CN113137008A - 快速机械连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速机械连接装置，其中包括插杆结构及第一套筒，所述插杆结构包括插杆本体，所述插杆本体的一端外缘设有环形凸沿，所述插杆本体的该端设有可沿径向收缩的豁口，所述豁口将插杆本体的该端分成至少两瓣，所述插杆本体内放置有可限位该端沿径向收缩的弹性支撑件，所述第一套筒内腔设有阶梯形第一通孔，所述凸沿卡接于所述第一通孔上。本发明的结构设计巧妙紧凑，可用于抗压抗拔的连接要求，易操作、加工，可使生产现场免焊接、浇注，其还具有承载力高，造价低，施工效率高的优点。

Description

快速机械连接装置

技术领域

本发明涉及建筑材料的连接技术领域，尤其涉及一种用于接头与接头的快速机械连接装置。

背景技术

目前用于建筑领域的建筑材料种类繁多，尤其是近些年，我国提出的装配式建筑、重点有预制混凝土桩、预制梁、预制柱、钢结构等。但大部分的连接目前都是采用焊接工艺，或者是接头与接头处采用现浇方式，这两种方式不但给国家造成大量的环境污染，也浪费了大量的人力物力。

采用焊接方式，其质量有时难以得到保证，容易造成焊接处开裂、脱焊，存在重大的安全隐患，采用现浇方式现场生产，环境污染严重，难以保证现浇与预制构件的混凝土强度一致，容易存在质量安全隐患。

因此如何设计一种可解决上述问题的快速机械连接装置是本申请发明人潜心研究的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速机械连接装置，其结构设计巧妙紧凑，可用于抗压抗拔的连接要求，易操作、加工，可使生产现场免焊接、浇注，其还具有承载力高，造价低，施工效率高的优点。

为了实现上述目的，本发明提供一种快速机械连接装置，其中包括插杆结构及第一套筒，所述插杆结构包括插杆本体，所述插杆本体的一端外缘设有环形凸沿，所述插杆本体的该端设有可沿径向收缩的豁口，所述豁口将插杆本体的该端分成至少两瓣，所述插杆本体内放置有可限位该端沿径向收缩的弹性支撑件，所述第一套筒内腔设有阶梯形第一通孔，所述凸沿卡接于所述第一通孔上。

优选地，所述插杆本体为管状，所述弹性支撑件放置于所述插杆本体上设有豁口的内腔一端。

优选地，所述弹性支撑件包括柱形第一弹簧，所述第一弹簧的一端连接有锥形第二弹簧，所述第二弹簧的尖端伸入所述插杆本体的内腔，所述第一弹簧上靠近第二弹簧的部位设有柱形第三弹簧，所述第三弹簧的外径尺寸大于所述第一弹簧的外径尺寸，并大于所述插杆本体的内径尺寸，所述第三弹簧及第三弹簧外侧端连接的第一弹簧位于所述插杆本体的外面。

优选地，所述插杆本体为实心，所述豁口设置为至少一个，所述弹性支撑件采用弹簧，各所述豁口内分别通过至少一个所述弹性支撑件弹性支撑着所述豁口。

优选地，所述第一套筒的内腔一端设有用于与张拉螺栓的螺纹连接的第一螺纹孔，所述第一螺纹孔与所述第一通孔连通。

优选地，所述第一套筒内腔的另一端设有第二通孔，所述第二通孔上安装有钢筋镦头，所述第二通孔为与所述钢筋镦头配合的阶梯孔或与钢筋镦头及镦头紧固件配合的孔。

优选地，还包括第二套筒，所述第二套筒的内腔一端设有第二螺纹孔，所述插杆本体的另一端设有外螺纹，所述第二螺纹孔与所述插杆本体的外螺纹螺接，所述第二套筒的内腔另一端设有第三通孔，所述第三通孔上安装有钢筋镦头，所述钢筋镦头卡置于所述第三通孔上或所述钢筋镦头通过镦头紧固件固定于所述第三通孔上，所述钢筋镦头连接的钢筋穿出所述第三通孔或穿出所述镦头紧固件。

优选地，所述第三通孔为与所述钢筋镦头配合的阶梯孔或与钢筋镦头及镦头紧固件配合的孔。

优选地，所述镦头紧固件包括紧固件本体，所述紧固件本体与所述第二通孔或第三通孔配合连接，所述紧固件本体的中心具有第四通孔，所述钢筋镦头连接的钢筋穿过所述第四通孔。

优选地，所述紧固件本体的外表面至少一部分设有外螺纹，所述紧固件本体通过所述外螺纹与所述第二通孔或第三通孔螺接。

采用上述方案后，本发明快速机械连接装置具有以下优益效果：

1、本发明由插杆结构与第一套筒、第二套筒配合连接组成的快速机械连接装置的结构设计简单紧凑，连接部件简化，易安装，机械加工方便，通过在第一套筒与第二套筒之间设置弹性支撑件，可适应于对抗压、抗拔的不同连接要求，采用该装置时，通过第一套筒连接上节构件、第二套筒连接下节构件，完全替代了端板，大量节省了锚固筋及端板，减少了碳排放，减少了环境污染，上节构件、下节构件或钢结构连接方便快捷，不受刮风、下雨、气温等外部环境的影响，节约了大量的焊接时间及冷却时间；

2、可根据设计需要采用与端板结合使用，形成机械连接与焊接工艺的结构，进一步加强连接作用；

3、在高设防烈度区域，可进一步加强桩头与承台的连接，也可减少桩头填芯钢筋笼的用量。

附图说明

图1为本发明快速机械连接装置的实施例一结构示意图；

图2为图1的插杆结构的立体结构示意图；

图3为本发明快速机械连接装置的实施例二结构示意图；

图4为本发明快速机械连接装置的实施例三结构示意图；

图5为图4的镦头紧固件结构示意图；

图6为本发明快速机械连接装置的实施例四结构示意图；

图7为本发明快速机械连接装置的实施例五结构示意图。

具体实施方式

下面根据附图所示实施方式阐述本发明。此次公开的实施方式可以认为在所有方面均为例示，不具限制性。本发明的范围不受以下实施方式的说明所限，仅由权利要求书的范围所示，而且包括与权利要求范围具有同样意思及权利要求范围内的所有变形。

下面结合具体实施例阐述本发明快速机械连接装置的结构。

如图1所示本发明快速机械连接装置的实施例一结构示意图，其包括插杆结构1及第一套筒2，插杆结构1和第一套筒2所选用的材质的抗拉强度均大于或等于预应力钢筋的抗拉强度。参考图2所示，插杆结构1包括插杆本体3，插杆本体3为实心结构或管体，本实施例插杆本体3采用圆柱形管体。插杆本体3的下端外缘设有环形凸沿4，凸沿4的宽度大于或等于1毫米，凸沿4的高度大于或等于1毫米。插杆本体3的下端设有可沿径向收缩的豁口5，豁口5贯穿凸沿4，豁口5将插杆本体3的下端分成至少两瓣，豁口5可设置至少两个，本实施例豁口5开设有四个，且沿周向均匀设置。四个豁口5的开设可以使插杆本体3的下端沿径向收缩，使插杆本体3的下端能通过小于其横截面积的孔，插杆本体3的下部内腔放置有可限位插杆本体3下端沿径向收缩的弹性支撑件，并且该弹性支撑件的弹力大于或等于所承受的插杆结构向上的力。

本实施例弹性支撑件包括柱形第一弹簧6，第一弹簧6的上端连接有锥形第二弹簧7，第二弹簧7的尖端向上伸入插杆本体3的内腔，第一弹簧6的上部靠近第二弹簧7的部位设有柱形第三弹簧8，第三弹簧8的外径尺寸大于第一弹簧6的外径尺寸，并大于插杆本体3的内径尺寸。第三弹簧8及第三弹簧8下端连接的第一弹簧6位于插杆本体3的下方。本实施例第一弹簧6、第二弹簧7及第三弹簧8为一体构成。

该弹簧支撑件的第二弹簧7和第一弹簧6伸入插杆本体3的内腔后，第三弹簧8的上表面抵在插杆本体3的下端，而第三弹簧8及其下端连接的第一弹簧6伸入位于插杆结构1下方的套筒2的内腔。

插杆本体3的上部外表面设有外螺纹9，该外螺纹9用于与其它套筒螺接。

第一套筒2的内腔设有上部小下部大的阶梯柱形第一通孔10，插杆本体3的外径大于第一通孔10的上部孔径且小于或等于第一通孔10的下部孔径，但当插杆本体3下端沿径向收缩时可通过第一通孔10，本实施例插杆本体3上的凸沿4的形状与第一通孔10的下部孔形相适应，插杆本体3通过凸沿4卡接于第一通孔10的下部孔上。

第一套筒2的内腔上端设有用于与张拉螺栓的螺纹连接的第一螺纹孔11，第一螺纹孔11与第一通孔10连通。

第一套筒2的内腔下端设有第二通孔12，第二通孔12上安装有钢筋镦头13，第二通孔12为与钢筋镦头13配合的阶梯孔，本实施例采用二级阶梯孔，钢筋镦头13安装于下部的一级阶梯孔上。

如图3所示本发明快速机械连接装置的实施例二结构示意图，其大部分结构与上述图1所示实施例结构相同，相同之处不再赘述，不同之处是：插杆本体3为圆柱形实心棒，豁口5设置为至少一个，本实施例豁口5设置为一个，形状为开口槽形，豁口5将插杆本体3的下端分成两瓣，弹性支撑件采用弹簧14，弹簧14放置于豁口5内，弹性支撑着豁口5。第一套筒2的内腔下端设有一级阶梯形第二通孔12，该第二通孔12的形状与钢筋镦头13的形状相适应，钢筋镦头13安装于该第二通孔12上，钢筋镦头13下端连接的钢筋18穿过第二通孔12。

如图4所示本发明快速机械连接装置的实施例三结构示意图，其大部分结构与上述图3所示实施例结构相同，相同之处不再赘述，不同之处是：该第一套筒2的第二通孔12的上部为与钢筋镦头配合的一级阶梯孔，下部为与镦头紧固件15配合的螺纹孔，镦头紧固件15螺接在该第二通孔12下部的螺纹孔上，钢筋镦头13安装于镦头紧固件15上。

具体参考图5所示，镦头紧固件15包括紧固件本体16，紧固件本体16与第二通孔12下部的螺纹孔配合连接，紧固件本体16的中心具有第四通孔17，该第四通孔17为一级阶梯孔。钢筋镦头13下端连接的钢筋18穿过第四通孔17。紧固件本体16的外表面至少一部分设有外螺纹19，紧固件本体16通过外螺纹19与第二通孔12下部的螺纹孔螺接。

如图6所示本发明快速机械连接装置的实施例四结构示意图，其大部分结构与上述图1所示实施例结构相同，相同之处不再赘述，不同之处是：还包括第二套筒20，该第二套筒20选用的材质的抗拉强度大于或等于预应力钢筋的设计要求，确保钢筋镦头13、插杆结构1及第二套筒20组装后的抗拉强度大于设计要求，其抗拉断裂处应位于钢筋上。第二套筒20的内腔下端设有第二螺纹孔21，第二螺纹孔21与插杆本体3上部的外螺纹9螺接，第二套筒20的内腔上端设有第三通孔22，第三通孔22上安装有钢筋镦头13，钢筋镦头13卡置于第三通孔22上，钢筋镦头13上端连接的钢筋18穿出第三通孔22。该第三通孔22为与钢筋镦头13配合的一级阶梯孔。

如图7所示本发明快速机械连接装置的实施例五结构示意图，其大部分结构与上述图4所示实施例结构相同，相同之处不再赘述，不同之处是：还包括第二套筒20，第二套筒20的内腔下端设有第二螺纹孔21，第二螺纹孔21与插杆本体3上部的外螺纹9螺接，第二套筒20的内腔上端设有第三通孔22，钢筋镦头13通过如图5所示的镦头紧固件15固定于第三通孔22上，第三通孔22的下部为与钢筋镦头形状相配合的一级阶梯孔，其上安装有钢筋镦头13，第三通孔22的上部与为镦头紧固件15螺接的螺纹孔，镦头紧固件15安装于第三通孔22的上部螺纹孔处，钢筋镦头13上端连接的钢筋18穿出镦头紧固件15的第四通孔17。

上述采用两个套筒的快速机械连接装置中的第一套筒2和第二套筒20的内腔既可以设置成与钢筋镦头13连接的孔形，也可以设置成与钢筋镦头12及镦头紧固件15配合连接的孔形，这样使快速机械连接装置的结构形式可以有多种，适合不同的预制构件上的接头的使用。

当仅用作抗压要求时，可以不用将弹性支撑件安装于本发明快速机械连接装置上，将该连接装置的第二套筒20安装在上节构件的下端部，第一套筒2安装在下节构件的上端部，先将下节构件安装到位，再将插杆结构1通过外螺纹9螺接在第二套筒20上，然后将上节构件整体垂直对装在下节构件的端部，上、下节构件由插杆结构1将第一套筒2与第二套筒20进行连接。

当有抗拔要求时，将弹性支撑件安装于本发明快速机械连接装置上，将第二套筒20安装在上节构件的下端部，再将第一套筒2安装在下节构件的上端部，将弹性支撑件安装于第一套筒2的内腔，然后将上节构件整体垂直对装在下节构件的上端部，上、下节构件通过插杆结构1将第一套筒2与第二套筒20进行连接。连接进行过程中，应确保第一套筒2内的弹性支撑件的第二弹簧的锥形端顶入插杆本体3的内腔，确保承受抗拔力时，第一套筒2内的插杆结构1不会因受力而收缩。

本发明快速机械连接装置由插杆结构1与第一套筒2、第二套筒20配合连接组成的快速机械连接装置的结构设计简单紧凑，连接部件简化，易安装，机械加工方便，通过在第一套筒2与第二套筒20之间设置弹性支撑件，可适应于对抗压、抗拔的不同连接要求，采用该装置时，通过第一套筒2连接上节构件、第二套筒20连接下节构件，完全替代了端板，大量节省了锚固筋及端板，减少了碳排放，减少了环境污染，上节构件、下节构件或钢结构连接方便快捷，不受刮风、下雨、气温等外部环境的影响，节约了大量的焊接时间及冷却时间；可根据设计需要采用与端板结合使用，形成机械连接与焊接工艺的结构，进一步加强了连接作用；在高设防烈度区域，可进一步加强了桩头与承台的连接，也可减少桩头填芯钢筋笼的用量。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述的实施例方法、结构，及在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种快速机械连接装置，其特征在于，包括插杆结构及第一套筒，所述插杆结构包括插杆本体，所述插杆本体的一端外缘设有环形凸沿，所述插杆本体的该端设有可沿径向收缩的豁口，所述豁口将插杆本体的该端分成至少两瓣，所述插杆本体内放置有可限位该端沿径向收缩的弹性支撑件，所述第一套筒内腔设有阶梯形第一通孔，所述凸沿卡接于所述第一通孔上。

2.根据权利要求1所述的快速机械连接装置，其特征在于，所述插杆本体为管状，所述弹性支撑件放置于所述插杆本体上设有豁口的内腔一端。

3.根据权利要求2所述的快速机械连接装置，其特征在于，所述弹性支撑件包括柱形第一弹簧，所述第一弹簧的一端连接有锥形第二弹簧，所述第二弹簧的尖端伸入所述插杆本体的内腔，所述第一弹簧上靠近第二弹簧的部位设有柱形第三弹簧，所述第三弹簧的外径尺寸大于所述第一弹簧的外径尺寸，并大于所述插杆本体的内径尺寸，所述第三弹簧及第三弹簧外侧端连接的第一弹簧位于所述插杆本体的外面。

4.根据权利要求1所述的快速机械连接装置，其特征在于，所述插杆本体为实心，所述豁口设置为至少一个，所述弹性支撑件采用弹簧，各所述豁口内分别通过至少一个所述弹性支撑件弹性支撑着所述豁口。

5.根据权利要求1所述的快速机械连接装置，其特征在于，所述第一套筒的内腔一端设有用于与张拉螺栓的螺纹连接的第一螺纹孔，所述第一螺纹孔与所述第一通孔连通。

6.根据权利要求1所述的快速机械连接装置，其特征在于，所述第一套筒内腔的另一端设有第二通孔，所述第二通孔上用于安装钢筋镦头，所述第二通孔为与所述钢筋镦头配合的阶梯孔或与钢筋镦头及镦头紧固件配合的孔。

7.根据权利要求1所述的快速机械连接装置，其特征在于，还包括第二套筒，所述第二套筒的内腔一端设有第二螺纹孔，所述插杆本体的另一端设有外螺纹，所述第二螺纹孔与所述插杆本体的外螺纹螺接，所述第二套筒的内腔另一端设有第三通孔，所述第三通孔用于安装钢筋镦头，所述钢筋镦头卡置于所述第三通孔上或所述钢筋镦头通过镦头紧固件固定于所述第三通孔上，所述钢筋镦头连接的钢筋穿出所述第三通孔或穿出所述镦头紧固件。

8.根据权利要求7所述的快速机械连接装置，其特征在于，所述第三通孔为与所述钢筋镦头配合的阶梯孔或与钢筋镦头及镦头紧固件配合的孔。

9.根据权利要求6或8所述的快速机械连接装置，其特征在于，所述镦头紧固件包括紧固件本体，所述紧固件本体与所述第二通孔或第三通孔配合连接，所述紧固件本体的中心具有第四通孔，所述钢筋镦头连接的钢筋穿过所述第四通孔。

10.根据权利要求9所述的快速机械连接装置，其特征在于，所述紧固件本体的外表面至少一部分设有外螺纹，所述紧固件本体通过所述外螺纹与所述第二通孔或第三通孔螺接。

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