专利名称：热挤压连接变形钢筋的方法
技术领域：
本发明属于建筑及水利工程的钢筋工程施工技术领域。
由于变形钢筋在钢筋混凝土结构及予应力混凝土结构中具有良好的使用特性，随着建筑业迅速发展，变形钢筋需求量也日益增大。为此，国内外对钢筋接头连接方法进行了大量的研究。现有钢筋连接方法，有绑扎接头;焊接接头;机械连接接头三大类，其中机械冷压结接头，是用机械力压结套于欲连接的钢筋接头处的钢套管压槽成型的一种机械连接接头。现有机械冷压结接头的压结模形状有园形、六角形，有的压结模的压槽过渡坡度为90°。香港CCL远东有限公司提供的机械压结机的压力高达1000吨，由此可见其施工设备体积笨重。同时机械冷压结接头是在冷态(施工环境温度)下进行的。钢套管被压槽部位易受机械损伤和硬化，这影响着接头的综合性能和低温性能，因此美国原子能管理委员会未批准该连接方法应用于美国原子能电站施工。
本发明目的在于克服机械冷压结连接变形钢筋接头的不足之处，提出一种热挤压连接变形钢筋的机械连接方法。由该方法连接的钢筋接头具有一定的强度裕量，并能消除机械冷压结接头的机械冷加工硬化特征，改善钢筋接头的综合性能和低温性能，同时使施工机械小型轻便化，并减少钢筋接头的钢材消耗量。
本发明实施工艺特征之一为在钢筋混凝土工程施工现场将经特殊加工的内径略大于被连接钢筋外径的钢连接管套在待连接的两根钢筋接头处(即两根钢筋头分别由连接管两端被插入到连接管内中心处)，用加热装置对需挤压部位的连接管外周加热到一定温度，然后用挤压机对连接管进行单边整体热挤压或多次多道热挤压成型，冷却后成为一个完整的不可卸的对接型式的机械连接接头。如果工程的施工网络需要一减少钢筋连接工序现场施工的时间，热挤压连接管接头还可以分二步完成，即在钢筋加工厂内(包括施工现场不干扰其他工序正常施工的地方)予先将待连接的钢筋一端套入连接管内中心部位，然后用热挤压工艺完成变形钢筋接头的一半，这个变形钢筋接头上连接管未挤压的另一端到施工现场套入混凝土结构中待接长的钢筋端头后加热挤压成型，完成了整个变形钢筋热挤压机械连接接头。本发明的连接管是经特殊加工的无缝钢套管，如附
图1所示，连接管〔1〕管径内侧开有二条对称的通槽〔3〕、〔4〕，连接管中心段设置有限位间隔〔2〕，以利待连接的钢筋头能快速地套于连接管内规定的部位(中心部位)。本发明对连接管加热温度的范围为350℃至850℃，加热装置是以燃料为热源或电加热的环形加热器以及加热炉。还可以使用高热剂进行加热。本发明使用的携带式挤压机分别由门式手持挤压器和电动高压油泵二部分组成，液压源与挤压器之间用高压胶管接通油路。门式手持挤压器设置有回程油路，其挤压模内腔压合时横截面形状为十边形及其他多边形，挤压模压槽的过渡坡度为135°至170°。挤压器工作时，可根据待连接钢筋的规格(强度等级及直径大小)和热挤压工艺(单边整体热挤压或多次多道热挤压)更换相应的挤压模。
本发明利用热胀冷缩原理以及碳钢热加工特点(变形抗力小，塑性良好，变形过程中不会呈现加工硬化现象，变形后具有等轴再结晶组织，并且还可改善碳钢的机械性能)进行设计热挤压钢连接管机械变形钢筋接头的工艺，同时根据等强度原则(保留有热挤压接头强度≥被连接钢筋额定极限强度的1.2倍的强度裕量)设计连接管各参数，因此连接管在热挤压后不仅消除了钢连接管受机械冷压结时产生的硬化特征，改善接头的综合性能和低温性能，同时能大幅度增大连接管与变形钢筋被压结部分的机械握裹力，从而提高了接头的可靠性。由于本发明对连接管的压结采用加热后再挤压，可大大降低挤压机的机械挤压力吨位，从而使得热挤压施工设备小型轻便化。同时可减少变形钢筋连接管的尺寸，降低钢筋接头的钢材消耗量。本发明特别适用于重要的大型钢筋混凝土工程和予应力混凝土工程。
实施例一按照本发明在钢筋混凝土工程施工现场连接直径32毫米的Ⅱ级钢筋接头，采用45＃钢连接管，管径内侧开有两条对称的尺寸为2×4毫米的通槽，连接管长为170毫米，连接管外径为54毫米壁厚为9毫米。将连接管套进两根待连接的钢筋接头处(每根钢筋套连接管一半)，用12咀的环形氧气-乙炔火焰加热枪加热连接管达到450℃至550℃，采用如图二所示压槽过渡坡度〔6〕为135°的十边形挤压模，对连接管进行热挤压，30毫米长的连接管中心段不挤压，中心段两侧各挤压四道压槽，这样就完成了两根变形钢筋对接型式的机械连接接头。接头完全符合工程设计要求。
实施例二为满足钢筋混凝土工程施工网络的进度要求，减少施工现场钢筋工程施工时间和相关工序的干扰，将热挤压连接变形钢筋工艺分两步进行，即在钢筋加工厂内予先将待连接的钢筋(钢筋与连接管的规格尺寸相同于实施例一)一端套入连接管中心部位，然后用相同于上述实施例一的热挤压工艺完成热挤压接头的一半，这个变形钢筋接头上连接管未挤压的另一半到施工现场套入待接长的钢筋端头后加热挤压，这样完成了整个变形钢筋热挤压机械连接接头。
附图1钢连接管示意图，图中〔1〕是钢连接管，〔2〕是限位环(限位间隔)，〔3〕、〔4〕是通槽。
附图2典型挤压模压合形状示意图，图中〔5〕是动挤压模，〔6〕是压槽过渡坡度，〔7〕是压结面，〔8〕是定挤压模。
权利要求
1.热挤压连接变形钢筋的方法，是用钢连接管套在需连接的两根变形钢筋接头处，挤压钢连接管以对接型式的机械连接方式连接变形钢筋，其特征在于将钢连接管加热到350℃至850℃，再用装有专用挤压模的挤压机进行单边整体热挤压或多次多道热挤压钢连接管连接变形钢筋。
2.根据权利要求1所述的热挤压连接变形钢筋的方法，其特征在于钢连接管内侧有两道对称通槽，连接管的中心部位设置有限位间隔。
3.根据权利要求1所述的热挤压连接变形钢筋的方法，其特征在于挤压模内腔压合时的横截面为十边形或其它多边形，其压槽过渡坡度为135°到170°。
全文摘要
热挤压连接变形钢筋的方法是变形钢筋的一种机械连接方法。其特征为将经特殊加工的钢连接管套入待连接的变形钢筋接头处，加热连接管并对之挤压成型成为对接型式的机械连接接头。若工程需要，该接头还可分两步完成，以缩短现场施工时间，并有利于合理安排劳动力。本发明消除了变形钢筋机械冷压结接头的硬化特征，改善钢筋接头的综合性能，同时使得施工机械小型轻便化。本发明特别适用于重要的大型钢筋混凝土工程及预应力混凝土工程。
文档编号B23P11/02GK1044508SQ89100408
公开日1990年8月8日 申请日期1989年1月25日 优先权日1989年1月25日
发明者李本端, 陈笑云, 梅月华 申请人:水利电力部第十二工程局施工科研所