CN111236541A - 一种混凝土预制构件连接用全灌浆套筒组件及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混凝土预制构件连接用全灌浆套筒组件，包括第一钢筋、第一灌浆套筒、第一固定螺母、第二钢筋、第二灌浆套筒、第二固定螺母和直螺纹套筒，所述第一灌浆套筒包括第一外圆内方管、第一圆形管和第二外圆内方管，所述第二外圆内方管设有第二长方形孔，所述第一外圆内方管设有第一长方形孔，所述第一固定螺母设有第一内螺纹；所述第二灌浆套筒包括第三外圆内方管、第二圆形管、第四外圆内方管、第二排浆孔和第二灌浆孔，所述第四外圆内方管设有第四长方形孔，所述第三外圆内方管设有第三长方形孔，所述第二固定螺母设有第二内螺纹。本发明结构简单，可有效降低全灌浆套筒的应用成本，进一步提高灌浆套筒的抗拉强度。

Description

一种混凝土预制构件连接用全灌浆套筒组件及其施工方法

技术领域

本发明涉及装配式建筑中混凝土预制构件连接技术领域，具体涉及一种混凝土预制构件连接用灌浆套筒组件及其施工方法。

背景技术

混凝土预制构件，又称PC构件，是指在工厂中通过标准化、机械化方式加工生产的混凝土制品，与之相对应的传统现浇混凝土需要工地现场制模、现场浇注和现场养护，具有质量优良、缩短工期、安全可靠、节约材料、减少污染、减少人工成本等优点，被广泛应用于装配式建筑技术领域。

灌浆套筒连接技术是混凝土预制构件中钢筋连接的关键技术之一，它是将带肋钢筋插入带有多个剪力槽的金属套筒内并注入灌浆料，通过灌浆料硬化形成整体并实现预制构件的牢固连接，具有功能可靠、安装简便、适用性广等优点。目前，为确保插入钢筋的灌浆套筒在灌浆后实现套筒与钢筋的牢固连接，套筒设计时在内腔会设置多个剪力槽，以使硬化后的灌浆料与套筒内的剪力槽互相作用而牢固连接，剪力槽的数量越多，套筒与钢筋的连接也越牢固。但是，由于多个剪力槽的存在，套筒长度会变长和灌浆时容易在剪力槽附近灌浆不满，套筒长度变长还会加大相应连接梁或柱的截面，从而使装配式建筑的应用成本大大提高。

此外，现有技术中套筒与钢筋的连接主要通过硬化后的灌浆料分别与钢筋、套筒相互作用而实现，套筒中灌浆料的饱满度情况直接影响到灌浆套筒结构连接的强度，目前由于套筒灌浆过程是隐蔽工程且目前没有较好的检测方法，施工时如果套筒内灌浆不满，会使钢筋与硬化后的灌浆料不能牢固连接，从而会给建筑结构安全带来严重安全隐患，因此，目前装配式建筑中急需研究低成本且牢固连接的灌浆套筒连接技术以解决上述技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题和提出的技术任务是对上述现有技术存在的缺陷进行完善与改进，提供一种混凝土预制构件连接用灌浆套筒组件及其施工方法，用于解决混凝土预制构件钢筋连接中全灌浆套筒尺寸过大、应用成本较高和灌浆不满时连接不牢固等问题。

为此，本发明采用以下的技术方案：一种混凝土预制构件连接用全灌浆套筒组件，包括第一钢筋、第一灌浆套筒、第一固定螺母、第二钢筋、第二灌浆套筒、第二固定螺母和用于螺纹连接第一灌浆套筒与第二灌浆套筒的直螺纹套筒，所述第一钢筋的下端设有第三外螺纹，所述第二钢筋的上端设有第四外螺纹，所述直螺纹套筒设有第三内螺纹，所述第一灌浆套筒的外表面设有与第三内螺纹相匹配的第一外螺纹，所述第二灌浆套筒的外表面设有与第三内螺纹相匹配的第二外螺纹；所述第一灌浆套筒包括第一外圆内方管、第一圆形管、第二外圆内方管、第一排浆孔和第一灌浆孔，所述第一圆形管和第二外圆内方管的外径相同，所述第二外圆内方管设有用于第一钢筋穿过且第一固定螺母不能穿过的第二长方形孔，所述第一外圆内方管设有第一长方形孔，所述第一长方形孔和第二长方形孔的形状大小完全相同，所述第一固定螺母设有第一内螺纹，用于在第一灌浆套筒完全套设在第一钢筋上后通过第一内螺纹与第一钢筋的第三外螺纹固定连接；所述第二灌浆套筒包括第三外圆内方管、第二圆形管、第四外圆内方管、第二排浆孔和第二灌浆孔，所述第二圆形管和第三外圆内方管的外径相同，所述第四外圆内方管设有第四长方形孔，所述第三外圆内方管设有用于第二钢筋穿过且第二固定螺母不能穿过的第三长方形孔，所述第三长方形孔和第四长方形孔的形状大小完全相同，所述第二固定螺母设有第二内螺纹，用于在第二灌浆套筒完全套设在第二钢筋上后通过第二内螺纹与第二钢筋的第四外螺纹固定连接。

进一步地，所述直螺纹套筒的中间位置设有第三排浆孔。

进一步地，所述第一长方形孔和第二方形孔的轴截面的宽度均为第一钢筋直径的1.05～1.1倍，长度为第一钢筋直径与预设偏差之和，所述第一圆形管的内腔直径为第一钢筋直径与预设偏差之和，所述第三长方形孔和第四长方形孔的轴截面的宽度均为第一钢筋直径的1.05～1.1倍，长度均为第一钢筋直径与预设偏差之和，所述第二圆形管的内腔直径为第一钢筋直径与预设偏差之和。

本发明还采用以下的技术方案：一种混凝土预制构件连接用全灌浆套筒组件的施工方法，包括以下步骤：

S1、将第一灌浆套筒完全套设在第一钢筋上，然后将第一固定螺母与第一钢筋的第三外螺纹固定连接；

S2、将直螺纹套筒与第二灌浆套筒螺纹连接，并旋转直螺纹套筒使其向靠近第四外圆内方管的方形移动至预设位置；

S3、将第二灌浆套筒完全套设在第二钢筋上，然后将第二固定螺母与第二钢筋的第四外螺纹固定连接；

S4、将第一钢筋所在的混凝土预制构件吊装至第一预定位置，将第一钢筋所在的混凝土预制构件吊装至第二预定位置；

S5、分别调整第一灌浆套筒和第二灌浆套筒的位置使第一外螺纹与第二外螺纹的位置相对应，并旋转直螺纹套筒使其向靠近第一外圆内方管的方向移动从而使直螺纹套筒分别与第一灌浆套筒、第二灌浆套筒螺纹固定连接；

S6、采用密封材料分别填塞第一长方形孔与第一钢筋之间的缝隙和第四长方形孔与第二钢筋之间的缝隙；

S7、先对第二灌浆套筒进行灌浆，然后再对第一灌浆套筒进行灌浆，灌浆后养护，

形成稳定连接。

本发明的有益效果是：

（1）采用直螺纹套筒牢固连接第一灌浆套筒和第二灌浆套筒，并在第一灌浆套筒和第二灌浆套筒的两端分别设置小口径的长方形孔和中间部位分别设置大口径的圆形内腔来满足混凝土预制构件中钢筋连接的偏差要求和灌浆要求，灌浆套筒无需采用大口径且直径相同的圆形内腔，利用套筒两端的外圆内方管与套筒内腔硬化后的灌浆料互相作用，使套筒中的灌浆料硬化后与灌浆套筒牢固连接，无需在套筒内设置多个剪力槽，灌浆时不易出现灌浆不满，大大减少了套筒的长度和相应梁柱的截面，有效提高了全灌浆套筒组件的抗拉强度，进一步降低了装配式建筑的应用成本；

（2）通过第一固定螺母在第一钢筋的螺纹端穿过第一灌浆套筒的第二长方形孔后与第一钢筋的第三外螺纹固定连接使第一灌浆套筒的下端与第一固定螺母接触后不能再向靠近第二灌浆套筒的方向移动，利用第一固定螺母与第二长方形孔的相互约束，使第一钢筋受拉时第一固定螺母与第一灌浆套筒互相作用而承受部分拉力，无需硬化后的灌浆料全部承受第一钢筋的拉力，从而使第一套筒在灌浆不满时还能保证第一灌浆套筒的整体质量或使第一套筒在灌浆饱满时进一步提高第一灌浆套筒的抗拉性能；

（3）通过第二固定螺母在第二钢筋的螺纹端穿过第二灌浆套筒的第三长方形孔后与第二钢筋的第四外螺纹固定连接使第二灌浆套筒的上端与第二固定螺母接触后不能再向靠近第一灌浆套筒的方向移动，利用第二固定螺母与第三长方形孔的相互约束，使第二钢筋受拉时第二固定螺母与第二灌浆套筒互相作用而承受部分拉力，无需硬化后的灌浆料全部承受第二钢筋的拉力，从而使第二套筒在灌浆不满时还能保证第二灌浆套筒的整体质量或使第二套筒在灌浆饱满时进一步提高第二灌浆套筒的抗拉性能。

附图说明

图1是全灌浆套筒组件的第一平面结构示意图。

图2是全灌浆套筒组件的第二平面结构示意图。

图3是全灌浆套筒组件的三维结构示意图。

图4为第一钢筋与第一灌浆套筒组装的三维结构示意图。

图5为第二钢筋与第二灌浆套筒组装的三维结构示意图。

图6为第一灌浆套筒的三维结构示意图。

图7为第一灌浆套筒的第一平面结构示意图。

图8为第一灌浆套筒的第二平面结构示意图。

图9为第二灌浆套筒的三维结构示意图。

图10为第二灌浆套筒的第一平面结构示意图。

图11为第二灌浆套筒的第二平面结构示意图。

图12为第一钢筋的平面结构示意图。

图13为第二钢筋的平面结构示意图。

图14为第一固定螺母的三维结构示意图。

图15为第二固定螺母的三维结构示意图。

图16为直螺纹套筒的三维结构示意图。

图17为第二外圆内方管的平面结构示意图。

图18为第一固定螺母与第一钢筋、第二外圆内方管的平面安装示意图。

图19为第三外圆内方管的平面结构示意图。

图20为第二固定螺母与第二钢筋、第四外圆内方管的平面安装示意图。

附图标注说明: 1-第一钢筋，2-第一灌浆套筒，3-灌浆料，4-第一固定螺母，5-直螺纹套筒，6-第二固定螺母，7-第二灌浆套筒，8-第二钢筋，9-第一外圆内方管，10-第一排浆孔，11-第一圆形管，12-第一外螺纹，13-第一灌浆孔，14-第二长方形孔，15-第二外圆内方管，16-第一长方形孔，17-第三长方形孔，18-第三外圆内方管，19-第二排浆孔，20-第二圆形管，21-第二外螺纹，22-第二灌浆孔，23-第四长方形孔，24-第四外圆内方管，25-第三外螺纹，26-第四外螺纹，27-第一内螺纹，28-第二内螺纹，29-第三内螺纹，30-第三排浆孔。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细阐述。

参见图1至图16，本实施例提供了一种混凝土预制构件连接用全灌浆套筒组件，包括第一钢筋1、第一灌浆套筒2、第一固定螺母4、第二钢筋8、第二灌浆套筒7、第二固定螺母6和直螺纹套筒5，所述第一固定螺母4和第二固定螺母6均可采用六角螺母，所述第一钢筋1的下端设有第三外螺纹25，所述第二钢筋8的上端设有第四外螺纹26，所述第一灌浆套筒2用于连接第一钢筋，所述第二灌浆套筒7用于连接第二钢筋，所述直螺纹套筒8用于连接第一灌浆套筒与第二灌浆套筒，从而间接连接第一钢筋和第二钢筋，其中，所述第一钢筋1和第二钢筋8均为混凝土预制构件中的钢筋。

所述直螺纹套筒5设有第三内螺纹29，所述第一灌浆套筒2的外表面设有与第三内螺纹相匹配的第一外螺纹12，所述第二灌浆套筒7的外表面设有与第三内螺纹相匹配的第二外螺纹21，即第三内螺纹29分别与第一外螺纹、第二外螺纹配合使第一灌浆套筒和第二灌浆套筒通过直螺纹套筒牢固地连接在一起。

所述第一灌浆套筒2包括一体成型的第一外圆内方管9、第一圆形管11、第二外圆内方管15、第一排浆孔10和第一灌浆孔13，所述第一排浆孔10和第一灌浆孔13均设置在第一圆形管上，具体位置可根据直螺纹套筒的连接位置设计确定，即直螺纹套筒连接第一灌浆套筒与第二灌浆套筒后不会遮挡第一灌浆孔和第一排浆孔，所述第一圆形管11和第二外圆内方管15的外径相同，所述第一外圆内方管9的外径最好与第一圆形管11的外径相同。

所述第二外圆内方管15设有用于第一钢筋穿过且第一固定螺母不能穿过的第二长方形孔14，即所述第一钢筋的轴截面的最大直径d1小于第二长方形孔的轴截面的宽度K1（长度C1大于K1），所述第一固定螺母的对边L1大于第二长方形孔的轴截面的宽度K1，如图17和图18所示，所述第一外圆内方管9设有第一长方形孔16，所述第一长方形孔16和第二长方形孔14的形状大小完全相同，可使第一钢筋在第一长方形孔的任一位置穿入后都能从第二长方形孔处穿出；所述第一固定螺母4设有与所述第三外螺纹匹配的第一内螺纹27，用于在第一灌浆套筒完全套设在第一钢筋上后通过第一内螺纹与第一钢筋的第三外螺纹固定连接使第一灌浆套筒的下端与第一固定螺母接触后不能再向靠近第二灌浆套筒的方向移动（靠近第二灌浆套筒的方向即为图1中的向下方向）。

所述第二灌浆套筒7包括一体成型的第三外圆内方管18、第二圆形管20、第四外圆内方管24、第二排浆孔19和第二灌浆孔22，所述第二排浆孔19和第二灌浆孔22均设置在第二圆形管上，具体位置可根据直螺纹套筒的连接位置设计确定，即直螺纹套筒连接第一灌浆套筒与第二灌浆套筒后不会遮挡第二排浆孔和第二灌浆孔，所述第二圆形管20和第三外圆内方管18的外径相同，所述第四外圆内方管24的外径最好与第二圆形管20的外径相同。

所述第四外圆内方管24设有第四长方形孔23，所述第三外圆内方管18设有用于第二钢筋穿过且第二固定螺母不能穿过的第三长方形孔17，即所述第二钢筋的轴截面的最大直径d2小于第三长方形孔的轴截面的宽度K2（长度C2大于K2），所述第二固定螺母的对边L2大于第二长方形孔的轴截面的宽度K2，如图19和图20所示，所述第三长方形孔17和第四长方形孔23的形状大小完全相同，可使第二钢筋在第四长方形孔的任一位置穿入后都能从第三长方形孔处穿出；所述第二固定螺母6设有与第四外螺纹匹配的第二内螺纹28，用于在第二灌浆套筒完全套设在第二钢筋上后通过第二内螺纹与第二钢筋的第四外螺纹固定连接使第二灌浆套筒的上端与第二固定螺母接触后不能再向靠近第一灌浆套筒的方向移动（靠近第一灌浆套筒的方向即为图1中的向上方向）。

需要说明的是，本实施例中长方形孔并不仅限于普通的长方形孔，还可采用圆角长方形孔、长圆孔等用于钢筋在单一方向移动的长形孔。

为更好地提高全灌浆套筒组件的抗拉强度，所述直螺纹套筒6的中间位置最好设有第三排浆孔30，以使第一灌浆套筒与第二灌浆套筒之间的区域灌浆效果更好。

优选地，所述第一钢筋和第二钢筋的直径完全相同，所述第一灌浆套筒与第二灌浆套筒的形状大小完全相同，所述第一固定螺母与第二固定螺母形状大小完全相同。

优选地，直螺纹套筒与第一灌浆套筒、第二灌浆套筒的螺纹连接长度可根据灌浆套筒抗拉强度要求设计确定。

优选地，所述第一灌浆套筒、第二灌浆套筒、第一固定螺母、第二固定螺母和直螺纹套筒的抗拉强度均大于第一钢筋的抗拉强度或第二钢筋的抗拉强度。

优选地，所述第一长方形孔16和第二方形孔14的轴截面的宽度均为第一钢筋直径的1.05～1.1倍，长度为第一钢筋直径与预设偏差之和，所述第一圆形管11的内腔直径为第一钢筋直径与预设偏差之和，所述第三长方形孔17和第四长方形孔23的轴截面的宽度均为第一钢筋直径的1.05～1.1倍，长度均为第一钢筋直径与预设偏差之和，所述第二圆形管20的内腔直径为第一钢筋直径与预设偏差之和，所述预设偏差根据灌浆套筒相关技术标准设定，一般为10mm。

在本实施例中，全灌浆套筒主要由第一灌浆套筒、第二灌浆套筒和用于牢固连接第一灌浆套筒与第二灌浆套筒的直螺纹套筒组成，其中，第一钢筋与第一灌浆套筒连接一方面通过第一圆形管内腔中的灌浆料硬化后与外圆内方管互相作用而实现，另一方面通过第一钢筋的第三外螺纹穿过第二长方形孔后与不能穿过长方形孔的第一固定螺母连接使第一钢筋受拉时第一固定螺母与第一灌浆套筒互相作用而承受部分拉力，第二钢筋与第二灌浆套筒的连接方式与第一钢筋完全相同，均无需在套筒内设置多个剪力槽，灌浆时不易出现灌浆不满，可使全灌浆套筒组件在灌浆不满时还能保证灌浆套筒的整体质量或在灌浆饱满时进一步提高灌浆套筒的抗拉性能。

需要说明的是，本实施例中第一灌浆套筒和第二灌浆套筒在灌浆时即可各自先后独立填塞灌浆料，又可作为整体进行灌浆，作为整体进行灌浆时，先用堵头分别堵塞第二排浆孔、第三排浆孔和第一灌浆孔，灌浆料直接从第二灌浆孔注入和第一排浆孔流出，其中，如果施工时全部套筒组件均采用整体灌浆方式，套筒设计时可不设计第二排浆孔、第三排浆孔和第一灌浆孔等技术特征，以减少施工时套筒中相关孔的堵塞工作。

在上述全灌浆套筒组件的结构基础上，本实施例还提供了一种混凝土预制构件连接用全灌浆套筒组件的施工方法，包括以下步骤：

S1、将第一灌浆套筒完全套设在第一钢筋上，然后将第一固定螺母与第一钢筋的第三外螺纹固定连接；

S2、将直螺纹套筒与第二灌浆套筒螺纹连接，并旋转直螺纹套筒使其向靠近第四外圆内方管的方向移动至预设位置，其中，所述直螺纹套筒最好完全位于第二灌浆套筒的第二外螺纹上；

S3、将第二灌浆套筒完全套设在第二钢筋上，然后将第二固定螺母与第二钢筋的第四外螺纹固定连接；

S4、将第一钢筋所在的混凝土预制构件吊装至第一预定位置，将第一钢筋所在的混凝土预制构件吊装至第二预定位置，其中，吊装后第一钢筋和第二钢筋的位置偏差应符合相关灌浆套筒连接标准的要求；

S5、分别调整第一灌浆套筒和第二灌浆套筒的位置使第一外螺纹与第二外螺纹的位置相对应，并旋转直螺纹套筒使其向靠近第一外圆内方管的方向移动从而使直螺纹套筒分别与第一灌浆套筒、第二灌浆套筒螺纹固定连接；

S6、采用密封材料分别填塞第一长方形孔与第一钢筋之间的缝隙和第四长方形孔与第二钢筋之间的缝隙，密封材料最好采用聚氨酯泡沫胶或专用密封圈；

S7、先对第二灌浆套筒进行灌浆，然后再对第一灌浆套筒进行灌浆，灌浆后养护，

形成稳定连接，其中，第一灌浆套筒与第二灌浆套筒之间的区域最好在第二灌浆套筒灌浆时填满。

本发明的保护范围并不局限于上述描述，任何在本发明的启示下的其它形式产品，不论在形状或结构上作任何改变，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种混凝土预制构件连接用全灌浆套筒组件，其特征在于，包括第一钢筋（1）、第一灌浆套筒（2）、第一固定螺母（4）、第二钢筋（8）、第二灌浆套筒（7）、第二固定螺母（6）和用于螺纹连接第一灌浆套筒与第二灌浆套筒的直螺纹套筒（5），所述第一钢筋（1）的下端设有第三外螺纹（25），所述第二钢筋（8）的上端设有第四外螺纹（26），所述直螺纹套筒（5）设有第三内螺纹（29），所述第一灌浆套筒（2）的外表面设有与第三内螺纹相匹配的第一外螺纹（12），所述第二灌浆套筒（7）的外表面设有与第三内螺纹相匹配的第二外螺纹（21）；所述第一灌浆套筒（2）包括第一外圆内方管（9）、第一圆形管（11）、第二外圆内方管（15）、第一排浆孔（10）和第一灌浆孔（13），所述第一圆形管（11）和第二外圆内方管（15）的外径相同，所述第二外圆内方管（15）设有用于第一钢筋穿过且第一固定螺母不能穿过的第二长方形孔（14），所述第一外圆内方管（9）设有第一长方形孔（16），所述第一长方形孔（16）和第二长方形孔（14）的形状大小完全相同，所述第一固定螺母（4）设有第一内螺纹（27），用于在第一灌浆套筒完全套设在第一钢筋上后通过第一内螺纹与第一钢筋的第三外螺纹固定连接；所述第二灌浆套筒（7）包括第三外圆内方管（18）、第二圆形管（20）、第四外圆内方管（24）、第二排浆孔（19）和第二灌浆孔（22），所述第二圆形管（20）和第三外圆内方管（18）的外径相同，所述第四外圆内方管（24）设有第四长方形孔（23），所述第三外圆内方管（18）设有用于第二钢筋穿过且第二固定螺母不能穿过的第三长方形孔（17），所述第三长方形孔（17）和第四长方形孔（23）的形状大小完全相同，所述第二固定螺母（6）设有第二内螺纹（28），用于在第二灌浆套筒完全套设在第二钢筋上后通过第二内螺纹与第二钢筋的第四外螺纹固定连接。

2.根据权利要求1所述的混凝土预制构件连接用全灌浆套筒组件，其特征在于，所述直螺纹套筒（6）的中间位置设有第三排浆孔（30）。

3.根据权利要求1或2所述的混凝土预制构件连接用全灌浆套筒组件，其特征在于，所述第一长方形孔（16）和第二方形孔（14）的轴截面的宽度均为第一钢筋直径的1.05～1.1倍，长度为第一钢筋直径与预设偏差之和，所述第一圆形管（11）的内腔直径为第一钢筋直径与预设偏差之和，所述第三长方形孔（17）和第四长方形孔（23）的轴截面的宽度均为第一钢筋直径的1.05～1.1倍，长度均为第一钢筋直径与预设偏差之和，所述第二圆形管（20）的内腔直径为第一钢筋直径与预设偏差之和。

4.一种权利要求1至3任一项所述的混凝土预制构件连接用全灌浆套筒组件的施工方法，包括以下步骤：

S1、将第一灌浆套筒完全套设在第一钢筋上，然后将第一固定螺母与第一钢筋的第三外螺纹固定连接；

S2、将直螺纹套筒与第二灌浆套筒螺纹连接，并旋转直螺纹套筒使其向靠近第四外圆内方管的方向移动至预设位置；

S3、将第二灌浆套筒完全套设在第二钢筋上，然后将第二固定螺母与第二钢筋的第四外螺纹固定连接；

S4、将第一钢筋所在的混凝土预制构件吊装至第一预定位置，将第一钢筋所在的混凝土预制构件吊装至第二预定位置；

S5、分别调整第一灌浆套筒和第二灌浆套筒的位置使第一外螺纹与第二外螺纹的位置相对应，并旋转直螺纹套筒使其向靠近第一外圆内方管的方向移动从而使直螺纹套筒分别与第一灌浆套筒、第二灌浆套筒螺纹固定连接；

S6、采用密封材料分别填塞第一长方形孔与第一钢筋之间的缝隙和第四长方形孔与第二钢筋之间的缝隙；

S7、先对第二灌浆套筒进行灌浆，然后再对第一灌浆套筒进行灌浆，灌浆后养护，

形成稳定连接。

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