CN109162198A - 一种用于装配式桥墩的灌浆套筒与施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种用于装配式桥墩的灌浆套筒与施工方法，套筒在平行于混凝土截面方向为纺锤形，纺锤部分的宽度为钢筋插入孔宽度的2倍，并与钢筋插入孔和钢筋螺纹孔通过圆弧过渡。灌浆套筒在垂直于混凝土表面的方向投影为矩形，厚度与直筒型套筒的直径一致，本发明与现有相比有以下显著优点：纺锤形状的套筒内腔可使灌浆料宽度大于筒口宽度，使灌浆料不易拔出套筒；套筒通过灌浆料传递给钢筋径向的挤压力，增加了灌浆料与钢筋之间的粘结能力；套筒的纺锤形外形差异增强了套筒与混凝土之间的锚固力；灌浆套筒的厚度与直筒型套筒的直径一致，可保证钢筋的保护层厚度不变。

Description

一种用于装配式桥墩的灌浆套筒与施工方法

技术领域的

本发明涉及一种公路桥梁装配式桥墩中钢筋连接设备，属于预制装配式结构工程施工技术领域。

背景技术

近年来城市交通量大幅增大，早期基础交通设施服役年限将至，采用新体系和方法提高公路桥梁的施工速度成为城市发展的主流。预制节段方式是可以代替现行现浇方式的施工方法之一。与常规施工技术相比，桥梁快速施工技术可以缩短现场施工时间，最大限度降低对现有交通的干扰，施工过程中的废水、废气和粉尘的排放能得到最大程度的控制，增加施工安全性和施工质量，降低运营期内的成本。装配式桥墩中钢筋连接主要采用套筒灌浆连接方式。

现有公路桥梁装配式桥墩中的半灌浆套筒，通过钢筋-灌浆料-套筒间的粘结力实现钢筋连接。钢筋灌浆套筒多为直筒型，为了增加灌浆料与套筒的粘结力，在内部设置不同种类的凸起钢肋，加工困难较大。通过改变套筒外形，可以改变灌浆料和套筒间的传力机理。例如，公告号为CN 107327081 A的中国发明专利，公开了“一种带挤压倒锥灌浆套筒及建筑预制件”，通过第一管段以及第三管段呈倒锥状对于浇注料的挤压，有效提高浇注料与待连接的钢筋之间的牢固性。又如公告号为CN 105781025 A的中国发明专利，公开了“一种灌浆套筒及预制件”，所述灌浆套筒包括套筒本体，所述套筒本体上设有灌浆口和排气口，所述套筒本体两端开口，所述套筒本体内腔中部设有固定件，所述套筒本体的内腔由端部向固定件呈纺锤型。以上灌浆套筒增大了套筒中心直径，却缩小了筒口直径，在施工时很容易发生多根钢筋无法同时插入的情况。而如果增大筒口直径，将使套筒中心直径增大，影响混凝土保护层厚度。

发明内容

为了提升现有灌浆套筒钢筋、砂浆、套筒之间的粘结能力，以及套筒与混凝土之间的粘结能力，并且不影响混凝土保护层厚度，本发明提供一种纺锤形盒状灌浆套筒：灌浆套筒在平行于混凝土表面方向上为平面的纺锤形，纺锤形状的套筒内腔可使灌浆料宽度增大，即灌浆料在套筒中央的宽度大于筒口宽度，增加了套筒与灌浆料之间的锚固能力，使灌浆料不易拔出套筒；同时，在钢筋受拉时，套筒通过灌浆料传递给钢筋径向的挤压力，增加了灌浆料与钢筋之间的粘结能力；另外，套筒的纺锤形外形差异增强了套筒与混凝土之间的锚固力；再次，灌浆套筒的厚度与直筒型套筒的直径一致，可保证混凝土保护层厚度不变。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种外形为纺锤形盒状的半灌浆套筒，由套筒本身，灌浆孔，出浆孔，钢筋插入孔，钢筋螺纹孔，凸起钢肋，密封圈和灌浆料组成。

上述的套筒，一端为钢筋螺纹孔，用于连接套丝后的第一钢筋。另一端为钢筋插入孔，用于连接插入套筒内部的第二钢筋。钢筋螺纹孔一端的套筒侧壁上设有出浆孔，钢筋插入孔一端设有灌浆孔，灌浆孔、出浆孔和钢筋插入孔为连通关系。灌浆料通过灌浆孔灌入，填满套筒内腔后，从出浆孔排出，实现钢筋与套筒的连接。套筒内壁上还设有凸起钢肋，以增加灌浆料与套筒内壁的粘结力。钢筋插入孔一端设有密封圈，用于密封灌浆料。

上述的套筒采用球墨铸铁进行铸造，或采用优质碳素结构钢、低合金高强度结构钢、合金结构钢或其它经过接头型式检验确定符合要求的钢材进行机械加工。凸起钢肋与套筒为一个整体，采用机械加工而成。

上述的套筒，在平行于混凝土表面方向上为平面的纺锤形状。套筒在筒身中间位置处，宽度较大，在两端宽度较小，二者通过多个不同半径的圆弧过渡。

上述的套筒在在垂直于混凝土表面的方向为投影为矩形，厚度均匀，与筒口宽度一致。

上述的凸起钢肋，设置于套筒内壁上，高度不同，为5-10mm变化，宽度为3-5mm。

上述的灌浆孔设置于钢筋插入孔一侧的平面侧壁上，出浆孔设置于钢筋螺纹孔一侧的平面侧壁上，灌浆孔和出浆孔为中间有孔的圆台形状，高度为20-40mm，内径为8-15mm，壁厚0.5-2mm。

上述的钢筋螺纹孔，截面为矩形，中心处设有螺纹孔，用于连接套丝后的第一钢筋，螺纹孔的直径根据钢筋的直径决定。

上述的钢筋插入孔，截面为矩形，壁厚为3-5mm。

上述的密封圈，为橡胶材质，形状为矩形，中间设有钢筋穿孔，与钢筋插入孔的大小一致。

同时，本发明还提出一种用于装配式桥墩的灌浆套筒的施工方法。所述施工方法是纺锤形盒状灌浆套筒在装配式桥墩连接时的具体应用方法，包括如下步骤、：

第一步：纺锤形盒状灌浆套筒通过钢筋螺纹孔连接第一钢筋，并与第一钢筋整体绑扎，绑扎时，使纺锤形盒状灌浆套筒的平面一侧与混凝土表面平行。由于保护层关系，在预制桥墩的四个角设置直筒型灌浆套筒，浇筑混凝土，完成桥墩节段的浇筑。

第二步：承台纵筋作为第二钢筋，外伸出承台一部分长度，后浇筑承台混凝土。

第三步：将桥墩节段中的灌浆套筒钢筋插入孔与承台伸出的第二钢筋完成插接，实现桥墩节段与承台的对接。

第四步：灌浆料从灌浆套筒的灌浆孔灌入，从出浆孔排出，养护后，完成纵向钢筋的连接。自此，装配式桥墩的连接完成。

本发明的有益效果有如下几点：

第一点，纺锤形状的套筒内腔可使灌浆料宽度增大，即灌浆料在套筒中央的宽度大于筒口宽度，增加了套筒与灌浆料之间的锚固能力，使灌浆料不易拔出套筒；

第二点，在钢筋受拉时，套筒通过灌浆料传递给钢筋径向的挤压力，增加了灌浆料与钢筋之间的粘结能力；

第三点，套筒外形为纺锤形，增强了套筒与混凝土之间的锚固力；

第四点，纺锤形盒状灌浆套筒的厚度均匀，厚度与直筒型套筒的直径相同，可以保证混凝土的保护层厚度不变。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为装配式桥墩中纺锤形盒状灌浆套筒布置图；

图2为纺锤形盒状灌浆套筒侧视图；

图3为纺锤形盒状灌浆套筒俯视图；

图4为纺锤形盒状灌浆套筒沿套筒轴线侧视半剖面图；

图5为纺锤形盒状灌浆套筒沿套筒轴线俯视半剖面图；

图6为纺锤形盒状灌浆套筒中间及出浆孔处剖面图；

图7为纺锤形盒状灌浆套筒的结构示意图。

图中1.套筒，2.灌浆孔，3.出浆孔，4.钢筋插入孔，5.钢筋螺纹孔，6.凸起钢肋，7.密封圈，8.灌浆料。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

一种用于装配式桥墩的灌浆套筒，参照图2和图3所示，在套筒(1)的顶端设有钢筋直螺纹孔(5)用于连接第一钢筋，套筒底端设有钢筋插入孔(4)；套筒(1)为纺锤形，即中间宽两头窄；钢筋插入孔(4)和钢筋螺纹孔(5)分别设置在套筒(1)的两端；凸起钢肋(6)设在套筒(1)的中间位置。

凸起钢肋(6)沿套筒(1)的内壁均匀布设。

密封圈(7)提前套在钢筋底端，以保证灌浆料不从套筒(1)的筒底流出。

在套筒(1)的侧面设置有灌浆孔(2)和出浆孔(3)，灌浆孔(2)和出浆孔(3)与钢筋插入孔(4)相连通，以将钢筋插入孔(4)与外部导通。

灌浆料(8)通过灌浆孔(2)灌入，从出浆孔(3)排出。

套筒(1)为纺锤形盒状，在图3俯视图中为纺锤形，整体为纺锤形盒状。图3中，套筒(1)的中间纺锤部分的宽度为钢筋插入孔(4)宽度的两倍，并与钢筋插入孔(4)和钢筋螺纹孔(5)通过多个半径的圆弧过渡。

本发明提供的纺锤形盒状灌浆套筒(1)通过钢筋螺纹孔(5)连接第一钢筋，并与第一钢筋整体绑扎，绑扎时，使套筒(1)的平面一侧与混凝土表面平行，桥墩的四个角设置直筒型灌浆套筒，如图1所示，后浇筑混凝土，完成桥墩节段的浇筑。承台纵筋作为第二钢筋，外伸出承台一部分长度，后浇筑承台混凝土。将桥墩节段中的灌浆套筒钢筋插入孔(4)与承台伸出的第二钢筋完成插接，实现桥墩节段与承台的对接。灌浆料从灌浆套筒的灌浆孔(2)灌入，从出浆孔(3)排出，养护后，完成纵向钢筋的连接。自此，装配式桥墩的连接完成。

一种用于装配式桥墩的灌浆套筒的施工方法，第一步：纺锤形盒状灌浆套筒通过钢筋螺纹孔连接第一钢筋，并与第一钢筋整体绑扎，绑扎时，使纺锤形盒状灌浆套筒的平面一侧与混凝土表面平行。由于保护层关系，在预制桥墩的四个角设置直筒型灌浆套筒，浇筑混凝土，完成桥墩节段的浇筑。

第二步：承台纵筋作为第二钢筋，外伸出承台一部分长度，后浇筑承台混凝土。

第三步：将桥墩节段中的灌浆套筒钢筋插入孔与承台伸出的第二钢筋完成插接，实现桥墩节段与承台的对接。

第四步：灌浆料从灌浆套筒的灌浆孔灌入，从出浆孔排出，养护后，完成纵向钢筋的连接。自此，装配式桥墩的连接完成。

为了有效保障钢筋浇注的强度，最好以特定的流程和程序在专用数控车床上进行机械加工以生产本发明提供的灌浆套筒，这是实施本发明的最好方式。

在本发明一可选的实施例中，凸起钢肋(6)的数量为5到6个。

在本发明一可选的实施例中，凸起钢肋(6)的高度为5-10mm，宽度为3-5mm。

在本发明一可选的实施例中，灌浆孔(2)和出浆孔(3)高度为20-40mm，内径为8-15mm，壁厚0.5-2mm。

在本发明一可选的实施例中，套筒(1)纺锤部分的宽度为钢筋插入孔(4)宽度的2-3倍。

在本发明一可选的实施例中，纺锤形盒状套筒(1)用于桥墩节段之间的连接。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种用于装配式桥墩的灌浆套筒，其特征在于：在套筒(1)的顶端设有钢筋直螺纹孔(5)用于连接第一钢筋，套筒底端设有钢筋插入孔(4)；套筒(1)为纺锤形，即中间宽两头窄；钢筋插入孔(4)和钢筋螺纹孔(5)分别设置在套筒(1)的两端；凸起钢肋(6)设在套筒(1)的中间位置；

凸起钢肋(6)沿套筒(1)的内壁均匀布设；

密封圈(7)提前套在钢筋底端，以保证灌浆料不从套筒(1)的筒底流出；

在套筒(1)的侧面设置有灌浆孔(2)和出浆孔(3)，灌浆孔(2)和出浆孔(3)与钢筋插入孔(4)相连通，以将钢筋插入孔(4)与外部导通；

灌浆料(8)通过灌浆孔(2)灌入，从出浆孔(3)排出。

2.根据权利要求1所述的一种用于装配式桥墩的灌浆套筒，其特征在于：套筒(1)的中间纺锤部分的宽度为钢筋插入孔(4)宽度的两倍，并与钢筋插入孔(4)和钢筋螺纹孔(5)通过多个半径的圆弧过渡。

3.根据权利要求1所述的一种用于装配式桥墩的灌浆套筒，其特征在于：套筒(1)通过钢筋螺纹孔(5)连接第一钢筋，并与第一钢筋整体绑扎，绑扎时，使套筒(1)的平面一侧与混凝土表面平行，桥墩的四个角设置直筒型灌浆套筒，后浇筑混凝土，完成桥墩节段的浇筑；承台纵筋作为第二钢筋，外伸出承台一部分长度，后浇筑承台混凝土；将桥墩节段中的灌浆套筒钢筋插入孔(4)与承台伸出的第二钢筋完成插接，实现桥墩节段与承台的对接；灌浆料从灌浆套筒的灌浆孔(2)灌入，从出浆孔(3)排出，养护后，完成纵向钢筋的连接；自此，装配式桥墩的连接完成。

4.利用权利要求1所述灌浆套筒进行的施工方法，其特征在于：该方法的施工步骤如下，

第一步：纺锤形盒状灌浆套筒通过钢筋螺纹孔连接第一钢筋，并与第一钢筋整体绑扎，绑扎时，使纺锤形盒状灌浆套筒的平面一侧与混凝土表面平行；由于保护层关系，在预制桥墩的四个角设置直筒型灌浆套筒，浇筑混凝土，完成桥墩节段的浇筑；

第二步：承台纵筋作为第二钢筋，外伸出承台一部分长度，后浇筑承台混凝土；

第三步：将桥墩节段中的灌浆套筒钢筋插入孔与承台伸出的第二钢筋完成插接，实现桥墩节段与承台的对接；

第四步：灌浆料从灌浆套筒的灌浆孔灌入，从出浆孔排出，养护后，完成纵向钢筋的连接；自此，装配式桥墩的连接完成。

5.根据权利要求1所述的一种用于装配式桥墩的灌浆套筒，其特征在于：凸起钢肋(6)的数量为5到6个。

6.根据权利要求1所述的一种用于装配式桥墩的灌浆套筒，其特征在于：凸起钢肋(6)的高度为5-10mm，宽度为3-5mm。

7.根据权利要求1所述的一种用于装配式桥墩的灌浆套筒，其特征在于：灌浆孔(2)和出浆孔(3)高度为20-40mm，内径为8-15mm，壁厚0.5-2mm。

8.根据权利要求1所述的一种用于装配式桥墩的灌浆套筒，其特征在于：套筒(1)用于桥墩节段之间的连接。