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大直径钢筋挤压接头性能的试验研究扩晶机充电电池合金带手机耳机进口肉脯z

2022-10-03 18:27:28 扩晶机    手机    

大直径钢筋挤压接头性能的试验研究

1 前言 钢筋挤压连接技术是把2根待接钢筋的端头先后插入1个钢筋套筒内,然后用挤压机径向加压数道,使其产生塑性变形,依靠变形后的钢套筒与被连接钢筋紧密咬合,达到连接的效果。它改变了传统焊接的热工操作方法。国外在70年代初开发此新技术,据报道,美国在地铁、供电、公路桥梁上已广泛应用。在日本,赖户大桥大量采用了该技术,并取得了巨大的经济效益。该项工艺所需的机械设备也已系列化。在我国,为适应钢筋混凝土结构发展的需要,于1987好的解决方法便是把抛光分为两个阶段举行年引进了此项技术,并开展了不少的研究工作。1993年制定了《钢筋冷挤压连接工法》(YJGF),1996年再次制定《钢筋机械连接通用技术规程》(JGJ)和《带肋钢筋套筒挤压技术规程》(JGJ),对接头的性能等级、设计原则、检验标准等都作了详细的规定。标准的制定为此项新技术的推广应用奠定了基础,工程应用表明是成功的。在我国,建筑、交通部门都有成功应用的实例,如珠海国际机场、虎门大桥、武汉长江二桥、西陵长江大桥等。虽然此项新工艺得到了广泛的应用,但主要还是应用于工民建、桥梁墩身等以承受静力荷载为主或是对疲劳要求较低的结构部位。为了弹弓在桥梁工程特别是铁路桥梁中能大范围地正确、合理使用此技术,我们根据桥梁工程中钢筋接头实际所需承受的动、静载荷,对挤压接头技术参数和工艺进行研究,并对接头试件进行静力及疲劳试验。本文提及的挤压接头试件均采用20MnSiⅡ级带肋钢筋(φ28)。2 初步试验 挤压接头试验采用20MnSiⅡ级钢筋,其化学成份及力学性能见表1、表2。表1 20MnSi钢筋(φ28)的化学成份 C/%Mn/%Si/%P/%S/%0.20~0.211.48~1.570.56~0.620.016~0.0210.035~0.042

表2 20MnSi钢筋(φ28)的力学性能σs/Mpaσb/Mpa延伸率/%冷弯375~405560~58020~24合格

钢套筒尺寸为190 mm×50 mm×8 mm,接头每侧各挤压5道,从套筒中间部分开始,顺次向两端挤压。

所有试验均在MTS-1 MN试验系统上进行。

对挤压接头试件进行试验的目的,是为了最终使其能取代焊接接头用于铁路桥梁等钢筋混凝土结构中,因此其疲劳强度应等同混凝土梁中钢筋焊接接头的疲劳强度。参考《铁路桥涵设计规范》(TBJ)中焊接接头的允许应力,预定挤压接头疲劳强度为:σmax=180 Mpa,Δσ=150 Mpa。

上述疲劳强度的要求是比较高的,按规定挤压力500 kN×5制作的试件不能通过σm配线架ax=180 Mpa、Δσ=150 Mpa的200万次应力循环试验,因此,决定在压模宽度不变的条件下,适当降低挤压力做初步试验,其结果见表3。 表3 初步疲劳试验结果试件号挤压力

kN最大应力

Mpa应力幅度

Mpa频率

Hz循环次数

万次备 注1450×第4道压痕2450×处母材断

从试件结果看,断口均在最后一道压痕处的母材上,这说明挤镀锌管压对套筒及母材产生了不利影响,使下压板降落在挤压处的钢筋易产生疲劳源,此疲劳源从钢筋横肋根部开始扩展,最后形成疲劳断口。从表3还可以看到,2个试件的循环次数是86万次和89万次,这表明按前面提到的技术参数挤压的接头试件不能达到所需的疲劳性能。为此,对可能影响接头疲劳性能的诸因素进行了一系列试验研究,为最终正式试验所采用的挤压力、套筒尺寸、压模宽度提供参考。 3 影响挤压接头强度的因素 3.1 挤压力 试件挤压后,钢筋的应力集中是降低其疲劳寿命的主要因素。一方面,每一道单位面积挤压力的降低可改善钢筋应力集中状况,从而提高挤压接头的疲劳寿命,但挤压力总和的降低会影响接头试件的静力强度。另一方面,在每道挤压力相同时,挤压接头试件在实际拉伸 荷载下,所有的不利因素,如偏心所产生的应力首先会叠加到试件的最后一道压痕处母材上,此处母材实际应力集中程度要比其它挤压处的母材大些。因此,在总挤压力不变的情况下,首先考虑降低最后一道的挤压力,但这又会给挤压操作带来不便。

为了兼顾静力与疲劳两方面并便于实际操作,要在总挤压力能保证静力强度的同时,降低每一道单位面积上的挤压力确定挤压参数。 3.2 挤压道数 在每一道挤压力不变的情况下,接头试件的静力强度随着挤压道数的增加而增加,但并不呈线性递增,静力强度增大幅度随挤压道数增加而减小,当所挤压的道数足以保证母材不破断时,再增加挤压道数,并不能提高试件的静力强度。另一方面,挤压道数与疲劳强度没有直接的关系,疲劳强度只是与钢筋受挤压处的应力集中状况有关。减少挤压道数有利于实际挤压操作。 3.3 压模宽度 在每一道挤压力不变的情况下,改变压模宽度,实际上是改变了单位面积上的挤压但由於塑料收缩率范围和稳定性各有差异力,缓和了因挤压对钢筋造成的应力集中特殊香料程度,这对静力强度的影响不大,但却可提高接头试件的疲劳强度。从另一方面看,压模宽度的增加也是有限制的,达到一定的压模宽度后,原来确定的挤压

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