裝配式混凝土構件連接方式裝配式調研課題

1、裝配式混凝土結構連接方式一、概述國內外的研究人員和工程設計人員依據(jù)橋型特點、施工條件和所處環(huán)境等因素，對預制拼裝墩柱（包含立柱及蓋梁）連接構造提出很多類型。主要可歸結為有粘結后張預應力鋼絞線（精扎螺紋鋼）、灌漿套筒連接、波紋管連接、濕接縫連接、插槽式連接、承插式連接以及混合式連接等。由此實現(xiàn)了預制墩柱之間、預制墩身與蓋梁、預制墩身與承臺的連接，而拼裝接觸面采用砂漿墊層或環(huán)氧膠接縫。預制構件的連接方式需根據(jù)結構形式、抗震設防烈度、施工、運輸、拼裝等因素綜合考慮，主要連接方式如下表所示。表1.1裝配式結構預制構件間主要連接方式編R連接方式適用范圍抗震設防烈度/加速度峰值1灌漿套筒橋臺各構件豎向連接

2、，橋墩各構件豎向連接<70.1g(0.15g)2灌漿金屬波紋管墩柱、臺身與承臺、蓋梁連接<70.1g(0.15g)3樁基與承臺、承臺連接<70.1g(0.15g)4承插式墩柱與承臺連接，樁基與承臺連接<60.05g5后張預應力筋墩柱與承臺、蓋梁連接，蓋梁、墩柱節(jié)段連接<70.1g(0.15g)6濕接縫蓋梁間、墩柱與承臺<80.2g根據(jù)國內外的試驗研究及應用調研，通過上述幾種連接構造的對比，考慮到國外既有經驗的可靠度及國內理念接受度，國內城市橋梁快速連接接頭多選用灌漿套筒連接構造。表3.2.4各種連接構造比較編R連接方式抗震性能（與現(xiàn)澆相比）耐久性（與現(xiàn)澆相比

3、）精度要求施工速度1灌漿套筒稍遜相當最高快2灌漿金屬波紋管稍遜相當高快3稍遜相當略低較慢4承插式較差略好低快5后張預應力筋稍遜相當高較慢6濕接縫相當相當?shù)妥盥酀{套筒和灌漿金屬波紋管技術是目前國內裝配式建筑豎向連接常用的兩種方式。雖然灌漿金屬波紋管相對于灌漿套筒存在較大優(yōu)勢，但是它不如灌漿套筒設置靈活,且鋼筋的插入深度比灌漿套筒鋼筋插入深度長1倍多，構件過長的外露鋼筋加大了吊裝、運輸過程中的彎折、損壞風險。相比較而言，鋼筋套筒灌漿連接技術更加成熟，適用于較大直徑鋼筋的連接；廣泛應用于裝配式混凝土結構中剪力墻、柱等縱向受力鋼筋的連接。鋼筋漿錨搭接連接適用于較小直徑的鋼筋（dW20mm的連接，連接

4、長度較大，不適用于直接承受動力荷載構件的受力鋼筋連接。國內應用較多的連接方式為灌漿套筒連接。對于灌漿套筒連接，套筒腔體內部灌漿密實是灌漿套筒連接有效的先決條件，國內外試驗室內的灌漿套筒連接是十分有效的，然而受工地現(xiàn)場施工人員素質等因素的影響，腔體密實難以保證，且目前缺乏有效的檢測手段，驗收時也沒有足夠依據(jù)。因此，應加強施工人員技術培訓，同時健全監(jiān)督監(jiān)管體系。（市市政設計院）二、構件連接方式2.1 灌漿套筒連接套筒灌漿技術的定義為：鋼筋套筒灌漿連接技術是指帶肋鋼筋插入內腔為凹凸表面的灌漿套筒，通過向套筒與鋼筋的間隙灌注專用高強水泥基灌漿料，灌漿料凝固后將鋼筋錨固在套筒內實現(xiàn)針對預制構件的一種鋼筋

5、連接技術。無收縮灌漿料是以高強度材料作為骨料（如：石英砂、金剛砂等），以水泥、灌漿母料等為介質，輔以高流態(tài)、微膨脹、防離析等外加劑（如：減水劑）配制而成。鋼筋套筒灌漿連接施工流程主要包括：預制構件在工廠完成套筒與鋼筋的連接、套筒在模板上的安裝固定和進出漿管道與套筒的連接，在建筑施工現(xiàn)場完成構件安裝、灌漿腔密封、灌漿料加水拌合及套筒灌漿。2.1.1 全灌漿套筒c上構件下構件灌漿套筒連接模型示意圖現(xiàn)場拼接圖套筒預制構件制作水平灌漿2.1.2 半灌漿套筒連接半灌漿套筒的施工工藝即在工廠預制的時候把套筒連接到鋼筋上預制成型拉到現(xiàn)場組半灌漿套筒連接直螺紋套筒和灌漿套筒連接鋼筋對位之后灌漿前有一項重要工作

6、一一吹灰，即用高壓氣泵把里面的東西全部吹出來。這里面的東西，也包括了空氣，灌漿的時候如果空氣不能排出來，就會導致灌漿料不密實，因此我們一般在套筒灌漿預留兩個孔出漿孔和灌漿孔。2.1.3 倒插法灌漿工藝把套筒預埋在構件的上部，插筋預留在構件的下部，構件吊裝時將插筋對準下層構件露明的套筒插入，降低了構件生產和施工安裝的難度。倒插法預制剪力墻基本構件圖套筒在上，插筋在下：特點:1 .這樣的預制剪力墻因為不需要留注漿孔和排氣孔，因此可以采用不留側孔的套筒,降低了套筒成本。2 .由于構件表面不需要留孔，可以任一面朝下生產（正反打工藝均可），表面平整容易收光，降低了構件生產難度、節(jié)約成本，特別是采用正打工

7、藝使構件的外立面裝飾有了更多的選擇性。3 .套筒與構件中鋼筋的連接可以選擇螺紋連接或者熔焊連接，降低生產難度節(jié)約成本。4 .鋼管套筒在構件上表面的留出長度由樓板的現(xiàn)澆疊合層厚度決定，高出現(xiàn)澆后的樓面1020mW好。2.2漿錨搭接連接漿錨搭接連接是指在預制混凝土構件中采用特殊工藝制成的孔道中插入需搭接的鋼筋，并灌注水泥基灌漿料而實現(xiàn)的鋼筋搭接連接方式。這種搭接技術在歐洲有多年的應用歷史，也被稱之為間接搭接或間接錨固。我國已有多家單位對間接搭接技術進行了一定數(shù)量的研究工作，如哈爾濱工業(yè)大學、黑龍江宇輝新型建筑材料有限公司等對這種技術進行了大量試驗研究，也取得了許多試驗研究成果。2.2.1 漿錨搭接

8、預留孔洞的成型方式1 .埋置螺旋的金屬內模，構件達到強度后旋出內模；2 .預埋金屬波紋管做內模，完成后不抽出。兩種成型方式對比：采用金屬內膜旋出時容易造成孔壁損壞，也比較費工，因此金屬波紋管方式可靠簡單。2.2.2 約束漿錨連接的原理漿錨搭接連接是基于黏結錨固原理進行連接的方法，在豎向結構構件下段范圍內預留出豎向孔洞，孔洞內壁表面留有螺紋狀粗糙面，周圍配有橫向約束螺旋箍筋，將下部裝配式預制構件預留鋼筋插入孔洞內，通過灌漿孔注入灌漿料將上下構件連接成一體的連接方漿錨搭接灌漿料：灌漿料是以水泥為基本原料，其性能應符合下表的規(guī)定2.2.3 鋼筋約束漿錨搭接連接在預制構件中有螺旋箍筋約束的孔道中進行搭

9、接的技術，稱為鋼筋約束漿錨搭接連接縱筋II|2.2.4 金屬波紋管漿錨搭接連接金屬波紋管漿錨搭接連接：墻板主要受力鋼筋采用插入一定長度的鋼套筒或預留金屬波紋管孔洞，灌入高性能灌漿料形成的鋼筋搭接連接接頭。金屬波紋漿錨管：采用鍍鋅鋼帶卷制形成的單波或雙波形咬邊扣壓制成的預埋于預制鋼筋混凝土構件中用于豎向鋼筋漿錨接的金屬波紋管。2.3后澆混凝土連接邑在四里預制外墻板間豎向鋼筋的金屬波紋管漿錨搭接連接（外墻拼縫截面采用內高外低的防雨水滲漏構造）2.2.5有關要求漿錨搭接連技術的關鍵在于孔洞的成型技術、灌漿料的質量以及對被搭接鋼筋形成約束的方法等各個方面。目前我國的孔洞成型技術種類較多，尚無統(tǒng)一的論證

10、，因此裝配式混凝土結構設計規(guī)程要求縱向鋼筋采用漿錨搭接連接時，對預留孔成孔工藝、孔道形狀和長度、構造要求、灌漿料和被連接鋼筋，應進行力學性能以及適用性的試驗驗證。試驗驗證是指需要驗證的項目必須經過相關部門組織的專家論證或鑒定后方可使用后澆混凝土是指預制構件安裝后在預制構件連接區(qū)域或疊合層現(xiàn)場澆注的混凝土在裝配式結構中，基礎、首層、裙房、頂層等部位的現(xiàn)澆混凝土成為現(xiàn)澆混凝土連接區(qū)域或疊合部位的現(xiàn)場澆注的混凝土稱為后澆混凝土注槳孔金屬波紋管出槳孔待插入鋼艘預埋鋼筋后澆混凝土連接時裝配式混凝土結構中非常重要的連接方式，基本上所有的裝配式混凝土結構建筑都會有后澆混凝土。后澆混凝土鋼筋連接是后澆混凝土連

11、接節(jié)點最重要的環(huán)節(jié)。后澆混凝土鋼筋連接方式可采用現(xiàn)澆結構鋼筋的連接方式，主要包括：機械螺紋套筒連接、鋼筋搭接、鋼筋焊接等。預制混凝土構件與后澆混凝土的接觸面須做成粗糙面或鍵槽面，或兩者兼有，以提高混凝土抗剪能力。平面、粗糙面和鍵槽面混凝土抗剪能力的比例為1:1,6:3,即粗糙面抗剪能力是平面的1.6倍，鍵槽面是平面的3倍。(a)槽防通4R面(b)槽不西通前梁端鍵槽構造示意1-鍵槽；2-梁端面粗糙面的處理方法：人工鑿毛法：人工使用鐵錘和鑿子剔除預制構件結合面的表皮，露出碎石骨料。機械鑿毛法：使用專門的小型鑿巖機配置梅花平頭鉆，剔除結合面混凝土表皮。緩凝水沖法：在預制構件混凝土澆注前，將含有緩凝劑的漿液涂刷在模板上，澆注混凝土后，利用已浸潤緩凝劑的表面混凝土與內部混凝土的緩凝時間差，用高壓水沖洗未凝固的表層混凝土，沖掉表面浮獎露出骨料形成粗糙表面。同方內外調節(jié)件用抗剪槽吧回：留槽露骨料2.4螺栓連接螺栓連接是指用螺栓和預埋件將預制構件與預制構件或預制構件與主體結構進行連接的一種