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直螺纹套筒的应用范围是很多的,高层建筑、桥梁、隧道、电厂、高铁、地铁、核电站等建筑工程中的钢筋连接工作中,都采用了直螺纹钢筋套筒机械连接的施工工艺。那么钢筋连接套筒的制作材料更是不可忽视的因素,无缝钢管用作直螺纹套筒的用处还是很多的。那么说说其中的缘由,为啥选择无缝钢管用作材料。
我们了解一下无缝钢管的制作工艺和有关知识:无缝钢管是用钢锭或实心管坯经穿孔制成毛管,然后经热轧、冷轧或冷拨等方法制成。无缝钢管分热轧和冷轧(拨)无缝钢管两类。热轧无缝钢管分一般钢管低 中 高压锅炉钢管,合金钢管、不锈钢管、石油裂化管、地质钢管和其它钢管等。冷轧(拨)无缝钢管除分一般钢管、低中高压锅炉钢管、合金钢管、不锈钢管、石油裂化管、其它钢管外,还包括碳素薄壁钢管、合金薄壁钢管、不锈薄壁钢管、异型钢管。
我们再看一下建筑钢筋的直螺纹机械连接标准方面:中华人民共和国住房和城乡建设部(简称住建部)有一个第JGJ1163-2013《钢筋机械连接技术规程》的行业标准。标准中要求各种规格的试件要经过中国建筑科学院工程质量监督检验中心或其他具有检验资格的正规检测单位分别进行单向拉伸、高应力反复拉压和大变形反复拉压等技术测试,经过测试这些试件的抗拉强度、残余变形、总伸长率等数据指标都要符合技术规程中的标准要求。
综合上述不难看出,钢筋连接套筒质量的好坏主要取决于制造套筒的原材料的材质和套筒的外径、长度尺寸的大小以及螺纹精度等要素在材质要求上标准都很高。因此,在同等材质、同等工艺、同等尺寸、同等螺纹精度的情况下,使用无缝钢管做直螺纹套筒。
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钢筋直螺纹套筒的技术特点
1、连接强度高,连接质量稳定可靠。接头强度达到行业标准JGJ107-2016《钢筋机械连接通用技术规程》中Ⅰ级接头性能的要求。接头抗拉强度不小于被连接钢筋实际抗拉强度或钢筋抗拉强度标准的 倍。抗疲劳性能好,节省材料,直螺纹套筒质量是挤压套筒的25%,而接头性能却能与挤压接头媲美。
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2、施工方便、连接速度快。钢筋丝头加工工厂化作业,不占用施工工期。现场连接装配作业,占用时间短。钢筋丝头加工简单。钢筋一次装卡即可完成剥肋、滚压螺纹两道工序,加工速度快,成型螺纹精度高。适用范围广。对钢筋无可焊性要求,适用于直径14~50mmHRB335、HRB400钢筋在任意方位的同、异径连接。
3、环保施工。钢筋丝头加工及接头现场施工无噪音污染、无明火、无烟尘,安全可靠。节约能源。设备功率仅为3~4kw,不需专用配电设施,不需架设专用电线。抗低温性能好。通过低温试验。全天候施工。不受风、雨、雪等气候条件的影响。
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常用的机械连接套筒有直螺纹套筒、锥螺纹套筒和挤压套筒,它们的优缺点如下。
镦粗直螺纹套筒,提前预制,强度高,易装配;但钢筋延性降低,易脆断,螺纹加工工序多。
直接滚压直螺纹套筒,螺纹加工简单,设备投入少;但钢筋粗细不均,螺纹精度差,设备损耗大。
挤(碾)压肋滚压直螺纹套筒,螺纹精度较直接滚压螺纹有提高;但设备投入多,不能消除钢筋粗细不均对螺纹精度的影响。
剥肋滚轧直螺纹套筒,螺纹牙型好,精度高,易装配,设备损耗低;但设备投入多。
锥螺纹套筒,提前预制,易装配;但削弱母材截面,强度降低,螺纹加工精度要求高,受操作影响大。
挤压套筒,强度高;但挤压对接头可能产生不利影响,设备笨重,费材料。
另外,直螺纹接头强度不受扭紧力矩的影响,丝扣松动和少拧不会明显影响接头强度,且较锥螺纹和挤压接头省钢材。
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套筒技术要求
第三代非能动核电工程中混凝土结构的设计基于核安全有关混凝土结构设计规范ACI 349,ACI 349中机械接头的强度要求相当于国内III级机械接头,考虑到核电工程结构的安全性及国内标准的适用性,工程中根据套筒使用的部位和接头百分率采用符合JGJ 107规定的I、II级机械接头,并按照ACI 349补充循环加载试验和应变试验要求,对于可焊型机械套筒要求进行焊接工艺评定:
循环加载试验:对于每一种机械连接,至少取3组试件进行100次频率为1Hz正弦波形式的循环加载试验,加载范围为被连接钢筋屈服强度标准值的5%~90%,循环加载试验后对试件进行静力试验,相对直接进行静力张拉试验应无承载力损失。
应变试验:对于每一种机械连接,应至少进行 6组应变试验,在达到钢筋屈服强度标准值 90%时,机械连接总长度的应变不超过相同长度被连接钢筋应变的150%。
焊接工艺评定:对于可焊型机械套筒,应对焊接试件进行静力拉伸试验,试验结果不低于对应等级接头的抗拉强度要求,并进行焊缝宏观金相试验。
可焊型钢筋机械套筒国产化建议目前第三代非能动核电工程中的可焊型钢筋套筒采用国外进口套筒,国内正在开展国产化研制工作,结合设计要求和实际工程应用情况对可焊型套筒国产化建议如下:
(1)可焊型套筒在工程使用中接头百分比一般大于50%,套筒性能应满足国内I级接头的要求;
(2)套筒原材料屈服强度和抗拉强度不宜低于45号钢;
(3)套筒原材料碳当量不宜超过 %;
(4)套筒内螺纹优先采用直螺纹。
随着建筑结构形式不断的创新和发展,对钢筋套筒的连接形式和性能不断提出新的要求,第三代非能动核电工程中可焊型钢筋连接套筒的应用就对国内机械套筒的研发和制造提出了新的要求,相信随着套筒研发能力和制造水平不断进步和提升,钢筋机械连接技术会地服务于各类重大工程项目。
直螺纹套筒连接施工的注意事项
1、直螺纹套筒安装接头时,用管钳拧紧。钢丝头应在套筒中间相互拧紧。标准接头安装后的外露螺纹不应超过2p(P为螺距,单位:mm)。
2、连接钢筋时,钢筋的规格应与连接套管的规格一致,丝头和连接套管的内螺纹应干净。同一丝头的不完整螺纹不得超过2个螺纹周长。
3、丝头加工后,应立即取下丝头保护帽,防止装卸钢筋时损坏丝头。
4 、直螺纹套筒连接时,钢筋的规格与连接套管的规格一致,保障线头和连接套管的内螺纹干净。
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5、丝头加工应使用水溶性润滑液,不得使用油性润滑液。
6、接头的现场检验应按验收批进行。在同一施工条件下,应采用一批材料的同等级、同型号、同规格接头,500个作为一个检测批次进行检测和检测,至少500个作为一个检测批次。
7、安装螺纹接头后,根据规格规定的检查批次,抽出其中10%的接头进行紧固扭矩检测,当紧固扭矩值的不合格数超过被检测接头数的5%时,重新紧固所有接头直至合格。
8、对接头的每一验收批,需要在工程结构中随机截取3个接头试件作抗拉强度试验。现场取样后,原接头位置的钢筋可以用同等规格的钢筋搭接,也可以用焊接和机械连接方法修补。
9、钢筋连接在现场时,应隐蔽工程验收,做好验收记录和图像资料。
以上就是关于直螺纹套筒连接施工的注意事项知识详解,希望这篇文章能够对大家有所帮助。
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