通过螺栓和套筒混合连接的预制拼装钢筋混凝土梁及方法与流程

1.本发明涉及一种通过螺栓和套筒混合连接的预制拼装钢筋混凝土梁及方法，涉及土木工程领域。


背景技术：

2.随着国家经济转型，产业结构的调整，我国正向工厂化、标准化的“制造”方式转变。目前，我国极大部分的结构都是采用现浇钢筋混凝土技术建造。随着装配式混凝土技术的推广应用，为了保证装配式混凝土结构在结构性能上不低于现浇混凝土结构，我国也制定相应的混凝土结构技术规程，包括从结构设计到构件预制和现场施工等方面，基本思路是将现浇混凝土结构经过合理的拆分、工厂预制构件、现场拼装等环节。其中拆分有利于工厂预制，也要有利于现场拼装，且拼装后的结构要满足结构的安全性和功能性要求。为此，出现了多种形式的拆分及拼装连接方式，其连接方式直接影响到施工速度及结构安全性，更受到广泛的关注。
3.与传统现浇混凝土结构相比，装配式混凝土结构中存在更多的接缝，这些接缝的不仅直接决定结构的整体安全性，而且也影响着结构的耐久性及实用功能性。预制装配结构的连接方式需根据结构形式、抗震设防烈度、施工、运输、拼装等因素综合考虑。根据国内外的试验研究及应用调研，通过几种连接构造的对比，考虑到国外既有经验的可靠度及国内理念接受度，国内采用的连接构造多选用灌浆套筒连接构造。将螺纹钢筋插入金属套筒内部，再灌注高强灌浆料拌合物，利用灌浆料凝结固化后与螺纹钢筋之间形成的粘结锚固传递应力而实现钢筋对接连接的方式，简称为套筒灌浆连接，可分为全灌浆套筒连接和半灌浆套筒连接。
4.现有的钢筋与套筒之间的连接通常是由竖向插入完成，施工技术难，在实际过程中，会出现套筒和插筋各自的位置测量结果符合要求，但拼接时依然安装不上的问题。


技术实现要素：

5.鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种通过螺栓和套筒混合连接的预制拼装钢筋混凝土梁及方法。
6.为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种通过螺栓和套筒混合连接的预制拼装钢筋混凝土梁，所述的预制拼装钢筋混凝土梁由预制构件进行端部对接组成，相邻预制构件连接端侧的主筋之间经灌浆套筒连接为一体，相邻预制构件连接端侧的内部之间设有衔接的预留螺栓孔道，所述预留螺栓孔道的内部穿设有螺纹钢筋，所述螺纹钢筋的两端部分别与相同端侧位置的预制构件相锚接，所述预留螺栓孔道的内部固设有灌浆填充层。
7.优选的，由相邻预制构件端部相接拼装组成的预留螺栓孔道整体中部朝着主筋的相对侧向凸起呈圆弧形，螺纹钢筋与预留螺栓孔道具有相同曲率。
8.优选的，由相邻预制构件端部相接拼装组成的预留螺栓孔道整体端部均延伸至与
灌浆套筒同侧安装表面，该安装表面上均开设有槽口，外露出预留螺栓孔道的螺纹钢筋端部均垂直穿过槽口的其中一槽底，所述槽口均经后填混凝土层填充平整。
9.优选的，螺纹钢筋两端分别露出预留螺栓孔道的端部至少3cm，外露部分均为螺纹并经垫板、垫片、螺母锁紧锚固在上述槽底。
10.优选的，所述预制构件连接端侧的主筋位置表面均开设有预留凹槽，灌浆套筒位于预留凹槽内并连接两外露的主筋端部，预留凹槽经后填混凝土层填充平整。
11.一种通过螺栓和套筒混合连接的预制拼装钢筋混凝土梁的施工方法，按以下步骤进行：（1）施工预制构件台座，安装钢模板：制作钢筋混凝土台座或全钢结构台座，上铺钢板作为预制构件底模板；外侧模采用定形钢模板与台座配套设计；模板准确就位后，通过对拉螺栓对模板进行加固；（2）绑扎与安装钢筋笼：检查底模板和侧模板，并涂刷隔离剂，吊装钢筋笼放入预制的钢模板内，并固定保护层厚度；（3）安装端模板和预埋件：安装端模板；安装为螺纹钢筋连接所预埋的波纹管，通过井字形定位钢筋网固定波纹管的位置，波纹管两端临时封堵，保证浇筑混凝土时不会渗入波纹管；在端部通过安装楔块形成螺纹钢筋锚固的预留凹槽，并且紧贴楔块固定垫板；安装用于灌浆套筒连接钢筋的木盒，以在钢筋混凝土梁上缘钢筋周边形成预留凹槽；（4）在模板内浇筑混凝土：在钢筋及模板验收合格后进行混凝土的浇筑，采用附着式振动器并附振动棒进行振捣，一般混凝土不再下沉，无显著气泡上升，混凝土表面出现薄层水泥浆，并有均匀的外观和平面为止；（5）混凝土养护：当气温较高时，混凝土强度增长满足施工进度要求，采用自然养护；当外界气温不能满足工程进度要求时，则采用蒸汽养护；（6）预制拼装钢筋混凝土梁运输与安装：运输预制拼装钢筋混凝土梁构件，将灌浆套筒套进预留凹槽内的主筋，并将灌浆套筒放置在一侧预制构件的预留凹槽内，装组预制拼装钢筋混凝土梁构件；（7）安装螺纹钢筋并灌浆：将螺纹钢筋穿入波纹管，确保两端预留螺纹丝长度一致；从一端波纹管注浆，当波纹管另一端出现浆体时停止注浆；水泥将达到设计强度后，安装垫片，最后将螺母沿着螺纹丝套入并拧紧；（8）移动灌浆套筒并灌浆：将灌浆套筒移动至钢筋混凝土接缝中间，密封灌浆套筒端部，沿着灌浆套筒的进浆孔注浆，当出浆孔有浆体均匀流出时停止注浆；而后在预留凹槽内后填混凝土；后填混凝土为比预制构件的混凝土强度高一级混凝土或高强砂浆或灌浆料封堵；（9）依此循环，将若干条钢筋混凝土预制构件相互拼接。
12.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明使得预制拼装钢筋混凝土梁装配化，实现工厂工业化生产、现场直接拼装，具有现场施工湿作业少、施工周期短、构件质量有保证、经济环保等优点，具有良好的工程推广前景。该结构现场浇筑工序少，现场可以节省大量的人工，可以降低劳动强度，加快施工速度；模板可以重复使用，并且预制构件的耐久性会优于现浇构件，能够充分发挥混凝土的力学性能，有着明显的经济效益。
13.下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
14.图1为本发明实施例的钢筋连接平面图。
15.图2为本发明实施例的钢筋连接立面图。
16.图3为灌浆套筒连接步骤示意图一。
17.图4为灌浆套筒连接步骤示意图二。
18.图5为灌浆套筒连接步骤示意图三。
19.图6为图3的
ⅰ‑ⅰ
断面图。
20.图7为图3的
ⅱ‑ⅱ
断面图。
21.图8为螺纹钢筋的连接步骤示意图一。
22.图9为螺纹钢筋的连接步骤示意图二。
23.图10为螺纹钢筋的连接步骤示意图三。
24.图11为图9的
ⅲ‑ⅲ
断面图。
25.图中：1-槽口，2-预留螺栓孔道，3-预留凹槽，4-注浆孔，5-接缝，6-灌浆套筒，7-螺母，8-主筋，9-螺纹钢筋，10-灌浆填充层，11-后填混凝土层，12-出浆孔，13-预制构件。
具体实施方式
26.下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
27.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
28.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
29.如图1~11所示，本实施例提供了一种通过螺栓和套筒混合连接的预制拼装钢筋混凝土梁，所述的预制拼装钢筋混凝土梁由预制构件进行端部对接组成，相邻预制构件连接端侧的主筋之间经灌浆套筒连接为一体共同受力，相邻预制构件连接端侧的内部之间设有衔接的预留螺栓孔道，所述预留螺栓孔道的内部穿设有螺纹钢筋，所述螺纹钢筋的两端部分别与相同端侧位置的预制构件相锚接，所述预留螺栓孔道的内部固设有灌浆填充层，将预制构件连接成一体。灌浆填充层为水泥浆，水泥浆为灌浆料或高强砂浆。
30.在本发明实施例中，所述的预留螺栓孔道采用波纹管预埋成形，波纹管内径至少大于螺纹钢筋直径1.5 cm以上。所述波纹管设置注浆孔和出浆孔。
31.在本发明实施例中，由相邻预制构件端部相接拼装组成的预留螺栓孔道整体中部朝着主筋的相对侧向凸起呈圆弧形，螺纹钢筋与预留螺栓孔道具有相同曲率。使所述螺纹钢筋的中底部（凸起部）处于预制拼装钢筋混凝土梁中断的受力钢筋位置，所述螺纹钢筋代替预制拼装钢筋混凝土梁的内主筋受力。
32.在本发明实施例中，由相邻预制构件端部相接拼装组成的预留螺栓孔道整体端部均延伸至与灌浆套筒同侧安装表面，该安装表面上均开设有槽口，外露出预留螺栓孔道的螺纹钢筋端部均垂直穿过槽口的其中一槽底，所述槽口均经后填混凝土层填充平整，保护
螺纹钢筋端部。
33.在本发明实施例中，螺纹钢筋两端分别露出预留螺栓孔道的端部至少3cm，外露部分均为螺纹并经垫板、垫片、螺母锁紧锚固在上述槽底，垫板紧贴上述槽底。
34.在本发明实施例中，所述预制构件连接端侧的主筋位置表面均开设有预留凹槽，灌浆套筒位于预留凹槽内并连接两外露的主筋端部，预留凹槽经后填混凝土层填充平整。灌浆套筒长度小于预留凹槽的长度，预留凹槽截面尺寸比灌浆套筒外径至少大3cm。灌浆套筒的内径大于筒内主筋的直径至少1.5cm。
35.在本发明实施例中，后填混凝土层应用比预制构件的混凝土强度高一级混凝土或高强砂浆或灌浆料封堵。
36.在本发明实施例中，所述槽口的形状均为三角楔形。
37.在本发明实施例中，预留螺栓孔道沿预制构件的宽侧对称设置。
38.一种通过螺栓和套筒混合连接的预制拼装钢筋混凝土梁的施工方法，按以下步骤进行：（1）施工预制构件台座，安装钢模板：制作钢筋混凝土台座或全钢结构台座，上铺钢板作为预制构件底模板；外侧模采用定形钢模板与台座配套设计；模板准确就位后，通过对拉螺栓对模板进行加固；（2）绑扎与安装钢筋笼：检查底模板和侧模板，并涂刷隔离剂，吊装钢筋笼放入预制的钢模板内，并固定保护层厚度；（3）安装端模板和预埋件：安装端模板；安装为螺纹钢筋连接所预埋的波纹管，通过井字形定位钢筋网固定波纹管的位置，波纹管两端临时封堵，保证浇筑混凝土时不会渗入波纹管；在端部通过安装楔块形成螺纹钢筋锚固的预留凹槽，并且紧贴楔块固定垫板；安装用于灌浆套筒连接钢筋的木盒，以在钢筋混凝土梁上缘钢筋周边形成预留凹槽；（4）在模板内浇筑混凝土：在钢筋及模板验收合格后进行混凝土的浇筑，采用附着式振动器并附振动棒进行振捣，一般混凝土不再下沉，无显著气泡上升，混凝土表面出现薄层水泥浆，并有均匀的外观和平面为止；（5）混凝土养护：当气温较高时，混凝土强度增长满足施工进度要求，采用自然养护；当外界气温不能满足工程进度要求时，则采用蒸汽养护；（6）预制拼装钢筋混凝土梁运输与安装：运输预制拼装钢筋混凝土梁构件，将灌浆套筒套进预留凹槽内的主筋，并将灌浆套筒放置在一侧预制构件的预留凹槽内，装组预制拼装钢筋混凝土梁构件；（7）安装螺纹钢筋并灌浆：将螺纹钢筋穿入波纹管，确保两端预留螺纹丝长度一致；从一端波纹管注浆，当波纹管另一端出现浆体时停止注浆；水泥将达到设计强度后，安装垫片，最后将螺母沿着螺纹丝套入并拧紧；（8）移动灌浆套筒并灌浆：将灌浆套筒移动至钢筋混凝土接缝中间，密封灌浆套筒端部，沿着灌浆套筒的进浆孔注浆，当出浆孔有浆体均匀流出时停止注浆；而后在预留凹槽内后填混凝土；后填混凝土为比预制构件的混凝土强度高一级混凝土或高强砂浆或灌浆料封堵；（9）依此循环，将若干条钢筋混凝土预制构件相互拼接。
39.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任
何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。