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1機械連接工藝

機械連接是近年來發展起來的一種鋼筋連接方式，通過連貫于兩根鋼筋之間的套筒來實現鋼筋的傳力，是間接傳力的一種形式。鋼筋與套筒之間的傳力可通過擠壓變形的咬合、螺紋之間的楔合、灌注高強膠凝材料的膠合等形式實現。機械連接的主要方式有:徑向和軸向擠壓連接、錐螺紋連接、鐓粗直螺紋連接、滾軋直螺紋連接等形式。1)鋼筋冷擠壓連接接頭。由于手工電弧焊的生產效率低、成本高，經過市場調查和分析鋼筋冷擠壓連接方式的工藝，發現冷擠壓鋼筋連接這種一種機械連接方式的生產效率比手工電弧焊有了較大的提高。鋼筋機械冷擠壓連接接頭方式如圖3。冷擠壓連接鋼筋的基本原理是:將兩個待連接的螺紋鋼筋通過光面套筒連接起來，再在套筒外面施加機械力擠壓套筒，套筒收縮后將套筒內的鋼筋肋嵌入其中，相互咬合，從而達到傳遞受力和鋼筋連接的目的。工程施工中一個接頭的兩個擠壓端是分別進行的，一端與加長的鋼筋連接，另一端與原鋼筋連接。與加長鋼筋的連接可以在工廠內完成，場內作業不需移動設備，只需由人工搬動鋼筋與套筒，效率較高;而另一端則必須在現場與已安裝的鋼筋進行對接，就必須移動設備與已安裝好的鋼筋對接，由于一部分鋼筋是懸空對接，需要搭設簡易的設備平臺，施工很不方便，這樣就大大地降低了生產效率，所以在施工中不可能大面積推廣。但應當看到冷擠壓鋼筋連接方式實現了部分的作業工廠化，在生產效率上有一定的提高，在生產成本費用上也有所降低，鋼筋冷擠壓連接單個接頭成本費用見表2，冷擠壓連接與手工焊接的單個接頭的成本費用對比情況如表3所示。

從表3可以看出，在連接Φ28mm以上的鋼筋時，采用冷擠壓工藝的成本比采用手工電弧焊工藝的成本降低了約1/3，且隨著鋼筋直徑的增加，成本降低更加明顯。2)鋼筋螺紋連接。鋼筋冷擠壓連接工藝實現了部分的作業工廠化，生產效率得到了部分提高，為了進一步提高效率和提高成本，尋求一種生產完全工廠化的工藝。經過調查選擇鋼筋螺紋連接工藝進行試驗分析。鋼筋螺紋連接的形式很多，有直螺紋連接、錐螺紋連接、正反絲直螺紋連接、鐓粗螺紋連接等。在施工中經過實際操作、比較，鐓粗螺紋連接在生產效率、生產成本費用上均具有較大的優勢，鋼筋鐓粗螺紋連接如圖4。鋼筋鐓粗螺紋連接的工作原理是:將待連接的鋼筋接頭部位鐓粗，然后在鐓粗部位加工螺紋絲扣，最后用螺紋套筒將鋼筋聯接起來。鋼筋采用鐓粗機鐓粗，鐓粗控制參數包括:鐓粗壓力、鐓粗基圓值、鐓粗縮短尺寸和鐓粗長度等。鐓粗后在螺紋套絲機上進行絲頭加工，絲頭加工時應當加入水溶性切削液。套筒加工與鋼筋螺紋生產全部實現了工廠化。在安裝大直徑鋼筋和圓弧鋼筋時更顯出其優越性，降低了現場的施工難度，非專業技術人員經過培訓即可操作，提高了生產效率，鋼筋鐓粗和套絲可以預先完成，不占工期。加工1個絲頭只需30～120s。連接1個接頭只需1min左右。鋼筋端部經冷鐓后，鋼筋直徑變大，鋼材強度變大，端部冷墩加工后材料強度通常可提高10%～20%，接頭的強度不低于鋼筋本身的強度，因此又被稱為等強度鋼筋接頭(達到SA級鋼筋接頭標準)。鐓粗螺紋連接要保證質量應把握3個方面:①連接套筒自身的強度要滿足要求;②螺紋加工的質量要保證;③現場安裝時質量要保證。其中套筒材料選用45號鋼或其他低合金鋼，當它與鋼筋同時受力時要后于鋼筋本體破壞。在套筒斷面設計時，套筒抗拉承載力標準值是按大于被連接鋼筋的抗拉承載力標準值的1．15倍考慮的。鋼筋鐓粗螺紋的絲頭與套筒均可實現工廠化生產加工，施工現場安裝僅用螺紋套筒將鋼筋連接起來即可，在生產效率上得到了較大的提高，施工成本也相應降低，鋼筋鐓粗螺紋連接單個接頭成本費用如表4。

2功能指標及成本對比

1)接頭成本分析。手工焊接、冷擠壓連接與螺紋連接的單個鋼筋接頭的成本費用對比如表5。從表5中可以看出，在采用冷擠壓連接和鋼筋鐓粗螺紋連接工藝后，鋼筋制安的施工成本有了一個較大幅度地下降，尤其是鋼筋鐓粗螺紋連接，在連接Φ28mm及其以上的鋼筋時經濟效益更明顯。2)功能指標分析。選取鋼材消耗、抗疲勞性能等功能指標對兩種機械連接的方式進行對比，如表6?？梢?，鋼筋鐓粗直螺紋連接方案功能指數大于鋼筋機械冷擠壓方案，鋼筋鐓粗直螺紋連接工藝方案較優。

3結語

鋼筋混凝土施工過程中，鋼筋接頭所采用的技術對工程進度和質量的影響較大，經過經濟和技術對比分析發現，連接的鋼筋直徑在28mm以上時，手工焊的成本遠遠高出機械連接方式，且手工焊接質量難以控制，而機械連接方式中，鋼筋鐓粗直螺紋連接功能指標優越性較好。在水電工程的設計和實際施工當中，應當在嚴格按照規范要求的前提下，優先考慮采用新技術、新工藝。新型的鋼筋接頭連接工藝，不僅提升了接頭部位連接性能，而且降低了成本，提高了效率。更為重要的是，在提倡節約資源和綠色環保施工的今天，機械的連接方式，減少了搭接鋼筋長度，節約了鋼材，同時避免了傳統電弧，電渣等焊接形式帶來的環境污染，具有一定的社會和環境效益。

作者：陳希東陳曉麗王紅瑞單位：北京中水新華灌排技術有限公司北京淼鑫節水技術開發有限公司