CN114263099A - 一种普通钢筋与frp筋连接套筒 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑工具技术领域，具体公开了一种普通钢筋与FRP筋连接筒，包括螺纹连接头，套筒筒身，夹紧装置，胶盘；其特征在于：螺纹连接头和套筒筒身连接，套筒筒身内部中空，且中空部分呈圆台或圆锥形，所述套筒筒身一端连接螺纹连接头，另一端设置有胶盘卡扣，胶盘卡扣用于卡接所述胶盘，所述胶盘沿中心轴向转动可将胶液压入套筒筒身内部，本发明采用楔片压紧FRP筋，通过转动的胶盘压入环氧树脂胶，无需额外压胶装置，安装方便、使用简单、经济性好。

Description

一种普通钢筋与FRP筋连接套筒

技术领域

本发明涉及桥梁技术领域，具体公开了一种普通钢筋与FRP筋连接套筒，具体地涉及一种可以根据钢筋的大小而自适应和紧固的连接套筒。

背景技术

近年来，我国高度重视装配式桥梁的发展和应用。在无缝桥梁的装配施工中，预制桥面连接板大量使用，其中就包括配置高强、耐久FRP筋的混凝土桥面连接板结构。由于FRP(Fiber Reinforced Polymer/Plastic，简称FRP)筋的抗剪性能相对传统钢筋更弱，在FRP配筋混凝土桥面板与两侧普通钢筋混凝土桥面板连接时，需要一种能均匀传递不同筋材间内力、有效连接两侧混凝土桥面板的过渡装置。

目前，FRP筋与普通钢筋连接多采用灌浆套筒装置，其通过竖直放置套筒，由下至上灌注无机或高分子粘结料实现两种筋材的锚固连接，该型套筒特别适用于房屋剪力墙或桥梁墩柱节点的连接。对于FRP配筋混凝土桥面板，FRP筋与普通钢筋的连接套筒要求沿桥面水平放置，采用传统竖向灌浆套筒将难以确保灌注密实，且竖向灌浆套筒施工需配备空气压缩机和灌浆压力罐等设备，在野外桥梁现场也难以实现。

中国专利CN110016995A公开了一种用于钢筋连接的滑动式三瓣套筒，其通过可以相互滑动的套筒互相挤压，最终实现三瓣套筒挤压钢筋实现钢筋之间的连接。

中国专利CN206957066U公开了一种全敞口式单套筒万向钢筋接头，包括两端敞口的单套筒、开有中心锥孔的连接件和安装固定在钢筋端头的限位件，连接件为两个，两连接件外周分别与单套筒两端敞口内侧套装连接，两待接的钢筋分别穿过两连接件的中心锥孔。

中国专利CN208441348U公开了一种用于FRP筋的复合式双套筒锚具，其包括相互连接的粘结段、夹片段、预紧装置，所述粘结段包括外套筒和粘结剂，外套筒内侧开设套筒凹槽且粗糙化处理，外侧开设粘结剂灌注口，所述夹片段包括内套筒和夹片，内套筒外侧开设套筒凸起，内侧为内锥孔，所述预紧装置位于粘结段与夹片段之间，包括张拉螺栓、可调螺母、强力弹簧；锚固时先将FRP筋从外套筒通口进入，再从内套筒通口进入进行夹片锚固，调节好预紧装置，待锚固好之后注入粘结剂锚固。

然而上述技术均存在一定的缺陷，难以实现钢筋与FRP筋的良好稳固方便连接。

本发明针对现有技术中存在的不足，提出一种桥面板普通钢筋与FRP筋连接套筒结构。该结构具有连接稳固、结构小巧、使用方便等特点，能避免传统灌浆套筒在桥面板连接时灌浆不均匀、施工复杂、耗时长的缺点，满足不同使用工况下的钢筋连接需求。

发明内容

本发明的目的是针对现有的背景技术中提出的不足，设计一种普通钢筋与FRP筋连接套筒。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种普通钢筋与FRP筋连接套筒，包括螺纹连接头，套筒筒身，夹紧装置，胶盘；其特征在于：螺纹连接头通过螺纹和套筒筒身连接，螺纹连接头一端可接触楔片底部；

优选地螺纹连接头，采用不锈钢制备，螺纹连接头可以匹配有不同直径的接口，不同直径的接口用于匹配不同直径的钢筋直径；

螺纹连接头与套筒筒身采用螺纹连接，六角形的侧面有利于使用扳手。

套筒筒身一端连接螺纹连接头，套筒筒身内部光滑中空部分呈圆台或圆锥形，所述中空部分允许楔片在内部滑动，所述套筒筒身另一端设置有胶盘卡扣和凸起，所述凸起形成胶体腔，所述胶盘卡扣用于卡接胶盘，所述胶盘卡扣数量大于等于3个，优选为4个，5个或者6个，胶盘卡扣具有沿套筒筒身轴向延伸的长度部，长度部一端固定在套筒筒身外壁，另一端突出于套筒筒身一段距离，在朝向套筒筒身的内部一侧设置有凸起；

套筒筒身连接螺纹连接头的一端设置有螺母，螺母内部设置有螺纹，套筒筒身另一端连接胶盘，套筒筒身的另一端设置有多个L型凸起和一个中心开孔，所述中心开孔用于穿过FRP筋和胶液，所述L型凸起沿周向均布，L型凸起的第一端沿套筒筒身的边缘密封，L型凸起的第二端沿中心开孔的外周位置均布且L型凸起的第二端匹配中心开孔的圆周适应性地弯曲，多个L型凸起和套筒筒身的边缘形成多个腔室，多个L型凸起第二端之间沿中心开孔圆周设置有缝隙，所述缝隙用于流通物料；

优选地，所述L型凸起的数量选择为4个。

优选地，所述套筒筒身采用不锈钢制成。

夹紧装置，夹紧装置包括楔片和底部圆环，所述楔片采用不锈钢制成，楔片由多个沿圆环分布的弧形片状部件组成，多个楔片之间设置有缝隙，楔片底部厚度大于顶部的厚度，多个楔片沿圆环分布形成外部为圆台形形状，多个楔片组成的圆环分布内部为圆柱形中空结构，楔片沿径向的外侧光滑，也可以涂有润滑油以减少与套筒筒身之间的有害摩擦；

楔片沿径向的内侧涂有胶，所述胶优选为环氧树脂胶，或者楔片沿径向的内侧设置有凸起以增加摩擦力；

楔片底部圆台部分设置有底部圆环，底部圆环直径小于底部圆台直径，底部圆环直径可以根据实际需求设置直径大小，底部圆环与螺纹连接头接触，楔片外侧表面与套筒筒身内侧接触，螺纹连接头可以沿套筒筒身轴向顶推底部圆环；

当螺纹连接头沿套筒筒身轴向顶推底部圆环时，楔片之间的缝隙被挤压，楔片之间组成的圆环径向距离缩短，楔片内腔半径缩小实现对内部材料的夹紧。

一些方面，楔片可以根据实际需求设置相应的数量，楔片最少设置为2片，也可以选择为3-8片。

胶盘，所述胶盘呈圆盘形，采用透明塑料制成，胶盘外端部为圆形平面，圆形平面上沿周向设置有若干灌胶孔，圆形平面的中心设置有中心孔，优选地若干灌胶孔数量为4个，胶盘内端部为具有圆环边缘的中空结构，圆环边缘与套筒筒身外边缘密封组成胶体腔，由灌胶孔向腔内依次填充环氧树脂胶，所述胶盘可以沿其中轴线转动。

优选地，所述胶盘内端部的中空结构内设置有若干拨片，以及内端部沿中心孔位置设置若干圆弧形凸起，所述圆弧形凸起数量和套筒筒身端部的L型凸起数量保持一致，所述圆弧形凸起用于密封L型凸起之间的缝隙，所述拨片用于匹配套筒筒身连接胶盘的一端的多个L型凸起；

所述拨片具有第一位置，当拨片位于第一位置时拨片紧贴L型凸起的第一端，圆弧形凸起此时密封L型凸起第二端沿中心开孔圆周形成的缝隙，此时通过灌胶孔将胶灌入胶盘中，灌注完毕，转动胶盘，拨片从第一位置开始转动，圆弧形凸起此时同时转动，和L型凸起的第二端互相错开形成缝隙，拨片推动L型凸起之间的胶液通过缝隙注入套筒筒身内部；随着胶盘继续转动，胶盘的拨片继续将胶体推出注入套筒内，填充在套筒筒身与楔片之间的空间，并且与FRP筋体的环氧树脂粘结牢固。

所述灌胶孔均设置有螺钉，便于密封灌胶孔。

优选地，还设置有环氧树脂胶环，所述环氧树脂胶环用于封堵FRP筋与胶盘之间的空隙。

优选地，所述胶盘外端部还设置有转动把手。

一些方面，所述胶盘和套筒筒身之间还可设置密封垫圈防止胶液外漏。

本申请与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、通过推入楔片夹紧FRP筋，将轴向的推力从楔片转化为径向夹持FRP筋的压力。夹紧FRP筋后，旋转胶盘，向套筒内注入环氧树脂胶，凝固形成的胶体与FRP筋和楔片形成一个整体，构成了与灌浆套筒类似的灌浆层与套筒筒身紧密连接。

2、斜面接触的楔片和套筒筒身使得FRP受力更均匀，对FRP筋多向受压。此外，长楔片与FRP筋接触面积足够大，避免了FRP筋的局部压剪受力。

3、通过胶盘向套筒内注入环氧树脂胶，凝固形成的胶体与FRP筋和楔片形成整体，构成了与灌浆套筒类似的灌浆层与套筒筒身紧密连接。当FRP筋轴向受力时，内力传递到楔片并产生轴向的分力，套筒筒身反力使楔片夹紧，形成自锁。

4、不同于已有常规灌浆套筒存在耗时较长等缺点，本发明套筒形式可以在几分钟内稳定连接，而且不需要灌浆套筒的空气压缩机和灌浆压力罐等设备，大大简化了连接过程，大幅缩短工作时间。本发明具有安装方便、使用简单、经济性好等特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种桥面板普通钢筋与FRP筋连接套筒结构的构造示意图；

图2为本发明的一种桥面板普通钢筋与FRP筋连接套筒结构的楔片示意图；

图3为本发明的一种桥面板普通钢筋与FRP筋连接套筒结构的套筒筒身端部细节放大图；

图4为本发明的一种桥面板普通钢筋与FRP筋连接套筒结构的胶盘下端细节放大图；

图5为本发明的一种桥面板普通钢筋与FRP筋连接套筒结构的胶盘上端细节放大图；

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分或一个实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图1～5，并结合实施例来详细说明本申请。

一种普通钢筋与FRP筋连接套筒，包括螺纹连接头1，套筒筒身2，夹紧装置3，胶盘4；其特征在于：螺纹连接头1通过螺纹11和套筒筒身2连接，螺纹连接头1一端可接触楔片31底部；所述螺纹连接头1，采用不锈钢制备，螺纹连接头1可以匹配有不同直径的接口，不同直径的接口用于匹配不同直径的钢筋直径；螺纹连接头1与套筒筒身2采用螺纹11连接，六角形的侧面有利于使用扳手进行紧固。

套筒筒身2一端连接螺纹连接头1，套筒筒身2内部光滑中空部分呈圆台或圆锥形，所述中空部分允许楔片31在其内部滑动，所述套筒筒身2另一端设置有胶盘卡扣21和L型凸起41，所述L型凸起41用于形成胶体腔，所述胶盘卡扣21用于卡接胶盘4，所述胶盘卡扣21数量为4个，胶盘卡扣21具有沿套筒筒身2轴向延伸的长度部211，长度部211一端固定在套筒筒身2外壁，另一端突出于套筒筒身一段距离，在朝向套筒筒身2的内部一侧设置有凸起212；

套筒筒身2连接螺纹连接头1的一端设置有螺母23，螺母23内部设置有螺纹231，套筒筒身2的另一端连接胶盘4，套筒筒身2的另一端设置有4个L型凸起41和一个中心开孔42，所述中心开孔42用于穿过FRP筋和胶液，所述L型凸起41沿周向均布，L型凸起41的第一端411沿套筒筒身的边缘密封，L型凸起的第二端412沿中心开孔42的外周位置均布且L型凸起41的第二端412匹配中心开孔的圆周适应性地弯曲，4个L型凸起41和套筒筒身2的边缘形成4个腔室413，4个L型凸起41第二端412之间沿中心开孔42圆周设置有缝隙414，所述缝隙414用于流通物料；所述套筒筒身2采用不锈钢制成。

夹紧装置3，夹紧装置3包括楔片31和底部圆环32，所述楔片31采用不锈钢制成，楔片31由2个沿圆环分布的弧形片状部件组成，2个楔片之间设置有缝隙，楔片31底部厚度大于顶部的厚度，2个楔片沿圆环分布形成外部为圆台形形状，2个楔片组成的圆环分布内部为圆柱形中空结构，楔片31沿径向的外侧光滑，也可以涂有润滑油以减少与套筒筒身2之间的有害摩擦；楔片31沿径向的内侧涂有胶，所述胶为环氧树脂胶；楔片31底部圆台部分设置有底部圆环32，底部圆环32直径小于底部圆台直径，底部圆环32直径可以根据实际需求设置直径大小，底部圆环32与螺纹连接头1接触，楔片31外侧表面与套筒筒身2内侧接触，螺纹连接头1可以沿套筒筒身2轴向顶推底部圆环；当螺纹连接头1沿套筒筒身2轴向顶推底部圆环32时，楔片31之间的缝隙被挤压，楔片31之间组成的圆环径向距离缩短，楔片31内腔半径缩小实现对内部材料的夹紧。

胶盘4，所述胶盘4呈圆盘形，采用透明塑料制成，胶盘4外端部402为圆形平面，圆形平面上沿周向设置有4个灌胶孔42，圆形平面的中心设置有中心孔43，胶盘4内端部44为具有圆环边缘的中空结构，圆环边缘与套筒筒身2外边缘密封组成胶体腔45，由灌胶孔42向腔内依次填充环氧树脂胶。所述胶盘4内端部的中空结构内设置有4个拨片46，以及内端部沿中心孔43位置设置的4个圆弧形凸起47，所述圆弧形凸起47的数量和套筒筒身2端部的L型凸起41数量保持一致，所述圆弧形凸起47用于密封L型凸起41之间的缝隙414，所述拨片46用于匹配套筒筒身2连接胶盘4的一端的4个L型凸起41；

所述拨片46具有第一位置，当拨片46位于第一位置时拨片46紧贴L型凸起41的第一端411，圆弧形凸起47此时密封L型凸起41的第二端412沿中心开孔圆周形成的缝隙414，此时通过灌胶孔42将胶灌入胶盘中，灌注完毕，转动胶盘4，拨片46从第一位置开始转动，圆弧形凸起47此时同时转动，和L型凸起41的第二端互相错开形成缝隙，拨片46推动L型凸起41之间的胶液48通过缝隙注入套筒筒身2内部；随着胶盘4继续转动，胶盘4的拨片46继续将胶液48推出注入套筒筒身2内，填充在套筒筒身2与楔片31之间的空间，并且与FRP筋体的环氧树脂粘结牢固；所述灌胶孔42均设置有螺钉421，便于密封灌胶孔42。胶盘4的外端部还设置有环氧树脂胶环49，所述环氧树脂胶环49用于封堵FRP筋与胶盘4之间的空隙。所述胶盘4外端部还设置有转动把手401。

所述螺纹连接头1和套筒筒身2均采用六角形侧面，有利于使用扳手拧紧。

胶盘4使用透明塑料材质，可以看到胶盘4内胶体的状况。胶盘4内使用环氧树脂胶可以加入聚酰胺树脂改性剂和氧化铝颗粒以增加环氧树脂系胶的韧性和与FRP筋的粘结能力。并且在胶盘4的四个空腔依次以本胶-硬化剂-本胶-硬化剂的顺序注入，在推入胶体时可以更好的混合胶。

通过胶盘4向套筒筒身2内部注入环氧树脂胶，凝固形成的胶体与FRP筋和楔片31形成一个整体，构成了与灌浆套筒类似的灌浆层与套筒筒身2紧密连接。当FRP筋轴向受力时，内力传递到楔片并产生轴向的分力，套筒筒身反力使楔片夹紧，形成自锁。

本申请的使用过程如下：

S1，采用螺纹连接头的一端内侧用于连接普通钢筋的螺纹，连接和螺纹连接头内径相匹配的钢筋；将FRP筋穿过胶盘中心处插入至套筒筒身内部的夹紧装置内部，并抵接螺纹连接头的螺栓位置；

S2，将螺纹连接头的螺栓和套筒筒身的内螺纹螺纹连接；旋转螺纹连接头，通过螺纹连接头挤压楔片进而夹紧FRP筋；

S3，通过胶盘卡扣将套筒筒身和胶盘卡接，并将胶盘内部拨片旋转至第一位置，拨片紧贴L型凸起的第一端，圆弧形凸起密封L型凸起的第二端沿中心开孔圆周形成的缝隙，此时通过灌胶孔按照胶-固化剂-胶-固化剂的顺序将胶灌入胶盘中，灌注完毕后采用螺钉密封灌胶孔。

S4，旋转胶盘，将胶盘内的胶液挤出进入套筒筒身内部，凝固3-5分钟。

本发明螺纹连接头与套筒筒身采用螺纹连接，六角形的侧面有利于使用扳手。通过推入楔片夹紧FRP筋，将轴向的推力从楔片转化为径向夹持FRP筋的压力，斜面接触的楔片和套筒筒身使得FRP受力更均匀，对FRP筋多向受压。此外，楔片与FRP筋接触面积足够大，避免了FRP筋的局部压剪受力。通过胶盘向套筒内注入环氧树脂胶，凝固形成的胶体与FRP筋和楔片形成整体，构成了与灌浆套筒类似的灌浆层与套筒筒身紧密连接。当FRP筋轴向受力时，内力传递到楔片并产生轴向的分力，套筒筒身反力使楔片夹紧，形成自锁。不同于已有常规灌浆套筒存在耗时较长等缺点，本发明套筒形式可以在几分钟内稳定连接，而且不需要灌浆套筒的空气压缩机和灌浆压力罐等设备，本发明无需考虑灌浆套筒的位置布置，不管是水平还是垂直还是倾斜或者是倒置均可以实现胶液的良好注入，无需借助外界的泵等设备，而大大简化了连接过程，大幅缩短工作时间。本发明具有安装方便、使用简单、经济性好等特点。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种普通钢筋与FRP筋连接套筒，包括螺纹连接头，套筒筒身，夹紧装置，胶盘；其特征在于：螺纹连接头和套筒筒身连接，套筒筒身内部中空，且中空部分呈圆台或圆锥形，所述套筒筒身一端连接螺纹连接头，另一端设置有胶盘卡扣，胶盘卡扣用于卡接所述胶盘，所述胶盘沿中心轴向转动可将胶液压入套筒筒身内部；

所述夹紧装置包括楔片和底部圆环，楔片由多个沿圆环分布的弧形片状部件组成，多个楔片之间设置有缝隙，楔片底部厚度大于顶部的厚度，多个楔片沿圆环分布形成外部为圆台形形状，多个楔片组成的圆环分布内部为圆柱形中空结构，楔片底部圆台部分设置有底部圆环，底部圆环与螺纹连接头接触，楔片外侧表面与套筒筒身内侧接触，螺纹连接头可以沿套筒筒身轴向顶推底部圆环。

2.根据权利要求1所述的一种普通钢筋与FRP筋连接套筒，其特征在于：所述螺纹连接头采用不锈钢制备，螺纹连接头可以匹配有不同直径的接口，螺纹连接头与套筒筒身采用螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的一种普通钢筋与FRP筋连接套筒，其特征在于：所述胶盘卡扣数量为3-6个，胶盘卡扣具有沿套筒筒身轴向延伸的长度部，所述长度部一端固定在套筒筒身上一端设置有凸起。

4.根据权利要求1所述的一种普通钢筋与FRP筋连接套筒，其特征在于：套筒筒身的另一端设置有多个L型凸起和一个中心开孔，所述中心开孔用于穿过FRP筋和胶液，所述L型凸起沿中心开孔的周向均布，L型凸起的第一端沿套筒筒身的边缘密封，L型凸起的第二端沿中心开孔的外周位置均布且L型凸起的第二端匹配中心开孔的圆周适应性地弯曲，L型凸起之间和套筒筒身的边缘形成多个腔室，L型凸起第二端之间沿中心开孔圆周设置有缝隙。

5.根据权利要求4所述的一种普通钢筋与FRP筋连接套筒，其特征在于：所述L型凸起数量为4个，所述套筒筒身采用不锈钢制成。

6.根据权利要求1所述的一种普通钢筋与FRP筋连接套筒，其特征在于：楔片沿径向的外侧光滑或涂有润滑油；楔片沿径向的内侧涂有胶或楔片沿径向的内侧设置有凸起和或凹部。

7.根据权利要求1所述的一种普通钢筋与FRP筋连接套筒，其特征在于：所述胶盘呈圆盘形，胶盘外端部为圆形平面，圆形平面上沿周向设置有若干灌胶孔，圆形平面的中心设置有中心孔，胶盘内端部为具有圆环边缘的中空结构，圆环边缘与套筒筒身外边缘密封组成胶体腔。

8.根据权利要求7所述的一种普通钢筋与FRP筋连接套筒，其特征在于：所述胶盘内端部的中空结构内设置有若干拨片，以及内端部沿中心孔位置设置若干圆弧形凸起，所述圆弧形凸起数量和套筒筒身端部的L型凸起数量保持一致，所述圆弧形凸起用于密封L型凸起之间的缝隙，所述拨片用于匹配套筒筒身连接胶盘的一端的多个L型凸起。

9.根据权利要求8所述的一种普通钢筋与FRP筋连接套筒，其特征在于：所述拨片具有第一位置，当拨片位于第一位置时拨片紧贴L型凸起的第一端，圆弧形凸起此时密封L型凸起第二端沿中心开孔圆周形成的缝隙；

转动胶盘，拨片从第一位置开始转动，圆弧形凸起同时转动，圆弧形凸起和L型凸起的第二端互相错开形成缝隙，拨片推动L型凸起之间的胶液通过缝隙注入套筒筒身内部。

10.根据权利要求1所述的一种普通钢筋与FRP筋连接套筒，其特征在于：所述胶盘还设置有灌胶孔，每个所述灌胶孔均设置有螺钉，便于密封灌胶孔；

所述胶盘还设置有环氧树脂胶环，所述环氧树脂胶环用于封堵FRP筋与胶盘之间的空隙，所述胶盘还设置有转动把手，所述胶盘采用透明材质制备。

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