CN112012194A - 一种插接止退结构和预制构件组合 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种插接止退结构和预制构件组合，所述插接止退结构包括外套筒、插杆、环状保持架以及导正环，其中，外套筒具有一容纳腔，插杆的轴向一端形成可伸入容纳腔中的变径插接头，环状保持架环套在变径插接头的外围且由导正环封盖在所述容纳腔内，环状保持架于靠近导正环的一端部沿周向间隔开设有两个以上豁口，豁口内容纳有外周宽大于内周宽的弧形卡块用以逆向卡止变径插接头；豁口的内宽小于弧形卡块的外宽且大于弧形卡块的内宽以使弧形卡块能够沿环状保持架的轴向和/或径向移动。该插接止退结构能够防止卡片和弹簧掉落或倾翻，能够保证插接成功率和抗拔止退效果，具有更好的连接便捷性和连接强度。

Description

一种插接止退结构和预制构件组合

技术领域

本发明属于建筑技术领域，具体涉及一种插接止退结构和预制构件组合。

背景技术

预制混凝土桩是建筑行业中广泛的使用的桩基础用材，受限于生产和运输条件，预制混凝土桩的单节长度往往小于预制混凝土桩的设计长度要求，因而在实际施工过程中，需要将多根预制混凝土桩轴向连接在一起以达到设计要求的整体长度。传统的预制混凝土桩连接方式一般是将上、下两节预制混凝土桩的端板对齐进行焊接固定，具体方法是将上、下两节管桩的端头板对齐，调整垂直度后，再通过电焊方式连接，该连接方式受人为因素、气象因素影响大，且由于对管桩垂直度及连接质量要求较高，因此施工难度和施工成本高。且此种焊接方式没有将上、下管桩内的钢棒进行连接，因而上、下管桩之间的应力传递作用不强，导致上、下节预制混凝土桩间的连接强度不甚理想。

针对上述传统的端板对齐焊接的预制混凝土桩连接方式，申请人先前提供了一种强拉扣接结构，如图18所示，该强拉扣接结构包括中间螺母301和插入到中间螺母301中的插杆302，中间螺母301端部具有由若干个卡片303组成的卡圈，当插杆302插入到中间螺母301中时，卡圈能卡住插杆302从而使插杆301与中间螺母302卡接配合，卡片303内部具有至少一个卡齿，插杆302的上具有至少一个张拉台阶3022，张拉台阶3022能与卡齿卡接配合从而形成台阶状扣接结构。插杆302的变径插接头3021具有与卡圈形状相配适的凹陷部3023，张拉台阶3022位于凹陷部3023外壁上。张拉台阶3022呈环形，若干个卡片303上的卡齿围合而成环形结构。

相对于传统的焊接式预制桩连接方法，上述的强拉扣接结构省去了桩端部的连接端板，因而具有金属用量少、对接施工速度快、连接强度高等优点。但缺点在于：由于上述的强拉扣接结构在插接完成前，通常先将插杆302安装于上节桩一端部的螺母套筒306，中间螺母301、支承环304、卡片303、弹性件305等其他部件安装于下节桩一端部的螺母套筒306内，由于预制混凝土桩不可避免存在一定的桩端面倾斜和/或螺母套筒定位误差和/或上、下节预制混凝土桩轴向未对齐，因此，为了保证上、下节预制混凝土桩间的多个强拉扣接结构均能够完成插接动作，需将中间螺母301的内孔3011与插杆302的中间段3021间留有足够大的径向间隙以调整上述误差，这就无法避免插杆302在接触卡片303的前期存在插杆中轴线相对于中间螺母中轴线倾斜或偏移的情形，如此情形下，会出现变径插接头3021碰翻支承环304上的部分卡片303，故只有部分数量的卡片303能够起到逆向卡止插杆302的作用，导致上、下节预制混凝土桩的连接强度无法达到设计标准要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种插接止退结构，在于解决现有混凝土预制构件用机械接头存在插杆在装配过程中易碰倒卡片导致插接失败的问题，保证插接的成功率和连接强度。

为实现上述目的，本发明提供一种插接止退结构，包括：外套筒，具有容纳腔；插杆，其轴向一端形成可伸入容纳腔中的变径插接头；以及环状保持架，环套在变径插接头的外围并由导正环封盖在所述容纳腔内；

其中，环状保持架于靠近导正环的一端部沿周向间隔开设有两个以上豁口，豁口内容纳有外周宽大于内周宽的弧形卡块用以逆向卡止变径插接头；

豁口的内宽小于弧形卡块的外宽且大于弧形卡块的内宽以使弧形卡块能够沿环状保持架的轴向和/或径向移动。

优选地，环状保持架内置弹性元件，弹性元件的一端部延伸至豁口内并向导正环抵推所述弧形卡块。

优选地，环状保持架于豁口的底部开设有可部分容纳所述弹性元件的导向槽或导向孔。

优选地，弹性元件由支撑板、分别与所述支撑板两侧端一体成型的弹性支腿构成，弹性支腿包括至少一段折弯段和/或圆弧段。

优选地，在远离所述环状保持架中轴线的径向上，所述豁口的两侧壁呈外八字形；

和/或在所述环状保持架的轴向上，所述豁口的两侧壁呈外八字形。

优选地，在远离所述环状保持架中轴线的径向上，所述豁口的两侧壁呈外八字形；

在由豁口底部至豁口顶部的方向上，所述豁口具有至少一豁口宽度保持段和至少一豁口宽度增加段。

优选地，环状保持架上靠近导正环的一端周面为外锥形面；

和/或，所述外套筒内周壁半径与环状保持架外周壁半径的差值小于弧形卡块底部的径向厚度。

优选地，还包括：螺接固定插杆另一端部的螺接体；

所述弧形卡块的周向一端或两端与弧形卡块的内壁间倒斜角或圆角；

和/或所述弧形卡块的周向一端或两端与弧形卡块的外壁间倒斜角或圆角。

优选地，在远离所述环状保持架中轴线的径向上，所述豁口具有至少一豁口宽度增大环部和至少一豁口宽度保持环部；

和/或，在由豁口底部至豁口顶部的方向上，所述豁口具有至少一豁口宽度保持段和至少一豁口宽度增加段。

与现有技术相比，本发明提供的插接止退结构，对插接卡止结构作了进一步的改进，在插接头的外围套设一个环状保持架，在环状保持架上端部设置有多个容置弧形卡块的豁口，豁口的内宽小于弧形卡块的外宽且大于弧形卡块的内宽以保证弧形卡块只能移动而不能向中轴线方向倾翻，并对弧形卡块进行径向移动行程限位和周向移动行程限位，保证了弧形卡块在插接头插入过程中不会因为受力不均掉落或歪斜不能与插接头形成有效卡接，同时，在将环状保持架放入外套筒之前可以手动调整好弧形卡块和弹性元件的位置，即可保证安装完成后的弧形卡块能够有效处于最佳位置，且豁口的形状限制弧形卡块上下移动的路径，插接头插入后弧形卡块沿最优路径移动，在形成卡接后能够与插接头形成最大的接触面积，具有更好的抗拔效果，使连接更稳固。

本发明的另一目的是提供一种通过所述插接止退结构进行连接的预制构件组合。

为实现上述目的，本发明提供一种预制构件组合，该预制构件组合包括两个以上沿一方向依次对接的预制构件，其特征在于，当相邻两个预制构件相拼接时，一预制构件的端部与另一预制构件的端部由权利要求1至9中任意一项所述的插接止退结构对接；

优选的，各预制构件包含内置有刚性骨架的混凝土本体，所述刚性骨架具有多根呈阵列分布的受力筋；

且一预制构件中至少部分数量的受力筋于一端部固接一螺接体，和/或另一预制构件中至少部分数量的受力筋于另一端部固接一所述螺母套筒。

本发明提供的预制构件组合，由于所述插接止退结构具有上述技术效果，则设有该预插接止退结构的混凝土预制构件连接结构也应具有相应的技术效果，并另具有连接强度高、稳定性好、耐久性好的效果。

附图说明

图1为本发明第一实施例公开的插接止退结构的装配示意图；

图2为图1所示的插接止退结构的爆炸图；

图3为本发明第一实施例中环状保持架的第一种结构示意图；

图4为本发明第一实施例中环状保持架的第二种结构示意图；

图5为本发明第一实施例中环状保持架的第三种结构示意图；

图6为本发明第一实施例的环状保持架的第四种结构示意图；

图7为本发明第一实施例中不同环状保持架的豁口的横剖面图；

图8为图1所示的导正环的剖视图；

图9为图8中A处放大图；

图10为图1所示的弧形卡块的纵截面剖视图；

图11为图1所示的弧形卡块的附视图；

图12为图1所示的带倒角的弧形卡块的示意图；

图13为图1所示的插杆插入时弧形卡块下移的过程示意图；

图14为图1所示的弹性元件结构示意图；

图15为图1所示的插杆的结构示意图；

图16为本发明第二实施例公开的环状保持架的结构示意图；

图17为本发明第三实施例中预制构件组合的剖视图；

图18为现有技术的强拉扣接结构。

图1至图17中：

100.插接止退结构 1.外套筒 11.容纳腔 12.墩头卡台 2.插杆 3.导正环 4.弧形卡块 5.弹性元件 6.环状保持架 12.墩头卡台 21.第一外螺纹 22.插接头 221.上变径部 222.下变径部 31.第二外螺纹 32.水平面 33.第一倾斜面 34.第二倾斜面 41.上表面42.外侧面 43.底面 51.支撑板 511.第一侧边 512.第二侧边 52.弹性支腿 53.水平平板段 61.豁口 62.导向孔 63.豁口宽度保持段 64.豁口宽度增加段 65.第二豁口宽度增加段 66.第三豁口宽度增加段 67.导向槽 68.豁口宽度增大环部 69.豁口宽度保持环部200.预制构件组合 201.预制构件 202.受力筋 203.螺接体

图18中：

301.中间螺母 302.插杆 303.卡片 304.支承环 305.弹性件 3022.张拉台阶3021.变径插接头 3023.凹陷部 306.螺母套筒 3011.内孔

具体实施方式

为了便于理解本发明技术方案，以下结合附图与具体实施例进行详细说明。

在本文中，“上、下、内、外”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

实施例一

如图1-2所示，在第一实施例中，其所提供的插接止退结构100包括：外套筒1、插杆2、导正环3、弧形卡块4、弹性元件5以及环状保持架6。本实施例中，先定义沿环状保持架6任意径向上远离中轴线的方向为外，反向为内；其余各零部件的内、外方向在无具体说明的情形下，均优先参照此定义方向。

具体的，外套筒1具有容纳腔11、插杆2的轴向一端形成可伸入容纳腔11中的变径插接头22，环状保持架6环套在变径插接头22的外围并由导正环3封盖在所述容纳腔内，导正环3与外套筒1通过螺纹旋接固定，环状保持架6的上端面和下端面分别与导正环3的下端面和容纳腔11底部的墩头卡台12形成抵接，防止在插接止退结构100在使用时环状保持架6产生位移或晃动，影响插接的精度。环状保持架6于靠近导正环3的一端部(即图1中的上端部)沿周向间隔开设有两个以上豁口61，豁口61的个数优选为4个，且各豁口61优选等间隔角度开设且规格相同，当然，在本发明提供的环状保持架6中，豁口61的个数还可以是2个、3个、5个、6个等。豁口61内容纳有外周宽L2大于内周宽L1的弧形卡块4用以逆向卡止变径插接头22，如图11所示。本实施例中，定义零部件周向上两端的宽度为周宽。

豁口61的内宽L小于弧形卡块4的外宽L2且大于弧形卡块4的内宽L1时，弧形卡块4在豁口61内能够沿环状保持架6的径向移动而不会掉落或朝向中轴线方向倾翻，其中，豁口61的内宽L为沿环状保持架6的径向方向上的最小宽度，可以是豁口61最内侧边的宽度或内外两侧边之间任一部位的宽度，且在远离环状保持架6中轴线的任意径向上必然存在宽度值更大的外宽，且该外宽大于上述豁口61内宽L，同样，豁口的外宽大于弧形卡块4的外周宽L2；当弧形卡块4沿径向向环状保持架6的轴线移动到一定位置时，豁口61的内宽L所在部位的侧壁与弧形卡块4的侧壁形成抵挡，防止弧形卡块4向内继续移动进而掉落；在远离所述环状保持架6中轴线的径向上，所述豁口6具有至少一豁口宽度增大环部68和/或至少一豁口宽度保持环部69，图7示出了其中的两种情况；图7(a)中，豁口宽度增大环部68与内侧的豁口增大环部69的过渡处的宽度最小，为豁口内宽L，起到径向止挡的作用；图7(b)中，豁口宽度增大环部68的内侧边宽度最小，为豁口内宽L，起到径向止挡的作用；本实施例中，豁口61在远离所述环状保持架6中轴线的径向上，仅有一个豁口宽度增大部68，两侧壁呈外八字形，与弧形卡块4相匹配，且该外八字形可以是对称的也可以是不对称的。

如图3所示，在沿环状保持架6轴向上，豁口61的宽度可以保持一致，只要其内宽小于弧形卡块4的外宽L2且大于弧形卡块4的内宽L1，则弧形卡块4可以在豁口61内上下移动而不会发生倾斜掉落或倾翻。如图15所示，由于插杆2下端部存在变径部位，弧形卡块4在沿环状保持架6轴向向上移动过程中，同时也沿环状保持架6的径向向内移动，故豁口61宽度也可以由下向上逐渐增大，即豁口61两侧壁向上呈外八字形，如图4所示；优选的，在由豁口61底部至豁口61顶部的方向上，豁口61具有至少一豁口宽度保持段63和至少一豁口宽度增加段64，如图5所示。

本实施例中，如图8-9所示，导正环3的下端面包括水平面32、第一斜面33、第二斜面34，其中，第一下面33和第二斜面34的倾斜角度不同；插杆2插入后与弧形卡块4接触时，弧形卡块4在弹性元件5的抵推作用下抵靠在导正环3下端面的第二斜面34，此时，弧形卡块4的上表面41和外侧面42的相交处P2与导正环3下端面上的第二倾斜面34接触，且处于弧形卡块4能够上移的最大位置处，如图13(a)所示；当插杆2插入导正环3并继续向下时，插接头22与弧形卡块4的上端面接触，进入弧形卡块4所围成的空间并将多个弧形卡块4撑开，P2与第二倾斜面34始终接触并沿着第二倾斜面34继续向下滑移，如图13(b)所示，越过第二倾斜面34后P2与第一倾斜面33接触并沿着第一倾斜面33向下滑移；当P2滑移至导正环3上水平面32与第一倾斜面33的相交处P1后，弧形卡块4的上表面41与P1接触，并继续下移至弧形卡块4最大撑开处，如图13(c)所示，此时，插接头22的直径最大处与弧形卡块4的最内部位接触。

当插接头22继续向下插入，弧形卡块4越过插接头22的直径最大处并在弹性元件5的作用下上移，弧形卡块4上移的路径与前述下移路径相同但方向相反，上述弧形卡块4移动路径为其最佳路径，而为了保证弧形卡块4在上下移动过程中不产生歪斜，影响其与插接头22的卡接效果，在豁口61由上至下依次设有一个豁口宽度保持段63、豁口宽度增加段64、第二豁口宽度增加段65、第三豁口宽度增加段66，使弧形卡块4的侧边始终与豁口的两侧壁接触滑动，如图6所示。而当导正环3的下端面为其他形状，豁口61也可以做相应的设置，例如，导正环3的下端面为锥形时，豁口61可以由上至下依次设有一个豁口宽度保持段、两个豁口宽度增加段。

如图6所示，环状保持架6于豁口61的底部开设有可部分容纳弹性元件5的导向孔62，导向孔62的内外侧壁优选为相互平行的圆弧，导向孔62可以为贯通孔或底部封闭的孔；弹性元件5的一端部延伸至豁口61内并向导正环3抵推弧形卡块4，另一端穿过导向孔62后压设于墩头卡台12上或直接压设在导向孔62的底部。如图14所示，弹性元件5顶部为支撑板51，支撑板51内外两侧的第一侧边511为圆弧且相互平行，左右两侧的第二侧边512具有一定的径向宽度D，以保证弹性元件5与弧形卡块4的底面具有更大的接触面积；支撑板51的左右两侧分别一体成型有弹性支腿52，弹性支腿52由与第二侧边512具有相同的径向宽度D的板向内弯折而成，且两条弹性支腿52的弯折部位高低错开，也可以是多段折弯或S形；当对弹性元件5的支撑板51施以向下的力时，弹性支腿52分别向两侧滑移，使得弹性元件5的支撑板51下移，撤销向下的力时，由于弹性作用弹性支腿52回弹，弹性元件5恢复原状；弹性支腿52的底部还可以设置平板段53，增加弹性元件5与支撑点的接触面积，提高弹性元件的承载力；弹性元件5优选为板簧。

如图6所示，环状保持架6靠近导正环3的一端周面为外锥形面，也可以设置为由多段锥度不同的锥面连接而成，与导正环3的下端面形状相匹配，使得环状保持架6在安装后能够与导正环3完全贴合；环状保持架6的外壁半径与外套筒1内周壁半径的差值小于弧形4底部的径向厚度，防止弧形卡块4掉入环状保持架6与外套筒1之间的间隙中。

如图15所示，插接头22包括上变径部221和下变径部222；上变径部221的外径沿轴向方向向下逐渐增大，形成上端外径小、下端外径大的圆锥台形卡接部位，弧形卡块4环套在插接头22上的圆锥台形卡接部位上从而对插接头形成逆向卡止，防止插杆2被拔出，而为使弧形卡块4能够在圆锥台形卡接部位上的任一位置都能够形成有效卡接，弧形卡块4内壁圆弧的半径与上变径部221的上端外径相匹配，当弧形卡块4卡接在上变径部221的中部或下部时，由于弧形卡块4内壁圆弧的半径小于其与上变径部221接触位置的半径，弧形卡块4仅内壁两侧边与上变径部221接触，此时，弧形卡块4对插接头22的逆向卡止效果差，当插杆受到一个较大的拉拔力时易产生滑脱，是的逆向卡止结构失效。

对此，如图12所示，可在弧形卡块4的周向一端或两端侧壁与弧形卡块4的内壁的连接处倒斜角44，斜角44也可以替换为圆角，增大弧形卡块3与插接头22的接触面积，提高逆向卡止结构的抗拉拔效果。弧形卡块4的周向一端或两端侧壁与弧形卡块4的外壁间也可以设置倒斜角或圆角，防止弧形卡块4在豁口61内沿环状保持架6径向移动时与豁口61的侧壁卡死，从而使弧形卡块4不能与插杆2形成有效卡接。

实施例二

本实施例中，与实施例一相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

本实施例与实施例一的原理和结构基本相同，不同之处在于，如图16所示，环状保持架6于豁口61的底部开设有可部分容纳弹性元件5的导向槽67，导向槽67沿环状保持架6径向向外侧开口，导向槽67沿环状保持架6轴向上贯通，也可以在导向槽67的下部设置一个支撑部，弹性元件5的一端部延伸至豁口61内并向导正环3抵推弧形卡块4，另一端穿过导向槽67后压设于墩头卡台12上或直接压设在导向槽67下部的支撑部上；导向槽67外侧开口处与外套筒1内壁之间间隔距离小于弧形卡块4底部的径向厚度。导向槽67与外套筒1的内壁对弹性元件5在前、后、左、右四个方向上进行限位，防止弹性元件的倾倒，同时方便加工，并节省原材料。

实施例三

本实施例中，与实施例一相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

如图17所示，除了上述插接止退结构，本发明还提供了一种预制构件组合200，包括两个以上沿一方向依次对接的预制构件201，当相邻两个预制构件201相拼接时，一预制构件的端部与另一预制构件的端部由上文中的插接止退结构对接；

优选的，各预制构件包含内置有刚性骨架的混凝土本体，所述刚性骨架具有多根呈阵列分布的受力筋202；且一预制构件中至少部分数量的受力筋于一端部固接一螺接体203，另一预制构件中至少部分数量的受力筋于另一端部固接一外套筒1，插杆2的另一端通过外螺纹21与螺接体螺接固定，导正环3、弧形卡块4、弹性元件5和环状保持架6依次设置与外套筒1内，通过插杆2的插接头22和弧形卡块4之间的卡接配合，将两预制构件进行稳固的连接。

具体的，预制构件可以是混凝土预制桩或混凝土预制承台或混凝土预制板或混凝土预制墙或混凝土预制柱或混凝土预制梁或混凝土预制阳台或混凝土预制飘窗或混凝土预制楼梯或混凝土预制电梯井或混凝土预制屋顶或混凝土预制露台等。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围以权利要求所限定的范围为准，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内做出的若干改进和润饰，也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种插接止退结构，其特征在于，包括：

外套筒，具有容纳腔；

插杆，其轴向一端形成可伸入容纳腔中的变径插接头；以及

环状保持架，环套在变径插接头的外围并由导正环封盖在所述容纳腔内；

其中，环状保持架于靠近导正环的一端部沿周向间隔开设有两个以上豁口，豁口内容纳有外周宽大于内周宽的弧形卡块用以逆向卡止变径插接头；

豁口的内宽小于弧形卡块的外宽且大于弧形卡块的内宽以使弧形卡块能够沿环状保持架的轴向和/或径向移动。

2.根据权利要求1所述的插接止退结构，其特征在于，环状保持架内置弹性元件，弹性元件的一端部延伸至豁口内并向导正环抵推所述弧形卡块。

3.根据权利要求2所述的插接止退结构，其特征在于，环状保持架于豁口的底部开设有可部分容纳所述弹性元件的导向槽或导向孔。

4.根据权利要求2或3所述的插接止退结构，弹性元件由支撑板、分别与所述支撑板两侧端一体成型的弹性支腿构成，弹性支腿包括至少一段折弯段和/或圆弧段。

5.根据权利要求1或2所述的插接止退结构，其特征在于，在远离所述环状保持架中轴线的径向上，所述豁口的两侧壁呈外八字形；

和/或，在所述环状保持架的轴向上，所述豁口的两侧壁呈外八字形。

6.根据权利要求1或2所述的插接止退结构，其特征在于，在远离所述环状保持架中轴线的径向上，所述豁口的两侧壁呈外八字形；

在由豁口底部至豁口顶部的方向上，所述豁口具有至少一豁口宽度保持段和至少一豁口宽度增加段。

7.根据权利要求1所述的插接止退结构，其特征在于，环状保持架上靠近导正环的一端周面为外锥形面；

和/或，所述外套筒内周壁半径与环状保持架外周壁半径的差值小于弧形卡块底部的径向厚度。

8.根据权利要求所述1或2的插接止退结构，其特征在于，还包括：螺接固定插杆另一端部的螺接体；

所述弧形卡块的周向一端或两端与弧形卡块的内壁间倒斜角或圆角；

和/或，所述弧形卡块的周向一端或两端与弧形卡块的外壁间倒斜角或圆角。

9.根据权利要求1所述的插接止退结构，其特征在于，在远离所述环状保持架中轴线的径向上，所述豁口具有至少一豁口宽度增大环部和至少一豁口宽度保持环部；

和/或，在由豁口底部至豁口顶部的方向上，所述豁口具有至少一豁口宽度保持段和至少一豁口宽度增加段。

10.一种预制构件组合，其特征在于，包括两个以上沿一方向依次对接的预制构件，其特征在于，当相邻两个预制构件相拼接时，一预制构件的端部与另一预制构件的端部由权利要求1至9中任意一项所述的插接止退结构对接；

优选的，各预制构件包含内置有刚性骨架的混凝土本体，所述刚性骨架具有多根呈阵列分布的受力筋；

且一预制构件中至少部分数量的受力筋于一端部固接一螺接体，和/或另一预制构件中至少部分数量的受力筋于另一端部固接一所述螺母套筒。

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