钢筋连接方法有绑扎连接、焊接连接和机械连接。绑扎连接由于需要较长的搭接长度，浪费钢筋，且连接不可靠，故宜限制使用。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，节约能源，不受气候条件影响，可全天候施工，连接可靠，技术易于掌握，适用范围广。
4.2.5.1 绑扎连接
采用绑扎连接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不应小于钢筋直径，且不应小于25mm。
钢筋绑扎搭接接头连接区段的长度为1.3L1（L1 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截面面积的比值，如图4.16所示。搭接接头同一连接区段内的搭接钢筋为两根，各钢筋直径相同时，接头面积百分率为50%。同一连接区段内，纵向受拉钢筋搭接接头面积百分率应符合设计要求，无设计具体要求时，应符合下列规定。
图4.16 钢筋绑轧搭接接头连接区段及接头面积百分率
（1）对梁类、板类及墙类构件，不宜大于25%。
（2）对柱类构件，不宜大于50%。
（3）当工程中确有必要增大接头面积百分率时，对梁类构件，不应大于50%；对其他构件可根据实际情况放宽。
纵向受力钢筋绑扎搭接接头的最小搭接长度应符合表4.9的规定。受压钢筋绑扎接头的搭接长度，应取受拉钢筋绑扎接头搭接长度的0.7倍。
表4.9 纵向受拉钢筋的最小搭接长度
注两根直径不同钢筋的搭接长度，以较细钢筋直径计算。
4.2.5.2 焊接连接
钢筋焊接代替钢筋绑扎，可达到节约钢材、改善结构受力性能、提高工效、降低成本的目的。常用的钢筋焊接方法有闪光对焊、电阻点焊、电弧焊、电渣压力焊、气压焊、埋弧压力焊等。
图4.17 钢筋闪光对焊原理
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
1.闪光对焊
钢筋闪光对焊是利用钢筋对焊机，将两根钢筋安放成对接形式，压紧于两电极之间，通过低电压强电流，把电能转化为热能，使钢筋加热到一定温度后，即施以轴向压力顶锻，产生强烈飞溅，形成闪光，使两根钢筋焊合在一起（图4.17）。
（1）钢筋闪光对焊工艺种类。钢筋对焊常用的是闪光焊。根据钢筋品种、直径和所用对焊机的功率不同，闪光焊的工艺又可分为连续闪光焊、预热闪光焊、闪光-预热-闪光焊和焊后通电热处理等。根据钢筋品种、直径、焊机功率、施焊部位等因素选用。
（2）闪光对焊接头的质量检验。钢筋对焊完毕，应对接头质量进行外观检查和力学性能试验。
1）外观检查。钢筋闪光对焊接头的外观检查，应符合下列要求：①每批抽查10%的接头，且不得少于10个；②焊接接头表面无横向裂纹和明显烧伤；③接头处有适当的墩粗和均匀的毛刺。
2）拉伸试验。对闪光对焊的接头，应从每批随机切取6个试件，其中3个做拉伸试验，3个做弯曲试验，其拉伸试验结果，应符合下列要求：①3个试件的抗拉强度，均不得低于该级别钢筋的抗拉强度标准值；②在拉伸试验中，至少有两个试件断于焊缝之外，并呈塑性断裂。
当检验结果有一个试件的抗拉强度低于规定指标，或有两个试件在焊缝或热影响区发生脆性断裂时，应取双倍数量的试件进行复验。复验结果，若仍有一个试件的抗拉强度不符合规定指标，或有3个试件呈脆性断裂，则该批接头即为不合格。
3）弯曲试验。弯曲试验的结果，应符合下列要求。
a.由于对焊时上口与下口的质量不能完全一致，弯曲试验做正弯和反弯两个方向试验。
b.冷弯不应在焊缝处或热影响区断裂，否则不论其强度多高，均视为不合格。
c.冷弯后，外侧横向裂缝宽度不得大于0.15mm，对于HRB200级钢筋，不允许有裂纹出现。当试验结果，有2个试件发生破断时，应再取6个试件进行复验。复验结果，当仍有3个试件发生破断，应确认该批接头为不合格品。
2.电弧焊
钢筋电弧焊是钢筋接长、接头、骨架焊接、钢筋与钢板焊接等常用的方法。其工作原理是：以焊条作为一极，钢筋为另一极，利用送出的低电压强电流，使焊条与焊件之间产生高温电弧，将焊条与焊件金属熔化，凝固后形成一条焊缝。
（1）钢筋电弧焊接头形式主要有帮条焊、搭接焊、坡口焊和熔槽帮条焊等。
1）帮条焊。帮条焊接头适用于直径10～40mm的HPB235～HRB400级钢筋。焊接时，用两根一定长度的帮条，将受力主筋夹在中间，并采用两端点焊定位，然后用双面焊形成焊缝；当不能进行双面焊时，也可采用单面焊，如图4.18所示。
帮条钢筋应与主筋的直径、级别尽量相同，如帮条与被焊接钢筋的级别不同时，还应按钢筋的计算强度进行换算。所采用的帮条总截面面积应满足：当被焊接的钢筋为HPB235级时应不小于被焊接钢筋截面面积的1.2倍；当被焊接的钢筋为HRB335～HRB400级时，应不小于被焊接钢筋截面面积的1.5倍。
帮条长度与钢筋级别和焊缝形式有关，对HPB235级钢筋，双面焊4d，单面焊8d，对HRB335级、HRB400级及RRB400级，双面焊不小于5d，单面焊不小于10d。帮条焊接头与焊缝厚度，不应小于主筋直径的0.3倍，且大于1mm；焊缝宽度不小于主筋直径的0.7倍。
2）搭接焊。搭接焊的焊缝厚度、焊缝宽度、搭接长度等技术参数，与帮条焊相同。焊接时应在搭接焊形成焊缝中引弧；在端头收弧前应填满弧坑，并使主焊缝与定位焊缝的始端和终端熔合（图4.19）。
图4.18 钢筋帮条焊接头
（a）双面焊；（b）单面焊d—钢筋直径；l—帮条长度
图4.19 钢筋搭接焊接头
（a）双面焊；（b）单面焊d—钢筋直径；l—搭接长度
3）坡口焊。坡口焊有平焊和立焊两种接头形式（图4.20）。坡口尖端一侧加焊钢板，钢板厚度宜为4～6mm，长度宜为40～60mm。坡口平焊时，钢垫板宽度应为钢筋直径加10mm；坡口立焊时，钢垫板宽度宜等于钢筋的直径。
钢筋根部的间隙，坡口平焊时宜为4～6mm；坡口立焊时宜为3～5mm，其最大间隙均不宜超过10mm。
坡口焊接时，焊接根部、坡口端面之间均应熔合为一体；钢筋与钢垫板之间，应加焊2～3层面焊缝，焊缝的宽度应大于V形坡口的边缘2～3mm，焊缝余高不得大于3mm，并平缓过渡至钢筋表面；焊接过程中应经常清渣，以免影响焊接质量；当发现接头中有弧坑、气孔及咬边等缺陷时，应立即补焊。坡口焊适用于焊接直径18～40mm的热轧HRB235～HRB400钢筋及直径18～25mm的HRB400级余热处理钢筋。
图4.20 钢筋坡口焊接头（单位：mm）
（a）平焊；（b）立焊
4）熔槽帮条焊。熔槽帮条焊是将两根平口的钢筋水平对接钢做帮条进行焊接。焊接时，应从接缝处垫板引弧后连续施焊，并使钢筋端部熔合，防止未焊透、气孔或夹渣等现象的出现。待焊平检查合格后，再进行焊缝余高的焊接，余高不得大于3mm；钢筋与角钢垫板之间，应加焊侧面焊缝1～3层，焊缝应饱满，表面应平整熔槽帮条焊适用于焊接直径20～40mm的热轧HPB235级、HRB335级、HRB400级钢筋及余热处理HRB400级钢筋。
（2）电弧焊的质量检验，主要包括外观检查和拉伸试验两项。
1）外观检查。电弧焊接头外观检查时，应在清渣后逐个进行目测，其检查结果应符合下列要求。
a.焊缝表面应平整，不得有凹陷或焊瘤。
b.焊接接头区域内不得有裂纹。
c.坡口焊、熔槽帮条焊接头的焊缝余高，不得大于3mm。
d.预埋件T字接头的钢筋间距偏差不应大于10mm，钢筋相对钢板的直角偏差不得大于4°。
e.焊缝中的咬边深度、气孔、夹渣等缺陷允许值及接头尺寸的允许偏差，应符合规范的规定。
外观检查不合格的接头，经修整或补强后，可提交二次验收。
2）拉伸试验。电弧焊接头进行力学性能试验时，在工厂焊接条件下，以300个同接头形式、同钢筋级别的接头为一批，从成品中每批随机切取3个接头进行拉伸试验，其拉伸试验的结果，应符合下列要求。
a.3个热轧钢筋接头试件的抗拉强度，均不得低于该级别钢筋的抗拉强度。
b.3个接头试件均应断于焊缝之外，并应至少有2个试件呈延性断裂。
3.电渣压力焊
钢筋电渣压力焊是将钢筋安放成竖向对接形式，利用电流通过渣池产生的电阻，在焊剂层下形成电弧过程和电渣过程，产生电弧热和电阻热，将钢筋端部熔化，然后加压使两根钢筋焊合在一起（图4.21）。适用于焊接直径14～40mm的热轧HPB235～HRB335级钢筋。这种方法操作简单、工作条件好、工效高、成本低，比电弧焊节省80%以上，比绑扎连接和帮条搭接焊节约钢筋30%，可提高工效6～10倍。适用于现浇钢筋混凝土结构中竖向或斜向钢筋的连接。
图4.21 电渣焊构造
1、2—钢筋；3—固定电极；4—活动电极；5—药盒；6—导电剂；7—焊药；8—滑动架；9—手柄；10—支架；11—固定
（1）焊接设备与焊剂。电渣压力焊的设备为钢筋电渣压力焊机，主要包括焊接电源、焊接机头、焊接夹具、控制箱和焊剂盒等。焊接电源采用BXz-1000型焊接变压器；焊接夹具应具有一定刚度，使用灵巧，坚固耐用，上下钳口同心；控制箱内安有电压表、电流表和信号电铃，能准确控制各项焊接参数；焊剂盒由铁皮制成内径为90～100mm的圆形，与所焊接的钢筋直径大小相适应。
（2）焊接工艺。(www.xing528.com)
钢筋电渣压力焊的焊接工艺过程，主要包括端部除锈、固定钢筋、通电引弧、快速施压、焊后清理等工序，具体工艺过程如下。
1）钢筋调直后，对两根钢筋端部120mm范围内，进行认真的除锈和清除杂质工作，以便于很好的焊接。
2）在焊接机头上的上、下夹具，分别夹紧上、下钢筋；钢筋应保持在同一轴线上，一经夹紧不得晃动。
3）采用直接引弧法或铁丝圈引弧法引弧。直接引弧法是通电后迅速将上钢筋提起，使两端头之间的距离为2～4mm引弧；铁丝圈引弧法是将铁丝圈放在上下钢筋端头之间，电流通过铁丝圈与上、下钢筋端面的接触点形成短路引弧。
4）引燃电弧后，应先进行电弧过程，然后加快上钢筋的下送速度，使钢筋端面与液态渣池接触，转变为电渣过程，最后在断电的同时，迅速下压上钢筋挤出熔化金属和熔渣。
5）接头焊完毕，应停歇后，方可回收焊剂和卸下焊接夹具，并敲掉渣壳；四周焊包应均匀，凸出钢筋表面的高度应不小于4mm。
（3）电渣压力焊的质量检验，包括外观检查和拉伸试验。在一般构筑物中，应以300个同级别钢筋接头作为一批；在现浇钢筋混凝土多层结构中，应以每一楼层或施工区段中300个同级别钢筋接头作为一批；不足300个接头的也作为一批。
1）外观检查。电渣压力焊接头，应逐个进行外观检查；其接头外观结果应符合下列要求。
a.接头处四周焊包凸出钢筋表面的高度，应大于等于1mm。
b.钢筋与电极接触处，应无烧伤缺陷。
c.两根钢筋应尽量在同一轴线上，接头处的弯折角不得大于4°。
d.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。
外观检查不合格的接头应切除重焊，或采取补强焊接措施。
2）拉伸试验。电渣压力焊接头进行力学性能试验时，应从每批接头中随机切取3个试件做拉伸试验。
1—电极；2—电极管；3—变压器次级线圈；4—变压器初级线圈；5—断路器；6—变压器调节级数开关；7—踏板；8—压紧机构
4.电阻点焊
电阻点焊的工作原理：将钢筋的交叉点放在点焊机的两个电极间，电极通过钢筋闭合电路通电，点接触处电阻较大，在接触的瞬间，电流产生的全部电流都集中在一点上，因而使金属受热熔化，同时在电极加压下使焊点金属得到焊合。点焊机的工作原理如图4.22所示。常用的点焊机有单点点焊机、多头点焊机、悬挂式点焊机（可焊接钢筋骨架或钢筋网）、手提式点焊机（用于施工现场）。
电阻点焊的主要参数为：电流强度、通电时间和电极压力与焊点压入深度等。应根据钢筋级别、直径及焊机性能合理选择。
电阻点焊主要用于钢筋的交叉连接，如焊接钢筋网片、钢筋骨架等。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，并可节约钢材。
焊点应进行外观检查和强度试验。热轧钢筋的焊点应进行抗剪强度的试验。冷加工钢筋除进行抗剪试验外，还应进行拉伸试验。取样数量为外观检查应按同一类型制品分批抽检（每200件为一批）：一般制品每批抽查5%；梁、柱、桁架等重要制品每批抽查10%，均不得少于3件。强度检验时，试件应从每批成品中切取。
5.气压焊
钢筋气压焊是利用氧乙炔火焰或其他火焰对两钢筋对接处加热，使其达到塑性状态或熔化状态，并施一定压力使两根钢筋焊合。
（1）钢筋气压焊的设备，主要包括氧、乙炔供气装置、加热器、加压器及焊接夹具等（图4.23）。
供气装置包括氧气瓶、溶解乙炔气瓶（或中压乙炔发生器）、十式回火防止器、减压器及输气胶管等。溶解乙炔气瓶的供气能力，应满足施工现场最大钢筋直径焊接时供气量的要求；当不能满足时，可采用多瓶并联使用。
加热器为一种多嘴环形装置，有混合气管和多火口烤枪组成。氧气和乙炔在混合室内按一定比例混合后，以满足加热圈气体消耗量的需要。应配置多种规格的加热圈，多束火焰应燃烧均匀，调整火焰应方便。
焊接夹具应能牢固夹紧钢筋，当钢筋承受最大轴向压力时，钢筋与夹头之间不得产生相对滑移；应便于钢筋的安装定位，并在施焊过程中能保持其刚度。
（2）焊接工艺。
1）气压焊施焊之前，钢筋端面应切平，并与钢筋轴线垂直；在钢筋端部2倍直径长度范围内，清除其表面上的附着物；钢筋边角毛刺及断面上的铁锈、油污和氧化膜等，应清除干净，并经打磨，使其露出金属光泽，不得有氧化现象。
图4.23 钢筋气压焊设备组成
1—氧气瓶；2—乙炔瓶；3—钢筋；4—焊接夹具；5—加压器；6—多嘴环形加热器
2）安装焊接夹具和钢筋时，应将两根钢筋分别夹紧，并使两根钢筋的轴线在同一直线上。钢筋安装后应加压顶紧，两根钢筋之间的局部缝隙不得大于3mm。
3）气压焊的开始阶段采用碳化焰，对准两根钢筋接缝处集中加热，并使其内焰包住缝隙，防止端面产生氧化。当加热至两根钢筋缝隙完全密合后，应改用中性焰，以压焊面为中心，在两侧各1倍钢筋直径长度范围内往复宽幅加热。钢筋端面的加热温度，控制在1150℃～1300℃；钢筋端部表面的加热温度应稍高于该温度，并随钢筋直径大小而产生的温度梯差确定。
4）待钢筋端部达到预定温度后，对钢筋轴向加压到30～40MPa，直到焊缝处对称均匀变粗，其隆起直径为钢筋直径的1.4～1.6倍，变形长度为钢筋直径的1.3～1.5倍。气压焊施压时，应根据钢筋直径和焊接设备等具体条件，选用适宜的加压方式，目前有等压法、二次加压法和三次加压法，常用的是三次加压法。
（3）钢筋气压焊接头的质量检验，分为外观检查、拉伸试验和弯曲试验3项。对一般构筑物，以300个接头作为一批；对现浇钢筋混凝土结构，同一楼层中以300个接头作为一批，不足300个接头仍作为一批。
1）外观检查。钢筋气压焊接头应逐个进行外观检查，其检查结果应符合下列要求。
a.同直径钢筋焊接时，偏心量不得大于钢筋直径的0.15倍，且不得大于1mm；对不同直径钢筋焊接时，应按较小钢筋直径计算。当大于规定值时，应切除重焊。
b.钢筋的轴线应尽量在同一条直线上，若有弯曲，其轴线弯折角不得大于4°。
c.墩粗直径d不得小于钢筋直径的1.4倍，当小于此规定值时，应重新加热墩粗。
2）拉伸试验。从每批接头中随机切取3个接头做拉伸试验，其试验结果应符合下列要求。
a.试件的抗拉强度均不得小于该级别钢筋规定的抗拉强度；
b.拉伸断裂应断于压焊面之外，并呈延性断裂。
当有1个试件不符合要求时，应再切取6个试件进行复验；当复验结果仍有1个试件不符合要求时，应确认该批接头为不合格品。
3）弯曲试验。梁、板的水平钢筋连接中应切取3个试件做弯曲试验，弯曲试验的结果应符合下列要求。
a.气压焊接头进行弯曲试验时，应将试件受压面的凸起部分消除，并应与钢筋外表面齐平。弯心直径应比原材弯心直径增加1倍钢筋直径，弯曲角度均为90°。
b.弯曲试验可在万能试验机、手动或电动液压弯曲试验器上进行，处在弯曲中心点，弯至90°，3个试件均不得在压焊面发生破断。
当试验结果有1个试件不符合要求，应再切取6个试件进行复验；当复验仍有1个试件不符合要求，应确认该批接头为不合格品。压焊面应复验结果。
4.2.5.3 钢筋机械连接
钢筋的机械连接是指通过连接件的机械咬合作用或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。
钢筋机械连接方法，主要有钢筋锥螺纹套筒连接（图4.24）、钢筋套筒挤压连接（图4.25）、钢筋墩粗直螺纹套筒连接、钢筋滚压直螺纹套筒连接（直接滚压、挤肋滚压、剥肋滚压）等，经过工程实践证明，钢筋锥螺纹套筒连接和钢筋套筒挤压连接，是目前比较成功、深受工程单位欢迎的连接接头形式。
图4.24 钢筋锥螺纹套筒连接
1—已连接的钢筋；2—银螺纹套筒；3—待连接的钢筋
图4.25 套筒挤压连接及接头试样
1.钢筋锥螺纹套筒连接
钢筋锥螺纹接头是一种新型的钢筋机械连接接头技术。国外在20世纪80年代已开始使用，我国于1991年研究成功，1993年被国家科委列入 “国家科技成果重点推广计划”；此项新技术已在北京、上海、广东等地推广应用，获得了较大的经济效益。
钢筋锥螺纹套筒连接是将所连钢筋的对接端头，在钢筋套丝机上加工成与套筒匹配的锥螺纹，将带锥行内丝的套筒用扭力扳手按一定力矩值把两根钢筋连接成一体。这种连接方法，具有使用范围广、施工工艺简单、施工速度快、综合成本低、连接质量好、有利于环境保护等优点。
2.钢筋套筒挤压连接
带肋钢筋套筒挤压连接是将两根待接钢筋插入钢套筒，用挤压设备沿径向挤压钢套筒，使钢套筒产生塑性变形，依靠变形的钢套筒与被连接钢筋的纵、横肋产生机械咬合而成为一个整体的钢筋连接方法，如图4.26所示。由于是在常温下挤压连接，所以也称为钢筋冷挤压连接。这种连接方法具有操作简单、容易掌握、对中度高、连接速度快、安全可靠、不污染环境、易实现文明施工等优点。
3.钢筋螺纹套筒连接
目前，螺纹套筒连接应用非常广泛，螺纹套筒连接能在现场连接
14～40mm的同径、异径的竖向、水平或任何倾角的钢筋，它连接速度快、对中性好、工艺简单、安全可靠、节约钢材和能源，可全天候施工。可用于一、二级抗震设防的工业与民用建筑的梁、板、柱、墙、基础的施工。但不得用于预应力钢筋或承受反复动荷载及高应力疲劳荷载的结构。
螺纹套筒由专业厂家提供，螺纹套筒采用优质碳素钢制作，套筒的受拉承载力不小于钢筋抗拉强度的1.1倍。钢筋连接端的螺纹采用钢筋剥肋滚丝机在现场加工，见图4.26。
图4.26 直螺纹连接套筒和现场钢筋直螺纹剥肋滚压加工
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