[发明专利]一种用于预制桥墩节段之间钢筋对接的伞扣式连接器

权利要求书

1.一种用于预制桥墩节段之间钢筋对接的伞扣式连接器，其特征在于：包括上扣筒和下扣筒；

上扣筒包括上筒身、筒室和卡台；

上筒身的顶部设置有上钢筋连接槽，用于与上被连接钢筋相连接；

上筒身的底部中心设置有筒室，筒室内设置有卡台；

下扣筒包括插接筒、芯柱和弹性锁；

下扣筒的底部设置有下钢筋连接槽，用于与下被连接钢筋相连接；

插接筒设置在位于下钢筋连接槽上方的下扣筒中；

插接筒沿周向布设有n个伞扣槽；其中，n≥3；

芯柱设置在插接筒的内腔中心；

弹性锁包括n个伞扣和n个弹簧；

每个伞扣槽内设置一个伞扣，伞扣顶部与伞扣槽相铰接，伞扣内侧底部通过弹簧与芯柱相连接；当弹簧处于自然状态时，伞扣底部从插接筒中伸出；

在下扣筒插入上扣筒的过程中，当伞扣经过卡台时，伞扣被挤压，伞扣底部向下扣筒的内腔转动，弹簧压缩；当伞扣通过卡台后，在弹簧的弹性力作用下，伞扣底部弹出并抵靠在卡台顶面上。

2.根据权利要求1所述的用于预制桥墩节段之间钢筋对接的伞扣式连接器，其特征在于：设被连接钢筋的抗拉强度为T，上扣筒边壁的抗拉强度F₁，下扣筒边壁的抗拉强度F₂，卡台顶面抗压强度为F₃，通过对伞扣数量n、单个伞扣与卡台顶面的接触面积A、以及上扣筒和下扣筒尺寸的设计，使得伞扣式连接器满足如下关系式：

Min(F₁,F₂,F₃)≥T

其中：

F₃＝nA·f_cp,d'

式中，φ为被连接钢筋的直径；f_s,d为被连接钢筋的抗拉强度设计值；D₁为上扣筒的外径；D₂为位于卡台以上的筒室的内径；D₃为下扣筒中插接筒的最小外径；D₄为插接筒内径；f_cp,d为上扣筒和下扣筒材料的抗拉强度设计值；f_cp,d'为上扣筒和下扣筒材料的抗压强度设计值。

3.根据权利要求2所述的用于预制桥墩节段之间钢筋对接的伞扣式连接器，其特征在于：上扣筒和下扣筒的材料为高强度低合金材料，上扣筒和下扣筒的总体轴向抗拉强度应大于被连接钢筋的抗拉强度。

4.根据权利要求1所述的用于预制桥墩节段之间钢筋对接的伞扣式连接器，其特征在于：下扣筒还包括金属环，金属环套装在位于伞扣槽上方的芯柱外周，且金属环外壁面与插接筒内壁面贴紧配合。

5.根据权利要求1所述的用于预制桥墩节段之间钢筋对接的伞扣式连接器，其特征在于：位于卡台以下的筒室为外扩段，下扣筒的插接筒包括从上至下一体设置的竖直段和锥形段，其中，竖直段为与芯柱相对应的节段，锥形段能与筒室的外扩段相配合。

6.根据权利要求1所述的用于预制桥墩节段之间钢筋对接的伞扣式连接器，其特征在于：芯柱包括从上至下一体设置的大圆柱段和小圆柱段，大圆柱段的直径大于小圆柱段的直径。

7.根据权利要求6所述的用于预制桥墩节段之间钢筋对接的伞扣式连接器，其特征在于：弹簧与芯柱垂直焊接。

8.根据权利要求1所述的用于预制桥墩节段之间钢筋对接的伞扣式连接器，其特征在于：上钢筋连接槽与上被连接钢筋之间，以及下钢筋连接槽与下被连接钢筋之间均为螺纹连接。

9.根据权利要求1所述的用于预制桥墩节段之间钢筋对接的伞扣式连接器，其特征在于：n＝3～6。

10.根据权利要求1所述的用于预制桥墩节段之间钢筋对接的伞扣式连接器，其特征在于：伞扣式连接器能用于预制墩身节段与盖梁之间、预制墩身节段之间、以及预制墩身与墩台之间的被连接钢筋的连接。