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任务4.1
钢筋加工

4.1.1 钢筋加工前的准备工作

1)钢筋的分类

(1)按钢筋外形分类

①光圆钢筋是表面轧制为光面且截面为圆形的钢筋,如HPB300 级钢筋。

②变形钢筋是表面带有凸纹的钢筋,凸纹一般为月牙形,另外还有螺旋形、人字形两种,如HRB400、HRB500、RRB400 级钢筋。

③钢丝是指直径在 5 mm以下的钢筋,钢丝有低碳钢丝和碳素钢丝两种。把光面碳素钢丝在绞线机上进行捻合,再经低温回火而成为钢绞线。

(2)按化学成分分类

①碳素钢钢筋。碳素钢钢筋按含碳量不同分为低碳钢钢筋(碳的质量分数低于0.25%)、中碳钢钢筋(碳的质量分数为 0.25%~ 0.6%)和高碳钢钢筋(碳的质量分数为0.6%~ 1.4%)。含碳量高的钢筋,其强度和硬度也高,但塑性和可焊性随含碳量增加而降低。

②普通低合金钢钢筋。普通低合金钢钢筋是在低碳钢和中碳钢的成分中加入少量的合金元素(如锰、硅、钛、钒等)而轧制成的钢筋。这些合金元素具有改善钢筋性能的作用,合金元素总的质量分数小于 5%。

(3)按生产工艺分类

①热轧钢筋。热轧钢筋是由低碳钢或普通低合金钢在高温状态下轧制成形并自然冷却的成品钢筋。

②热处理钢筋。热处理钢筋是采用热轧螺纹钢筋经过加热淬火及回火等调质热处理而制成的钢筋。

③冷轧带肋钢筋。冷轧带肋钢筋是采用普通低碳钢或低合金钢热轧的圆盘条为母材,经冷轧减径后在其表面冷轧二面或三面有肋的钢筋。

④冷拉钢筋。冷拉钢筋是将热轧钢筋在常温下进行强力拉伸使其强度提高的一种钢筋。

⑤钢丝。钢丝按生产工艺分为碳素钢丝和冷拔低碳钢丝。碳素钢丝是由优质高碳钢盘条经淬火、酸洗、拔制、回火等工艺而制成的,又称高强圆形钢丝或预应力钢丝。碳素钢丝按生产工艺可分为冷拉钢丝及矫直回火钢丝两个品种。

⑥钢绞线。把光面碳素钢丝在绞线机上进行捻合,再经低温回火而成为钢绞线。

2)钢筋的检验

钢筋应具有出厂质量证明书和试验报告单,进场时除应检查其外观和标志外,应按不同的钢种、等级、牌号、规格及生产厂家分批抽取试样进行力学性能检验,检验试验方法应符合现行国家标准的规定。钢筋经进场检验合格后方可使用。

①钢筋分批检验时,可由同一牌号、同一炉罐号、同一尺寸的钢筋进行组批,每批的质量应不大于 60 t。

②超过 60 t的部分,每增加 40 t(或不足 40 t的余数)应增加一次拉伸和弯曲试验试样。钢筋的进场检验亦可由同一牌号、同一冶炼方法、同一浇注方法的不同炉罐号组成混合批进行,但各炉罐号的含碳量之差应不大于 0.02%,含锰量之差应不大于 0.15%。

3)钢筋的保存

在工地存放时,应按不同品种、规格,分批分别堆置整齐,不得混杂,并应设立识别标志(图 4.1),存放的时间宜不超过 6 个月;存放场地应有防、排水设施,且钢筋不得直接置于地面,应垫高或堆置在台座上,顶部应采用合适的材料予以覆盖,防止水浸和雨淋。

图 4.1 钢筋分类存放

4.1.2 钢筋的加工

钢筋的加工是指根据设计图样要求和施工规范将钢筋在钢筋车间加工成符合要求的形状和尺寸。钢筋的加工工序主要包括除锈、调直、下料、切断、弯曲成形、钢筋的连接等。

1)钢筋除锈

(1)手工除锈

常用的手工除锈方法有以下两种:

①钢丝刷除锈。用钢丝刷在钢筋表面来回擦动,以达到除锈的目的。这种除锈方法工效较低,主要用于少量钢筋除锈或局部除锈,如图 4.2 所示。

②砂盘除锈。用砂盘中的干燥砂子摩擦钢筋表面,以达到除锈的目的。这种除锈方法效果较好,主要用于较粗的钢筋除锈。

(2)酸洗除锈

酸洗除锈是将钢筋放入酸洗槽中,将油污、铁锈清洗干净。这种方法较人工除锈彻底,工效也高,适用于大量除锈工作。

(3)机械除锈

机械除锈常用以下两种方法:

①除锈机除锈。用小功率电动机带动圆盘钢丝刷,通过圆盘钢丝刷高速转动清除钢筋表面铁锈。这种方法工效高,也能获得良好的除锈效果,如图 4.3 所示。

②喷砂法除锈。该方法主要是用空压机、储砂机、喷砂管、喷头等设备,利用空压机产生的强大气流形成高压砂流除锈。这种方法除锈效果较好,适用于大量除锈工作,如图 4.4所示。

若在钢筋除锈过程中发现钢筋表面的氧化铁鳞落现象严重,并已损伤钢筋截面,或在除锈后钢筋表面有严重的麻坑、斑点伤蚀截面时,应降级使用或剔除不用。

图 4.2 钢丝刷除锈

图 4.3 除锈机除锈

图 4.4 喷砂法除锈

2)钢筋的调直

钢筋在加工成形前,均应调直。钢筋的调直方法有手工调直和机械调直两种。

(1)手工调直

对工程量小或临时在工地加工的钢筋,常采用手工调直钢筋。

①钢丝的调直。钢丝可以采用夹轮牵引调直,如牵引过轮的钢丝还存在局部弯曲,可用小锤敲打平直,也可以采用蛇形管调直。蛇形管采用长 40 ~ 50 cm、外径 20 mm的厚壁钢管。蛇形管壁四周打上小孔,排漏铁锈粉末,管两端连接喇叭状进出口,将蛇形管固定在支架上,需要调直的钢丝穿过蛇形管,用人力向前牵引,即可将钢丝基本调直,局部慢弯处可用小锤加以平直,如图 4.5 所示。

图 4.5 钢丝调直装置示意

1—盘条架;2—钢丝;3—蛇形管;4—固定支架

②细钢筋调直直径在 10 mm以下的盘圆钢筋称为细钢筋。细钢筋可以在工作台上用小锤敲直,也可用绞磨车拉直。绞磨车装置是由一台手摇绞车或木绞盘、钢丝绳、地锚和夹具组成(图 4.6)。操作时先将盘圆钢筋搁在盘条架上,人工将钢筋拉到一定长度切断,分别将钢筋两端夹在地锚和绞磨端的夹具上,推动绞磨,即可将钢筋基本拉直。

③粗钢筋调直。直条粗钢筋的曲折是在运输和堆放过程中造成的,一般仅在直条上出现一些缓弯,常用人工在工作台上调直。

(2)机械调直

机械调直是利用钢筋调直机或卷扬机把弯曲的钢筋调直使其达到钢筋加工的要求。

图 4.6 绞磨车调直钢筋示意

1—盘条架;2—钢筋剪;3—开盘钢筋;4—地锚;

5—钢筋夹;6—调直钢筋;7—钢筋夹;8—绞磨车

①调直机调直。目前采用的钢筋调直机械都具有钢筋除锈、调直和切断三项功能。这三道工序能在操作中一次完成,使用方便、工效高、调直质量好。

②卷扬机冷拉调直直径 10 mm以下的HPB235 级盘圆钢筋,可采用卷扬机拉直,它能完成除锈、拉伸、调直三道工序。冷拉时,HPB235 级钢筋的冷拉率不宜大于 4%,HRB335 级、HRB400 级及RRB400 级钢筋冷拉率不宜大于 1%。

3)钢筋下料

钢筋经过除锈、调直后,可根据构件配筋图,计算钢筋的下料长度,进行画线下料加工。

(1)钢筋中部弯曲处的量度差值

施工图纸的钢筋尺寸:钢筋的外边缘尺寸(外包尺寸)。

直线钢筋:钢筋下料长度=轴线长度=外包尺寸。

钢筋弯曲特性:弯曲后,受弯处外边缘伸长,内边缘缩短,中心线(轴线)则保持原有尺寸。

钢筋长度的度量方法:钢筋长度是指外包尺寸,钢筋弯曲以后存在一个量度差值,在计算下料长度时必须加以扣除。

量度差值:钢筋外包尺寸和轴线长度之间存在的一个差值。

(2)钢筋下料长度计算

直钢筋下料长度=直构件长度-保护层厚度+末端弯钩增加长度。

弯起钢筋下料长度=直段长度+斜段长度-弯折量度差值+末端弯钩增加长度。

箍筋下料长度=直段长度+弯钩增加长度-弯折量度差值=箍筋周长+箍筋调整值。

箍筋数量= (构件长-两端保护层厚度)/箍筋间距+1。

弯起钢筋斜长及增加长度计算见表 4.1。

(3)钢筋下料计算注意事项

①在设计图纸中,钢筋配置的细节问题没有注明时,一般按构造要求处理。

②配料计算时,要考虑钢筋的形状和尺寸,在满足设计要求的前提下,要有利于加工。

③配料时,还要考虑施工需要的附加钢筋。

表 4.1 弯起钢筋斜长及增加长度计算表

4)钢筋的切断

钢筋经过除锈、调直后,根据钢筋配料单和料牌上标示的钢筋下料长度、规格切断钢筋,钢筋的切断方法有手工切断和机械切断两种。

(1)手工切断

①断线钳切断。断线钳可切断钢丝及 6 mm以下的钢筋。

②手动切断机切断。手动切断机一般能切断 16 mm以下的钢筋,它可以根据所切断钢筋直径来调整手柄长度,切断时比较省力。

③手动液压切断器切断。手动液压切断器能切断 16 mm以上的钢筋,它主要通过液压传动使刀片切割钢筋来完成切断。

④克子切断钢筋。加工工作量较小时,可用克子切断。操作时将钢筋放在克子槽内,上克边紧贴下克边,用锤子打上克将钢筋切断。

(2)机械切断

机械切断是指用钢筋切断机来切断钢筋,较手工切断钢筋速度快,加工量大。目前常用电动切割机切断钢筋,该法适用于直径 40 mm以下的钢筋。

5)钢筋的弯曲成形

钢筋的弯曲成形是指将已经切断或配好的钢筋按钢筋配料单或料牌上的钢筋式样和尺寸,弯曲加工成相应的形状、尺寸。钢筋弯曲成形的方法有手工和机械两种。其操作顺序是:画线→试弯→弯曲成形。

(1)画线

画线是指在钢筋弯曲前,根据钢筋配料单或料牌上标明的尺寸,用石笔将各弯曲点位置画出。

对于所弯曲的钢筋,要根据料牌上要求的式样和尺寸将各段分隔画线,画线长度应考虑弯曲调整值,并在弯曲操作方向相反的一侧长度内扣除[图 4.7(a)](两段长度分别为 a b ,根据不同的弯曲方式,画线长度也不同),弯曲时使画线点处于板柱外缘。对于弯折 135°和180°的钢筋,画线点的位置按图样上的长度尺寸减小一个直径长,如图 4.7(b)所示。画线工作宜从中线开始向两端进行;两端不对称的钢筋,也可以从钢筋一端开始画线,如画到另一端有出入时,则应重新调整。

图 4.7 弯曲钢筋画线方法

(2)试弯

弯曲钢筋画线后,即可试弯一根,以检查画线的结果是否符合设计要求。如不符合,应对弯曲顺序、画线、弯曲标志、板距等进行调整,待调整合格后,才能成批弯制。

(3)弯曲成形

①手工弯曲。手工弯曲钢筋成形的设备简单、成形准确,在工地上经常采用。手工弯曲直径 12 mm以下的钢筋时,通常使用手摇扳手,一次可以弯 1 ~ 4 根钢筋。手工弯曲粗钢筋时,可用横口扳手在工作台上进行,这种方法可以弯曲直径 32 mm以下的钢筋(图 4.8)。

②机械弯曲成形。将钢筋需要弯曲的部位放到心轴与成形轴(工作轴)之间,开动弯曲机。当工作盘旋转 90°时,成形轴也转动 90°。由于钢筋被挡铁轴阻止不能运动,成形轴就将钢筋绕着心轴弯成 90°的弯钩。如果工作盘继续旋转到 180°,成形轴也就把钢筋弯成 180°的弯钩。用倒顺开关使工作盘反转,成形轴就回到原来位置,即弯曲结束(图 4.9)。

图 4.8 钢筋手工弯曲

图 4.9 钢筋机械弯曲

6)钢筋的连接

钢筋的连接是指钢筋接头的连接,有绑扎连接、焊接连接和机械连接 3 种。

(1)绑扎连接

钢筋的绑扎连接就是钢筋按照规定的搭接长度搭接,在搭接部分的中心和两端用铁丝扎紧。

采用钢筋绑扎连接时,钢筋绑扎接头位置以及搭接长度应符合国家现行标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204—2015)的规定。

①在任何情况下,受拉钢筋的搭接长度不应小于 300 mm;受压钢筋的搭接长度不应小于200 mm。

②同一构件中相邻纵向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 25 mm。

③轴心受拉及小偏心受拉杆件(如桁架和拱的拉杆)的纵向受力钢筋不得采用绑扎搭接接头。当受拉钢筋的直径 d >28 mm及受压钢筋的直径 d >32 mm时,不宜采用绑扎搭接接头。

(2)焊接连接

在工程施工中,当钢筋的长度不够时就需要进行连接。焊接是钢筋连接最常用的一种方法。在钢筋焊接施工中,焊接方法主要有钢筋电阻点焊、闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊及气压焊等。为确保钢筋焊接质量,最重要的是:焊工必须持有考试合格证方可上岗操作;每批钢筋正式焊接前,应进行现场条件下焊接性能试验,合格后方可正式生产。

①钢筋电阻点焊。钢筋电阻点焊是将两根钢筋安放成交叉叠接形式,压紧于两极之间,利用电阻热融化母材金属,同时加压形成焊点的一种压焊方法。它主要用于钢筋的交叉连接,如用来焊接钢筋骨架和钢筋网片,是一种生产效率高、质量好的工艺方法。

②闪光对焊。闪光对焊是将两钢筋安放成对接形式,利用电阻热使接触点金属熔化,产生强烈飞溅,形成闪光,迅速施加顶锻力完成的一种压焊方法。闪光对焊具有工效高、材料省、费用低、质量好等优点。它是目前在建筑工程中比较常用的一种接头焊接方法,是电阻焊的一种对接方法。

③焊条电弧焊。焊条电弧焊是以焊条作为一极,钢筋为另一极,利用焊接电流通过产生的电弧热进行焊接的一种熔焊方法。

(3)钢筋的机械连接

钢筋的机械连接是指通过钢筋与连接件的机械咬合作用或钢筋端面的承压作用,将一根钢筋中的力传递到另一根钢筋的连接方法。钢筋机械连接的形式很多,有套筒挤压连接、钢筋锥螺纹连接、墩粗直螺纹连接、滚轧直螺纹连接、熔融金属充填连接和水泥灌浆充填连接等。

①套筒挤压连接。套筒挤压连接是将需连接的带肋钢筋插入特制钢套筒内,利用挤压机对钢套筒进行径向或轴向挤压,使它产生塑性变形与带肋钢筋紧紧咬合形成接头,从而实现钢筋的连接。它适用于竖向、横向及其他方向的粗直径带肋钢筋的连接。与焊接相比,它具有省电、无明火作业、施工简便和接头可靠度高等特点,不受钢筋焊接性及气候影响(图4.10)。

图 4.10 钢筋套筒挤压连接

②钢筋锥螺纹连接。钢筋锥螺纹连接是先将钢筋需要连接的端部加工成锥形螺纹,利用钢筋端部的锥形螺纹与内壁带有相同内螺纹(锥形)的连接套筒相互拧紧后,靠锥形螺纹相互咬合形成接头的连接,如图 4.11 所示。这种连接方式施工速度快、不受气候影响、质量稳定、对中性好。

图 4.11 钢筋锥螺纹连接

1,3—钢筋 2—连接套筒 UCKHuUzGMCdiAO1eivwlYwsquoY1TSKo1xhnkvSX8hAPH41x4q5mqbt6rZhEjBlf

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