1　我國(guó)鋼筋機(jī)械連接技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

近十年來(lái)，我國(guó)在粗直徑鋼筋的機(jī)械連接技術(shù)方面有了很大發(fā)展，在各類高層建筑、大跨結(jié)構(gòu)、橋梁、水工結(jié)構(gòu)、電視塔、核電站等重大工程項(xiàng)目中推廣應(yīng)用了數(shù)千萬(wàn)個(gè)鋼筋機(jī)械連接接頭，尤其是擠壓套筒連接和錐螺紋連接應(yīng)用更為廣泛。

在鋼筋的機(jī)械連接方法中，套筒擠壓連接的可靠性、穩(wěn)定性和現(xiàn)場(chǎng)抽樣合格率均明顯高于錐螺紋接頭。但其缺點(diǎn)是設(shè)備較重，施工速度及方便程度比不上錐螺紋。錐螺紋接頭的連接套筒和鋼筋絲扣均可提前加工，現(xiàn)場(chǎng)只需用測(cè)力扳手連接，故受到施工單位的歡迎，但其缺點(diǎn)是接頭強(qiáng)度較低，穩(wěn)定性差。錐螺紋因削弱母材截面積而影響接頭強(qiáng)度，此外，螺紋加工精度及表面光潔度顯著影響其旋緊程度，而錐螺紋接頭強(qiáng)度受旋緊程度的影響又比較大。此外，受操作的影響也很大，如力矩扳手的精度以及有無(wú)定期校驗(yàn)制度，鋼筋密集而不易擰緊或漏擰等等均有可能嚴(yán)重影響連接質(zhì)量。工程應(yīng)用中最突出的問(wèn)題是現(xiàn)場(chǎng)抽檢合格率遠(yuǎn)低于送檢試件合格率或車間抽樣合格率，其原因就在于此。因此，開發(fā)一種新型接頭使其既具有錐螺紋接頭那樣施工方便，速度快的優(yōu)點(diǎn)，又具有可靠連接質(zhì)量的新型機(jī)械接頭必將受到普遍歡迎。

2　當(dāng)代世界鋼筋機(jī)械連接的最新潮流

鋼筋的機(jī)械連接在國(guó)外發(fā)展較早，品種也比較多，除了套筒擠壓接頭和錐螺紋接頭外，還有熔融金屬充填套筒接頭(如美國(guó)CADWOOD接頭)、適用于裝配式結(jié)構(gòu)用的水泥漿充填套筒接頭(如美國(guó)、日本NBM接頭)、鋼筋全長(zhǎng)軋制螺紋的大螺旋鋼筋接頭(如德國(guó)dywidag接頭)、以及滾壓直螺紋接頭(如英國(guó)CCL鋼筋接頭)、鐓粗切削直螺紋接頭(如法國(guó)Bartec體系等)，上述各類接頭除錐螺紋接頭外，幾乎全部能充分發(fā)揮鋼筋母材極限強(qiáng)度。

其中法國(guó)德士達(dá)(Dextra)公司開發(fā)的鐓粗切削直螺紋接頭是將鋼筋端部鐓粗，然后切削直螺紋，再用連接套連接的鋼筋接頭。這種接頭具有強(qiáng)度高、施工方便、連接速度快、應(yīng)用范圍廣等多種優(yōu)點(diǎn)，它代表了當(dāng)代世界鋼筋機(jī)械連接技術(shù)的最新潮流，香港會(huì)展中心、青馬大橋、馬來(lái)西亞石油大廈(世界最高建筑)、法國(guó)諾曼弟大橋(世界最大跨度斜拉橋)、泰國(guó)帝后公園大廈、我國(guó)廣州中信大廈(80層)，廣東嶺澳核電站等數(shù)百項(xiàng)大型工程均采用了等強(qiáng)直螺紋接頭。

我們開發(fā)的等強(qiáng)直螺紋連接技術(shù)1997年已通過(guò)建設(shè)部組織的鑒定，鑒定意見認(rèn)為：“該技術(shù)在國(guó)內(nèi)現(xiàn)行鋼筋焊接連接、套筒擠壓連接和錐螺紋連接等技術(shù)基礎(chǔ)上邁進(jìn)了一大步，具有接頭強(qiáng)度高、與母材等強(qiáng)、連接速度快、性能穩(wěn)定、應(yīng)用范圍廣、操作方便、用料省等特點(diǎn)，其技術(shù)成果填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白、達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，其中鋼筋鐓粗設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕等特點(diǎn)，為國(guó)際領(lǐng)先”。

3　等強(qiáng)直螺紋接頭的制作工藝及其優(yōu)點(diǎn)

3.1　制作工藝

制作工藝分三個(gè)步驟：①鋼筋端部鐓粗；②在鐓粗段上切削直螺紋；③利用連接套筒對(duì)接鋼筋。

鋼筋端部的鐓粗依靠專門設(shè)計(jì)制造的鐓頭機(jī)，每個(gè)鐓頭所需時(shí)間30～40s，每臺(tái)班約可鐓400～500個(gè)。鐓頭設(shè)備自重輕、便于運(yùn)至工地對(duì)鋼筋進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)加工。

鐓頭結(jié)束后，在專用套絲機(jī)上切削加工螺紋

在現(xiàn)場(chǎng)用連接套筒對(duì)接鋼筋，用普通扳手?jǐn)Q緊。

3.2　直螺紋接頭的優(yōu)點(diǎn)

(1)接頭強(qiáng)度高。接頭強(qiáng)度大于鋼筋母材強(qiáng)度。

(2)性能穩(wěn)定。接頭性能不受扭緊力矩影響，少擰2～3扣，均不會(huì)對(duì)接頭強(qiáng)度造成明顯損害。

(3)連接速度快。直螺紋連接套筒比錐螺紋短40%左右，且絲扣螺距大，不必使用扭力扳手，方便施工。

(4)應(yīng)用范圍廣。對(duì)彎折鋼筋、固定鋼筋、鋼筋籠等不能轉(zhuǎn)動(dòng)鋼筋的場(chǎng)合，可不受限制地方便使用。

(5)經(jīng)濟(jì)效益好。直螺紋接頭比套筒擠壓接頭省鋼70%左右，比錐螺紋接頭省鋼35%左右。

(6)便于管理。省去了用扭力扳手檢測(cè)這道工序。對(duì)勞工素質(zhì)及檢測(cè)工具的依賴性明顯減小。

4　技術(shù)參數(shù)和接頭性能

4.1　技術(shù)參數(shù)

連接套筒的設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度大于等于鋼筋設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度的1.20倍。標(biāo)準(zhǔn)型連接套筒的規(guī)格尺寸見表。
4.2　接頭性能

共計(jì)72根接頭試件的形式檢驗(yàn)結(jié)果證明，全部試件滿足《鋼筋機(jī)械連接通用技術(shù)規(guī)程》(JGJ107—96)中A級(jí)接頭性能要求全部試件斷于鋼筋母材，達(dá)到與母材等強(qiáng)的目的。

5　直螺紋接頭類型及其應(yīng)用

5.1　直螺紋接頭類型

直螺紋接頭連接套筒的形式可分下列4種類型：

(1)標(biāo)準(zhǔn)型(圖1a)。帶右旋內(nèi)螺紋連接套筒，用于Ⅱ、Ⅲ級(jí)帶肋鋼筋的連接。

(2)擴(kuò)口型(圖1b)。在標(biāo)準(zhǔn)型套筒的一端增設(shè)45°～60°角擴(kuò)口段，僅用于鋼筋較難對(duì)中的場(chǎng)合，如鋼筋籠的對(duì)接。

(3)變徑型(圖1c)。變直徑連接套筒，用于連接不同直徑的鋼筋，直徑差異不受限制。

(4)正、反絲扣型(圖1d)。帶左、右旋內(nèi)螺紋的等直徑連接套筒，用于鋼筋不能轉(zhuǎn)動(dòng)而要求調(diào)節(jié)鋼筋內(nèi)力的場(chǎng)合。

5.2　等強(qiáng)直螺紋接頭的應(yīng)用

等強(qiáng)直螺紋接頭適用于一切抗震設(shè)防和非抗震設(shè)防的混凝土結(jié)構(gòu)工程，尤其適用于要求充分發(fā)揮鋼筋強(qiáng)度和延性的重要結(jié)構(gòu)。

(1)粗直徑鋼筋連接。

(2)彎折鋼筋、超長(zhǎng)水平鋼筋的連接。

(3)鋼筋籠的對(duì)接。用擴(kuò)口型連接套筒。

(4)兩根固定鋼筋之間的對(duì)接

鋼筋等強(qiáng)直螺紋連接

溫度收縮縫之間鋼筋對(duì)接

(5)鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋的連接。型鋼柱與梁主筋相交時(shí)，可利用焊在鋼板上的螺母連接鋼筋。

6　技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益

以φ32mm鋼筋為例，等強(qiáng)直螺紋接頭目前的售價(jià)為22元，低于同規(guī)格套筒擠壓接頭的全部費(fèi)用，而施工的方便程度和工效則明顯好于套筒擠壓連接，鋼筋越粗，這種差別越明顯。例如對(duì)φ36mm或φ40mm鋼筋，直螺紋接頭價(jià)格比套筒擠壓接頭降低20%～30%，而連接速度可提高4～5倍，廣州中信大廈(80層)為適應(yīng)爬模施工，也是采用直螺紋接頭且100%接頭在同一截面連接。直螺紋接頭為這種施工方法提供了可能，并加快了施工進(jìn)度，僅4～5d即可施工一層標(biāo)準(zhǔn)層。

總體來(lái)說(shuō)，等強(qiáng)直螺紋接頭無(wú)論從技術(shù)上或經(jīng)濟(jì)上均具有一定優(yōu)勢(shì)，它把接頭的可靠、方便和經(jīng)濟(jì)性三者很好地結(jié)合在一起。