CN1130232A - 用于钢筋的机械连接装置 - Google Patents

Abstract

一种用于钢筋的机械连接装置，一个安置此装置的部件和一个安装此装置的过程。此装置的特征在于：一个空心圆柱体套管，没有连接部分的钢筋端部可导入此套管的里面；在套管端部的螺纹；空心体和螺纹同轴线，使得二根尾对尾配置的钢筋能连接起来；套管外面的材料因直线或螺旋线凹槽结构而变形；钢筋的肋的材料嵌入套管的空心体内，以便连接钢筋和套管。此装置用于混凝土建筑结构。

Description

用于钢筋的机械连接装置

本发明涉及一种用于钢筋的机械连接装置。它涉及一种用于钢筋的机械连接装置，即一个空心体的套管和一个安置此机械连接装置的部件。本发明还涉及一个安装用于钢筋的机械连接装置的过程。

此装置用在混凝土建筑结构，例如在城市建筑、港口建筑或马路建筑的内接。

已知在这些场合使用机械连接装置连接钢筋可确保拉应力的连续传递。

本发明的机械连接装置可在工地使用，以便把已在车间经过工业加工的构件(预制件)与其它在工地上使用的钢筋连接。

这些在工地上使用的钢筋可有一个直的或是弯曲末端，并用已有形式在它的外表面带有肋或螺纹。肋或螺纹的尺寸没有相应的规定，但是要与钢筋的直径成比例。所有这些构件在设计时给定一定的连接强度，并根据使用的结构决定钢筋用大直径和大的肋还是用小直径和小的肋。

这些肋通常例如以螺旋形配置在钢筋的外表面，它的节距取决于所用钢筋的直径和所需的强度。

有时，必须把埋在原有混凝土块中的钢筋与新的钢筋连接起来以延伸或改变结构。

在许多情况，在现场工地上使用的钢筋设计成没有机械连接结构如螺纹以方便连接，另一方面，或者是有一个遭到腐蚀或海水破坏的螺纹。

钢筋末端的任何机械加工必须在一个专门的车间完成。该加工操作会在加固生产线引起间断并带来相当大的装卸问题。这个负荷的间断是很昂贵的，并还会经常带来把成百吨的钢从机械加工工地送到工作场地和/或装配点的运输问题。

本发明的目的是要把安装套管这工序合并到生产工序中而不必事先对钢筋端部作处理。

目前已知的是用管状套筒靠压力夹紧来连接这类钢筋。为此目的，由于用一个靠外压力操作的包围爪***不得不强大，就必须使用一些庞大的外爪。而庞大有一个缺点，即当钢和钢筋高度集中时，如果二根钢筋靠得太近，在工地上的快速***就不可能了。

鉴于所用的钢筋不对称和不规则，二根钢筋不再对齐，用具有一个可动爪和一个固定模垂直夹紧的已知装置也使二根待连接的钢筋产生几乎必然的偏差。

本发明的目的是提供一种能减少上述缺点的用于钢筋的机械连接装置，并能连接末端没有连接部分如螺纹的钢筋。没有螺纹可能是由于腐蚀的结果或干脆是在制造时未提供机械连接装置的结果，也有可能是在工地由于事故使机械连接装置折断。

本发明所提出用于钢筋的机械连接装置的另一个目的是能在工地上快速操作并使用轻巧的、方便的工具。

本发明所提出用于钢筋的机械连接装置的另一个目的是：由于使用了小尺寸的工具，就可使用高密度的钢筋，即钢筋之间可以靠得很近。

本发明所提出用于钢筋的机械连接装置的另一个目的是在连接后能靠施加例如等于弹性极限的90％的应力来进行测试。

本发明所提出用于钢筋的机械连接装置的另一个目的是能提供生产用测试连接装置，使得从套管对钢筋的末端夹紧的质量的观点来看，生产的连接装置完全可靠。

本发明提出的用于钢筋的机械连接装置的另一个优点是：通过检查夹紧连接的质量，就能大大减少套管本身的长度，由于大大减少了所用的金属数量，使结构中机械连接装置的成本大大降低。

本发明的再一个目的是能在工地上快速操作，以便把在工厂生产好的伸出一部分钢筋的构件(预制件)与其它在工地上使用的钢筋连接起来。

即：所有的水平平板可在工厂同时加工好，随后与已事先把其末端全部调整到相同高度的垂直钢筋连接。

本发明的部件的另一个优点是：它在工地上使用十分方便、简单。

此部件具有测试刚完成的工作的能力以证明连接装置的功能。由于迄今为止还不能检查用爪夹紧产生的连接的质量，它当然是很有利的。

本发明的部件的另一个优点是能相当大地增加连接数量，从目前的每天四十个上升到每天四百个。此部件能以固定形式安装以使钢筋的准备工作工业化。

本发明提出的用于钢筋的机械连接装置，用在工地上的混凝土构件结构中的内接点来与在外表面有肋的钢筋的直形或弯的末端连接，其特征在于它包括：

一个空心圆柱体的套管，没有连接部分的钢筋末端可导入到它的里面；

在套管的一端有螺纹；

空心体与螺纹同轴线，使得二根尾对尾配置的钢筋能连接起来；

套管的外面材料因直线或螺旋形凹槽结构而变形；

钢筋肋的材料能嵌入到套管的空心体，使得钢筋与套管连接。

从下面的说明和附图可以得知：本发明不仅仅局限在一个实施例。

图1表示本发明的用于钢筋的机械连接装置用在一根垂直钢筋和一根弯曲的水平钢筋的情况；

图2是钢筋与端部没有连接部分的钢筋的机械连接的本发明装置的示意图；

图3是表示套管变形后形状的剖面图；

图4示出了工具的一种变型，它用球代替图2中的偏置环。

参照图1，用于钢筋连接的机械连接装置用数字1表示。熟知工艺的人知道，在目前的工地上广泛使用这种钢筋以加强结构。钢筋2与另一根与钢筋2尾对尾并同轴线配置的钢筋3连接。因而，连接装置1能确保钢筋2和钢筋3之间的拉应力连续传递。

图1示出了单根钢筋3，但它只是由众多钢筋以基本上呈平行状排列的钢筋组成的一个水平地板4的一部分。每一根钢筋3从地板4呈直线状延伸，或相反有一个如图1所示的弯曲尾部5。

本发明提出的用于钢筋的机械连接装置也可用在其它适用于某些具有外/外套管或内/内套管的建筑的装置。

结构还包括一个垂直部分，一排平行排列的钢筋2在其中形成一体。钢筋3的末端6必须与钢筋2的末端7连接。应该注意的是，此钢筋的末端7没有连接部分，例如没有螺纹或接头。而对于精通工艺的人来讲，生产此机械连接装置是很容易的。

已经知道，没有螺纹可能是由于设计的原因、也可能是腐蚀或者在工地上锯掉的缘故。

本发明的机械连接装置1一旦用本发明的方法与钢筋的尾部7连为一体，就可以通过例如拧紧螺丝与钢筋3连接。所用的***是“螺纹接头”类(3个部分)，钢筋不能转动。

图2示出了其尾部7没有连接部分即内接螺纹的钢筋2。具有合适直径的钢筋在它的外表面有以例如圆形或螺旋形配置的肋10。这些肋可能没有规则，但当它们受到大的应力时能以已知的方式减轻混凝土中钢筋的支承。这些肋有适合于钢筋直径的不同宽度和高度尺寸。

考虑到结构的形式，钢筋的直径不是很规则的，这些肋也不是很精确地分布在钢筋的外表面。

本发明提出的用于钢筋的机械连接装置包括一个空心圆柱体的套管11，钢筋的末端7通过管口12进入它的里面。

在一个实施例中，套管11不仅在它高度的大部分上面有一个圆柱形体，还有一个斜面部分13。在斜面13上面，套管11的端部有如图1所示的螺纹8。

用于钢筋的机械连接装置是通过把含有螺纹8的圆柱套管11安装在钢筋2的无螺纹尾端7上形成的。应该注意的是，钢筋2和螺纹8为沿轴线14同轴线配置以使钢筋2和3尾对尾连接。

还要注意的是，钢筋与钢筋必须很好地对齐和同轴线，因为，如果底面没有对齐就会引起偏置应力，从而产生一个对钢筋的张力和“永久延伸率”测试或滑动测试有不利影响的力矩。

本发明中由于用螺纹杆和待夹紧的套管接头而同轴线夹紧作用的缘故，以及用环形工具的缘故，本发明所提出的过程对于二根钢筋的对中更为可靠，而与钢筋形状无关。

各种机械连接装置的部件通常是由金属制造的，它有利于选择套管11的材料。套管11要有比组成钢筋2的材料更大的可展性，以便当压力作用在套管11的外表面时，肋10嵌进套管11的内部。这个嵌入作用在钢筋尾部7，因而，把套管压在钢筋的尾端上，它通常是由编号为23的工具经过垂直和/或圆环位移来完成。

钢筋肋的材料嵌进与钢筋相对的套管的内部，使得钢筋与套管相连。

用于安置机械连接装置1的部件15见图2。

此部件装有一个螺纹延伸管16，它包括在其端部之一端的螺纹17以及一个能拧入连接装置1的螺纹8的接头30。

延伸管的螺纹17安排在所使用的可双动的空心动力油缸本体的端部18。此动力油缸的本体19与延伸管16一起形成一个区域20，一个空心活塞21可在此区域内移动。此活塞的端部22与工具23形成一个整体，此工具可有不同的合适的形状如圆形，即装有一些偏置环或球。在某些情况下，这些部件可根据待连接的钢筋直径尺寸调整。连接装置的夹紧可通过变更球的数量来调整，并可产生一个圆周运动以达到以螺旋线来夹紧。

为了提高表面接触而得到一个更好的连接，用一个需要5到10秒时间把温度上升到500到750℃的加热***是有效的。一个高频自感应***可确保小尺寸部分的局部加热。用小的低频轻便设备，在几秒钟内就能完成快速加热而使温度上升。

连接后的金属冷却有一个重要优点。因为热应力的收缩增强夹紧，因而，在钢筋和套管之间产生了一个很好的附合力和一个完全的整体连接。

通过自感应加热内接点会产生低得多的夹紧力，而能使用较小的工具。

值得注意的是，40直径的钢筋需要用4只圆球的60吨压力，而一个40直径的钢筋用一个圆形工具23需要15吨的热压力。

由于有了用整体连接钢筋和可靠耦合方式的可控制连接装置，与已用的耦合装置例如垂直夹紧钢筋相比，就可相当大地减少耦合长度。

图4示出了装有球的工具23的细节。球在套管11的外面部分产生变形27。在工具垂直下降期间，产生纵向和/或圆环夹紧、与套管的外表面咬合，从而产生可控制的嵌入、并还可用圆球来调节。这个调节可用图示中的螺纹28来实现。

如果在工具的圆环的外面形成一个半周边的倾斜槽，球的夹紧就是螺旋状的。当施加压力时，安装点迫使它转动，工具被安装到一个止推球轴承上，槽的角度取决于节距或螺旋节距的函数、并与钢筋的螺栓间隔有关。

此目的是为了能相当大地增加凹槽长度，并很好地嵌入到套管的空心体。从而在机械构件上再产生钢筋的附合作用。

套管的外面材料因直线或螺旋线凹槽形式而变形。

当活塞以箭头F方向下降时，工具23的端部垂直移动一距离D。工具23的基部24与一个牵制件25接触，此牵制件本身安置在一个带***尼龙垫圈的牵制板26上。

靠由活塞传递的相当大的压力，工具23首先作用在斜面13上，随后作用在套管11所有的外周边上。就是靠着此压力和同时产生的套管周边的变形，如图3所示，钢筋端部7与套管连接。工具以足够的数量在套管的外面部分形成螺纹27，最好有规律地分布在所有的外周面上。当然，此螺纹的数量取决于待连接钢筋的直径大小。

在工具的垂直和/或圆环移动距离D时，工具靠压力在套管的外周边压出螺纹，并产生了在钢筋端部7的肋10的嵌入。当然，靠着选择展延性比钢筋端部7的材料更大的材料组成套管11，才可能产生这个嵌入。

用此方法，套管能与钢筋的端部连接并夹紧。钢筋端部7的肋的材料套在套管的内部以形成连接面。

参照图2，可以看到，当油在压力下传送时，即通过活塞21操作部件15。与延伸管16合在一起的套管11装到动力缸体上。这样，引起空心活塞下降距离D并产生夹紧。在钢筋外表面的肋10嵌入到套管内部具有较大展延性的材料。

操作结束时，工具的端面24支承在牵制件上、并在预定值例如钢筋的弹性极限的99％处进行测试。当施加拉应力时，如果没有观察到从动力油缸的压力表读出的油压下降滑动记录，则此测试被认为是好的。

Claims (8)

1.用于钢筋的机械连接装置，在工地上用于混凝土构件的结构内接点，被用在其外表面有肋的钢筋的直线或弯曲的末端，其特征在于它包括：

一个空心圆柱体的套管(11)，没有连接部分的钢筋端部可导入此套管的里面；

在套管(11)端部的螺纹(8)；

空心体和螺纹同轴线，使得二根尾对尾配置的钢筋能连接起来；

套管外面的材料因直线或螺旋线凹槽结构而变形；

钢筋的肋(10)的材料嵌入套管(11)的空心体内，以便连接钢筋和套管。

2.如权利要求1所述的用于钢筋的机械连接装置，其特征在于，

在螺纹和套管圆柱部分之间、套管(11)的外表面形成斜面(13)。

3.用于其尾端没有连接部分的钢筋机械连接装置的部件，把二根钢筋尾对尾连接，其特征在于，它包括：

一个双作用动力油缸体(19)；

与套管端部的螺纹配合的一个接头或螺纹的延伸管(16)安装在动力缸体；

动力缸的空心活塞(21)在缸体(19)和延伸管(16)之间移动；

处于活塞端部、装有球或环的工具(23)能垂直移动和/或转动，以使套管(11)的外面材料变形，并迫使钢筋的肋(10)嵌入套管的内部，以形成套管与钢筋末端的连接和夹紧。

4.如权利要求3所述的安置机械连接装置的部件，其特征在于它包括：

一个牵制件(25)，用于动力油缸最后下降期间支承工具的底面，以测试连接。

5.安装如权利要求1所述的用于钢筋的机械连接装置的过程，其特征在于它包括：

用一个套管套在没有连接部分的钢筋的尾部；

通过一个工具的垂直和/或圆周位移顶压钢筋尾部上的套管；

选择比钢筋材料更有展延性的套管材料，以便钢筋的肋嵌入套管空心体内部；

传递通过工具导回到钢筋的应力。

6.安装如权利要求5所述的用于钢筋的机械连接装置的过程，其特征在于，

一旦连接完成，即在例如一个预定的钢筋弹性极限值处进行测试。

7.安装如权利要求5所述的用于钢筋的机械连接装置的过程，其特征在于，

为了改善接触面并得到一个更好的连接，用5到10秒时间把筋的端部加热到500到750℃的温度，随后冷却以使装配收缩、增强夹紧。

8.如权利要求3所述的安装机械连接装置的部件，其特征在于，

用高频自感应产生加热。