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预制装配式结构中的一种“干式”钢筋机械连接技术

 zhaxx 2019-07-03

特别告知:本文介绍的钢筋连接技术,已申请了国家专利,未经专利权人许可,不得私自生产、使用,否则,仿冒生产者、产品使用者都将承担侵权所引发的法律责任!

 目前,随着我国建筑业的快速发展,钢筋机械连接技术也日趋成熟,近年来国内已经开发出适合不同领域、连接工况需求的且具有自主知识产权的钢筋机械连接新技术,由北京五隆兴科技发展有限公司开发的“双螺套接头”就是其中之一。

建筑工业化在房屋建筑领域钢筋混凝土结构的表现形式主要以预制装配式结构体系为主,这一体系是沿用了美国、日本的技术体系,包括其中的“套筒灌浆接头”是该体系中钢筋连接的主要方式。套筒灌浆钢筋连接技术在国外已有几十年的应用历史,技术也十分成熟。国内这些年在灌浆套筒的材料、制造工艺、半灌浆套筒中的机械连接端钢筋螺纹成型工艺等方面都有了许多创新,但并未改变其灌浆连接基本的工艺、原理。

近年来,随着国内预制装配式建筑发展蜂拥而上,灌浆套筒的供应商产品及服务质量参差不齐,加之预制构件厂、施工现场作业人员的素质偏低,专业化作业技术培训不到位等多种因素影响,致使部分项目出现了套筒灌浆不密实的严重质量事故。由于套筒灌浆接头的施工需要经历钢筋加工制作、套筒在预制构件中定位安装、构件浇筑成型,预制构件制品的储运及预制构件的现场安装、接头及构件现场灌浆并直至灌浆料硬化等多达十几道工序,任何一道工序如果未严格按照操作要求进行,都可能造成最终连接质量不合格。一旦套筒灌浆连接完成,目前还没有一种简单有效的可以判断接头连接质量是否合格手段。这些情况应该也是发展中必然会遇到的问题,有待于行业的自律、产业向专业化方向的不断发展成熟。

“双螺套钢筋接头”技术它可以解决“部品连接”(结构部品及钢筋部品)中钢筋轴径向位置偏差较大(一般为0-15mm),且连接钢筋不能转动、不能对顶的情况,而接头性能还必须满足现行行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ107的要求。双螺套接头除适用于行业标准JGJ107外,应用于预制装配式结构的钢筋机械连接,也适用于协会标准《钢筋机械连接装配式混凝土结构技术规程》CECS444-2016中对机械接头的规定。

所谓“干式”连接,即相对于目前套筒灌浆连接而言,该接头处需要注入液状浆料,硬化后完成连接。双螺套接头则不然,接头连接完全是机械连接,不需要灌浆,即在“干式”状态下完成连接。

下面从接头的连接构造、连接特点、在预制装配式建构中的钢筋机械连接技术方案等几方面来介绍。

一、双螺套接头连接构造、连接步骤及特点

1、双螺套接头的组成:

如图1所示,分为内螺套1、内螺套4、外螺套2、锁母3四件组成。

2、双螺套接头连接步骤

使用双螺套接头连接钢筋时,将加工好可与双螺套接头内螺套螺纹匹配的钢筋,一端戴上内螺套1,一端戴上内螺套4、锁母3、外螺套2待用;钢筋连接时可不用旋转钢筋,连接钢筋不需对顶紧。

双螺套接头尺寸及连接钢筋间距、径向偏差允许的设计值见表1所示。

表1  双螺套接头连接钢筋的最大允许误差值             

连接钢筋对中后,外螺套向另一端内螺套旋转并旋转到底,再将锁母向外螺套旋合并紧,至此接头连接完成。

双螺套接头的特点:

对连接钢筋的位置度要求较低,尤其适用于建筑及钢筋部品中成束钢筋连接;

   接头连接方便,无需专用机具,只需要连接扳手即可;

●    连接质量可靠,可100%满足现行行业标准500MPa级钢筋I 级接头的性能要求,且通过接头外观即可判断其连接质量是否合格;

●    适用范围广,可应用于PC建筑、高层建筑、核电、桥梁、隧道、轨道交通等领域。

二、双螺套接头在预制装配式建构中的钢筋机械连接技术方案

1、应用于预制装配式预制结构主筋连接,连接区段二次浇注混凝土

无论是预制梁、预制柱及预制剪力墙结构,其主筋连接均可采用双螺套接头连接。连接区段宽度可在300-500mm范围内,待连接完成后,连接区段再二次浇注混凝土。

2为在预制梁中的连接。

3为在预制柱中的连接。

4为在预制剪力墙中的连接。

2、应用于预制装配式预制结构竖向主筋连接,连接区段浇注灌浆料

这主要针对预制柱、预制剪力墙中竖向主筋的连接,与半灌浆套筒连接接头的应用场合相同。这种方式的连接,两个混凝土构件间的间距可以不大于20mm,待接头连接完成后,再采用半灌浆接头的灌浆工艺连接两个混凝土构件。这种连接工艺的最大特点:

1) 连接简单、易于操作;

2) 连接质量可靠,通过接头外观即可容易的判断连接质量是否合格;

3) 接头处没有灌浆问题,没有非扰动施工要求,连接后马上即可承受荷载。

预制柱竖向主筋连接的具体步骤详见图5所示。预制剪力墙竖向主筋连接方案与此相同。

5 预制柱竖向主筋连接的具体步骤图

双螺套接头在预制装配式结构中竖向主筋连接分为图5所示的几个步骤:

1) 预装有双螺套接头连接件的构件吊装就位;

2) 上构件向下对位下落,下落高度可用垫块或构件中预埋定位杆控制;

3) 外螺套向下与内螺套旋紧到底,外螺套上部锁母靠与外螺套的“微连接”向下随动,最后拧紧锁母,接头连接完成;

4) 通过构件中预埋的注浆孔道向内注浆,将接头周围的空隙及构建间缝隙用浆料填充密实,浆料硬化后构建即连接完成。

    本文仅代表作者观点,尚需工程实践来验证和进一步完善该技术。希望这一技术可以为预制装配式建筑中的钢筋连接家族增添新的成员,也为工程的设计、施工人员提供更多选择。

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