[发明专利]一种装配式结构钢筋直螺纹连接装置及其连接方法

说明书

一种装配式结构钢筋直螺纹连接装置，包括螺套和连接套筒。连接套筒设有第一内孔和第二内孔，螺套的内螺纹用于与第一钢筋丝头的外螺纹相旋合形成第一螺纹副，连接套筒的第一内孔的内螺纹用于与第二钢筋丝头的外螺纹相旋合形成第二螺旋副，连接套筒的第二内孔的内螺纹用于与螺套的外螺纹相旋合形成第三螺纹副；其中，第一螺纹副与第二螺纹副的螺距不相等，第一螺纹副与第三螺纹副的螺距不相等，第二螺纹副与第三螺纹副的螺距相等。本发明还公开了装配式结构钢筋直螺纹连接方法。本发明能在两根钢筋不能沿径向和轴向移动、不能转动、且两根钢筋丝头螺纹的螺旋线存在偏差错位的情况下，实现两根钢筋之间的可靠连接。

技术领域

本发明涉及一种装配式结构建筑施工中钢筋连接的装置及其连接方法，适用于装配式预制构件之间、以及预制构件与现浇和后浇混凝土结构之间的钢筋连接，能在钢筋不能沿径向和轴向移动、不能转动、钢筋丝头螺纹的螺旋线偏差错位的建筑环境下使用。

背景技术

行业标准《装配式混凝土结构技术规程》(JGJ 1-2014，以下简称“规程”)指出：“装配式结构成败的关键在于预制构件之间，以及预制构件与现浇和后浇混凝土之间的连接技术，其中包括连接接头的选用和连接节点的构造设计”，“预制构件的连接技术是装配式结构关键的，核心的技术。其中，钢筋套筒灌浆连接接头技术是本规程所推荐主要的连接接头技术，也是形成各种装配式混凝土结构的重要基础”(“规程”条文说明3.0.3、4.2.1)。

然而，通过对钢筋套筒灌浆连接接头一系列规定的研究分析以及工程实践发现，该连接技术并不理想，存在诸多难以克服的缺陷，已经成为制约装配式建筑大规模、高质量发展的瓶颈，其主要的缺陷列举如下：

1、成本高，操作复杂，难检测。2016年4月11日的《建筑时报》第7版对此已有报道：“不仅耗材多(要求严格的高强灌浆料和又粗又长的套筒)、成本高，而且灌浆套筒连接操作程序复杂、专业要求高，施工中影响质量的环节、因素众多，且难避免，难控制，更难以检测，很难检查连接接头的质量到底如何？对此，技术专家一直担忧不安”；

2、灌浆施工受环境温度影响明显，限制了施工的地域及季节。《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》JGJ 355-20156.3.9第2条规定：“灌浆施工时，环境温度应符合灌浆料产品使用说明书要求；环境温度低于5℃时不宜施工，低于0℃时不得施工；当环境温度高于30℃时，应采取降低灌浆料拌合物温度的措施”；

3、灌浆料需在加水后30分钟内使用完，超时只能丢弃。《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》JGJ 355-2015条文说明6.3.9最后一段规定：“灌浆料拌合物的流动度指标随时间会逐渐下降，为保证灌浆施工，本条规定灌浆料宜在加水后30min内用完。灌浆料拌合物不得再次添加灌浆料、水后混合使用，超过规定时间后的灌浆料及使用剩余的灌浆料只能丢弃”。

目前建筑行业用于钢筋连接的主要技术是钢筋机械连接，即通过钢筋与连接件或其他介入材料的机械咬合作用或钢筋端面的承压作用，将一根钢筋中的力传递至另一根钢筋的连接方法。钢筋机械连接的主要形式为螺纹连接，螺纹连接是用专用设备先将两根钢筋端部制作出带有相应螺纹的钢筋丝头，再用带有相应内螺纹的连接套筒将两根钢筋连接。

由于装配式建筑两预制构件拼装时需连接的钢筋在径向和轴向位置会有偏差错位，“规程”中对此有明确限定：“连接钢筋偏离套筒或孔洞中心线不宜超过5mm”(参见“规程”12.3.2条)，又由于预埋在预制件中的钢筋即不能沿径向和轴向移动，也不能转动，而钢筋丝头的螺纹都是预先加工完成并同钢筋一起预埋在构件中的，因此实施连接会遇到两个难题：其中一个难题是要纠正两根钢筋轴线的径向错位；另一个难题是两根预埋钢筋丝头螺纹的螺旋线之间会存在偏差错位，由于钢筋已经固定在构件中无法旋转和轴向移动，直接用连接套筒连接两根钢筋时，会发生螺纹干涉而无法旋合的情况；而且，对于连接接头的抗拉强度，还必需达到《钢筋机械连接技术规程》(JGJ107-2016)中第3.0.5条规定的抗拉强度要求。因为存在这些技术难题，目前市场上普遍采用的螺纹连接技术一直没能在装配式预制构件中得以应用。

发明内容