钢筋的连接

钢筋连接的方式有绑扎、焊接和机械连接三种。绑扎连接需要较长的搭接长度，浪费钢筋且连接不可靠，应当限制使用；焊接连接的方法较多、成本较低、质量可靠，宜优先选用；机械连接无明火作业，设备简单，不受气候条件影响，连接可靠，技术易于掌握。

（1）绑扎连接。钢筋绑扎是利用混凝土与钢筋的粘结锚固作用，实现两根锚固钢筋的应力传递。为保证钢筋的应力能充分传递，必须满足施工规定的最小搭接长度，且应将接头位置设置在受力较小处。

钢筋绑扎应符合下列要求：

①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。绑扎搭接接头中钢筋的横向净距应不小于钢筋直径，且不小于25mm。

钢筋绑扎搭接接头连接区段的长度为1．3ll（ll为搭接长度），凡搭接接头中点位于该连接区段长度内的搭接接头均属于同一连接区段。同一连接区段内，纵向钢筋搭接接头面积百分率（图4-20）为该区段内有搭接接头的纵向受力钢筋截面面积与全部纵向受力钢筋面积的比值。

图4-20 钢筋绑扎搭接接头连接区段及接头面积百分率

同一连接区段内，纵向受拉钢筋搭接接头面积百分率应当符合设计要求；当设计无要求时，应符合下列规定：

a．梁类、板类及墙类构件，不宜大于25％。

　B．柱类构件不宜大于50％。

C．当纵向受力钢筋绑扎搭接百分率大于25％，但不大于50％时，其最小搭接长度应按照表4-5中的数值乘以系数1．2取用；当接头面积百分率大于50％时，应当按照表4-5数值乘以系数1．35取用。

②纵向受力钢筋绑扎搭接接头面积百分率不大于25％时，其最小搭接长度应符合表4-5的规定。

表4-5 纵向受力钢筋的最小搭接长度

（2）钢筋焊接。为保证结构的可靠性，在同一构件内的焊接接头应当相互错开；在任一焊接接头的中心至长度为钢筋直径d的35倍且不小于500mm的区段l内，同一根钢筋不得有两个接头。在l区段内有接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋总截面面积的百分率，对于非预应力钢筋，受拉区不宜超过50％；受压区和装配式构件连接处不受限制。焊接接头距钢筋弯折处，不应小于钢筋直径的10倍，且不宜位于构件的最大弯矩处。

钢筋焊接方法按照工艺不同分为闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊、电阻点焊及气压焊等。

①闪光对焊。钢筋闪光对焊如图4-21所示。其是利用对焊机使两段钢筋接触，通低电压的强电流，由于接触面小，接触电阻大而产生电阻热，接触点金属熔化，产生强烈金属飞溅形成闪光，迅速施加顶锻压力使两钢筋焊接在一起。

闪光对焊适用于焊接直径为10～40mm的热轧HPB300、HRB335和HRB400级钢筋，以及直径为10～25mm的热轧RRB400级钢筋和热处理HRB400级钢筋及预应力筋与螺丝端杆的焊接。

钢筋对焊分为连续闪光焊、预热闪光焊、闪光预热闪光焊，对于RRB400级钢筋，须在焊接后进行通电热处理。通电热处理是对焊接头进行一次退火或高温回火处理，以消除热影响区产生的脆性组织，改善钢筋的塑性。

闪光对焊后，除对焊接接头外观进行检查（无裂纹和烧伤、接头弯折不大于4°、接头轴线偏移不大于钢筋直径的0．1倍，也不大于2mm）外，同规格接头抽取6％比例按《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18—2012）中规定进行静力拉伸试件和冷弯试件，其抗拉强度实测值应不小于母材的抗拉强度，且断于接头外处。

图4-21 钢筋闪光对焊

1—焊接的钢筋；2—固定电极；3—可动电极；4—机座；

5—变压器；6—平动顶压机构；7—固定支座；8—滑动支座

②电弧焊。电弧焊利用弧焊机使焊条与焊件之间产生高温电弧，熔化焊条和高温电弧范围的焊件金属，凝固后形成焊缝或焊接接头。电弧焊适用于钢筋接头、钢筋骨架焊接、装配式结构接头焊接、钢筋与钢板的焊接及各种钢结构焊接。

电弧焊的接头形式有搭接焊、帮条焊、坡口焊（平焊或立焊）、窄间隙焊和熔槽帮条焊，如图4-22所示。

帮条焊、搭接焊适用于焊接直径为10～40mm的热轧HPB300、HRB335、HRB400级钢筋和直径为10～25mm的余热处理HRB400级钢筋；坡口焊适用于焊接直径为18～40mm的热轧HPB300、HRB335、HRB400级钢筋和直径为18～25mm的余热处理HRB400级钢筋。电弧焊机有直流与交流之分，常采用交流电弧焊机。电弧焊所用焊条的性能应当符合相关规定。

图4-22 电弧焊接头形式

（a）双面搭接焊接头；（b）双面帮条焊接头；（c）单面搭接焊接头；

（d）单面帮条焊接头；（e）立焊的坡口焊接头；（f）平焊的坡口焊接头

电弧焊接头外观要求焊缝表面平整，不得有凹陷或焊瘤；焊接接头区不得有裂缝；咬边深度、气孔、夹渣等缺陷允许值及接头尺寸的允许偏差值应当符合相关规范规定；电弧焊接头进行力学性能试验，应按照在一般构筑物中，从成品中每批随机切取3个接头进行拉伸试验。在工厂焊接条件下，以300个同接头形式、同钢筋级别的接头作为一批。

③电渣压力焊。电渣压力焊如图4-23所示。其是将钢筋安放成竖向对接形式，利用电流通过渣池产生电阻熔化钢筋，施加压力使上、下钢筋焊接。开始焊接时，先在上、下钢筋端面之间引燃电弧，使电弧周围焊剂不断熔化形成渣池，随后进行“电弧过程”，渣池形成必要深度，将钢筋端部埋入渣池中，电弧熄灭进行“电渣过程”，利用电阻热使钢筋全断面熔化，最后在断电同时迅速挤压，排除熔渣和熔化金属形成焊接接头。电渣压力焊方法较电弧焊容易操作，工效高且成本低，工作条件好。

电渣压力焊适用于高层建筑现浇混凝土结构施工中直径为14～40mm的热轧HPB300级、HRB335级钢筋的竖向或斜向连接。电渣压力焊机可以用手动电渣力焊机或自动电渣压力焊机，采用交流或直流焊接电流。

图4-23 电渣压力焊示意图

1、2—钢筋；3—固定电极；4—滑动电极；

5—焊剂盒；6—导电剂；7—焊剂；8—滑动架；

9—操纵杆；10—标尺；11—固定架

电渣压力焊接头要求四周焊包凸出钢筋表面高度，不应小于4mm，钢筋应当无烧伤缺陷，接头处弯折不得大于4°；接头处的轴线偏移不得大于钢筋直径的0．1倍，且不得大于2mm。电渣压力焊接头进行力学性能试验，在一般构筑物中，应当以300个同级别同类型接头为一批，切取3个接头进行拉伸试验，3个试件的抗拉强度均不得低于该级别钢筋抗拉强度标准值。

④电阻点焊。钢筋骨架或钢筋网中交叉钢筋的焊接宜采用电阻点焊。

电阻点焊适用于直径为6～15mm的热轧HPB300、HRB335级钢筋，直径为3～5mm的冷拔低碳钢丝和直径为4～12mm的冷轧带肋钢筋。焊机有单点点焊机、多头点焊机和悬挂式点焊机。现场也可以采用手提式点焊机。采用点焊代替绑扎可提高工效，节约劳动力，成品刚性好，便于运输。

点焊时，将钢筋交叉点放入点焊机的两电极之间，使钢筋通电发热至一定温度，加压使金属焊牢。

电阻点焊应当具有足够的抗剪能力，焊点处钢筋应当互相压入一定深度。合格焊点应当无脱落、漏焊、气孔、裂纹、空洞及明显烧伤，焊点处应当挤出饱满而均匀的熔化金属，压入深度符合要求。热轧钢筋焊点应当做抗剪试验；冷拔低碳钢丝焊点除做抗剪试验外，还应当对较小钢丝做抗拉试验。

⑤气压焊。气压焊是采用一定比例氧气、乙炔焰为热源，对两连接钢筋端部接缝处进行加热，使其达到热塑状态时对钢筋施加30～40N／mm2的轴向压力，使钢筋顶锻在一起。气压焊使钢筋在还原气体的保护下，发生塑性流变后相互紧密接触，促使端面金属相互扩散渗透，再结晶和再排列，最后形成牢固的对焊头。气压焊既适用于竖向钢筋，也适用于其他方向的钢筋连接，宜于焊接直径为16～40mm的HPB300、HRB335级钢筋。不同直径钢筋焊接时，直径差不得大于7mm。

气压焊所用设备主要包括氧气瓶、乙炔瓶、加压器及钢筋卡具等。多嘴环管焊加热器由混合气管与多火口烤钳组成，多束火焰燃烧均匀，调整方便。

气压焊全部焊接接头均需进行外观检查，外观检查合格后应当进行力学性能检验。

（3）钢筋机械连接。钢筋机械连接是通过连接件的机械咬合作用或者钢筋端面的承压作用，将一根钢筋的力传递至另一根钢筋的连接方法。机械连接无明火作业，属无冶金连接，设备简单、施工方便，不受气候条件、钢筋焊接性的制约，工艺性能良好，接头质量可靠，技术易于掌握。常用的机械连接有套筒挤压连接、锥螺纹套筒连接、钢筋等强直螺纹连接。

①钢筋套筒挤压连接。钢筋套筒挤压连接是将需要连接的带肋钢筋插于特制钢套筒内，利用挤压机压缩套筒，使之产生塑性变形，套筒紧紧咬住变形钢筋以实现连接。其适用于直径为16～40mm的热轧HRB335、HRB400级带肋钢筋竖向、横向及其他方向的连接。钢筋套筒挤压连接有钢筋径向挤压连接和钢筋轴向挤压连接两种形式。

a．钢筋径向挤压连接。钢筋径向挤压连接采用挤压机沿径向将钢套筒挤压产生塑性变形，套筒内壁变形嵌入钢筋变形处，由此产生抗剪力来传递钢筋连接处的轴向力，如图4-24所示。

钢筋挤压连接的工艺参数主要是压接顺序、压接力和压接遍数。正确的压接顺序应当由中间隧道向两端压接。压接力以套筒与钢筋紧密咬合为好，压接力过小，接头强度不足；压接力过大则套筒过度变形，受拉时套筒易破坏。压接道数直接影响接头质量和施工速度。压接力和压接道数则取决于钢筋直径、套筒型号和挤压机型号。

图4-24 钢筋径向挤压连接原理图

1—钢套筒；2—被连接的钢筋

　B．钢筋轴向挤压连接。钢筋轴向挤压连接采用挤压机和压模对钢套筒及插入的两根钢筋，沿其轴向方向进行挤压，使钢套筒咬合到带肋钢筋的肋间，从而使其结合成一体。用于同直径或相差一个型号直径的钢筋连接。

②钢筋锥螺纹套筒连接。钢筋锥螺纹接头是将钢筋连接端加工成锥形螺纹，通过锥螺纹连接套将两根带丝头的钢筋按照规定的力矩连接成一体的钢筋连接方法。

锥螺纹接头切口端面应当与钢筋轴线垂直，不得用气割下料；同时，锥螺纹连接套有产品合格证，套筒表面有规格标记，两端锥孔应有密封盖，进场时，施工单位应当进行复验。钢筋锥螺纹头的加工锥度、牙形、螺距等须与连接套的锥度、牙形、螺距一致，经配套的量规检查合格。连接钢筋时，确保钢筋和连接套的丝扣干净，并完好无损。采用预埋接头时，连接套的位置、规格和数量应当符合设计要求。带连接套的钢筋应当固定牢固，连接套的外露端应当有密封盖。连接钢筋应当对正轴线将钢筋拧入连接套，接头拧紧值应当满足规定的力矩值，不得超拧，拧紧后的接头及时做标记，进行质量检查。

③钢筋直螺纹连接。钢筋直螺纹连接是将两根待连接钢筋端部镦粗，然后再切削成直螺纹，旋入带有直螺纹的套筒中，从而将两端的钢筋连接。由于墩粗段钢筋切削后的净截面仍大于钢筋原截面，即不削弱钢筋截面，从而确保接头强度同时直螺纹不存在拧紧力矩对接头性能影响，提高连接的可靠性，加快施工速度。