CN112376549A - 一种预应力混凝土管桩抗震连接装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及交通建设工程技术领域，具体是一种预应力混凝土管桩抗震连接装置，包括上管桩与下管桩，上管桩的底部嵌有第一内筒，第一内筒的上端插入上管桩中，下管桩的顶部嵌有底部封口的第二内筒，第二内筒的下端插入下管桩中，第二内筒内壁上设有一圈凸台，第一内筒与第二内筒中分别均匀设有环型板，第一内筒内环型板固定于第一内筒的内壁上，第二内筒内相邻环型板之间固定连接有连接杆，第二内筒内最下方环型板架设于凸台上；本发明设计新颖、使用方便，该抗震连接装置便于安装能够有效防止地震过程中相邻预应力混凝土管桩的连接处发生弯剪及拉伸损坏，提升了其连接强度，具有较强的适用性，适宜进一步推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及交通建设工程技术领域，具体是一种预应力混凝土管桩抗震连接装置及其使用方法。
背景技术
随着国民经济快速发展，对桩基础需求量越来越大，预应力钢筋混凝土管桩因其质量稳定、桩身强度高、单桩承载力高、造价低、施工工期短、质量容易保证等明显优点，自上世纪使用以来，已经广泛应用于我国工业及民用建筑中。
传统的预应力混凝土管桩间通常通过焊接方式实现固定连接，抗震效果较差。在地震时，预应力混凝土管桩连接处为应力薄弱点，在受到地震的纵向及横向震动波时，相邻预应力混凝土管桩的连接处会受到弯剪及拉伸造成破坏。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种预应力混凝土管桩抗震连接装置及其使用方法。
本发明通过以下技术方案予以实现：
一种预应力混凝土管桩抗震连接装置，包括上管桩与下管桩，所述上管桩的底部嵌有第一内筒，所述第一内筒的上端插入上管桩中，所述下管桩的顶部嵌有底部封口的第二内筒，所述第二内筒的下端插入下管桩中，所述第二内筒内壁上设有一圈凸台，所述第一内筒与第二内筒中分别均匀设有环型板，所述第一内筒内环型板固定于第一内筒的内壁上，所述第二内筒内相邻环型板之间固定连接有连接杆，第二内筒内最下方环型板架设于凸台上，所述环型板的中部插接有一韧性钢柱，所述韧性钢柱的下端抵接于第二内筒的内腔底部，所述第一内筒的底部沿圆周均匀设有内螺纹嵌块，所述内螺纹嵌块内均螺纹连接有球头杆，所述第二内筒顶部与球头杆相对应位置设有顶部设有开口的中空嵌块，所述中空嵌块的内壁开设有一圈凹槽，所述凹槽内滑动设置有分体式卡接环，所述分体式卡接环的外壁上设有弧形槽，弧形槽内卡有橡胶圈，所述球头杆下端球头插入至分体式卡接环下方并与分体式卡接环相卡接。
优选的，所述韧性钢柱的直径为上管桩内径的1/5-1/4，所述韧性钢柱与环型板之间为间隙配合，双边配合间隙为5-8mm。
优选的，所述分体式卡接环由若干个弧形件拼接而成，分体式卡接环内壁上端设有倒角。
优选的，所述球头杆的球头端设有一水平挂台，所述分体式卡接环的底端与球头杆的球头上的水平挂台相抵接。
优选的，所述第一内筒与第二内筒之间设有一层韧性环型垫板，韧性环型垫板上设有用于避空球头杆的开口。
优选的，所述第一内筒的底部及第二内筒的顶部均涂覆有耐磨防腐涂层。
优选的，所述韧性钢柱的侧壁延其圆周均匀开设有嵌绳槽，所述嵌绳槽内均匀设有槽轮，所述第二内筒的内腔底部放置有一环型负重块，所述韧性钢柱位于环型负重块中部，所述环型负重块与嵌绳槽对应位置分别固定有一钢丝绳，所述钢丝绳另一端穿过各槽轮并固定于嵌绳槽的顶部。
优选的，所述环型负重块的内径为韧性钢柱外径的2-2.5倍。
本发明还进一步提供了预应力混凝土管桩抗震连接装置的使用方法，具体包括以下步骤：
1)将下管桩打入土中，然后将用钢丝绳连接好的韧性钢柱与环型负重块吊放入第二内筒的内腔中部；
2)将由连接杆连接的多组环型板套至韧性钢柱上并向下安入，使最下方环型板与凸台相抵接；
3)在第二内筒顶部涂覆一层耐磨防腐涂层，接着放置一层韧性环型垫板；
4)在第一内筒的底部涂覆一层耐磨防腐涂层，然后旋入球头杆并将上管桩垂直吊放至下管桩上，上管桩安入后韧性钢柱上端穿过第一内筒内各环型板，且球头杆的球头部与分体式卡接环卡接固定。
本发明有益效果：
本发明设计新颖、使用方便，该抗震连接装置便于安装能够有效防止地震过程中相邻预应力混凝土管桩的连接处发生弯剪及拉伸损坏，提升了其连接强度，具有较强的适用性，适宜进一步推广应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
附图1是本发明的示意图；
附图2是圆形钢盖板的结构示意图；
附图3是预制管桩的内部结构示意图；
附图4是滑杆的结构示意图；
附图5是圆形钢盖板的正视图；
附图6是本发明的使用示意图；
附图7是本发明的使用示意图。
主要元件符号说明
上管桩-1；下管桩-2；第一内筒-3；第二内筒-4；凸台-5；环型板-6；连接杆-7；韧性钢柱-8；内螺纹嵌块-9；球头杆-10；中空嵌块-11；分体式卡接环-12；橡胶圈-13；环型负重块-14；槽轮-15；钢丝绳-16；嵌绳槽-801。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
参照图1-3，一种预应力混凝土管桩抗震连接装置，包括上管桩1与下管桩2，上管桩1的底部嵌有第一内筒3，第一内筒3的上端插入上管桩1中，下管桩2的顶部嵌有底部封口的第二内筒4，第二内筒4的下端插入下管桩2中，其中第一内筒3、第二内筒4均由钢材制成；第一内筒3与上管桩1在管桩浇筑时第一内筒3嵌入到管桩端部，第二内筒4嵌入下管桩2原理同上；第二内筒4内壁上焊接固定有一圈凸台5，第一内筒3与第二内筒4中分别均匀设有环型板6，其中环型板选用高强度钢板材质；第一内筒3内环型板6焊接固定于第一内筒3的内壁上，第二内筒4内相邻环型板6之间固定连接有连接杆7，第二内筒4内最下方环型板6架设于凸台5上，环型板6的中部插接有一韧性钢柱8，其中韧性钢柱8的长度约为50cmm左右，韧性钢柱8的中部正好对齐于上下管桩的连接处，韧性钢柱8可选用SKD61材质；韧性钢柱8的下端抵接于第二内筒4的内腔底部，第一内筒3的底部沿圆周均匀设有内螺纹嵌块9，内螺纹嵌块9内均螺纹连接有球头杆10，第二内筒4顶部与球头杆10相对应位置设有顶部设有开口的中空嵌块11，中空嵌块11的内壁开设有一圈凹槽，凹槽内滑动设置有分体式卡接环12，分体式卡接环12的外壁上设有弧形槽，弧形槽内卡有橡胶圈13，球头杆10下端球头插入至分体式卡接环12下方并与分体式卡接环12相卡接；当球头杆10插入至中空嵌块11过程中，随着球头杆10的插入分体式卡接环12滑入中空嵌块11内壁的凹槽内，同时橡胶圈13被拉伸，当球头杆10的宽部穿过分体式卡接环12后，分体式卡接环12在橡胶圈13的作用下恢复成环型，球头杆10与分体式卡接环12卡接固定，实现上管桩1与下管桩2间的稳固连接，防止震动过程中上管桩1与下管桩2分离；当震动过程中上管桩1与下管桩2间的连接处除了会受到纵向的拉扯力还会受到折弯，上管桩1与下管桩2中韧性钢柱8通过环型板6对上管桩1与下管桩2进行支撑，防止上管桩1与下管桩2的连接处发生折弯断裂。
上述环型板6与第二内筒4内径为间隙配合，双边配合间隙为3-5mm；该种设置便于环型板6放入到第二内筒4中，同时避免环型板6外径过小无法对第二内筒4内壁起到支撑。
进一步的，韧性钢柱8的直径为上管桩1内径的1/5-1/4，韧性钢柱8与环型板6之间为间隙配合，双边配合间隙为5-8mm；韧性钢柱8与环型板6之间配合间隙过大不利于韧性钢柱8通过环型板6对上管桩1与下管桩2进行有效支撑，韧性钢柱8与环型板6之间配合间隙过小不利于韧性钢柱8的放入。
进一步的，分体式卡接环12由若干个弧形件拼接而成，分体式卡接环12内壁上端设有倒角；倒角的设置能够起到导向作用，利于球头杆10上的球头从上方插入并穿过分体式卡接环12。
进一步的，球头杆10的球头端设有一水平挂台，分体式卡接环12的底端与球头杆10的球头上的水平挂台相抵接，该种设置能够进一步防止球头杆10受拉力后从分体式卡接环12中抽出。
进一步的，第一内筒3与第二内筒4之间设有一层韧性环型垫板，其中韧性环型垫板可选用硬度为86-90D的橡胶垫，橡胶垫的厚度为50-75mm，韧性环型垫板上设有用于避空球头杆10的开口；橡胶垫的设置能够使上管桩1与下管桩2发生一定程度上的折弯，进一步防止上管桩1与下管桩2发生硬性折弯损坏。
进一步的，第一内筒3的底部及第二内筒4的顶部均涂覆有耐磨防腐涂层，耐磨防腐涂层型号为RJ-G-10；能够防止第一内筒3与第二内筒4发生腐蚀损坏。
进一步的，韧性钢柱8的侧壁延其圆周均匀开设有嵌绳槽801，其中韧性钢柱8外径小于凸台5内径；嵌绳槽801内均匀设有槽轮15，第二内筒4的内腔底部放置有一环型负重块14，韧性钢柱8位于环型负重块14中部，环型负重块14与嵌绳槽801对应位置分别固定有一钢丝绳16，钢丝绳16另一端穿过各槽轮15并固定于嵌绳槽801的顶部，其中钢丝绳16处于刚好绷紧的状态；当韧性钢柱8发生弯曲时，韧性钢柱8弯曲方向对侧的环型负重块14被抬起，环型负重块14通过钢丝绳16使韧性钢柱8朝其折弯的反方向进行拉扯，使弯曲的韧性钢柱8在环型负重块14重力拉扯作用下进行拉扯复位。
进一步的，环型负重块14的内径为韧性钢柱8外径的2-2.5倍；避免环型负重块14一侧上抬时环型负重块14内壁与韧性钢柱8外壁发生干涉。
本实施例还进一步提供了预应力混凝土管桩抗震连接装置的使用方法，具体包括以下步骤：
1)将下管桩2打入土中(如附图4所示)，然后将用钢丝绳16连接好的韧性钢柱8与环型负重块14吊放入第二内筒4的内腔中部(如附图5所示)；
2)将由连接杆7连接的多组环型板6套至韧性钢柱8上并向下安入，使最下方环型板6与凸台5相抵接(如附图6所示)；
3)在第二内筒4顶部涂覆一层耐磨防腐涂层，接着放置一层韧性环型垫板(如附图6所示)；
4)在第一内筒3的底部涂覆一层耐磨防腐涂层，然后旋入球头杆10并将上管桩1垂直吊放至下管桩2上，上管桩1安入后韧性钢柱8上端穿过第一内筒3内各环型板6，且球头杆10的球头部与分体式卡接环12卡接固定(如附图7所示)。
上述预应力混凝土管桩抗震连接装置为安装式结构，安装步骤简单易行，具有较强的适用性，适宜进一步推广应用。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种预应力混凝土管桩抗震连接装置，包括上管桩(1)与下管桩(2)，其特征在于，所述上管桩(1)的底部嵌有第一内筒(3)，所述第一内筒(3)的上端插入上管桩(1)中，所述下管桩(2)的顶部嵌有底部封口的第二内筒(4)，所述第二内筒(4)的下端插入下管桩(2)中，所述第二内筒(4)内壁上设有一圈凸台(5)，所述第一内筒(3)与第二内筒(4)中分别均匀设有环型板(6)，所述第一内筒(3)内环型板(6)固定于第一内筒(3)的内壁上，所述第二内筒(4)内相邻环型板(6)之间固定连接有连接杆(7)，第二内筒(4)内最下方环型板(6)架设于凸台(5)上，所述环型板(6)的中部插接有一韧性钢柱(8)，所述韧性钢柱(8)的下端抵接于第二内筒(4)的内腔底部，所述第一内筒(3)的底部沿圆周均匀设有内螺纹嵌块(9)，所述内螺纹嵌块(9)内均螺纹连接有球头杆(10)，所述第二内筒(4)顶部与球头杆(10)相对应位置设有顶部设有开口的中空嵌块(11)，所述中空嵌块(11)的内壁开设有一圈凹槽，所述凹槽内滑动设置有分体式卡接环(12)，所述分体式卡接环(12)的外壁上设有弧形槽，弧形槽内卡有橡胶圈(13)，所述球头杆(10)下端球头插入至分体式卡接环(12)下方并与分体式卡接环(12)相卡接。
2.根据权利要求1所述的一种预应力混凝土管桩抗震连接装置，其特征在于，所述韧性钢柱(8)的直径为上管桩(1)内径的1/5-1/4，所述韧性钢柱(8)与环型板(6)之间为间隙配合，双边配合间隙为5-8mm。
3.根据权利要求1所述的一种预应力混凝土管桩抗震连接装置，其特征在于，所述分体式卡接环(12)由若干个弧形件拼接而成，分体式卡接环(12)内壁上端设有倒角。
4.根据权利要求3所述的一种预应力混凝土管桩抗震连接装置，其特征在于，所述球头杆(10)的球头端设有一水平挂台，所述分体式卡接环(12)的底端与球头杆(10)的球头上的水平挂台相抵接。
5.根据权利要求1所述的一种预应力混凝土管桩抗震连接装置，其特征在于，所述第一内筒(3)与第二内筒(4)之间设有一层韧性环型垫板，韧性环型垫板上设有用于避空球头杆(10)的开口。
6.根据权利要求5所述的一种预应力混凝土管桩抗震连接装置，其特征在于，所述第一内筒(3)的底部及第二内筒(4)的顶部均涂覆有耐磨防腐涂层。
7.根据权利要求6所述的一种预应力混凝土管桩抗震连接装置，其特征在于，所述韧性钢柱(8)的侧壁延其圆周均匀开设有嵌绳槽(801)，所述嵌绳槽(801)内均匀设有槽轮(15)，所述第二内筒(4)的内腔底部放置有一环型负重块(14)，所述韧性钢柱(8)位于环型负重块(14)中部，所述环型负重块(14)与嵌绳槽(801)对应位置分别固定有一钢丝绳(16)，所述钢丝绳(16)另一端穿过各槽轮(15)并固定于嵌绳槽(801)的顶部。
8.根据权利要求1所述的一种预应力混凝土管桩抗震连接装置，其特征在于，所述环型负重块(14)的内径为韧性钢柱(8)外径的2-2.5倍。
9.一种如权利要求7所述的预应力混凝土管桩抗震连接装置的使用方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
1)将下管桩(2)打入土中，然后将用钢丝绳(16)连接好的韧性钢柱(8)与环型负重块(14)吊放入第二内筒(4)的内腔中部；
2)将由连接杆(7)连接的多组环型板(6)套至韧性钢柱(8)上并向下安入，使最下方环型板(6)与凸台(5)相抵接；
3)在第二内筒(4)顶部涂覆一层耐磨防腐涂层，接着放置一层韧性环型垫板；
4)在第一内筒(3)的底部涂覆一层耐磨防腐涂层，然后旋入球头杆(10)并将上管桩(1)垂直吊放至下管桩(2)上，上管桩(1)安入后韧性钢柱(8)上端穿过第一内筒(3)内各环型板(6)，且球头杆(10)的球头部与分体式卡接环(12)卡接固定。
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- 2020-10-26 CN CN202011159248.4A patent/CN112376549B/zh active Active
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