CN104612146B - 用于先张法预应力预制桩制造的端板及其快速连接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于先张法预应力预制桩制造的端板及其快速连接方法，包括中心制有端板通孔的端板本体，端板本体上均布设有多个锚固孔，端板本体的板面上制有至少四道燕尾形锁槽，两相邻的燕尾形锁槽间至少设有一个锚固孔，端板本体的板面上还加工有至少两个定位孔，定位孔扩制有导向斜面，两个端板本体上下相对设置时，位于上方的上端板本体的燕尾形锁槽与位于下方的下端板本体的燕尾形锁槽上下相配组成腰形锁孔，腰形锁孔中插入有使上、下端板本体相互咬合锁紧的腰形销钉，本发明端板连接快速、高效，且不受环境和天气影响，不需要对已经开发的预制桩进行其他改良，实现通用性，互换性，能保证预制桩的桩基质量。
Description
技术领域
本发明涉及工厂模块化预制桩制造的技术领域，特别是涉及预制桩的桩端板及其快速对接的技术，具体的说是用于先张法预应力预制桩制造的端板及其快速连接方法。
背景技术
目前，预制桩接桩最主要的形式是焊接连接，将下节桩沉桩至离地面1m左右的位置，将上节桩吊装至下节桩上，调整后开始施焊，每个接头焊接时间约为40分钟左右，整个桩身在地层中滞留时间过长，容易造成沉桩困难，甚至达不到预期的设计目标；上下节桩焊接完成后，接头温度较高，沉桩时，接头部分骤遇地下水，使桩头淬火，焊缝变脆，直接影响预制桩的受力性能；沉桩现场一般均为露天作业，在接头施焊时，受到雨、风的影响，焊缝质量不易保证，给接桩埋下隐患，直接影响桩基的质量；风雨较大时，不能施工，影响施工效率；焊接时，消耗大量的电能并释放影响空气质量及人身健康的气体，释放电火花，危害操作人员的职业健康及大气环境，并与目前节能环保政策的相背离。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，而提供结构简洁、安全、可靠、高效且通用性强，操作方便的用于先张法预应力预制桩制造的端板及其快速连接方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：用于先张法预应力预制桩制造的端板，包括中心制有端板通孔的端板本体，该端板本体上环端板通孔均布设有多个用于与预制桩内的钢筋挂配相连的锚固孔，端板本体的板面上制有至少四道下凹的燕尾形锁槽，并且两相邻的燕尾形锁槽间至少设有一个锚固孔，该端板本体的板面上环端板通孔等弧度还加工有至少两个定位孔，定位孔的孔口端扩制有方便定位销导入的导向斜面，两个端板本体上下相对设置时，位于上方的上端板本体的燕尾形锁槽与位于下方的下端板本体的燕尾形锁槽上下相配组成了横断面中部带有锁紧喉口的“8”字腰形锁孔，该腰形锁孔中插入有使上、下端板本体相互咬合锁紧的腰形销钉；上端板本体的定位孔中预插有与下端板本体的定位孔定位配合的定位销，或下端板本体的定位孔中预插有与上端板本体的定位孔定位配合的定位销。
为优化上述技术方案，采取的措施还包括：
上述的端板本体的板面上环端板本体的整个周边加工有必要时方便焊接的坡口,腰形销钉的两侧面制有与锁紧喉口相适配的锁喉凹入区。
上述的燕尾形锁槽为两侧具有锥度的平底锥度型燕尾形锁槽，相应地腰形销钉为两侧面带有锁喉凹入区的平底锥度型腰形销钉，或燕尾形锁槽的底面为内高外低的斜面且两侧具有锥度的锥楔型燕尾形锁槽，相应的腰形销钉为两侧面带有锁喉凹入区的楔头式腰形销钉。
上述的端板本体的外周边底部车削有方便加装裙板的“L”形裙板定位缺口槽。
上述的端板本体与混凝土接触的底面加工有根据端板的受力特性制作形成的阶梯形结构。
上述的定位销的总长度略小于定位孔深度的两倍。
上述的燕尾形锁槽由端板本体的外周贯通至端板通孔。
上述的端板本体为圆环形钢板，燕尾形锁槽在端板本体的板面上等弧度呈辐射状分布，并且两相邻的燕尾形锁槽间设有一个锚固孔，或两相邻的燕尾形锁槽间设有两个锚固孔。
上述的端板本体为中心具有端板通孔的正方形钢板，并且端板本体板面的每条边上均制有两道与两侧边面相平行延伸的燕尾形锁槽，两相邻的燕尾形锁槽间设有一个锚固孔。
上述的端板本体为中心具有端板通孔的多边形钢板，并且端板本体板面的每条边上均制有两道倾斜延伸的燕尾形锁槽，两相邻的燕尾形锁槽间设有一个锚固孔。
本发明提供了用于先张法预应力预制桩制造的端板的快速连接方法，该方法包括以下步骤：
a)：将端板本体通过锚固孔与桩内钢筋相挂或焊接固定成一体，并浇筑混凝土预制成型为带有桩端板的预制桩；
b)：将一节带有桩端板的预制桩作为下节桩先沉桩至离地面1米左右的位置，然后暂停沉桩；
c)：吊起另一节带有桩端板的预制桩作为上节桩，并在上节桩桩端板的定位孔中预先装上定位销，使上节桩的桩端板对准下节桩的桩端板；
d)：调整上节桩使上节桩桩端板上的定位销对准插入下节桩桩端板上的定位孔，使上下节桩准确定位，并使上下节桩桩端板的接桩面靠桩自重紧密贴合；
e)：靠桩自重紧密贴合的上节桩桩端板的燕尾形锁槽和下节桩桩端板的燕尾形锁槽恰好组合构成了横断面中部带有锁紧喉口的“8”字腰形锁孔，然后将与“8”字腰形锁孔相匹配的腰形销钉插入“8”字腰形锁孔中，轻敲腰形销钉使上下节桩相互咬合锁紧，完成桩的快速连接，两节桩固定连接后即可继续沉桩。
与现有技术相比，本发明在端板本体的板面上制有至少四道下凹的燕尾形锁槽，并且两相邻的燕尾形锁槽间至少设有一个锚固孔，端板本体的板面上环端板通孔等弧度还加工有至少两个定位孔，定位孔的孔口端扩制有方便定位销导入的导向斜面，两个端板本体上下相对设置时，位于上方的上端板本体的燕尾形锁槽与位于下方的下端板本体的燕尾形锁槽上下相配组成了横断面中部带有锁紧喉口的“8”字腰形锁孔，该腰形锁孔中插入有使上、下端板本体相互咬合锁紧的腰形销钉；上端板本体的定位孔中预插有与下端板本体的定位孔定位配合的定位销，或下端板本体的定位孔中预插有与上端板本体的定位孔定位配合的定位销。本发明的端板及其连接方法安全、可靠、高效、改善了操作人员的工作环境，且不需要对已经开发的预制桩进行其他改良，能实现通用性，互换性，保证预制桩的桩基质量。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图之一；
图2是图1的后视图；
图3是图1的局部侧面示意图；
图4是本发明燕尾形锁槽的结构示意图之一；
图5是本发明两块端板本体锁紧的结构示意图；
图6是图5抽出腰形销钉后的状态图；
图7是本发明腰形销钉的结构示意图之一；
图8是图7的左视结构图；
图9是本发明定位销的结构示意图；
图10是本发明端板本体的结构示意图之二；
图11是本发明端板本体的结构示意图之三；
图12是本发明端板本体的结构示意图之四；
图13是本发明端板本体的结构示意图之五；
图14是本发明端板本体的结构示意图之六；
图15是本发明端板本体的结构示意图之七；
图16是本发明燕尾形锁槽的结构之二；
图17是本发明燕尾形锁槽的结构之三；
图18是本发明的腰形销钉的形态图之二；
图19是图18的侧面结构示意图；
图20是本发明的腰形销钉的形态图之三；
图21是图20的侧面结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
图1至图15为本发明的结构示意图。
其中的附图标记为：腰形锁孔K、锁紧喉口K1、端板本体1、端板通孔1a、锚固孔1b、定位孔1c、燕尾形锁槽11、坡口12、裙板定位缺口槽13、阶梯形结构14、腰形销钉2、锁喉凹入区21、定位销3。
如图1至图21所示，本发明的用于先张法预应力预制桩制造的端板，包括中心制有端板通孔1a的端板本体1，该端板本体1上环端板通孔1a均布设有多个用于与预制桩内的钢筋挂配相连的锚固孔1b，预制桩内的钢筋前端加工有与锚固孔1b相挂配合的镦头体，锚固孔1b为预应力钢棒张拉的沉头孔和预应力张拉螺丝孔的组合结构孔，该孔用于桩制造过程中预应力的建立及预应力筋锚固及放张。端板本体1的板面上制有至少四道下凹的燕尾形锁槽11，燕尾形锁槽11可以根据需要制4道至60道，燕尾形锁槽11的密度越大，连接的牢固性也会越高，燕尾形锁槽11的槽口尺寸小于槽底尺寸，交界面处可适当制有倒角，两相邻的燕尾形锁槽11间至少设有一个锚固孔1b，该端板本体1的板面上环端板通孔1a等弧度还加工有至少两个定位孔1c，定位孔1c的孔口端扩制有方便定位销3导入的导向斜面，两个端板本体1上下相对设置时，位于上方的上端板本体1的燕尾形锁槽11与位于下方的下端板本体1的燕尾形锁槽11上下相配组成了横断面中部带有锁紧喉口K1的“8”字腰形锁孔K，该腰形锁孔K中插入有使上、下端板本体1相互咬合锁紧的腰形销钉2；上端板本体1的定位孔1c中预插有与下端板本体1的定位孔1c定位配合的定位销3，或下端板本体1的定位孔1c中预插有与上端板本体1的定位孔1c定位配合的定位销3。本发明所述的端板本体1也就是传统通过预埋锚固在预制桩两端用于连接两根桩的桩端板。现有技术中，两根桩的连接通常需要利用桩端板在施工现场通过焊接固定相连，这种连接方法施工量大，施工环境差，工人劳动强度高，且焊接质量难以保证，因此容易影响施工进度，造成效率低下，环境污染，耗能较大，危害操作人员的职业健康。本发明带有燕尾形锁槽11的端板本体1，能通过两块端板本体1相配形成的带有锁紧喉口K1的“8”字腰形锁孔K，利用腰形销钉2将两块端板本体1锁紧固定，从而实现两根预制桩的对接。本发明的端板连接快速、高效，且不受环境和天气影响，不需要对已经开发的预制桩进行其他改良，实现通用性，互换性，能保证预制桩的桩基质量。
实施例中，如图3所示，端板本体1的板面上环端板本体1的整个周边加工有必要时方便焊接的坡口12。制有坡口12主要是当桩用于抗弯、抗拔较高等特殊要求的时候，能通过加焊补强方法进一步提高桩与桩连接的牢固性。如图7和图8所示，本发明的腰形销钉2的两侧面制有与锁紧喉口K1相适配的锁喉凹入区21。
实施例中，本发明的“8”字腰形锁孔K的孔径由外前向内可以是相同的，此时燕尾形锁槽11为如图4所示的常态型燕尾形锁槽，相应地腰形销钉2为如图7和图8所示的两侧面带有锁喉凹入区21的直线式腰形销钉。
当然“8”字腰形锁孔K的孔径由外向内也可以是渐小的，即由特殊形态的燕尾形锁槽形成，如图16所示，燕尾形锁槽11为两侧具有锥度的平底锥度型燕尾形锁槽，相应地腰形销钉2为两侧面带有锁喉凹入区21的平底锥度型腰形销钉。如图17所示，燕尾形锁槽11也可以是底面为内高外低的斜面且两侧具有锥度的锥楔型燕尾形锁槽，相应地腰形销钉2为两侧面带有锁喉凹入区21的楔头式腰形销钉。
实施例中，本发明的端板本体1的外周边底部车削有方便加装裙板的“L”形裙板定位缺口槽13。本发明在端板与混凝土接触面端外缘设置“L”形裙板定位缺口槽13，用于裙板与端板的连接。
实施例中，端板本体1与混凝土接触的底面加工有根据端板的受力特性制作形成的阶梯形结构14。
实施例中，定位销3的总长度略小于定位孔1c深度的两倍，定位销3的直径与定位孔1c的孔径紧密配合，定位销3的两端制有倒角。
实施例中，燕尾形锁槽11由端板本体1的外周贯通至端板通孔1a。从本发明的图1，图11和图14都可以看出，燕尾形锁槽11也可以是在端板本体1的板面上延伸的槽，该槽并没有与端板通孔1a连通。本发明所述的端板本体1的板面是指对接面，也就是说是桩端板的接桩面。
实施例中，如图1、图10、图11和图12所示，端板本体1为圆环形钢板，燕尾形锁槽11在端板本体1的板面上等弧度呈辐射状分布，并且两相邻的燕尾形锁槽11间设有一个锚固孔1b，或两相邻的燕尾形锁槽11间设有两个锚固孔1b。
实施例中，如图14和图15所示，端板本体1为中心具有端板通孔1a的正方形钢板，并且端板本体1板面的每条边上均制有两道与两侧边面相平行延伸的燕尾形锁槽11，两相邻的燕尾形锁槽11间设有一个锚固孔1b。
实施例中，如图13所示，端板本体1为中心具有端板通孔1a的多边形钢板，并且端板本体1板面的每条边上均制有两道倾斜延伸的燕尾形锁槽11，两相邻的燕尾形锁槽11间设有一个锚固孔1b。
本发明的用于先张法预应力预制桩制造的端板的快速连接方法，该方法包括以下步骤：
a)：将端板本体通过锚固孔与桩内钢筋相挂或焊接固定成一体，并浇筑混凝土预制成型为带有桩端板的预制桩；
b)：将一节带有桩端板的预制桩作为下节桩先沉桩至离地面1米左右的位置，然后暂停沉桩；
c)：吊起另一节带有桩端板的预制桩作为上节桩，并在上节桩桩端板的定位孔中预先装上定位销，使上节桩的桩端板对准下节桩的桩端板；
d)：调整上节桩使上节桩桩端板上的定位销对准插入下节桩桩端板上的定位孔，使上下节桩准确定位，并使上下节桩桩端板的接桩面靠桩自重紧密贴合；
e)：靠桩自重紧密贴合的上节桩桩端板的燕尾形锁槽和下节桩桩端板的燕尾形锁槽恰好组合构成了横断面中部带有锁紧喉口的“8”字腰形锁孔，然后将与“8”字腰形锁孔相匹配的腰形销钉插入“8”字腰形锁孔中，轻敲腰形销钉使上下节桩相互咬合锁紧，完成桩的快速连接，两节桩固定连接后即可继续沉桩。
当还需要接桩时可以重复步骤b至步骤e。
Claims (10)
1.用于先张法预应力预制桩制造的端板，包括中心制有端板通孔(1a)的端板本体(1)，该端板本体(1)上环端板通孔(1a)均布设有多个用于与预制桩内的钢筋挂配相连的锚固孔(1b)，其特征是：所述的端板本体(1)的板面上制有至少四道下凹的燕尾形锁槽(11)，并且两相邻的燕尾形锁槽(11)间至少设有一个锚固孔(1b)，该端板本体(1)的板面上环端板通孔(1a)等弧度还加工有至少两个定位孔(1c)，所述的定位孔(1c)的孔口端扩制有方便定位销(3)导入的导向斜面，两个所述的端板本体(1)上下相对设置时，位于上方的上端板本体(1)的燕尾形锁槽(11)与位于下方的下端板本体(1)的燕尾形锁槽(11)上下相配组成了横断面中部带有锁紧喉口(K1)的“8”字腰形锁孔(K)，该腰形锁孔(K)中插入有使上、下端板本体(1)相互咬合锁紧的腰形销钉(2)；所述的上端板本体(1)的定位孔(1c)中预插有与下端板本体(1)的定位孔(1c)定位配合的定位销(3)，或所述的下端板本体(1)的定位孔(1c)中预插有与上端板本体(1)的定位孔(1c)定位配合的定位销(3)。
2.根据权利要求1所述的用于先张法预应力预制桩制造的端板，其特征是：所述的端板本体(1)的板面上环端板本体(1)的整个周边加工有方便焊接的坡口(12),所述的腰形销钉(2)的两侧面制有与锁紧喉口(K1)相适配的锁喉凹入区(21)。
3.根据权利要求1所述的用于先张法预应力预制桩制造的端板，其特征是：所述的燕尾形锁槽(11)为两侧具有锥度的平底锥度型燕尾形锁槽，相应地所述的腰形销钉(2)为两侧面带有锁喉凹入区(21)的平底锥度型腰形销钉，或所述的燕尾形锁槽(11)的底面为内高外低的斜面且两侧具有锥度的锥楔型燕尾形锁槽，相应地腰形销钉(2)为两侧面带有锁喉凹入区(21)的楔头式腰形销钉。
4.根据权利要求1所述的用于先张法预应力预制桩制造的端板，其特征是：所述的端板本体(1)的外周边底部车削有方便加装裙板的“L”形裙板定位缺口槽(13)；所述的端板本体(1)与混凝土接触的底面加工有根据端板的受力特性制作形成的阶梯形结构(14)。
5.根据权利要求1所述的用于先张法预应力预制桩制造的端板，其特征是：所述的定位销(3)的总长度略小于定位孔(1c)深度的两倍。
6.根据权利要求1所述的用于先张法预应力预制桩制造的端板，其特征是：所述的燕尾形锁槽(11)由端板本体(1)的外周贯通至端板通孔(1a)。
7.根据权利要求1至6任一所述的用于先张法预应力预制桩制造的端板，其特征是：所述的端板本体(1)为圆环形钢板，所述的燕尾形锁槽(11)在端板本体(1)的板面上等弧度呈辐射状分布，并且两相邻的燕尾形锁槽(11)间设有一个锚固孔(1b)，或两相邻的燕尾形锁槽(11)间设有两个锚固孔(1b)。
8.根据权利要求1至6任一所述的用于先张法预应力预制桩制造的端板，其特征是：所述的端板本体(1)为中心具有端板通孔(1a)的正方形钢板，并且端板本体(1)板面的每条边上均制有两道与两侧边面相平行延伸的燕尾形锁槽(11)，两相邻的燕尾形锁槽(11)间设有一个锚固孔(1b)。
9.根据权利要求1至6任一所述的用于先张法预应力预制桩制造的端板，其特征是：所述的端板本体(1)为中心具有端板通孔(1a)的多边形钢板，并且端板本体(1)板面的每条边上均制有两道倾斜延伸的燕尾形锁槽(11)，两相邻的燕尾形锁槽(11)间设有一个锚固孔(1b)。
10.如权利要求1所述的用于先张法预应力预制桩制造的端板的快速连接方法，其特征是：该方法包括以下步骤：
a)：将端板本体(1)通过锚固孔(1b)与桩内钢筋相挂或焊接固定成一体，并浇筑混凝土预制成型为带有桩端板的预制桩；
b)：将一节带有桩端板的预制桩作为下节桩先沉桩至离地面1米左右的位置，然后暂停沉桩；
c)：吊起另一节带有桩端板的预制桩作为上节桩，并在上节桩桩端板的定位孔(1c)中预先装上定位销(3)，使上节桩的桩端板对准下节桩的桩端板；
d)：调整上节桩使上节桩桩端板上的定位销(3)对准插入下节桩桩端板上的定位孔(1c)，使上下节桩准确定位，并使上下节桩桩端板的接桩面靠桩自重紧密贴合；
e)：靠桩自重紧密贴合的上节桩桩端板的燕尾形锁槽(11)和下节桩桩端板的燕尾形锁槽(11)恰好组合构成了横断面中部带有锁紧喉口(K1)的“8”字腰形锁孔(K)，然后将与“8”字腰形锁孔(K)相匹配的腰形销钉(2)插入“8”字腰形锁孔(K)中，轻敲腰形销钉(2)使上下节桩相互咬合锁紧，完成桩的快速连接，两节桩固定连接后即可继续沉桩。
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