钢筋连接装置及其连接方法

摘要

在本申请提供的钢筋连接装置及其连接方法中，通过在连接套筒中该设置插销，同时在钢筋上设置相应的插口，利用插销及钥匙孔原理实现钢筋的即插式连接，不但连接方便，而且可靠性高，此外，所述连接套筒和钢筋均可采用工厂化加工，现场施工更为便捷，由此减少了工程建设周期，降低了工程成本。

权利要求

1.一种钢筋连接装置，其特征在于，包括：钢筋和连接套筒；

所述连接套筒具有一通孔，所述通孔沿着所述连接套筒的长度方向设置，所述连接套筒的内侧设置有多个容置槽，所述多个容置槽沿着所述连接套筒的长度方向排列，每个容置槽中均设置有钢钉和弹性部件，所述钢钉的尾端通过所述弹性部件与所述容置槽的底部固定连接，所述钢钉的尖端伸入所述通孔中，所述多个容置槽中钢钉和弹性部件的整体长度沿着所述钢筋磨平段的插入方向逐渐增加；

所述钢筋包括钢筋螺纹段和钢筋磨平段，所述钢筋螺纹段与所述钢筋磨平段连为一体，所述钢筋磨平段上设置有多个槽口，所述多个槽口设置于所述钢筋磨平段的轴心线的一侧，所述多个槽口沿着所述钢筋的长度方向排列，每个槽口均具有两个相对设置的侧壁，其中一个侧壁为竖直侧壁，另一个侧壁为倾斜侧壁，所述钢筋磨平段的前端设置有倾斜端面，所述倾斜端面与所述倾斜侧壁的倾斜方向一致，每个槽口的竖直侧壁至倾斜端面的距离小于同一槽口的倾斜侧壁至倾斜端面之间的距离，所述多个槽口的深度沿着所述钢筋磨平段的插入方向逐渐增加，所述多个槽口的尺寸和间距要求与所述多个容置槽的钢钉相匹配；

所述钢筋磨平段插入所述连接套筒的通孔中，所述多个容置槽中的钢钉插入所述钢筋磨平段的多个槽口中。

2.如权利要求1所述的钢筋连接装置，其特征在于，所述多个容置槽中弹性部件的长度沿着所述钢筋磨平段的插入方向逐渐增大，所述多个容置槽中钢钉的长度沿着所述钢筋磨平段的插入方向逐渐减小或者保持不变。

3.如权利要求1所述的钢筋连接装置，其特征在于，所述槽口的宽度与所述钢钉的直径相同。

4.如权利要求1所述的钢筋连接装置，其特征在于，所述倾斜端面的倾斜角度为45°。

5.如权利要求1所述的钢筋连接装置，其特征在于，所述连接套筒还包括一隔断面，所述隔断面位于所述连接套筒的中心位置，将所述连接套筒分成两个部分。

6.如权利要求5所述的钢筋连接装置，其特征在于，所述隔断面与所述连接套筒由相同的材料制成。

7.如权利要求1所述的钢筋连接装置，其特征在于，所述弹性部件是弹簧。

8.一种钢筋连接方法，其特征在于，包括：

提供钢筋，并对所述钢筋的一端进行加工以形成钢筋磨平段；

在所述钢筋磨平段上加工形成倾斜端面和多个槽口，所述多个槽口设置于所述钢筋磨平段的轴心线的一侧，所述多个槽口沿着所述钢筋的长度方向排列，每个槽口均具有两个相对设置的侧壁，其中一个侧壁为竖直侧壁，另一个侧壁为倾斜侧壁，所述倾斜侧壁与所述倾斜端面的倾斜方向一致，每个槽口的竖直侧壁至倾斜端面的距离小于同一槽口的倾斜侧壁至倾斜端面之间的距离，所述多个槽口的深度沿着所述钢筋磨平段的插入方向逐渐增加；

提供一连接套筒，所述连接套筒具有一通孔，所述通孔沿着所述连接套筒的长度方向设置，所述连接套筒的内侧设置有多个容置槽，所述多个容置槽沿着所述连接套筒的长度方向排列，每个容置槽中均设置有钢钉和弹性部件，所述钢钉的尾端通过所述弹性部件与所述容置槽的底部固定连接，所述钢钉的尖端伸入所述通孔中，所述多个容置槽中钢钉和弹性部件的整体长度沿着所述钢筋磨平段的插入方向逐渐增加，所述多个槽口的尺寸和间距要求与所述多个容置槽的钢钉相匹配；

将所述钢筋对准所述连接套筒的通孔，并施加作用力将所述钢筋插入所述连接套筒中，使得所述多个容置槽中的钢钉插入所述钢筋磨平段的多个槽口中。

说明书

钢筋连接装置及其连接方法

技术领域

[0001] 本发明涉及钢筋机械连接技术领域，特别涉及一种钢筋连接装置及其连接方法。

背景技术

[0002] 近年来，国内各类高层建筑、大跨度建筑、桥梁、水工、核电等发展迅速，钢筋混凝土结构在建筑工程中的应用日益广泛，钢筋用量与日俱增，III级和III级以上的钢筋应用日趋广泛，钢筋直径和密度也越来越大。传统的钢筋机械连接方式如绑扎、电焊等连接方式，无论从连接质量、效率还是可操作性均不能满足建筑业迅速发展的需求。

[0003] 钢筋机械连接是一项新型钢筋机械连接工艺，被称为继绑扎、电焊之后的“第三代钢筋接头”。近年来，随着套筒冷挤压开发应用，钢筋机械连接技术发展较快，相继开发出锥螺纹、镦粗直螺纹、剥肋滚压直螺纹、挤压肋滚压直螺纹、辗压肋滚压直螺纹连接技术，取得可喜的成果，对推动我国建筑业的发展和技术提高起到很大推动作用。

[0004] 上述几种钢筋机械连接技术，虽然都具有一定优点，但是，各自在不同程度上也存在着一些不足之处。例如，套筒冷挤压连接技术是用高压油泵作动力源，通过挤压机将连接套筒沿径向挤压，使套筒产生塑性变形，与钢筋相互咬合，形成一个整体来传递力的。但是，该项技术由于设备笨重，工人劳动强度大，设备保养不好易产生漏油污染钢筋，给使用和维修带来不便，连接速度不如螺纹连接。锥螺纹连接技术是用锥螺纹套丝机将钢筋端头先加工成锥螺纹，然后把带锥螺纹的套筒与待对接钢筋机械连接在一起。钢筋与套筒连接时必须施加一定的拧紧力矩才能保证连接质量，若工人一时疏忽拧不紧，钢筋受力后易产生滑脱，锥螺纹底径小于钢筋母材基圆直径，接头强度会被削弱，影响接头性能，虽然锥螺纹连接对中性好，但对钢筋要求较严，钢筋不能弯曲或有马蹄形切口，否则易产生丝扣不全，给连接质量留下隐患，所以锥螺纹连接的现场管理应要求较严。镦粗直螺纹连接技术是先将钢筋的马蹄形端头切掉，再用钢筋镦头机将钢筋端头镦粗，用直螺纹套丝机将其切削成直螺纹，通过直螺纹套筒将待对接的钢筋机械连接在一起。该项技术不仅工序繁锁，镦粗后的钢筋头部金相组织发生变化，不经回火处理，会产生应力集中，延性降低，对改善接头受力是不利的。滚压直螺纹连接技术是用直螺纹滚压机把钢筋端部滚压成直螺纹，然后用直螺纹套筒将两根待对接的钢筋连在一起。由于钢筋端部经滚压成形，钢筋材质经冷作处理，螺纹及钢筋强度都有所提高，弥补了螺纹底径小于钢筋母材基圆直径对强度削弱带来的影响，实现了钢筋等强度连接。该项技术具有加工工序少、连接强度高、施工方便等优点，但由于钢筋本身轧制公差较大，丝头加工质量控制难度大，因此滚丝轮受力条件恶劣、工作寿命低。

[0005] 现在推广应用“滚轧直螺纹接头”虽然制作方便和成本较低，而且机械接头操作方便，不受气候影响，但同样存在施工机械笨重，工人劳动强度大，施工现场切割、加工质量不易保证，通常伴有马蹄口，丝头数量不到位等情况，安装速度慢，安装后丝扣外露过多或不足，安装质量难以保证等通病。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提供一种钢筋连接装置及其连接方法，以解决现有的钢筋机械连接无法满足建筑施工要求的问题。

[0007] 为解决上述技术问题，本发明提供一种钢筋连接装置，所述钢筋连接装置包括：钢筋和连接套筒；

[0008] 所述连接套筒具有一通孔，所述通孔沿着所述连接套筒的长度方向设置，所述连接套筒的内侧设置有多个容置槽，所述多个容置槽沿着所述连接套筒的长度方向排列，每个容置槽中均设置有钢钉和弹性部件，所述钢钉的尾端通过所述弹性部件与所述容置槽的底部固定连接，所述钢钉的尖端伸入所述通孔中；

[0009] 所述钢筋包括钢筋螺纹段和钢筋磨平段，所述钢筋螺纹段与所述钢筋磨平段连为一体，所述钢筋磨平段上设置有多个槽口，所述多个槽口沿着所述钢筋的长度方向排列，每个槽口均具有两个相对设置的侧壁，其中一个侧壁为竖直侧壁，另一个侧壁为倾斜侧壁，所述钢筋磨平段的前端设置有倾斜端面，所述倾斜端面与所述倾斜侧壁的倾斜方向一致；

[0010] 所述钢筋磨平段插入所述连接套筒的通孔中，所述多个容置槽中的钢钉插入所述钢筋磨平段的多个槽口中。

[0011] 可选的，在所述的钢筋连接装置中，所述多个容置槽中钢钉和弹性部件的整体长度沿着所述钢筋磨平段的插入方向逐渐增加。

[0012] 可选的，在所述的钢筋连接装置中，所述多个容置槽中弹性部件的长度沿着所述钢筋磨平段的插入方向逐渐增大，所述多个容置槽中钢钉的长度沿着所述钢筋磨平段的插入方向逐渐减小或者保持不变

[0013] 可选的，在所述的钢筋连接装置中，所述多个槽口的深度沿着所述钢筋磨平段的插入方向逐渐增加。

[0014] 可选的，在所述的钢筋连接装置中，所述槽口的宽度与所述钢钉的直径相同。

[0015] 可选的，在所述的钢筋连接装置中，所述倾斜端面的倾斜角度为45°。

[0016] 可选的，在所述的钢筋连接装置中，所述连接套筒还包括一隔断面，所述隔断面位于所述连接套筒的中心位置，将所述连接套筒分成两个部分。

[0017] 可选的，在所述的钢筋连接装置中，所述隔断面与所述连接套筒由相同的材料制成。

[0018] 可选的，在所述的钢筋连接装置中，所述弹性部件是弹簧。

[0019] 相应的，本发明还提供一种钢筋连接方法，所述钢筋连接方法包括：

[0020] 提供钢筋，并对所述钢筋的一端进行加工以形成钢筋磨平段；

[0021] 在所述钢筋磨平段上加工形成倾斜端面和多个槽口，所述多个槽口沿着所述钢筋的长度方向排列，每个槽口均具有两个相对设置的侧壁，其中一个侧壁为竖直侧壁，另一个侧壁为倾斜侧壁，所述倾斜侧壁与所述倾斜端面的倾斜方向一致；

[0022] 提供一连接套筒，所述连接套筒具有一通孔，所述通孔沿着所述连接套筒的长度方向设置，所述连接套筒的内侧设置有多个容置槽，所述多个容置槽沿着所述连接套筒的长度方向排列，每个容置槽中均设置有钢钉和弹性部件，所述钢钉的尾端通过所述弹性部件与所述容置槽的底部固定连接，所述钢钉的尖端伸入所述通孔中；

[0023] 将所述钢筋对准所述连接套筒的通孔，并施加作用力将所述钢筋插入所述连接套筒中，使得所述多个容置槽中的钢钉插入所述钢筋磨平段的多个槽口中。

[0024] 本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

[0025] 1、本发明通过在连接套筒中该设置插销，同时在钢筋上设置相应的插口，插销插入插口即可实现连接，连接操作简单、不费力，而且这种即插式连接的可靠性非常高；

[0026] 2、本发明提供的钢筋连接装置中，钢筋和连接套筒均可采用工厂化加工，加工质量更加可靠，现场仅需将成品钢筋与套筒进行连接即可，施工更为便捷，能够减少施工作业时间，相应地减少工程成本。

附图说明

[0027] 图1为本发明实施例的钢筋的结构示意图；

[0028] 图2为本发明实施例的钢筋磨平段的结构示意图；

[0029] 图3为本发明实施例的连接套筒的剖面图；

[0030] 图4为本发明实施例的连接套筒的侧视图；

[0031] 图5为本发明其他实施例的连接套筒的剖面图。

具体实施方式

[0032] 以下结合附图和具体实施例对本发明提出的钢筋连接装置及其连接方法作进一步详细说明。

[0033] 请结合参考图1至图4，其为本发明实施例的钢筋连接装置的结构示意图。如图1至图4所示，所述钢筋连接装置包括:钢筋1和连接套筒2；所述连接套筒2具有一通孔21，所述通孔21沿着所述连接套筒1的长度方向设置，所述连接套筒2的内侧设置有多个容置槽(图中标号未示出)，所述多个容置槽沿着所述连接套筒2的长度方向排列，每个容置槽中均设置有钢钉22和弹性部件23，所述钢钉22的尾端通过所述弹性部件23与所述容置槽的底部固定连接，所述钢钉22的尖端伸入所述通孔21中；所述钢筋1包括钢筋螺纹段11和钢筋磨平段12，所述钢筋螺纹段11与所述钢筋磨平段12连为一体，所述钢筋磨平段12上设置有多个槽口13，所述多个槽口13沿着所述钢筋1的长度方向排列，每个槽口13均具有两个相对设置的侧壁，其中一个侧壁为竖直侧壁13a，另一个侧壁为倾斜侧壁13b，所述钢筋磨平段的前端设置有一倾斜端面14，所述倾斜端面14与所述倾斜侧壁13b的倾斜方向一致；所述钢筋磨平段
12插入所述连接套筒2的通孔21中，所述多个容置槽中的钢钉22插入所述钢筋磨平段12的多个槽口13中。

[0034] 具体的，在所述钢筋连接装置中，钢筋1的前端经过加工，表面螺纹被磨平，形成钢筋磨平段12，所述钢筋磨平段12上还形成有多个槽口13和倾斜端面14。其中，所述多个槽口13的尺寸和间距要求与所述多个容置槽的钢钉22相匹配。

[0035] 本实施例中，所述槽口13的宽度d1与所述钢钉22的直径d2相同，相邻的槽口13之间的距离D1与相邻的容置槽中钢钉的距离D2相等。优选的，所述多个槽口13的宽度一致，相邻的槽口13之间的距离相等。

[0036] 如图2所示，所述槽口13具有两个相对设置的侧壁，其中一个侧壁为竖直竖直侧壁13a，另一个侧壁为倾斜侧壁13b，所述钢筋磨平段12的插入端(即钢筋1的端头)加工成斜口，所述斜口具有一倾斜端面14，所述倾斜端面14与所述倾斜侧壁13b的倾斜方向一致。

[0037] 优选的，所述倾斜端面14的倾斜角度为45°，所述倾斜侧壁13b的倾斜角度在30°到60°之间。

[0038] 所述槽口13的底部结构不限，底部可以为水平面，也可以是弧形面或其他结构。优选的，所述槽口13的底部结构与所述钢钉22的尖端部分相适配。如此，所述钢钉22与所述槽口13之间的契合更加可靠。

[0039] 请继续参考图3，所述连接套筒2呈中空的圆柱状结构，所述连接套筒2的中设置有通孔21和多个容置槽，所述通孔21轴向设置，用于插入钢筋，所述容置槽朝向所述通孔21并与所述通孔21连通，所述容置槽中设置有钢钉22和弹性部件23。

[0040] 请继续参考图4，所述连接套筒2包括第一侧壁2a和第二侧壁2b，所述第二侧壁2b连接于所述第一侧壁2a的外侧，所述第一侧壁2a的截面为圆环形，所述第二侧壁2b的截面为扇形，所述连接套筒2上设置有多个容置槽，所述容置槽的一端伸入所述第二侧壁2b中，所述容置槽的另一端贯穿所述第一侧壁2a，所述弹性部件23一端与所述第二侧壁2b固定连接，所述弹性部件23的另一端通过连接薄片(图中标号未示出)与所述钢钉22的尾端固定连接，所述钢钉22的尖端伸入所述通孔21中。

[0041] 本实施例中，所述弹性部件23为弹簧。

[0042] 请参考图5，其为本发明其他实施例的连接套筒的剖视图。如图5所示，所述连接套筒2还包括一隔断面24，所述隔断面24设置于所述连接套筒2的中心位置，并将所述连接套筒2分成两个部分，这两个部分结构对称。所述隔断面24能够限制钢筋的插入深度，两根钢筋分别从所述连接套筒2的相对两端插入，到达所述隔断面24就不能继续沿其插入方向前进了。

[0043] 优选的，所述隔断面24采用的材料与所述连接套筒2的主体材料相同。

[0044] 请继续参考图5，在不同的容置槽中，所述钢钉22和弹性部件23的整体长度各不相同，第一个容置槽(即距离所述连接套筒2的端面最近的容置槽)中钢钉22和弹性部件23的整体长度为L1,第二个容置槽(即与第一个容置槽相邻的容置槽)中钢钉22和弹性部件23的整体长度为L2，第三个容置槽(即距离所述隔断面24最近的容置槽)中钢钉22和弹性部件23的整体长度为L3，其中，L3＞L2＞L1。

[0045] 由此可见，所述多个容置槽中钢钉22和弹性部件23的整体长度沿着所述钢筋1的插入方向(虚线箭头所示方向)，即所述钢筋磨平段12的插入方向逐渐增加。

[0046] 其中，所述弹性部件23的长度根据其对应的槽口13的深度进行设置，对应的槽口13的深度越深，所述弹性部件23的长度则越长，反之亦然。如图2所示，所述多个槽口13的深度h沿着所述钢筋1的插入方向(虚线箭头所示方向)逐渐增加。因此，所述多个容置槽中弹性部件23的长度沿着所述钢筋1的插入方向也逐渐增加。

[0047] 优选的，所述多个容置槽中钢钉22的长度沿着所述钢筋1的插入方向保持不变或者逐渐减小。

[0048] 本实施例提供的连接套筒2，在传统的钢套筒基础上增设容置槽，并在容置槽内设置多个插销(即连接弹簧的钢钉22)。本实施例提供的钢筋1在插入端相应开设多个与所述插销相匹配的槽口13。当所述钢筋1插入所述连接套筒2后，所述钢钉22的尾端位于所述连接套筒2的容置槽中，所述钢钉22的尖端位于所述钢筋1的槽口13中，钢钉22、钢筋1和连接套筒2三者相互咬合，实现可靠连接。因此，本实施例提供的钢筋连接装置，具有良好的抗拉性和抗弯性。

[0049] 相应的，本申请还提供一种钢筋连接方法。请结合参考图1至图4，所述钢筋连接方法包括：

[0050] 步骤一、提供钢筋1，并对所述钢筋1的一端进行加工以形成钢筋磨平段12；

[0051] 步骤二、在所述钢筋磨平段12上加工形成倾斜端面14和多个槽口13，所述多个槽口13沿着所述钢筋1的长度方向排列，每个槽口13均具有两个相对设置的侧壁，其中一个侧壁为竖直侧壁13a，另一个侧壁为倾斜侧壁13b，所述倾斜侧壁13b与所述倾斜端面14的倾斜方向一致；

[0052] 步骤三、提供一连接套筒2，所述连接套筒2具有一通孔21，所述通孔21沿着所述连接套筒2的长度方向设置，所述连接套筒2的内侧设置有多个容置槽，所述多个容置槽沿着所述连接套筒2的长度方向排列，每个容置槽中均设置有钢钉22和弹性部件23，所述钢钉22的尾端通过所述弹性部件23与所述容置槽的底部固定连接，所述钢钉22的尖端伸入所述通孔21中；

[0053] 步骤四、将所述钢筋1对准所述连接套筒2的通孔21，并施加作用力，将所述钢筋1插入所述连接套筒2中，使得所述多个容置槽中的钢钉22插入所述钢筋磨平段12的多个槽口13中。

[0054] 具体的，首先，提供钢筋1，所述钢筋的其中一端为插入端，将所述插入端的螺纹磨平以形成钢筋磨平段12。

[0055] 如图2所示，对所述钢筋磨平段12进行加工，分别形成倾斜端面14和多个槽口13，所述槽口13具有倾斜侧壁13b，所述倾斜侧壁13b的倾斜方向与所述倾斜端面14的倾斜方向一致。

[0056] 接着，如图3和图4所示，提供一连接套筒2，所述连接套筒2中设置有多个插销(即连接弹簧的钢钉22)。本实施例中，所述连接套筒2为预制镀锌钢套筒。

[0057] 然后，将所述钢筋1对准所述连接套筒2的通孔21，并施加作用力将所述钢筋1插入所述连接套筒2中。由于所述钢筋1的倾斜侧壁13b和倾斜端面14均为斜面，而且倾斜方向一致，在插入钢筋1时，钢钉22能够通过所述钢筋1的斜面(包括倾斜端面14和倾斜侧壁13b)压缩弹簧而不至于受阻，因此所述钢筋1能够被顺利推入所述连接套筒2中。

[0058] 所述钢筋1插入所述连接套筒2之后，在工作状态进行收拉时，由于钢钉上段与连接套筒2的侧壁、钢钉下端与槽口13的竖直面间的链接，因此能够阻碍所述钢筋1脱出。

[0059] 本实施例中，所述钢筋1上设置有3个槽口13，所述连接套筒2中设置有6个插销(即连接弹簧的钢钉)，所述连接套筒2用于连接两根钢筋1。将其中一根钢筋1插入所述连接套筒2的其中一端，将另一根钢筋1插入所述连接套筒2的另一端，连接套筒2的6个插销分别插入两根钢筋1的槽口13中，由此所述两根钢筋1通过所述连接套筒2实现固定连接。

[0060] 在本实施例提供的钢筋连接方法中，采用即插式连接技术实现钢筋的可靠连接，钢筋的机械加工和预制套筒均可实现工厂化加工，加工质量更加可靠，现场仅需将成品钢筋与套筒进行连接即可，施工更为便捷，能够减少工程建设周期，从而达到降低工程成本的目的。

[0061] 综上，在本发明提供的钢筋连接装置及其连接方法中，通过在连接套筒中该设置插销，同时在钢筋上设置相应的插口，利用插销及钥匙孔原理实现钢筋的即插式连接，不但连接方便，而且可靠性高，此外，所述连接套筒和钢筋均可采用工厂化加工，现场施工更为便捷，由此减少了工程建设周期，降低了工程成本。

[0062] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本申请的保护范围。