预制装配式混凝土构件用钢筋套筒灌浆连接件及连接方法
【技术领域】
[0001]本发明属于预制装配式混凝土构件施工技术领域，尤其是涉及一种预制装配式混凝土构件用钢筋套筒灌浆连接件及连接方法。
【背景技术】
[0002]预制装配式混凝土构件也称预制装配式混凝土结构，预制装配式混凝土简称为PC (Precast Concrete)。预制装配式混凝土构件是以混凝土预制构件为主要构件，经装配、连接以及部分现浇而成的混凝土结构。国外的混凝土预制构件与钢筋混凝土几乎同时起步，而现代意义上的工业化预制混凝土构件在半个世纪前才得到真正发展。
[0003]发展建筑产业化是建筑生产方式从粗放型生产向集约型生产的根本转变，是产业现代化的必然途径和发展方向。采用预制装配式混凝土结构体系是实现建筑产业化的有效途径。预制装配式混凝土构件的连接节点是薄弱环节，并且预制装配式混凝土构件内钢筋连接的性能直接决定结构的整体性能以及钢筋传力的效果，钢筋连接的性能是钢筋传力的关键因素，钢筋连接方式的选择直接影响建筑的施工速度与造价。并且，预制装配式混凝土构件内纵向钢筋的连接是关键，其中，纵向钢筋为沿预制装配式混凝土构件纵向长度方向布设的钢筋且其受力钢筋。
[0004]现浇混凝土结构中，常用的纵向钢筋连接方式有绑扎搭接、焊接连接以及机械连接等连接方式，但由于预制装配式混凝土构件的钢筋连接部位空间较小，采用上述传统的钢筋连接方式不便于施工。钢筋套筒灌浆连接接头能很好地解决了预制装配式混凝土结构中的纵向钢筋连接问题，可有效实现装配等同现浇的设计要求。但目前通常采用的套筒大多内部结构复杂，制造工艺繁琐，成本较高，并且对需连接钢筋的对中精度要求高，存在钢筋连接过程复杂、人工劳动强度大、连接速度慢等缺陷。并且，目前采用钢筋套筒灌浆连接方式进行钢筋连接时，没有一个统一、规范且具体的施工方法可遵循，实际施工时不可避免地存在施工操作比较随意、不规范、操作繁琐、施工工较低、连接质量较差等问题。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种预制装配式混凝土构件用钢筋套筒灌浆连接件，其结构简单、设计合理且加工制作及使用操作简便、使用效果好，能简便、快速完成钢筋连接过程且连接可靠。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种预制装配式混凝土构件用钢筋套筒灌浆连接件，其特征在于:包括用于连接插入钢筋与预埋钢筋的金属套筒、布设在金属套筒上端的密封垫圈和由灌注于金属套筒与插入钢筋之间空腔内的灌浆料形成的灌浆结构，所述插入钢筋为带肋钢筋，所述预埋钢筋的连接端为螺纹连接端；所述金属套筒由上至下分为上部筒段、中部连接筒段和下部筒段，所述上部筒段、中部连接筒段和下部筒段呈同轴布设且三者的内腔相互连通；所述上部筒段和中部连接筒段组成灌浆筒，所述插入钢筋由上至下插入所述灌浆筒内且其通过灌浆结构与所述灌浆筒紧固连接为一体；所述上部筒段的内部为圆锥形内腔且其内径由上至下逐渐增大，所述圆锥形内腔的上端口为钢筋插入口，所述密封垫圈套装在插入钢筋与所述上部筒段之间且其位于所述圆锥形内腔上部，所述上部筒段的内侧壁与其中心轴线之间的夹角为2°?3° ;所述中部连接筒段的横截面为圆环形且其内径由上至下逐渐缩小，所述中部连接筒段的上端内径与所述圆锥形内腔的下端口直径相同；所述下部筒段为用于连接所述螺纹连接端的螺纹连接接头；所述上部筒段的侧壁上部设置有用于灌注灌浆料的灌浆口且其侧壁底部设置有排气口。
[0007]上述预制装配式混凝土构件用钢筋套筒灌浆连接件，其特征是:所述金属套筒为球墨铸铁筒。
[0008]上述预制装配式混凝土构件用钢筋套筒灌浆连接件，其特征是:所述螺纹连接接头为圆柱形接头，所述螺纹连接接头的内径与所述螺纹连接端的直径相同；所述密封垫圈为橡胶密封圈且上表面与金属套筒的上端面相平齐。
[0009]上述预制装配式混凝土构件用钢筋套筒灌浆连接件，其特征是:所述上部筒段为圆柱形且其外径为Φ40πιπι??60mm，所述上部筒段的壁厚由上至下逐渐缩小，所述上部筒段上端的壁厚dl = 1mm?14mm且其下端壁厚与所述中部连接筒段的壁厚相同；所述中部连接筒段和下部筒段的壁厚相同且二者的壁厚d2 = 6mm?8mm ;所述圆锥形内腔的上端口直径d3 = d+10mm，其中d为插入钢筋的直径。
[0010]上述预制装配式混凝土构件用钢筋套筒灌浆连接件，其特征是:所述插入钢筋的直径与所述螺纹连接端的直径相同，所述灌浆筒的长度LI = 6.5d?7.5d，所述下部筒段的长度L2 = 1.5d?2.5d，其中d为插入钢筋的直径；所述中部连接筒段的长度为15mm?20mmo
[0011]上述预制装配式混凝土构件用钢筋套筒灌浆连接件，其特征是:所述插入钢筋底端与所述螺纹连接端顶端之间的间距为2_?5_。
[0012]上述预制装配式混凝土构件用钢筋套筒灌浆连接件，其特征是:所述灌浆结构的28天的抗压强度不低于85MPa。
[0013]同时，本发明还公开了一种方法步骤简单、设计合理、实现方便且连接效率高、连接效果好的预制装配式混凝土构件用钢筋套筒灌浆连接方法，其特征在于该方法包括以下步骤:
[0014]步骤一、预埋钢筋连接:将金属套筒的下部筒段与预埋钢筋的螺纹连接端连接为一体；
[0015]步骤二、插入钢筋插装:在插入钢筋的连接端上套装密封垫圈上后，将插入钢筋的连接端由上至下插入所述灌浆筒内，再将插入钢筋上套装的密封垫圈下移至金属套筒的圆锥形内腔上部，并使密封垫圈垫装于插入钢筋与金属套筒的上部筒段之间，完成插入钢筋的插装过程；
[0016]步骤三、灌浆:通过灌浆口连续向金属套筒灌注灌浆料；当排气口内有灌浆料排出时，对排气口进行封堵；待灌浆料充满所述灌浆筒内部时，停止灌注灌浆料，并对灌浆口进行封堵，获得灌浆结构；
[0017]步骤四、养护:对步骤三中所述灌浆结构进行养护，养护完成后，完成预埋钢筋与插入钢筋的连接过程。
[0018]上述方法，其特征是:步骤二中将插入钢筋的连接端由上至下插入所述灌浆筒内时，使插入钢筋底端与所述螺纹连接端顶端之间的间距为2mm?5mm ;步骤四中对所述灌浆结构进行养护时，养护龄期不少于28天，所述灌浆结构的28天的抗压强度不低于85MPa。
[0019]上述方法，其特征是:步骤一中所述预埋钢筋为预埋在已施工成型第一预制混凝土构件内的钢筋，步骤二中所述插入钢筋为布设在待施工第二预制混凝土构件内的钢筋；
[0020]对所述第二预制混凝土构件进行混凝土浇筑施工之前，先按照步骤一至步骤四中所述的方法，完成预埋钢筋与插入钢筋的连接过程；步骤四中进行养护时，待步骤三中所灌注灌浆料终凝后，开始对所述灌浆结构进行养护。
[0021]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0022]1、所采用的钢筋套筒灌浆连接件结构简单、设计合理且投入成本低。
[0023]2、所采用的钢筋套筒灌浆连接件加工制作简便且外形尺寸小，占用空间小。
[0024]3、使用操作简便、施工方便且采用的钢筋连接方法步骤简单、设计合理、实现方便且连接效率高、连接效果好，上部筒段的内部为圆锥形内腔且其内侧壁为倾斜面，因而在抗拉强度方面起到了明显的作用。同时，当相互对接的端部带螺纹的预埋钢筋和带肋钢筋(即插入钢筋)受到相背的拉力时，微膨胀的灌浆料与金属套筒内壁之间产生相对的轴向力，对灌浆料产生径向的收缩压力，使微膨胀的灌