鋼筋機械連接部件質量檢測分析

由中國建筑科學研究院主編, 經建設部2003 年3 月21 日以134 號公告批準發布的對鋼筋機械連接部件接頭的設計和性能等級作了規定, 鋼筋機械連接部件接頭的類型有: 套筒擠壓接頭、錐螺紋接頭、墩粗直螺紋接頭等等。對于各類鋼筋機械連接部件接頭規定了具體的檢驗、驗收標準和應用的要求。建筑和橋梁建設中鋼筋被廣泛地應用著, 鋼筋機械連接部件連接的傳統工藝是焊接的方法, 但是這種鋼筋機械連接部件連接工藝往往會帶來斷裂的隱患, 特別是接頭在承受疲勞載荷和大變形作用下, 焊頭容易開裂。鋼筋機械連接部件采用套筒型式的鋼筋連接方式, 可以避免發生接頭斷裂的現象。
1 接頭的型式檢驗
1.1 鋼筋連接接頭的試驗項目鋼筋連接接頭在承受拉伸和反復拉壓載荷作用后, 往往會產生附加的塑性變形, 因此接頭的變形性能必須得到控制,建筑物結構在受到風載荷和小地震載荷時, 鋼筋還沒有達到屈服階段, 鋼筋接頭必須要進行高應力下的反復拉壓試驗, 以檢驗它能否達到強度和變形的要求。當建筑物結構受到的地震級別達到或超過設防烈度時, 鋼筋一般都會達到塑性階段, 產生較大的塑性變形, 為此能吸收部分的地震能量, 使結構損壞將到最低點, 乃至避免結構物的破壞, 因此對鋼筋接頭要做大變形的檢驗。這種加載制度的檢驗反映了建筑結構物在非常嚴酷的環境突變情況下的受力狀態。
1.2 鋼筋連接接頭的加載制度鋼筋連接接頭試件試驗用的加載制度如下表1和圖1 所示。
表1 和圖1 中的所列符號為:1) E 線表示鋼筋彈性模量2 @ 105N/ mm2。2) D1 為2Eyk # L 1 反復加載四次后, 在加載應力水平為015f y k 及反向卸載應力水平為- 0125f yk 處做E 的平行線與橫坐標交點之間的距離所代表的變形值。3) D2 為2Eyk # L 1 反復加載4 次后, 在卸載應力水平為015f y k 及反向加載應力水平為- 0125f yk 處做E 的平行線與橫坐標交點之間的距離所代表的變形值。 D3、D4 為在5Ey k # L 1 反復加載4 次后, 按與D1、D2 相同方法所得到的變形值。5) f y k 為鋼筋屈服強度標準值。
1.3 鋼筋連接接頭試驗中存在的問題鋼筋連接接頭的強度和變形性能必須滿足5鋼筋機械連接通用技術規程6的要求, 但是在鋼筋連接接頭的加工過程中, 由于接頭件和連接件的加工質量控制不嚴, 在進行單向拉伸、高應力和大變形的試驗過程中, 會出現許多與 鋼筋機械連接部件中試驗加載曲線相差甚遠的試驗曲線, 如有以下幾種曲線的情況。鋼筋機械連接部件是螺紋連接接頭的單向拉伸試驗曲線。單向拉伸是在彈性范圍內的一種加載制度, 反映出鋼筋連接件的材質性能, 要求接頭件的非彈性變形限制在一定范圍內。若接頭連接件的加工質量達到標準要求, 非彈性變形是能符合5鋼筋機械連接通用技術規程6要求的。鋼筋機械連接部件曲線上從加載到第一次卸載到0102 f y k 后有一段殘余變形, 這是由于該連接件接頭和鋼筋螺紋的連接配合精度不均勻所致, 到再加載卸載時, 似乎經第一次加載后/ 磨合0了一樣, 殘余變形就很小了。a- 單項拉伸; b- 高應力; c- 高應力; d- 大變形鋼筋機械連接部件鋼筋連接接頭加工工藝存在的問題檢測的試驗曲線鋼筋機械連接部件的高應力加載循環曲線中, 在加、卸載拉與壓的反向載荷交接處, 由于接頭內螺紋與鋼筋外螺紋的嚙合存在一定的螺紋間隙, 產生了機械位移,故螺紋聯結配合比較緊密的話, 就不會發生這種情況, 殘余變形超標。圖2c 的高應力加載循環中, 螺紋的配合面精度或螺紋嚙合的硬度不夠所引起, 殘余變形超標。鋼筋機械連接部件 所示的大變形循環加載中, 在正向與反向( 拉與壓) 加載的工況下, 接頭內螺紋與鋼筋端部外螺紋間的配合精度太低, 間隙太大, 導致了在正、反載荷交接處的機械位移, 在加載曲線上出現了圖示的位移水平段。最為嚴重的情況是, 經載荷循環后,取下試件, 發現鋼筋與接頭的螺紋連接不緊密, 用手就能擰開, 導致殘余變形超標。綜上所述, 鋼筋連接接頭件的質量檢測不可忽視, 除了材質要求符合5鋼筋機械連接通用技術規程6規定以外, 接頭連接的加工工藝必須嚴格控制。
2 結論與建議
鋼筋機械連接部件的質量優劣, 影響到整個工程結構的安全, 一時的馬虎會廢了百年大計的工程, 更重要的是將會給人們造成重大生命財產的損失, 后果是不可估量的。
1) 鋼筋機械連接部件接頭連接的加工工藝必須嚴格控制, 首先要保證材質要符合規范的, 否則, 將造成大批量的連接件不合格。
2) 接頭連鋼筋機械連接部件的檢測必須按《鋼筋機械連接通用技術規程》執行, 繪出載荷- 位移曲線。
3)  鋼筋機械連接部件是近年來應用的 鋼筋機械連接部件連接新工藝, 業內人員對其連接質量的認識還不夠深刻, 因此, 有關質檢部門必須加強監管, 以科學集成的理念, 確保接頭配合精度, 以達到《鋼筋機械連接通用技術規程》要求。