CN110761417B - 推压紧固式母头锁止可调芯接头及装配式建造构件 - Google Patents

Abstract

本发明属于工程接头构件领域，并具体公开了一种推压紧固式母头锁止可调芯接头及装配式建造构件。包括分别固定设于装配式建造构件中的母卡接头模块和公插接头模块，母卡接头模块包括钢管和喇叭尾部，所述钢管与所述喇叭尾部固定连接，所述钢管上还设有多个止动阀，所述止动阀远离所述喇叭尾部的一端与所述钢管固定连接，另一端为向所述钢管中心轴线方向延伸的自由状态；公插接头模块包括依次固定连接的Y型长螺纹锚筋、插销螺栓和销钉，所述Y型长螺纹锚筋埋入装配式建造构件中，所述销钉为锥形结构，且该锥形结构的大端面与所述插销螺栓固定连接。本发明可实现装配式建造构件装配过程中自动调芯的功能，拼接速度快，适应性强。

Description

推压紧固式母头锁止可调芯接头及装配式建造构件

技术领域

本发明属于工程接头构件领域，更具体地，涉及一种推压紧固式母头锁止可调芯接头及装配式建造构件。

背景技术

接头构件是装配式建造构件衬砌的薄弱环节，它很大程度上控制着衬砌结构整体的变形和承载力，因此接头构建的强度、承载能力以及耐久性是影响衬砌结构整体变形和承载力的关键。目前我国正在大力推进装配式结构，采用装配式结构不仅可以提高施工效率，改善施工质量，还可以缩短工期降低成本。装配式结构离不开装配式接头，合适的接头结构形式会提高整体施工的速度和工程结构的质量。随着盾构隧道开始建造起，研究者们就对装配式建造构件接头的形式进行了大量的研究，随着其大量的建设和推进，一些学者曾经收集研究过部分国内常用的横向接头形式，另外一些学者曾研究分析过盾构隧道纵向接头的连接方式。而在国外，也研制出大量的新型接头的方式和材料，这在加快装配式建造构件的拼装速度和降低成本方面具有明显的效果。

然而，现有技术中针对装配式建造构件之间的拼装的接头构件还存在着以下问题：接头构件在装配过程中定位困难，由于装配式建造构件的衬砌在装配过程中定位存在一定误差，而现有的接头构件在装配过程中对对准精度的要求高；其次，由于接头构件是埋入在装配式建造构件中的，在拼接过程中，容易产生碰撞，对接头构件产生损伤，从而影响接头构建的强度，进而直接影响衬砌结构整体的变形和承载力；更进一步的，现有接头构件在拼装完成之后，由于结构配合不够紧密，容易产生松动，更进一步的，接头构件在埋入装配式建造构件后，在装配式建造构件收到外界扰动时，接头构件容易松动，并从装配式建造构件中脱落，且难以适应装配过程中存在的误差，更进一步的，接头构件在埋入装配式建造构件后，在装配式建造构件收到外界扰动时，接头构件容易松动，并从装配式建造构件中脱落，且难以适应装配过程中存在的误差。

因此，本领域还存在着一种推压紧固式母头锁止可调芯接头，以实现工程构件拼装的速度和精度，节省工程施工时间，同时还能显著提高装配式建造构件的连接刚度。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了推压紧固式母头锁止可调芯接头及装配式建造构件，其中结合接头构件自身的特征及其装配式建造构件装配工艺特点，相应设计了一种推压紧固式母头锁止可调芯接头，并对其关键组件如钢管、止动阀、喇叭尾部、Y型长螺纹锚筋、插销螺栓和销钉及其具体设置方式进行研究和设计，相应的可提高接头构件拼装的速度，节省了构件装配施工时间，同时接头插入时稍微偏位也能被自动插准，即具有调芯的功能，因而无论是插接正常时还是异常时，接头的结构性能都相对提高。

为实现上述目的，本发明提出了一种推压紧固式母头锁止可调芯接头，包括母卡接头模块和公插接头模块，其中，

所述母卡接头模块包括钢管和喇叭尾部，所述钢管与所述喇叭尾部固定连接，所述钢管上还设有多个止动阀，多个所述止动阀沿所述钢管外壁的周向间隔均匀布置，所述止动阀远离所述喇叭尾部的一端与所述钢管固定连接，另一端为向所述钢管中心轴线方向延伸的自由状态；

所述公插接头模块包括依次固定连接的Y型长螺纹锚筋、插销螺栓和销钉，所述Y型长螺纹锚筋埋入装配式建造构件中，所述销钉为锥形结构，且该锥形结构的大端面与所述插销螺栓固定连接；

在工作过程中，所述插销螺栓和销钉插入所述钢管并将多个所述止动阀撑开，在所述销钉穿过所述多个所述止动阀后，多个所述止动阀复位，从而将所述销钉固定锁止，以此方式，实现母卡接头模块和公插接头模块的快速插入和锁止。更具体的，在装配式建造构件装配过程中，所述插销螺栓和销钉插入所述钢管并将多个所述止动阀撑开，在所述销钉穿过所述多个所述止动阀后，多个所述止动阀复位，从而将所述销钉固定锁止，以此方式，实现需要连接的装配式建造构件的快速插入和锁止。

作为进一步优选的，所述销钉的大端面上设有环形凹槽，在在装配式建造构件装配过程中，多个所述止动阀复位时恰好能进入该凹槽，从而实现所述销钉与多个所述止动阀的固定锁止。

作为进一步优选的，所述母卡接头模块还包括橡胶套，所述橡胶套套设在所述钢管上，且能够完全覆盖多个所述止动阀；所述钢管靠近所述喇叭尾部的一端还设有橡胶塞，该橡胶塞与所述钢管过盈配合。

作为进一步优选的，所述止动阀的中心轴线与所述钢管的中心轴线的夹角为5°～10°，且该锥形结构的大端面的半径为所述钢管内壁截面半径的0.8～0.95倍，进而，使得本发明母卡接头模块和公插接头模块的快速插入和锁止过程中，在提供足够的容差量的条件下，可实现两者的精准锁止，保证整个接头在连接之后的刚度和强度，同时，若夹角过大，容易导致接头在拼接过程中碰撞严重，同时，在拼接完成后，止动阀与其接触的构件之间的挤压力过大，损坏接头结构；若夹角过小，止动阀的回复的粒度不够，难以实现结构的固定。更进一步的，本发明中，所述止动阀的中心轴线与所述钢管的中心轴线的夹角和锥形结构的大端面的半径与所述钢管内壁截面半径是相互配合设计的，及两者的关系是相关联，在此条件下，所述止动阀复位时恰好能进入该凹槽，从而实现所述销钉与多个所述止动阀的固定锁止。

作为进一步优选的，所述销钉的外周还套设有弹性部件。

作为进一步优选的，所述钢管靠近所述喇叭尾部的一端还设有应力孔，用于消除喇叭尾部在成型过程产生的应力集中，进一步的，所述应力孔根据需要设置有多个，多个所述应力孔沿所述钢管外壁的周向间隔均匀布置。

作为进一步优选的，所述Y型长螺纹锚筋的外周设置有多个长螺纹，多个所述长螺纹呈阵列排布。

作为进一步优选的，所述止动阀设置的个数不小于3。

作为进一步优选的，所述Y型长螺纹锚筋靠近所述插销螺栓的一端还设有螺栓孔。

按照本发明的另一个方面，还提供了一种装配式建造构件，包括本体，所述本体的相对两端分别设有如上述的推压紧固式母头锁止可调芯接头中的所述母卡接头模块和公插接头模块。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1.在本发明接头装配过程中，所述插销螺栓和销钉插入所述钢管并将多个所述止动阀撑开，在所述销钉穿过所述多个所述止动阀后，多个所述止动阀复位，从而将所述销钉固定锁止，以此方式，实现需要连接的构件的快速插入和锁止，相应的可提构件拼装的速度，节省了构件装配施工时间，同时接头插入时稍微偏位也能被自动插准，即具有调芯的功能，因而无论是插接正常时还是异常时，接头的结构性能都相对提高。

2.本发明对公插接头模块以及母卡接头模块的形状进行了特定性设计，相应的可使得本发明接头与构件具有将强的嵌固力，进而本发明的连接结构能显著提高构件的连接刚度。

3.本发明止动阀的中心轴线与所述钢管的中心轴线的夹角为5°～10°，且该锥形结构的大端面的半径为所述钢管内壁截面半径的0.8～0.95倍，进而，使得本发明母卡接头模块和公插接头模块的快速插入和锁止过程中，在提供足够的容差量的条件下，可实现两者的精准锁止，保证整个接头在连接之后的刚度和强度，同时，若夹角过大，容易导致接头在拼接过程中碰撞严重，同时，在拼接完成后，止动阀与其接触的构件之间的挤压力过大，损坏接头结构；若夹角过小，止动阀的回复的粒度不够，难以实现结构的固定。更进一步的，本发明中，所述止动阀的中心轴线与所述钢管的中心轴线的夹角和锥形结构的大端面的半径与所述钢管内壁截面半径是相互配合设计的，及两者的关系是相关联，在此条件下，所述止动阀复位时恰好能进入该凹槽，从而实现所述销钉与多个所述止动阀的固定锁止。

4.本发明消除了接头在工作过程中外界扰动对其产生的应力集中，使得装配式建造构件的安全性提高。

5.本发明接头可实现装配式建造构件拼装作业高速化：通过简化装配式建造构件的定位和操作，实现拼装作业的简洁化和高速化，拼装时间大幅缩短；装配式建造构件的强度及刚度提高：相比起以往的装配式建造构件的强度和刚度提高很多；装配式建造构件的安全性提高：在装配式建造构件拼装作业中，比螺栓连接减少了大部分高空作业、狭小空间作业，从而提高拼装作业的安全性。

6.本发明接头具有较强的承载能力和抵抗扰动的能力。

附图说明

图1是本发明优选实施例涉及的一种推压紧固式母头锁止可调芯接头在装配式建造构件中进行装配的结构示意图；

图2是本发明优选实施例涉及的一种推压紧固式母头锁止可调芯接头的结构示意图；

图3是图2涉及的母卡接头模块的剖面结构示意图；

图4是图2涉及的公插接头模块的剖面结构示意图；

图5是图2涉及的Y型长螺纹锚筋的剖面结构示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-公插接头模块，11-Y型长螺纹锚筋，12-螺栓孔，13-插销螺栓，14-销钉，2-母卡接头模块，21-钢管，22-止动阀，23-应力孔，24-喇叭尾部，25-橡胶套，26-橡胶塞。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1、图2、图3、图4以及图5所示，本发明一种推压紧固式母头锁止可调芯接头包括分别埋入需要连接的两个工程结构中的公插接头模块1以及母卡接头模块2，在工作时，只需将公插接头模块1插入母卡接头模块2中固定止锁即可。本发明提高了工程构件拼接速度，节省了工程施工时间，同时本发明的连接结构能显著提高装配式建造构件的连接刚度。本发明接头的抗剪切力由结构本身的“凹凸形状的榫”来承担。其中，所述公插接头模块1包括一段Y型长螺纹锚筋11、螺栓孔12、一段插销螺栓13和一段销钉14。所述母卡接头包括一段钢管21、一段橡胶套25、具有自动调芯功能的三片止动阀22、喇叭尾部24、应力孔23和橡胶塞26。所述公插接头模块1中的Y型长螺纹锚筋11是一段高强度螺纹钢筋，所述插销螺栓13和所述销钉14均由高强度不锈钢制成。所述Y型长螺纹锚筋11与所述插销螺栓13的尾部通过螺栓连接，相应的，在Y型长螺纹锚筋11上设有与插销螺栓13连接的螺栓孔12。所述销钉14在所述插销螺栓13的头部，组合成的连接结构可快速插入所述钢管21中。所述销钉14的颈部直径比所述销钉14的头部直径小，公公插接头模块1以及母卡接头模块2之间相互有滑动的余地。所述钢管21由高强度不锈钢制作而成，所述具有自动调芯功能的三片止动阀22由激光切割而成，并将该止动阀弯曲到钢管21的内侧面。所述喇叭尾部24嵌固于装配式建造构件中，所述母卡接头模块2的钢管21后端部分开设有应力孔23，用于消除后端喇叭尾部24成型过程产生的应力集中；母卡接头的钢管止动阀部位有一橡胶套，用于防止水泥浆液进入钢管内；钢管21的后端设置有橡胶塞26,用于防止水泥浆液进入钢管21内。所述销钉14的颈部有一圈凹槽，能与权利要求8具有自动调芯功能的三片止动阀22卡接，最终形成锁死结构。同时本发明的接头，还可在接头装配完成后，调整装配式建造构件之间的旋转角度，进行调芯。

本发明提高了工程构件拼装的速度，节省了工程施工时间，同时接头插入时稍微偏位也能被自动插准，即具有调芯的功能，因此无论是插接正常时还是异常时，接头的结构性能都相对提高。

具体而言，本发明一种推压紧固式母头锁止可调芯接头包括母卡接头模块2和公插接头模块1，其中，所述母卡接头模块2包括钢管21和喇叭尾部24，所述钢管21与所述喇叭尾部24固定连接，所述钢管21上还设有多个止动阀22，多个所述止动阀22沿所述钢管21外壁的周向间隔均匀布置，所述止动阀22远离所述喇叭尾部24的一端与所述钢管21固定连接，另一端为向所述钢管21中心轴线方向延伸的自由状态；所述公插接头模块1包括依次固定连接的Y型长螺纹锚筋11、插销螺栓13和销钉14，所述Y型长螺纹锚筋11埋入装配式建造构件中，所述销钉14为锥形结构，且该锥形结构的大端面与所述插销螺栓13固定连接；在工作过程中，所述插销螺栓13和销钉14插入所述钢管21并将多个所述止动阀22撑开，在所述销钉14穿过所述多个所述止动阀22后，多个所述止动阀22复位，从而将所述销钉14固定锁止，以此方式，实现母卡接头模块2和公插接头模块1的快速插入和锁止。更具体的，在装配式建造构件装配过程中，所述插销螺栓13和销钉14插入所述钢管21并将多个所述止动阀22撑开，在所述销钉14穿过所述多个所述止动阀22后，多个所述止动阀22复位，从而将所述销钉14固定锁止，以此方式，实现需要连接的装配式建造构件的快速插入和锁止。

进一步的，所述销钉14的大端面上设有环形凹槽，在在装配式建造构件装配过程中，多个所述止动阀22复位时恰好能进入该凹槽，从而实现所述销钉14与多个所述止动阀22的固定锁止。

进一步的，所述母卡接头模块2还包括橡胶套25，所述橡胶套25套设在所述钢管21上，且能够完全覆盖多个所述止动阀22；所述钢管21靠近所述喇叭尾部24的一端还设有橡胶塞26，该橡胶塞26与所述钢管21过盈配合。

进一步的，所述止动阀22的中心轴线与所述钢管21的中心轴线的夹角为5°～10°，且该锥形结构的大端面的半径为所述钢管21内壁截面半径的0.8～0.95倍。进而，使得本发明母卡接头模块和公插接头模块的快速插入和锁止过程中，在提供足够的容差量的条件下，可实现两者的精准锁止，保证整个接头在连接之后的刚度和强度，同时，若夹角过大，容易导致接头在拼接过程中碰撞严重，同时，在拼接完成后，止动阀与其接触的构件之间的挤压力过大，损坏接头结构；若夹角过小，止动阀的回复的粒度不够，难以实现结构的固定。更进一步的，本发明中，所述止动阀的中心轴线与所述钢管的中心轴线的夹角和锥形结构的大端面的半径与所述钢管内壁截面半径是相互配合设计的，及两者的关系是相关联，在此条件下，所述止动阀复位时恰好能进入该凹槽，从而实现所述销钉与多个所述止动阀的固定锁止。

进一步的，所述销钉14的外周还套设有弹性部件。

进一步的，所述钢管21靠近所述喇叭尾部24的一端还设有应力孔23，用于消除喇叭尾部24在成型过程产生的应力集中，进一步的，所述应力孔23根据需要设置有多个，多个所述应力孔23沿所述钢管21外壁的周向间隔均匀布置。

进一步的，所述Y型长螺纹锚筋11的外周设置有多个长螺纹，多个所述长螺纹呈阵列排布。

进一步的，所述止动阀22设置的个数不小于3。

进一步的，所述Y型长螺纹锚筋11靠近所述插销螺栓13的一端还设有螺栓孔12。

如图1所示，按照本发明的另一个方面，还提供了一种装配式建造构件，包括本体，所述本体的相对两端分别设有如上述的推压紧固式母头锁止可调芯接头中的所述母卡接头模块和公插接头模块。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种推压紧固式母头锁止可调芯接头，其特征在于，包括母卡接头模块(2)和公插接头模块(1)，其中，

所述母卡接头模块(2)包括钢管(21)和喇叭尾部(24)，所述钢管(21)与所述喇叭尾部(24)固定连接，所述钢管(21)上还设有多个止动阀(22)，多个所述止动阀(22)沿所述钢管(21)外壁的周向间隔均匀布置，所述止动阀(22)远离所述喇叭尾部(24)的一端与所述钢管(21)固定连接，另一端为向所述钢管(21)中心轴线方向延伸的自由状态；

所述母卡接头模块(2)还包括橡胶套(25)，所述橡胶套(25)套设在所述钢管(21)上，且能够完全覆盖多个所述止动阀(22)；所述钢管(21)靠近所述喇叭尾部(24)的一端还设有橡胶塞(26)，该橡胶塞(26)与所述钢管(21)过盈配合；所述钢管(21)靠近所述喇叭尾部(24)的一端还设有应力孔(23)，用于消除喇叭尾部(24)在成型过程产生的应力集中；

所述公插接头模块(1)包括依次固定连接的Y型长螺纹锚筋(11)、插销螺栓(13)和销钉(14)，所述Y型长螺纹锚筋(11)埋入装配式建造构件中，所述销钉(14)为锥形结构，且该锥形结构的大端面与所述插销螺栓(13)固定连接；

所述止动阀(22)的中心轴线与所述钢管(21)的中心轴线的夹角为5°～10°，且该锥形结构的大端面的半径为所述钢管(21)内壁截面半径的0.8～0.95倍；

在工作过程中，所述插销螺栓(13)和销钉(14)插入所述钢管(21)并将多个所述止动阀(22)撑开，在所述销钉(14)穿过所述多个所述止动阀(22)后，多个所述止动阀(22)复位，从而将所述销钉(14)固定锁止，以此方式，实现母卡接头模块(2)和公插接头模块(1)的快速插入和锁止；

所述销钉(14)的大端面上设有环形凹槽，在在装配式建造构件装配过程中，多个所述止动阀(22)复位时恰好能进入该凹槽，从而实现所述销钉(14)与多个所述止动阀(22)的固定锁止。

2.根据权利要求1所述的接头，其特征在于，所述销钉(14)的外周还套设有弹性部件。

3.根据权利要求1所述的接头，其特征在于，所述应力孔(23)根据需要设置有多个，多个所述应力孔(23)沿所述钢管(21)外壁的周向间隔均匀布置。

4.根据权利要求1所述的接头，其特征在于，所述Y型长螺纹锚筋(11)的外周设置有多个长螺纹，多个所述长螺纹呈阵列排布。

5.根据权利要求1所述的接头，其特征在于，所述止动阀(22)设置的个数不小于3。

6.根据权利要求1-5任一项所述的接头，其特征在于，所述Y型长螺纹锚筋(11)靠近所述插销螺栓(13)的一端还设有螺栓孔(12)。

7.一种装配式建造构件，其特征在于，包括本体，所述本体的相对两端分别设有如权利要求1～6任意一项所述的推压紧固式母头锁止可调芯接头中的所述母卡接头模块(2)和公插接头模块(1)。

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