短套筒灌浆钢筋连接接头及其所具有的连接套筒和承压环技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，特别涉及一种短套筒钢筋灌浆连接接头及其所
具有的连接套筒和承压环。
背景技术
随着我国国民经济的发展，海洋资源开发利用的建设不断扩大。发展海洋经济
需要大量的港口、跨海大桥、岛礁建设等海洋工程基础设施，为解决海水对相关建
筑中混凝土结构的腐蚀问题，不锈钢钢筋、耐蚀钢筋都将得到普遍应用，而这些结
构中的大直径钢筋的连接如采用搭接连接，材料消耗过大，成本过高；焊接连接又
难以同时保证耐蚀性能和连接性能；机械连接方法中，直螺纹连接要对钢筋进行机
械加工，也会给接头机械性能或耐蚀性能带来不利影响；套筒挤压连接需要专门生
产与钢筋母材耐蚀性能相当，又满足挤压变形性能的连接材料，难度大、成本高；
套筒灌浆连接是能解决上述问题的一种有效方法。
钢筋套筒灌浆连接是应用于装配式混凝土结构的一种施工技术，它是将被连接
的带肋钢筋插入一个金属连接套筒，再将不收缩的水泥基灌浆材料灌入连接套筒，
充满套筒与钢筋的间隙，待水泥基灌浆材料硬化后，钢筋即被牢固地锚固在连接套
筒内，实现两根带肋钢筋的连接。自1968年美国出现第一个套筒灌浆连接接头专
利后几十年里，预制混凝土结构应用越来越广泛，不断出现很多新型的灌浆接头，
但是，已有各种套筒灌浆接头均存在其各自的不足：传统的套筒灌浆接头虽连接工
艺简单，但灌浆锚固长度较长，套筒及灌浆料的材料消耗大，如应用于不锈钢钢筋
或耐蚀钢筋连接，接头成本很高；一种“钢筋端部加粗灌浆接头”缩短了套筒长度，
但是需要专用设备对钢筋进行镦粗加工，加工时镦粗设备的夹持模具对高强钢筋表
面的损伤可能影响钢筋连接强度，而采用焊接的锚固头需要在钢筋上连续周圈焊
接，焊接热输入量很大，将影响不锈钢钢筋或耐蚀钢筋的金属组织，改变其耐蚀性
能。因此，已有的套筒灌浆连接技术难以直接应用于耐蚀钢筋、不锈钢钢筋的连接，
耐蚀钢筋、不锈钢钢筋的要避免钢筋损伤影响机械性能，还要避免焊接热输入量大
改变钢筋耐蚀性能的问题，需要一种新型钢筋连接接头满足相关需求。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于：提供一种短套筒钢筋灌浆连接接头及其
所具有的连接套筒和承压环，通过连接套筒、水泥基灌浆料将两端带肋钢筋连接在
一起，接头的连接钢筋上安装承压环，通过承压环提高水泥灌浆料对钢筋的锚固力，
有效缩短接头长度，降低了连接成本，实现接头与钢筋母材有等同的力学及耐蚀性
能。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种短套筒灌浆钢筋连接接头，包括带肋连接钢筋、连接套筒、水泥基灌浆料、
承压环；所述连接套筒内设有灌浆连接腔，所述连接套筒的侧壁上设有将灌浆连接
腔内外联通的过浆孔，所述灌浆连接腔内灌注所述水泥基灌浆料，所述水泥基灌浆
料凝固后与所述连接套筒、带肋连接钢筋、承压环结合在一起形成一个钢筋接头，
在所述带肋连接钢筋的端头横肋之间设有至少一对平面型或螺旋型的承压环，
所述承压环在垂直于所述带肋连接钢筋轴线的平面上的投影是两个半圆环，所述半
圆环的周长和厚度分别大于所述带肋连接钢筋的横肋在同一平面上投影的周长和
高度，所述承压环成对使用，分别装在所述带肋连接钢筋被纵肋隔开的两面上，同
一对承压环的两片沿所述带肋连接钢筋的轴线相对错开的距离不超过所述带肋连
接钢筋的一个肋间距；
所述承压环的内圈的中间部则贴在所述带肋连接钢筋的基圆上，所述承压环的
内圈的两端则贴在所述带肋连接钢筋的基圆上或跨在相邻的所述带肋连接钢筋的
横肋上；
所述承压环沿其轴线纵剖的截面具有一端为楔形构造，所述截面的楔形构造由
所述承压环的内圈上的直线与所述承压环的外圈上的直线或曲线组成，所述截面上
的直线或曲线的切线与所述承压环的轴线的夹角为15°-60°；
所述带肋连接钢筋插入所述连接套筒前，所述承压环通过局部焊接固定在所述
带肋连接钢筋上，所述承压环楔形构造的尖端位于远离所述带肋连接钢筋端头的位
置，所述承压环的楔形构造大头端位于靠近所述带肋连接钢筋端头的位置；
所述连接套筒的灌浆连接腔端口处内径尺寸比所插入的所述带肋连接钢筋上
的承压环外缘的最大外接圆柱面的直径大0mm-3mm，所述连接套筒的灌浆连接腔内
各处内径比灌浆连接腔端口处的内径尺寸大5mm以上。
所述的短套筒灌浆钢筋连接接头，所述承压环由抗拉强度不低于540MPa的金
属材料制成。
所述的短套筒灌浆钢筋连接接头，所述连接套筒包括筒体和端盖，所述端盖(14)
通过一端所设的外螺纹与所述筒体的内孔处所设的内螺纹相连接。
所述的短套筒灌浆钢筋连接接头，所述连接套筒由耐蚀钢或不锈钢材料制成。
所述的短套筒灌浆钢筋连接接头，所述承压环由耐蚀钢或不锈钢材料制成。
所述的短套筒灌浆钢筋连接接头，所述连接套筒的灌浆腔端部孔口处设有密封
件。
所述的短套筒灌浆钢筋连接接头，所述连接套筒中部设有限位销钉或螺钉。
一种短套筒灌浆钢筋连接接头的连接套筒，所述连接套筒内设有用于填充水泥
基灌浆料的灌浆连接腔，所述连接套筒的侧壁上设有将灌浆连接腔内外联通的过浆
孔，所述连接套筒的灌浆连接腔端口处内径尺寸比该端所插入的所述带肋连接钢筋
上的承压环外缘的最大外接圆柱面的直径大0mm-3mm，所述连接套筒的灌浆连接腔
内各处内径比灌浆连接腔端口处的内径尺寸大5mm以上。
一种短套筒灌浆钢筋连接接头的承压环，所述承压环沿其轴线纵剖的截面具有
一端为楔形构造，所述截面的楔形构造由所述承压环的内圈上的直线与所述承压环
的外圈上的直线或曲线组成，所述截面上的直线或曲线的切线与所述承压环的轴线
的夹角为15°-60°。
与现有技术相比，采用上述技术方案的本发明的优点在于：
1)本发明的接头在灌浆套筒内的钢筋上设楔形结构的承压环，承压环嵌固在
套筒内的水泥灌浆料中，使接头内包裹着带肋连接钢筋的水泥基灌浆料的承载能力
得以提高；2)本发明的连接套筒端部的内孔直径与装有承压环的带肋连接钢筋的
最大外径尺寸接近，而连接套筒的灌浆连接腔内各处内径比灌浆连接腔端口处的内
径尺寸大5mm以上，即在套筒端部设置了缩径孔，灌浆连接腔中靠连接套筒端部的
内壁也轴向方向上对灌浆连接腔内的水泥基灌浆料起到了支撑作用，使水泥基灌浆
料对钢筋的锚固效果提高。在钢筋受拉时，本发明的连接套筒比传统灌浆套筒的锚
固作用保持更长久，提高了接头的承载能力；3)、本发明的承压环设在连接套筒灌
浆连接腔深处的钢筋端头附近，减小了承压环受到外界腐蚀介质的影响，因此在连
接套筒材料采用与被连接钢筋是同耐蚀性或更好耐蚀性的材料情况下，本发明的接
头的耐蚀性能可达到与钢筋母材本体等同甚至更高；4)、本发明的承压环用局部焊
接连接在钢筋上，不需要大体积、大功率焊接设备，施工工效高，因此本发明相比
已有套筒灌浆连接接头，接头连接成本有显著降低。
本发明通过以上优点，克服了现有技术连接耐蚀钢筋或不锈钢钢筋的不足，接
头长度可比传统套筒灌浆钢筋连接接头显著缩短，而且保持了接头外带肋连接钢筋
的原始状态，保证了接头具有与钢筋等同甚至更好的耐蚀性能，力学性能可满足国
内外相关标准对钢筋套筒灌浆连接接头的要求，连接快速、操作简单、施工方便、
连接成本低。本发明的接头不仅可以在现浇结构建筑领域的耐蚀钢筋或不锈钢钢筋
连接中应用，也能在普通混凝土结构领域的普通钢筋连接以及装配式混凝土结构中
轴线偏差不大、钢筋不能旋转的对接钢筋连接部位应用，具有良好的技术经济效益
和推广应用前景。
本发明的连接套筒和承压环的结构在应用与本发明的接头上，显示出独有的优
点，因此也具有良好的应用价值和推广前景。
附图说明
图1a是本发明的一种短套筒灌浆钢筋连接接头结构示意图；
图1b是图1a安装有承压环的带肋连接钢筋端部向视图；
图1c是螺旋型承压环的结构示意图及其剖视图；
图1d是平面型承压环的结构示意图及其剖视图；
图2为本发明的第一实施例；
图3为本发明的第二实施例；
图4为本发明的第三实施例。
附图标记说明：1-带肋连接钢筋；2-水泥基灌浆料；3-连接套筒；4-承压环；
5-灌浆连接腔；6-过浆孔；7-灌浆连接腔端口；8-纵肋；9-基圆；10-横肋；11-楔形
构造的外圈直线或曲线；12-楔形构造；13-楔形构造内圈上的直线；14-螺盖；15-
筒体；16-密封件；17-限位销钉或螺钉。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随
着描述而更为清楚。
图1a所示为一种短套筒灌浆钢筋连接接头及其连接套筒3和承压环4的结构
示意图,如图1b是图1a的安装有承压环4的带肋连接钢筋端部轴向视图，可看到
承压环4是一对的半圆环，所述半圆环的周长和厚度分别大于所述带肋连接钢筋1
的横肋10在同一平面上投影的周长和高度，所述承压环4成对使用，分别装在所
述带肋连接钢筋1被纵肋8隔开的两面上，同一对承压环4的两片沿所述带肋连接
钢筋1的轴线相对错开的距离不超过所述带肋连接钢筋1的1个肋间距，所述承压
环4内圈中间部贴在所述带肋连接钢筋1的基圆9上，所述承压环4内圈两端贴在
所述带肋连接钢筋1的基圆9上或跨在相邻的所述带肋连接钢筋1的横肋10上；
图1c和图1d分别是螺旋型或平面型半圆环，所述承压环4沿其轴线纵剖的截
面具有一端为楔形构造12，所述截面的楔形构造12由所述承压环4的内圈上的直
线13与所述承压环4的外圈上的直线或曲线11组成，所述截面上的直线或曲线
11的切线与所述承压环4的轴线的夹角为15°-60°；
如图1所示，连接套筒3的灌浆连接腔端口7处内径尺寸比该端所插入的所述
带肋连接钢筋1上的承压环4外缘的最大外接圆柱面的直径大0mm-3mm，连接套筒
3的灌浆连接腔5内各处内径比灌浆连接腔端口7处的内径尺寸大5mm以上。
在钢筋受力时，本发明的接头在灌浆套筒内的钢筋上设楔形结构的承压环，承
压环4嵌在套筒内的水泥灌浆料中，对接头内水泥基灌浆料的承载能力提高起到了
重要作用。
首先：所述承压环4在垂直于所述带肋连接钢筋1轴线的平面上的投影的两个
半圆环的周长和厚度分别大于所述带肋连接钢筋1的横肋在同一平面上投影的周
长和高度，使得承压环4与周围水泥灌浆料2的作用面积远大于钢筋横肋10的作
用面积，从而能传递更大的作用力；其次，所述承压环4沿其轴线纵剖的截面具有
一端为楔形的构造，承压环4楔形构造12的大头端在靠近其安装的所述带肋连接
钢筋1端头的位置，承压环4靠近其安装的所述带肋连接钢筋1端头的侧面倚靠着
所述带肋连接钢筋1横肋10，该结构使得连接套筒内的带肋连接钢筋1通过横肋
10将所受拉力传递给周围的水泥基灌浆料2，楔形构造外圈直线或曲线11的切线
与所述承压环4的轴线的夹角为15°-60°，将作用力分解为钢筋的轴向力和径向
力，水泥基灌浆料2则不仅承受了剪应力，还承受了多方向的压应力，藉此，接头
内包裹着带肋连接钢筋1的水泥基灌浆料2的承载能力得以提高。
其次，本发明的连接套筒3的灌浆连接腔端口7处内径尺寸比该端所插入的所
述带肋连接钢筋1上的承压环外缘的最大外接圆柱面的直径大0mm-3mm，即灌浆连
接腔端口7的孔径与承压环4的最大外径尺寸接近，使灌浆连接腔5靠连接套筒3
两个端部的内壁对连接套筒4的灌浆连接腔5内的水泥基灌浆料2起到了支撑作
用，水泥基灌浆料2对接头内连接钢筋的锚固作用有显著的提高；而连接套筒3
的灌浆连接腔5内各处内径比灌浆连接腔端口7处的内径尺寸大5mm以上，则消除
了传统灌浆接头会出现的钢筋横肋与套筒内壁相贴近造成水泥基灌浆料2过薄而
无法为钢筋提供锚固作用的缺陷；本发明的连接套筒3端部的内孔直径相比套筒内
腔直径大于钢筋直径10mm以上的传统套筒灌浆接头要小很多，因此本发明的接
头即使在带肋连接钢筋1受拉应力较大，产生变形较大时，连接套筒3仍能支撑灌
浆连接腔5内的水泥基灌浆料2，使水泥基灌浆料2的剥离和破损降低，因此本发
明的连接套筒3的结构在钢筋受拉时，比传统灌浆套筒的锚固作用保持更长久，从
而对提高了接头的承载能力做出了贡献。
第三、本发明的承压环4设在连接套筒灌浆连接腔5深处的钢筋端头附近，减
小了承压环4受到外界腐蚀介质的影响。传统灌浆套筒的钢筋锚固长度达到8倍钢
筋直径，本发明能够缩短接头尺寸，但接头锚固长度不会低于3倍钢筋直径，而端
部安装的承压环4在接头中间区域，腐蚀介质要透过倍数钢筋直径以上厚度的硬化
的高强水泥基灌浆料2到达承压环4附近是极其困难的，所以接头连接套筒3外的
腐蚀介质难以损伤埋在深处的承压环4及其周围的钢筋表面，因此当在连接套筒3
材料采用与被连接钢筋是同耐蚀性或更好耐蚀性的材料情况下，本发明的接头的耐
蚀性能可与钢筋母材达到等同甚至更高。
第四、本发明的承压环4用局部焊接连接在钢筋上，承压环4的安装工作简单、
方便、工效高，带肋连接钢筋1的连接速度也由此提高。承压环4嵌在接头内的水
泥基灌浆料2中，承压环4与钢筋的传力主要是依靠其依托的钢筋横肋10，而钢
筋横肋10的抗剪能力远大于支撑承压环4的水泥基灌浆料2的承载能力，水泥基
灌浆料2在受压力时的变形很小，带肋连接钢筋1受拉力时承压环4将一直水泥基
灌浆料2压贴在钢筋基圆9上，靠紧横肋10边，并传递钢筋所受拉力给周围的水
泥基灌浆料2，因此无需与钢筋进行牢固连接，局部焊接的目的仅在于保证承压环
4与钢筋的连接力大于钢筋插入连接套筒3时所遇到的各种阻力，保证安装好承压
环4的带肋连接钢筋1的顺利插入就位，承压环的局部焊接不需要大体积、大功率
焊接设备，施工工效高，因此本发明相比已有的套筒灌浆连接接头，接头连接成本
有显著降低。
实施例一
如图2所示，应用本发明的接头和连接套筒连接竖向钢筋的示意图。
首先安装承压环4，取与钢筋规格相匹配的承压环4分别扣在待连接的上部带
肋连接钢筋1和下部带肋连接钢筋1最靠近钢筋连接端头的横肋10之间，承压环
4内圈的中间分别贴在两根带肋连接钢筋1的基圆9上，如果承压环4形状是与钢
筋横肋10与钢筋轴线的夹角一致的螺旋型承压环4，承压环4的两端也应分别贴
在两根带肋连接钢筋1的基圆上，如果承压环4形状是平面型承压环4，则承压环
4的两端可以跨在两根带肋连接钢筋1的横肋10靠近纵肋8的尾部上，承压环4
的楔形构造12大头端在靠近其安装的带肋连接钢筋1端头的位置，承压环4靠近
其安装的带肋连接钢筋1端头的侧面倚靠着带肋连接钢筋1横肋10，然后用点焊
承压环4靠近纵肋8的两端，将其局部焊接在上、下部的带肋连接钢筋1上，直至
设计要求的承压环4全部被焊接固定在规定的位置上；
然后，将带肋连接钢筋1插入连接套筒3，先把固定好承压环4的下部带肋连
接钢筋1固定好，密封件16缠在下部带肋连接钢筋1距端头为设计插入深度的位
置，将连接套筒3竖向套下，下部带肋连接钢筋1和承压环4经连接套筒3下方的
灌浆连接腔端口7进入灌浆连接腔5，直至连接套筒3靠紧密封件16，再将固定好
承压环4的上部带肋连接钢筋1经连接套筒3的上方灌浆连接腔端口7插入灌浆连
接腔5，直至上部带肋连接钢筋1端头顶在下部带肋连接钢筋1端头上，用箍筋或
其他固定材料固定好上、下部带肋连接钢筋1，再按以上相同步骤依次安装本构件
的其它连接钢筋，安装完毕后，用箍筋将本灌浆套筒连接的带肋连接钢筋1和其它
钢筋相互横向拉接，再用细铁丝将箍筋和各个连接钢筋相互捆扎紧固；
最后，按水泥基灌浆料2的产品要求，制好水泥基灌浆料2浆体，用灌浆设备
将水泥基灌浆料2浆体从下方的过浆孔6注入，直至水泥基灌浆料2浆体从连接套
筒3上方的过浆孔6流出，用密封塞堵住上方的过浆孔6，直至水泥基灌浆料2从
连接套筒3上方的灌浆连接腔端口7与上部带肋连接钢筋1的间隙处流出，再移开
灌浆装置，及时用密封塞堵住连接套筒3下方的过浆孔6，此对带肋连接钢筋1的
灌浆连接即告完成，再按同样步骤完成其它连接套筒3的灌浆，保证在水泥基灌浆
料2凝固并达到规定的强度前钢筋和套筒均不受扰动，水泥基灌浆料2抗压强度满
足要求后，本构件的钢筋连接全部完成，再进行支护模板、浇筑混凝土的工序。
实施例二
如图3所示，应用本发明的接头和连接套筒连接水平钢筋的示意图。
本发明的接头的连接套筒由筒体15和端盖14组成，且灌浆腔端部孔口处设有
密封件16。
首先同实施例一步骤，取与钢筋规格相匹配的承压环4，将承压环4按要求固
定在两根被连接的带肋连接钢筋1的端部横肋10之间；
然后，将一根带肋连接钢筋1水平固定，密封件16缠在固定的带肋连接钢筋
1距端头为设计插入深度的位置，将连接套筒3的灌浆连接腔端口7横向套在该带
肋连接钢筋1和承压环4端部，再将带肋连接钢筋1和承压环4经连接套筒3的灌
浆连接腔端口7进入灌浆连接腔5，直至连接套筒3靠紧密封件16，达到设计要求
的位置；再将一根带肋连接钢筋1同样按照第一根钢筋侧操作，将密封件16缠在
固定的带肋连接钢筋1距端头为设计插入深度的位置，把带肋连接钢筋1和承压环
4经连接套筒3的灌浆连接腔端口7进入灌浆连接腔5，直至连接套筒3靠紧密封
件16，达到设计要求的位置；将连接套筒3的过浆孔6转至本接头连接的带肋连
接钢筋1的上方位置，再按相同步骤依次安装本构件的其它连接钢筋，安装完毕后，
用箍筋将本灌浆套筒连接的带肋连接钢筋1和其它钢筋相互横向拉接，再用细铁丝
将箍筋和各个连接钢筋相互捆扎紧固；
最后，按水泥基灌浆料2的产品要求，制好水泥基灌浆料2浆体，用灌浆设备
将水泥基灌浆料2浆体从连接套筒3一端的过浆孔6注入，直至水泥基灌浆料2
浆体从连接套筒3另一端的过浆孔6流出，此对带肋连接钢筋1的灌浆连接即告完
成，保证连接套筒3不再受到碰撞或转动，再按同样步骤完成其它连接套筒3的灌
浆，在水泥基灌浆料2凝固并达到规定的强度前确保钢筋和套筒均不受扰动，水泥
基灌浆料2抗压强度满足要求后，本构件的钢筋连接全部完成，再进行支护模板、
浇筑混凝土的工序。
实施例三
如图4所示，应用本发明的接头和连接套筒连接水平钢筋的示意图。
本实施例与实施例二操作基本相同，只是密封件16不用先缠在带肋连接钢筋
1上，由于连接套筒3中间安装的定位限位销钉或螺钉17，两端插入的带肋连接钢
筋1进入连接套筒3的灌浆连接腔5后，直到顶在该限位销钉或螺钉上后，即停止，
两边钢筋都插入到位后，将连接套筒3的过浆孔6转至本接头连接的带肋连接钢筋
1的上方位置，再在连接套筒3的端部孔口处缠绕密封件16或其它封堵材料，最
后，同上步骤进行固定和灌浆，此对带肋连接钢筋1的灌浆连接即告完成，保证连
接套筒3不再受到碰撞或转动，再按同样步骤完成其它连接套筒3的灌浆，在水泥
基灌浆料2凝固并达到规定的强度前确保钢筋和套筒均不受扰动，水泥基灌浆料2
抗压强度满足要求后，本构件的钢筋连接全部完成，再进行支护模板、浇筑混凝土
的工序。
以上的说明和实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领
域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案
的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。