第二節(jié) 鋼筋工程

3.2鋼筋工程鋼筋工程施工工藝流程（盤圓調(diào)直、冷加工）剪切下料彎曲成型綁扎或焊接成鋼筋骨架。調(diào)直方法1）調(diào)直機調(diào)直2）冷拉調(diào)直牽引輪鋼筋調(diào)直機3.2.1鋼筋的種類和性能

鋼筋分類1、按軋制外形：光面鋼筋、變形鋼筋(螺紋、人字紋及月牙紋)。2、按生產(chǎn)加工工藝：熱軋鋼筋φ、冷拉鋼筋φl、冷拔低碳鋼絲φb、熱處理鋼筋、冷軋扭鋼筋、精軋螺旋鋼筋、刻痕鋼絲φk及鋼絞線φj等。3、按供應方式：盤圓或盤條鋼筋（直徑為6—10mm）、直條鋼筋（直徑大于12mm的鋼筋軋成6—12m長一根）。4、按強度：I—Ⅳ級，為便于識別，在不同級別的鋼材端頭涂有不同顏色的油漆。5、按直徑：鋼絲(直徑3—5mm)、細鋼筋(直徑6—10mm)、中粗鋼筋(12—20mm)和粗鋼筋(直徑大20mm)。熱軋光園鋼筋熱軋帶肋鋼筋1熱軋鋼筋

是最常用的鋼筋，有熱軋光園鋼筋（HPB）、熱軋帶肋鋼筋（HRB）和余熱處理鋼筋（RRB）三種。級別強度等級代號公稱直徑dmm屈服點σa(MPa)抗拉強度σb(MPa)伸長率δ(%)冷彎不小于彎曲角度彎心直徑Ⅰ級HPB235(Q235)8～20235370251800dⅡ級HRB335（20MnSi）6～2528～503354901618003d4dⅢ級HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi）6～2528～504005401618004d5d熱軋鋼筋的力學性能

熱軋鋼筋中HRB400（俗稱新Ⅲ級）是國家技術(shù)政策推薦的主力鋼筋。在鋼筋砼結(jié)構(gòu)中宜采用Ⅲ級和Ⅱ級鋼筋，也可采用Ⅰ級和Ⅳ級鋼筋。級別強度等級代號符號Ⅰ級HPB235(Q235)Ⅱ級HRB335（20MnSi）Ⅲ級HRB400熱軋鋼筋的符號說明HPB235

屈服強度生產(chǎn)工藝：

hotrolled表面形狀：plain鋼筋：bar鋼筋的冷拉原理是將鋼筋在常溫下進行強力拉仲，使拉力超過屈服點6，達到如圖中的A點，然后卸荷。由于鋼筋產(chǎn)生塑性變形。曲線沿ko1下降至01點，ko1大致與ao平行。如立即重新加荷，應力—應變曲線則沿o1kde變化，并在k點出現(xiàn)新的屈服點。這個屈服點明顯地高于冷拉航的屈服點b，這種現(xiàn)象稱為“變形硬化”(冷硬)。冷硬后的新屈服點并非保持不變，而是隨時間有所提高，這種現(xiàn)象稱為“時效硬化”。由于變形硬化和時效硬化的結(jié)果，其新的應力—應變曲線則為o1k’d’e’，屈服點進一步提高到k’，塑性再次降低。這是因為在冷拉過程圖，鋼筋內(nèi)部的晶體沿著結(jié)合力最差的結(jié)晶面產(chǎn)生相對滑移，使滑移面上的品格歪扭變形，晶格遭到破碎構(gòu)成滑移面的凸凹不平，阻礙著晶體的繼續(xù)滑移，使鋼筋內(nèi)部組織產(chǎn)生變化的結(jié)果。這種變化隨著時間的增長而逐漸穩(wěn)定，也就是說要通過時效硬化后才有穩(wěn)定的屈級強度。2.冷拉（1）含義：將Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級鋼筋在常溫下進行強力拉伸，使拉應力超過該鋼筋的屈服點，使鋼筋產(chǎn)生塑性變形，從而達到使其強度提高的目的。（2）應力—應變曲線oo1bkK’D’dao2бε鋼筋冷拉應力應變曲線圖鋼筋冷拉后，長度增加，強度增加，但塑性降低，脆性增大。2）冷拔（1）含義：在常溫下，把Ⅰ級鋼筋用強力使其通過拔絲模，拔成直徑比原來小的鋼絲的過程稱為冷拔。（2）作用：提高強度，節(jié)約鋼材。冷拉與冷拔的區(qū)別（1）冷拉后，鋼筋有明顯的屈服點，而冷拔沒有明顯的屈服點，呈一種硬鋼的性質(zhì)；（2）冷拉時，鋼筋是單向受力，冷拔時鋼筋是三向受力。3.熱處理鋼筋熱處理鋼筋又稱調(diào)質(zhì)鋼筋，采用熱軋螺紋鋼筋經(jīng)淬火及回火的調(diào)質(zhì)熱處理而制成的。按其外形，又可分為有肋和無肋兩種。4.鋼絞線鋼絞線是由7根圓形截面鋼絲經(jīng)絞捻、熱處理而成。由于強度高又與混凝土的黏結(jié)性能好，大多用于大跨度、重荷載的預應力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中。5.鋼絲1）碳素鋼絲碳素鋼絲是采用優(yōu)質(zhì)高碳光圓盤條鋼筋經(jīng)冷拔和矯直、回火制成。這種鋼絲強度高，塑性性能也相對較好。有φ4和φ5兩種，主要是以鋼絲束的形式用來作預應力筋。2）刻痕鋼絲刻痕鋼絲是把上述碳素鋼絲的表面，經(jīng)機械刻痕而成，只有φ5一種，由于刻痕的影響，其強度比碳素鋼絲略低。通過刻痕可以使它與混凝土或水泥漿之間的黏結(jié)性能得到一定得改善，在工程中只用作預應力筋。3）冷拔低碳鋼絲一般是用小直徑的低碳光圓鋼筋，在施工現(xiàn)場或預制廠用拔絲機經(jīng)過幾次冷拔而成。它分為甲級和乙級。主要用于一般民用建筑中小型預應力鋼筋混凝土構(gòu)件中作預應力筋用。6.冷軋扭鋼筋冷軋扭鋼筋是用低碳盤圓鋼筋經(jīng)專用鋼筋冷軋扭機調(diào)直、冷軋并冷扭一次成型，成連續(xù)螺旋狀，具有規(guī)定截面形狀和節(jié)距。冷軋扭鋼筋按其截面形狀不同分為兩種類型：矩形截面和菱形截面。冷軋扭鋼筋的直徑以“標志直徑”表示，指原材料（母材）軋制前的公稱直徑。標志直徑有6.5mm、8mm、10mm、12mm、14mm五種。這種鋼筋具有較高的強度，而且有足夠的塑形，與混凝土黏結(jié)性能優(yōu)異，代替HPB235級鋼筋可節(jié)約鋼材約30%。一般用于預制鋼筋混凝土圓孔板、疊合板中的預制薄板，以及現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板等。3.2.2鋼筋的檢驗和存放1.鋼筋的檢驗

鋼筋運到工地時，應有出廠質(zhì)量證明書或試驗報告單，并按品種、批號及直徑分批驗收，每批重量熱軋鋼筋不超過60t，鋼絞線為20t，驗收內(nèi)容包括鋼筋標牌和外觀檢查，并按有關規(guī)定取樣進行機械性能試驗，鋼筋的性能包括化學成分及力學性能(屈服點、抗拉強度、伸長率及冷彎指標)。1）.外觀檢查應對鋼筋進行全數(shù)外觀檢查。檢查內(nèi)容包括鋼筋是否平直、有無損傷，表面是否有裂紋、油污及銹蝕等，彎折過的鋼筋不得敲直后作受力鋼筋使用，鋼筋表面不應有影響鋼筋強度和錨固性能的銹蝕或污染。

2）.力學性能試驗：在力學性能試驗時，應從每批的鋼筋中任選兩根，每根取兩個試件分別進行拉伸試驗（包括屈服點、抗拉強度和伸長率的測定）和冷彎試驗。如有一項試驗結(jié)果不符合規(guī)定，則應從同一批鋼筋另取雙倍數(shù)量的試件重做各項試驗，如果仍有一個試件不合格，則該批鋼筋為不合格品，應不予驗收或降級使用。

鋼筋在加工使用中如發(fā)現(xiàn)焊接性能或機械性能不良，還應進行化學成分分析或其它專項檢驗，驗收有害成分如硫(s)、磷(P)、砷(As)的含量是否超過規(guī)定范圍。進場后鋼筋在運輸和儲存時，不得損壞標志，并應根據(jù)品種、規(guī)格按批分別掛牌堆放，并標明數(shù)量。2鋼筋的保管當鋼筋運進施工現(xiàn)場后，必須嚴格按批分等級、牌號、直徑、長度掛牌分別堆放，并注明數(shù)量，不得混淆。鋼筋應盡量堆入倉庫或料棚內(nèi)。條件不具備時，應選擇地勢較高，土質(zhì)堅實，較為平坦的露天場地存放。在倉庫或場地周圍挖排水溝，以利泄水。堆放時鋼筋下面要加墊木，離地不宜少于200mm，以防鋼筋銹蝕和污染。

鋼筋成品要分工程名稱和構(gòu)件名稱，按號碼順序存放。同一項工程與同一構(gòu)件的鋼筋要存放在一起，按號掛牌排列，牌上注明構(gòu)件名稱、部位、鋼筋類型、尺寸、鋼號、直徑、根數(shù)，不能將幾項工程的鋼筋混放在一起。同時不要和產(chǎn)生有害氣體的車間靠近，以免污染和腐蝕鋼筋。鋼筋半成品標識與堆放

3.2.3

鋼筋的配料和代換

看懂構(gòu)件配筋圖→繪出單根鋼筋簡圖→編號→計算下料長度和根數(shù)→填寫配料表→申請加工。1鋼筋的配料

鋼筋因彎曲或彎鉤會使其長度變化，配料中不能直接根據(jù)圖紙尺寸下料，必須了解砼保護層、鋼筋彎曲、彎鉤等規(guī)定，再根據(jù)圖示尺寸計算其下料長度。1）計算下料長度配料程序

直鋼筋下料長度＝構(gòu)件長度－保護層厚度＋彎鉤增加長度

彎起鋼筋下料長度＝直段長度＋斜段長度－彎曲調(diào)整值＋彎鉤增加長度

箍筋下料長度＝箍筋周長＋箍筋調(diào)整值工人在控制彎起鋼筋的下料驗收箍筋的外包尺寸中間彎折處的量度差值=彎折處的外包尺寸－彎折處的軸線長（2）彎折處的軸線弧長（3）據(jù)規(guī)范規(guī)定，D應≥5d，若取D=5d，則量度差值為：（1）彎折處的外包尺寸

A’B’＋B’C’=2A’B’=2（D/2＋d）tg(α/2)幾種常用彎折角度的量度差值：端部彎鉤增加值：規(guī)范規(guī)定：HPB235級鋼筋端部應做180°彎鉤，彎心直徑≥2.5d，平直段長度≥3d。

HRB335、HRB400級鋼筋：設計要求端部做135°彎鉤時，彎心直徑≥4d，平直段長度按設計要求。一個彎鉤增加長度：

對箍筋的要求及下料計算（1）綁扎箍筋的端頭形式：90°/90°，90°/180°，135°/135°（抗震和受扭結(jié)構(gòu)）（2）箍筋彎心直徑（D）≮2.5d，且＞縱向受力筋的直徑（3）箍筋彎鉤平直段長：一般結(jié)構(gòu)=5d，抗震結(jié)構(gòu)=10d（4）矩形箍筋外包尺寸＝2（外包寬＋外包高）

外包寬（高）=構(gòu)件寬（高）－2×保護層厚＋2×箍筋直徑構(gòu)件高寬

一個彎鉤增加值：D外包尺寸平直段d平直段平直段

90°——（D/2＋d/2）π/2－（D/2＋d）＋平直段長135°——（D/2＋d/2）3π/4－（D/2＋d）＋平直段長180°——（D/2＋d/2）π－（D/2＋d）＋平直段長（6）箍筋下料長度：

L=外包尺寸－中間彎折量度差值＋端彎鉤增長值矩形箍筋135°/135°彎鉤時，近似為：

L=外包尺寸＋2×平直段長為方便計算，直接用箍筋調(diào)整值進行計算。箍筋度量方法箍筋直徑4~56810~12量外包尺寸40506070量內(nèi)包尺寸80100120150~170箍筋下料長度=箍筋周長+調(diào)整值2.鋼筋代換1、原則：按抗拉設計值相等原則，并滿足最小配筋率及構(gòu)造要求。2、方法：（1）等強度代換——用于計算配筋或不同級別鋼筋的代換

As2fy2≥As1fy1

或根數(shù)n2≥(n1d12fy1)/(d22fy2)（2）等面積代換——用于構(gòu)造配筋或同級別鋼筋的代換

As2≥As1

或根數(shù)n2≥(n1d12)/(d22)2、注意問題（1）重要構(gòu)件，不宜用HPB235級光圓筋代替HRB335級帶肋鋼筋；（2）代換后應滿足配筋構(gòu)造要求（直徑、間距、根數(shù)、錨固長度…）；（3）代換后直徑不同時，各筋拉力差不應過大（同級直徑差≯5mm）；（4）受力不同的鋼筋分別代換；（5）有抗裂要求的構(gòu)件應做抗裂驗算；（6）重要結(jié)構(gòu)的鋼筋代換應征得設計單位同意；（7）預制構(gòu)件的吊環(huán)，必須用未冷拉的HPB235級筋，不得以其它筋代換。3.2.4鋼筋加工鋼筋現(xiàn)場加工過程取決于成品種類，一般的加工過程包括：冷加工（冷拉及冷拔）、除銹、調(diào)直、剪切、彎曲等。1、鋼筋冷加工為了提高鋼筋的強度、節(jié)約鋼材、滿足預應力鋼筋的需要，工程上常采用冷拉、冷拔的方法對鋼筋進行冷加工，用以獲得冷拉鋼筋和冷拔鋼絲。冷拉I級鋼筋用于結(jié)構(gòu)中的受拉鋼筋，冷拉Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級鋼筋用作預應力筋。1）：鋼筋冷拉1：冷拉原理。鋼筋的冷拉原理是將鋼筋在常溫下進行強力拉伸，使拉應力超過屈服點b，達到圖中的k點，然后卸荷。由于鋼筋已產(chǎn)生塑性變形，卸荷過程中應力-應變曲線沿ko1下降至o1點。如再立即重新拉伸，應力-應變曲線將沿o1kde變化，并在高于k點附近出現(xiàn)新的屈服點，該屈服點明顯高于冷拉前的屈服點b，這種現(xiàn)象叫做“變形硬化”(冷硬)。其原因是冷拉過程中，鋼筋內(nèi)部結(jié)晶面滑移，晶格變化，因而屈服強度提高，塑性降低，彈性模量也降低。鋼筋冷拉原理圖

鋼筋冷拉后有內(nèi)應力存在，內(nèi)應力會促進鋼筋內(nèi)的晶體組織調(diào)整，

經(jīng)過調(diào)整，屈服強度又進一步提高，這種晶體組織調(diào)整過程稱為“時效硬化”2：冷拉控制。1）：鋼筋冷拉后強度提高，塑性降低，但仍有一定的塑性，有明顯的流幅，其屈服強度與抗拉強度應保持一定的比值，即使鋼筋有一定的強度儲備和保持軟鋼特性。鋼筋的冷拉方法可采用控制冷拉應力或控制冷拉率的方法。2）：對不能分清爐批號的熱軋鋼筋，不應采取冷拉率控制的方法。3）：當采用控制應力的方法時，其冷拉控制應力下的最大冷拉率應符合規(guī)定。4）：當采用控制冷拉率方法冷拉鋼筋時，冷拉率必須由試驗確定。對同爐批鋼筋，測定的試件不宜少于4個。鋼筋冷拉的冷拉控制應力和最大冷拉率鋼筋級別冷拉控制應力(MPa)最大冷拉率(%)I級d≤12mm28010.0Ⅱ級d≤25mm4505.5d＝28～40mm430Ⅲ級d＝8～40mm5005.0Ⅳ級d＝10～28mm7004.03：鋼筋冷拉設備1）：冷拉設備主要由拉力裝置、承力結(jié)構(gòu)、鋼筋夾具及測量裝置等組成。拉力裝置一般由卷揚機、張拉小車及滑輪組等組成。2）：當缺乏卷揚機時也可采用普通液壓千斤頂、長沖程千斤頂或預應力用的千斤頂?shù)却妗５们Ы镯斃淅瓡r生產(chǎn)率較低，且千斤頂容易磨損。3）：承力結(jié)構(gòu)可采用鋼筋混凝土壓桿；當拉力較小或臨時性工程中，可采用地錨。4）：冷拉長度測量可用標尺，測力計可用電子秤或附有油表的液壓千斤頂或彈簧測力計。5）：測力計一般宜設置在張拉端定滑輪組處，若設置在固定端時，則應設防護裝置，以免鋼筋斷裂時損壞測力計。6):為安全起見，冷拉時鋼筋應緩緩拉伸，緩緩放松，并應防止斜拉，正對鋼筋兩端不允許站人或跨越鋼筋。冷拉設備(四種方案)1－卷揚機；2－滑輪組；3－冷拉小車；4－夾具；5－被冷拉的鋼筋6－地錨；7－防護壁；8－標尺；9－回程荷重架；10－連接桿11－彈簧測力器；12－回程滑輪組；13－傳力器；14－鋼壓柱

15－槽式臺座；16－回程卷揚機；17－電子秤；18－液壓千斤頂2）鋼筋的冷拔1．鋼筋冷拔的特點與應用（1）鋼筋冷拔的特點與應用冷拔是使直徑6～8mm的HPB235鋼筋強力通過特制的鎢合金拔絲模孔，使鋼筋產(chǎn)生塑性變形，以改變其物理力學性能。鋼筋冷拔后橫向壓縮縱向拉伸，內(nèi)部晶格產(chǎn)生滑移，抗拉強度可提高50%～90%；塑性降低，硬度提高。這種經(jīng)冷拔加工的鋼絲稱為冷拔低碳鋼絲。與冷拉相比，冷拉是純拉伸線應力，而冷拔既有拉伸應力又有壓縮應力。冷拔后冷拔低碳鋼絲沒有明顯的屈服現(xiàn)象，它分甲、乙兩級，甲級鋼絲適用于作預應力筋，乙級鋼絲適用于作焊接網(wǎng)，焊接骨架、箍筋和構(gòu)造鋼筋。（2）鋼筋冷拔工藝鋼筋冷拔的工藝流程為軋頭→剝皮→拔絲。軋頭是用一對軋輥將鋼筋端部軋細，以便鋼筋通過拔絲?？卓?。剝皮是使鋼筋通過3～6個上下排列的輥子，剝除鋼筋表面的氧化鐵渣殼，使鐵渣不致進入拔絲?？卓冢蕴岣甙谓z模的使用壽命，并消除因拔絲?？状嬖阼F渣，使鋼絲表面擦傷的現(xiàn)象。剝皮后，鋼筋再通過潤滑劑盒潤滑，進入拔絲模進行冷拔。常用的拔絲機有臥式和立式兩類，其鼓筒直徑一般為450～600mm，拔絲速度為0.4～1m/s。常用的潤滑劑由生石灰、動植物油、肥皂、水和石蠟組成。2．鋼筋冷拔質(zhì)量的控制1):影響鋼筋冷拔質(zhì)量的主要因素為原材料質(zhì)量和冷拔總壓縮率（β）。為了穩(wěn)定冷拔低碳鋼絲的質(zhì)量，要求原材料按鋼廠、鋼號、直徑分別堆放和使用。甲級冷拔低碳鋼絲應采用符合HPB235熱軋鋼筋標準的圓盤條拔制。2):冷拔總壓縮率（β）是指：由盤條拔至成品鋼絲的橫截面縮減率。若原材料鋼筋直徑為d0，成品鋼絲直徑為d，則總壓縮率?？倝嚎s率愈大，則抗拉強度提高愈多，塑性降低愈多。為了保證冷拔低碳鋼絲強度和塑性相對穩(wěn)定，必須控制總壓縮率。通常φb5由φ8盤條經(jīng)數(shù)次反復冷拔而成，φb3和φb4由φb6.5盤條拔制。冷拔次數(shù)過少，每次壓縮過大，易產(chǎn)生斷絲和安全事故；冷拔次數(shù)過多，易使鋼絲變脆，且降低冷拔機的生產(chǎn)率，因此，冷拔次數(shù)應適宜。根據(jù)實踐經(jīng)驗，前道鋼絲和后道鋼絲直徑之比約以1:1.15為宜。(a)拔絲模構(gòu)造

(b)拔絲模裝在喇叭管內(nèi)鋼筋冷拔示意圖1－鋼筋；2－拔絲模；3－螺母；4－喇叭管

5－排渣孔；6－存放潤滑劑的箱壁

2.鋼筋除銹鋼筋的除銹，一般可通過以下兩個途徑：一是通過鋼筋加工的其他工序同時解決除銹，如在鋼筋冷拉或鋼絲調(diào)直過程中除銹，這是一種最合理、最經(jīng)濟的方法；二是通過機械除銹，其中較普通的是使用電動除銹機除銹。常用的電動除銹機圓盤鋼絲刷直徑為20～30cm，厚度為5～15mm，轉(zhuǎn)速為1000r／min左右，電動機功率為1.0～1.5kW。為了減少除銹時灰塵飛揚，應裝設排塵罩和排塵管道。此外，還可采用手工除銹(用鋼絲刷、砂輪)、酸洗除銹、噴砂除銹等。3.鋼筋調(diào)直盤圓鋼筋在使用前必須經(jīng)過放圈和調(diào)直，而以直條供應的粗鋼筋在使用前也要進行一次調(diào)直處理，才能滿足規(guī)范要求的“鋼筋應平直，無局部曲折”的規(guī)定。采用鋼筋調(diào)直機可同時完成除銹、調(diào)直和切斷三道工序。調(diào)直機的調(diào)直筒內(nèi)有五個調(diào)直塊，他們不在同一中心線上旋轉(zhuǎn)，需根據(jù)鋼筋性質(zhì)和調(diào)直塊的磨損程度調(diào)整偏移值大小，以使鋼筋能得到最佳調(diào)直效果。調(diào)直筒出入兩端的兩個調(diào)直塊必須調(diào)至位于調(diào)直

采用冷拉方法(如卷揚機等)調(diào)直鋼筋時，Ⅰ級鋼筋的冷拉率不宜大于4％；Ⅱ、Ⅲ級鋼筋的冷拉率不宜大于1％。如用于一般受拉鋼筋，不利用其受拉后的強度，冷拉調(diào)直時的冷拉率可適當提高，但Ⅰ級鋼筋不宜超過6％，Ⅱ、Ⅲ級鋼筋不宜超過2％；對不準采用冷拉鋼筋的結(jié)構(gòu)，鋼筋調(diào)直冷拉率不得大于1％。4.鋼筋切斷1：鋼筋下料時須按計算的下料長度切斷。鋼筋切斷可采用鋼筋切斷機或手動切斷器。手動切斷器只是用于切斷直徑小于16mm的鋼筋，鋼筋切斷機可切斷40mm的鋼筋。當鋼筋直徑大于40mm時,應用氧-乙炔焰或砂輪機切割。2：在大中型建筑工程施工中，提倡采用鋼筋切斷機，他不僅生產(chǎn)效率高，操作方便，而且確保鋼筋端面垂直鋼筋軸線，不出現(xiàn)馬蹄形或翹曲現(xiàn)象，便于鋼筋進行焊接或機械連接。鋼筋的下料長度力求準確，其允許偏差為±10mm。5.鋼筋彎曲成型1：鋼筋按下料長度切斷后，應按彎曲設備特點及鋼筋直徑、彎曲角度進行劃線，以便彎曲成設計的尺寸和形狀。如彎曲鋼筋兩邊對稱時，劃線工作宜從鋼筋中線開始向兩邊進行；當彎曲形狀比較復雜的鋼筋時，可先放出實樣(足尺放樣)，再進行彎曲。2：鋼筋彎曲宜采用鋼筋彎曲機或鋼筋彎箍機；當鋼筋直徑小于25mm時，少量的鋼筋(或箍筋)彎曲，也可以采用人工扳鉤彎曲。方法25連接費用（估價）（單位：元）綁扎搭接12.5焊接閃光對焊2電弧焊7電渣壓力焊2電阻點焊氣壓焊3~4機械連接套筒擠壓3（套筒價格）套筒螺紋連接3~53.2.5鋼筋連接2.焊接連接

鋼筋連接采用焊接接頭，可節(jié)約鋼材、改善結(jié)構(gòu)受力性能、提高工效、降低成本。常用的焊接方法可分為壓焊(閃光對焊、電阻點焊、氣壓焊)和熔焊(電弧焊、電渣壓力焊)。

焊接施工的一般規(guī)定

⑴焊工必須持證操作，施焊前應進行現(xiàn)場條件下的焊接工藝試驗，試驗合格后,方可正式施焊。

⑵焊劑應存放在干燥的庫房內(nèi)，受潮時，使用前應經(jīng)250～3000C烘焙2h。

⑷雨天、雪天不宜在現(xiàn)場進行施焊，必須施焊時，應采取有效遮蔽措施，焊后未冷卻接頭不得碰到冰雪。⑸進行閃光對焊、電阻點焊、電渣壓力焊、埋弧壓力焊時，應觀察電源電壓波動情況，當電源電壓下降在5～8%時，應提高焊接變壓器級數(shù)，當大于或等于8%時，不得進行焊接。⑹妥善管理氧氣、乙炔、液化石油氣等易燃易爆品，制定并實施各項安全技術(shù)措施,防止燒傷、觸電、火災、爆炸以及燒壞焊接設備事故的發(fā)生。

⑶在環(huán)境溫度低于-50C條件下施焊，閃光對焊宜采用預熱閃光焊或閃光-預熱閃光焊；電弧焊宜增大焊接電流、減低焊接速度;環(huán)境溫度低于-200C時，不宜進行各種焊接。1）閃光對焊：鋼筋閃光對焊是利用對焊機使兩段鋼筋接觸，通過低電壓的強電流，待鋼筋被加熱到一定溫度變軟后，進行軸向加壓頂鍛，形成對焊接頭。①連續(xù)閃光焊。工藝過程包括連續(xù)閃光和頂鍛過程。連續(xù)閃光焊一般用于焊接直徑在22mm以內(nèi)的HPB235、HRB335、HRB400和RRB400級鋼筋和直徑在16mm以內(nèi)的HRB500級鋼筋。不同直徑鋼筋焊接時，截面比不宜超過l.5。②預熱閃光焊。即在連續(xù)閃光焊接之前，增加一次預熱過程，是在閉合電源后使兩鋼筋端面交替地接觸和分開，這時在鋼筋端面的間隙中即發(fā)出斷續(xù)的閃光而形成預熱過程。適于焊接直徑16—32mm的ＨRB335、HRB400和RRB400級鋼筋及直徑12～28mm的HRB500級鋼筋。特別適用于直徑為25mm以上且端面較平整的鋼筋。

③閃光預熱一閃光焊。即在預熱閃光焊前再增加一次閃光過程，使鋼筋預熱均勻。閃光一預熱一閃光焊比較適應焊接直徑大于25mm、且端面不夠平整的鋼筋，這是閃光對焊中最常用的一種方法。質(zhì)量控制

①不同直徑鋼筋可以對焊，但其截面積之比不得超過1.5。

③機械性能試驗：同一臺班、同一焊工完成的300個同牌號、同直徑接頭為一批;當同一臺班完成的接頭數(shù)量較少，可在一周內(nèi)累計計算，仍不足300個時應作為一批計算。從每批接頭中隨機切取6個接頭，其中3個做抗拉試件，3個做彎曲試驗。②

外觀檢查：全數(shù)檢查。要求接頭處表面無裂紋和明顯燒傷;接頭處有適當鐓粗的均勻的毛刺；接頭處的彎折角不得大于30；接頭處的軸線偏移不大于0.1d，且不大于2mm。外觀檢查不合格的接頭，可將距接頭左右各15mm處切除重焊。2）電阻點焊電阻點焊的工作原理是，當鋼筋交叉點焊時，接觸點只有一點，且接觸電阻較大，在接觸的瞬間，電流產(chǎn)生的全部熱量都集中在一點上，因而使金屬受熱而熔化，同時在電極加壓下使焊點金屬得到焊合，原理下圖所示。點焊機工作原理1—

電極；2—電極臂；3—變壓器的次級線圈；4—變壓器的初級線圈；5—斷路器；6—變壓器的調(diào)節(jié)開關；7—踏板；8—壓緊機構(gòu)電阻點焊原理圖3）

電弧焊

電弧焊是電焊機送出低壓強電流，使焊條與焊件之間產(chǎn)生高溫電流，將焊條與焊件金屬熔化，凝固后形成一條焊縫。電弧焊在現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)中的鋼筋接長、裝配式結(jié)構(gòu)中的鋼筋接頭、鋼筋與鋼板的焊接中應用廣泛。

接頭形式：主要有幫條焊、搭接焊、坡口焊3種形式。ZX7系列直流電弧焊機DN2-5交流弧焊機BX1-315交流弧焊機⑴幫條焊與搭接焊

幫條焊宜采用雙面焊，不能雙面焊時方可單面焊。幫條牌號與主筋相同時，幫條直徑可與主筋相同或小一個規(guī)格；當幫條直徑與主筋相同時，幫條牌號可與主筋相同或低一個牌號。幫條長度l：被焊鋼筋為Ⅰ級鋼時，單面焊≥8d，雙面焊≥4d；被焊鋼筋為Ⅱ、Ⅲ級鋼時，單面焊≥10d，雙面焊≥5d(d為主筋直徑)。幫條焊時，兩主筋端面的間隙為2～5mm。正式施焊前，幫條焊應在幫條和主筋之間用四點定位焊固定，施焊時，引弧應在幫條鋼筋的一端開始，收弧時應在幫條鋼筋端頭上。鋼筋幫條焊接頭

搭接焊宜采用雙面焊，不能雙面焊時方可單面焊。搭接焊前,先將鋼筋端部按搭接長度預彎，保證被焊的兩鋼筋的軸線在同一直線上。幫條焊和搭接焊的焊縫長度不應小于幫條或搭接長度，焊縫厚度s≥0.3d；焊縫寬度b≥0.7d。

搭接焊的搭接長度l

與幫條長度相同。施焊前，兩主筋之間用兩點定位焊固定，定位焊縫應距搭接端部20mm以上。施焊時，引弧應在搭接鋼筋的一端開始，收弧應在搭接鋼筋端頭上。鋼筋搭接焊接頭焊縫尺寸示意圖⑵坡口焊

施焊前應檢查鋼筋坡口面平順，凹凸不平度不超過1.5mm；坡口平焊時，V形坡口角度為55～650；立焊時，坡口角度為45～550，其中下鋼筋為0～100，上鋼筋為35～450。鋼筋根部間距，平焊時為4～6mm，立焊時為3～5mm，最大間隙均不宜超過10mm。加強焊縫的寬度應超過V形坡口的邊緣2～3mm，其高度也為2～3mm。鋼筋電弧焊接頭鋼筋坡口焊接頭⑶預埋件與鋼筋的焊接預埋件T形接頭電弧焊的接頭形式分貼角焊和穿孔塞焊兩種。采用貼角焊時，焊縫的焊角K不小于0.5d(Ⅰ級鋼筋)～0.6d(Ⅱ、Ⅲ級鋼筋)。

鋼筋與鋼板搭接焊時，搭接長度不小于4d(Ⅰ級鋼筋)～5d(Ⅱ、Ⅲ級鋼筋)，焊縫寬度b不小于0.6d，焊縫厚度s不小于0.35d。

采用穿孔塞焊時，鋼筋的孔洞應作成喇叭口，其內(nèi)口直徑應比鋼筋直徑d大4mm，傾斜角為450，鋼筋縮進2mm。施焊時，電流不宜過大，嚴禁燒傷鋼筋。預埋件T型接頭焊接

鋼筋與鋼板搭接焊接頭

焊接接頭檢驗

合格品：3個試件的抗拉強度均不小于該牌號鋼筋規(guī)定的抗拉強度；RRB400鋼筋接頭試件的抗拉強度均不小于570N/mm2。不合格品：有2個試件的抗拉強度小于規(guī)定值或3個試件均在焊縫或熱影響區(qū)發(fā)生脆性斷裂時，則該批接頭為不合格品。⑴拉伸試驗

復檢：試驗結(jié)果有1個試件的抗拉強度小于規(guī)定值或2個試件在焊縫或熱影響區(qū)發(fā)生斷裂，其抗拉強度均小于規(guī)定值的1.1倍時，則應切取6個試件進行復檢。復檢結(jié)果仍有1個試件的抗拉強度小于規(guī)定值，或有3個試件斷于焊縫或熱影響區(qū)，呈脆性斷裂，其抗拉強度均小于規(guī)定值的1.1倍時，則該批接頭為不合格品。⑵彎曲試驗

閃光對焊接頭、氣壓焊接頭應進行900彎曲試驗。合格品：彎至900時，有2個或3個試件外側(cè)(含焊縫或熱影響區(qū))未發(fā)生破裂，則該批接頭彎曲試驗合格；不合格品：當3個試件均發(fā)生破裂，則一次判定該批接頭為不合格品。

復檢：當有2個試件發(fā)生破裂，則應切取6個試件進行復檢。復檢結(jié)果仍有3個試件發(fā)生破裂時，則該批接頭為不合格品。注：當試件外側(cè)橫向裂紋寬度達到0.5mm時，應認定已經(jīng)破裂。4）

電渣壓力焊

電渣壓力焊(簡稱豎焊)是利用電流通過渣池產(chǎn)生的電阻熱將鋼筋端部熔化，再施加壓力使鋼筋焊合。該工藝操作簡單、工效高、成本低、比電弧焊接頭節(jié)電80%以上，比綁扎連接和幫條焊節(jié)約鋼筋30%。多用于施工現(xiàn)場直徑φ14～40mm的豎向或斜向(傾斜度4:1)鋼筋的焊接接長。鋼筋電渣壓力焊設備示意圖HD－750電渣壓力焊機⑴電焊機與焊條

電焊設備：包括焊接電源、焊接夾具和焊劑盒；焊劑采用431焊藥，使用前應在2500C溫度下烘烤2h，以保證焊劑易熔化，形成渣池。⑵焊接參數(shù)

焊接參數(shù)：包括焊接電流、焊接電壓和通電時間。根據(jù)鋼筋直徑選擇。⑶焊接程序

鋼筋端部120mm范圍內(nèi)除銹→下夾頭夾牢下鋼筋→扶直上鋼筋并夾牢于活動電極中→上下鋼筋對齊在同一軸線上→安裝引弧導電鐵絲圈→安放焊劑盒→通電、引弧→穩(wěn)弧、電渣、熔化→斷電并持續(xù)頂壓幾秒鐘。①下夾鉗夾住下鋼筋;②扶直上鋼筋并夾牢于上夾鉗中,使上下鋼筋處于同一鉛垂線上;③安裝引弧導電鐵絲圈;④套上焊劑盒;⑤將焊劑裝入焊劑盒,并用棒條插搗;⑥將焊機的負極線連接于上鋼筋;下夾鉗夾住下鋼筋扶直上鋼筋并夾牢于上夾鉗焊劑盒用小鐵簸箕將焊劑裝入邊裝入邊用棒條插搗焊機的負極線連接⑦通電后,搖動手柄將上鋼筋略上提引弧，穩(wěn)定電弧，使上下鋼筋兩端面均勻燒化⑧電弧穩(wěn)定燃燒、上鋼筋熔化；⑨電弧熄滅轉(zhuǎn)為電渣過程，渣池產(chǎn)生大量電阻熱使鋼筋端部繼續(xù)熔化;⑩切斷電流、迅速頂壓并持續(xù)幾秒鐘。焊接完成后，回收剩余的焊劑，可重復使用。搖動手柄引弧穩(wěn)弧、電渣、熔化回收剩余焊劑焊接完成后的接頭被包圍在渣殼中，讓接頭保溫半小時左右。電渣壓力焊適用于φ18~32的Ⅱ級鋼及新Ⅲ級鋼筋連接。焊接的接頭要求鼓包均勻，鼓包直徑約為鋼筋直徑的1.6倍。待冷卻后敲去渣殼，露出帶金屬光澤的鼓包接頭。⑷質(zhì)量控制

①取樣數(shù)量：從同一樓層中以300個同類型接頭為一批(不足300時仍為一批)，切三個接頭進行拉伸試驗。

②外觀檢查：電渣壓力焊接頭應逐個進行，要求接頭焊包均勻、突出部分高出鋼筋表面4mm，不得有裂紋和明顯的燒傷缺陷；接頭處鋼筋軸線偏離不超過0.1d，且不大于2mm；接頭處的彎折角不得大于30。合格的電渣壓力焊接頭不合格的電渣壓力焊接頭5）氣壓焊氣壓焊接鋼筋是利用乙炔-氧混合氣體燃燒的高溫火焰對已有初始壓力的兩根鋼筋端面接合處加熱，使鋼筋端部產(chǎn)生塑性變形，并促使鋼筋端面的金屬原子互相擴散，當鋼筋加熱到約1250~1350℃（相當于鋼材熔點的0.80~0.90倍）時進行加壓頂鍛，使鋼筋焊接在一起。

圖為在南京古南都飯店工程地下室施工工地上，進行鋼筋氣壓焊應用的表演。操作工人將夾鉗夾住上、下鋼筋端部，點燃氣壓焊的焊炬。

焊炬點燃后，套入鋼筋連接部位，先用強炎對連接部位上下輕微移動加熱。

用強炎對鋼筋端面加熱后，集中用中炎加熱，使鋼筋連接的兩端面加熱至熱塑狀態(tài)。

待鋼筋兩連接端面加熱至熱塑狀態(tài)后，連接手動液壓加壓器，逐漸對上、下兩鋼筋加壓。

邊加壓邊加熱，兩鋼筋連接端面緊密接觸在一起，金屬原子互相擴散，形成有效的連接。

加熱加壓的鋼筋連接頭呈紅熱竹節(jié)狀，夾鉗的剛度很重要。

為檢查氣壓焊鋼筋接頭的連接質(zhì)量，在非破損的條件下，可作“熱沖切”檢驗。圖為中建一局科研所在進行熱沖切試驗。右邊的鋼筋接頭已被熱沖切。3

鋼筋機械連接

鋼筋機械連接又稱為“冷連接”，是繼綁扎、焊接之后的第三代鋼筋接頭技術(shù)。具有接頭強度高于鋼筋母材、速度比電焊快5倍、無污染、節(jié)省鋼材20％等優(yōu)點。機械連接的分類墩粗直鏍紋接頭滾軋直鏍紋接頭帶肋鋼筋套筒冷擠壓接頭直接滾軋剝肋滾軋1）

套筒擠壓連接

套筒擠壓連接是將兩根待連接鋼筋插入一個特制鋼套管內(nèi)，采用擠壓機和壓模在常溫下對套管加壓，使兩根鋼筋緊固成一體。該工藝操作簡單、連接速度快、安全可靠、無明火作業(yè)、不污染環(huán)境，鋼筋連接質(zhì)量優(yōu)于鋼筋母材的力學性能。按擠壓方式又可分為徑向擠壓和軸向擠壓套管連接。套筒擠壓連接

軸向擠壓連接現(xiàn)場施工不方便及接頭質(zhì)量不夠穩(wěn)定，沒有得到推廣；而徑向擠壓連接技術(shù)，連接接頭得到了大面積推廣使用。現(xiàn)在工程中使用的套筒擠壓連接接頭，都是徑向擠壓連接。擠壓接頭試件垂直鋼筋擠壓接頭斜向鋼筋擠壓接頭擠壓機2）

螺紋套筒連接

原理：螺紋套筒連接是將兩根待接鋼筋的端部和套管預先加工成螺紋，然后用手和力矩扳手將兩根鋼筋端部旋入套筒形成機械式鋼筋接頭。螺紋套筒連接分錐形螺紋連接和直螺紋連接兩種。

錐形螺紋鋼筋連接克服了套筒擠壓連接技術(shù)存在的不足。但存在螺距單一的缺陷，已逐漸被直螺紋連接接頭所代替。錐螺紋鋼筋連接

3種直螺紋連接方法的優(yōu)缺點

⑴鐓粗直螺紋連接：是把鋼筋端頭鐓粗后制作的直螺紋和連接件螺紋咬合形成的接頭再切削成型，鐓頭質(zhì)量較難控制。

⑵直接滾壓直螺紋連接：是把帶肋鋼筋放進滾壓機通過滾絲輪滾壓成型，螺紋精度稍差，存在虛假螺紋現(xiàn)象。

⑶

剝肋滾壓直螺紋連接：是先將鋼筋接頭縱、橫肋剝切處理,使鋼筋滾絲前的柱體直徑達到同一尺寸，然后滾壓成型。它集剝肋、滾壓于一體，成型螺紋精度高，滾絲輪壽命長，是目前直螺紋套筒連接的主流技術(shù)。錐螺紋接頭

螺紋套筒連接能在現(xiàn)場連接Φ14～40mm的同徑、異徑的豎向、水平或任何傾角的鋼筋，它連接速度快、對中性好、工藝簡單、安全可靠、節(jié)約鋼材和能源，可全天候施工。可用于一、二級抗震設防的工業(yè)與民用建筑的梁、板、柱、墻、基礎的施工。但不得用于預應力鋼筋或承受反復動荷載及高應力疲勞荷載的結(jié)構(gòu)。

鋼筋連接端的螺紋采用鋼筋剝肋滾絲機在現(xiàn)場加工。

螺紋套筒由專業(yè)廠家提供，螺紋套筒采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼制作，套筒的受拉承載力不小于鋼筋抗拉強度的1.1倍。直螺紋連接套筒施工工藝流程鋼筋斷料→剝肋滾壓螺紋→絲頭檢驗→套絲保護→連接套筒檢驗→現(xiàn)場連接→接頭檢驗。鋼筋剝肋滾絲機

鋼筋螺紋剝肋滾壓中滾壓成型的鋼筋接頭鋼筋直螺紋剝肋滾壓加工全景照片

連接時，先取下連接端的塑料保護帽，檢查絲扣是否完好無損，規(guī)格與套筒是否一致；確認無誤后，把擰上連接套一頭鋼筋擰到被連接鋼筋上，并用力矩扳手按規(guī)定的力矩值，擰緊鋼筋接頭，當聽到扳手發(fā)出“咔噠”聲時，表明鋼筋接頭已被擰緊，作好標記，以防鋼筋接頭漏擰。套筒連接施工中柱鋼筋直螺紋連接板鋼筋直螺紋連接待連接鋼筋的保護帽

核對成品鋼筋與料單與圖紙是否相符，確定綁扎先后順序及方法，確定鋼筋保護層厚度。

3.2.6綁扎連接環(huán)境類別板、墻、殼梁柱≤C20C25～C45≥50≤C20C25～C45≥C50≤C20C25～C45≥C50一201515302525303030二a－2020－3030－3030b－2520－3530－3530三－3025－4035－4035縱向受力鋼筋的砼保護層最小厚度

1.鋼筋綁扎的基本要求

⑴軸心受拉及小偏心受拉構(gòu)件的縱向受力鋼筋