CN115198970A - 一种钢筋轴向挤压接头装置及连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢筋轴向挤压接头装置及连接方法，涉及建筑施工技术领域，包括若干个钢筋和设置在相邻两个所述钢筋接头处的连接套筒装置，所述连接套筒装置内有可容纳若干所述钢筋的空间，通过挤压工具将所述连接套筒装置挤压至相邻两个所述钢筋接头处且一次挤压成型，解决了的问题。本发明优点是：使用本发明可提高钢筋接头的可靠性，施工方便，钢筋不需要额外加工，并且连接强度高，受力均匀；施工效率高，10s即可完成一个接头；人员劳动强度低，连接质量完全可控。

Description

一种钢筋轴向挤压接头装置及连接方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，具体而言，涉及一种钢筋轴向挤压接头装置及连接方法。

背景技术

在隧道、桥梁、房建工程钢筋混凝土结构中，钢筋连接是必不可少的工序，而且数量巨大。目前常用的连接方式有钢丝绑扎连接、焊接、螺纹套筒连接、横向挤压套筒连接等方式，这些连接方式各有优缺点，钢丝绑扎连接强度低，搭接长度大，钢筋浪费比较严重；焊接工艺繁琐，且焊接施工容易引起火灾，在隧道衬砌施工中容易灼伤防水板；螺纹套筒连接钢筋对中要求高、施工便利性差、施工质量不易控制；径向挤压套筒连接对现场钢筋同轴度要求较高，且挤压时在接头处易产生弯折，难控制，且相应的挤压设备过于笨重，只适用于单根连接，连接方式效率较低，浪费工时。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢筋轴向挤压接头装置及连接方法，其在能使得施工过程中钢筋的连接强度高，受力均匀。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

本申请提供了一种钢筋轴向挤压接头装置，包括若干个钢筋和设置在相邻两个所述钢筋接头处的连接套筒装置，所述连接套筒装置内有可容纳若干所述钢筋的空间，通过挤压工具将所述连接套筒装置挤压至相邻两个所述钢筋接头处且一次挤压成型。

综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述连接套筒装置包括第一套筒和第二套筒，所述第二套筒的外壁紧贴所述钢筋,所述第一套筒具有外套套筒部,所述外套套筒部为沿所述外套套筒部的长度方向贯穿的一个完整的筒形,所述第二套筒具有内套套筒部,所述内套套筒部为沿所述内套套筒部的长度方向贯穿的一个完整的筒形,所述外套套筒部的内壁直径小于所述内套套筒部的外壁直径，在挤压过程中,所述第一套筒沿所述外套套筒部的长度方向逐渐挤压所述第二套筒，直至完成挤压。

综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述第一套筒包括第一端部和第二端部，所述第一端部用来为用于容纳并与所述钢筋挤压连接的直孔端，所述第二端部为用于同所述第二套筒连接的，所述第二端部的开口外圆边处沿设有倒角。

综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述第二端部的外表面设有外锥形部，所述外锥形部沿所述内套套筒部的长度方向的外端的内径小于所述外锥形部沿内套套筒部的长度方向的内端的外径，所述内套套筒部的内壁设有数个沿长度方向的切槽口。

综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述内套套筒部的筒壁的中部设置有定位孔，所述定位孔的轴线与所述内套套筒部的轴线垂直，所述定位孔内设置有定位销，所述定位销的一端伸出到内套套筒部的筒壁外。

综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述内套套筒的形状为直筒型或纺锥形，所述外套套筒部的形状与所述内套套筒相适配。

综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述第二套筒的内径不小于所述钢筋的直径。

综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述钢筋的径向公差为小于4cm，所述钢筋的轴向间距不大于3cm。

综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，一种钢筋轴向挤压接头连接方法，包括以下步骤：

S1：先将第二套筒安装在钢筋接头处，使得第二套筒中线与所述钢筋接头缝对齐；S2：使用挤压工具轴向挤压所述第一套筒，所述挤压工具为液压千斤顶，所述第一套筒逐渐挤压所述第二套筒的直径；

S3：所述第二套筒的直径逐渐缩小，逐渐挤压握紧内侧所述钢筋，挤压完成。

本发明的有益效果为：使用本发明可提高钢筋接头的可靠性，施工方便，钢筋不需要额外加工，并且连接强度高，受力均匀；施工效率高，10s即可完成一个接头；人员劳动强度低，连接质量完全可控。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的第一纵剖面示意图。

图2为本发明实施例提供的第二纵剖面示意图。

图3为本发明实施例提供的横剖面示意图。

图4为本发明实施例提供的套筒横剖面示意图。

图中标记：1、第一钢筋；2、第二钢筋；3、第一套筒；4、第二套筒；5、连接套筒装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

目前在建筑业从传统现场施工过度到工业化生产的进程中，新的技术结构体系和建筑机械中的大型运输和吊装设备发展为工业化生产、现场装配提供强有力的支持。然而，目前我国建筑工业化的安装配套工艺基本还延续采用传统施工中的工艺，这些传统施工工艺存在的一些技术问题成为制约建筑工业化发展的因素。例如，在钢筋连接施工中，现有的连接方法主要有：

(1)钢筋绑扎搭接；(2)钢筋焊接；(3)钢筋套管灌浆连接，具体又包括：(3.1)钢筋短管灌浆连接；(3.2)应用前述三种连接方式的混合连接，主要包括：(3.3)一端挤压或螺纹套管+一端套管灌浆；(3.4)套管+搭接；(4)套管(机械)连接，具体又包括：(4.1)螺纹短管连接；(4.2)传统冷挤压短管连接；(4.3)连接件加契合件(塞子)挤压连接；(4.4)其他机械连接等。

上述这些钢筋连接方法应用到预制装配式混凝土结构施工中都存在有不同方面缺点，具体地：

1、采用(1)钢筋绑扎搭接的不足在于：搭接长度大，现场后浇混凝土量大，可以预制部分比例减少很大，预制率降低；现场还要使用较大量模板，无法发挥装配优势，采用错开搭接搭接区更大、更明显不适用于工业化需求。

2、采用(2)钢筋焊接的不足在于：现场焊接钢筋无法达到一类焊缝要求，另外由于焊接对钢筋的热处理，也很难达到建筑抗震钢筋连接的I、Ⅱ级接头标准《钢筋机械连接技术规程JGJ107-2010》。

3、采用(3)钢筋套管连接的不足在于：钢筋要求准确对位，要求连接的钢筋正对且要套入套管内，由于钢筋生产误差和运输过程的冲击导致预留钢筋会产生弯曲变位，因此要求每一根钢筋必需检查调直，而钢筋对位入套是在吊装过程的空中完成，为施现场工带来很大难度，施工效率不高。

如图1所示，本实施例提供了一种钢筋轴向挤压接头装置，包括若干个钢筋和设置在相邻两个所述钢筋接头处的连接套筒装置，所述连接套筒装置内有可容纳若干所述钢筋的空间，通过挤压工具将所述连接套筒装置挤压至相邻两个所述钢筋接头处且一次挤压成型。

需要说明的是，关于连接套筒壁厚的设计方法如下：

连接套筒壁厚t必须满足钢筋连接接头抗拉强度的要求，防止连接套筒出现拉断，d_g为钢筋的直径、f_yg为钢筋的抗拉强度、f_yt为连接套筒的抗拉强度，根据d_g、f_yg和f_yt确定参数，其计算公式如下：

式中，d_t1为连接套筒的内径，k为钢筋连接安全系数，取值不小于1.5。连接套筒的内径d_t1应略大于钢筋的直径d_g，可按照下式确定

d_t1＝d_g+d_a

式中，连接套筒与钢筋预留的空隙，一般为2～4mm。

其中，连接套筒搭接长度的设计方法为：连接套筒最小搭接长度L_min必须满足钢筋连接抗拉强度的要求，防止连接套筒与钢筋拉脱。则连接套筒最小搭接长度可按下式确定

式中，k为钢筋连接安全系数，σ_n为连接套筒与钢筋之间的握裹力，μ为连接套筒与钢筋之间的摩擦系数。则连接套筒与钢筋之间的抗拔力F_t为

F_t＝πd_gLn_min

连接套筒与钢筋之间的握裹力σ_n可根据钢筋套筒连接工具提供的顶推力确定

σ_n＝f(F₁-F₀)

式中F₀为钢筋套筒连接工具空推时的顶推力，即连接套筒内无钢筋，用钢筋套筒连接工具挤压连接套筒的顶推力。F₁为连接套筒内有钢筋时的实际顶推力。σ_n根据室内拉拔试验确定。

在一些可选的实施方案中，所述连接套筒装置5包括第一套筒3和第二套筒4，所述第二套筒4的外壁紧贴所述钢筋,所述第一套筒3具有外套套筒部,所述外套套筒部为沿所述外套套筒部的长度方向贯穿的一个完整的筒形,所述第二套筒4具有内套套筒部,所述内套套筒部为沿所述内套套筒部的长度方向贯穿的一个完整的筒形,所述外套套筒部的内壁直径小于所述内套套筒部的外壁直径，在挤压过程中,所述第一套筒3沿所述外套套筒部的长度方向逐渐挤压所述第二套筒4，直至完成挤压；所述第一套筒3包括第一端部和第二端部，所述第一端部用来为用于容纳并与所述钢筋挤压连接的直孔端，所述第二端部为用于同所述第二套筒4连接的，所述第二端部的开口外圆边处沿设有倒角。

实施例2

如图2，在一些可选的实施方案中，所述第二端部的外表面设有外锥形部，所述外锥形部沿所述内套套筒部的长度方向的外端的内径小于所述外锥形部沿内套套筒部的长度方向的内端的外径，所述内套套筒部的内壁设有数个沿长度方向的切槽口。

一种钢筋轴向挤压接头连接方法，包括以下步骤：

S1：先将第二套筒4安装在钢筋接头处，使得第二套筒4中线与所述钢筋接头缝对齐；

S2：使用挤压工具轴向挤压所述第一套筒3，所述第一套筒3逐渐挤压所述第二套筒4的直径；

S3：所述第二套筒4的直径逐渐缩小，逐渐挤压握紧内侧所述钢筋，挤压完成。

工作原理如下：钢筋连接装置由内套和外套两部分组成，第二套筒4内径稍大于钢筋直径，第一套筒3内径稍小于第二套筒4的外径，钢筋连接施工时，先将第二套筒4安装在钢筋接头处，第二套筒4中线应与钢筋接头缝对齐，然后用液压千斤顶轴向挤压第一套筒3，第一套筒3向中心挤压过程中，由于第一套筒3内径小于第二套筒4外径，将使第二套筒4直径缩小，从而挤压握紧内侧钢筋。

实施例3

一种钢筋轴向挤压接头连接方法，也可以为包括以下步骤，

根据待连接的钢筋A和钢筋B的直径以及受力情况选择与之匹配的连接机构以及连接机构的数量；将待连接的钢筋A和钢筋B的连接端平行地靠在一起形成搭接重叠段；并将连接件套在钢筋A和钢筋B的搭接重叠段上；随后在连接件的螺纹连接部处套入约束件，最后将锁紧件安装在所述连接件的螺纹连接部上并锁紧；从而令连接件的内壁和约束件与钢筋A和钢筋B表面紧密挤合在一起，且钢筋A和钢筋B之间的接触面相互压紧并挤合；通过钢筋A和钢筋B与连接件和约束件之间以及钢筋A与钢筋B之间的挤合和摩擦实现被连接钢筋之间力的传递，实现连接。

综上所述，本发明的钢筋连接接头可以通过灵活地调整连接机构的数量和安装位置实现对不同钢筋连接和达到不同连接要求，并能实现钢筋I级接头连接。

本发明的钢筋连接接头和连接施工方法具有很好的经济性、可靠性和实用性；钢筋连接接头及连接施工方法是对钢筋连接技术的一种补充，其在装配式建筑适用性更好，超越现有所有钢筋连接方式；连接施工方法能根据约束件对钢筋的挤压力的大小，调整连接机构的数量以实现钢筋的连接，易于控制，便于现场施工的控制。与大部分现有的钢筋连接技术相比，本发明的钢筋连接技术容许待连接的钢筋位置和长度容许存在一定误差，且对待连接的钢筋的方向和该钢筋的肋纹是否与连接件配合没有任何要求。

综上所述，使用本发明可提高钢筋接头的可靠性，施工方便，钢筋不需要额外加工，并且连接强度高，受力均匀；施工效率高，10s即可完成一个接头；人员劳动强度低，连接质量完全可控。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种钢筋轴向挤压接头装置，其特征在于，包括若干个钢筋和设置在相邻两个所述钢筋接头处的连接套筒装置(5)，所述连接套筒装置(5)内有可容纳若干所述钢筋的空间，通过挤压工具将所述连接套筒装置(5)挤压至相邻两个所述钢筋接头处且一次挤压成型。

2.根据权利要求1所述的一种钢筋轴向挤压接头装置，其特征在于：所述连接套筒装置(5)包括第一套筒(3)和第二套筒(4)，所述第二套筒(4)的外壁紧贴所述钢筋,所述第一套筒(3)具有外套套筒部,所述外套套筒部为沿所述外套套筒部的长度方向贯穿的一个完整的筒形,所述第二套筒(4)具有内套套筒部,所述内套套筒部为沿所述内套套筒部的长度方向贯穿的一个完整的筒形,所述外套套筒部的内壁直径小于所述内套套筒部的外壁直径，在挤压过程中,所述第一套筒(3)沿所述外套套筒部的长度方向逐渐挤压所述第二套筒(4)，直至完成挤压。

3.根据权利要求2所述的一种钢筋轴向挤压接头装置，其特征在于：所述第一套筒(3)包括第一端部和第二端部，所述第一端部用来为用于容纳并与所述钢筋挤压连接的直孔端，所述第二端部为用于同所述第二套筒(4)连接的，所述第二端部的开口外圆边处沿设有倒角。

4.根据权利要求3所述的一种钢筋轴向挤压接头装置，其特征在于：所述第二端部的外表面设有外锥形部，所述外锥形部沿所述内套套筒部的长度方向的外端的内径小于所述外锥形部沿内套套筒部的长度方向的内端的外径，所述内套套筒部的内壁设有数个沿长度方向的切槽口。

5.根据权利要求2所述的一种钢筋轴向挤压接头装置，其特征在于：所述内套套筒部的筒壁的中部设置有定位孔，所述定位孔的轴线与所述内套套筒部的轴线垂直，所述定位孔内设置有定位销，所述定位销的一端伸出到内套套筒部的筒壁外。

6.根据权利要求2所述的一种钢筋轴向挤压接头装置，其特征在于：所述内套套筒的形状为直筒型或纺锥形，所述外套套筒部的形状与所述内套套筒相适配。

7.根据权利要求2所述的一种钢筋轴向挤压接头装置，其特征在于：所述第二套筒(4)的内径不小于所述钢筋的直径。

8.根据权利要求1所述的一种钢筋轴向挤压接头装置，其特征在于：所述钢筋的径向公差为小于4cm，所述钢筋的轴向间距不大于3cm。

9.一种钢筋轴向挤压接头连接方法，如权利要求1-8任意一项所述的一种钢筋轴向挤压接头装置，其特征在于，包括以下步骤：

S1：先将第二套筒(4)安装在钢筋接头处，使得第二套筒(4)中线与所述钢筋接头缝对齐；

S2：使用挤压工具轴向挤压所述第一套筒(3)，所述第一套筒(3)逐渐挤压所述第二套筒(4)的直径；

S3：所述第二套筒(4)的直径逐渐缩小，逐渐挤压握紧内侧所述钢筋，挤压完成。

10.根据权利要求9所述的一种钢筋轴向挤压接头连接方法，其特征在于：所述挤压工具为液压千斤顶。

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