專利名稱：鋼管混凝土連接器及其施工方法
技術領域：
本發明涉及鋼管混凝土結構的連接，具體是一種鋼管混凝土連接器及其施工方法。
背景技術：
目前，鋼管混凝土結構在高層建筑中大量應用。通常鋼管混凝土結構的連接采用法蘭連接、焊接或套管連接。法蘭連接是將鋼管構件端部固定法蘭盤，再將兩個法蘭盤通過螺栓緊固的連接方法。法蘭連接雖然施工方便，但是接口縫隙容易遭受腐蝕，造成連接失效，同時對連接器件的加工精度要求過高，造價成本投入過大。焊接是利用連接件之間的金屬分子在高溫下互相滲透而結合成整體的連接方法。焊接可以保證鋼管構件的緊密連接，但是對施焊環境和操作者技術要求較高，而且容易產生焊接缺陷，無法實現標準化作業。套管連接是將內外套管同軸搭接，在內外套管間灌注膨脹水泥并附設抗剪件，依靠粘結摩擦作用而結合的連接方法。套管連接技術簡單實用，但是節點處理要求較高，套管粘結長度大，大大提升了耗鋼量，也擠占大量軸向空間，同時難以實現高強度抗拉和抗壓要求。
發明內容
本發明旨在解決現有鋼管混凝土結構連接方法存在的問題，而提供一種能顯著提高鋼管混凝土節點連接強度，保證節點連接牢固性，增強節點連接抗疲勞性能，同時實現現場施工作業快速化的鋼管混凝土連接器及其施工方法。
本發明解決所述問題采用的技術方案是一種鋼管混凝土連接器，包括蓋板、卡盤、套筒，所述蓋板是一個外緣呈圓形的環狀體， 其上邊緣設置有等分布置的限位塊，其下邊緣設置有與所述限位塊對應布置的蓋板凸齒； 所述卡盤中間開有與被連接鋼管外徑等尺寸的套口，該套口邊緣設置有等分布置的加勁肋板；所述套筒其底板上開有與被連接鋼管外徑等尺寸的套口，其上邊緣設置有等分布置的套筒凸齒，該套筒凸齒的位置與蓋板上的限位塊和蓋板凸齒對應，且蓋板上的限位塊和蓋板凸齒的上下間距與該套筒凸齒等厚。
更進一步，所述蓋板其上邊緣按四等分固定限位塊，其下邊緣按四等分固定蓋板凸齒；所述卡盤套口邊緣按被連接鋼管內壁上焊接的十字導向抗剪板位置，四等分固定加勁肋板；所述套筒上邊緣四等分固定套筒凸齒。
上述鋼管混凝土連接器的施工方法，按如下步驟進行a.按鋼管混凝土的鋼管外形尺寸和連接強度要求，在工廠設計并加工制作鋼管混凝土連接器的蓋板、卡盤、套筒和十字導向抗剪板；b.在施工現場，將上鋼管的下端套入蓋板，并將卡盤套口與上鋼管的下緣焊接；將套筒套口與下鋼管的上緣焊接，并在下鋼管的上端內壁焊接十字導向抗剪板；c.將加工好的上鋼管吊裝，依靠上鋼管的加勁肋板和下鋼管的十字導向抗剪板對正定位，落位后采用臨時支撐固定，臨時固定后調整上鋼管上的蓋板，使蓋板的限位塊和蓋板凸齒與套筒的套筒凸齒錯口對正，然后將蓋板下落至套筒上緣并旋轉45度，使限位塊和蓋板凸齒牢固卡緊套筒的套筒凸齒；d.向套筒內灌入摻有纖維的強度等級大于C80的高強微膨脹灌漿料，待達到設計強度，撤去臨時支撐即完成上鋼管和下鋼管的連接；e、向連接好的鋼管內澆注混凝土，待達到設計強度，既完成鋼管混凝土的施工。
本發明上述技術方案，采用了組合構件的卡固和高強灌漿粘結連接結構，套筒內灌漿料受到鋼管和套筒的內外約束處于三向受壓狀態，其極限強度和變形均顯著提高，其受力機理不同于以往連接方法；鋼管混凝土受拉時灌漿料受卡盤和蓋板的擠壓形成受壓套筒，將力通過連接套筒和卡盤完成上、下鋼管力的傳遞，其連接效果明顯優于已有連接方法；設計計算可通過調整套筒、蓋板、卡盤的尺寸，達到連接節點承載力和剛度大于鋼管混凝土，保證節點不發生破壞。
與現有技術相比，本發明的優點是施工安裝便捷，連接措施安全，整體連接牢固， 適宜復雜施工環境，可用于房屋建筑工程中的方鋼管混凝土和圓鋼管混凝土施工，尤其連接節點具有良好的軸向受力性能、受彎性能和抗疲勞性能，避免了法蘭連接、焊接和套管連接的種種弊端，具有廣泛的應用空間和良好的實用效果。
圖1是本發明實施例的鋼管混凝土連接器結構示意圖。
圖2是本實施例中的蓋板俯視圖。
圖3是本實施例中的卡盤俯視圖。
圖4是本實施例中的套筒俯視圖。
圖中1-蓋板，2-卡盤，3-套筒，4-十字導向抗剪板，5-下鋼管，6_加勁肋板，7_蓋板凸齒，8-套筒凸齒，9-限位塊，10-上鋼管，11-混凝土，12-灌漿料，13-卡盤套口，14-套筒底板，15-套筒套口。
具體實施例方式以下結合實施例詳述本發明。
參見圖1、圖2、圖3、圖4，鋼管混凝土連接器是由蓋板1、卡盤2、套筒3三個分離構件組合而成的。蓋板1是一個外緣呈圓形的環狀體，其上邊緣按四等分固定四個限位塊 9，其下邊緣外側按四等分固定四個呈弧形的蓋板凸齒7，四個蓋板凸齒7與四個限位塊9位置對應；卡盤2中間開有卡盤套口 13，卡盤套口 13的口徑與被連接的上鋼管10和下鋼管 5的外徑等尺寸(方口)，卡盤套口 13邊緣按下鋼管5內壁上焊接的十字導向抗剪板4的位置，四等分焊接四個加勁肋板6 ；套筒底板14上開有與被連接的上鋼管10和下鋼管5的外徑等尺寸的套筒套口 15 (方口)，套筒3上邊緣四等分固定四個套筒凸齒8，套筒凸齒8的位置與蓋板1上的限位塊9和蓋板凸齒7對應，且蓋板1上的限位塊9和蓋板凸齒7的上下間距與套筒凸齒8的厚度等厚。
采用這種鋼管混凝土連接器的施工方法，其順序如下1.根據鋼管混凝土的鋼管外形尺寸和連接強度要求，在工廠分別設計并加工制作蓋板 1、卡盤2、套筒3及十字導向抗剪板4 ；2.在施工現場，將上鋼管10的下端套入蓋板1，并將卡盤2的卡盤套口13與上鋼管 10的下緣焊接；將套筒3的套筒套口 15與下鋼管5的上緣焊接，并在下鋼管5的上端內壁焊接十字導向抗剪板4;3.將加工好的上鋼管10吊裝，依靠與上鋼管10焊接為一體的加勁肋板6和下鋼管5上的十字導向抗剪板4對正定位，落位后采用臨時支撐固定，臨時固定后調整上鋼管10上的蓋板1，使蓋板1的限位塊9和蓋板凸齒7與套筒3的套筒凸齒8錯口對正，然后將蓋板 1下落至套筒3上緣并旋轉45度，使限位塊9和蓋板凸齒7牢固卡緊套筒3的套筒凸齒8 ；
4.向套筒3內灌入摻有纖維的高強(強度等級大于C80)微膨脹灌漿料12，待達到設計強度，撤去臨時支撐即完成上鋼管10和下鋼管5的連接；
5.向連接好的鋼管內澆注混凝土11，待達到設計強度，既完成鋼管混凝土的施工。
以上所述，僅是本發明較佳實施例而已，并非對發明作任何形式上的限制。凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種鋼管混凝土連接器，包括蓋板、卡盤、套筒，其特征在于，所述蓋板是一個外緣呈圓形的環狀體，其上邊緣設置有等分布置的限位塊，其下邊緣設置有與所述限位塊對應布置的蓋板凸齒；所述卡盤中間開有與被連接鋼管外徑等尺寸的套口，該套口邊緣設置有等分布置的加勁肋板；所述套筒其底板上開有與被連接鋼管外徑等尺寸的套口，其上邊緣設置有等分布置的套筒凸齒，該套筒凸齒的位置與蓋板上的限位塊和蓋板凸齒對應，且蓋板上的限位塊和蓋板凸齒的上下間距與該套筒凸齒等厚。
2.如權利要求書1所述的鋼管混凝土連接器，其特征在于，所述蓋板其上邊緣按四等分固定限位塊，其下邊緣按四等分固定蓋板凸齒。
3.如權利要求書1所述的鋼管混凝土連接器，其特征在于，所述卡盤套口邊緣按被連接鋼管內壁上焊接的十字導向抗剪板位置，四等分固定加勁肋板。
4.如權利要求書1所述的鋼管混凝土連接器，其特征在于，所述套筒上邊緣四等分固定套筒凸齒。
5.一種如權利要求1所述鋼管混凝土連接器的施工方法，按如下步驟進行a.按鋼管混凝土的鋼管外形尺寸和連接強度要求，在工廠設計并加工制作鋼管混凝土連接器的蓋板、卡盤、套筒和十字導向抗剪板；b.在施工現場，將上鋼管的下端套入蓋板，并將卡盤套口與上鋼管的下緣焊接；將套筒套口與下鋼管的上緣焊接，并在下鋼管的上端內壁焊接十字導向抗剪板；c.將加工好的上鋼管吊裝，依靠上鋼管的加勁肋板和下鋼管的十字導向抗剪板對正定位，落位后采用臨時支撐固定，臨時固定后調整上鋼管上的蓋板，使蓋板的限位塊和蓋板凸齒與套筒的套筒凸齒錯口對正，然后將蓋板下落至套筒上緣并旋轉45度，使限位塊和蓋板凸齒牢固卡緊套筒的套筒凸齒；d.向套筒內灌入摻有纖維的強度等級大于C80的高強微膨脹灌漿料，待達到設計強度，撤去臨時支撐即完成上鋼管和下鋼管的連接；e.向連接好的鋼管內澆注混凝土，待達到設計強度，既完成鋼管混凝土的施工。
全文摘要
本發明涉及鋼管混凝土結構的連接，具體是一種鋼管混凝土連接器及其施工方法。該鋼管混凝土連接器由蓋板、卡盤和套筒組成，各部件根據被連接鋼管尺寸和連接強度要求，在工廠設計并加工制作。安裝時將各部件分別與鋼管端部連接，并按施工工藝要求進行卡固和臨時固定，然后灌入摻有纖維的高強微膨脹灌漿料，待達到設計強度后撤去臨時支撐并灌注鋼管混凝土。高強微膨脹灌漿料在受載時處于鋼管和套筒的三向約束狀態，即保證了荷載的順利傳遞，也提高了連接的剛度和強度。本發明鋼管混凝土連接器使得連接節點具有良好的軸向受力性能、受彎性能和抗疲勞性能，且具有施工作業快速化和便捷化的優勢，可避免傳統的法蘭連接、焊接和套管連接存在的種種弊端。
文檔編號E04G21/00GK102561528SQ201210054810
公開日2012年7月11日 申請日期2012年3月5日 優先權日2012年3月5日
發明者徐國強, 蘇幼坡, 陳建偉, 陳海彬, 高林 申請人:河北聯合大學