CN220954230U - 一种带肋钢棒续接装置 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例公开了一种带肋钢棒续接装置，带肋钢棒通过续接器与钢绞线连接，具体实施方式中沿续接器长度方向挤压续接器，续接器缩径后续接器的内壁与钢绞线咬合连接，续接器另一端通过螺纹配合与带肋钢棒连接，续接器采用一体成型结构或分体组装结构。该实施方式能够大大提高钢绞线与续接器的咬合作用，实现带肋钢棒与钢绞线的等承载力续接，同时续接器结构简单、尺寸小，避免了现有夹片式连接器尺寸大、结构复杂和成本高的问题，适合在狭窄空间中使用，续接器可采用无缝钢管机加工高效生产，整体成本大大降低，经济性好，适用于预制拼装结构钢筋交叉的节点位置。

Description

一种带肋钢棒续接装置

技术领域

本实用新型属于建筑技术领域，涉及预制拼装结构，特别涉及一种带肋钢棒续接装置。

背景技术

随着新型建筑工业化的推进，建筑施工过程中不可避免遇到带肋钢棒与钢绞线的续接接长问题，钢绞线由多股高强度钢丝捻制而成，无法像钢筋一样在其端部加工螺纹，故无法采用螺纹套筒与带肋钢棒续接。采用普通径向挤压连接时，因钢绞线截面为多股高强度钢丝捻制结构，在径向压力下组成钢绞线的多股钢丝相对位置变化，钢绞线与钢套筒咬合作用差，无法实现带肋钢棒的等承载力续接，难以保证建筑结构安全，难以在实际工程中实施、应用。专利CN115370075A公开的连接器中预应力筋一端采用夹片锚具实现预应力筋与连接器的连接，但其结构过于复杂，需采用三片夹片，导致连接器直径较大，以实际工程中采用的15.2mm预应力钢绞线为例，连接器外径达到45mm；钢筋通过螺纹与连接器连接，因连接器与钢筋直径差值过大，需采用变径转换套筒过渡，进一步增加了连接器的复杂程度，整体成本过高，实际工程应用经济性较差；连接器直径过大也限制了连接器的应用场景，同时该连接器主要部件均需采用多道机加工工序制作，工效低、成本高。

此外，上述机加工连接器目前多采用人工质检方式，存在一定的主观性，造成连接器关键尺寸检测的准确性较低，有不符合产品标准的连接器出厂使用，且检测时间较长，无法满足大规模连续生产的质检需要。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的一些实施例提出了一种带肋钢棒续接装置，一方面实现带肋钢棒与钢绞线续接时的拉力、压力的有效传递，另一方面解决现有技术制作工艺无法满足强度要求、结构复杂、直径大、成本高、加工效率低及检测速度慢等一项或多项问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种带肋钢棒续接装置，包括带肋钢棒、续接器和钢绞线，带肋钢棒通过续接器与钢绞线接长，其中，续接器采用45号钢材质的圆钢管，沿上述续接器长度方向挤压续接器，续接器缩径后续接器的内壁与上述钢绞线咬合连接，在续接器远离钢绞线的一端设置内螺纹与带肋钢棒连接，续接器的内壁与钢绞线之间设置加强套。

在一些实施例中，上述续接器为一体成型结构，续接器采用钢套筒一体成型，钢绞线插入钢套筒一端，沿钢套筒长度方向挤压钢套筒，钢套筒直径缩小、长度伸长，挤压后在钢套筒远离钢绞线一端的内壁加工形成内螺纹。

在一些实施例中，上述续接器为分体组装结构，续接器由短套筒与螺纹套筒通过摩擦焊接组装为一体，钢绞线插入短套筒，沿短套筒长度方向挤压短套筒，短套筒与钢绞线组成的整体与螺纹套筒通过摩擦焊焊缝连接为整体。

进一步地，上述钢绞线为现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T5224-2023)规定的1×7结构钢绞线，公称直径为15.2mm、17.8mm或21.6mm，公称抗拉强度为1770MPa或1860MPa。

可选地，上述带肋钢棒采用HRB400或HRB500级钢筋。

具体地，上述钢绞线、带肋钢棒的直径组合有组合一、组合二或组合三；所述组合一，钢绞线公称直径为15.2mm，带肋钢棒直径为18mm；所述组合二，钢绞线公称直径为17.8mm，带肋钢棒直径为20mm或22mm；所述组合三，钢绞线公称直径为21.6mm，带肋钢棒直径为25mm或28mm。

特别地，在上述钢绞线远离续接器的一端设置90°弯钩。

进一步地，上述加强套采用高强度钢丝加工而成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)实现了带肋钢棒与钢绞线的续接接长，避免结构节点区不同方向带肋钢棒直接相交带来的碰撞问题，提高了节点区的易施工性。

(2)续接器与钢绞线通过挤压连接，沿钢套筒长度方向挤压使钢套筒与钢绞线咬合连接，避免了径向挤压时钢绞线与钢套筒咬合作用差、无法实现带肋钢棒的等承载力续接的问题。

(3)本实用新型的续接器直径明显小于夹片锚具，避免了现有夹片式连接器尺寸大、结构复杂和成本高的问题，更适合在狭窄空间中使用。

(4)本实用新型中续接器与带肋钢棒通过螺纹配合连接，直接在续接器上加工用以连接带肋钢棒的内螺纹，避免了现有连接器的复杂转换结构，零件数量大大减少，成本低。

(5)本实用新型续接器结构简单、尺寸小，在无缝钢管的基础上简单机加工即可生产，整体成本大大降低，经济性好，适用范围可进一步扩展。

附图说明

图1为本实用新型带肋钢棒续接装置一些实施例的结构示意图，其中续接器为一体成型结构。

图2为钢绞线与加强套组装的结构示意图。

图3为钢绞线与钢套筒组装的结构示意图。

图4为续接器挤压前即钢套筒的三维结构示意图。

图5为钢套筒沿长度方向挤压与钢绞线结合为整体的结构示意图。

图6为钢绞线与一体成型结构续接器组装完成后的结构示意图。

图7为图6中一体成型结构续接器的局部放大图。

图8为钢绞线远离续接器一端弯折形成90°弯钩的结构示意图。

图9为图1中带肋钢棒一端加工外螺纹后的结构示意图。

图10为图4所示钢套筒的长度方向剖面图。

图11为图1所示带肋钢棒续接装置的长度方向局部剖面图。

图12为本实用新型带肋钢棒续接装置一些实施例的结构示意图，其中续接器为分体组装结构。

图13为图12所示实施例中钢绞线与短套筒组装的结构示意图。

图14为图12所示实施例中短套筒与螺纹套筒摩擦焊接组装前的结构示意图。

图15为图12所示实施例中短套筒与螺纹套筒摩擦焊接组装为整体后的结构示意图。

图中：1-带肋钢棒；11-外螺纹；2-续接器；21-内螺纹；22-短套筒；23-螺纹套筒；24-摩擦焊焊缝；3-钢绞线；31-90°弯钩；4-加强套；5-钢套筒；51-过渡切角；61-挤压模；62-液压顶头。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的实施例。虽然附图中显示了本实用新型的某些实施例，然而应当理解的是，本实用新型可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本实用新型的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本实用新型的保护范围。

除非另有说明，否则本文使用的技术和科学术语具有本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义；作为本申请中其它未特别注明的试验方法和技术手段均指本领域内普通技术人员通常采用的实验方法和技术手段。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例中的特征可以相互结合。

本实用新型提供了一种新型带肋钢棒续接装置，在实现带肋钢棒与钢绞线续接时的拉力、压力的有效传递的基础上，避免了现有技术制作工艺无法满足强度要求、结构复杂、直径大、成本高及加工效率低等问题。参考图1、图12，带肋钢棒续接装置包括带肋钢棒1、续接器2和钢绞线3，带肋钢棒1通过续接器2与钢绞线3接长。其中，续接器2采用45号钢材质的圆钢管制作，沿续接器2长度方向挤压续接器2，续接器2的直径缩小、长度伸长，续接器2变形后与钢绞线3咬合连接，相较现有径向挤压技术，可避免径向挤压时钢绞线内多股钢丝相对位置变化、钢绞线与钢套筒咬合力偏低的问题，同时续接器2的内壁与钢绞线3之间设置加强套4，有利于实现带肋钢棒1与钢绞线3的等承载力续接；续接器2远离钢绞线3的一端设置内螺纹21与带肋钢棒1通过螺纹配合连接。

特别地，带肋钢棒1采用HRB400或HRB500级钢筋；钢绞线3采用现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T 5224-2023)中规定的1×7结构钢绞线，公称直径为15.2mm、17.8mm或21.6mm，公称抗拉强度为1770MPa或1860MPa。

图1～图11提供了本实用新型带肋钢棒续接装置的优选实施例一，其中续接器2为一体成型结构，采用钢套筒5一体成型，钢套筒5为45号钢材质的圆钢管。钢套筒5两端设置过渡切角51，过渡切角51沿钢套筒5环向一周布置。优选实施例一的具体实施过程如下：

第一步，如图2所示，在钢绞线3一端套入加强套4，加强套4一端与钢绞线3末端对齐，加强套4为高强度钢丝加工而成的弹簧状结构；

第二步，如图3所示，将钢套筒5插入钢绞线3套有加强套4的一端，即加强套4位于钢套筒5的内壁和钢绞线3之间，钢套筒5就位后加强套4完全在钢套筒5内部；

第三步，如图5所示，在钢套筒5靠近钢绞线3的一端放置挤压模61，挤压模61上设置有与图4中所示的钢套筒5端部过渡切角51相匹配的圆孔，在钢套筒5远离挤压模61的一端通过液压顶头62沿钢套筒5长度方向施加液压力，钢套筒5在液压力作用下通过挤压模61，在挤压模61的挤压作用下钢套筒5直径缩小、长度伸长形成图6中所示的续接器2，钢套筒5所形成的续接器2与钢绞线3咬合连接，沿长度方向挤压钢套筒5可避免组成钢绞线3的多股钢丝相对位置变化、使得变形的钢套筒5和钢绞线3充分咬合，同时加强套4在挤压力作用下嵌入续接器2和钢绞线3上，大大提高了钢绞线3和续接器2的咬合力。需要说明的是，在沿长度方向挤压钢套筒5的过程中，设置于靠近挤压模61一端的过渡切角51起到引导钢套筒5通过挤压模61缩径的功能，远离挤压模61一端的过渡切角51可保证钢套筒5全部通过挤压模61后末端保持平齐，便于进一步加工；

第四步，如图7所示，将图6中钢绞线3和续接器2组成的整体放置在攻丝设备中，在续接器2远离钢绞线3的一端内壁上加工形成内螺纹21；

第五步，如图8所示，在钢绞线3远离续接器2的一端弯折形成90°弯钩31，提高钢绞线3在具体使用环境中与周围材料的结合强度，但对结合强度要求较低时，也可不设置90°弯钩31；

第六步，如图9所示，在带肋钢棒1一端加工形成外螺纹11，外螺纹11规格与续接器2上的内螺纹21相匹配，以保证外螺纹11和内螺纹21的螺纹机械咬合强度，外螺纹11优先采用剥肋滚轧工艺加工；

第七步，将带肋钢棒1的外螺纹11拧入续接器2并旋紧，实现图1所示的带肋钢棒续接装置，一般地，第七步在施工现场或者构件加工厂完成，第七步之前的操作在机械加工厂完成。

实践中，根据现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T 5224-2023)，钢绞线3的公称直径优先采用15.2mm、17.8mm和21.6mm。为实现带肋钢棒1与钢绞线3的等承载力续接，带肋钢棒1的抗拉设计强度为360MPa或435MPa，钢绞线3的抗拉强度利用值为600～800MPa，根据带肋钢棒1与钢绞线3的抗拉承载力匹配计算结果，钢绞线3、带肋钢棒1的直径组合有组合一、组合二或组合三，其中组合一中钢绞线3公称直径为15.2mm，带肋钢棒1直径为18mm；组合二中钢绞线3公称直径为17.8mm，带肋钢棒1直径为20mm或22mm；组合三中钢绞线3公称直径为21.6mm，带肋钢棒1直径为25mm或28mm。

下表列出了上述组合一、组合二和组合三中带肋钢棒续接装置的钢套筒5的规格尺寸，以及钢套筒5沿长度方向挤压后形成的续接器2的规格尺寸，其中带肋钢棒1采用HRB400级钢筋。上述组合中钢绞线、带肋钢棒的直径组合及下表提供的尺寸，均是通过测试和计算获取，在满足带肋钢棒续接装置带肋钢棒与钢绞线等承载力续接要求下的较优的尺寸，需要说明的是表中尺寸单位均为mm。

可选地，可通过视觉检测设备获取图4中钢套筒5、图7中续接器2的图像。实践中，视觉检测设备的结构并不限制，可以电荷耦合器件(CCD，charge coupled device)图像传感器或者互补金属氧化物半导体(CMOS，complementary metal-oxide-semiconductor)传感器。

可选地，将上述图像输入已经训练好的续接器关键尺寸识别模型中，得到钢套筒5、续接器2的关键尺寸图像识别结果。其中，上述已经训练好的续接器关键尺寸识别模型包括：钢套筒几何尺寸检测模型、续接器几何尺寸检测模型和续接器内螺纹规格检测模型。钢套筒几何尺寸检测模型可以是以钢套筒图像为输入、以表征钢套筒关键几何尺寸(如钢套筒整体长度L1、外径D1、内径d1和切角尺寸d2等)的信息为输出的神经网络模型。例如，钢套筒几何尺寸检测模型可以是训练好的卷积神经网络模型。续接器几何尺寸检测模型可以是以续接器图像为输入、以表征续接器关键几何尺寸(如续接器整体长度L2、外径D2)的信息为输出的神经网络模型。例如，续接器几何尺寸检测模型可以是训练好的卷积神经网络模型。续接器内螺纹规格检测模型可以是以续接器内螺纹图像为输入、以表征内螺纹关键几何尺寸(如螺纹深度b、牙型角、大径和螺距等)的信息为输出的神经网络模型。例如，续接器内螺纹规格检测模型可以是训练好的卷积神经网络模型。

在一些实施例中，钢套筒关键几何尺寸、续接器关键几何尺寸和续接器内螺纹关键几何尺寸识别结果满足对应的预设值，将上述钢套筒、续接器判定为合格品。这里，预设值是根据产品质量控制标准预先设定的参数。如果上述钢套筒关键几何尺寸、续接器关键几何尺寸和续接器内螺纹关键几何尺寸识别结果满足对应的预设值要求，则认为钢套筒、续接器合格，可进行后续加工或使用；如果上述钢套筒关键几何尺寸、续接器关键几何尺寸和续接器内螺纹关键几何尺寸识别结果不满足对应的预设值要求，则认为钢套筒、续接器不合格，执行报废处理，避免生产的带肋钢棒续接装置不合格，造成经济损失。

上述相关内容作为本实用新型的一个构思点，解决了背景技术提及的“人工质检方式，存在一定的主观性，造成连接器关键尺寸检测的准确性较低，有不符合产品标准的连接器出厂使用，且检测时间较长，无法满足大规模连续生产的质检需要”的技术问题。如果解决了上述问题，就能达到提高续接器检测准确性和提高检测效率的效果。为了达到上述效果，在生产线上部署视觉检测设备拍摄钢套筒、续接器的图像，将上述图像输入已经训练好的续接器关键尺寸识别模型中，快速获得钢套筒关键几何尺寸、续接器关键几何尺寸和续接器内螺纹关键几何尺寸识别结果并与预设值比对，实现在线快速检测、判定，避免了人工检测的主观性，且大大缩短检测时间，减少不合格产品投入后续使用带来的经济损失，还可实现续接器的大规模连续生产。

图12～图15提供了本实用新型带肋钢棒续接装置的优选实施例二，其中续接器2为分体组装结构，即续接器2由短套筒22与螺纹套筒23通过摩擦焊接组装为一体，代替本实用新型优选实施例一中的一体成型结构续接器。优选实施例二的具体实施过程如下：

第一步，如图13所示，在钢绞线3一端套入加强套4，将短套筒22插入钢绞线3套有加强套4的一端，参考优选实施例一，沿短套筒22长度方向挤压短套筒22，短套筒22的直径缩小、长度伸长，短套筒22变形后与钢绞线3咬合连接；

第二步，如图14所示，将钢绞线3与短套筒22挤压后结合的组合体、加工有内螺纹21的螺纹套筒23安装到摩擦焊机夹具上，其中摩擦焊机夹具未在图14中示出，通过旋转摩擦焊使得短套筒22与螺纹套筒23溶透焊接为整体，即形成图15所示的结构体，短套筒22与钢绞线3组成的整体与螺纹套筒23通过摩擦焊焊缝24连接为整体。

第三步，将带肋钢棒1的外螺纹11拧入螺纹套筒23并旋紧，实现图12所示的带肋钢棒续接装置，一般地，第三步在施工现场或者构件加工厂完成。

综上，在本实用新型中，通过沿长度方向挤压技术大大提高了钢套筒与钢绞线的咬合作用，避免了径向挤压时钢绞线与钢套筒咬合作用差，无法实现带肋钢棒的等承载力续接的问题，避免结构节点区不同方向带肋钢棒直接相交带来的碰撞问题，提高了节点区的易施工性；其次，采用沿长度方向挤压代替现有钢绞线的夹片式连接，大大缩小了续接器的尺寸、简化了续接器的结构，以15.2mm钢绞线为例，续接器外径由现有技术的45mm减小至30mm、降低33％，避免了现有夹片式连接器尺寸大、结构复杂和成本高的问题，更适合在狭窄空间中使用；再者，本实用新型续接器结构简单、尺寸小，在无缝钢管的基础上通过简单机加工即可生产，整体成本大大降低，经济性好，适用范围大大扩展；最后，在实施过程中可利用视觉检测设备和神经网络机器学习模型进行在线质量检测，避免传统人工质量效率低、准确性差的缺点，避免不符合产品标准的连接器出厂带来的经济损失和结构安全危害。

以上描述仅为本实用新型的一些较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本实用新型的实施例中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本实用新型的实施例中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (8)

1.一种带肋钢棒续接装置，其特征在于，带肋钢棒(1)通过续接器(2)与钢绞线(3)接长，所述续接器(2)为45号钢材质的圆钢管，沿续接器(2)长度方向挤压续接器(2)，续接器(2)缩径后续接器(2)的内壁与钢绞线(3)咬合连接，续接器(2)远离钢绞线(3)的一端设置内螺纹(21)与带肋钢棒(1)连接，续接器(2)的内壁与钢绞线(3)之间设置加强套(4)。

2.根据权利要求1所述带肋钢棒续接装置，其特征在于，所述续接器(2)为一体成型结构，由钢套筒(5)一体成型，钢绞线(3)插入钢套筒(5)一端，沿钢套筒(5)长度方向挤压钢套筒(5)，钢套筒(5)直径缩小、长度伸长，在挤压后的钢套筒(5)远离钢绞线(3)一端的内壁设置内螺纹(21)。

3.根据权利要求1所述带肋钢棒续接装置，其特征在于，所述续接器(2)为分体组装结构，由短套筒(22)与螺纹套筒(23)摩擦焊接组装为一体，钢绞线(3)插入短套筒(22)，沿短套筒(22)长度方向挤压短套筒(22)，短套筒(22)与钢绞线(3)组成的整体与螺纹套筒(23)通过摩擦焊焊缝(24)连接为整体。

4.根据权利要求1所述带肋钢棒续接装置，其特征在于，所述钢绞线(3)为现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T 5224-2023)规定的1×7结构钢绞线，公称直径为15.2mm、17.8mm或21.6mm，公称抗拉强度为1770MPa或1860MPa。

5.根据权利要求1所述带肋钢棒续接装置，其特征在于，所述带肋钢棒(1)采用HRB400或HRB500级钢筋。

6.根据权利要求1所述带肋钢棒续接装置，其特征在于，所述钢绞线(3)、带肋钢棒(1)的直径组合有组合一、组合二或组合三；所述组合一，钢绞线(3)公称直径为15.2mm，带肋钢棒(1)直径为18mm；所述组合二，钢绞线(3)公称直径为17.8mm，带肋钢棒(1)直径为20mm或22mm；所述组合三，钢绞线(3)公称直径为21.6mm，带肋钢棒(1)直径为25mm或28mm。

7.根据权利要求1所述带肋钢棒续接装置，其特征在于，所述钢绞线(3)远离续接器(2)的一端设置90°弯钩(31)。

8.根据权利要求1所述带肋钢棒续接装置，其特征在于，所述加强套(4)材质为高强度钢丝。