鋼筋套筒連接技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)、民用、道路、橋梁、水工建筑、海洋工程、核電工程等領(lǐng)域廣泛應用。本文介紹了常用的鋼筋連接套筒分類(lèi)以及不同國家鋼筋連接套筒強度要求，并介紹了鋼筋套筒連接技術(shù)在第三代非能動(dòng)核電工程中的應用情況和技術(shù)要求。由于在第三代非能動(dòng)核電工程采用了鋼板混凝土這一結構形式，從而大量使用了可焊型機械套筒，目前可焊型套筒采用進(jìn)口套筒，基于此，本文亦對可焊型套筒的國產(chǎn)化進(jìn)行了思考和探討。

　　1.引言

　　鋼筋套筒連接是繼綁扎連接、焊接連接之后的一種新型連接方式，以其接頭強度高、性能穩定、節省材料、操作方便、施工速度快等優(yōu)點(diǎn)在世界各個(gè)國家迅速發(fā)展，廣泛應用于各個(gè)工程領(lǐng)域。第三代非能動(dòng)核電工程中也采用了鋼筋套筒連接技術(shù)，由于采用了鋼板混凝土這一結構形式，所以大量使用了可焊型機械套筒。本文對常用機械連接套筒分類(lèi)、不同國家鋼筋連接套筒強度要求以及第三代非能動(dòng)核電工程中機械套筒的應用情況和技術(shù)要求進(jìn)行介紹和分析，并對可焊型鋼筋連接套筒的國產(chǎn)化進(jìn)行了思考和探討。

　　2.機械連接套筒分類(lèi)

常用的機械連接套筒有直螺紋套筒、錐螺紋套筒和擠壓套筒，它們的優(yōu)缺點(diǎn)如下。

　　鐓粗直螺紋套筒，提前預制，強度高，易裝配;但鋼筋延性降低，易脆斷，螺紋加工工序多。

　　直接滾壓直螺紋套筒，螺紋加工簡(jiǎn)單，設備投入少;但鋼筋粗細不均，螺紋精度差，設備損耗大。

　　擠(碾)壓肋滾壓直螺紋套筒，螺紋精度較直接滾壓螺紋有一定提高;但設備投入多，不能消除鋼筋粗細不均對螺紋精度的影響。

　　剝肋滾軋直螺紋套筒，螺紋牙型好，精度高，易裝配，設備損耗低;但設備投入多。

　　錐螺紋套筒，提前預制，易裝配;但削弱母材截面，強度降低，螺紋加工精度要求高，受操作影響大。

　　擠壓套筒，強度高;但擠壓對接頭可能產(chǎn)生不利影響，設備笨重，費材料。

　　另外，直螺紋接頭強度不受扭緊力矩的影響，絲扣松動(dòng)和少擰不會(huì )明顯影響接頭強度，且較錐螺紋和擠壓接頭省鋼材。

　　3.各國機械連接套筒的強度要求

　　鋼筋機械連接套筒要達到的目的是鋼筋等強連接，為達到這一要求，各國對機械連接套筒連接的接頭強度都提出了要求：

　　中國：I級接頭，連接件極限抗拉強度大于或等于被連接鋼筋抗拉強度標準值的1.10 倍;II級接頭，連接件極限抗拉強度不小于被連接鋼筋抗拉強度標準值;III級接頭，連接件極限抗拉強度不小于被連接鋼筋屈服強度標準值的1.25 倍。

　　美國：接頭抗拉強度不小于被連接鋼筋屈服強度標準值的1.25 倍。

　　英國、法國：接頭抗拉強度不小于鋼筋抗拉強度標準值。

　　4.第三代非能動(dòng)核電工程中機械連接套筒的形式和技術(shù)要求

　　4.1 套筒形式

　　第三代非能動(dòng)核電工程中常用的機械連接套筒有三種形式：標準連接套筒、帶法蘭連接套筒和可焊型連接套筒。

　　標準連接套筒廣泛應用于核島底板、墻體、樓板等混凝土結構中，和一般工程項目中的套筒形式相同。

　　帶法蘭連接套筒用于樓板鋼筋和鋼板混凝土結構墻體之間的連接，與標準連接套筒相似，其中法蘭主要是將套筒和鋼板進(jìn)行臨時(shí)焊接固定，方便鋼筋的安裝?！　?/span>

　　可焊型套筒用于第三代非能動(dòng)核電工程中鋼板混凝土結構的預埋板，用來(lái)將錨固鋼筋和鋼板進(jìn)行連接，如圖3.2所示。由于該類(lèi)套筒在國內其他項目中應用較少，且焊接性能要求較高，目前項目中采用的是國外錐螺紋套筒。

　　4.3 套筒技術(shù)要求

　　第三代非能動(dòng)核電工程中混凝土結構的設計基于核安全有關(guān)混凝土結構設計規范ACI 349，ACI 349中機械接頭的強度要求相當于國內III級機械接頭，考慮到核電工程結構的安全性及國內標準的適用性，工程中根據套筒使用的部位和接頭百分率采用符合JGJ 107規定的I、II級機械接頭，并按照ACI 349補充循環(huán)加載試驗和應變試驗要求，對于可焊型機械套筒要求進(jìn)行焊接工藝評定：

　　循環(huán)加載試驗：對于每一種機械連接，至少取3組試件進(jìn)行100次頻率為1Hz正弦波形式的循環(huán)加載試驗，加載范圍為被連接鋼筋屈服強度標準值的5%～90%，循環(huán)加載試驗后對試件進(jìn)行靜力試驗，相對直接進(jìn)行靜力張拉試驗應無(wú)承載力損失。

　　應變試驗：對于每一種機械連接，應至少進(jìn)行 6組應變試驗，在達到鋼筋屈服強度標準值 90%時(shí)，機械連接總長(cháng)度的應變不超過(guò)相同長(cháng)度被連接鋼筋應變的150%。

　　焊接工藝評定：對于可焊型機械套筒，應對焊接試件進(jìn)行靜力拉伸試驗，試驗結果不低于對應等級接頭的抗拉強度要求，并進(jìn)行焊縫宏觀(guān)金相試驗。

　　5.可焊型鋼筋機械套筒國產(chǎn)化建議目前第三代非能動(dòng)核電工程中的可焊型鋼筋套筒采用國外進(jìn)口套筒，國內正在開(kāi)展國產(chǎn)化研制工作，結合設計要求和實(shí)際工程應用情況對可焊型套筒國產(chǎn)化建議如下：

　　(1)可焊型套筒在工程使用中接頭百分比一般大于50%，套筒性能應滿(mǎn)足國內I級接頭的要求;

　　(2)套筒原材料屈服強度和抗拉強度不宜低于45號鋼;

　　(3)套筒原材料碳當量不宜超過(guò)0.45%;

　　(4)套筒內螺紋優(yōu)先采用直螺紋。

　　隨著(zhù)建筑結構形式不斷的創(chuàng )新和發(fā)展，對鋼筋套筒的連接形式和性能不斷提出新的要求，第三代非能動(dòng)核電工程中可焊型鋼筋連接套筒的應用就對國內機械套筒的研發(fā)和制造提出了新的要求，相信隨著(zhù)套筒研發(fā)能力和制造水平不斷進(jìn)步和提升，安全、質(zhì)量、高效的鋼筋機械連接技術(shù)一定會(huì )更好地服務(wù)于各類(lèi)重大工程項目。