一种过水箱涵混凝土预制件、连接件及其连接方法
阅读说明：本技术 一种过水箱涵混凝土预制件、连接件及其连接方法 (Water passing box culvert concrete prefabricated member, connecting member and connecting method thereof ) 是由 张可心 陈向东 王强林 韩翔宇 宋魏鑫 李建彬 周江涛 梁才 段凯元 于 2021-06-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种过水箱涵混凝土预制件形态、连接件及其连接方法,包括：钢筋混凝土预制件的主体结构,主体结构设置“U”型灌浆槽、连接预留孔,安装止水材料半圆形安装槽,用于连接的套管与螺纹钢筋连接件。本发明所要解决的技术问题是提供一种安装便捷的过水箱涵混凝土预制件形态、连接件及其连接方法,科学合理且易于操作,适用于市政的水处理工程或水利工程。(The invention discloses a water passing box culvert concrete prefabricated part shape, a connecting piece and a connecting method thereof, wherein the connecting method comprises the following steps: the main structure of the reinforced concrete prefabricated part is provided with a U-shaped grouting groove, a connection preformed hole, a water stop material semicircular installation groove and a sleeve and a threaded steel bar connecting piece for connection. The invention aims to solve the technical problem of providing a water box culvert concrete prefabricated part form, a connecting piece and a connecting method thereof, which are convenient to install, scientific, reasonable, easy to operate and suitable for municipal water treatment engineering or hydraulic engineering.)
技术领域
本发明涉及一种水利工程、市政工程装置，尤其是涉及一种过水箱涵混凝土预制件、连接件及其连接方法。
背景技术
箱涵指的是洞身以钢筋混凝土的箱形管节修建的涵洞，在市政的水处理工程或部分水利工程中，常常用这种结构连接厂区附近的河流、海洋中进行取水、排水。传统的箱涵施工在现场进行钢筋绑扎、支模、浇混凝土，施工工期较长，特别不利于雨季、潮汐等影响较大的海边等区域的施工。而箱涵在工厂预制加工，现场拼装，这种工艺具有工人劳动强度低，安装效率高，需求工期短等优点，目前广泛应用于铁路、公路等领域。
当前预制件较为常用的几种连接方式：一种为连接处的钢筋超过预制件的长度，通过现场的人工绑扎、浇筑混凝土连接固定，但操作繁琐，效率低下；一种为预制件连接处设置钢板，通过焊接进行连接，但焊接钢板效率较低，产品质量难以保证；一种为混凝土结构设置接口，此种方式结构较为复杂，对吊装作业要求较高，且比较容易损坏。
发明内容
本发明提供了一种安装便捷的过水箱涵混凝土预制件、连接件及其连接方法，用于解决箱涵和预制件施工不便的问题，其技术方案如下所述：
一种过水箱涵混凝土预制件，包括前后两面作为连接面的预制件主体，所述预制件主体的连接面上设置有预留灌浆用的顶部横槽、底部横槽和侧面竖槽，所述侧面竖槽和底部横槽在拼接好后为“U”型灌浆槽；所述预制件主体的连接面设置有预留孔，所述预制件主体的侧面设置有吊装用的对称预埋螺栓。
所述预留孔置于预制件主体四边的灌浆槽内。
所述预制件主体的连接面还设置有用于安装止水材料的内四边封闭安装槽和外三边封闭安装槽，所述内四边封闭安装槽位于外三边封闭安装槽的范围内，两者内壁的截面均为半圆形。
一种用于连接过水箱涵混凝土预制件的连接件，包括螺纹套筒、钢筋标准件和端头螺纹钢筋，所述端头螺纹钢筋根据钢筋标准件截取一定长度形成；
所述螺纹套筒的左端设置有金属帽，金属帽上设置有两个预留灌浆孔；所述螺纹套筒的左端能够和钢筋标准件或者端头螺纹钢筋通过螺纹连接，所述螺纹套筒的右端设置有纵向穿孔；
所述钢筋标准件和端头螺纹钢筋的一端预留有半穿孔，所述半穿孔和纵向穿孔能够通过螺丝钉进行固定；所述钢筋标准件和端头螺纹钢筋的另一端能够旋入螺纹套筒带有金属帽的一端。
将端头螺纹钢筋的开孔一端与螺纹套筒开孔一端旋接，待端头螺纹钢筋上的半穿孔与螺纹套筒上的纵向穿孔相吻合后，通过螺丝钉进行固定，形成第一类型连接件；
将钢筋标准件开孔一端与螺纹套筒开孔一端旋接，待钢筋标准件上的预留孔与螺纹套筒上的预留孔相吻合后，通过螺丝钉进行固定，形成第二类型连接件。
一种过水箱涵混凝土预制件的连接方法，包括以下步骤：
S1：将预制箱涵的内四边封闭安装槽和外三边封闭安装槽安装止水材料，吊装第一个预制箱涵至指定位置；
S2：在第一个预制箱涵左端的预留孔放置混凝土垫块，并插入一个螺纹套筒；右端的预留孔插入第一类型连接件，并将第一类型连接件和螺纹套筒固定连接，使得第一个预制箱涵两端的螺纹套筒都是金属帽在外侧；
S3：将第二个预制箱涵吊装悬停至指定位置，与第一个预制箱涵对接，第二个预制箱涵放置在第一个预制箱涵的右端；
S4：在第二个预制箱涵右端的预留孔插入第二类型连接件，左端的预留孔放置混凝土垫块，第二类型连接件的钢筋标准件和连接件A固定连接，使得第二类型连接件的螺纹套筒的金属帽在外侧；
S5：以第一个预制箱涵的中部位置开始向两边安装，重复步骤S3-S4，直至箱涵连接结束；
S6：通过向箱涵的底槽和侧槽组成的“U”型灌浆槽灌注混凝土，直至顶部槽被填满，混凝土凝结后，进行外部防水处理；
S7：将吊装箱涵用的对称预埋螺栓的凹陷部位用混凝土封堵。
进一步的，步骤S2、S4中，连接件和螺纹套筒进行旋接时，通过安装工具拧紧固定，所述安装工具包括依次相连接的夹具、连接杆和把手，使用时，将夹具卡住金属帽上的预留灌浆孔，使钢筋标准件或端头螺纹钢筋旋入螺纹套筒。
进一步的，步骤S2、S4中，金属帽上的两个预留灌浆孔，前期供安装工具进行钢筋标准件与螺纹套筒，或者端头螺纹钢筋与螺纹套筒的旋接，后期可通过其对预留灌浆孔内进行灌浆与排气。
本发明适用于预制构件拼装的过水箱涵，更加简单高效过水，本发明的优点是：(1)预制件之间连接简单，无需复杂的操作以及复杂安装工具，方便施工，使其更具实用性；(2)施工效率高，节省时间和人力成本；(3)考虑连接处的密封防水性，提高连接处的耐久性；(4)可以在一定的条件下，调整连接件之间的紧密程度，将其作为预应力构件使用。
附图说明
图1为预制混凝土箱涵的立体图；
图2A为预制混凝土箱涵的主视图；
图2B为预制混凝土箱涵的侧视图；
图2C为预制混凝土箱涵的俯视图；
图3为连接构件的综合示意图；
图4为连接完成后箱涵构件的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步说明。
如图1～图2C所示，一种过水箱涵混凝土预制件，即预制混凝土箱涵，包括预制件主体1，所述预制件主体1的前后两面作为连接面，在连接面上设置有预留灌浆用的顶部横槽4、底部横槽3和侧面竖槽2，顶部横槽4位于预制件主体1的上方，底部横槽3位于预制件主体1的下方，侧面竖槽2位于预制件主体1的左右两侧。所述侧面竖槽2和底部横槽3，在拼接好后为“U”型灌浆槽，顶部横槽4为开放形式，方便灌注混凝土。
预制件主体1上还设置有预留孔5，用于连接连接件，所述预留孔5置于预制件主体1四边的灌浆槽内，可以在连接件的钢筋与套筒旋接之后进行灌浆，起到保护钢筋、增加整体性的作用。
预制件主体1的连接面还设置有内四边封闭安装槽6和外三边封闭安装槽7，所述内四边封闭安装槽6位于外三边封闭安装槽7的范围内，两者内壁的截面均为半圆形，所述内四边封闭安装槽6和外三边封闭安装槽7用于安装止水材料，止水材料可根据不同需求选择橡胶等不同材料。
预制件主体1的侧面设置有吊装用的对称预埋螺栓8，所述对称预埋螺栓8为凹陷形式，可以在安装完成后用混凝土封堵，保护内部结构。
如图3所示，一种连接上述过水箱涵混凝土预制件的连接件，包括：
(1)用于穿入所述预制件主体1中预留孔5的螺纹套筒9，套筒9上设置有用于固定钢筋16位置的纵向穿孔13；
以及与套筒9刚性相连为一体的金属帽11，所述金属帽11上设置有两个预留灌浆孔12；
(2)还有经处理的带有螺纹的钢筋标准件10，或根据螺纹钢筋标准件截取一定长度的端头螺纹钢筋16，所述钢筋标准件10、端头螺纹钢筋16均可与套筒9进行螺栓螺母联接，所述钢筋标准件10、端头螺纹钢筋16预留有与套筒9固定的半穿孔15，半穿孔15与纵向穿孔13通过螺丝钉14进行固定。
此外，为方便上述钢筋标准件10或钢筋16与套筒9旋接，设计有安装工具17，所述安装工具17包括依次相连接的夹具、连接杆和把手，使用时，将夹具卡住预留灌浆孔12，使钢筋标准件10或端头螺纹钢筋16旋入套筒9。
安装时，所述连接件的螺纹套筒9两端开放，两端都可接入钢筋16进行旋接，金属帽11固定于套筒9筒身，根据不同需求，距离套筒9一端固定长度；套筒9上预留纵向穿孔13，安装时用于固定与钢筋的位置；金属帽11上有两个预留灌浆孔12，前期供安装工具17进行钢筋16与套筒9的旋接，后期可通过其对预留孔5内进行灌浆与排气。
将钢筋进行螺纹加工，制作成钢筋标准件10，也可以根据施工情况截取一定长度的端头螺纹钢筋16，与上述套筒9进行螺栓螺母联接，旋接到一定位置用螺丝钉14穿过半穿孔15与纵向穿孔13进行固定。
如图4所示，一种过水箱涵混凝土预制件的连接方法，在第一个预制箱涵的预留孔的左端放置混凝土垫块并插入螺纹套筒，右端插入和螺纹套筒进行连接的连接件A，且使其两端能够与其他预制箱涵通过连接件相连接，此时，第一个预制箱涵的两端的螺纹套筒都是具有金属帽的一端；然后其他过水箱涵可以通过连接件B与第一个预制箱涵固定连接，进一步的，连接件B的螺纹钢筋与第一个预制箱涵的连接件A固定连接，连接件B的螺纹套筒还是在外侧，能够连接下一个预制箱涵；这样，自第一个箱涵的中部位置开始向两边安装，直至箱涵连接结束。
其包括以下步骤：
S1：放置第一个预制箱涵：由预制厂根据规定和需求预制箱涵，在内四边封闭安装槽6和外三边封闭安装槽7安装止水材料，将第一个预制箱涵1a吊装至指定位置；
S2：在第一个预制箱涵1a左端的预留孔放置第一混凝土垫块18a并插入第三螺纹套筒9c，第三螺纹套筒9c的金属帽在外侧(左边的外侧)；第一个预制箱涵1a右端的预留孔插入连接件A，连接件A中第一螺纹套筒9a的第一混凝土垫块18a的金属帽11在外侧(右边的外侧)；连接件A和第三螺纹套筒9c固定连接，其包括以下步骤：
S21：所述连接件A包括第一螺纹套筒9a、第一螺纹钢筋16a，将第一螺纹钢筋16a的开孔一端与第一螺纹套筒9a开孔一端旋接，待第一螺纹钢筋16a上的半穿孔与第一螺纹套筒9a上的纵向穿孔相吻合后，通过第一螺丝钉14a进行固定，形成一个连接件A；
S22：在第一个预制箱涵1a左端的预留孔5内放置第一混凝土垫块18a，将第三个螺纹套筒9c从第一混凝土垫块18a处插入，与步骤S21组成的连接件A的第一螺纹钢筋16a的另一端进行旋接，通过安装工具17拧紧固定；
S23：通过第三螺纹套筒9c一端金属帽11的预留灌浆孔12向预留孔5里进行灌浆。
S3：将下一个预制好的预制箱涵1b吊装悬停至指定位置与前一个预制箱涵1a对接，第二个预制箱涵1b放置在第一个预制箱涵1a的右端；
S4：在第二个预制箱涵1b右端的预留孔插入连接件B，左端的预留孔放置第二混凝土垫块18b，连接件B的钢筋标准件10和连接件A固定连接，其包括以下步骤：
S41：将钢筋标准件开孔10开孔一端与第二螺纹套筒9b开孔一端旋接，待钢筋标准件开孔10上的预留孔与套筒上的预留孔相吻合后，通过第二螺丝钉14b进行固定，形成一个连接件B；
S42：在第二个预制箱涵1b左侧的预留孔口5内放置第二混凝土垫块18b，将S51组成的连接件B插入右侧的预留孔口5内，第二螺纹套筒9b的金属帽在外侧(右边的外侧)，钢筋标准件开孔10穿过第二混凝土垫块18b，然后将钢筋标准件开孔10的另一端与第一个预制箱涵1a上右侧的第一螺纹套管9a进行旋接，通过安装工具17拧紧固定；
S43：吊机卸力，放置该第二个预制箱涵1b，通过第二螺纹套筒9b的金属帽11的预留灌浆孔12向连接孔里进行灌浆，对第二个预制箱涵1b右端的预留孔5灌浆。
S5：这样，以第一个预制箱涵1a的中部位置开始向两边安装，重复步骤S3-S4，直至箱涵连接结束。
S6：通过向箱涵的底槽3和侧槽2组成的“U”型灌浆槽灌注混凝土，直至顶部槽4被填满。
S7：将吊装箱涵用的螺栓8的凹陷部位及套管露出部位用混凝土封堵。
以上所述仅是本发明优选实施方式之一，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以根据实际工程需求进行改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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