CN116556319A - 一种销钉式机械接头及预制混凝土桩 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种销钉式机械接头和预制混凝土桩，其中机械接头包括包括第一螺母套筒、第二螺母套筒、插杆以及锁紧定位销；第一螺母套筒与插杆连接；插杆上设有孔径逐渐缩小定位销盲孔；第二螺母套筒上设有锁紧定位销，当插杆插入第二螺母套筒中后，锁紧定位销与插杆卡合，用于将插杆与第二螺母套筒进行限位固定。本发明公开的销钉式机械接头在锁紧定位销与插杆卡接后锁紧定位销与第二套筒螺母之间形成锁死结构，使得定位插杆与第二螺母套筒之间无法进行任何轴向运动，即通过本发明公开的锚卡式机械接头进行预制混凝土连接时，能够保证两节预制桩连接端面之间完全贴合无间隙。

Description

一种销钉式机械接头及预制混凝土桩

技术领域

本发明涉及预制件连接技术领域，尤其是一种销钉式机械接头及预制混凝土桩。

背景技术

一般的工程桩(预制桩)都为多节桩，现有的预制混凝土桩端部一般通过机械接头进行桩之间的快速连接。

然而，现有的预制桩存在以下问题：1、预制混凝土桩的端面存在一定的倾斜度，国标GB13476-2009中表6管桩尺寸允许偏差规定：针对直径为300mm至700mm的管桩，其端面允许存在的倾斜距离为-2mm至+5mm，直径为800mm至1400的管桩，其端面允许存在的倾斜距离为-4mm至+7mm，因此当两根桩(直径为300mm至700mm)对接时，在只考虑一根桩端面倾斜时，最大会存在5mm的间隙；2、预制混凝土桩在打桩时存在一定的垂直度，《预制桩施工相关规范要求》第7.4.3桩打入时应符合规定中规定桩插入时的垂直度不得超过0.5％。

正是由于预制桩存在桩端面倾斜和施工桩身垂直度的误差的问题，造成现有的机械接头进行预制桩连接后，两节预制桩连接端面之间会存在间隙，使得在使用小应变检测成桩完整性时会出现检测不合格的问题；同时，两节预制桩连接端面之间会存在间隙，进而在沉桩过程中，预制桩连接端面会被压坏或爆桩的问题。

发明内容

本发明针对上述问题而提出了一种销钉式机械接头。

本发明采用的技术手段如下：

一种销钉式机械接头，包括第一螺母套筒、第二螺母套筒、插杆以及锁紧定位销；

所述第一螺母套筒的一端与主筋连接，另一端与所述插杆的一端连接；

所述插杆的另一端沿插杆的径向方向设有定位销盲孔，所述定位销盲孔的孔径由插杆的外径侧向定位销盲孔的孔底方向逐渐缩小；

所述第二螺母套筒包括第二螺母套筒本体和锁紧定位销安装筒，所述第二螺母套筒本体的一端与主筋连接；

所述锁紧定位销安装筒沿径向方向设置在所述第二螺母套筒本体上，所述锁紧定位销安装筒内设有与所述第二螺母套筒本体的插杆插入腔连通的定位销安装腔；

所述锁紧定位销包括用于与所述定位销安装腔连接的定位销主体和与所述定位销盲孔卡合的定位销头，所述定位销主体上设有外螺纹；

当所述插杆插入所述插杆插入腔后，所述定位销头能够通过所述定位销安装腔并与所述定位销盲孔卡合，用于将所述插杆与所述第二螺母套筒进行限位固定。

进一步地，所述插杆与所述锁紧定位销连接的抗拉强度大于或等于主筋或螺母套筒的抗拉强度。

进一步地，所述插杆与所述锁紧定位销连接卡合连接后在承受11.7Mpa拉拔力时无延性变形。

进一步地，所述插杆上设有第一平面，所述第一平面与设有所述定位销盲孔的位置相对应，所述插杆插入腔的内壁上设有第二平面，所述第二平面与所述定位销安装腔的位置相对应；

当所述插杆插入所述插杆插入腔的过程中，所述第一平面与所述第二平面相互作用使得所述定位销盲孔与所述定位销安装腔相对。

进一步地，所述定位销盲孔为圆形弹头状孔或锥形孔；所述定位销头为圆形弹头状结构或锥台结构。

进一步地，还包括能够塞入定位销安装腔端口的橡胶堵头。

进一步地，所述第二螺母套筒内还设有环氧树脂胶。

进一步地，所述插杆插入腔靠近插杆插入端的一端还设有用于对定位销安装腔端口进行定位的内六边形孔。

进一步地，所述定位销主体的端部设有内六角孔。

一种具有销钉式机械接头的预制混凝土桩，包括预制混凝土桩本体、设置在预制混凝土桩本体内的主筋以及本申请公开的所述的销钉式机械接头；

第一螺母套筒和第二螺母套筒分别设置在预制混凝土桩本体的两端，且主筋的一端与第一螺母套筒的一端连接，主筋的另一端与第二螺母套筒本体的一端连接，锁紧定位销安装筒的端口设置在预制混凝土桩本体的外侧壁上，锁紧定位销设置在所述锁紧定位销安装筒内。

与现有技术比较，本发明公开的销钉式机械接头具有以下有益效果：本发明公开的锚卡式机械接头由于在插杆上设有定位销盲孔，在第二螺母套筒内设有锁紧定位销，锁紧定位销能够在插杆插入第二螺母套筒后卡入定位销盲孔中，以实现插杆与第二螺母套筒的卡固连接从而用于预制混凝土桩的连接，由于锁紧定位销通过螺纹结构第二螺母套筒连接，因此，在锁紧定位销与插杆卡接后锁紧定位销与第二套筒螺母之间形成锁死结构，使得定位插杆与第二螺母套筒之间无法进行任何轴向运动，即通过本发明公开的锚卡式机械接头进行预制混凝土连接时，能够保证两节预制桩连接端面之间完全贴合无间隙，消除了在使用小应变检测成桩完整性时出现检测不合格的问题和在沉桩过程中预制桩连接端面会被压坏或爆桩的问题。

附图说明

图1为本发明公开的销钉式机械接头的轴视图；

图2为本发明公开的销钉式机械接头的主视图；

图3为本发明公开的销钉式机械接头的剖视图，图中锁紧定位销未与插杆卡接；

图4为本发明公开的销钉式机械接头的剖视图，图中锁紧定位销与插杆处于卡接状态；

图5为第一螺母套筒的主视图；

图6为第一螺母套筒的剖视图；

图7为插杆的主视图；

图8为插杆的剖视图；

图9为第二螺母套筒的轴视图；

图10为第二螺母套筒的剖视图；

图11为锁紧定位销的主视图；

图12为图11的右视图；

图13为具有本发明公开的销钉式机械接头的预制混凝土桩的连接结构示意图；图中为两节预制混凝土桩连接；

图14为预制混凝土桩中销钉式机械接头连接处的结构示意图。

图中：1、第一螺母套筒；10、第一主筋连接端；11、插杆连接端；

2、第二螺母套筒；20、第二螺母套筒本体；200、第二主筋连接端；201、插杆插入端；202、内六边形孔；21、锁紧定位销安装筒；210、定位销安装腔；211、22、插杆插入腔；220、第二平面；

3、插杆；30、插杆固定部；31、插杆卡固部；310、第一平面；32、定位销孔；

4、锁紧定位销；40、定位销主体；41、定位销头；

5、橡胶堵头；

60、主筋；61、预制混凝土桩本体。

具体实施方式

如图1、图2、图3和图4所示为本发明公开的销钉式机械接头，包括第一螺母套筒1、第二螺母套筒2、插杆3以及锁紧定位销4；

如图5和图6所示，所述第一螺母套筒1的一端为第一主筋连接端10，第一主筋连接端10与主筋60连接，另一端为插杆连接端11，插杆插入端11内设有内螺纹用于与所述插杆3的一端连接；

如图7和图8所示，插杆3的一端为插杆固定部30，另一端为插杆卡固部31，插杆固定部30上设有外螺纹以用于第一螺母套筒1连接，插杆卡固部31上沿插杆3的径向方向设有定位销盲孔32，所述定位销盲孔32的孔径由插杆3的外径侧向定位销盲孔32的孔底方向逐渐缩小；

如图9和图10所示，所述第二螺母套筒2包括第二螺母套筒本体20和锁紧定位销安装筒21，所述第二螺母套筒本体20的一端为第二主筋连接端200，第二主筋连接端200与主筋60连接，另一端为插杆插入端201，第二螺母套筒本体20内设有插杆插入腔22；

所述锁紧定位销安装筒21沿径向方向设置在所述第二螺母套筒本体20上，在本实施例中，第二螺母套筒本体20与锁紧定位销安装筒21为一体结构；所述锁紧定位销安装筒21内设有与所述第二螺母套筒本体20的插杆插入腔22连通的定位销安装腔210；

如图11和图12所示，所述锁紧定位销4包括用于与所述定位销安装腔210连接的定位销主体40和与所述定位销盲孔32卡合的定位销头41，所述定位销主体40上设有外螺纹，在本实施例中，所述定位销盲孔32为圆形弹头状孔或锥形孔；所述定位销头41为圆形弹头状结构或锥台结构；所述定位销主体40的端部设有内六角孔；

当所述插杆3插入所述插杆插入腔22后，所述定位销头41能够通过所述定位销安装腔210并与所述定位销盲孔32卡合，用于将所述插杆3与所述第二螺母套筒2进行限位固定。

本发明公开的锚卡式机械接头由于在插杆上设有定位销盲孔，在第二螺母套筒内设有锁紧定位销，锁紧定位销能够在插杆插入第二螺母套筒后卡入定位销盲孔中，以实现插杆与第二螺母套筒的卡固连接从而用于预制混凝土桩的连接，由于锁紧定位销通过螺纹结构第二螺母套筒连接，因此，在锁紧定位销与插杆卡接后锁紧定位销与第二套筒螺母之间形成锁死结构，使得定位插杆与第二螺母套筒之间无法进行任何轴向运动，即通过本发明公开的锚卡式机械接头进行预制混凝土连接时，能够保证两节预制桩连接端面之间完全贴合无间隙，消除了在使用小应变检测成桩完整性时出现检测不合格的问题和在沉桩过程中预制桩连接端面会被压坏或爆桩的问题。同时，由于定位销盲孔和定位销头为锥形卡合结构(圆形弹头状孔与圆形弹头状结构卡合或锥形孔与或锥台结构卡合，即孔径由插杆的外径侧向孔底方向逐渐缩小)，由于定位销盲孔和定位销头采用锥形卡合结构，因此在锁紧定位销插入定位销盲孔的过程中，锁紧定位销对插杆产生向下的拉力，进一步的保证了插杆与锁紧定位销卡接后两节预制混凝土桩连接端面完全贴合无间隙，从而提高了预制桩之间的连接性能。同时即使插杆的定位销盲孔与定位销头的位置有一定误差时，仍能够保证锁紧定位销与插杆之间的无间隙卡接。

进一步地，所述插杆3与所述锁紧定位销4连接的抗拉强度大于或等于主筋或螺母套筒的抗拉强度。优选地，所述插杆3与所述锁紧定位销4卡接后在承受11.7Mpa拉拔力时无延性变形。本申请中由于插杆与锁紧定位销卡接后的强度大于或等于主筋或螺母套筒的抗拉强度且所述插杆3与所述锁紧定位销4卡接后在承受11.7Mpa拉拔力时无延性变形，使得具有本发明公开的销钉式机械接头的预制混凝土桩在受到使得主筋发生延性变形的拉拔力之前，销钉式机械接头、主筋以及连接套筒均不会产生延性变形，从而两根预制桩连接端面之间不会产生裂缝或间隙，而在主筋产生延性并被拉断之前，本发明公开的销钉式机械接头能够可靠的连接而不会被破坏，进一步保证了预制混凝土桩采用本发明公开的销钉式机械接头进行连接的连接性能。具体地，在国家建筑标准设计图集《预制混凝土方桩》(图集号：20G361)中预应力混凝土方桩配筋及力学性能表中详细规定了桩的型号与预应力主筋的关系，例如规定了桩截面为600x600的桩预应力主筋的主筋为24Φ^D12.6；在预应力混凝土方桩桩身轴心抗压力、正截面受弯承载力中详细规定了桩截面型号与桩身轴心受拉承载力设计值Nt(kN)，在该表中规定了桩截面为600x600的B形桩，桩身轴心受拉承载力设计值为2544kN，由上述数据可以计算出预制桩预应力主筋的受拉承载力设计值为2544/24＝10.6kN；10.6x1.1＝11.66≈11.7kN，即本申请公开的销钉式机械接头在受拉拔力在11.7kN内，预制混凝土桩主筋和销钉式机械接头均无延性变形，定位插杆与第二螺母套筒之间也无滑移，从而预制混凝土桩连接端面之间不会产生间隙，从而保证了预制混凝桩的连接性能。

进一步地，如图7、图8和图10所示，所述插杆3上设有第一平面310，所述第一平面310与设有所述定位销盲孔32的位置相对应，所述插杆插入腔22的内壁上设有第二平面220，所述第二平面220与所述定位销安装腔210的位置相对应；当所述插杆3插入所述插杆插入腔22的过程中，所述第一平面310与所述第二平面220相互作用使得所述定位销盲孔32与所述定位销安装腔210相对。由于在插杆卡固部上设有第一平面，插杆插入腔的内壁上设有第二平面，使得在插杆插入第二螺母套筒的过程中，第二平面与第一平面之间产生导向作用，进而保证插杆插入第二螺母套筒后，第一平面与第二平面相对使得所述定位销盲孔与所述定位销安装腔的位置相对应，从而使得锁紧定位销能够有效的插入插杆的定位销盲孔中。

进一步地，如图3所示，还包括能够塞入定位销安装腔端口211的橡胶堵头5。通过设置橡胶堵头可以在预制混凝土桩浇筑制作过程中对定位销安装腔进行密封，防止混凝土浆进入定位销安装腔内。同时，在混凝土桩连接过程中，可以将橡胶堵头从定位销安装腔的端口中拔出，以便于使用六角扳手等工具插入锁紧定位销端部的内六角孔内以拧动锁紧定位销，实现定位销头插入至定位销盲孔中。

进一步地，所述第二螺母套筒2内还设有环氧树脂胶。由于设置有环氧树脂胶，环氧树脂胶填充在第二螺母套筒内，环氧树脂胶凝固后可以有效的填充销钉式机械接头中各部件之间的间隙，尤其是插杆与第二螺母套筒(插杆插入腔)之间的间隙中，进一步地提高了采用本发明公开的销钉式机械接头进行混凝土桩的抗拔性能和抗剪性能。

进一步地，如图9和图10所示，所述插杆插入腔22靠近插杆插入端201的一端还设有用于对定位销安装腔210端口进行定位的内六边形孔202。在第二螺母套筒的端部设有内六边形孔，在预制混凝土桩制作过程中，内六边形孔可以卡在张拉板上的六边形凸台上，以保证锁紧定位销安装筒的端口朝向预制混凝土桩钢筋笼的外侧，从而使得预制混凝土桩制成后，锁紧定位销安装筒端部设置在预制混凝土桩本体的外侧壁上。

一种具有销钉式机械接头的预制混凝土桩，如图13和图14所示，包括预制混凝土桩本体61、设置在预制混凝土桩本体61内的主筋60以及本申请公开的所述的销钉式机械接头；

第一螺母套筒1和第二螺母套筒2分别设置在预制混凝土桩本体61的两端，且主筋60的一端与第一螺母套筒1的一端连接，主筋60的另一端与第二螺母套筒本体20的一端连接，所述第一螺母套筒1的另一端安装有插杆3，锁紧定位销安装筒端口211设置在预制混凝土桩本体61的外侧壁上，锁紧定位销4设置在所述锁紧定位销安装筒21内；

当两根预制混凝土桩连接时，先在两预制桩的连接面和第二螺母套筒内注入环氧树脂胶，将一根预制混凝土桩设有所述插杆3的一端向另一根预制混凝土桩设有第二螺母套筒的一端靠近，使得插杆3插入所述第二螺母套筒2中，在插杆3插入第二螺母套筒2的后，在预制混凝土外侧壁处，去除设置在锁紧定位销套筒端口处的橡胶堵头，然后通过电动扳手等工具拧动锁紧定位销，所述锁紧定位销4沿所述第二螺母套筒的径向方向运动，定位销头插入定位销盲孔中，实现将相邻两根预制混凝土桩进行固定连接，具有本发明公开的销钉式机械接头进行预制混凝土连接时，能够保证两预制桩连接面之间的无间隙，消除了在使用小应变检测成桩完整性时出现检测不合格的问题和在沉桩过程中预制桩连接端面会被压坏或爆桩的问题。同时能够保证在受到规定的拉拔力时，机械接头无延性变形，插杆与第二螺母套筒之间也无滑移，预制混凝土桩连接面之间完全贴合无间隙，从而保证了预制混凝桩的连接性能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种销钉式机械接头，其特征在于：包括第一螺母套筒(1)、第二螺母套筒(2)、插杆(3)以及锁紧定位销(4)；

所述第一螺母套筒(1)的一端与主筋(60)连接，另一端与所述插杆(3)的一端连接；

所述插杆(3)的另一端沿插杆(3)的径向方向设有定位销盲孔(32)，所述定位销盲孔(32)的孔径由插杆(3)的外径侧向孔底方向逐渐缩小；

所述第二螺母套筒(2)包括第二螺母套筒本体(20)和锁紧定位销安装筒(21)，所述第二螺母套筒本体(20)的一端与主筋(60)连接；

所述锁紧定位销安装筒(21)沿径向方向设置在所述第二螺母套筒本体(20)上，所述锁紧定位销安装筒(21)内设有与所述第二螺母套筒本体(20)的插杆插入腔(22)连通的定位销安装腔(210)；

所述锁紧定位销(4)包括用于与所述定位销安装腔(210)连接的定位销主体(40)和与所述定位销盲孔(32)卡合的定位销头(41)，所述定位销主体(40)上设有外螺纹；

当所述插杆(3)插入所述插杆插入腔(22)后，所述定位销头(41)能够通过所述定位销安装腔(210)并与所述定位销盲孔(32)卡合，用于将所述插杆(3)与所述第二螺母套筒(2)进行限位固定。

2.根据权利要求1所述的销钉式机械接头，其特征在于：所述插杆(3)与所述锁紧定位销(4)连接的抗拉强度大于或等于主筋或螺母套筒的抗拉强度。

3.根据权利要求1所述的销钉式机械接头，其特征在于：所述插杆(3)与所述锁紧定位销(4)卡合连接后在承受11.7Mpa拉拔力时无延性变形。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的销钉式机械接头，其特征在于：所述插杆(3)上设有第一平面(310)，所述第一平面(310)与设有所述定位销盲孔(32)的位置相对应，所述插杆插入腔(22)的内壁上设有第二平面(220)，所述第二平面(220)与所述定位销安装腔(210)的位置相对应；

当所述插杆(3)插入所述插杆插入腔(22)的过程中，所述第一平面(310)与所述第二平面(220)相互作用使得所述定位销盲孔(32)与所述定位销安装腔(210)相对。

5.根据权利要求4所述的销钉式机械接头，其特征在于：所述定位销盲孔为圆形弹头状孔或锥形孔；所述定位销头为圆形弹头状结构或锥台结构。

6.根据权利要求5所述的销钉式机械接头，其特征在于：还包括能够塞入定位销安装腔(210)端口的橡胶堵头(5)。

7.根据权利要求6所述的销钉式机械接头，其特征在于：所述第二螺母套筒(2)内还设有环氧树脂胶。

8.根据权利要求1所述的销钉式机械接头，其特征在于：所述插杆插入腔(22)靠近插杆插入端(201)的一端还设有用于对定位销安装腔(210)端口进行定位的内六边形孔(202)。

9.根据权利要求1所述的销钉式机械接头，其特征在于：所述定位销主体的端部设有内六角孔。

10.一种具有销钉式机械接头的预制混凝土桩，其特征在于：包括预制混凝土桩本体(61)、设置在预制混凝土桩本体(61)内的主筋(60)以及权利要求1至9任意一项所述的销钉式机械接头；

第一螺母套筒(1)和第二螺母套筒(2)分别设置在预制混凝土桩本体(61)的两端，且主筋(60)的一端与第一螺母套筒(1)的一端连接，主筋的另一端与第二螺母套筒本体(20)的一端连接，锁紧定位销安装筒(21)的端口设置在预制混凝土桩本体的外侧壁上，锁紧定位销(4)设置在所述锁紧定位销安装筒(21)内。