一種鋼筋漿錨對接連接的灌漿變形鋼管套筒的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種鋼筋漿錨對接連接的灌漿變形鋼管套筒，所述無縫鋼管（1）內從兩端對插入兩根被連接鋼筋（7）并在空腔處灌入高強度無收縮水泥基灌漿料（8）形成鋼筋對接漿錨連接接頭；所述灌漿變形鋼管套筒直接采用無縫鋼管（1）鋸截加工制作而成；無縫鋼管（1）外表面有滾壓加工成型的多道徑向倒梯形凹槽（2），與凹槽（2）同一部位的無縫鋼管（1）內表面有跟隨滾壓凹槽（2）變形而凸起形成的圓弧狀凸環肋（3），所述無縫鋼管（1）外表面的倒梯形凹槽（2）沿軸向以無縫鋼管（1）中心點為界呈兩端多中部少分布。本發明的灌漿變形鋼管套筒，可大幅降低預制裝配混凝土構件中受力鋼筋漿錨對接連接的灌漿鑄鋼或切削加工鋼套筒的費用，簡化加工工藝，能直接應用于工程實踐。
【專利說明】一種鋼筋漿錨對接連接的灌漿變形鋼管套筒
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種預制裝配混凝土構件受力鋼筋漿錨對接連接的灌漿變形鋼管套筒，屬于混凝土結構工程【技術領域】。
【背景技術】
[0002]為滿足裝配式混凝土結構的抗震性能要求，預制混凝土構件現場施工拼接安裝時，其預制構件之間主要受力鋼筋的連接方法及連接可靠性成為決定新型預制裝配混凝土結構工程成功應用的關鍵。目前公知的預制混凝土構件主要受力鋼筋漿錨對接連接方法有被連接的兩根鋼筋對插入圓筒狀鑄鋼鋼套筒，其間隙填充高強度無收縮水泥基灌漿料的全灌漿套筒連接方法；或漿錨鋼筋的套筒采用鍛造或沖壓方法制成，或采用圓鋼或多角型鋼切削加工制成，將被連接的兩根鋼筋對插入圓筒狀鋼套筒，其間隙填充高強度無收縮水泥基灌漿料的全灌漿套筒連接方法；或漿錨鋼筋的套筒做成酒瓶狀鑄鋼套筒，一端被連接鋼筋直接插入套筒內，另一端在瓶口部位車削加工連接鋼筋的內螺紋，被連鋼筋端部滾壓直螺紋后旋入鑄鋼套筒的瓶口段，鑄鋼套筒內空隙填充高強度無收縮水泥基灌漿料，形成被連的兩根鋼筋一根為漿錨連接，另一根為直螺紋連接的半灌漿鑄鋼套筒連接方法；或直接用圓鋼切削加工成帶底的筒狀鋼套筒，利用一定厚度的筒底加工連接鋼筋的內螺紋通孔，被連接的兩根鋼筋，一根直接插入鋼套筒內，通過壓灌高強度無收水泥基灌漿料漿錨連接，另一根通過一端加工成直螺紋，將其直接旋入鋼套筒的筒底螺紋孔內，形成漿錨鋼筋連接與直螺紋鋼筋連接組合的半灌漿鋼套筒連接方法。
[0003]上述公知的預制混凝土構件受力鋼筋對接連接，對于全灌漿鑄鋼套筒的漿錨鋼筋連接方法，其鑄鋼套筒需采用高強度和高韌性的鑄鋼材料及精密鑄造工藝，易有鑄造缺陷，因此其加工成本高，直接影響了工程大面積推廣應用；對于輥軋或旋壓加工的螺旋形連續圓弧狀凹凸波紋肋全灌漿鋼套筒，其套筒在軸向拉壓力下的抗變形能力差；間隔環形切削加工的外凹內凸的全灌漿鋼套筒，其切削加工量大，直接加大的制作成本；對于被連兩根鋼筋，一根為漿錨連接，一根為直螺紋連接的半灌漿鑄鋼套筒或切削加工的帶底筒狀半灌漿鋼套筒，其鑄鋼套筒易有鑄造缺陷，其圓鋼加工成的鋼套筒切削加工量過大，且其中一根被連接鋼筋端部還需加工成直螺紋，這些均導致加工制作成本加大，經濟性指標不好，也影響了工程大面積推廣應用。
【發明內容】
[0004]技術問題:為了克服現有鋼筋漿錨對接連接的灌漿套筒技術中存在的不足，本發明提供一種預制裝配混凝土結構預制構件間受力鋼筋漿錨對接連接的灌漿變形鋼管套筒，直接利用低合金鋼或合金鋼的無縫鋼管制作全灌漿套筒，避免了筒狀全灌漿鑄鋼套筒或酒瓶狀半灌漿鑄鋼套筒的材料要求高、精密鑄造要求高及鑄造缺陷對其受力性能的影響，避免了連續旋轉內外波紋肋全灌漿鋼套筒承受軸向拉壓能力差缺點，也避免了一端為漿錨鋼筋另一端為直螺紋連接鋼筋的圓鋼切削加工半灌漿套筒的金加工量大及生產效率低的缺陷，充分利用低合金鋼和合金鋼無縫鋼管的良好延展性，采用等三角支撐的三軸滾輪在無縫鋼管外表面徑向滾壓，形成沿軸向有多道外凹內凸的全灌漿變形鋼管套筒，在其間隙中填充高強度無收縮水泥基灌漿料，可實現能滿足國家工程規范規定的鋼筋機械連接性能要求的漿錨鋼筋對接連接接頭，改進了灌漿套筒的加工工藝，降低了造價，能直接應用于施工現場預制混凝土構件受力鋼筋漿錨對接連接的工程實踐。
[0005]技術方案:為解決上述技術問題，本發明鋼筋漿錨對接連接的灌漿變形鋼管套筒采用的技術方案為:
[0006]本發明鋼筋漿錨對接連接的灌漿變形鋼管套筒包括無縫鋼管，鋼管外表面倒梯形凹槽和鋼管內表面圓弧狀凸環肋，所述無縫鋼管內從兩端對插入兩根被連接鋼筋并在空腔處灌入高強度無收縮水泥基灌漿料形成鋼筋對接漿錨連接接頭；其特征在于:所述灌漿變形鋼管套筒直接采用無縫鋼管鋸截加工制作而成；無縫鋼管外表面有滾壓加工成型的多道徑向倒梯形凹槽，與凹槽同一部位的無縫鋼管內表面有跟隨滾壓凹槽變形而凸起形成的圓弧狀凸環肋，所述無縫鋼管外表面的倒梯形凹槽沿軸向以無縫鋼管中心點為界呈兩端多中部少分布。
[0007]無縫鋼管外表面的倒梯形凹槽采用等三角支撐的三軸滾輪滾壓冷加工制作成型，凹槽的寬度為4?8mm，深度為2?4mm，梯形斜邊與槽底邊的夾角為40°?60°。
[0008]與無縫鋼管外表面倒梯形凹槽對應部位的無縫鋼管內表面跟隨外周滾壓凹槽的變形而凸起形成圓弧狀凸環肋，凸環肋肋高為1.5?3_。
[0009]無縫鋼管的兩端距離端口 15?25mm處開設壓注填充被連鋼筋與灌漿變形鋼管套筒空隙的高強度無收縮水泥基灌漿料的灌漿口和排漿口。
[0010]無縫鋼管兩側端口設置中間孔徑等于被連接鋼筋直徑的能插入被連接鋼筋的環形橡I父塞。
[0011]在無縫鋼管的中部設置控制被連鋼筋插入深度的定位銷。
[0012]有益效果:本發明提供的預制裝配混凝土結構的預制構件受力鋼筋漿錨對接連接的灌漿變形鋼管套筒，具有如下優點:1)直接采用低合金或合金無縫鋼管鋸截加工成灌漿變形鋼管套筒，改進了灌漿套筒的加工工藝，加工效率高，成型簡單，有效降低了灌漿套筒的造價；2)灌漿變形鋼管套筒的無縫鋼管外周通過滾壓加工的倒梯形凹槽，經滾壓冷加工提高了倒梯形滾壓部位表面的強度和硬度，增大了當被連接鋼筋受拉或受壓時變形鋼管套筒的軸向抗變形能力。3)當無縫鋼管外周形成多道具有一定寬度的倒梯形凹槽時，其對應部位鋼管內側壁形成的圓弧狀凸環肋在高度得到保證的前提下，其寬度得到加大，也即抗剪力得到提高，使得包裹插入在鋼管套筒內被連接鋼筋的灌漿料錨固段的抗拔出能力得到提高。4)澆筑在預制混凝土構件中的灌漿變形鋼管套筒，其外周形成的多道具有一定寬度的倒梯形凹槽增加了與混凝土的粘結力，達到了與變形鋼筋月牙肋的相同作用，改善了預制構件在受力狀態下灌漿變形鋼管套筒外側混凝土保護層的共同作用，防止構件在使用狀態下局部提前崩裂。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明的灌漿變形鋼管套筒示意圖；
[0014]圖2為灌漿變形鋼管套筒無縫鋼管典型的外表面徑向凹槽及同一部位內側壁圓弧狀凸環肋的放大圖；
[0015]圖3為兩根被連接的受力鋼筋對插入灌漿變形鋼管套筒，并壓灌入高強度無收縮水泥基灌漿料形成漿錨鋼筋對接連接接頭的示意圖；
[0016]圖4為灌漿變形鋼管套筒采用三軸滾輪滾壓無縫鋼管形成外凹內凸的環狀物示意圖；
[0017]圖5為預制混凝土構件豎向鋼筋采用灌漿變形鋼管套筒對接連接示意圖；
[0018]圖6為預制混凝土構件水平鋼筋采用灌漿變形鋼管套筒對接連接示意圖。
[0019]其中有:無縫鋼管1、倒梯形凹槽2、圓弧狀凸環肋3、排漿口 4、環形橡膠塞5、定位銷6、被連鋼筋7、水泥基灌漿料8。
【具體實施方式】
[0020]預制裝配混凝土結構預制構件間受力鋼筋漿錨對接連接的灌漿變形鋼管套筒，包括無縫鋼管、被連接的鋼筋及填充兩者之間空隙的高強度無收縮水泥基灌漿料；所述漿錨鋼筋對接連接的無縫鋼管，其外表面采用通過三軸液壓滾輪沿徑向無切削滾壓加工，利用鋼管材料的塑性變形，鋼管外表面在滾壓成倒梯形凹槽后，凹槽部位的表層得到強化，其屈服強度和極限強度得到增大，硬度略有提高，加大了套筒在承受軸向拉、壓力下的抗變形能力，同時在凹槽同一部位的鋼管內表面形成具有規定凸起高度和一定寬度的圓弧狀凸環肋，阻擋填充在被連接鋼筋與鋼管套筒間的灌漿料錨固體沿軸向滑動。無縫鋼管內外表面的外凹內凸環狀物沿軸向布置有多道，并在中間部分布置少一些，形成插入鋼管套筒內鋼筋后半段較長的灌漿料錨固段；在兩端口附近部位布置多一些，形成多道阻止灌漿料錨固段拔出的抵擋物。所述漿錨鋼筋對接連接的全灌漿套筒的無縫鋼管，在其外表面徑向滾壓的倒梯形凹槽，通過三軸液壓滾輪滾壓成型，液壓千斤頂對一只移動輪加壓，配合兩只固定輪同步帶動無縫鋼管轉動，形成連續的周圈凹槽，其槽寬為4?8mm,深度為2?4mm,梯形斜邊與槽底邊的夾角為40?60°。與外周凹槽同時變形形成的內壁凸環肋的高度控制在
1.5?3mm。在無縫鋼管外周的具有一定寬度的倒梯形凹槽成形時,在其同部位內側壁加大了圓弧狀凸環肋的寬度，相當于加寬了類似的機械螺牙的牙底齒寬，增強了凸環肋沿軸向的抗剪能力，也即提高了套筒內錨固鋼筋灌漿料錨固段的機械咬合力。所述的灌漿變形鋼管套筒的無縫鋼管的兩端口設置了封堵被連鋼筋與套筒端口間隙的橡膠塞，并在離無縫鋼管端口一定距離設置了壓灌填充間隙的高強度無收縮水泥基灌漿料的灌漿口、排漿口，并可以互換使用；所述的灌漿變形鋼管套筒無縫鋼管，在其軸向中部對稱點處設置了控制被連鋼筋插入變形鋼管套筒長度的定位銷，便于預制混凝土構件時控制被連接受力鋼筋的插入深度，施工現場水平鋼筋連接時，該定位銷也可不設。
[0021]上述鋼筋漿錨連接的灌漿變形鋼管套筒，相比較現有技術，保留了原灌漿鑄鋼套筒和切削加工鋼套筒的內壁利用凸起物有效約束和阻止插入灌漿套筒的包裹鋼筋灌漿料錨固段沿軸向滑動，增加機械咬合力的優點，但改變了灌漿套筒內壁凸起物的形狀和加工成型方法，鋼管外周倒梯形凹槽與內側壁圓弧形凸環肋同位置同時一體化加工成型，簡化了加工工藝，提高了加工效率，并避免了同類的鑄鋼、或連續旋轉輥軋圓弧狀波紋凹凸肋以及切削加工鋼套筒的缺陷。同時，在無縫鋼管外表面多道倒梯形凹槽通過滾壓加工得到變形強化，提高了灌漿套筒在軸向拉、壓力下的抗變形能力。此外，在滾壓具有一定寬度的倒梯形凹槽過程中，鋼管內形成的凸起圓弧狀凸環肋的寬度得到加大，加強了該肋的抗剪能力。
[0022]本發明的利用灌漿變形鋼管套筒進行預制混凝土構件受力鋼筋漿錨對接連接的方法為:在混凝土預制構件廠制作預制構件時，將被連接的一根鋼筋端部插入一端端口帶有橡膠塞的灌漿變形鋼管套筒內，鋼筋頭部達到套筒中部的定位銷位置，灌漿變形鋼管的另一端端口與預制構件的模板固定，將塑料灌漿管與灌漿口和排漿口連接固定，澆筑構件混凝土并養護至規定強度。將預制混凝土構件運至施工現場后，進行吊裝預制構件，并將構件留設的灌漿變形鋼管套筒對準另一根被連接的鋼筋并徐徐插入，將預制構件拼接到位，對預制構件間的拼縫周邊封堵后，將攪拌的高強度無收縮水泥基灌漿料從灌漿變形鋼管套筒的位于低位處的灌漿口壓力灌入，使灌漿料從位于高位處的排漿口排出，封堵排漿口，灌漿料養護至規定強度，形成漿錨鋼筋對接連接的接頭。
[0023]下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。
[0024]如圖1、2、3、4所示為一種預制裝配混凝土結構預制構件間受力鋼筋漿錨對接連接的灌漿變形鋼管套筒接頭，包括無縫鋼管1，沿軸向間隔分布在外表面的多道倒梯形凹槽2和分布在對應內表面的圓弧狀凸起的凸環肋3。無縫鋼管I的兩端管口設置了環狀橡膠塞堵頭5，中部設置了控制被連接鋼筋7插入長度的定位銷6，離兩端口 15?25_設置了壓力灌注灌漿料的灌漿口和排漿口 4。
[0025]上述鋼筋漿錨灌漿變形鋼管套筒的具體加工方法為:
[0026](I)根據被連接的鋼筋7直徑，選用合適長度、直徑和壁厚的低合金鋼或合金鋼無縫鋼管I，直接鋸截備用；
[0027](2)根據所選無縫鋼管I的材料及壁厚，選用合適的匹配專用滾輪9和形成等三角支撐的固定輪10，在三軸滾壓機上對無縫鋼管I外表面沿軸向從中間向兩端口按設計的倒梯形凹槽2數進行滾壓(圖4)，并抽檢端口附近鋼管內壁上突起的圓弧狀凸環肋3的高度；
[0028](3)在無縫鋼管I的軸向中間部位鉆控制插入鋼筋長度的定位銷孔，并安裝定位銷6鉚釘；
[0029](4)在離無縫鋼管I兩端端口 15?25mm處鉆16?20mm的壓注高強度無收縮水泥基灌漿料的灌漿口和排漿口 4，并安裝專用的連接灌漿塑料管的塑料卡件，完成灌漿變形鋼管套筒的加工。
[0030]上述預制裝配混凝土柱或墻體構件的豎向受力鋼筋采用灌漿變形鋼管套筒(圖5)進行對接連接的施工方法為:
[0031](I)首先將混凝土柱或混凝土墻分層預制，在預制構件加工廠將灌漿變形鋼管套筒安裝到構件底部被連接的受力鋼筋7端部，并插入灌漿變形鋼管套筒至規定深度，有鋼筋插入的端口用環形橡膠塞5封堵，套筒的另一段端口與預制構件模具固定，澆筑混凝土并養護至規定強度，脫模堆放待用。
[0032](2)預制構件現場安裝時，將預埋在預制構件底部被連接受力鋼筋上的灌漿變形鋼管套筒口對準樓面上相同位置伸出外露的被連接鋼筋7頭部，并借助起重機械徐徐下降，直至預制構件安裝到位，在預制構件校正和臨時固定后，封堵拼接縫，并從低位處的灌漿變形鋼管套筒的灌漿口 4壓注攪拌好的高強度無收縮水泥基灌漿料8，直至接縫全截面及灌漿套筒高位處的排漿口 4灌漿料排出，及時封堵后養護至規定的強度，完成預制構件的豎向受力鋼筋漿錨連接。
[0033]上述預制裝配混凝土梁與梁、墻與墻或墻與柱的水平受力鋼筋采用灌漿變形鋼管套筒進行對接連接(圖6)的施工方法為:
[0034](I)在預制梁與梁、墻與墻或墻與柱的水平鋼筋連接預留缺口部位，先將灌漿變形鋼管套筒I連帶端口環形橡膠塞5整體套入左側端部被連接的水平鋼筋7上，在另一半預制構件安裝到位后，將被連接的受力水平鋼筋7左側端頭與右側端頭逐一對準，將安裝在左側端部被連接水平鋼筋7上的灌漿變形鋼管套筒I向右側移動，直至套筒對稱的中間部位位于被連接的兩根水平鋼筋7的頭與頭的中間，檢查套筒兩端口環形橡膠塞5的封堵密封效果，安裝連接灌漿口和排漿口 4的塑料管。
[0035](2)澆筑預制梁與梁、墻與墻或墻與柱的水平鋼筋連接預留缺口部位混凝土并養護，從灌漿變形鋼管套筒I預留的灌漿口 4壓力灌注高強度無收縮水泥基灌漿料8，直至排漿口灌漿料4排出并封堵，完成預制構件間水平鋼筋7的漿錨鋼筋對接連接。
[0036]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出:對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種鋼筋漿錨對接連接的灌漿變形鋼管套筒，包括無縫鋼管(1)，鋼管外表面倒梯形凹槽(2)和鋼管內表面圓弧狀凸環肋(3)，所述無縫鋼管(I)內從兩端對插入兩根被連接鋼筋(7)并在空腔處灌入高強度無收縮水泥基灌漿料(8)形成鋼筋對接漿錨連接接頭；其特征在于:所述灌漿變形鋼管套筒直接采用無縫鋼管(I)鋸截加工制作而成；無縫鋼管(I)外表面有滾壓加工成型的多道徑向倒梯形凹槽(2)，與凹槽(2)同一部位的無縫鋼管(I)內表面有跟隨滾壓凹槽(2)變形而凸起形成的圓弧狀凸環肋(3)，所述無縫鋼管(I)外表面的倒梯形凹槽(2)沿軸向以無縫鋼管(I)中心點為界呈兩端多中部少分布。
2.根據權利要求1所述的鋼筋漿錨對接連接的灌漿變形鋼管套筒，其特征在于無縫鋼管(I)外表面的倒梯形凹槽(2)采用等三角支撐的三軸滾輪滾壓冷加工制作成型，凹槽的寬度為4?8mm，深度為2?4mm，梯形斜邊與槽底邊的夾角為40°?60°。
3.根據權利要求1所述的鋼筋漿錨對接連接的灌漿變形鋼管套筒，其特征在于:與無縫鋼管(I)外表面倒梯形凹槽(2)對應部位的無縫鋼管(I)內表面跟隨外周滾壓凹槽的變形而凸起形成圓弧狀凸環肋(3)，凸環肋(3)肋高為1.5?3mm。
4.根據權利要求1所述的鋼筋漿錨對接連接的灌漿變形鋼管套筒，其特征在于:無縫鋼管(I)的兩端距離端口 15?25mm處開設壓注填充被連鋼筋與灌漿變形鋼管套筒空隙的高強度無收縮水泥基灌漿料的灌漿口和排漿口(4)。
5.根據權利要求1所述的鋼筋漿錨對接連接灌漿變形鋼管套筒，其特征在于:無縫鋼管(I)兩側端口設置中間孔徑等于被連接鋼筋(7)直徑的能插入被連接鋼筋(7)的環形橡膠塞(5)。
6.根據權利要求1所述的鋼筋漿錨對接連接的灌漿變形鋼管套筒，其特征在于:在無縫鋼管(I)的中部設置控制被連鋼筋(7)插入深度的定位銷(6)。
【文檔編號】E04C5/16GK103452246SQ201310287977
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年7月9日 優先權日:2013年7月9日
【發明者】郭正興, 鄭永峰, 劉家彬, 朱張峰, 肖全東 申請人:東南大學