一种预制构件钢筋机械套筒灌浆连接结构的制作方法

1.本发明涉及装配式建筑技术领域，尤其涉及一种预制构件钢筋机械套筒灌浆连接结构。


背景技术：

2.在装配式混凝土结构中，钢筋套筒灌浆连接应用广泛。预制构件通过套筒与预留钢筋进行连接，在构件安装完成后，对连接部位进行灌浆。但在工程应用中，钢筋套筒连接技术仍存在一些问题：
3.(1)钢筋套筒灌浆节点通过向套筒与钢筋的间隙灌注专用高强水泥基灌浆料，在灌浆料凝固后将钢筋锚固在套筒内，以此来建立钢筋之间的连接，因此，套筒内灌浆料的饱满程度直接影响到了连接的可靠性。当套筒内灌浆料出现空隙、分层、收缩等问题时，钢筋与套筒之间的连接将被严重削弱，特别是在现场施工过程中，漏浆或灌浆料回落等问题较为常见，导致灌浆饱满度难以保障。
4.(2)钢筋套筒灌浆施工前，需要对预制构件先进行封仓施工。封仓采用坐浆料进行封堵，现场容易出现开裂或者封堵不密实等问题，这些因素增加了灌浆漏浆的风险，特别是在暗柱、线盒开槽部位，预制构件转角造成封堵困难。坐浆料通常要养护12小时，待养护强度达到要求后才可灌浆，影响现场灌浆施工组织。
5.(3)钢筋套筒灌浆施工后，需要灌浆料需养护24小时，待强度达到35mpa才可进行对接头有扰动的后续施工。在装配式建筑施工现场，灌浆养护过程中无法进行模板加固、外架安装等有扰动的现场施工，灌浆施工通常处于现场钢筋绑扎与模板安装节点之间，导致现场工序无法紧密衔接。
6.(4)钢筋套筒灌浆节点位于密闭空间，施工完成后检测困难，常规的预埋钢丝拉拔法、冲击回波法、超声波法对灌浆节点的检测效果较差，而预埋传感器法、x射线法、钻孔检测法适用性不好，受限于检测手段，现阶段工程建设中以过程管控为主，通过全程录像等措施来加强质量监控，对于工程检测十分不利，增加了钢筋套筒灌浆节点的不确定性。
7.此外，在冬季施工期间，灌浆料的养护时间会有所延长，进一步增大了灌浆对现场施工与质量的影响。


技术实现要素：

8.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，解决了装配式建筑预制构件之间的钢筋连接与灌浆施工过程中，套筒钢筋灌浆连接施工质量控制困难，灌浆工序复杂，前置工序封仓与后续养护时间容易中断现场施工，影响施工组织与工期的技术问题。
9.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种预制构件钢筋机械套筒灌浆连接结构，包括机械全灌浆套筒连接结构，所述机械全灌浆套筒连接结构包括铸铁套筒一，所述铸铁套筒一的两端上均设有七个螺栓孔壁一，其中四个所述螺栓孔壁一与另外三个螺栓孔壁一分别交错设于铸铁套筒一的相对的两侧边上，每个所述螺栓孔壁一内均设有
内六角螺栓一，所述内六角螺栓一的端头处内沉设有内六角孔一，所述铸铁套筒一的内部设有注浆内腔一，所述注浆内腔一的中间处对应的铸铁套筒一内设有限位结构，所述限位结构的两侧对应的注浆内腔一内均设有卡锁机构，所述卡锁机构对应的铸铁套筒一的内壁上设有挡环，所述铸铁套筒一的一端内设有连接钢筋一，所述连接钢筋一上贯穿设有橡胶堵头一，所述铸铁套筒一远离连接钢筋一的一端内部设有连接钢筋二，所述连接钢筋二上贯穿设有橡胶堵头二。
10.采用上述进一步方案的有益效果是：所述卡锁机构包括载环，所述载环上串接有多个连接环，所述连接环设置在弯曲杆的折弯处内侧，所述弯曲杆的一端上设有卡杆，所述卡杆远离弯曲杆的一端上设有卡齿，所述弯曲杆靠近卡杆的一端内侧上设有顶杆，所述顶杆远离弯曲杆的一端贴合在束环上，所述束环设置在弯曲杆的弯曲处内侧，所述束环对应的弯曲杆弯曲处内侧上设有扣齿，所述弯曲杆远离卡杆的一端上设有伸入端头。
11.采用上述进一步方案的有益效果是：所述橡胶堵头二包括橡胶封片，所述橡胶封片的一侧设有契合堵头，所述橡胶封片与契合堵头上贯穿设有注浆孔，所述契合堵头对应的铸铁套筒一的端口处设有堵孔嵌槽。
12.采用上述进一步方案的有益效果是：所述橡胶堵头一与橡胶堵头二的结构相同。
13.采用上述进一步方案的有益效果是：所述连接钢筋二与连接钢筋一远离铸铁套筒一的一端上均设有预制构件一。
14.采用上述进一步方案的有益效果是：所述伸入端头设置于限位结构和挡环之间的注浆内腔一内，相对的两个所述伸入端头的自然展开间距小于挡环的内径。
15.采用上述进一步方案的有益效果是：所述铸铁套筒一与螺栓孔壁一采用球墨铸铁一体铸造，且所述内六角螺栓一与铸铁套筒一之间螺纹连接。
16.采用上述进一步方案的有益效果是：相对的两个所述卡齿自然展开的距离大于连接钢筋一和连接钢筋二的直径。
17.与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
18.1、本发明所述的机械灌浆套筒连接结构采用多道螺栓对连接钢筋进行机械连接，结构的受力形式简单，可进行计算与实验检测，确定连接强度与固定螺栓的数量。
19.2、本发明所述的机械灌浆套筒连接结构采用干式与湿式相结合的方式进行钢筋连接，连接强度主要来自于螺栓固定，现场注浆以保护钢筋套筒防止锈蚀为主，基本消除了传统灌浆所需复杂条件(温度、密闭性、避免扰动等)对现场施工的影响，连接节点成型质量受施工环境影响小，适合于现有装配式预制构件的现场连接。
20.3、套筒机械连接固定后，钢筋连接立即形成，后续的灌浆不影响连接强度。用于竖向预制构件钢筋连接时，在构件吊装完成后，可及时加固螺栓，后续对接头有扰动的钢筋绑扎、模板安装等施工可以及时插入，提高现场施工效率。
21.4、本发明所述的机械灌浆套筒连接结构可通过螺栓的紧固程度检测评价连接节点的强度，以实现对现场连接施工的有效监管。
22.5、本发明所述的机械半灌浆套筒连接结构应用于预制竖向构件时，可实现自动封堵功能，无需预先进行封仓处理。通过橡胶圈将套筒节点形成单个套筒密闭区域，采用手动灌浆枪即可注满。采用灌浆机时所需要注浆压力也较小，消除了灌浆过程中的漏浆、爆仓风险，便于控制注浆施工质量。
附图说明
23.图1为本发明提出一种预制构件钢筋机械套筒灌浆连接结构的机械全灌浆套筒的结构示意图；
24.图2为本发明提出一种预制构件钢筋机械套筒灌浆连接结构的机械全灌浆套筒立体图；
25.图3为本发明提出一种预制构件钢筋机械套筒灌浆连接结构的橡胶堵头二安装示意图；
26.图4为图1中a区域放大示意图；
27.图5为本发明提出一种预制构件钢筋机械套筒灌浆连接结构的卡锁机构立体图；
28.图6为本发明提出一种预制构件钢筋机械套筒灌浆连接结构的机械全灌浆套筒连接结构立体图；
29.图7为本发明提出一种预制构件钢筋机械套筒灌浆连接结构的机械半灌浆套筒立体图；
30.图8为本发明提出一种预制构件钢筋机械套筒灌浆连接结构的机械全灌浆套筒的立体图；
31.图9为本发明提出一种预制构件钢筋机械套筒灌浆连接结构的机械半灌浆套筒连接结构立体图。
32.图例说明：
33.1、铸铁套筒一；2、螺栓孔壁一；3、内六角螺栓一；4、内六角孔一；5、注浆内腔一；6、限位结构；7、卡锁机构；8、挡环；9、连接钢筋一；10、橡胶堵头一；11、橡胶堵头二；12、注浆孔；13、连接钢筋二；14、堵孔嵌槽；15、预制构件一；
34.16、铸铁套筒二；17、螺栓孔壁二；18、内六角螺栓二；19、内六角孔二；20、注浆管；21、注浆孔二；22、排气孔；23、注浆内腔二；24、连接钢筋三；25、环形橡胶圈；26、连接钢筋四；27、预制构件二；28、栓槽；
35.1101、橡胶封片；1102、契合堵头；
36.701、载环；702、连接环；703、弯曲杆；704、卡杆；705、卡齿；706、顶杆；707、束环；708、扣齿；709、伸入端头。
具体实施方式
37.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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
38.实施例1
39.如图1-6所示，本发明提供一种技术方案：一种预制构件钢筋机械套筒灌浆连接结构，包括机械全灌浆套筒连接结构，机械全灌浆套筒连接结构包括铸铁套筒一1，铸铁套筒一1的两端上均设有七个螺栓孔壁一2，其中四个螺栓孔壁一2与另外三个螺栓孔壁一2分别交错设于铸铁套筒一1的相对的两侧边上，每个螺栓孔壁一2内均设有内六角螺栓一3，铸铁套筒一1与螺栓孔壁一2采用球墨铸铁一体铸造，且内六角螺栓一3与铸铁套筒一1之间螺纹
连接，内六角螺栓一3的端头处内沉设有内六角孔一4，铸铁套筒一1的内部设有注浆内腔一5，注浆内腔一5的中间处对应的铸铁套筒一1内设有限位结构6，限位结构6的两侧对应的注浆内腔一5内均设有卡锁机构7，卡锁机构7对应的铸铁套筒一1的内壁上设有挡环8，铸铁套筒一1的一端内设有连接钢筋一9，连接钢筋一9上贯穿设有橡胶堵头一10，铸铁套筒一1远离连接钢筋一9的一端内部设有连接钢筋二13，连接钢筋二13上贯穿设有橡胶堵头二11，橡胶堵头一10与橡胶堵头二11的结构相同，连接钢筋二13与连接钢筋一9远离铸铁套筒一1的一端上均设有预制构件一15。
40.进一步的，卡锁机构7包括载环701，载环701上串接有多个连接环702，连接环702设置在弯曲杆703的折弯处内侧，弯曲杆703的一端上设有卡杆704，卡杆704远离弯曲杆703的一端上设有卡齿705，弯曲杆703靠近卡杆704的一端内侧上设有顶杆706，顶杆706远离弯曲杆703的一端贴合在束环707上，束环707设置在弯曲杆703的弯曲处内侧，束环707对应的弯曲杆703弯曲处内侧上设有扣齿708，弯曲杆703远离卡杆704的一端上设有伸入端头709，伸入端头709设置于限位结构6和挡环8之间的注浆内腔一5内，相对的两个伸入端头709的自然展开间距小于挡环8的内径，相对的两个卡齿705自然展开的距离大于连接钢筋一9和连接钢筋二13的直径，当连接钢筋二13对弯曲杆703进行挤压时，由于其通过连接环702受到来自载环701的束缚，所以弯曲杆703会受压变形，同时在伸入端头709的挤压作用下，以连接环702为支点，产生杠杆作用，从而使得卡齿705卡在连接钢筋二13的螺纹槽口上，进而完成卡锁机构7整体抓附在连接钢筋二13上的效果，并且由于弯曲杆703受压变形，从而推动伸入端头709移动，直至处于限位结构6和挡环8之间的注浆内腔一5内，同时在弯曲杆703受到挤压变形时，会同时推动顶杆706向束环707挤压，而由于束环707不可变形，所以其会相对弯曲杆703上的扣齿708产生位移，直至进入扣齿708的内侧，形成反扣，为弯曲杆703的回弹变形提供了反作用力，完成了将整个卡锁机构7卡抓在连接钢筋二13上的效果，同时伸入端头709受到挡环8的限制使得卡锁机构7无法脱离，完成对连接钢筋二13的进一步反扣，形成进一步的固定，连接钢筋一9与卡锁机构7之间的连接同理。
41.进一步的，橡胶堵头二11包括橡胶封片1101，橡胶封片1101的一侧设有契合堵头1102，橡胶封片1101与契合堵头1102上贯穿设有注浆孔一12，契合堵头1102对应的铸铁套筒一1的端口处设有堵孔嵌槽14。
42.进一步的，铸铁套筒一1两端均为圆柱形，连接钢筋一9与连接钢筋二13通过内六角螺栓一3固定进行机械连接，铸铁套筒一1两侧分别设置个孔洞，并向外突出螺栓孔壁一2，螺栓孔壁一2与铸铁套筒一1采用球墨铸铁一体铸造，主要用于预制构件水平钢筋连接。
43.进一步的，铸铁套筒一1内部在对应螺栓孔壁一2处为套筒内壁加厚区域，套筒内壁加厚区域与铸铁套筒一1采用球墨铸铁一体铸造，套筒内壁加厚区域上设置有对应的孔洞，孔洞内部为螺纹，用以固定和连接内六角螺栓一3，铸铁套筒一1中间设置限位结构6，限位结构6并未将套筒完全隔断，仅用以控制连接钢筋一9和连接钢筋二13的插入长度，在限位结构6两侧预留孔道，使水泥浆料可以灌满整个套筒。
44.进一步的，橡胶堵头一10和橡胶堵头二11分别用以堵塞铸铁套筒一1两端孔洞，橡胶堵头一10和橡胶堵头二11中心留有孔洞，留以使得连接钢筋连接，同时，橡胶堵头二11上预留注浆孔一12，契合堵头1102与套筒内部形状契合，在使用时预先套在连接钢筋上，再随连接钢筋一9同插入套筒内，以实现对套筒的封堵。
45.进一步的，机械全灌浆套筒连接在施工现场进行安装，先将橡胶堵头一10和橡胶堵头二11分别套在预制构件一15的连接钢筋一9和连接钢筋二13上，然后吊装预制构件一15，安装就位后插入套筒，吊装预制构件一15，并在吊装过程中调整预制构件一15上的连接钢筋一9和连接钢筋二13插入套筒内，构件均就位后调整标高与水平位置，对内六角螺栓一3逐个进行紧固，采用手动灌浆枪从注浆孔一12内缓慢灌注水泥浆料，水泥浆料强度不低于预制构件混凝土强度，连接结构安装完成。
46.实施例2
47.如图7-9所示，机械半灌浆套筒连接结构包括铸铁套筒二16，铸铁套筒二16上设有七个螺栓孔壁二17，其中四个螺栓孔壁二17与另外三个螺栓孔壁二17分别交错设置在铸铁套筒二16相对的两侧边上，每个螺栓孔壁二17内均设有内六角螺栓二18，内六角螺栓二18的端头处内沉设有内六角孔二19，铸铁套筒二16的尖端处贯穿连接有注浆管20，注浆管20上设有互相平行设置的注浆孔二21和排气孔22，铸铁套筒二16的内侧设有注浆内腔二23，注浆内腔二23通过注浆孔二21与排气孔22与铸铁套筒一1的外部连通，铸铁套筒二16的尖端处安装有连接钢筋三24，铸铁套筒二16远离连接钢筋三24的一端上安装有环形橡胶圈25，环形橡胶圈25贯穿设置在连接钢筋四26上，连接钢筋四26的一端设置在注浆内腔二23内，铸铁套筒二16设置在预制构件二27内，且内六角螺栓二18对应的预制构件二27上贯穿开凿有栓槽28。
48.进一步的，排气孔22与注浆孔二21为一体，均设置于注浆管20内，且排气孔22位于注浆孔一12上方，改设计采用的铸铁套筒二16不设置出浆孔，仅从注浆孔二21进行注浆，注浆过程中依靠排气孔22排出铸铁套筒二16内壁的空气。
49.进一步的，铸铁套筒二16内部在对应螺栓孔壁处为套筒内壁加厚区域，套筒内壁加厚区域与铸铁套筒二16采用球墨铸铁一体铸造，套筒内壁加厚区域上设置有对应的孔洞，孔洞内部为螺纹，用以固定和连接内六角螺栓二18。
50.进一步的，铸铁套筒二16加工完成后，在预制构件厂进行预先安装，在预制构件二27生产阶段，将铸铁套筒二16通过机械螺纹连接安装在连接钢筋三24上，再将环形橡胶圈25套在铸铁套筒二16底部，同时，在预制构件二27上预留开槽，开槽深度和宽度由内六角螺栓确定，加固工具可通过开槽对内六角螺栓进行紧固操作。
51.进一步的，铸铁套筒二16上部为锥形，与连接钢筋四26钢筋通过直螺纹进行连接，铸铁套筒二16两侧分别设置四个个和三个孔洞，并向外突出螺栓孔壁二17，螺栓孔壁二17与铸铁套筒二16采用球墨铸铁一体铸造，主要用于预制构件二27竖向钢筋连接。
52.进一步的，内六角螺栓二18位于螺栓孔壁二17内，并与铸铁套筒二16和套筒内壁加厚区域连接，内六角螺栓二18通过电动工具紧固后，可卡死套筒内的连接钢筋三24，铸铁套筒二16两侧的多个内六角螺栓二18同时紧固，实现连接钢筋三24的连接与约束。
53.进一步的，内六角螺栓二18的数量依据铸铁套筒二16的规格进行调整，并通过计算与实验确定具体数量，采用大尺寸套筒时，根据计算与实验结果增加内六角螺栓二18的数量，且内六角螺栓二18在铸铁套筒二16两侧的数量相等或相差为个。
54.进一步的，环形橡胶圈25套在铸铁套筒二16底部，并在预制构件二27生产过程中进行连接，环形橡胶圈25的高度略大于预制构件二27现场施工预留的底部缝隙高度，环形橡胶圈25底部为半圆形界面，实现在构件安装过程中自动封堵。
55.进一步的，铸铁套筒二16内灌注水泥浆料，水泥浆料强度不低于预制构件二27混凝土强度，水泥浆料可以提供一定的连接，水泥浆料以提供保护层为主，避免套筒内部结构和钢筋出现锈蚀等问题。
56.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应用于其它领域，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。