Анализ мирового опыта механического соединения стержневой арматуры встык опрессовкой муфты

Внимание. Данная статья является цитатой. (Ссылка на источник)

"При быстрорастущих объемах применения монолитного железобетона в строительстве (гражданском, промышленном, специальном, объектов атомной энергетики, мостостроении) приоритетом при выборе технологии возведения арматурных каркасов является не стоимость изготовления, а эксплуатационная безопасность сооружения в течение всего проектного срока службы. «Из мировой практики известно, что один доллар, вложенный в повышение долговечности сооружения дает более ста долларов отдачи в эксплуатации». Известно также, что арматурные работы составляют по трудозатратам и продолжительности по времени основную часть стоимости сооружения по сравнению с бетонными и опалубочными работами.

Мировым опытом общепризнано, что сварные соединения, как способ равнопрочного стыкования строительной арматуры, не имеют перспектив. Опыт возведения арматурных каркасов монолитных сооружений однозначно определяет как наиболее рациональные, экономически целесообразные и гарантирующие эксплуатационную надежность технологии,- муфтовые механические соединения стержневой арматуры: обжимные;резьбовые, винтовые с стопорными гайками и болтовые. Муфтовые механические соединения, обеспечивая стык с прочностью на растяжение, превышающей фактическое усилие временного сопротивления соединяемого проката и с гарантией выносливости, не имеют ограничений, присущих сварным соединениям, и позволяют решить строительную задачу любой сложности.

Мировой опыт (7,8,9,10,11,14) рекомендует для обеспечения арматурных работ при новом строительстве, ремонте и реконструкции сооружений применение разнообразных муфтовых соединений арматуры: обжимных, резьбовых, болтовых.

Таким образом,обжимные соединения, муфты с конической и/или параллельной резьбой, и болтовые муфты образуют функционально полный набор способов стыкования строительной арматуры, позволяющий решить любую конструкторскую и строительную задачу независимо от сложности и размеров возводимого, или реконструируемого объекта.Продолжается дальнейшее технологическое совершенствование муфтовых механических соединений, например, обжимные муфтовые соединения развились в комбинированные муфтовые, т.е в обжимные с резьбовой вставкой, изготавливаемые на высокопроизводительном оборудовании непосредственно на стройплощадке.

Механические соединения стержневой арматуры встык опрессовкой муфты (Repair Splicing System) представляют на мировом рынке ряд ведущих фирм: Bar Splice Products, Inc; Dextra Manufacturing Co., Ltd.;CASTL-MBA (BSG coupler system). Эти бренды представлены в десятках стран мира и остаются ведущими способами механического соединения арматуры периодического профиля встык, как одинакового, так и различного диаметра. Метод применим для соединения арматуры в диапазоне диаметров от 10 до 57 мм. Применяемые переносные прессы представлены в номенклатурном ряде, используются и стационарные прессы.

Обжимные соединения арматуры получают многократным последовательным, либо однократным обжатием переносным гидравлическим прессом арматуры в стальной муфте. С целью повышения эффективности технологии применяют стационарные прессы (расположенные на строительной площадке) для предварительной опрессовки однократным обжатием соединительных муфт с двух сторон арматуры диаметром из ряда Ø 10-57 мм на 1/2 длины соединительной муфты. Возможно также получение соединения деформированием муфты посредством ее протяжки (технология «FLIMU», DYWIDAG).

Экспертные оценки (4,10,11, 14) характеристик различных способов механических соединений строительной арматуры по основным параметрам: габариты стандартного соединения; стоимость; прочность; возможность укрупнения стержней арматуры; квалификация персонала; скорость подготовки соединения; объем контроля; вариативность исполнения; стойкость соединения к динамическим нагрузкам; необходимость вспомогательного оборудования; зависимость от параметров арматуры; наличие ограничений (среднее значение по 10-бальной шкале): обжимные муфты-7,75; болтовые муфты,-7,67; винтовые муфты с стопорными гайками,-8,42; резьбовые муфты с конусной резьбой,-8,66-9; резьбовые муфты с параллельной резьбой,-9,17; комбинированные муфты (предварительно обжатые с резьбовой вставкой), -8,5.

По совокупности существенных признаков обжимные муфтовые соединения находятся в одном ряду с резьбовыми муфтовыми соединениями различного типа.<

В российских условиях актуально продолжить развитие технологии производства обжимных муфтовых соединений арматуры.Эта технология конкурентоспособна с резьбовыми соединениями за счет применения стационарных прессов предварительной заготовки стержней с однократным обжатием муфт на половину их длины с двух концов арматурных стержней илитехнологической линии для предварительной разметки стержневой арматуры и серийной опрессовки соединительных муфт с двух сторон арматуры;совершенствования номенклатурного ряда мобильных прессов, снижения их веса, улучшения конструкции пресса в части удобства пользования и управления, надежности, обеспечения автоматического цикла обжима, обеспечения работы при часто расположенной арматуре, удешевления процесса производства муфт с полной заводской готовностью к применению, оптимизации процесса маркировки муфт и арматуры для упрощения методов контроля; применения мобильной испытательной установки опрессованных соединений на прочность при растяжении в условиях строительной площадки. Предстоит развить опыт ОАО «Мостотрест» (17) по применению механического стыкования стержневой арматуры обжимными муфтами с соединительными элементами на резьбе.

Из механических соединений наибольшее применение в России нашли только обжимные муфтовые соединения.Также, представлены и сертифицированы в России соединения муфтами с параллельной и конусной резьбой; соединения арматуры винтового профиля винтовыми муфтами со стопорными гайками; болтовые муфты, которые не нашли широкого применения вследствие ограниченности российского оборудования в этой области и высокой стоимости импортного оборудования и муфт.Кроме того, разнообразие отечественных арматурных сталей по способам заводского изготовления и виду периодического профиля определяет особый подход к использованию муфтовых резьбовых соединений (15,16). Известна прямая зависимость прочностных и деформационных показателей резьбового соединения от длины свинчивания и механических характеристик соединяемых элементов; поставлена задача создания унифицированного типа муфт при использовании для всех широко распространенных классов арматуры периодического профиля (15). При производстве резьбовых муфтовых соединений должна быть обеспечена защита резьбы на подготовленных к стыкованию элементах соединений и собранных соединений от влаги (коррозии). Зарубежные резьбовые соединения разрабатывались применительно к арматурным стержням выпускаемым в этих странах с специфическим периодическим профилем, особенностями технологии выплавки и проката, для своих климатических условий. Непосредственный перенос разработанных за рубежом конструкций резьбовых стыков на отечественную арматурную сталь и для конструкций, работающих в наших температурно-климатических условиях исключен, их применение должно быть в соответствии с конкретными Техническими условиями.

Применение муфтовых обжимных соединений арматуры по опыту российских (18) и зарубежных производителей (7,8,9,10,11) позволило увеличить производительность труда в 10–15 раз по сравнению с сварными соединениями, значительно уменьшить себестоимость работ.<

Российские стандарты (1,2,3) на применение механических соединений стержневой арматуры распространяются на опрессованные соединения металлической стержневой арматуры с периодическим профилем железобетонных конструкций зданий и сооружений различного назначения и любой степени ответственности, воспринимающих постоянные, временные и особые нагрузки (взрывные, сейсмические и др.) в климатических районах с расчетной температурой до минус 55°С, в районах с сейсмичностью до 9 баллов.

Правильный выбор соответствующих способов изготовления механических муфтовых соединений арматуры - гарантия эксплуатационной безопасности в течение проектного срока службы объекта."