CN110258548B - 一种预应力桩及其连接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种预应力桩及其连接方法，预应力桩至少由两节预制单桩相连组成，预制单桩内预埋有多根两端均镦制有镦头的主筋，主筋的两端中有一端延伸出预制单桩一端的桩端面形成带有镦头的承插头，预制单桩另一端的桩端面中预埋有张拉螺母，张拉螺母与该端内主筋的镦头防拉脱连接相配合；张拉螺母加工有承插件连接腔，该承插件连接腔中以卡扣或螺纹的方式固定相连有套筒插件。其连接方法为：接桩时，使承插头插入螺旋安装在张拉螺母中的套筒插件或使套装在承插头上的套筒插件插入张拉螺母中，实现两节预制单桩的承插式快速相连接。本发明接桩方法简单，施工效率高、费用低，并且接桩后基桩承载能力强，安全和稳定性高。
Description
技术领域
本发明涉及预应力预制桩的制造技术领域，具体地说一种预应力桩及其连接方法。
背景技术
现有预应力预制桩一般采用两端设有法兰盘连接，或者用机械结构连接。采用法兰盘连接采用焊接方式，受天气影响大，焊接质量难以保证；焊接冷却时间较长，影响接桩效率；同时电焊产生的弧光对操作工人产生职业危害，采用机械整体连接成本较高，而现有采用强拉扣连接结构，由于设计采用了插接头及中间螺母，零配件较多，在施工中不能保证所有接头完全使用，桩接头质量无法保证。本发明提供了一种预应力预制桩可直接利用预应力主筋进行桩与桩拼接的预应力预制桩及接桩方法，降低了生产成本，提高防腐能力，同时保证施工质量。这种方法可有效缩短施工周期、减少环境污染、提高施工质量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供无需设置桩端法兰盘，且能有效缩短施工周期、减少环境污染、提高施工质量的一种预应力桩及其连接方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种预应力桩，至少由两节预制单桩依次相连组成，预制单桩内轴向预埋有多根钢制的主筋，主筋的两端均镦制有镦头，并且该主筋的两端中有一端延伸出预制单桩一端的桩端面形成带有镦头的承插头，预制单桩另一端的桩端面中预埋有张拉螺母，张拉螺母与该端内主筋的镦头防拉脱连接相配合；张拉螺母加工有承插件连接腔，该承插件连接腔中以卡扣或螺纹的方式固定相连有套筒插件，承插头与该套筒插件承插防脱相配合，接桩时通过使承插头插入螺旋安装在张拉螺母中的套筒插件或使防脱套装在承插头上的套筒插件插入张拉螺母中，实现两节预制单桩的承插式快速相连接。
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
上述的张拉螺母加工有用于与主筋实现防拉脱连接配合的防拉脱连接腔，防拉脱连接腔由圆柱形孔和与该圆柱形孔依次相连的镦头型腔组成；圆柱形孔的直径大于主筋的直径而小于镦头的直径，镦头型腔的形状与镦头的形状相适配；镦头型腔与承插件连接腔相连通；防拉脱连接腔和承插件连接腔依次相连轴向贯通张拉螺母的两端。
上述的套筒插件由柱形筒部和直径渐小一体连接柱形筒部的锥形筒部组成，该套筒插件成型有使承插头穿装的承插孔；承插孔由成型在柱形筒部的圆筒形孔和成型在锥形筒部中连通圆筒形孔的锥形孔组成；圆筒形孔的直径大于镦头的直径，锥形孔的最小端孔的直径小于镦头的直径；锥形筒部上周向等弧度开有多个变形缺口，多个变形缺口将锥形筒部分割成多个弧形弹性片。
上述的弧形弹性片能在镦头承插时的挤压下通过弹性变形改变锥形孔孔径的大小；承插头上的镦头穿过锥形孔的最小端孔与最小端孔的孔端面防脱顶接相配合。
上述的锥形筒部上周向等弧度开有六个变形缺口，六个变形缺口将锥形筒部分割成六个相等的弧形弹性片。
上述的套筒插件采用弹簧钢加工制成。
上述的张拉螺母与套筒插件采用螺纹的方式固定相连接；张拉螺母的承插件连接腔为圆柱形腔，该圆柱形腔的内壁上加工有连接内螺纹；套筒插件的柱形筒部的外周面加工有与圆柱形腔的连接内螺纹螺旋配合的连接外螺纹；套筒插件上成型有方便采用工具将套筒插件螺旋安装到承插件连接腔中的凸块。
上述的张拉螺母与套筒插件采用卡扣的方式固定相连接；张拉螺母的承插件连接腔由与套筒插件的柱形筒部套装配合的圆柱形腔和与套筒插件的锥形筒部相配合的锥形腔组成；锥形腔的内壁上加工有倒扣齿牙，锥形筒部的外周面上加工有与锥形腔的倒扣齿牙卡扣固定相连接的扣齿。
本发明还公开了一种预应力桩的连接方法，该方法包括先将套筒插件采用工具旋转拧入前一节预制单桩的张拉螺母的承插件连接腔中，使套筒插件与张拉螺母利用连接外螺纹和连接内螺纹以螺纹连接的方式固定相连接；然后再将后一节预制单桩的承插头插入到前一节预制单桩的套筒插件中，完成两节预制单桩的承插式快速连接。
本发明还公开了另一种预应力桩的连接方法，该方法包括先将套筒插件插接安装到后一节预制单桩的承插头上，然后将后一节预制单桩的套筒插件插入到前一节预制单桩张拉螺母的承插件连接腔中，利用套筒插件上的扣齿与承插件连接腔中的倒扣齿牙以齿牙卡扣方式固定相连接，完成两节预制单桩的承插式快速连接。
与现有技术相比，本发明的预应力桩由至少两节预制单桩组成，能利用预制单桩上的承插头和张拉螺母以及用于配合的套筒插件，实现两节预制单桩的承插式固定相连接。预制单桩上无需预埋传统的桩端板，也不需要向传统接桩方法中必须旋转一节预制单桩，即可实现两节预制单桩连接。本发明的其优点在于：结构简单，施工效率高、费用低，基桩承载能力强。
附图说明
图1是本发明去除套筒插件后两节预制单桩的待连接状态示意图之一；
图2是本发明两节预制单桩的待连接状态示意图之二；
图3是本发明套筒插件的结构示意图之一；
图4是图3的俯看图；
图5是本发明张拉螺母的结构示意图之一；
图6是本发明两节预制单桩的连接结构示意图之一；
图7是本发明套筒插件的结构示意图之二；
图8是图7的仰视图；
图9是本发明本发明张拉螺母的结构示意图之二；
图10是本发明两节预制单桩的连接结构示意图之二。
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10是本发明的结构示意图。
其中的附图标记为：内螺纹A、连接外螺纹B、倒扣齿牙C、扣齿D、预制单桩1、主筋2、镦头21、承插头22、张拉螺母3、圆柱形孔31、镦头型腔32、圆柱形腔33、锥形腔34、套筒插件4、变形缺口4a、弧形弹性片4b、柱形筒部41、锥形筒部42、凸块43。
实施例一：
如图1、图3、图4、图5和图6所示，本发明公开了一种预应力桩及其连接方法，所说的预应力桩至少由两节预制单桩1依次相连组成，预制单桩1为混凝土预制品，预制单桩1的内部轴向预埋有多根起骨架作用的主筋2，主筋2为钢制品。主筋2的两端均镦制有镦头21，镦头21的直径为主筋2的直径的1.5倍至2倍。主筋2的两端中有一端延伸出预制单桩1一端的桩端面，高出该桩端面的主筋部分形成了带有镦头21的承插头22，即预制单桩1一端的桩端面上带有承插头22。预制单桩1另一端的桩端面中则预埋有张拉螺母3。
为了保证张拉螺母3能够牢固地固定在预制单桩1内，以保证两节预制单桩1连接的可靠性和安全性，张拉螺母3与该端内主筋2的镦头21采用防拉脱的方式相连接。为此，张拉螺母3加工有用于与主筋2实现防拉脱连接配合的防拉脱连接腔。由图5可以看到，防拉脱连接腔由圆柱形孔31和与该圆柱形孔31依次相连的镦头型腔32组成；圆柱形孔31的直径略大于主筋2的直径而小于镦头21的直径，镦头型腔32的形状与镦头21的形状相适配。张拉螺母3在主筋2没有镦制镦头21前先套装在主筋2上，当镦头21镦制完成后，由于圆柱形孔31的直径小于镦头21的直径，因此张拉螺母3无法从主筋2上拉脱，从而保证了接桩的牢固性。
本发明的张拉螺母3还加工有承插件连接腔，承插件连接腔中以螺纹连接的方式固定连接有套筒插件4，使套筒插件4能采用螺纹与张拉螺母3固定相连成一体。由图5可以看出，本发明的张拉螺母3的承插件连接腔为圆柱形腔33，镦头型腔32与承插件连接腔相连通；防拉脱连接腔和承插件连接腔依次相连轴向贯通张拉螺母3的两端。
如图3和图4所示，本发明的套筒插件4由柱形筒部41和直径渐小一体连接柱形筒部41的锥形筒部42组成。套筒插件4成型有使承插头22穿设插装的承插孔；承插孔由成型在柱形筒部41的圆筒形孔和成型在锥形筒部42中连通圆筒形孔的锥形孔组成。圆筒形孔的直径大于镦头21的直径，锥形孔的最小端孔的直径小于镦头21的直径；锥形筒部42上周向等弧度开有多个变形缺口4a，多个变形缺口4a将锥形筒部分割成多个弧形弹性片4b。当然最佳是锥形筒部42上周向等弧度开有六个变形缺口4a，六个变形缺口4a将锥形筒部42分割成六个相等的弧形弹性片4b。套筒插件4最佳采用弹簧钢加工制成，以保证弧形弹性片4b在变形后能够复位。弧形弹性片4b能在镦头21承插时的挤压下弹性胀开，发生弹性变形使锥形孔的孔径变大，从而改变了锥形孔孔径的大小；使镦头21能够穿过锥形孔的最小端孔，承插头22上的镦头21穿过锥形孔的最小端孔后，恰好与最小端孔的孔端面防脱顶接相配合。
本发明张拉螺母3圆柱形腔33的内壁上加工有连接内螺纹A；套筒插件4的柱形筒部41的外周面加工有与圆柱形腔33的连接内螺纹A螺旋配合的连接外螺纹B；接桩时，套筒插件4先螺旋安装在张拉螺母3内，承插头22再与该套筒插件4承插防脱相配合，从而实现两节预制单桩1的承插式快速相连接。
套筒插件4上成型有方便采用工具将套筒插件4螺旋安装到承插件连接腔中的凸块43。凸块43还具有限位作用，能与圆柱形腔33的顶面相顶接。
该预应力桩的连接方法为：先将套筒插件4采用工具旋转拧入前一节预制单桩1的张拉螺母3的承插件连接腔中，使套筒插件4与张拉螺母3利用连接外螺纹B和连接内螺纹A以螺纹连接的方式固定相连接成一体。套筒插件4安装完成后，再将后一节预制单桩1的承插头22插入到前一节预制单桩1的套筒插件4中，通过承插头22和套筒插件4的防脱插接配合，实现两节预制单桩1的承插式快速连接。
实施例二
本发明公开了另一种预应力桩及其连接方法，如图2、图7、图8、图9和图10所示，本实施例中的套筒插件4和张拉螺母3与实施例一中的套筒插件4和张拉螺母3在结构上有所不同，并且由于在结构上存在不同，从而也导致两者在接桩的方法上有所不同，其它共同之处不在复制。
本实施例中，张拉螺母3和套筒插件4不在象实施例一那样采用螺纹连接，而是采用卡扣的方式固定相连接；从图9可以清楚的看到，张拉螺母3的承插件连接腔由与套筒插件4的柱形筒部41套装配合的圆柱形腔33和与套筒插件4的锥形筒部42相配合的锥形腔34组成；锥形腔34的内壁上加工有倒扣齿牙C，锥形筒部42的外周面上加工有与锥形腔34的倒扣齿牙C卡扣固定相连接的扣齿D。接桩时，通过使防脱套装在承插头22上的套筒插件4插入张拉螺母3中，实现两节预制单桩的承插式快速相连接。
一种预应力桩的连接方法，该接桩方法为先将套筒插件4插接安装到后一节预制单桩1的承插头22上（如图2所示），然后将后一节预制单桩1的套筒插件4插入到前一节预制单桩1张拉螺母3的承插件连接腔中，利用套筒插件4上的扣齿D与承插件连接腔中的倒扣齿牙C以齿牙卡扣方式承插固定相连接，完成两节预制单桩1的承插式快速连接。
本发明的优点是预制单桩的两端不需要在预埋桩端板，而是直接利用预制单桩内的主筋以及张拉螺母和套筒插件，就能实现两节预制单桩安全稳定的快速连接。预制单桩在连接的过程中无需转动任何一节预制单桩，上节预制单桩能直接利用自重，使承插头插入螺旋安装在张拉螺母中的套筒插件或使套装在承插头上的套筒插件4插入张拉螺母3中，实现两节预制单桩的承插式快速相连接。本发明接桩方法简单，施工效率高、费用低，并且接桩后基桩承载能力强，安全和稳定性高。
本发明的最佳实施例已阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。
Claims (7)
1.一种预应力桩，至少由两节预制单桩(1)依次相连组成，所述的预制单桩(1)内轴向预埋有多根钢制的主筋(2)，所述的主筋(2)的两端均镦制有镦头(21)，并且该主筋(2)的两端中有一端延伸出预制单桩(1)一端的桩端面形成带有镦头(21)的承插头(22)，所述的预制单桩(1)另一端的桩端面中预埋有张拉螺母(3)，所述的张拉螺母(3)与该端内主筋(2)的镦头(21)防拉脱连接相配合；其特征是：所述的张拉螺母(3)加工有承插件连接腔，该承插件连接腔中以卡扣或螺纹的方式固定相连有套筒插件(4)，所述的承插头(22)与该套筒插件(4)承插防脱相配合，接桩时通过使承插头(22)插入螺旋安装在张拉螺母(3)中的套筒插件(4)或使防脱套装在承插头(22)上的套筒插件(4)插入张拉螺母(3)中，实现两节预制单桩(1)的承插式快速相连接；
所述的张拉螺母(3)加工有用于与主筋(2)实现防拉脱连接配合的防拉脱连接腔，所述的防拉脱连接腔由圆柱形孔(31)和与该圆柱形孔(31)依次相连的镦头型腔(32)组成；所述的圆柱形孔(31)的直径大于主筋(2)的直径而小于镦头(21)的直径，所述的镦头型腔(32)的形状与镦头(21)的形状相适配；所述的镦头型腔(32)与承插件连接腔相连通；所述的防拉脱连接腔和承插件连接腔依次相连轴向贯通张拉螺母(3)的两端；
所述的套筒插件(4)由柱形筒部(41)和直径渐小一体连接柱形筒部(41)的锥形筒部(42)组成，该套筒插件(4)成型有使承插头(22)穿装的承插孔；所述的承插孔由成型在柱形筒部(41)的圆筒形孔和成型在锥形筒部(42)中连通圆筒形孔的锥形孔组成；所述的圆筒形孔的直径大于镦头(21)的直径，所述的锥形孔的最小端孔的直径小于镦头(21)的直径；所述的锥形筒部(42)上周向等弧度开有多个变形缺口(4a)，多个变形缺口(4a)将锥形筒部分割成多个弧形弹性片(4b)；
所述的弧形弹性片(4b)能在镦头(21)承插时的挤压下通过弹性变形改变锥形孔孔径的大小；所述的承插头(22)上的镦头(21)穿过锥形孔的最小端孔与最小端孔的孔端面防脱顶接相配合。
2.根据权利要求1所述的一种预应力桩，其特征是：所述的锥形筒部(42)上周向等弧度开有六个变形缺口(4a)，六个变形缺口(4a)将锥形筒部(42)分割成六个相等的弧形弹性片(4b)。
3.根据权利要求2所述的一种预应力桩，其特征是：所述的套筒插件(4)采用弹簧钢加工制成。
4.根据权利要求3所述的一种预应力桩，其特征是：所述的张拉螺母(3)与套筒插件(4)采用螺纹的方式固定相连接；所述的张拉螺母(3)的承插件连接腔为圆柱形腔(33)，该圆柱形腔(33)的内壁上加工有连接内螺纹(A)；所述的套筒插件(4)的柱形筒部(41)的外周面加工有与圆柱形腔(33)的连接内螺纹(A)螺旋配合的连接外螺纹(B)；所述的套筒插件(4)上成型有方便采用工具将套筒插件(4)螺旋安装到承插件连接腔中的凸块(43)。
5.根据权利要求3所述的一种预应力桩，其特征是：所述的张拉螺母(3)与套筒插件(4)采用卡扣的方式固定相连接；所述的张拉螺母(3)的承插件连接腔由与套筒插件(4)的柱形筒部(41)套装配合的圆柱形腔(33)和与套筒插件(4)的锥形筒部(42)相配合的锥形腔(34)组成；所述的锥形腔(34)的内壁上加工有倒扣齿牙(C)，所述的锥形筒部(42)的外周面上加工有与锥形腔(34)的倒扣齿牙(C)卡扣固定相连接的扣齿(D)。
6.一种权利要求3所述的预应力桩的连接方法，该方法包括先将套筒插件(4)采用工具旋转拧入前一节预制单桩(1)的张拉螺母(3)的承插件连接腔中，使套筒插件(4)与张拉螺母(3)利用连接外螺纹(B)和连接内螺纹(A)以螺纹连接的方式固定相连接；然后再将后一节预制单桩(1)的承插头(22)插入到前一节预制单桩(1)的套筒插件(4)中，完成两节预制单桩(1)的承插式快速连接。
7.一种权利要求4所述的预应力桩的连接方法，该方法包括先将套筒插件(4)插接安装到后一节预制单桩(1)的承插头(22)上，然后将后一节预制单桩(1)的套筒插件(4)插入到前一节预制单桩(1)张拉螺母(3)的承插件连接腔中，利用套筒插件(4)上的扣齿(D)与承插件连接腔中的倒扣齿牙(C)以齿牙卡扣方式固定相连接，完成两节预制单桩(1)的承插式快速连接。
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