一种钢筋半灌浆连接套筒的制作方法

本实用新型涉及建筑施工技术领域，特别涉及一种钢筋半灌浆连接套筒。

背景技术：

套筒灌浆连接是主要应用于装配式混凝土结构的钢筋连接方法，其中半灌浆连接套筒，其一端采用灌浆连接，另一端采用螺纹连接，从而形成一个接头整体，广泛应用于装配混凝土结构的竖向钢筋的连接。常见的半灌浆连接套筒有采用钢材机械加工制造和球墨铸铁铸造制造两种，其中以型钢为原料机械加工的半灌浆套筒由于材质性能可靠，加工精度高而得到更多的应用。

钢材机械加工的半灌浆连接套筒常采用型钢，直接用钻孔加工等制成的整体结构套筒，其优点是整体性好，质量控制环节少，质量稳定。但是，当连接大直径钢筋时，整体结构套筒需要的机加工量很大，材料消耗大，机械加工成本高，因此也采用分体式组合结构，即由筒体和螺塞两部分组成，螺纹连接端分别用圆钢加工为带有内外螺纹的螺塞，内螺纹用于与钢筋的螺纹连接，外螺纹用于与筒体连接，筒体的一端加工与钢筋灌浆连接的灌浆腔，另一端加工与螺塞相连接的内螺纹，二者通过螺纹连接在一起形成完整的半灌浆套筒。

组合结构的半灌浆套筒的筒体主要采用无缝钢管材料为原料进行机械加工，对于大直径钢筋连接用半灌浆套筒，采用组合结构相比整体结构可显著节省原材料、降低加工成本，但组合结构的套筒的不足在于：套筒相比整体结构半灌浆套筒增加了一组螺纹连接副，而螺纹连接副必然存在螺纹间隙，混凝土结构对采用的钢筋套筒灌浆接头的变形性能有明确的高要求，组合结构半灌浆套筒的钢筋接头在受力时，筒体与螺塞的螺纹间隙将会增大接头的残余变形量，尽管螺纹间隙可以通过设置螺纹限位凸台和螺纹拧紧力，将螺纹间隙减小，提高接头的变形性能，但是大直径钢筋的半灌浆连接套筒的尺寸较大，筒体与螺塞连接的螺纹直径较大而且螺纹长度较长，在组合时需要通过提高拧紧力矩将螺纹间隙减小到接头性能要求的程度非常困难，对于屈服强度达到500MPa级以上的大直径钢筋半灌浆套筒接头，要克服组合结构的螺纹间隙，使接头变形性能满足要求则是不可逾越的难题，如单纯采用加大螺纹的拧紧力矩，不仅影响套筒组合安装的生产效率，而且在螺纹应力分布不均的情况下预紧力过大对螺纹副承载能力会有不利影响，进而也会影响接头的连接强度。而当组合结构套筒的螺塞和筒体在螺纹连接副外进行焊接时，该焊缝会先于螺纹连接副完全克服间隙前被破坏，也无法使该结构的接头满足变形性能要求。因此，组合结构半灌浆套筒在大直径500MPa及以上级别高强钢筋领域受以上难题的制约而难以实现工程应用。在钢制半灌浆套筒面临以上困难的情况下，整体结构的球墨铸铁铸造半灌浆套筒产品也由于国产材料强度较低、塑性差、质量可靠度无法保证100％等原因，很难在高强度大直径钢筋半灌浆套筒连接上应用。上述的各种不足，导致高强度大直径钢筋现有技术的半灌浆套筒很难在装配式混凝土结构中推广应用，采用全灌浆结构的套筒，则综合成本远远超过半灌浆套筒，限制了套筒灌浆连接及混凝土装配施工技术在建筑工业化领域的进步和发展。

技术实现要素：

为解决上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种钢筋半灌浆连接套筒。

本实用新型的技术方案如下：

一种钢筋半灌浆冷压连接套筒，包括筒体及螺塞，所述筒体的筒壁上开设有排浆口，其中：

所述筒体一端为灌浆腔体，另一端设有与所述螺塞的外螺纹配合的内螺纹，所述螺塞与所述筒体的螺纹连接段经局部径向冷压形成冷压变形段，以实现螺纹密合连接。

优选的，所述局部冷压为一道冷压或多道冷压。

优选的，所述冷压变形段在筒体轴向的累计长度为螺纹配合段轴向长度的1/4～2/3，且不小于3个螺距。

优选的，所述冷压变形段自筒体最大外径向筒体轴线方向的径向变形深度为0.5mm-5mm。

优选的，所述筒体设有一位于螺塞配合螺纹端的端面至其相邻的冷压变形段之间的未挤压变形区段，该未挤压变形区段的轴向长度小于3个螺距。

优选的，所述螺塞的外螺纹为直螺纹或锥螺纹。

优选的，所述螺塞中心设有一螺纹孔，用于与端部加工有相配合的螺纹的钢筋连接。

本实用新型的筒体和螺塞螺纹密合连接的原理在于：筒体和螺塞完成连接组装后，对筒体的螺纹段外圆周上实施局部径向冷压加工，使配合的螺纹副的局部区域筒体内螺牙径向变形与螺塞的外螺纹产生啮合，实现局部螺纹密合，将筒体和螺塞连接成一个紧固螺纹密合的整体。螺纹连接副承载时应力主要集中在螺纹配合的前段，当筒体与螺塞螺纹配合端端面至与其相邻的冷压变形段之间未挤压变形区段的轴向长度不超过3个螺距时，冷压变形段即在螺纹副主要承载螺纹区段形成螺纹密合连接，可显著降低螺纹副承载后出现的残余变形量，从而提高接头的变形性能。此外由于螺纹局部变形，螺纹副也无需再实施拧紧作业减小螺纹配合间隙。在接头钢筋受力于弹性范围阶段，局部冷作强化的密合螺纹即可承受其作用力，其极小的间隙不会给接头变形性能造成明显的不利影响，当钢筋受力进入屈服阶段后，套筒的螺纹副的所有螺纹都参与承载受力，从而保证整个接头的极限承载能力达到设计强度指标。

相对于传统半灌浆套筒，本实用新型具有下述优点：

虽然组合结构的半灌浆套筒主要采用45号优质碳素结构钢等具有较好塑性的结构钢材料，但由于套筒筒体仅进行局部的冷压变形，变形区域没有覆盖全部配合螺纹，而且径向变形量小，筒体和螺塞连接区域的材料塑性没有显著的损失，该冷压加工不仅有效降低了套筒筒体与螺塞配合的螺纹间隙，还利用金属冷作硬化作用增加了螺纹副部分配合螺牙的强度，生产工艺简单，便于实施。本实用新型的钢筋半灌浆冷压连接套筒既保持了原有的加工效率和成本优势，又达到了整体结构灌浆套筒的连接性能，满足接头性能的要求，具有显著的技术进步意义。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的结构示意图。

图2是本实用新型实施例2的结构示意图。

图3是本实用新型实施例3的结构示意图。

图4是本实用新型实施例4的截面结构示意图。

图5是本实用新型实施例5的截面结构示意图。

图6是本实用新型实施例6的结构示意图。

图7是本实用新型实施例7的截面结构示意图。

附图标记说明：1-筒体；2-螺塞；3-灌浆口；4-排浆口；5-灌浆腔；6-螺塞外螺纹；7-筒体内螺纹；8-冷压变形段；9-螺纹孔；10-灌浆腔端口。

具体实施方式

现结合实施及附图对本实用新型的构造、形状及特点进一步详细的说明。应当理解，本实施例仅用于说明本实用新型，而不用于限定本实用新型的保护范围。

实施例1

如图1所示，为本实用新型的一种钢筋半灌浆连接套筒，包括筒体1及螺塞2，所述筒体1的筒壁上开设有灌浆口3和排浆口4，所述筒体1在开设灌浆口3的一端设有灌浆腔5，在与螺塞2连接的一端设有与螺塞2的螺塞外螺纹6配合的筒体内螺纹7，该螺塞外螺纹6与筒体内螺纹7经单道冷压螺纹密合连接，冷压形成一最大径向深度1.5mm，在筒体轴向的长度为3个螺距并等于螺纹配合段轴向长度的1/4的冷压变形段8，同时，该筒体1设有一位于螺塞配合螺纹端的端面与其相邻的冷压变形段8之间的未挤压变形区段，该未挤压变形区段的轴向长度为2个螺距。该螺塞2中心设有一螺纹孔9，可以用于与连接端部加工有相配合螺纹的钢筋相连接。

该半灌浆连接套筒的应用方法本领域技术人员均有了解，可遵照相关国家行业标准《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》JGJ355及其他相关标准执行。

实施例2

如图2所示，为本实施例附图，与实施例1的区别在于，该实施例的冷压为两道冷压，轴向累计长度达6个螺距的冷压变形段8。所述筒体1的筒壁上只开设有排浆口4，该套筒在灌浆连接施工时灌浆料须从套筒灌浆腔端口10与钢筋的间隙处进入套筒灌浆腔5。

其余与实施例1相同。

实施例3

如图3所示，为本实施例附图，与实施例1的区别在于，该实施例中螺塞2的外部螺纹为锥形螺纹，冷压变形段8的最大径向深度为4mm，轴向长度为螺塞2与筒体1的螺纹配合段长度的2/3，其余与实施例1相同。

实施例4

如图4所示，为本实施例的钢筋半灌浆连接套筒沿螺塞2与筒体1螺纹配合段在冷压变形处垂直筒体轴线的径向截面图，与实施例1的区别在于，该实施例中，冷压过程采用半圆形模具，形成弧形冷压变形段8，其余与实施例1相同。

实施例5

如图5所示，为本实施例的钢筋半灌浆连接套筒沿螺塞2与筒体1螺纹配合段在冷压变形处垂直筒体轴线的径向截面图，与实施例1的区别在于，该实施例中，冷压过程采用多边形模具，形成周圈不连续的多边形冷压变形段8，其余与实施例1相同。

实施例6

如图6所示，为本实施例的钢筋半灌浆连接套筒沿螺塞2与筒体1螺纹配合段在冷压变形处垂直筒体轴线的径向截面图，与实施例1的区别在于，该实施例中，筒体1为多棱体，其横截面为多边形，冷压过程采用半圆形模具，形成筒体多棱角处周圈不相连的冷压变形段8，冷压变形段8的最大径向深度在筒体原棱尖端方向，为5mm，为避免较大的冷压径向变形影响螺塞2与钢筋连接的螺纹孔的尺寸，螺塞2的螺纹孔是在筒体与螺塞螺纹连接段完成冷压变形作业后再单独加工的，其余与实施例1相同。

实施例7

如图7所示，为本实施例的钢筋半灌浆连接套筒沿螺塞径向的截面图，与实施例1的区别在于，该实施例中，螺塞2和筒体1外径相同，冷压同时使筒体1和螺塞2外径变形，冷压变形段8的最大径向深度为2.5mm，在筒体1外表面的冷压变形段8的轴向长度为4个2.0mm螺距，即8mm，是螺塞2与筒体1的螺纹配合段长度32mm的1/4，同时，该筒体1设有一位于螺塞配合螺纹端的端面与其相邻的冷压变形段之间的未挤压变形区段，该未挤压变形区段的轴向长度为0mm，其余与实施例1相同。

以上对本实用新型的描述仅是说明性的，而非限制性的，本专业技术人员应当理解，在权利要求限定的精神与范围之内可对其进行许多修改、变化或等效修饰，但是它们都将落入本实用新型的保护范围内。