CN104533021A - 一种钢筋连接用全灌浆套筒 - Google Patents

Abstract

本发明的钢筋连接用全灌浆套筒，包括两段灌浆套筒，分别为第一灌浆套筒和第二灌浆套筒，所述第一灌浆套筒上设有排浆孔，所述两段灌浆套筒通过螺纹连接或者通过连接套筒连接，所述两段灌浆套筒通过灌入灌浆套筒内的灌浆料与被连接钢筋固定连接，所述两段灌浆套筒的外径不同，所述两段灌浆套筒通过直螺纹或锥螺纹连接成为阶梯状的可拆分式全灌浆套筒，所述两段灌浆套筒通过插接旋转螺纹结构连接，本发明的钢筋连接用全灌浆套筒可以缩短装配式混凝土结构预制连梁现浇段长度，减少模板用量和现浇混凝土量，使现场施工现浇工作量降低，从而提高建造施工速度、降低施工成本。

Description

一种钢筋连接用全灌浆套筒

技术领域

本发明涉及一种装配式混凝土结构构筑物的预制混凝土构件连接施工技术领域，尤其是一种预制混凝土结构横向钢筋套筒灌浆连接结构。

背景技术

目前装配式混凝土结构建筑采用工业化技术建造，其主要结构件在工厂预制生产，到现场后将这些预制的混凝土构件安装并连接成为整体，这样的工业生产方式大幅减少了建筑施工现场的湿作业量，显著提高了施工速度，减少了环境污染和物料消耗，已成为我国建筑业发展的新方向。装配式混凝土结构的钢筋连接是影响结构安全关键，钢筋的连接施工技术对施工质量和安装效率也有较大的影响，保证质量、提高工效是建筑工业化不断追求的目标。国家行业标准《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1对预制结构中采用的钢筋连接方法进行了有关规定，其中套筒灌浆连接是关键节点主要采用的方法，可应用于框架柱、剪力墙、预制连梁水平受力钢筋后浇段及框架节点处的钢筋连接。国家行业标准JG/T398《钢筋连接用灌浆套筒》提出了灌浆套筒的有关技术要求,有关地方标准还规定了预制混凝土构件中灌浆套筒和灌浆套筒连接钢筋的位置偏差，JGJ/T398标准规定灌浆套筒内径最小值刚好包容钢筋与灌浆套筒的位置误差，当竖向安装的预制构件(柱、墙)中的灌浆套筒和连接钢筋的位置满足规定的尺寸精度时，才能保证预制柱、剪力墙的连接主筋顺利插入被连接构件上的灌浆套筒内。

但是，装配式框架结构的还会遇到水平钢筋连接，例如预制连梁钢筋在后浇段内的连接、预制柱与叠合梁在装配整体式框架节点内的钢筋连接，这种位置的钢筋连接与竖向安装的预制构件的钢筋连接有所不同。预制梁构件在安装时，是从上向下吊放到支撑构件的位置，构件就位时要将两预制构件的水平和高低位置控制在2mm～3mm的范围内是极其困难的，另外预制构件的外形尺寸和构件上的连接钢筋的位置也都存在偏差，因此，一对预制构件就位后，其水平对接钢筋的轴线最大偏差通常会超过竖向预制构件的连接钢筋的偏差，使用两端都能容纳一定的钢筋轴线偏差的全灌浆套筒连接是国际上普遍接受的方法，但是全灌浆套筒连接又带来新的问题。首先，是带来了接头区域混凝土浇筑困难和密实性的问题。梁用全灌浆腔套筒的内腔尺寸比标准规定的竖向连接用灌浆套筒最小内径尺寸大一些，才能较好地满足水平钢筋连接的需要。而增大套筒内腔直径，必然要增加套筒外径，套筒外径加大后，由于接头在同一截面布置，平行排列的灌浆套筒之间的间隙相比被连接钢筋之间的间隙要小很多，而按我国钢筋的肋形设计的全灌浆套筒总长度达16～20倍钢筋直径d，如32mm钢筋全灌浆套筒的长度可能达到640mm，在长达640mm范围内相邻的套筒之间的缝隙较小时，该区域混凝土浇筑难度加大，甚至造成该区域混凝土浇筑困难，浇筑后混凝土的密实性隐患增加。其次，采用全灌浆套筒需要的安装作业空间较大，在预制结构现浇区域空间较小处，全灌浆套筒难以应用。例如，在预制柱与叠合梁的装配整体式框架节点处，有时钢筋交叉密集，全部采用钢筋锚固连接不能保证混凝土的浇筑质量，因此，该区域的钢筋会采用套筒灌浆连接，现有一体结构的全灌浆套筒使用时要先安装在一端梁的纵筋上，构件就位后再将套筒沿轴向移动0.5倍套筒长度，套到另一端构件的连接钢筋上，这样至少需要1.5倍套筒长度的操作空间，如果柱子的截面尺寸小于1.5倍套筒长度，其节点空间不足，全灌浆套筒就难以应用。同样的原因，一体结构的全灌浆套筒应用在预制连梁水平受力钢筋后浇段时，该现浇带最短长度也至少为1.5倍灌浆套筒长度，为此，使用的模板和模板工程、浇筑混凝土的工作量也比较大，增加了现场施工成本。这些问题都会限制我国装配式框架结构的应用或技术发展。

发明内容

本申请的发明目的在于解决目前上述技术问题，而提供一种可以快速、方便连接作业，而减少施工时间、提高工程质量的钢筋连接用全灌浆套筒。

为了完成本申请的发明目的，本申请采用以下技术方案：

本发明的钢筋连接用全灌浆套筒，包括两段灌浆套筒，分别为第一灌浆套筒和第二灌浆套筒，所述第一灌浆套筒上设有排浆孔，所述两段灌浆套筒通过螺纹连接或者通过连接套筒连接，所述两段灌浆套筒通过灌入灌浆套筒内的灌浆料与被连接钢筋固定连接。

本发明所述两段灌浆套筒的外径不同，所述两段灌浆套筒通过直螺纹或锥螺纹连接成为阶梯状的可拆分式全灌浆套筒。

本发明所述两段灌浆套筒通过插接旋转螺纹结构连接。

本发明所述插接旋转螺纹结构包括位于所述第一灌浆套筒端部的外套接头和位于所述第二灌浆套筒端部的内接头，所述内接头外壁上均匀布设多段节螺纹，所述外套接头内壁上均匀布设多段节螺纹，所述内接头和外套接头的节螺纹相互配合。

本发明所述外套接头的各个节螺纹之间形成沟槽，所述内接头的多个节螺纹可沿着所述沟槽插接在所述外套接头内，两段灌浆套筒相对转动后，所述内接头和外套接头的节螺纹的螺牙相互旋入以固定连接两段灌浆套筒。

本发明所述连接套筒两端内筒壁上设有内螺纹，所述连接套筒通过螺纹配合连接所述两段灌浆套筒。

本发明所述第二灌浆套筒上设有灌浆孔，所述灌浆孔和排浆孔设于灌浆套筒的同一侧，两孔的轴线在垂直于套筒轴线的平面上的投影的夹角不大于15°，所述灌浆孔和排浆孔分别将两段灌浆套筒的内腔与外表面联通。

本发明所述两段灌浆套筒和连接套筒是采用碳素结构钢、合金结构钢、不锈钢或耐蚀钢制成的无缝钢管，所述两段灌浆套筒用机械切削加工工艺加工而成。

本发明所述两段灌浆套筒外端部开口处设有卡槽或凸台，所述卡槽或凸台上定位有用于密封的橡胶环。

本发明的钢筋连接用全灌浆套筒与现有技术相比区别在于：本发明提供了一种组合式全灌浆套筒即把一个全灌浆套筒分为两段加工，通过套筒螺纹连接结构或连接套筒连接成一个灌浆套筒，由于套筒分解为轴向尺寸较短的部件，在连接时可以分别装在两个构件的被连接钢筋上，连接时通过螺纹将灌浆套筒组合，这样可以把灌浆套筒的安装空间显著缩短，对于预制连梁水平受力钢筋的后浇段，可以缩短现浇段长度，减少模板用量和现浇混凝土量，使现场施工作业工作量降低，从而提高施工速度、降低施工成本，对于预制柱与叠合梁的装配整体式框架节点处的钢筋连接，由于缩短了灌浆套筒连接的操作空间，即使截面较小的柱节点，也能应用本套筒实现灌浆连接，从而解决了现有连接技术的难题。

此外，针对解决水平钢筋中心线偏差大的问题，需要比普通竖向用全灌浆连接套筒內腔直径更大的全灌浆套筒产品，本发明可形成阶梯式组合套筒，其中灌浆套筒一端灌浆腔内径加大，提高灌浆套筒吸收了构件安装误差的能力，内径加大的一段仅为套筒全长的1/2左右，而保留了套筒另外1/2长度范围仍为较小外径，由于外径加大部分的长度短，浇筑、振捣受套筒间隙减小影响的范围较小，虽增加了一段套筒内腔尺寸，仍可保证该现浇部分混凝土的正常浇筑，有利于保证施工效率和提高工程质量。

对于超高强钢筋，如500MPa以上强度级别的高强钢筋，以及接头有耐蚀要求的耐蚀钢筋和不锈钢钢筋，钢筋被加工后会对接头连接性能或耐蚀性能产生影响，无法达到与钢筋母材等同的性能。为避免对钢筋有损害的加工，采用高强钢、耐蚀钢和不锈钢材料的全灌浆套筒连接钢筋是一种有效的解决方案，但铸造的套筒难以达到高强，也无法达到与钢筋等同的耐蚀性，此外，一体结构的全灌浆套筒长度达到连接钢筋直径的16倍-20倍，普通生产工艺、设备加工其灌浆腔深处的沟槽极其困难，加工成本高。本发明的灌浆套筒由两段灌浆套筒组成，缩短了套筒加工件的长度，使特殊材料的全灌浆套筒生产加工难度降低，从而为特殊环境或结构中特种材料钢筋的灌浆连接提供了可靠的连接方法。

附图说明

图1为本发明的直螺纹可拆分式全灌浆套筒连接结构示意图；

图2为本发明的直螺纹可拆分式全灌浆套筒插入被连接钢筋示意图；

图3为本发明的锥螺纹可拆分式全灌浆套筒插入被连接钢筋示意图；

图4为本发明连接套筒与灌浆套筒螺接的结构示意图；

图5为本发明连接套筒与灌浆套筒螺接前插入被连接钢筋的示意图；

图6为本发明连接套筒与灌浆套筒螺接后插入被连接钢筋的示意图；

图7为本发明连接套筒与灌浆套筒采用锥螺纹和直螺纹连接套筒螺纹连接的结构示意图；

图8为本发明连接套筒与灌浆套筒采用锥螺纹和直螺纹连接套筒螺纹连接完成后的示意图；

图9为本发明的采用节螺纹的灌浆套筒连接结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的钢筋连接用全灌浆套筒的具体实施方式进行说明：

实施例：

如图1、4和9所示，本实施例的钢筋连接用全灌浆套筒1，包括两段灌浆套筒，分别为第一灌浆套筒11和第二灌浆套筒12，第一灌浆套筒11或者第二灌浆筒12上设排浆孔2，两段灌浆套筒通过螺纹连接或者通过连接套筒5连接，两段灌浆套筒分别通过灌入第一灌浆套筒11和第二灌浆套筒12内的灌浆料与被连接钢筋4固定连接。

如图1-3所示，两段灌浆套筒的外径不同，第一灌浆套筒11的外径大于第二灌浆套筒12的外径，两段灌浆套筒通过直螺纹或锥螺纹连接成为阶梯状的可拆分式全灌浆套筒1。

如图1-2所示，两段灌浆套筒通过直螺纹连接，第二灌浆套筒12的连接端设有外直螺纹，第一灌浆套筒11的连接端设有内直螺纹，第一灌浆套筒11和第二灌浆套筒12通过外直螺纹和内直螺纹连接在一起，第一灌浆套筒11与第二灌浆套筒12的内腔与被连接钢筋4相连，施工时先将被连接钢筋4插接在第一灌浆套筒11的内腔内，然后将套接在被连接钢筋4上的第二灌浆套筒12与第一灌浆套筒11对接，然后相对旋转第一灌浆套筒11和第二灌浆套筒12完成套筒连接，然后进行灌浆连接。

如图3所示，两段灌浆套筒通过锥螺纹连接，即将第一灌浆套筒11和第二灌浆套筒12的内直螺纹和外直螺纹替换为内锥螺纹和外锥螺纹，这样可以减少螺接时旋转筒体的次数，以解决施工时操作空间狭小带来的施工困难的问题，提高工效，而且锥形口对接相对较容易，便于施工。

如图4-6所示，两段灌浆套筒通过连接套筒5连接，连接套筒5两端内筒壁上设有内螺纹，连接套筒5两端内螺纹为直螺纹，两段灌浆套筒的外径基本相等，两段灌浆套筒的端部分别设有和连接套筒5的直螺纹配合的外螺纹，连接套筒5通过螺纹配合连接两段灌浆套筒。

如图7-8所示，两段灌浆套筒通过连接套筒5连接，连接套筒5两端内筒壁上设有内螺纹，两段灌浆套筒1的外径不同，两段灌浆套筒中外径大的为第一灌浆套筒11，外径小的为第二灌浆套筒12，连接套筒5靠近第一灌浆套筒11的一端内螺纹为锥螺纹，连接套筒5靠近第二灌浆套筒12一端的内螺纹为直螺纹，第一灌浆套筒11和第二灌浆套筒12的端部分别设有与锥螺纹和直螺纹配合的外螺纹，连接套筒5通过螺纹配合连接两段灌浆套筒。

上述使用连接套筒5进行灌浆连接的施工工序如下：

1)先将被连接钢筋4分别插接在全灌浆套筒1已安装有密封橡胶环6的第一灌浆套筒11和第二灌浆套筒12内；

2)将连接套筒5螺接在第二灌浆套筒12上，并使连接套筒5的外端伸出第二灌浆套筒12的外部或者与第二灌浆套筒12的外边缘在一个平面上；

3)吊装构件，将第一灌浆套筒11与连接套筒5对接，然后旋转连接套筒5，使连接套筒5套接在第一灌浆套筒11上，完成全灌浆套筒1的初步连接；

4)进行灌浆连接。

如图9所示，两段已安装好橡胶密封环的灌浆套筒通过插接旋转螺纹结构连接，插接旋转螺纹结构包括位于第一灌浆套筒11端部的外套接头和位于第二灌浆套筒12端部的内接头，第二灌浆套筒12内接头外壁上至少均匀布设有两段节螺纹，优选为4段，第一灌浆套筒11外套接头的内筒壁上至少均匀布设有两段节螺纹，优选为4段，钢筋套筒11外套接头的内筒壁上与内接头外壁上的节螺纹相匹配，节螺纹是由内接头或外套接头上完整的螺纹沿着灌浆套筒的轴线方向铣去部分螺纹之后残留的节螺纹，本实施例中优选铣出4段节螺纹，各个节螺纹之间形成沟槽，内接头的多个节螺纹可沿着沟槽插接在外套接头内，内接头卡入外套接头内并旋转节螺纹进行连接，施工时先将被连接钢筋4插接在第一灌浆套筒11内，然后将套接在被连接钢筋上的第二灌浆套筒12的内接头沿着被铣掉的螺纹沟槽卡入外套接头内，然后相对旋转第一灌浆套筒11和第二灌浆套筒12完成套筒连接，然后进行灌浆连接。

采用这种连接方式只需要旋转一定角度就可以将第一灌浆套筒11和第二灌浆套筒12连接在一起，但是对正螺纹还需要特别的结构辅助，螺纹长度要比设计计算的最短全螺纹长1倍以上，即两端套筒的配合段要比配合最短的全螺纹长1倍以上，可在不便旋转套筒处使用，通常还需设一个备紧螺母，内接头或外套接头上完整的螺纹沿着灌浆套筒的轴线方向铣去的部分可以是2或者大于2的数，从而形成相应个数的螺纹沟槽，2个螺纹沟槽时第一灌浆套筒11和第二灌浆套筒12连接要相对旋转90度，3个螺纹沟槽时相对旋转60度，4个螺纹沟槽时相对旋转45度……，相应的螺纹沟槽越多转的角度越少。

如图1-9所示，如果是进行水平钢筋连接则可在其中一段灌浆套筒上设灌浆孔3，另外一段灌浆套筒上设排浆孔2，灌浆孔3和排浆孔2设在全灌浆套筒1的筒体的同一侧，两孔的轴线在垂直于全灌浆套筒轴线的平面上的投影的夹角为0°～15°，灌浆孔3、排浆孔2分别将两段灌浆套筒的内腔与外表面联通，灌浆前将全灌浆套筒1的灌浆孔3和排浆孔2转动到套筒的正上方位置，并在灌浆孔3和排浆孔2上各安装1个灌浆、排浆接头，接头端口的水平最低位置超过灌浆套筒的内腔水平最高点，全灌浆套筒1的两端均进行密封，可以在灌浆套筒外端部开口处(参见图1和2)设卡槽或凸台，卡槽或凸台上定位有用于密封的橡胶环6，或者采用其它材料和方式，将灌浆套筒1内腔与钢筋的间隙进行密封，防止灌入套筒内腔的灌浆料从两端间隙处漏出，最后通过灌浆孔的接头向全灌浆套筒1的内腔注入灌浆料，直至排浆孔的接头流出灌浆料，该接头的灌浆连接才告完成。如果全灌浆套筒1只有在第一灌浆套筒11一端设了排浆孔2，而在第二灌浆套筒12的一端没有设灌浆孔3，就需要在第二灌浆套筒12的端部安装一个设有灌浆孔3的密封件，从该密封件的灌浆孔3处灌入灌浆料，直至灌浆料从第一灌浆套筒11的排浆孔2接头处流出，该接头的灌浆连接才告完成。当用全灌浆套筒1进行竖向预制构件连接，一般将外径大、内腔直径大的第一灌浆套筒11设在下方，而内腔直径小的第二灌浆套筒12设在远离构件端面一端，并将预埋在构件中的连接钢筋4插入第二灌浆套筒12的内腔，第二灌浆套筒12的端部设有卡槽或凸台，卡槽或凸台上定位有用于密封的橡胶环6，用于钢筋与套筒的密封，而第一灌浆套筒11上可以设灌浆孔3，排浆孔2设置在第二灌浆套筒12上，通过灌浆孔3和排浆孔2上安装的灌浆管、排浆管，将全灌浆套筒1的内腔与预制构件的外表面联通，以用于将灌浆料从套筒下方的灌浆孔注入全灌浆套筒内腔，至灌浆料从套筒上方的排浆孔2排出，灌浆连接方告完成；如果第一灌浆套筒11上不设灌浆孔，可利用构件之间的间隙作为联通腔进行灌浆，通过从联通腔处灌注灌浆料，至灌浆料从套筒上方的排浆孔2流出，也可实现全灌浆套筒接头的灌浆连接。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims (9)

1.一种钢筋连接用全灌浆套筒，其特征在于：包括两段灌浆套筒，分别为第一灌浆套筒和第二灌浆套筒，所述第一灌浆套筒上设有排浆孔，所述两段灌浆套筒通过螺纹连接或者通过连接套筒连接，所述两段灌浆套筒通过灌入灌浆套筒内的灌浆料与被连接钢筋固定连接。

2.根据权利要求1所述的钢筋连接用全灌浆套筒，其特征在于：所述两段灌浆套筒的外径不同，所述两段灌浆套筒通过直螺纹或锥螺纹连接成为阶梯状的可拆分式全灌浆套筒。

3.根据权利要求1所述的钢筋连接用全灌浆套筒，其特征在于：所述两段灌浆套筒通过插接旋转螺纹结构连接。

4.根据权利要求3所述的钢筋连接用全灌浆套筒，其特征在于：所述插接旋转螺纹结构包括位于所述第一灌浆套筒端部的外套接头和位于所述第二灌浆套筒端部的内接头，所述内接头外壁上均匀布设多段节螺纹，所述外套接头内壁上均匀布设多段节螺纹，所述内接头和外套接头的节螺纹相互配合。

5.根据权利要求4所述的钢筋连接用全灌浆套筒，其特征在于：所述外套接头的各个节螺纹之间形成沟槽，所述内接头的多个节螺纹可沿着所述沟槽插接在所述外套接头内，两段灌浆套筒相对转动后，所述内接头和外套接头的节螺纹的螺牙相互旋入以固定连接两段灌浆套筒。

6.根据权利要求1所述的钢筋连接用全灌浆套筒，其特征在于：所述连接套筒两端内筒壁上设有内螺纹，所述连接套筒通过螺纹配合连接所述两段灌浆套筒。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的钢筋连接用全灌浆套筒，其特征在于：所述第二灌浆套筒上设有灌浆孔，所述灌浆孔和排浆孔设于灌浆套筒的同一侧，两孔的轴线在垂直于套筒轴线的平面上的投影的夹角不大于15°，所述灌浆孔和排浆孔分别将两段灌浆套筒的内腔与外表面联通。

8.根据权利要求7所述的钢筋连接用全灌浆套筒，其特征在于：所述两段灌浆套筒和连接套筒是采用碳素结构钢、合金结构钢、不锈钢或耐蚀钢制成的无缝钢管，所述两段灌浆套筒用机械切削加工工艺加工而成。

9.根据权利要求8所述的钢筋连接用全灌浆套筒，其特征在于：所述两段灌浆套筒外端部开口处设有卡槽或凸台，所述卡槽或凸台上定位有用于密封的橡胶环。