二、钢筋工程
钢筋工程包括钢筋的加工和安装。首先根据钢筋配料单对钢筋进行加工,然后运至现场进行安装。钢筋的加工一般在钢筋车间或工地的钢筋加工棚进行。
钢筋加工、安装的过程包括冷拉、冷拔、调直、除锈、剪切、镦头、弯曲、焊接、绑扎等。
1.钢筋除锈
钢筋的除锈方法有手工除锈、电动机械除锈以及喷砂除锈、酸洗除锈等。
在钢筋锈蚀不太严重而对除锈要求又不太高的情况下,粗钢筋通过锤击调直或调直机调直,细钢筋通过冷拉调直,均可达到调直除锈的目的。而对于锈蚀严重的钢筋,采用电动除锈机除锈为好。冷拔钢丝则需要进行酸洗除锈。
(1)手工除锈 手工除锈的方法有钢丝刷擦锈、砂堆擦锈、麻袋砂包擦锈和砂盘擦锈。
(2)电动机械除锈 电动除锈机除锈是目前常用的机械除锈方法,它不但除锈效果好,而且效率高。电动除锈机有固定式和移动式两种。
2.钢筋调直
钢筋的调直方法有手工调直和机械调直两种。
(1)手工调直 手工调直主要用于小型工程或工地现场的钢筋加工。钢丝可以采用夹轮牵引调直,也可以采用蛇形管调直。直径10mm以下的盘圆钢筋(称为细钢筋),可以在工作台上用小锤敲直,也可用绞磨车拉直。直条粗钢筋可用人工在工作台上调直。
(2)机械调直 利用钢筋调直机或卷扬机进行调直。
1)调直机调直。钢筋调直机械一般具有除锈、调直和切断三项功能,并能一次操作完成。
2)数控钢筋调直切断机。数控钢筋调直切断机的工作原理如图4-4所示。在该机摩擦轮8(周长100mm)的同轴上装有一个穿孔光电盘6(分为100等分),光电盘6的一侧装有一只灯泡9,另一侧装有一只光电管10。当钢筋3通过摩擦轮8带动光电盘6时,灯泡9光线通过每个小孔照射光电管10,就被光电管10接收而产生脉冲信号(每次信号为钢筋长1mm),控制仪长度部位数字上立即示出相应读数。当信号积累到给定数字(即钢丝调直到所指定长度)时,控制仪立即发出指令,使切断装置切断钢丝。与此同时长度部位数字回到零,根数部位数字示出根数,这样连续作业,当根数信号积累至给定数字时,即自动切断电源,停止运转。
图4-4 数控钢筋调直切断机的工作原理
1—调直装置 2—牵引轮 3—钢筋 4—上刀口 5—下刀口 6—光电盘 7—压轮 8—摩擦轮 9—灯泡 10—光电管
3)卷扬机冷拉调直。直径10mm以下的HPB235级盘圆钢筋,可采用卷扬机拉直,它能完成除锈、拉伸、调直三道工序。冷拉时,HPB235级钢筋的冷拉率不宜大于4%,HRB335级、HRB400级及RRB400级冷拉率不宜大于1%。
卷扬机拉直设备如图4-5所示。两端采用地锚承力。冷拉滑轮组回程采用荷重架,标尺量伸长。该法设备简单,宜用于施工现场或小型构件厂。
图4-5 卷扬机拉直设备布置
1—卷扬机 2—滑轮组 3—冷拉小车 4—钢筋夹具 5—钢筋 6—地锚 7—防护壁 8—标尺 9—荷重架
3.钢筋切断
钢筋的切断方法有手工切断和机械切断两种。
(1)钢筋切断前的准备工作
1)根据钢筋配料单复核钢筋种类、直径、尺寸、根数。
2)根据钢筋原材料长度,将同规格钢筋根据不同长度,进行长短搭配;一般应先断长料,后断短料,以尽量减少短头,减少损耗。
3)检查测量长度所用工具或标志的准确性;在工作台上有量尺刻度线的,应事先检查定尺挡板的牢固和可靠性。
4)调试好切断设备,先试切1~2根,设备运转正常后再成批加工。
(2)手工切断
1)断线钳切断。断线钳可切断钢丝及直径6mm以下的钢筋。
2)手动切断机切断。手动切断机一般能切断直径16mm以下的钢筋,它可根据所切断钢筋直径来调整手柄长度,切断时比较省力。
3)液压切断器切断。手动液压切断器能切断直径16mm以下的钢筋,它主要通过液压传动使刀片切割钢筋来完成切断。
4)克子切断。钢筋加工工作量较小时可用克子切断。操作时将钢筋放在克子槽内,上克边紧贴下克边,用锤子下打上克将钢筋切断。
(3)机械切断
1)使用前应检查刀片安装是否正确、牢固,润滑油是否充足,并且要空车运转正常后,再进行操作。
2)在钢筋切断机进行操作过程中,要注意刀片的水平、垂直间隙位置,如有变化应及时停车调整。
3)钢筋要在调直后才进行切断。为了保证断料正确,钢筋和切断机刀口要成垂直。在切断细钢筋时,要将钢筋摆直,注意不要形成弧线。
4)每次可切断的根数,是根据钢筋直径来确定的。GJ5—40型钢筋切断机每次可切断钢筋根数可参考表4-10。
表4-10 GJ5—40型钢筋切断机每次切断钢筋根数
4.钢筋弯曲
钢筋弯曲成形是指将已经切断或配好的钢筋按钢筋配料表或料牌上的钢筋式样和尺寸,弯曲加工成相应的形状、尺寸。钢筋弯曲成形的方法有手工和机械两种。其操作顺序是:划线——试弯——弯曲成形。
(1)钢筋弯曲机具设备 弯制纵筋和弯起钢筋采用钢筋弯曲机,弯制箍筋一般采用四头弯筋机。在缺机具设备条件下,也可采用手摇扳手弯制细钢筋、卡盘和扳手弯制粗钢筋。
(2)钢筋弯曲工艺
1)划线。对形状复杂的钢筋(如弯起钢筋),在钢筋弯曲前,应根据钢筋料牌上标明的尺寸,用石笔将各弯曲点位置划出。划线时应注意:
①根据不同的弯曲角度扣除弯曲调整值,其扣法是从相邻两段长度中各扣一半。
②钢筋端部带半圆弯钩时,该段长度划线时增加0.5d(d为钢筋直径)。
③划线工作宜从钢筋中线开始向两边进行;两边不对称的钢筋,也可从钢筋一端开始划线,如划到另一端有出入时,则应重新调整。
例如,某直径20mm的弯起钢筋,其形状和尺寸如图4-6所示。划线方法如下:
图4-6 弯起钢筋的划线
a)弯起钢筋的形状和尺寸 b)钢筋划线
第一步,在钢筋中心线上划第一道线。
第二步,取中段4000/2-0.5d/2=1995mm,划第二道线。
第三步,取斜段635-2×0.5d/2=625mm,划第三道线。
第四步,取直段850-0.5d/2+0.5d=855mm,划第四道线。
2)钢筋弯曲成形。钢筋在弯曲机上成形时(见图4-7),心轴直径应是钢筋直径的2.5~5.0倍,成形轴宜加偏心轴套,以便适应不同直径的钢筋弯曲需要。弯曲细钢筋时,为了使弯弧一侧的钢筋保持平直,挡铁轴宜做成可变挡架或固定挡架(加铁板调整)。
钢筋弯曲点线和心轴的关系,如图4-8所示。由于成形轴和心轴在同时转动,就会带动钢筋向前滑移。因此,钢筋弯90°时,弯曲点线约与心轴内边缘齐;弯180°时,弯曲点线距心轴内边缘为1.0~1.5d(钢筋硬时取大值)。
图4-7 钢筋弯曲成形
a)工作简图 b)可变挡架构造
1—工作盘 2—心轴 3—成形轴 4—可变挡架 5—插座 6—钢筋
图4-8 钢筋弯曲点线与心轴的关系
a)弯90° b)弯180°
1—工作盘 2—心轴 3—成形轴 4—固定挡铁 5—钢筋 6—弯曲点线
注意:对HRB335与HRB400钢筋,不能弯过头再弯回来,以免钢筋弯曲点处发生裂纹。
3)曲线形钢筋成形。弯制曲线形钢筋时(见图4-9),可在原有钢筋弯曲机的工作盘中央,放置一个十字架和钢套;另外在工作盘四个孔内插上短轴和成形钢套(和中央钢套相切)。插座板上的挡轴钢套尺寸,可根据钢筋曲线形状选用。钢筋成形过程中,成形钢套起顶弯作用,十字架只协助推进。
图4-9 曲线形钢筋成形
a)工作简图 b)十字撑及圆套详图 c)桩柱及圆套详图
1—工作盘 2—十字撑及圆套 3—桩柱及圆套 4—挡轴圆套 5—插座板 6—钢筋
4)螺旋形钢筋成形。螺旋形钢筋,除小直径的螺旋筋已有专门机械生产外,一般可用手摇滚筒成形(见图4-10)。
5.钢筋的绑扎连接
绑扎连接是钢筋连接的主要形式,主要用于箍筋的绑扎、搭接钢筋的绑扎和交叉钢筋的绑扎。
图4-10 螺旋形钢筋成形
1—支架 2—卷筒 3—钢筋 4—摇把
(1)绑扎方法 在需要绑扎的部位用20~22号铁丝将钢筋包住,然后用钢筋钩子钩住铁丝接头处旋转打结。
(2)绑扎点位置 搭接钢筋的绑扎点位置在搭接范围中心点及两端,共计三点;梁、柱箍筋的绑扎点位置在箍筋弯钩叠合处,箍筋应与受力钢筋垂直,弯钩叠合处应沿受力钢筋方向错开设置;交叉钢筋的绑扎分两种情况。板和墙的钢筋网,除外围两行钢筋的相交点应全部扎牢外,中间部分交叉点可相隔交错扎牢,保证受力钢筋位置不产生偏移;双向受力的钢筋必须将钢筋交叉点全部绑扎。
(3)钢筋绑扎接头
1)钢筋绑扎接头宜设置在受力较小处。同一纵向受力钢筋不宜设置两个或两个以上接头。接头末端至钢筋弯起点的距离不应小于钢筋直径的10倍。
2)同一构件中相邻纵向受力钢筋的绑扎搭接接头宜相互错开。同一连接区段内,纵向受拉钢筋绑扎搭接接头面积百分率及箍筋配置要求,应满足《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2012)的有关规定。绑扎搭接接头中钢筋的横向间距应不小于d,不小于25mm。
(4)基础钢筋绑扎
1)钢筋网的绑扎。四周两行钢筋交叉点应每点扎牢,中间部分交叉点可相隔交错扎牢,但必须保证受力钢筋不位移。双向主筋的钢筋网,则须将全部钢筋相交点扎牢。绑扎时应注意相邻绑扎点的铁丝扣要成八字形,以免网片歪斜变形。
2)钢筋撑脚。基础底板采用双层钢筋网时,在上层钢筋网下面应设置钢筋撑脚或混凝土撑脚,以保证钢筋位置正确。
钢筋撑脚的形式与尺寸如图4-11所示,每隔1m放置一个。其直径选用:当板厚h≤30cm时为8~10mm;当板厚h=30~50cm时为12~14mm;当板厚h>50cm时为16~18mm。
3)钢筋的弯钩应朝上,不要倒向一边;但双层钢筋网的上层钢筋弯钩应朝下。
图4-11 钢筋撑脚
a)钢筋撑脚 b)撑脚位置
1—上层钢筋网 2—下层钢筋网 3—撑脚 4—水泥垫块
4)独立柱基础为双向弯曲,其底面短边的钢筋应放在长边钢筋的上面。
5)现浇柱与基础连接用的插筋,其箍筋应比柱的箍筋缩小一个柱筋直径,以便连接。插筋位置一定要固定牢靠,以免造成柱轴线偏移。
6)对厚片筏上部钢筋网片,可采用钢管临时支撑体系。图4-12a所示出绑扎上部钢筋网片用的钢管支撑。在上部钢筋网片绑扎完毕后,需置换出水平钢管。为此另取一些垂直钢管通过直角扣件与上部钢筋网片的下层钢筋连接起来(该处需另用短钢筋段加强),替换了原支撑体系,如图4-12b所示。在混凝土浇筑过程中,逐步抽出垂直钢管,如图4-12c所示。此时,上部荷载可由附近的钢管及上、下端与钢筋网焊接的多个拉结筋来承受。由于混凝土不断浇筑与凝固,拉结筋细长比减少,提高了承载力。
图4-12 厚片筏上部钢筋网片的钢管临时支撑
a)绑扎上部钢筋网片时 b)浇筑混凝土前 c)浇筑混凝土时
1—垂直钢管 2—水平钢管 3—直角扣件 4—下层水平钢筋 5—待拔钢管 6—混凝土浇筑方向
(5)柱钢筋绑扎
1)柱中的竖向钢筋搭接时,角部钢筋的弯钩应与模板成45°(多边形柱为模板内角的平分角,圆形柱应与模板切线垂直),中间钢筋的弯钩应与模板成90°。如果用插入式振捣器浇筑小型截面柱时,弯钩与模板的角度不得小于15°。
2)箍筋的接头(弯钩叠合处)应交错布置在四角纵向钢筋上;箍筋转角与纵向钢筋交叉点均应扎牢(箍筋平直部分与纵向钢筋交叉点可间隔扎牢),绑扎箍筋时绑扣相互间应成八字形。
3)下层柱的钢筋露出楼面部分,宜用工具式柱箍将其收进一个柱筋直径,以利上层柱的钢筋搭接。当柱截面有变化时,其下层柱钢筋的露出部分,必须在绑扎梁的钢筋之前,先行收缩准确。
4)框架梁、牛腿及柱帽等钢筋,应放在柱的纵向钢筋内侧。
5)柱钢筋的绑扎,应在模板安装前进行。
(6)墙钢筋绑扎
1)墙(包括水塔壁、烟囱筒身、池壁等)的垂直钢筋每段长度不宜超过4m(钢筋直径≤12mm)或6m(直径>12mm),水平钢筋每段长度不宜超过8m,以利绑扎。
2)墙的钢筋网绑扎同基础,钢筋的弯钩应朝向混凝土内。
3)采用双层钢筋网时,在两层钢筋间应设置撑铁,以固定钢筋间距。撑铁可用直径6~10mm的钢筋制成,长度等于两层网片的净距,间距约为1m,相互错开排列。
4)墙的钢筋,可在基础钢筋绑扎之后浇筑混凝土前插入基础内。
5)墙钢筋的绑扎,也应在模板安装前进行。
(7)梁、板钢筋绑扎
1)纵向受力钢筋采用双层排列时,两排钢筋之间应垫以直径≥25mm的短钢筋,以保持其设计距离。
2)箍筋的接头(弯钩叠合处)应交错布置在两根架立钢筋上,其余同柱。
3)板的钢筋网绑扎与基础相同,但应注意板上部的负筋,要防止被踩下;特别是雨篷、挑檐、阳台等悬臂板,要严格控制负筋位置,以免拆模后断裂。
4)板、次梁与主梁交叉处,板的钢筋在上,次梁的钢筋居中,主梁的钢筋在下;当有圈梁或垫梁时,主梁的钢筋在上。
5)框架节点处钢筋穿插十分稠密时,应特别注意梁顶面主筋间的净距要有30mm,以利浇筑混凝土。
6)梁钢筋的绑扎与模板安装之间的配合关系:
①梁的高度较小时,梁的钢筋架空在梁顶上绑扎,然后再落位。
②梁的高度较大(≥1.0m)时,梁的钢筋宜在梁底模上绑扎,其两侧模或一侧模后装。
7)梁板钢筋绑扎时应防止水电管线将钢筋抬起或压下。
6.钢筋的焊接连接
(1)钢筋焊接的分类 钢筋焊接分为压焊和熔焊。压焊有闪光对焊、电阻点焊和气压焊;熔焊有电弧焊和电渣焊。钢筋焊接方法分类及适用范围见表4-11。钢筋焊接质量检验,应符合行业标准《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18—2012)和《钢筋焊接接头试验方法标准》(JGJ/T 27—2001)的规定。
表4-11 钢筋焊接方法分类及适用范围
(续)
(续)
注:1.电阻点焊时,适用范围内的钢筋直径系指较小钢筋的直径。
2.电弧焊含焊条电弧焊和二氧化碳气体保护焊两种工艺方法。
3.有较高要求的抗震结构用钢筋应在牌号后加E,焊接工艺按同级别热轧钢筋施焊,焊条应采用低氢型碱性焊条。
4.如有HPB235级钢筋需要焊接,按HPB300级钢筋的焊接材料和工艺施焊,接头的质量检验与验收按HPB300级钢筋的相关规定执行。
(2)闪光对焊 钢筋闪光对焊是将两根钢筋安放成对接形式,利用焊接电流通过两根钢筋接触点产生的电阻热,使接触点金属熔化,产生强烈飞溅,形成闪光,迅速施加顶锻力完成的一种压焊方法。主要用于各种钢筋的连接,预应力钢筋与螺钉端杆的焊接。热轧钢筋的焊接宜优先用闪光对焊。
1)闪光对焊的工作原理。如图4-13所示,两个电极分别装在机身的固定平板和活动平板上,活动平板可沿机身导轨作水平直线运动并与压力机构连接,电流从机身的变压器二次绕组引到接触板,并通过接触板引到电极,需要对焊的钢筋夹在电极内,待两根钢筋接触到一起时发生短路,使钢筋的两端面发热到足够的温度,再利用压力机构将钢筋用力挤压,使两根钢筋焊接在一起。
2)闪光对焊的焊接工艺 闪光对焊可分为连续闪光焊、预热闪光焊和闪光-预热闪光焊,根据钢筋品种、直径、焊机功率、施焊部位等因素选用。
钢筋直径较小,牌号较低,不超过表4-11的规定时,可采用“连续闪光焊”,如果超过表4-11规定的直径范围,且钢筋端面较平整,宜采用“预热闪光焊”,钢筋端面不平整,宜采用“闪光-预热闪光焊”
图4-13 闪光对焊的工作原理
1—固定平板 2、4—电极 3—钢筋 5—压力机构 6—活动平板 7—机身 8—变压器 9—刀开关
(3)电阻点焊 钢筋电阻点焊是将两根钢筋安放成交叉叠接形式,压紧于两电极之间,利用电阻热熔化母材金属,加压形成焊点的一种压焊方法。主要用于小直径钢筋的交叉连接,如用于焊接近年来推广应用的钢筋网片、钢筋骨架等。其优点是生产效率高、用材少、成本低、质量易于保证。
当较小钢筋的直径不大于10mm时,大小钢筋直径之比不宜大于3,当较小钢筋的直径为12~16mm时,大小钢筋直径之比不宜大于2,焊接钢筋网时,较小钢筋的直径不宜小于较大钢筋直径的60%。
点焊设备主要有单头点焊机和钢筋焊接网成形机。
点焊过程可分为预压、通电、锻压三个阶段。在通电开始一段时间内,接触点扩大,固态金属因加热膨胀,在焊接压力作用下,焊接处金属产生塑性变形,并挤向工件间隙缝中;继续加热后,开始出现熔化点,并逐渐扩大成所要求的核心尺寸时切断电流。
焊点的压入深度,应为较小钢筋直径的18%~25%。
(4)电弧焊 以焊条作为一极、钢筋为另一极,利用焊接电流通过,使焊条与焊件之间产生高温,电弧使焊条和电弧燃烧范围内的焊件熔化,待其凝固便形成焊缝或焊接接头。电弧焊主要用于钢筋接头、钢筋骨架焊接、装配式结构接头的焊接、钢筋与钢板的焊接及各种钢结构焊接。
电弧焊可采用焊条电弧焊和二氧化碳气体保护焊两种工艺。二氧化碳气体保护焊设备包括焊接电源、送丝系统、焊枪、供气系统和控制电路5个部分。
采用二氧化碳气体保护电弧焊时,应根据焊机性能、接头形式、焊接位置等选择焊接工艺及焊接参数,焊接工艺和焊接参数包括焊接电流、电源极性、电弧电压、焊机速度、焊丝伸出长度、焊枪角度、焊机位置和焊丝直径。
钢筋电弧焊包括帮条焊、搭接焊、坡口焊、窄间隙焊和熔槽帮条焊5种接头形式。焊接时应符合下列要求:
1)应根据钢筋级别、直径、接头形式和焊接位置,选择焊条、焊接工艺和焊接参数。
2)焊接时,引弧应在垫板、帮条或形成焊缝的部位进行,不得烧伤主筋。
3)焊接地线与钢筋应接触紧密。
4)焊接过程中应及时清渣,焊缝表面应光滑,焊缝余高应平缓过渡,弧坑应填满。
电弧焊的主要设备为交流弧焊机,采用的焊条应符合现行国家标准《非合金钢及细晶粒钢焊条》(GB/T 5117—2012)或《热强钢焊条》(GB/T 5118—2012)的规定,其型号应根据设计确定。
当采用低氢型碱性焊条时,应按使用说明书的要求烘焙;酸性焊条若在运输或存放中受潮,使用前也应烘焙后方可使用。
1)帮条焊 帮条焊适用于HPB300、HRB335、HRBF335、HRB400、HRBF400、HRB500、HRBF500、RRB400W级钢筋,分单面焊、双面焊两种。接头形式及接头长度l见图4-14所示。钢筋帮条焊时,宜采用双面焊;不能进行双面焊时,也可采用单面焊。
图4-14 钢筋帮条焊
a)单面焊 b)双面焊
帮条长度按表4-12确定。
钢筋帮条焊接头或搭接焊接头的焊缝厚度s不应小于主筋直径的0.3倍;焊缝宽度b不小于钢筋直径的0.8倍,如图4-15所示。
表4-12 钢筋帮条长度
2)搭接焊 搭接焊接头的钢筋需先将端部进行弯折,使两段钢筋焊接后仍维持其轴线位于一条直线上。搭接焊分单面焊、双面焊两种,如图4-16所示。焊接时宜采用双面焊,不能进行双面焊时,方可采用单面焊。
3)坡口焊 接头形式如图4-17所示,钢垫板厚度宜为4~6mm,长度宜为40~60mm;平焊时,垫板宽度应为钢筋直径加10mm,焊缝的宽度应大于V形坡口的边缘2~3mm,焊缝余高应为2~4mm,且平缓过渡到钢筋表面。钢筋与钢垫板之间应加焊二、三层侧面焊缝。
图4-15 帮条焊尺寸示意
s—焊缝厚度 b—焊缝宽度 d—钢筋直径
图4-16 钢筋搭接焊
a)双面焊 b)单面焊
图4-17 钢筋坡口焊接头
a)平焊 b)立焊
4)窄间隙焊。窄间隙焊适用于直径16mm及以上钢筋的现场水平连接。焊接时,钢筋端部应置于铜模内,并应留出一定间隙,用焊条连续焊接,熔化钢筋端面和使熔敷金属填充间隙,形成接头。接头形式如图4-18所示。
5)熔槽帮条焊。熔槽帮条焊适用于直径20mm及以上钢筋的现场安装焊接。焊接时应加角钢作垫板模,角钢边长宜为40~70mm,长度宜为80~100mm。接头形式如图4-19所示。
图4-18 钢筋窄间隙焊接头
图4-19 钢筋熔槽帮条焊接头
(5)电渣焊 如图4-20所示,钢筋电渣焊是将两根钢筋安放成竖向对接形成,利用焊接电流通过两根钢筋端面间隙,在焊剂层下形成电弧和电渣,产生电弧热和电阻热,熔化钢筋,加压完成的一种压焊方法。这种焊接方法比电弧焊节省钢材、工效高、成本低,适用于现浇钢筋混凝土结构中竖向或斜向(倾斜度在4∶1范围内)钢筋的连接。
电渣焊在供电条件差、电压不稳、雨季或防火要求高的场合应慎用。
电渣焊的工艺过程包括引弧过程、电弧过程、电渣过程和顶压过程四个阶段,分手工操作和自动操作两种。
电渣焊的操作要点如下:
1)根据被焊钢筋的长度搭设一定高度的操作架,确保工人扶直钢筋时操作方便,并防止钢筋夹紧后晃动。
图4-20 电渣焊示意图
1、2—钢筋 3—固定电极 4—滑动电极 5—药盒 6—导电剂 7—焊药 8—滑动架 9—手柄 10—支架 11—固定架
2)检查电路,观察网络电压波动情况,若电压降大于5%以上时不宜焊接。当采用自动电渣焊时,还应检查操作箱、控制箱电气线路各接头接触是否良好。
3)将焊接夹具下钳口夹牢于下钢筋端部70~80mm的位置;将上钢筋扶直、夹牢于上钳口内150mm左右;钢筋一经夹紧,不得晃动,以保持上、下钢筋轴线重合。
4)不同直径钢筋焊接时,上下钢筋轴线应在同一直线上。
5)引弧可采用铁丝圈(焊芯)引弧法,或直接引弧法,如图4-21所示。
6)接头焊完后,应稍作停歇,方可回收焊剂和卸下夹具;敲去渣壳后,四周焊包凸出钢筋表面的高度不得小于4mm。
(6)气压焊 钢筋气压焊是采用氧乙炔火焰或其他火焰对两钢筋对接处加热,使其达到塑性态,加压完成的一种压焊方法。由于加热和加压使接合面附近金属受到镦锻式压延,被焊金属产生强烈的塑性变形,促使两接合面接近到原子间的距离,进入原子作用的范围内,实现原子间的互相嵌入扩散及键合,并在热变形过程中,完成晶粒重新组合的再结晶过程而获得牢固的接头。
图4-21 电渣焊引弧方法
a)铁丝圈引弧法 b)直接引弧法
1—钢筋 2—焊药盒 3—铁丝圈 4—电弧 5—焊药
图4-22 预埋件钢筋埋弧压力焊示意
1—钢筋 2—钢板 3—焊剂 4—电弧 5—熔池 6—焊接变压器
钢筋气压焊工艺具有设备简单、操作方便、质量好、成本低等优点,但对焊工要求严,焊前对钢筋端面处理要求高。被焊两钢筋直径之差不得大于7mm。
钢筋气压焊设备包括氧、乙炔供气设备,加热器,加压器及钢筋夹具等,钢筋气压焊接机系列有GQH-Ⅱ与Ⅲ型等。
钢筋气压焊的工艺过程包括顶压、加热与压接过程。气压焊时,应根据钢筋直径和焊接设备等具体条件选用等压法、二次加压法或三次加压法焊接工艺。
(7)钢筋埋弧压力焊 预埋件钢筋埋弧压力焊是将钢筋与钢板安放成T形连接形式,利用焊接电流通过,在焊剂层下产生电弧,形成熔池,加压完成的一种压焊方法,如图4-22所示。这种焊接方法工艺简单、工效高、质量好、成本低。
7.钢筋的机械连接
钢筋机械连接包括螺纹套管连接和挤压连接,是近年来大直径钢筋现场连接的主要方法。钢筋机械连接的接头质量稳定可靠,不受钢筋化学成分的影响,人为因素的影响小,操作简便,施工速度快,且不受气候条件影响,无污染、无火灾隐患,施工安全。
钢筋机械连接的分类见表4-13。
表4-13 钢筋机械连接方法分类及适用范围
(1)挤压连接 钢筋挤压连接亦称钢筋套筒冷压连接,是将需连接的带肋钢筋插入特制钢套筒内,利用挤压机对钢套筒进行径向或轴向挤压,使它产生塑性变形与带肋钢筋紧紧咬合形成接头,从而实现钢筋的连接,如图4-23所示。它适用于竖向、横向及其他方向的粗直径带肋钢筋的连接。与焊接相比,它具有省电、无明火作业、施工简便和接头可靠度高等特点,不受钢筋焊接性及气候影响。
图4-23 钢筋套筒挤压连接
1—已挤压的钢筋 2—钢套筒 3—未挤压的钢筋
钢套筒宜选用强度适中、延性好的优质钢材。钢套筒的尺寸与材料应与挤压工艺配套,必须经生产厂形式检验认定。施工单位采用经过形式检验认定的套筒及挤压工艺进行施工,不要求对套筒原材料进行力学性能检验。
挤压设备由压接钳、超高压泵站及超高压胶管等组成。
(2)钢筋锥螺纹连接 钢筋锥螺纹连接是先将钢筋需要连接的端部加工成锥形螺纹,利用钢筋端部的锥形螺纹与内壁带有相同内螺纹(锥形)的连接套筒相互拧紧后,靠锥形螺纹相互咬合形成接头的连接,如图4-24和图4-25所示。它施工速度快、不受气候影响、质量稳定、对中性好。
机具设备主要有钢筋预压机或镦粗机、钢筋套螺纹机、量规和力矩扳手等。
钢筋锥螺纹连接的工艺流程为钢筋下料——钢筋套丝——质量检查——钢筋连接。
图4-24 钢筋锥螺纹连接
1—已连接的钢筋 2—锥螺纹套筒 3—待连接的钢筋
图4-25 钢筋锥螺纹连接方法
a)同径与异径接头连接 b)单向可调接头连接 c)双向可调接头连接
1、3—钢筋 2—连接套 4、6—可调连接器 5—锁母
(3)镦粗直螺纹连接 先把钢筋端部镦粗,然后再削切直螺纹,再用连接套筒对接钢筋。这种接头综合了套筒挤压连接和锥螺纹连接的优点,具有接头质量高、质量稳定、施工方便、连接速度快、应用范围广、综合经济效益好等优点。
镦粗直螺纹连接的施工工艺为钢筋端部扩粗——切削直螺纹——用连接套筒对接钢筋。
8.植筋施工
所谓植筋施工就是指在钢筋混凝土结构上钻孔,注入胶粘剂,植入钢筋的一种施工方法,其优点是工艺简单、操作方便、劳动强度低、工期短、造价低、质量易于保证,主要用于工程结构的加固和旧混凝土的连接。
(1)钢筋胶粘剂 常用进口胶粘剂主要有德国慧鱼牌高强化学锚栓及植筋胶系列和瑞士喜力得化学锚固系列;国产的主要有青岛固立特建材科技有限公司固立特胶和郑州力源结构胶有限公司LYJGNR-Z结构胶。
(2)植筋施工工艺 定位——钻孔——清孔——钢筋除锈——锚固胶配制——植筋——固化、保护——检验。
1)定位。按设计要求标示植筋钻孔位置、型号,植筋位置在箍筋内侧(对梁、柱)或分布筋内侧(对板、剪力墙)。
2)钻孔。用电锤或风钻钻取直径为4~10mm的孔,孔的大小取决于钢筋的直径,遇到不可切断钢筋应调整孔位。
3)清孔。用空压机或毛刷清理孔洞,并保持干燥。
4)钢筋除锈。用角磨机、钢丝轮片除去钢筋表面锈蚀,打磨出金属光泽。
5)配制胶粘剂。配胶宜采用机械搅拌,也可采用较细的钢筋棍人工搅拌。要现配现用,每次配胶量不宜大于3kg。所用主要器具主要有搅拌器、容器、衡器、腻刀、手套。
6)植筋。将钢筋植入。
7)固化、保护。植筋3天即可锚固力大于钢筋屈服强度值,若固化温度5℃左右,4天锚固力可大于钢筋屈服强度值,且锚固力随时间延长继续增长。
注意,在植筋后的12h内(冬季为24h)不得扰动钢筋,万一受到扰动要重新补植。
8)检验。用千斤顶、锚具、反力架系统进行拉拔试验。