混合配筋預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的快捷組裝技術(shù)

李全民，王夫華

（1.南京鉅力智能制造技術(shù)研究院，江蘇 南京 211102；2.中機(jī)國能（廣西）能源科技有限公司，廣西 南寧 530022）

0 引言

目前裝配式住宅預(yù)制混凝土構(gòu)件大多是非預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，也有部分預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，但是由于預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的預(yù)制混凝土構(gòu)件鋼筋的可焊性差、脆性高而加工性差，不能加熱彎錨，局限了該構(gòu)件的應(yīng)用和發(fā)展。因此，研究開發(fā)一種對裝配式住宅構(gòu)件的連接組裝更為快捷、高效、環(huán)保、安全、可靠的構(gòu)件接頭裝配技術(shù)顯得尤為重要和迫切，也能促進(jìn)預(yù)應(yīng)力預(yù)制構(gòu)件的應(yīng)用。

1 預(yù)制構(gòu)件快捷組裝技術(shù)研究

1.1 預(yù)制構(gòu)件主筋的機(jī)械連接裝置

每根鋼筋端部與錨固鋼筋套筒連接，如果主筋是預(yù)應(yīng)力鋼筋則鋼筋的端部鐓頭與錨固鋼筋套筒內(nèi)的鐓頭沉孔配合連接，如果主筋是非預(yù)應(yīng)力的螺紋鋼，則螺紋鋼的端部加工成外螺紋形成螺桿端部，再與鋼筋套筒的內(nèi)螺紋實(shí)現(xiàn)機(jī)械連接。對上述包含預(yù)應(yīng)力和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的混合配筋預(yù)制構(gòu)件鋼筋籠張拉前，非預(yù)應(yīng)力鋼筋下料長度必須加長富裕長度，富裕長度約是預(yù)應(yīng)力鋼筋伸長量的80%~85%。裝配完的構(gòu)件鋼筋端部錨固鋼筋套筒（也叫套筒螺母），在混凝土構(gòu)件養(yǎng)護(hù)完畢后，就預(yù)埋固定在混凝土構(gòu)件端部，因而在混凝土構(gòu)件接頭拼接時(shí)，構(gòu)件的一端安裝插桿，另一端安裝插桿限位用的卡簧（圖1）或者空心螺桿（圖2），從而組成一對快捷連接裝置。

圖1 裝配式預(yù)制混凝土構(gòu)件間的機(jī)械連接裝置

1.2 預(yù)制構(gòu)件之間的快捷組裝連接

相鄰兩根已經(jīng)安裝快速連接零件的預(yù)制混凝土梁柱構(gòu)件對接時(shí)應(yīng)保持一條直線，端面涂刷高強(qiáng)度粘結(jié)劑，然后將一構(gòu)件的彈簧插桿錐頭插入另一構(gòu)件的空心螺桿中，插桿的縱向縫收縮直至彈簧插桿的頸部臺階穿過空心螺桿后，彈簧插桿的錐頭因切割縫失去空心螺桿內(nèi)孔的壓縮，錐頭外形彈性恢復(fù)，彈簧插桿錐頭的頸部卡在空心螺桿上，從而實(shí)現(xiàn)彈簧插桿與空心螺桿的快捷機(jī)械連接。在連接前，用環(huán)氧樹脂或結(jié)構(gòu)膠注入錨固鋼筋套筒內(nèi)，連接后可有效填充連接件之間的間隙，使兩構(gòu)件拼裝對接時(shí)所有快捷連接件受力均衡，如圖2所示。

圖2 鋼筋快捷機(jī)械連接方式

1.3 大跨度構(gòu)件之間嵌入小構(gòu)件用的機(jī)械連接裝置

為降低大跨度預(yù)制混凝土構(gòu)件的混凝土和鋼材用量、減少構(gòu)件的截面積，按設(shè)計(jì)要求可以在大跨度預(yù)制承重梁構(gòu)件下間隔嵌入輔助承重柱構(gòu)件，在預(yù)制承重梁安裝結(jié)束后，將輔助承重快裝柱子嵌入上下承重梁構(gòu)件之間，通過插桿、限位環(huán)之間的組合機(jī)械連接將上下承重梁、輔助承重立柱加固。該裝配式預(yù)制混凝土構(gòu)件間的機(jī)械連接裝置完全解決了構(gòu)件之間的直線對接、垂直對接、交叉對接等各種場合，能夠在兩平行或垂直構(gòu)件中間嵌入或插入另一構(gòu)件，通過機(jī)械連接裝置實(shí)現(xiàn)快速、可靠的構(gòu)件裝配。輔助預(yù)制立柱構(gòu)件主要用于上下大梁構(gòu)件中間增加承重支點(diǎn)，此機(jī)械連接裝置同樣適用于預(yù)制拼裝式隔墻板與預(yù)制梁柱構(gòu)件之間的機(jī)械連接，或者預(yù)制墻板之間橫向組裝時(shí)的機(jī)械連接，使得預(yù)制墻板之間、預(yù)制墻板與梁柱之間組成一個(gè)整體，填補(bǔ)了目前裝配式住宅建設(shè)中預(yù)制墻板機(jī)械連接的空白，有效提高了裝配式住宅的質(zhì)量穩(wěn)定性和防震性能。

1.4 構(gòu)件接頭灌漿套箍加強(qiáng)抱箍機(jī)械連接方式

預(yù)制梁柱構(gòu)件的兩端端部設(shè)計(jì)了加強(qiáng)套箍，相鄰構(gòu)件端部連接時(shí)，除了構(gòu)件中間的主筋使用了鋼筋套筒快捷機(jī)械連接方式，加強(qiáng)套箍的外表面還設(shè)計(jì)了一個(gè)環(huán)形外抱箍，外抱箍內(nèi)孔兩端采用O型圈密封。外壁設(shè)有注漿孔，此時(shí)，通過壓力注漿填充外抱箍與套箍之間的間隙，從而形成灌漿套箍的加強(qiáng)機(jī)械連接方式。這種灌漿套箍的加強(qiáng)抱箍連接方式，將梁柱端接頭處的抗彎、抗拉、抗剪受力載荷均勻分配至梁柱構(gòu)件端部套箍端，從而避免了兩個(gè)梁柱端部接頭結(jié)合縫處機(jī)械連接裝置因抗剪、抗彎、抗拉負(fù)載能力不足而導(dǎo)致梁柱接頭開裂現(xiàn)象，提高了混凝土預(yù)制梁柱構(gòu)件接頭處的連接質(zhì)量和連接效果。這種構(gòu)件套箍和外抱箍之間通過高壓灌漿，達(dá)到構(gòu)件接頭連接成一個(gè)整體、完全避免了現(xiàn)有預(yù)制裝配式住宅構(gòu)件接頭抗剪抗彎能力差的弊端。具體連接結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 構(gòu)件接頭灌漿套箍加強(qiáng)抱箍連接方式

1.5 單元體的組裝

在地面上將數(shù)個(gè)相鄰預(yù)制構(gòu)件組首尾相連裝成一個(gè)小單元立方體，可以是平面結(jié)構(gòu)框架，也可以是立方結(jié)構(gòu)框架，或者三維立體局部結(jié)構(gòu)框架，或借用工藝抱箍、臨時(shí)鋼結(jié)構(gòu)連接支架，形成由數(shù)個(gè)預(yù)制構(gòu)件組裝成的單元體，再用吊機(jī)起吊各單元體如同搭積木方式橫向和豎向拼接，最終組成一個(gè)大的住宅框架結(jié)構(gòu)整體。

2 結(jié)語

預(yù)制構(gòu)件接頭采用主筋的快捷機(jī)械連接和灌漿套箍機(jī)械連接方式，構(gòu)件端部無需外露主筋，構(gòu)件接頭無需任何人工焊接工藝，機(jī)械連接可靠性高、勞動強(qiáng)度、防腐性能好、預(yù)應(yīng)力構(gòu)件鋼材用量少，可有效降低產(chǎn)品成本和施工成本。該快捷機(jī)械連接技術(shù)也適用于樁基工程中各種混凝土預(yù)制樁的樁接頭對接，尤其適用于復(fù)雜地質(zhì)情況下預(yù)制樁接頭受到水平推力、剪力及大彎距作用的場合，應(yīng)大力推廣應(yīng)用。