旋接式钢筋连接组件及其应用于PC构件的安装方法与流程

本发明涉及装配式建筑领域的钢筋连接技术领域，尤其涉及一种钢筋连接的旋装式组件，以及将该组件具体应用于pc构件装配的连接方法。

背景技术：

装配式建筑是建筑业发展的必然趋势，但装配式建筑中预制构件钢筋连接的技术难题，已成为制约装配式建筑大力推广的瓶颈。钢筋套筒灌浆连接，是当前普遍采用的钢筋连接技术，但灌浆套筒对预制构件的预制、吊装精度要求非常高。一个pc构件，有若干个欲对接的钢筋接头，两对接钢筋接头偏离轴线的现象很普遍，若让吊起重达几吨pc构件在晃动不稳的状况下，将若干个套孔全部精确套入对应的钢筋端头，操作难度极大，安装效率极低；另外，在灌浆阶段，灌浆料的调配及施工专业技能要求高，质量不易掌控，存在安全隐患。为此，不少新的钢筋接头方式涌现，但在某个方面取得了进步，却带来另一方面的不足。有的对接方便，但却不适用装配式安装，如挤压套筒的延展特性会使逐个钢筋接头产生不同程度的增长，一个pc构件的若干根钢筋接头间相对产生不均匀的内应力；有的具备万向对接优势，解决了对接钢筋偏离轴线问题，但接头抗拉不抗压，而工程结构中，绝大多数的结构受力钢筋是随着受力方向的变化而拉压交替转换的，甚至同一构件的一根钢筋在不同截面轴线拉压受力是完全相反的，如框架梁柱，因此使用功能受限；有的机械连接接头，钢筋端部需要剥肋车丝，不仅增加了工作量，还削弱了钢筋的有效截面，降低钢筋原有承载力；有的放弃车削丝扣的工序，利用螺纹钢表面横向凸棱的销栓作用，用带有配套凹槽的套片外旋套管予以固定，但仅有套片的凹槽与钢筋的凸棱存在机械啮合销栓作用，套片的内表面与钢筋的外表面的挤压力为零，没有握裹摩擦力，锚固措施单一，导致锚固不牢或锚固长度超长等。鉴于此，研发安全实用、安装效率高相对弊端少的pc构件新的接头方式势在必行。

技术实现要素：

本发明为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供出一种成本更低，更安全可靠，特别是能适应工地实际情况，降低安装难度，提高安装效率的旋接式钢筋机械连接组件，以解决现有技术存在的不足。同时，本发明给出了将这种旋接式钢筋冷连接组件应用于pc构件装配的简便易行的连接方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：一种旋接式钢筋连接组件，包括组合式里层套芯、外层套管、连接套管及锁固件。所述组合式里层套芯的内侧设有和对接钢筋外表面斜横向螺纹凸棱相吻合的凹槽；所述组合式里层套芯为径向沿钢筋纵肋一分为二的扣合件；所述组合式里层套芯及外层套管由各自的锥形段及延伸段构成，并能层层紧密围裹于两对接钢筋端部，其中，组合式里层套芯的延伸段由锥形段的小端口处筒壁向外延伸并能探出外层套管的锥形段小端口处，且能被锁固件所锁定；外层套管的延伸段由锥形段的大端口处筒壁内外等径向外延伸，其延伸段内侧或外侧设有供连接套管旋接的丝纹。

上述组合式里层套芯及外层套管能层层围裹于两对接钢筋端部，毫无疑问的，里层套芯与外层套管锥形段的锥度相等且是同向的，且各自的同体延伸段一个连接于本体锥形段的大端，一个连接于本体锥形段的小端，延伸方向相背。两个延伸段的相背位移或牵拉，锥形段将相互挤压并共同握裹挤压对接钢筋端头，不仅使对接钢筋端头表面的凸棱与里层套芯的对应凹槽更贴切吻合，产生啮合作用，而且由于里层套芯内侧表面对对接钢筋端头外层表面的挤压从而产生摩擦力。钢筋轴向拉力越大，对接钢筋端部所获得的挤压握裹力就越大，钢筋接头在机械啮合力及摩擦力的双重作用下更为牢固。

进一步的，所述组合式里层套芯的延伸段为外径等径且能被螺母锁固件旋装的配套螺纹；所述组合式里层套芯的延伸段为从小端口处起始，外径径缩渐变的光滑段，且在外径渐变起始处设有供弹簧卡圈锁固件卡装的环形卡槽。钢筋混凝土结构中的配筋，除了承受拉力，结构计算中，压力也是一项重要的计算内容。上述技术方案的螺母或弹簧卡圈锁固件的作用是确保连接后的钢筋接头不能回缩，从而保证钢筋的受压功能不变。同时，螺母或弹簧卡圈锁固件的另外一个作用是，对一分为二的组合式里层套芯扣合于钢筋端头时的初始固定，从而方便于下一步工序的顺利进行，提高安装效率。

进一步的，所述组合式里层套芯的锥形段长度＜外层套管锥形段长度。组合式里层套芯的锥形段长度＜外层套管锥形段长度，也即组合式里层套芯的锥形段大端口直径＜外层套管锥形段大端口直径，里层套芯延伸段使外层套管沿其轴线有一定的自由行程，当两个大端口对口的外层套管在松弛状态，甚至将外层套管的小端口退至里层套芯延伸段的端部，由于锥度差，外层套管的大端口延伸段能有360°倾斜转动自由度，当两对接钢筋端头偏离轴线时，两外层套管与连接套管仍能顺利对接，旋转连接套管，拉近两外层套管的距离，可强行纠偏两对接钢筋端头回归同一轴线，安装极为方便、有效，大幅提高安装效率。

进一步的，所述连接套管的两端外侧或内侧设有和外层套管延伸段内侧或外侧对应旋接的丝纹。旋动连接套管，能使两端对接的外层套管同时拉近或同时分开。

进一步的，所述连接套管中段外侧面平行轴线设有均匀的微凸棱；所述连接套管两端部设有外丝时，中段外侧面设有高度超过外层套管厚度的凸起环肋，且环肋外表面平行轴线设有均匀的微凸棱。连接套管中段外侧面平行轴线设有均匀的微凸棱，作用在于旋动连接套管时增大着力部位的摩擦力；中段外侧面高度超过外层套管厚度的凸起环肋，便有旋动连接套管两端的外层套管靠近时，仍有施加旋矩的着力点。

进一步的，所述外层套管的锥形段小端口处设有环形出檐端板。环形出檐端板的作用一是加强外层套管小端口的环形强度，二是增大锁固件螺母或弹簧垫圈的着力面。

进一步的，所述组合式里层套芯的锥形段外侧、外层套管的锥形段内侧均为光滑面。锥形段接触层间的光滑面，在同时拉近外层套管时，便于里层套芯与外层套管层间的相互滑动，进而便于锁紧钢筋对接端头。

所述一种旋接式钢筋连接组件，其应用于装配式pc构件的方法分为竖向和水平两种：

a、竖向装配式pc构件受力钢筋的连接，包括如下步骤：

①、起吊pc构件，在在建工程预设位置徐徐降落，使之pc构件底部的若干根对接钢筋（6）端头随导向装置的导向与预留的下端朝上的欲对接钢筋（6）端头一一大致对应在各自竖向轴线；

②、用临时斜撑杆支撑在pc构件的侧面，并使pc构件处于垂直稳定状态；

③、在每对竖向对接钢筋端头，先分别套入1个端部螺母，再分别套入一个大端口相对的外层套管，将两对里层套芯扣合件的锥形段大端口相对，分别扣合于上下钢筋端部，将里层套芯的延伸段穿过外层套管的小端口探出，用端部螺母轻旋认卯或将弹簧卡圈套卡于延伸段上。所述认卯，是认孔、对眼的意思，所述螺母轻旋是指对好孔或对好眼后，稍旋2～3个丝扣临时固定。

④、将连接套管与上下两端外层套管的延伸段轻旋对接入卯，旋动紧固连接套段，使之上下两外层套管距离拉近，套管锥形段的内侧面贴紧并挤压套芯锥形段的外侧面；

⑤、将上下两端端部螺母旋紧至螺母的法兰檐边顶紧至锥形段的端部环形端板，或将卡锁件弹簧卡圈撸至环形卡槽中楔紧，卡住里层套芯的延伸段于外层套管的端部环形端板处使其不能回缩。

b、水平装配式pc构件受力钢筋的连接，包括如下步骤：

①、在欲设水平pc构件的下方支撑面设置高度可调托架，托架上设有可使水平pc构件前后移动的承托辊轴，及托架的前后端两侧设有能使pc构件沿承托辊轴轴线方向微调挪位的推动或撬动装置；

②、起吊pc构件，徐徐降落在可调托架的承托辊轴预设位置上，利用前后端两侧的装置，推动或撬动pc构件左右移动，使之水平pc构件端部的若干根对接钢筋端头与在建工程竖向构件上探出侧面的预留钢筋端头一一对应在各自水平轴线；轻轻驱动辊轴，使水平pc构件前后移动至对接钢筋预留长度空间的位置；

③、在每对水平对接钢筋端头，先分别套入1个端部螺母或弹簧垫圈，再分别套入一个大端口相对的外层套管，将两对里层套芯扣合件的锥形段大端口相对，分别扣合于左右钢筋端部，将里层套芯的延伸段穿过外层套管的小端口探出，用端部螺母轻旋认卯，或将弹簧卡圈套卡于延伸段上。所述认卯，是认孔、对眼的意思，所述螺母轻旋是指对好孔或对好眼后，稍旋2～3个丝扣临时固定。

④、将连接套管与左右两端外层套管的延伸段轻旋对接入卯，旋动紧固连接套管，使之左右两外层套管距离拉近，套管锥形段的内侧面贴紧并挤压套芯锥形段的外侧面；

⑤、将左右两端端部螺母旋紧至螺母法兰檐边顶紧至锥形段的端部环形端板，或将卡锁件弹簧卡圈撸至环形卡槽中楔紧，卡住里层套芯的延伸段于外层套管的端部环形端板使其不能回缩。

有益技术效果：

本发明旋接式钢筋连接组件的有益技术效果在上述发明内容已有详细论述，现归纳如下：a)、本发明的锥形结构具备机械啮合力及握裹摩擦力的双重性能，使钢筋接头更安全牢固；b)、本发明的锁固件设置，解决了有些钢筋接头只能受拉不能受压的技术难题；c)、本发明锥体结构的锥度差及套芯套管的长度差，可使外层套管和里层套芯能有一定的相对行程及360°倾斜转动自由度，对对接钢筋偏离轴线的容错率高，安装极为方便、有效，可大幅提高安装效率。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步的说明。

图1是本发明的各连接组件的剖面连接关系及构造、拼装示意图；

图2是本发明的里层套芯1的剖面构造示意图；

图3是本发明的外层套管2的剖面构造示意图；

图4是本发明的连接套管3的剖面构造示意图；

图5是本发明里层套芯1的另一种实施方式的剖面连接关系及构造、拼装示意图。

附图标记说明：1-里层套芯；2-外层套管；3-连接套管；4-锁固件螺母；5-锁固件弹簧卡圈；6-对接钢筋；1.1-里层套芯锥形段；1.2-里层套芯延伸段；1.3-里层套芯内侧凹槽；1.4-里层套芯延伸段的环形卡槽；1.1.1-里层套芯锥形段小端口处；1.2.1-里层套芯延伸段外侧丝纹；1.2.2-里层套芯延伸段外侧光滑面；2.1-外层套管锥形段；2.2-外层套管延伸段；2.1.1-外层套管锥形段小端口处；2.1.2-外层套管锥形段大端口处；2.1.3-外层套管锥形段小端口处的环形出檐端板；2.2.1-外层套管延伸段的内侧丝纹（2.2.1）；3.1-连接套管两端外侧丝纹；3.2-连接套管中段外侧和轴线平行的均匀微凸棱；3.3-连接套管中段外侧的环肋。

具体实施方式

本发明一种旋接式钢筋连接组件，如图1所示，包括组合式里层套芯1、外层套管2、连接套管3及锁固件。如图2所示，所述组合式里层套1的内侧设有和对接钢筋6外表面斜横向螺纹凸棱相吻合的凹槽1.3。如图2所示，所述组合式里层套芯1为径向沿钢筋纵肋一分为二的扣合件。如图2所示，所述组合式里层套芯1由锥形段1.1和延伸段1.2构成。如图3所示，外层套管2由锥形段2.1及延伸段2.2构成。如图1所示，两组组合式里层套芯1分别围裹于两对接钢筋6端部，外层套管2又紧密围裹于里层套芯1的外侧。毫无疑问，里层套芯1的锥形段1.1和外层套管2的锥形段2.1同轴且锥体母线和轴线夹角相等且同向。如图1、图5所示，组合式里层套芯1的延伸段1.2由锥形段1.1的小端口处1.1.1管壁向外延伸并能探出外层套管2的锥形段2.1小端口处2.1.1，且能被锁固件所锁定；外层套管2的延伸段2.2由锥形段2.1的大端口处2.1.2筒壁内外等径向外延伸，其延伸段2.2内侧或外侧设有供连接套管3旋接的丝纹2.2.1。

如图2所示，所述组合式里层套芯1的延伸段1.2为外径等径且能被锁固件螺母4旋装的配套螺纹1.2.1。

本发明的锁固件锁固组合式里层套芯1的另一种实施方式如图5所示，所述组合式里层套芯1的延伸段1.2为从小端口处1.1.1起始外径径缩渐变的光滑段，且在外径渐变起始处设有供锁固件弹簧卡圈5卡装的环形卡槽1.4。所述弹簧卡圈5及环形卡槽1.4的截面均为梯形；所述弹簧卡圈5为开口的非封闭环形。梯形截面，便于里层套芯1的延伸段1.2从外层套管2的锥形段2.1小端口处2.1.1探出不同长度区段时，能被锁固件弹簧卡圈5从梯形坡口处嵌入。

如图1所示，所述组合式里层套芯1的锥形段1.1长度＜外层套管2锥形段2.1长度。

如图4所示，所述连接套管3的两端外侧或内侧设有和外层套管延伸段2.2内侧或外侧对应旋接的丝纹3.1。所述连接套管3中段外侧面平行轴线设有均匀的微凸棱3.2。所述连接套管3两端部设有外丝3.1时，中段外侧面设有高度超过外层套管2厚度的凸起环肋3.3，且环3.3外表面平行轴线设有均匀的微凸棱3.2。

如图1所示，所述组合式里层套芯1的锥形段1.1外侧、外层套管2的锥形段2.1内侧均为光滑面。

如图1、图3、图5所示，所述外层套管2的锥形段2.1小端口2.1.2处设有环形出檐端板2.1.3。

下面结合本发明上述技术方案说明，叙述本发明的具体连接方法，其应用于装配式pc构件的方法分为竖向和水平两种：

a、竖向装配式pc构件受力钢筋的连接，包括如下步骤：

①、起吊pc构件，在在建工程预设位置徐徐降落，使之pc构件底部的若干根对接钢筋6端头随导向装置的导向与预留的下端朝上的欲对接钢筋6端头一一大致对应在各自竖向轴线；

②、用临时斜撑杆支撑在pc构件的侧面，并使pc构件处于垂直稳定状态；

③、在每对竖向对接钢筋6端头，可以选择性的先分别套入1个端部螺母4，再套入一个大端口相对的外层套管2，将两对里层套芯1扣合件的锥形段1.1大端口相对，分别扣合于上下钢筋6端部，将里层套芯1的延伸段1.2穿过外层套管2的小端口2.1.1探出，用端部螺母4轻旋2～3圈丝扣或将弹簧卡圈5套卡于延伸段1.2上的细端梢部。

④、将连接套管3与上下两端外层套管2的延伸段2.2轻旋对接入丝扣，旋动紧固连接套管3，使之上下两外层套2距离拉近；套管锥形段2.1内侧面完全贴紧套芯锥形段1.1外侧面的同时，偏离轴线的两对接钢筋端头已完全归位，进一步旋动紧固连接套管3，套管锥形段2.1的内侧面完全挤压套芯锥形段1.1的外侧面，获得摩擦力。

⑤、将上下两端端部螺母4旋紧至螺母法兰檐边顶紧至外层套管2的端部环形端板2.1.3，或将弹簧卡圈5撸至环形卡槽1.4中楔紧，卡住里层套芯1的延伸段1.2于外层套管2的端部环形端板2.1.3处不能回缩。

b、水平装配式pc构件受力钢筋的连接，包括如下步骤：

①、在欲设水平pc构件的下方支撑面设置高度可调托架，托架上设有可使水平pc构件前后移动的承托辊轴，及托架的前后端两侧设有能使pc构件沿承托辊轴轴线方向微调挪位的推动或撬动装置；

②、起吊pc构件，徐徐降落在可调托架的承托辊轴预设位置上，利用前后端两侧的装置，推动或撬动pc构件左右移动，使之水平pc构件端部的若干根对接钢筋端头与在建工程竖向构件上探出侧面的预留钢筋端头一一对应在各自水平轴线；轻轻驱动辊轴，使水平pc构件前后移动至对接钢筋预留长度空间的位置；

③、在每对水平对接钢筋6端头，可以选择性的先分别套入1个端部螺母4，再套入一个大端口相对的外层套管2，将两对里层套芯1扣合件的锥形段1.1大端口相对，分别扣合于左右钢筋6端部，将里层套芯1的延伸段1.2穿过外层套管2的小端口2.1.1探出，用端部螺母4轻旋2～3圈丝扣或将弹簧卡圈5套卡于延伸段1.2上的细端梢部。

④、将连接套管3与左右两端外层套管2的延伸段2.2轻旋入卯，旋动紧固连接套管3，使之左右两外层套管2距离拉近；套管锥形段2.1内侧面完全贴紧套芯锥形段1.1外侧面的同时，偏离轴线的两对接钢筋端头已完全归位，进一步旋动紧固连接套管3，套管锥形段2.1的内侧面完全挤压套芯锥形段1.1的外侧面，获得摩擦力。

⑤、将左右两端端部螺母4旋紧至法兰檐边顶紧至锥形段2的端部环形端板1.1.3或将卡锁件弹簧卡圈5撸至环形卡槽1.4中楔紧，卡住里层套芯1的延伸段1.2于外层套管2的端部环形端板2.1.3不能回缩。

上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实施例的变化、变型、替代等都将落在本发明权利要求的保护范围之内，如：锁固件的变形锁固方式等；具体安装时某个步骤顺序的前后调整等。