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22-4 钢筋工程22-4-1 基本要求1钢筋在负温下的力学性能在负温条件下,钢筋的力学性能要发生变化:屈服点和抗拉强度增加,伸长率和抗冲击韧性降低,脆性增加,这种性质称为冷脆性。影响钢筋负温力学性能的因素很多。钢材的化学成分如碳、磷、硅的含量都要增加其冷脆性,而镍、钒、钛的存在则可以改善韧性。钢筋在冷拉后冷脆性增加。时效对低强度钢筋特别是对碳素钢筋的塑性和韧性影响较大,而对高强度钢筋的影响并不十分显著。钢筋的接头经焊接后热影响区内的韧性将要降低,若焊接工艺掌握不当,将使钢筋的塑性和韧性明显下降,综合性能变劣,如果焊接接头冷却过快或接触冰雪,也会使接头产生淬硬组织。此外钢筋在加工过程中所造成的表面缺陷如刻痕、撞击凹陷、焊接烧伤和咬肉等,也会显著增加其冷脆性。2在负温下承受静荷载作用的钢筋混凝土构件,其主要受力钢筋可选用符合国家标准的热轧钢筋、余热处理钢筋、热处理钢筋、高强度圆形钢丝、钢绞线及冷拔低碳钢丝。3在-20-40条件下直接承受中、重级工作制吊车的构件,其主要受力钢筋宜选用细直径且碳及合金元素含量为中、下限的钢筋。4对在寒冷地区缺乏使用经验的特殊结构构造,或易使预应力钢筋产生刻痕或咬伤的锚夹具,一般应进行构造、构件和锚夹具的负温性能试验。5在负温条件下使用的钢筋,施工过程中要加强管理和检验。钢筋在运输、加工过程中注意防止撞击、刻痕。特别是在使用高强度钢筋时尤应注意。22-4-2 钢筋负温冷拉和冷弯1钢筋冷拉温度不宜低于-20,预应力钢筋张拉温度不宜低于-15。2钢筋负温冷拉方法可采用控制应力方法或控制冷拉率方法。用作预应力混凝土结构的预应力筋,宜采用控制应力方法;不能分炉批的热轧钢筋冷拉,不宜采用控制冷拉率的方法。3在负温条件下采用控制应力方法冷拉钢筋时,由于伸长率随温度降低而减少,如控制应力不变,则伸长率不足,钢筋强度将达不到设计要求,因此在负温下冷拉的控制应力应较常温提高。而冷拉率的确定应与常温施工相同。冷拉控制应力及最大冷拉率应符合表22-22的要求。冷拉控制应力及最大冷拉率 表22-22项次钢筋级别冷拉控制应力(N/mm2)最大冷拉率(%)常温-201HPB 235 d12mm28031010.02HRB 335d25mm4504805.5d2840mm4304603HRB 400、RRB 4005005305.0钢筋冷拉率在常温下由试验确定。测定同炉批钢筋冷拉率的冷拉应力应符合表22-23的要求。测定冷拉率时钢筋的冷拉应力 表22-23项次钢筋级别冷拉应力(N/mm2)1HPB 235 d12mm3102HRB 335d25mm480d2840mm4603HRB 400、RRB 400530钢筋的试样不应少于4个,并取其试验结果的算术平均值作为该钢筋实际应用的冷拉率。4在负温下冷拉后的钢筋,应逐根进行外观质量检查,其表面不得有裂纹和局部颈缩。5钢筋冷拉设备仪表和液压工作系统油液应根据环境温度选用,并应在使用温度条件下进行配套校验。6当温度低于-20时,严禁对钢筋进行冷弯操作,以避免在钢筋弯点处发生强化,造成钢筋脆断。22-4-3 钢筋负温焊接1钢筋负温焊接条件冬期在负温条件下焊接钢筋,应尽量安排在室内进行。如必须在室外焊接,其环境温度不宜低于-20,风力超过3级时应有挡风措施。焊后未冷却的接头,严禁碰到冰雪。2负温闪光对焊(1)负温闪光对焊,宜采用预热闪光焊或闪光预热闪光焊工艺。钢筋端面比较平整时,宜采用预热闪光焊;端面不平整时,宜采用闪光预热闪光焊。(2)负温闪光对焊,与常温焊接相比,应采取以下措施:调伸长度增加10%20%,以利于增大加热范围,增加预热留量、预热次数、预热间歇时间和预热接触压力,降低冷却速度,改善接头性能。控制热影响区长度。热影响区长度随钢筋级别、直径的增加而适当增加。变压器级数应降低12级,以能保证闪光顺利为准。在闪光过程开始以前,可将钢筋接触几次,使钢筋温度上升,以利于闪光过程顺利进行。烧化过程中期的速度适当减慢。(3)钢筋负温闪光对焊宜选用表22-24的参数。在施焊时可根据焊件的钢种、直径、施焊温度和焊工技术水平灵活选用。钢筋负温闪光对焊焊接参数 表22-24钢筋直径(mm)变压器级数调伸长度(mm)一次闪光留量(mm)预热留量(mm)二次闪光留量(mm)顶锻留量(mm)见红区长度(mm)12V3010e520251418V333e2385625302025IV、V353e349105625302832V、VI373e4510673035注:1e钢筋端部不平时,两钢筋凸出部分的长度。2表中焊接参数适用于LP-75型对焊机。3负温电弧焊(1)钢筋负温电弧焊时,可参考表22-25选择焊接参数。焊接时必须防止产生过热、烧伤、咬肉和裂纹等缺陷,在构造上应防止在接头处产生偏心受力状态。钢筋负温电弧焊焊接参数 表22-25焊接种类钢筋直径(mm)焊缝层数平焊立焊焊接速度(mm/min)焊条直径(mm)焊接电流(A)焊条直径(mm)焊接电流(A)帮条、搭接101413.21301403.290110901004.01501704.0110130162023.21301403.29011080904.01501704.0120140224034.01501703.210012070905.01802404.0140180坡口182013.21401603.2120130224023.21401603.21201304.01601804.0150170(2)为防止接头热影响区的温度梯度突然增大,进行帮条电弧焊或搭接电弧焊时,第一层焊缝,先从中间引弧,再向两端运弧;立焊时,先从中间向上方运弧,再从下端向中间运弧,以使接头端部的钢筋达到一定的预热效果。在以后各层焊缝的焊接时,采取分层控温施焊。层间温度控制在150350之间,以起到缓冷的作用。坡口焊的加强焊缝的焊接,也应分两层控温施焊。(3)帮条焊时帮条与主筋之间用四点定位焊固定。搭接焊时用两点固定。定位焊缝应离帮条或搭接端部20mm以上。帮条焊与搭接焊的焊缝厚度应不小于0.3倍钢筋直径,焊缝宽度不小于0.7倍钢筋直径。(4)坡口焊时焊缝根部、坡口端面以及钢筋与钢垫板之间均应熔合良好。焊接过程应经常除渣。为了防止接头过热,宜采用几个接头轮流施焊。加强焊缝的宽度应超过V形坡口边缘23mm,其高度也应超过23mm,并平缓过渡至钢筋表面。(5)钢筋电弧焊接头进行多层施焊时,采用“回火焊道施焊法”,即最后回火焊道的长度比前层焊道在两端各缩短46mm,见图22-21,消除或减少前层焊道及过热区的淬硬组织,以改善接头的性能。图22-21 钢筋负温电弧焊回火焊道示意图4负温自动电渣压力焊(1)负温自动电渣压力焊的焊接步骤与常温相同,但焊接参数需做适当调整。其中焊接电流的大小,应根据钢筋直径和焊接时的环境温度而定。它影响渣池温度、粘度、电渣过程的稳定性和钢筋熔化速度。当焊接电流过小时,常发生断弧,使焊接接头不能熔合,因此应适当增加焊接电流。焊接通电时间也应根据钢筋直径和环境温度调整。焊接通电时间过短,会使钢筋端面熔化不均匀,不能紧密接触,不易保证接头的熔合,故应适当加大通电时间。(2)钢筋负温自动电渣压力焊的焊接参数可参考表22-26。钢筋负温自动电渣压力焊焊接参数 表22-26钢筋直径(mm)焊接温度()焊接电流(A)焊接通电时间(s)渣池电压(V)12正温250350122535-1035045013-205506501516正温300400162540-1040050017-206007001920正温350450202545-1045055021-206507502322正温400550222546-1050065023-207008502525正温450600252550-1055070027-208009002928正温500650302560-1060075032-20900100034(3)在负温条件下进行电渣压力焊时,接头药盒拆除的时间宜延长2min左右;接头的渣壳宜延长5min,方可打渣。
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