直螺纹钢筋套筒挤压连接是一种结合直螺纹机械咬合与套筒挤压变形的复合连接工艺，通过“螺纹预紧+挤压强化”实现钢筋的超高强度连接。该技术兼具直螺纹施工效率高与挤压连接强度稳定的优势，适用于对连接可靠性要求严苛的工程场景（如超高层建筑、核电站、跨海大桥等）。以下从技术原理、工艺流程、质量控制及典型应用等方面展开分析。
复合连接机制
直螺纹预紧：钢筋端部加工直螺纹，与套筒内螺纹咬合，提供初始连接强度（约承载钢筋屈服强度的60%-70%）。
套筒挤压强化：通过液压设备对套筒施加径向压力，使其发生塑性变形，紧密包裹钢筋肋纹，形成“机械互锁+摩擦咬合”的双重连接（承载力可提升至钢筋母材的1.1倍以上）。
技术优势
抗疲劳性能提升：挤压变形后套筒与钢筋接触面积增加30%-50%，循环荷载下不易松动。
适应动态荷载：在地震、风振等工况下，连接部位的残余变形量较普通直螺纹连接降低40%。
施工灵活性：可在狭小空间或倾斜状态下操作，无需焊接作业空间。
1. 施工准备
钢筋端部处理：
切除端部150mm范围内的毛刺、锈蚀，用砂轮机打磨至露出金属光泽。
直螺纹加工：采用滚轧或剥肋工艺，螺纹长度≥套筒有效丝扣长度+2P（P为螺距）。
套筒检查：
核对套筒规格（如Φ25钢筋用套筒内径25.2-25.5mm，长度110-120mm）。
检查套筒表面无裂纹、内螺纹无缺齿。
2. 连接施工
步骤1：直螺纹预连接
将套筒旋入一根钢筋至外露1-2丝扣，用扭矩扳手施加预紧扭矩（如Φ25钢筋为200N·m）。
步骤2：液压挤压
将套筒居中置于液压挤压机模具内，启动设备分3-4道次挤压，每道次压痕深度≥0.3mm（总压痕量≥套筒壁厚的15%）。
挤压顺序：从套筒中部向两端对称施压，避免单向挤压导致套筒偏心。
步骤3：质量检查
用游标卡尺测量压痕间距（标准值±1mm），用塞尺检查套筒与钢筋间隙（≤0.2mm）。
| 检测项目 | 技术要求 | 检测方法 | 判定标准 |
|---|---|---|---|
| 螺纹精度 | 符合GB/T 197-2018《普通螺纹 公差》6H级 | 螺纹环规通端通过、止端止住 | 通规通过且止规止住 |
| 挤压压痕深度 | ≥0.3mm（Φ25钢筋） | 游标卡尺测量压痕底部至套筒外径距离 | 偏差≤±0.05mm |
| 接头抗拉强度 | ≥钢筋母材抗拉强度标准值 | 单向拉伸试验（JGJ 107-2016） | 破坏部位位于钢筋母材 |
| 残余变形 | ≤0.1mm（Ⅰ级接头） | 高应变反复拉压试验 | 变形量符合规程要求 |
压痕不均匀
原因：液压设备压力不稳定、模具磨损。
处理：校准设备压力至额定值（如Φ25钢筋需≥120MPa），更换磨损模具。
套筒滑丝
原因：钢筋螺纹加工不良、预紧扭矩不足。
处理：重新加工螺纹，预紧扭矩提高至推荐值的110%（如Φ25钢筋调至220N·m）。
接头漏浆
原因：套筒密封圈破损、挤压时混凝土碎屑进入。
处理：更换密封圈，施工前用高压空气吹扫套筒内部。
| 对比项 | 常规直螺纹连接 | 直螺纹+挤压复合连接 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| 连接强度 | 1.0倍钢筋母材强度 | 1.1-1.2倍钢筋母材强度 | 高烈度地震区、大跨度结构 |
| 抗疲劳性能 | 循环荷载下易松动 | 疲劳寿命延长2-3倍 | 桥梁、海上风电基础 |
| 施工效率 | 1分钟/接头 | 3-5分钟/接头（含挤压工序） | 紧急抢修工程（需权衡效率与可靠性） |
| 成本 | 低（套筒单价3-8元） | 高（套筒单价+液压设备租赁费） | 核电站、LNG储罐等对安全冗余要求高的项目 |
港珠澳大桥沉管隧道
连接方式：Φ32-Φ40钢筋采用直螺纹+挤压复合连接。
效果：在120年设计寿命内，接头残余变形量＜0.05mm，抗海水腐蚀性能通过1000小时盐雾试验。
华龙一号核电站安全壳
连接方式：HRB500E钢筋（Φ28-Φ36）全数采用挤压复合连接。
效果：通过美国ASME规范认证，接头在0.8倍屈服强度循环荷载下无损伤。
直螺纹钢筋套筒挤压连接通过“螺纹预紧+挤压强化”的复合机制，显著提升了连接的力学性能与耐久性，尤其适用于对安全性要求极高的工程。施工时需严格控制螺纹加工精度、液压挤压参数及质量检测流程，避免因操作不当导致连接失效。建议在高风险项目或设计寿命＞50年的结构中优先采用该技术，并通过工艺试验验证其适用性。
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