鋼筋機(jī)械連接方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種鋼筋機(jī)械連接方法，用于將兩根鋼筋通過一個(gè)連接套筒進(jìn)行連接，鋼筋靠近接頭處為部分鋼筋母材；包括以下步驟：1）鋼筋的端頭加工有外螺紋部；2）將鋼筋插入設(shè)有夾持機(jī)構(gòu)和張拉機(jī)構(gòu)的預(yù)張拉設(shè)備3）在鋼筋的外螺紋部上擰上具有匹配螺紋的張拉螺套，當(dāng)張拉桿推抵或拉拽張拉螺套時(shí)，部分鋼筋母材以及外螺紋部得到軸向拉伸；4）達(dá)到設(shè)定張拉力后，將鋼筋從預(yù)張拉設(shè)備中取出；5）將兩根鋼筋的端頭通過連接套筒進(jìn)行連接。應(yīng)用該方法，使接頭的變形性能顯著提高，特別是能將不銹鋼鋼筋接頭的連接性能顯著改善，并使接頭性能達(dá)到鋼筋機(jī)械連接接頭標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接頭殘余變形的要求。
【專利說明】鋼筋機(jī)械連接方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鋼筋連接施工方法，特別涉及一種鋼筋機(jī)械連接方法，其應(yīng)用于 混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋機(jī)械連接施工，采用該方法連接的鋼筋接頭在連接性能、施工質(zhì)量等方 面優(yōu)于已有的鋼筋機(jī)械連接接頭，可廣泛用于各類混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋連接，尤其適合于不 銹鋼鋼筋的連接施工。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代混凝土結(jié)構(gòu)建筑中，鋼筋是重要的承載材料，但是在橋梁路面、水工結(jié)構(gòu)、海 洋工程等侵蝕性和暴露性環(huán)境中，主要由碳、硅、錳及一些微量合金元素組成的普通碳素鋼 鋼筋在混凝土碳化和氯離子的侵蝕下容易發(fā)生腐蝕破壞，最終導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的破壞，建 筑物壽命的降低。為了解決混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的腐蝕問題，提高混凝土密實(shí)度、增加混凝土 保護(hù)層厚度、在混凝土中添加阻銹劑、在混凝土表面采用防腐蝕面層、電化學(xué)陰極保護(hù)以及 采用特種鋼筋等措施已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。不銹鋼鋼筋以耐蝕性能高，能滿足多種重要構(gòu)筑物 的高壽命設(shè)計(jì)要求，在歐美已有很多成功應(yīng)用的工程實(shí)例。
[0003] 鋼筋機(jī)械連接是現(xiàn)代建筑業(yè)中廣泛應(yīng)用的施工技術(shù)。由于鋼筋機(jī)械連接接頭在 受拉應(yīng)力后會(huì)產(chǎn)生不可恢復(fù)的殘余變形，而該殘余變形會(huì)導(dǎo)致與接頭附近的混凝土產(chǎn)生裂 紋。接頭殘余變形較大，裂紋寬度超過一定限度值時(shí)，就會(huì)成為有害裂紋，使鋼筋局部失去 混凝土的保護(hù)，過早被侵蝕損壞造成承載能力下降。為此，國(guó)內(nèi)外的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) IS0/FDIS 15835-1 :2007 (E),英國(guó)標(biāo)準(zhǔn) BS 8110 :Partl:1997,中國(guó)標(biāo)準(zhǔn) JGJ 107-2010,日 本建筑中心（RPCJ)委員會(huì)的"鋼筋接頭性能判定基準(zhǔn)"等，都將鋼筋機(jī)械連接接頭的殘余 變形（permanent elongation或residual elongation)列為控制混凝土產(chǎn)生有害裂縫的 重要指標(biāo)，其中，IS0/FDIS 15835-1 :2007 (E)和 BS 8110 :Partl: 1997 及 JGJ 107-2010 標(biāo) 準(zhǔn)都規(guī)定：鋼筋接頭試件在拉伸到60%的鋼筋標(biāo)準(zhǔn)屈服強(qiáng)度值再卸載至零后，在接頭變形 測(cè)量范圍內(nèi)，殘余變形不得超過〇. 1〇_。對(duì)于普通碳素鋼鋼筋來說，鋼筋屈服前是在材料的 彈性范圍內(nèi)，鋼筋機(jī)械連接接頭試件拉伸到60%的鋼筋標(biāo)準(zhǔn)屈服強(qiáng)度值后再卸載至零，鋼 筋不會(huì)產(chǎn)生永久變形，在接頭變形測(cè)量范圍內(nèi)所測(cè)得的殘余變形全部來自于接頭的機(jī)械連 接結(jié)構(gòu)。但是對(duì)于不銹鋼材料則有所不同，不銹鋼材料具有非線性的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系和較 低的比例極限的特性，因此不銹鋼鋼筋受拉時(shí)即使是在標(biāo)準(zhǔn)屈服強(qiáng)度以下也會(huì)產(chǎn)生永久變 形，該變形對(duì)接頭的殘余變形有不利的影響。
[0004] 眾所周知，不銹鋼材料的屈服強(qiáng)度值是對(duì)應(yīng)于其拉伸時(shí)產(chǎn)生0. 2%永久變形(應(yīng)變） 時(shí)的應(yīng)力值，即不銹鋼鋼筋在其屈服強(qiáng)度值及以下應(yīng)力工作時(shí)，最大可能會(huì)產(chǎn)生〇. 2%的永 久變形(應(yīng)變)。但不銹鋼鋼筋受拉應(yīng)力低于屈服應(yīng)力時(shí)，鋼筋上產(chǎn)生的永久變形對(duì)于混凝 土結(jié)構(gòu)來說是可以接受的，因?yàn)殇摻钔庑尉鶆颍词乖陂L(zhǎng)達(dá)數(shù)米長(zhǎng)范圍內(nèi)產(chǎn)生〇. 2%的永久 伸長(zhǎng)變形，該變形使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂紋，也會(huì)以無數(shù)極其細(xì)小的縫隙均勻分布在鋼筋全 長(zhǎng)度范圍內(nèi)，不可能集中在某處而使混凝土保護(hù)層上產(chǎn)生大的、不可接受的有害裂紋，因此 不銹鋼鋼筋能夠在混凝土結(jié)構(gòu)中正常用。但是，當(dāng)不銹鋼鋼筋采用機(jī)械連接方法時(shí)，不銹鋼 的這種低比例極限的特性會(huì)對(duì)機(jī)械連接接頭的性能產(chǎn)生不利影響，因?yàn)樵诮宇^附近的不銹 鋼鋼筋母材的永久伸長(zhǎng)變形可能與機(jī)械連接接頭本身產(chǎn)生的殘余變形疊加、合并在一起， 使接頭附近混凝土保護(hù)層產(chǎn)生較大裂紋的可能性加大，嚴(yán)重時(shí)就會(huì)導(dǎo)致對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 有害的裂紋產(chǎn)生。雖然不銹鋼鋼筋具有良好的耐蝕性，但不銹鋼鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)仍然要求 混凝土對(duì)鋼筋進(jìn)行保護(hù)，以達(dá)到結(jié)構(gòu)高壽命的目的，因此國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鋼筋機(jī)械接頭的殘余 變形要求，普通碳素鋼鋼筋和不銹鋼鋼筋的接頭是一致的，不銹鋼的機(jī)械連接接頭的同樣 也應(yīng)滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鋼筋機(jī)械接頭的性能要求。
[0005] 鋼筋機(jī)械連接接頭由鋼筋和連接套筒組成，接頭范圍包括連接套筒及在連接套 筒外的鋼筋因鐓粗、擠壓、滾軋、車削等加工而產(chǎn)生顯著變形部分。IS0/FDIS 15835-2: 2007(E)規(guī)定鋼筋機(jī)械連接接頭的殘余變形測(cè)量標(biāo)距為：接頭長(zhǎng)度+接頭兩側(cè)各2d(鋼筋 直徑）長(zhǎng)度，在這個(gè)范圍內(nèi)測(cè)量的接頭殘余變形符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求，則接頭及其附近鋼筋 母材的變形就能滿足混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求?，F(xiàn)有的鋼筋機(jī)械連接接頭(方法)用于不銹鋼 鋼筋連接，如采用接頭長(zhǎng)度+2d的測(cè)量標(biāo)距進(jìn)行檢測(cè)，接頭+鋼筋的殘余變形很難達(dá)到以上 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的接頭殘余變形指標(biāo)。要降低鋼筋母材受拉時(shí)產(chǎn)生的永久變形對(duì)機(jī)械連接接頭的 不利影響，對(duì)熱軋不銹鋼鋼筋可以通過冷拉或提高鋼筋實(shí)際屈服強(qiáng)度等方法，將不銹鋼鋼 筋的比例極限的提高，使接頭檢測(cè)的殘余變形量降低，但為此所增加的生產(chǎn)工藝或化學(xué)成 分、金屬組織等的改變，都會(huì)使不銹鋼鋼筋的生產(chǎn)成本提高，對(duì)于已經(jīng)非常昂貴的不銹鋼鋼 筋的推廣應(yīng)用是非常不利的，因此，該技術(shù)難題亟待解決。
[0006] 有鑒于此，為解決上述技術(shù)中的不足，本發(fā)明人基于相關(guān)領(lǐng)域的研發(fā)，并經(jīng)過不斷 測(cè)試及改良，進(jìn)而有本發(fā)明的產(chǎn)生。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對(duì)所述不銹鋼鋼筋機(jī)械連接面臨的技術(shù)難題，本發(fā)明的目的在于提供一種鋼筋 機(jī)械連接方法，通過該方法的合理生產(chǎn)工藝，可有效降低接頭自身的殘余變形量及接頭附 近鋼筋母材不可恢復(fù)的永久變形，使接頭的變形性能顯著提高，特別是能將不銹鋼鋼筋接 頭的連接性能顯著改善，并使接頭性能達(dá)到國(guó)內(nèi)外各種鋼筋機(jī)械連接接頭標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接頭殘余 變形的要求。
[0008] 為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種鋼筋機(jī)械連接方法，用于將兩根鋼筋通過一個(gè)連 接套筒進(jìn)行連接，形成鋼筋機(jī)械連接接頭，兩根鋼筋靠近接頭處分別定義為部分鋼筋母材； 所述的機(jī)械連接方法包括以下步驟：
[0009] 1)在至少一根鋼筋的端頭處加工有外螺紋部；
[0010] 2)將加工有外螺紋部的一根鋼筋插入設(shè)有夾持機(jī)構(gòu)和張拉機(jī)構(gòu)的預(yù)張拉設(shè)備，并 由預(yù)張拉設(shè)備的夾持機(jī)構(gòu)對(duì)鋼筋做徑向夾持；鋼筋的部分鋼筋母材以及外螺紋部伸出于預(yù) 張拉設(shè)備的夾持機(jī)構(gòu)之外，鋼筋的外螺紋部置于預(yù)張拉設(shè)備的張拉機(jī)構(gòu)處，所述張拉機(jī)構(gòu) 設(shè)有張拉桿；
[0011] 3)在鋼筋的外螺紋部上擰上具有匹配螺紋的張拉螺套，所述的張拉桿頂?shù)钟趶埨?螺套或與張拉螺套相連接；當(dāng)張拉桿推抵或拉拽張拉螺套時(shí)，鋼筋的部分鋼筋母材以及外 螺紋部得到軸向拉伸；
[0012] 4)鋼筋的部分鋼筋母材以及外螺紋部得到軸向拉伸達(dá)到設(shè)定張拉力后，退回張拉 桿，擰下張拉螺套，并將鋼筋從預(yù)張拉設(shè)備中取出；
[0013] 5)將依次進(jìn)行步驟1)至步驟4)的所述鋼筋與另一根鋼筋通過所述的連接套筒連 接，形成鋼筋接頭。
[0014] 所述的鋼筋機(jī)械連接方法，其中，所述的另一根鋼筋依次進(jìn)行步驟1)?步驟4)。
[0015] 所述的鋼筋機(jī)械連接方法，其中，在步驟3)中，對(duì)所述的部分鋼筋母材以及外螺紋 部進(jìn)行預(yù)拉伸的應(yīng)力為被拉鋼筋標(biāo)準(zhǔn)屈服強(qiáng)度值的40%?95%。
[0016] 所述的鋼筋機(jī)械連接方法，其中，所述的外螺紋部采用直螺紋或錐螺紋。
[0017] 所述的鋼筋機(jī)械連接方法，其中，外螺紋部以及該外螺紋部與部分鋼筋母材之間 的連接處在加工螺紋前經(jīng)過鐓粗處理。
[0018] 所述的鋼筋機(jī)械連接方法，其中，采用所述的連接套筒代替張拉螺套。
[0019] 所述的鋼筋機(jī)械連接方法，其中，所述的連接套筒的至少一端貫設(shè)有緊定螺釘，且 連接套筒設(shè)有緊定螺釘?shù)脑摱说膬?nèi)表面上設(shè)有齒條，連接套筒的該端所連接的鋼筋與連接 套筒的緊定螺釘和齒條機(jī)械嚙合。
[0020] 所述的鋼筋機(jī)械連接方法，其中，所述的連接套筒的至少一端與該端所連接的鋼 筋的間隙處填充水泥灌漿料，使所述的鋼筋的外表面和連接套筒的內(nèi)表面分別與所述的水 泥灌漿料機(jī)械嚙合。
[0021] 所述的鋼筋機(jī)械連接方法，其中，至少一根鋼筋的外螺紋部是鋼筋連接用螺紋，連 接套筒的至少一端具有與所述的鋼筋連接用螺紋相配合的內(nèi)螺紋，使所述的至少一根鋼筋 以外螺紋部與該連接套筒的內(nèi)螺紋相連接。
[0022] 所述的鋼筋機(jī)械連接方法，其中，所述的鋼筋選用不銹鋼鋼筋，所述的連接套筒采 用不銹鋼材料制造。
[0023] 與現(xiàn)有普通機(jī)械連接方法的技術(shù)相比較，采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn) 在于：
[0024] 1、通過對(duì)連接接頭附近鋼筋的預(yù)應(yīng)力拉伸，對(duì)于不銹鋼鋼筋連接接頭可改變其連 接接頭附近母材的力學(xué)性能，該段鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變的非線性特征被降低或消除，比例極 限被提高，接頭在進(jìn)行拉伸試驗(yàn)時(shí)，鋼筋母材所產(chǎn)生的非彈性變形以及其對(duì)接頭殘余變形 測(cè)量值的影響被降低或完全消除，接頭試驗(yàn)所測(cè)得的殘余變形更接近接頭的實(shí)際殘余變 形，接頭及其附近母材的性能得到提高，使該方法連接的機(jī)械接頭附近的混凝土保護(hù)層產(chǎn) 生有害裂紋的可能性大幅降低；對(duì)于普通碳素鋼鋼筋的連接接頭則不會(huì)改變連接鋼筋母材 的力學(xué)性能，但能夠檢驗(yàn)出連接鋼筋的端部在制造時(shí)的相關(guān)加工作業(yè)可能產(chǎn)生的缺陷，如 冷鐓或冷壓變形過度而導(dǎo)致的脆性或裂紋缺陷，在接頭使用前發(fā)現(xiàn)不合格的連接接頭，提 高鋼筋機(jī)械連接接頭的安全度和可靠性，為可靠度要求極高的重要結(jié)構(gòu)工程提供了一種方 便實(shí)用的接頭加工和質(zhì)量檢測(cè)方法。
[0025] 2、通過對(duì)具有鋼筋連接功能的外螺紋部的預(yù)加應(yīng)力拉伸，可使鋼筋連接螺紋的 精度提高，其與連接套筒安裝后的螺紋配合間隙減小，有效減小接頭承受載荷時(shí)產(chǎn)生的殘 余變形，使接頭的綜合性能得以提升，應(yīng)用在實(shí)際工程中時(shí)，采用本方法進(jìn)行接頭的生產(chǎn)加 工，接頭的質(zhì)量將得到顯著改善。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026] 圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例組裝后的示意圖；
[0027] 圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例預(yù)加應(yīng)力拉伸過程中的示意圖(一）；
[0028] 圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例預(yù)加應(yīng)力拉伸過程中的示意圖(二）；
[0029] 圖4為本發(fā)明第一實(shí)施例預(yù)加應(yīng)力拉伸過程中的示意圖(三）；
[0030] 圖5為本發(fā)明第二實(shí)施例組裝后的示意圖；
[0031] 圖6為本發(fā)明第三實(shí)施例組裝后的示意圖；
[0032] 圖7為本發(fā)明第四實(shí)施例組裝后的示意圖；
[0033] 圖8為本發(fā)明第五實(shí)施例組裝后的示意圖；
[0034] 圖9為本發(fā)明第六實(shí)施例組裝后的示意圖；
[0035] 圖10為本發(fā)明第七實(shí)施例組裝后的示意圖；
[0036] 圖11為本發(fā)明第八實(shí)施例組裝后的示意圖。
[0037] 附圖標(biāo)記說明：1-鋼筋；2-部分鋼筋母材；3-外螺紋部；4-連接套筒；5-外螺紋 部；6-部分鋼筋母材；7-鋼筋；8-鋼筋?yuàn)A持模具；9-張拉機(jī)構(gòu)；10-張拉螺套；11-張拉桿； 12-預(yù)張拉設(shè)備（局部）；13-緊定螺釘；14-齒條；15-灌漿料；A、B-箭頭。

【具體實(shí)施方式】
[0038] 有關(guān)本發(fā)明為達(dá)到上述的使用目的與功效及所采用的技術(shù)手段，現(xiàn)舉出較佳可行 的實(shí)施例，并配合附圖所示，詳述如下：
[0039] 首先如圖1、圖2、圖3以及圖4所示，分別為本發(fā)明第一實(shí)施例組裝后的示意圖、 預(yù)加應(yīng)力拉伸過程中的示意圖（一)、預(yù)加應(yīng)力拉伸過程中的示意圖（二）以及預(yù)加應(yīng)力拉伸 過程中的示意圖(三)。
[0040] 請(qǐng)見圖1，本發(fā)明主要包括兩根鋼筋（1、7)以及一個(gè)連接套筒4,其中兩根鋼筋（1、 7)靠近端頭處分別為部分鋼筋母材（2、6)，且至少一根鋼筋的端頭處設(shè)有外螺紋部。連接 套筒4配合鋼筋連接用外螺紋部設(shè)有內(nèi)螺紋。在本實(shí)施例中，兩根鋼筋（1、7)的端頭處均 設(shè)有外螺紋部（3、5)，連接套筒4配合兩個(gè)外螺紋部均設(shè)有內(nèi)螺紋，因此兩根鋼筋均以螺紋 連接方式與連接套筒的連接，將兩根鋼筋連接在一起，形成鋼筋接頭。
[0041] 其中，所述的部分鋼筋母材2、6以及外螺紋部（3、5)在接頭連接前是經(jīng)過預(yù)加應(yīng) 力拉伸的。
[0042] 本發(fā)明鋼筋機(jī)械連接方法的具體操作步驟如下(請(qǐng)一并參見圖2和圖3):
[0043] 1)在至少一根鋼筋的端頭處加工有外螺紋部；
[0044] 外螺紋部（3、5)采用直螺紋，外螺紋部（3、5)以及該外螺紋部（3、5)與部分鋼筋母 材（2、6)之間的連接處在加工螺紋前經(jīng)過鐓粗處理，以增加強(qiáng)度和受力截面積，可使外螺紋 部（3、5)在使用過程中不會(huì)在鋼筋母材破壞前破壞。所述的外螺紋部（3、5)可以采用切削 或滾軋的加工方式制成。
[0045] 2)將加工有外螺紋部3的一根鋼筋1插入預(yù)張拉設(shè)備12,并由預(yù)張拉設(shè)備12內(nèi) 的鋼筋?yuàn)A持模具8做徑向夾持，夾持方向如圖中箭頭A ;部分鋼筋母材2以及外螺紋部3伸 出于預(yù)張拉設(shè)備12的夾持模具8,預(yù)張拉設(shè)備12對(duì)應(yīng)外螺紋部3的位置設(shè)有張拉機(jī)構(gòu)9， 所述張拉機(jī)構(gòu)9設(shè)有張拉桿11 ;
[0046] 3)在外螺紋部3上擰上具有匹配螺紋的高強(qiáng)度張拉螺套10,外螺紋部3的與張拉 螺套10的配合螺紋段長(zhǎng)度達(dá)到鋼筋連接的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度；所述的張拉桿11頂?shù)只蜻B接張拉螺 套10 ;當(dāng)張拉桿11推抵或拉拽張拉螺套10時(shí)，部分鋼筋母材2以及外螺紋部3得到軸向 拉伸，拉伸方向如圖中箭頭B ;
[0047] 4)鋼筋的部分鋼筋母材2以及外螺紋部3得到軸向拉伸達(dá)到設(shè)定張拉力后，退回 張拉桿11，擰下張拉螺套10,并將鋼筋1從預(yù)張拉設(shè)備12中取出；
[0048] 5)在外螺紋部3上擰上連接套筒4的一端，連接套筒4的另一端連接另一根鋼筋 7的端頭，即形成一個(gè)鋼筋機(jī)械連接接頭。
[0049] 另一根鋼筋7做同樣的處理，如僅對(duì)鋼筋1進(jìn)行處理后，接頭性能能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)要 求，鋼筋7也可以不做預(yù)加應(yīng)力拉伸，以提高生產(chǎn)效率。
[0050] 如果連接套筒4連接的是不同直徑的鋼筋，通常只需用張拉機(jī)構(gòu)9張拉直徑較小 的鋼筋。
[0051] 較佳的是，對(duì)所述的部分鋼筋母材（2、6)以及外螺紋部（3、5)進(jìn)行預(yù)拉伸的應(yīng)力 為被拉鋼筋標(biāo)準(zhǔn)屈服強(qiáng)度值的40%?95%。
[0052] 特別如圖3和圖4所示，如果連接套筒4的橫截面較大，并且連接套筒4的一側(cè)端 面可以承受抗壓載荷，那么可以用連接套筒4代替張拉螺套10。即，可以在拉伸的過程中， 直接在外螺紋部3上擰上連接套筒4 ;所述的張拉桿11頂?shù)钟谶B接套筒4(圖3)，或者所述 的張拉桿11連接于連接套筒4 (圖4);當(dāng)張拉桿11推抵連接套筒4時(shí)，部分鋼筋母材2以 及外螺紋部3得到拉伸，拉伸方向如圖中箭頭B。
[0053] 請(qǐng)參閱圖5,其為本發(fā)明第二實(shí)施例組裝后的示意圖；第二實(shí)施例與第一實(shí)施例 的區(qū)別在于，所述的外螺紋部（3、5)與部分鋼筋母材（2、6)之間的連接處并未經(jīng)過鐓粗處 理，而是采用滾絲加工的螺紋，使工藝更為簡(jiǎn)單，適用于鋼筋可采用滾軋加工的場(chǎng)合。
[0054] 再請(qǐng)參閱圖6,其為本發(fā)明第三實(shí)施例組裝后的示意圖；第三實(shí)施例與第二實(shí)施 例的區(qū)別在于，外螺紋部（3、5)采用錐螺紋，以錐螺紋配合可通過擰緊來補(bǔ)償并減小螺紋配 合間隙，使接頭受力時(shí)的殘余變形較小。
[0055] 續(xù)請(qǐng)參閱圖7,其為本發(fā)明第四實(shí)施例組裝后的示意圖；第四實(shí)施例與第三實(shí)施 例的區(qū)別在于，外螺紋部（3、5)及其與部分鋼筋母材（2、6)之間的連接處在加工螺紋前經(jīng) 過鐓粗處理，以增加強(qiáng)度和受力截面積，可使外螺紋部在使用過程中不會(huì)在鋼筋母材破壞 前破壞。
[0056] 續(xù)請(qǐng)參閱圖8,其為本發(fā)明第五實(shí)施例組裝后的示意圖；其中鋼筋（1、7)具有外螺 紋部（3、5)，所述鋼筋中至少一根鋼筋的部分鋼筋母材（2或6)以及外螺紋部（3或5)在鋼 筋連接前經(jīng)過預(yù)加應(yīng)力拉伸。兩根鋼筋（1、7)通過與連接套筒4的緊定螺釘13和齒條14 的機(jī)械嚙合，形成機(jī)械連接。
[0057] 續(xù)請(qǐng)參閱圖9,其為本發(fā)明第六實(shí)施例組裝后的示意圖；其中鋼筋（1、7)具有外螺 紋部（3、5)，所述鋼筋中至少一根鋼筋的部分鋼筋母材（2或6)以及外螺紋部（3或5)在接 頭連接前經(jīng)過預(yù)加應(yīng)力拉伸。兩根鋼筋（1、7)通過與連接套筒4內(nèi)填充的水泥灌漿料15的 機(jī)械嚙合，形成機(jī)械連接。
[0058] 續(xù)請(qǐng)參閱圖10,其為本發(fā)明第七實(shí)施例組裝后的示意圖；其中僅有一根鋼筋1的 外螺紋部3加工有連接用螺紋，所述的外螺紋部3可選用直螺紋，另一根鋼筋7與連接套筒 4的緊定螺釘13和齒條14的機(jī)械嚙合。兩根鋼筋（1、7)通過一端具有內(nèi)螺紋的連接套筒 4和緊定螺釘13和齒條14進(jìn)行連接，其中至少加工有外螺紋部3的鋼筋1的部分鋼筋母材 2以及外螺紋部3在鋼筋連接前經(jīng)過預(yù)加應(yīng)力拉伸。如設(shè)有外螺紋部3的鋼筋1進(jìn)行了外 螺紋部3和部分鋼筋母材2的預(yù)應(yīng)力拉伸后，連接套筒4用緊定螺釘13和齒條14連接的 鋼筋7不再對(duì)外螺紋部5和部分鋼筋母材6進(jìn)行預(yù)加應(yīng)力拉伸，接頭殘余變形量能夠滿足 接頭性能要求，則鋼筋7可以不加工外螺紋部6。
[0059] 最請(qǐng)參閱圖11，其為本發(fā)明第八實(shí)施例組裝后的示意圖；其中僅有一根鋼筋1設(shè) 有外螺紋部3,且外螺紋部3是連接用螺紋，所述的外螺紋部3可選用直螺紋，另一根鋼筋7 與連接套筒4內(nèi)填充的水泥灌漿料15的機(jī)械嚙合。兩根鋼筋（1、7)通過一端具有內(nèi)螺紋 的連接套筒4和連接套筒4內(nèi)填充的水泥灌泥料15進(jìn)行連接，其中至少加工有鋼筋連接用 外螺紋部3的鋼筋1的部分鋼筋母材以及外螺紋部3在鋼筋連接前經(jīng)過預(yù)加應(yīng)力拉伸。如 設(shè)有外螺紋部3的鋼筋1進(jìn)行了外螺紋部3和部分鋼筋母材2的預(yù)應(yīng)力拉伸后，連接套筒4 用水泥灌漿料15連接一端的鋼筋7不再對(duì)外螺紋部5和部分鋼筋母材6進(jìn)行預(yù)加應(yīng)力拉 伸，接頭殘余變形量能夠滿足接頭性能要求，則鋼筋7可以不加工外螺紋部6。
[0060] 其中，所述的鋼筋（1、7)可選用不銹鋼鋼筋，所述的連接套筒采用不銹鋼材料制 造。
[0061] 如果接頭的鋼筋1或7的外螺紋部3或5就是鋼筋本身的橫肋(精軋螺紋鋼筋)， 由于鋼筋橫肋與連接套筒4的配合螺紋間隙較大，即使經(jīng)過預(yù)加張拉應(yīng)力后，接頭的殘余 變形可能并不能滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求，則需在連接套筒與鋼筋配合螺紋之間填充特殊材料， 減小接頭殘余變形，才可達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的接頭性能。對(duì)于
[0062] 與現(xiàn)有的機(jī)械連接技術(shù)相比較，采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0063] 1、通過對(duì)連接接頭附近鋼筋的預(yù)加應(yīng)力拉伸，對(duì)于不銹鋼鋼筋的連接接頭可改變 其連接接頭附近母材的力學(xué)性能，該段的應(yīng)力-應(yīng)變的非線性特征被降低或消除，材料的 比例極限被提高，接頭在進(jìn)行拉伸試驗(yàn)時(shí)，鋼筋母材所產(chǎn)生的非彈性變形以及其對(duì)接頭殘 余變形測(cè)試值的影響被減小或被完全消除，接頭試驗(yàn)所測(cè)得的殘余變形更接近接頭的實(shí)際 殘余變形，同時(shí)使接頭及其附近母材的性能得到提高，使該方法連接的鋼筋機(jī)械接頭附近 混凝土保護(hù)層產(chǎn)生有害裂紋的可能性大幅降低；對(duì)于普通碳素鋼鋼筋的連接接頭則不會(huì)改 變連接鋼筋母材的力學(xué)性能，但能夠檢驗(yàn)出連接鋼筋端部在制造時(shí)的相關(guān)加工作業(yè)可能產(chǎn) 生的缺陷，如冷鐓或冷壓變形過度而導(dǎo)致脆性或裂紋缺陷，在接頭使用前發(fā)現(xiàn)不合格的連 接接頭，提高鋼筋機(jī)械連接接頭的安全度和可靠性，為可靠度要求極高的重要結(jié)構(gòu)工程提 供了一種方便實(shí)用的接頭質(zhì)量檢測(cè)方法和提高接頭性能的生產(chǎn)工藝。
[0064] 2、通過對(duì)具有鋼筋連接功能的外螺紋部的預(yù)加應(yīng)力拉伸，可使鋼筋連接螺紋的 精度提高，其與連接套筒安裝后的螺紋配合間隙減小，有效降低接頭承受載荷時(shí)產(chǎn)生的殘 余變形，使接頭的綜合性能得以提升，應(yīng)用在實(shí)際工程中時(shí)，采用本方法進(jìn)行接頭的生產(chǎn)加 工，接頭質(zhì)量將得到顯著改善。
[〇〇65] 以上對(duì)本發(fā)明的描述是說明性的，而非限制性的，本專業(yè)技術(shù)人員理解，在權(quán)利要 求限定的精神與范圍之內(nèi)可對(duì)其進(jìn)行許多修改、變化或等效，但是它們都將落入本發(fā)明的 保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種鋼筋機(jī)械連接方法，用于將兩根鋼筋通過一個(gè)連接套筒進(jìn)行連接，形成鋼筋機(jī) 械連接接頭，兩根鋼筋靠近接頭處分別定義為部分鋼筋母材；其特征在于，所述的機(jī)械連接 方法包括以下步驟： 1) 在至少一根鋼筋的端頭處加工有外螺紋部； 2) 將加工有外螺紋部的一根鋼筋插入設(shè)有夾持機(jī)構(gòu)和張拉機(jī)構(gòu)的預(yù)張拉設(shè)備，并由預(yù) 張拉設(shè)備的夾持機(jī)構(gòu)對(duì)鋼筋做徑向夾持；鋼筋的部分鋼筋母材以及外螺紋部伸出于預(yù)張拉 設(shè)備的夾持機(jī)構(gòu)之外，鋼筋的外螺紋部置于預(yù)張拉設(shè)備的張拉機(jī)構(gòu)處，所述張拉機(jī)構(gòu)設(shè)有 張拉桿； 3) 在鋼筋的外螺紋部上擰上具有匹配螺紋的張拉螺套，所述的張拉桿頂?shù)钟趶埨萏?或與張拉螺套相連接；當(dāng)張拉桿推抵或拉拽張拉螺套時(shí)，鋼筋的部分鋼筋母材以及外螺紋 部得到軸向拉伸； 4) 鋼筋的部分鋼筋母材以及外螺紋部得到軸向拉伸達(dá)到設(shè)定張拉力后，退回張拉桿， 擰下張拉螺套，并將鋼筋從預(yù)張拉設(shè)備中取出； 5) 將依次進(jìn)行步驟1)至步驟4)的所述鋼筋與另一根鋼筋通過所述的連接套筒連接， 形成鋼筋接頭。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼筋機(jī)械連接方法，其特征在于，所述的另一根鋼筋依次進(jìn) 行步驟1)?步驟4)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼筋機(jī)械連接方法，其特征在于，在步驟3)中，對(duì)所述的部分 鋼筋母材以及外螺紋部進(jìn)行預(yù)拉伸的應(yīng)力為被拉鋼筋標(biāo)準(zhǔn)屈服強(qiáng)度值的40%?95%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼筋機(jī)械連接方法，其特征在于，所述的外螺紋部采用直螺 紋或錐螺紋。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的鋼筋機(jī)械連接方法，其特征在于，外螺紋部以及 該外螺紋部與部分鋼筋母材之間的連接處在加工螺紋前經(jīng)過鐓粗處理。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的鋼筋機(jī)械連接方法，其特征在于，采用所述的連 接套筒代替張拉螺套。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的鋼筋機(jī)械連接方法，其特征在于，所述的連接套 筒的至少一端貫設(shè)有緊定螺釘，且連接套筒設(shè)有緊定螺釘?shù)脑摱说膬?nèi)表面上設(shè)有齒條，連 接套筒的該端所連接的鋼筋與連接套筒的緊定螺釘和齒條機(jī)械嚙合。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的鋼筋機(jī)械連接方法，其特征在于，所述的連接套 筒的至少一端與該端所連接的鋼筋的間隙處填充水泥灌漿料，使所述的鋼筋的外表面和連 接套筒的內(nèi)表面分別與所述的水泥灌漿料機(jī)械嚙合。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的鋼筋機(jī)械連接方法，其特征在于，至少一根鋼筋 的外螺紋部是鋼筋連接用螺紋，連接套筒的至少一端具有與所述的鋼筋連接用螺紋相配合 的內(nèi)螺紋，使所述的至少一根鋼筋以外螺紋部與該連接套筒的內(nèi)螺紋相連接。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的鋼筋機(jī)械連接方法，其特征在于，所述的鋼筋 選用不銹鋼鋼筋，所述的連接套筒采用不銹鋼材料制造。
【文檔編號(hào)】E04C5/18GK104060770SQ201310094724
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2013年3月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月22日
【發(fā)明者】郝志強(qiáng), 錢冠龍, 劉興亞, 王愛軍, 朱清華, 周雯, 郭學(xué)友, 劉武 申請(qǐng)人:中冶建筑研究總院有限公司, 北京思達(dá)建茂科技發(fā)展有限公司, 北京建茂建筑設(shè)備有限公司