建筑施工钢筋连接技术发展探讨

2022-07-29段剑锋鲁卫涛

建筑机械化 2022年7期

段剑锋，鲁卫涛

(1.东营市人民防空发展服务中心，山东东营 261000；2.中国建设教育协会，北京 100000；3.北京建筑机械化研究院有限公司，北京 100000)

钢筋混凝土结构在我国建筑结构体系中占据着主导地位，而钢筋连接技术直接关系钢筋混凝土结构的质量安全、施工效率和成本，因此也成为结构设计和施工中要研究解决的关键技术。本文介绍了钢筋连接技术和相关标准的研究进展，综合分析了各类钢筋连接技术的优缺点，展望了钢筋连接技术的发展趋势。

1 钢筋连接技术的发展现状

1.1 我国钢筋连接技术的发展

20 世纪80 年代以前，由于我国高层、超高层及大型建筑等重要混凝土建筑工程较少，建筑物对抗震等级要求不高，建筑钢筋连接主要以绑扎连接为主；80 年代中期，钢筋焊接技术在实践应用中发展完善，自成体系；80 年代后期，套筒挤压连接技术和锥螺纹连接技术被引进，经技术消化吸收再创新，先后研发了多种钢筋机械连接技术，并形成多部标准规范，从此钢筋机械连接技术被迅速推广；随着装配式建筑的发展，钢筋套筒灌浆连接技术因适用于PC 构件连接而被引进，在工程实践中又自主研发了钢筋浆锚搭接连接技术，经多年发展积累与技术迭代，我国钢筋连接技术整体上已达到国际水平。

1.2 钢筋连接的主要方式

据统计，我国建筑施工应用的钢筋连接的主要方式有钢筋绑扎连接、钢筋焊接、钢筋机械连接、钢筋套筒灌浆连接和钢筋浆锚搭接连接等。钢筋绑扎连接是先将两段钢筋相互重叠搭接一定长度，在用铁丝绑扎的连接方式；钢筋焊接常用连接方法主要有电弧焊、电渣压力焊和埋弧压力焊3 种，其中电渣压力焊是目前常用的工艺，主要用于连接柱墙钢筋，埋弧压力焊主要用于预埋件钢板与钢筋的连接。气压焊和电阻焊则不常使用，钢筋闪光对焊已被住建部限制使用；钢筋机械连接主要有熔融金属填充套筒连接、挤压套筒连接、螺栓紧固连接、钢筋螺纹套筒连接等；套筒灌浆连接则分为全灌浆套筒连接和半灌浆套筒连接两种；钢筋浆锚搭接连接也分为螺旋箍筋浆锚搭接和波纹管浆锚搭接两种。

目前大直径高强钢筋使用量不断提升，钢筋绑扎连接和焊接连接的缺点则日益显露，无论从适应范围、效率还是可操作性上均已不能满足需要。

2 钢筋机械连接技术

2.1 钢筋挤压套筒连接

该技术原理是将两根带肋钢筋的端部插入挤压套筒中，通过挤压机将套筒挤压产生塑性变形并与带肋钢筋咬合，通过咬合紧固力来实现钢筋连接。技术优点是接头强度和可靠性高，能承受交变载荷和疲劳载荷，缺点是挤压机工作效率低，压接操作劳动强度大，液压油易污染钢筋。钢筋挤压套筒连接示意如图1 所示。

图1 钢筋挤压套筒连接示意图

2.2 钢筋螺纹连接

2.2.1 锥螺纹套筒连接

该技术原理是将钢筋的连接端加工成锥形螺纹，然后按规定力矩把两段钢筋对中拧紧到锥螺纹套筒中从而连为一体。技术优点是钢筋对中性好、连接速度快，缺点是拧紧力矩对接头质量影响大，必须严格按照指定力矩要求连接。锥螺纹套筒连接示意如图2 所示。

图2 锥螺纹套筒连接示意图

2.2.2 直螺纹套筒连接

技术原理是将需要连接的钢筋端部加工成直螺纹，将两钢筋的直螺纹部分旋入直螺纹套筒中从而连为一体。技术优点是操作简单、连接速度快、接头强度高、综合性能强、直螺纹套筒结构样式多、使用范围不受限制、可用于异径钢筋连接等，缺点是钢筋端部需要顶紧，需要一定的拧紧力矩。直螺纹套筒连接示意图如图3 所示（图中螺纹与套筒比例不符，仅为意示）。

图3 直螺纹套筒连接示意图

2.2.3 分体式螺纹套筒连接

分体式钢筋螺纹套筒由一对半圆形直螺纹套筒和2 个外锁紧母构成，使用时将一对半圆形直螺纹套筒扣到钢筋螺纹上，然后用两个对称的外锁紧母将已经扣合的半圆形直螺纹套筒锁紧从而连成一体的连接方式。分体式直螺纹套筒连接一般用于超长钢筋笼等特殊部位两段被连接钢筋都不能转动和轴向移动的情况。优点是接头连接强度高，连接的两个钢筋端部不需要顶紧，也不需要转动钢筋，缺点是连接钢筋同轴度要求高，连接速度慢。分体式直螺纹套筒连接示意图如图4所示。