成型鋼筋連接技術研究

摘"要：工業化是現代化的核心內容，是發展生產力提高國家競爭力的重要舉措。成型鋼筋骨架的研究與推廣符合當前我國鋼材產業調整和振興規劃要求，在建筑業鋼筋應用上具有良好的工程應用價值，本文從成型鋼筋骨架結構的特殊性出發提出了多種組合螺紋套筒，套筒由多部分組成，各部分之間通過螺紋連接，解決了成型鋼筋骨架兩端鋼筋不能轉動、連接難的問題。

關鍵詞：成型鋼筋骨架；鋼筋連接技術；組合套筒

Abstract：Industrialization"is"the"core"content"of"modernization"and"an"important"measure"to"develop"productive"forces"and"improve"national"competitiveness.The"research"and"promotion"of"molded"steel"skeleton"meet"the"current"requirements"for"the"adjustment"and"revitalization"planning"planning"of"the"steel"industry"in"my"country.It"has"good"engineering"application"value"in"the"application"of"steel"bars"in"the"construction"industry.The"sleeve"consists"of"multiple"parts，and"each"part"is"connected"by"a"thread"to"solve"the"problem"that"the"steel"bars"at"both"ends"of"the"steel"bars"can"not"rotate"and"connect"difficulty.

Keywords：molded"reinforced"skeleton;reinforced"reinforcement"connection"technology;combined"sleeve

鋼筋骨架俗稱“鋼筋籠”，對混凝土制品起到支撐、提高負載能力的作用［1］。成型鋼筋骨架將鋼筋工程的大部分工作由現場轉化到后臺，工程現場只需要對鋼筋骨架進行裝配以及節點封閉，可大幅減少現場工作量，具有良好的工程應用價值［2］。而成型鋼筋骨架的連接直接關系著其能否順利應用于實際工程中，是成型鋼筋骨架應用推廣優先需要解決的關鍵環節。考慮到成型鋼筋骨架結構較復雜，連接時往往要求多根縱向鋼筋在相同平面或不同平面內實現同時連接［34］，文章以常用鋼筋連接技術為基礎提出新型鋼筋技術，對成型鋼筋骨架應用推廣具有重要意義。

1"常用鋼筋連接技術

1.1"綁扎搭接

綁扎搭接是一種傳統的鋼筋連接形式，指兩根鋼筋相互有一定的重疊長度，用扎絲綁扎的連接方法，如圖1。該連接依靠搭接區段內鋼筋與混凝土內的黏結錨固傳遞鋼筋應力，搭接連接是錨固的特例，可以看成兩根并錨鋼筋相向受力的情況。

綁扎搭接連接方便、應用較為廣泛，但其連接的強度和穩定性相對較低，其受力性能也較差，主要適用于一些非承重或低承重的結構。而隨著大直徑鋼筋的廣泛應用，綁扎連接也將逐步被淘汰。

1.2"焊接連接

焊接技術是利用電流熱效應、電弧放電或氣體燃燒產生的熱量使鋼筋受熱熔化，然后施加一定壓力使熔融狀態的鋼筋鍛在一起，當鋼筋冷卻后形成可靠連接，鋼筋之間依靠熔融金屬段進行傳力。焊接連接接頭成本低，操作靈活，但焊接質量不穩定，易發生咬邊、虛焊等質量問題，且鋼筋直徑越粗連接質量穩定性越差。

目前大直徑高強鋼筋使用量不斷提升［57］，鋼筋綁扎連接和焊接連接的缺點則日益顯露，連接過程中難以將成型鋼筋骨架縱向鋼筋同時實現對中，均存在一定偏差。成型后的鋼筋骨架上下移動困難，不僅費工費時，而且對中效果還難以保證。無論從適應范圍、效率還是可操作性上均已不能滿足需要。

1.3"機械連接

鋼筋機械連接是通過連貫于兩根鋼筋之間的套筒來實現鋼筋的力傳遞，屬于間接傳力［811］。這種鋼筋連接技術解決了大直徑鋼筋連接的難題。隨著鋼筋混凝土工程規模的不斷擴大，機械連接在大直徑鋼筋連接應用上也越來越廣泛［12］。目前鋼筋機械連接有擠壓套筒連接、螺紋連接、灌漿套筒連接以及其他連接形式，具體分類見圖2。

擠壓套筒是通過在套筒外面施加機械力擠壓套筒使鋼套筒產生塑性變形與鋼筋的橫肋緊密嚙合，將兩鋼筋牢固連接在一起，形成可靠的機械連接，從而達到傳遞受力和鋼筋連接的目的。

螺紋套筒［13］是通過在將要連接的鋼筋端部加工出螺紋，連接時將鋼筋絲頭插入具有相應內螺紋的連接套筒，通過螺紋實現鋼筋與套筒咬合。

灌漿套筒［1415］是由專門加工的套筒、配套灌漿料和鋼筋組裝的組合體，在連接鋼筋時通過注入快硬無收縮灌漿料，依靠材料之間的黏結咬合作用連接鋼筋與套筒。

傳統的鋼筋機械接頭它們的連接優缺點較為明顯，對于單根鋼筋可根據實際情況進行選擇，但對于成型鋼筋骨架，由于鋼筋在成型后鋼筋不能發生獨立轉動，以常規方式進行鋼筋之間的連接，需要對鋼筋骨架進行對中處理，耗時又耗力。

2"成型鋼筋連接技術

鋼筋骨架成型后由于縱筋不能轉動，因此需通過轉動連接件來實現鋼筋連接，且連接過程鋼筋骨架對中較困難。基于此本文提出了適用于成型鋼筋骨架連接的新型鋼筋連接技術。

2.1"組合螺紋套筒1

組合螺紋套筒1由外螺紋套筒、內螺紋套頭、外螺紋套頭三部分組成，均采用40Cr合金鋼制作，詳細構造見圖3。外螺紋套筒整體形狀為杯型，其底部設有鋼筋孔洞，頂部開口設置為擴口型，內表面設置有螺紋段，螺紋部分與雙面螺紋套頭相匹配；內螺紋套頭外表面光滑內表面設置螺紋，通過螺紋與下部鋼筋連接；外螺紋套頭內表面設置螺紋與上部鋼筋匹配，外表面設置與外螺紋套筒對應的螺紋，通過螺紋完成相應的連接。

以20mm直徑的HRB400E熱軋帶肋鋼筋為例，接頭用WAW1000/LXS095微機控制電液伺服萬能試驗機進行單向拉伸試驗，試件拉伸及斷裂情況如圖4所示，接頭于母材呈延性斷裂，抗拉強度為580MPa，接頭性能達到《鋼筋機械連接技術規程》（JGJ"107—2016）中規定的Ⅰ級性能要求。

2.2"組合螺紋套筒2

組合螺紋套筒2，包括兩個內螺紋套頭、兩個外螺紋套頭和外套筒五部分，套筒材料為40Cr，如圖5所示。內螺紋套頭與鋼筋、外螺紋套頭與外套筒需要連接部分均設置對應螺紋。連接時先將外螺紋套頭分別套入上、下部鋼筋，再將內螺紋套頭分別安裝在下部鋼筋與上部鋼筋末端；鋼筋連接時先將外套筒套入下部鋼筋的內螺紋套筒，借助工具將下部鋼筋的外螺紋套頭與外套筒擰緊，再連接上部鋼筋。

2.3"組合螺紋套筒3

組合螺紋套筒3包括兩個內螺紋套頭、外螺紋套頭和外套筒四部分，套筒材料為40Cr，如圖6所示。其中內螺紋套頭由凹螺紋套頭、凸螺紋套頭組成，二者凹凸面相配合；內螺紋套頭與鋼筋、外螺紋套頭與外套筒需要連接部分均設置對應螺紋。連接時先將外套筒套入下部鋼筋，外螺紋套頭套入上部鋼筋；再將凹凸螺紋套頭分別連接在下部鋼筋與上部鋼筋末端，再借助工具將外螺紋套頭與外套筒連接。

2.4"組合螺紋套筒4

組合螺紋套筒4由內螺紋套頭、外螺紋套頭和外套筒三部分組成，如圖7所示。其中外套筒上端設置為擴口型，內螺紋套頭的外表面設置坡面，方便上下鋼筋骨架縱筋連接；內螺紋套頭與鋼筋、外套筒與鋼筋、外螺紋套頭與外套筒需要連接部分均設置對應螺紋。套筒材料為40Cr，鋼筋為HRB400的螺紋鋼。連接時先將外螺紋套頭、內套筒套入上部鋼筋，再將外套筒安裝在下部鋼筋末端；鋼筋連接時將外套筒與上部鋼筋末端的內螺紋套筒進行連接，并借助工具將外螺紋套頭與外套筒擰緊。

結語

成型鋼筋骨架的研究與推廣符合當前我國鋼材產業調整和振興規劃要求，應用前景廣闊。組合螺紋套筒連接通過多部件組合套筒的形式解決了鋼筋成型后不能轉動、連接難的問題，在保證鋼筋連接性能的前提下，對縮短施工周期有明顯效果，且操作簡單，質量可靠，價格適中，在成型鋼筋骨架連接方面有較大的推廣應用價值，可根據工程實際情況參考應用。

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作者簡介：張志澎（1979—"），男，漢族，山西平遙人，本科，高級工程師，研究方向：裝配式結構。