合达到连接钢筋传递内力的效果。由工作原理可见,套筒材料应该选用强度低,塑性好的钢材(如20号钢),使挤压时带肋钢筋表面的横肋和纵肋均能充分嵌入套筒内壁起到机械咬合的作用。
2 接头性能及技术要点
套筒挤压接头通常都能达到《带肋钢筋套筒挤压连接技术规程))GJGl08―96中A级接头的性能要求,不同直径钢筋连接套筒的尺寸及挤压道次,挤压力与压痕直径各生产厂产品规格略有差异。表中所列挤压力是参考值,由于套筒材料和钢筋本身强度的波动和尺寸公差较大,挤压力和压痕直径不是绝对不变的参数。应在工程开工前,根据所供钢筋和连接套管的实际情况预先作工艺性能检验,并按试验结果对上述参数作适量调整。一般而言,在压痕直径波动范围内的接头均能满足接头强度要求。
套筒挤压连接是目前国内钢筋机械连接中性能较为稳定的一种连接方式。此外这类接头尚有操作简单、对工人技术要求不高、省电、可全天候作业等优点。经过近十年的发展,这项技术已日渐普及。在工程应用中也积累了不少经验。使用中应特别注意的技术要点有:
2.1 严格把好套筒材料质量关
工程应用中曾出现过套筒纵向劈裂,钢筋从套筒中拔出或套筒中部断裂等破坏形态,且抗拉强度达不到A级接头性能要求,其主要原因是套筒材质不良,必须寻找有严格质量控制的专业厂家提供套管和施工服务,市场上不少乡镇或个体企业盲目追求利润,提供未经充分回火的冷拔无缝管制作的套筒,常常因钢材硬度高、延性差而出现上述现象。对常用的Ⅱ级钢筋,套筒材质硬度宜控制在HRB62一72范围。
工艺检验:钢筋套筒挤压连接作业开始前,必须对每批进场钢筋(进行挤压连接的各种规格钢筋)进行挤压连接工艺检验。工艺检验要符合下列要求:各种规格的钢筋接头分别取三个接头作单向拉伸试验;在三个接头的母材上分别取一根母材进行抗拉强度试验;三根接头试件的抗拉强度均应符合《钢筋机械连接通用技术规程》JGJl07中的强度要求。
2.2 选好设备及模具
挤压连接通常是在施工场地附近预先将套筒的一侧与钢筋的一端挤压连接,另一半则随钢筋就位后在施工现场进行挤压,因此设备要随接头位置频繁移动,设备的小型化和经久耐用是挤压接头质量和连接速度的关键所在,设备中的挤压模具对接头质量尤为重要,好的挤压模具在一个方向挤压能使各向受到比较均匀的挤压力,达到挤压后钢筋与套筒全断面紧密接触的效果。为用中国建研院结构所研制的挤压模制作接头的横断面,达到了一向挤压,各向紧密的效果,由于模具好,挤压效率高,挤压道次可节省一至二道,从而提高了连接速度和设备的利用率。
2.3 严格按施工操作规程操作
套简挤压连接虽然操作比较简单,易于掌握,但如不按操作规程操作,仍会出现各类质量及安全问题,例如,工程中经常出现钢筋插入深度不够,造成空压,严重影响接头强度,某些接头试件在套管中央压痕处断裂或从套管中拔出多数属这类情况,又如两半模具选用了不同规格,常常造成挤压不密实或套筒受剪后沿纵向劈裂。挤压操作的动力源为高压油泵,高压油路中出现泄漏、油管炸裂时不仅污染钢筋还可能因高压油喷出时伤人。压结器操作应遵守各项有关技术和安全规定。
3 设备
挤压连接所用设备由挤压器(钳)、高压油泵以及小车、高压胶管等配件组成。各供应厂商提供的设备规格、品种均有差异。
油泵均由高压泵、低压泵和控制阀等部件组成。高压泵是挤压工作的液压源,从高压泵输出的压力油,经手动换向阀,高压胶管进入钢筋挤压器,转动换向阀口使其开启或关闭来改变油路,达到换向的效果。“A”口接工作油管,“B”口接回程油管,关闭截止阀,当换向阀处于第一工位时,高压油进人工作油室,回程缸的油从“B”口人油箱,动压模向前移动,挤压钳进人工作状态。当换向阀处于中间工作时,“P”、“O”、“A”、“B”四口接通,压结器不工作也不回程,处于浮动状态。当换向阀调至第三工位时,“P”口与“B”口,“A”口与“O”口分别接通,压结器进人回程状态压力油由“A”口回入油箱。
4 施工操作
挤压操作应由经过培训持上岗证的工人操作。每项工程开工前,按《规程》要求,应进行挤压连接的工艺性能试验,针对进场钢筋原材料情况和连接技术供应厂提供的设备及套筒进行各种规格钢筋接头挤压连接和性能试验。通过这项试验,可按具体试验结果适当调整挤压力等技术参数。正式挤压操作前的准备工作有:清除钢筋端头浮锈、杂质;在钢筋两端作出油漆标记,以便质检员检查钢筋是否插入到预定深度;对少数超公差或马蹄形端头的钢筋应作打磨或切除处理。
挤压操作中的要点是:挤压应从套筒中间开始,顺次向两端挤压,应认真检查定位标记,确保被接钢筋插到套筒中线;挤压时应将钢筋扶直,保持压结器与钢筋轴线垂直。
5 现场质检
挤压接头的现场检验按验收批进行,同一施工条件下采用同一批材料的同等级、同型式、同规格接头,以500个为一个验收批进行检验,不足500个也作为一个验收批。对每一验收批应在工程中随机抽3个试件做单向拉伸试验,当满足“规程”要求的相应等级的强度要求时,该验收批为合格,如有一个试件的抗拉强度不符合要求,应再取6个试件进复检,复检中如仍有1个试件检验结果不符合要求,则该验收批为不合格。在现场连续抽检10个验收批,全部单向拉伸试验1次抽样均合格时,验收批数量可扩大1倍。
参考文献:
[1]蔡鸿飞. 无粘结预应力混凝土大梁的施工实例. 建筑技术开发,2004-09:43~44.
[2]陈庆波. 大跨度、大体积无粘结预应力梁施工质量控制技术. 广西城镇建设,2006-10:19~21.
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