CN117385867A - 弹片卡接的预紧机械接头、预制混凝土桩及连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种弹片卡接的预紧机械接头、预制混凝土桩以及连接方法，其中接头包括具有插杆底座、插杆连接部、插头止退面以及插头的插杆；设有容纳腔的大螺母；包括预紧螺母本体和设置在预紧螺母本体一端的多个弹性卡片的预紧螺母，弹性卡片端部设有弹片卡接面；预紧螺母本体外壁设有预紧螺母驱动部，在弹性卡片环抱在插杆连接部上且插头止退面与弹片卡接面相对时，驱动部件驱动预紧螺母驱动部，使预紧螺母旋转并沿大螺母轴向运动，将弹片卡接面与插头止退面抵接并锁紧。本申请公开的弹片卡接的预紧机械接头，有效的消除了插头与预紧螺母之间的轴向间隙，使得在受到拉拔力、剪切力或弯曲力等作用力时预制混凝土桩连接处也不会开裂并产生裂缝。

Description

弹片卡接的预紧机械接头、预制混凝土桩及连接方法

技术领域

本发明涉及预制构件技术领域，尤其是涉及一种弹片卡接的预紧机械接头、预制混凝土桩及连接方法。

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与桩之间的快速连接。

在《预应力混凝土管桩技术标准》JGJ/T406-2017中第5.1.7条规定对于严格要求不出现裂缝的预应力管桩，其裂缝控制等级应为一级；第5.1.8条规定管桩桩身轴心受拉时，裂缝控制等级为一级；管桩桩身受弯时。处于弱腐蚀环境及以上的管桩裂缝控制等级为二级，中等、强腐蚀环境及以上的管桩裂缝控制等级为一级。

在《混凝土结构设计规范》GB50010-2015中第3.4.4条规定，结构构件正截面的受力裂缝控制等级分为三级，等级划分及要求应符合下列规定：

一级——严格要求不出现裂缝的构件，按荷载标准组合计算时，构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力。

二级——一般要求不出现裂缝的构件，按荷载标准组合计算时，构件受拉边缘混凝土拉应力不应大于混凝土抗拉强度的标准值。

三级——允许出现裂缝的构件：对钢筋混凝土构件，按荷载准永久组合考虑长期作用影响计算时，构件的最大裂缝宽度不应超过本规范表3.4.5规定的最大裂缝宽度限值。对预应力混凝土构件，按荷载标准组合并考虑长期作用的影响计算时，构件的最大裂缝宽度不应超过本规范表3.4.5条规定的最大裂缝宽度限值；对二a类环境的预应力混凝土构件，尚应按荷载准永久组合计算，且构件受拉边缘混凝土的拉应力不应大于混凝土的抗拉强度标准值。在本规范表3.4.5条规定中规定了预应力混凝土结构在三a和三b类环境中其裂缝控制等级为一级，在二b类环境中其裂缝控制等级为二级，一级和二级裂缝控制等级中均不允许产生裂缝，在二a类环境中其裂缝控制等级为三级，其最大裂缝宽度的限制为0.1mm，在一类环境中其裂缝控制等级为三级，其最大裂缝宽度的限制为0.2mm。

如图25所示为现有的机械接头的第一种结构形式，包括大螺母2、小螺母21、插杆1以及连接件90；插杆一端与小螺母螺纹连接，另一端设有插头，连接件与大螺母螺纹连接，连接件置于大螺母内的一端设有多个弹性卡环，插头从连接件的一端插入并能够与弹性卡环抵接，实现插杆与连接件的卡接，从而通过该机械接头可以实现两节预制混凝土桩的快速连接，然而，该种机械接头进行预制混凝土桩连接存在以下不足：1、当使用该机械接头进行预制混凝土桩连接时，由于桩端面倾斜等原因会使得插杆存在过插入连接件的情况，当出现插杆过插入连接件的情况时，预制混凝土桩在受拉拔力、剪切力或弯曲力等作用力时会造成桩连接端面处的全部或局部机械接头会产生轴向间隙，进而造成了预制混凝土桩连接处也相应的产生轴向间隙，使得预制混凝土桩机械接头连接处开裂产生裂缝，具体地，如图25所示为插杆的插头过插入连接件的示意图，当插杆过插入连接件中后，弹性卡环的端部与插头的挡面之间会形成轴向间隙△h，从而在外力作用时，预制混凝土桩的连接端面之间也会产生相应的轴线间隙，使其无法达到《预应力混凝土管桩技术标准》JGJ/T406-2017中第5.1.7条所规定的对于严格要求不出现裂缝的预应力管桩，其裂缝控制等级应为一级；第5.1.8条所规定的管桩桩身轴心受拉时，裂缝控制等级为一级；管桩桩身受弯时。处于弱腐蚀环境及以上的管桩裂缝控制等级为二级，中等、强腐蚀环境及以上的管桩裂缝控制等级为一级的要求；2、由于大螺母与连接件之间和小螺母与插杆之间均通过螺纹连接，螺纹连接也会存在一定的轴向间隙，进而在机械接头受到拉拔力时，螺纹连接的轴向间隙也会造成了预制混凝土桩的连接端面之间产生相应的轴线间隙，进一步增加预制混凝土桩连接处的裂缝大小，使其用于预制混凝土桩连接时无法达到《预应力混凝土管桩技术标准》中对裂缝控制的要求；3、如图26所示，使用该机械接头进行预制混凝土桩连接时还存在插杆的插头欠插入连接件的问题，即插杆插入连接件中时，弹性卡环的端部没有进入插杆的环槽中，因此插杆和连接件无法卡接，进而造成桩的连接失败。

如图27所示为现有的机械接头的第二种结构形式，包括大螺母2、小螺母21、插杆1、中间螺母91、弹性件92以及卡环93；插杆一端与小螺母螺纹连接，另一端设有插头，中间螺母与大螺母螺纹连接，中间螺母置于大螺母的一端设有锥形卡接面，在大螺母的容纳腔内设有弹性件和多个卡环，弹性件将多个卡环抵接在中间螺母的锥形卡接面上，插头从中间螺母的一端插入并能够压缩弹性件，从而使得插头穿过多个卡环围成的空间进行卡环卡接在中间螺母和插头之间，以实现两节预制混凝土桩的快速连接，然而，使用该种机械接头进行预制混凝土桩连接存在以下不足：1、在插杆插入中间螺母的过程中，存在插杆的中心轴线x-x与中间螺母的中心轴线y-y不同轴的状况，因此，如图27、图28和图29所示，当插杆插入中间螺母的过程中，靠近插杆轴线一侧的卡环先与插头接触，而远离插杆轴线一侧的卡环后与插头接触，下侧的卡环先与插头接触并且在插头的作用下压缩弹簧，上侧的卡环后与插头接触，因此，可能出现如图28所示的一侧的卡环进入插头和中间螺母之间，另一侧的卡环无法进入插头和中间螺母之间；或者，如图29所示的多个卡环与插头和中间螺母的卡接位置不同，进而造成桩连接失败或机械接头的连接强度低，从而在预制混凝土桩在受拉拔力、剪切力或弯曲力等作用力时，机械接头的插杆与卡环之间出现轴向滑移，进而会造成桩连接端面处的全部或局部机械接头会产生轴向间隙，使得预制混凝土桩机械接头连接处开裂产生裂缝；2、当插头插入中间螺母并与卡环卡接后，插头、卡环以及中间螺母之间没有形成楔形面的完全贴合(在插头与卡环之间的作用力很小)，因此，当插杆受到受拉拔力、剪切力或弯曲力等作用力时，插杆的插头会对卡环造成挤压，进而造成卡环相对插头产生轴向滑移，从而使得采用该机械接头进行预制混凝土桩连接时，预制混凝土桩在受拉拔力、剪切力或弯曲力等作用力时会造成桩连接端面处的全部或局部机械接头会产生轴向间隙，进而造成了预制混凝土桩连接处也相应的产生轴向间隙，使得预制混凝土桩机械接头连接处开裂产生裂缝；3、如图29所示，由于卡环与插头的卡接面均为锥形圆柱形面，由于卡环与插头的卡接位置不确定，因此，在卡环与插头卡接时，卡环的卡接面和插头的卡接面不会完全贴合。如图30所示，图中Q1至Q5曲线表示插头的卡接面不同位置处的截面半径曲线，图中J曲线表示卡环的某一位置处的截面半径曲线，如图中所示，当J曲线处于Q1位置时，J曲线与Q1完全贴合，当J曲线处于Q2至Q5时，J曲线与Q曲线的间隙逐渐增加，也就是说卡环处于插头的不同位置时，卡环与插头的卡接状态不同，即不能保证卡环的卡接面与插头的卡接面完全贴合。也就是说卡环与插头之间是线接触，当机械接头受到拉拔力、剪切力或弯曲力等作用力时，卡环与插头之间会产生轴向滑移或者卡环会部分嵌入至插头中(或卡环会受力产生形变)进而造成机械接头产生轴向间隙，也就是使用该种机械接头进行预制混凝土桩连接在受到拉拔力、剪切力或弯曲力等作用力时，预制混凝土桩的连接端面之间也会产生相应的轴线间隙，使得预制混凝土桩机械接头连接处开裂产生裂缝；4、由于大螺母与中间螺母之间和小螺母与插杆之间均通过螺纹连接，螺纹连接也会存在一定的轴向间隙，进而在机械接头受到拉拔力、剪切力或弯曲力等作用力时，螺纹连接的轴向间隙也会造成了预制混凝土桩的连接端面之间产生相应的轴线间隙，使得预制混凝土桩机械接头连接处开裂产生裂缝。该机械结构存在以上多种不足，因此，使用该机械接头进行预制混凝土桩连接时，容易使的预制混凝土桩连接无法达到《预应力混凝土管桩技术标准》JGJ/T406-2017中第5.1.7条所规定的对于严格要求不出现裂缝的预应力管桩，其裂缝控制等级应为一级；第5.1.8条所规定的管桩桩身轴心受拉时，裂缝控制等级为一级；管桩桩身受弯时。处于弱腐蚀环境及以上的管桩裂缝控制等级为二级，中等、强腐蚀环境及以上的管桩裂缝控制等级为一级的要求。

现有的机械接头由于存在轴向间隙的问题，使得采用其进行预制混凝土桩连接，在受到拉拔力、剪切力和/或弯曲力等作用力时，预制混凝土桩上述机械接头连接机理会产生间隙，致使预制混凝土桩接头处产生裂缝。预制桩桩基础属地下隐蔽工程，预制桩本身是无法修补的。

混凝土预制桩接头产生裂缝的建筑桩基础安全隐患：

在预制混凝土桩承受抗弯、抗剪力时，预制混凝土桩接头处由于上述机械接头存在轴向间隙，机械接头的轴向间隙将使得预制混凝土桩连接处产生裂缝，进而导致桩与桩不在同一轴线上，使得桩的连接端面产生局部偏心受力；造成桩端面混凝土破损或压裂，致使建筑桩基础存在安全隐患。

在预制混凝土桩承受拉力时，由于无法确保上述机械接头所产生的轴向间隙完全一致，而预制桩桩身轴心受拉承载力设计值是按主筋数量(机械接头个数)合计考虑的；致使上述机械接头受拉力时会被逐个击破，致使建筑桩基础存在安全隐患。

在预制混凝土桩承受抗弯、抗剪、受拉力时，预制混凝土桩接头处由于轴向间隙产生，致使接头处产生裂缝，会导致地下水侵入腐蚀机械连接件和/或预制桩主筋，致使预制桩耐久性难以保证，具体地，由《建筑桩基技术规范》-JGJ94-2008中表4.1.18钢桩年腐蚀速率可知，钢桩位于地面以上且处于无腐蚀性气体或腐蚀性挥发介质的环境中时，单面腐蚀率为0.05～0.1mm/y；钢桩位于地面以下且处于水位以上时，单面腐蚀率为0.05mm/y；钢桩位于地面以下且处于水位以下时，单面腐蚀率为0.03mm/y；钢桩位于地面以下且处于水位波动区时，单面腐蚀率为0.1～0.3mm/y；由此，可知，当预制混凝土桩由于机械接头的轴向间隙而产生裂缝时，其机械接头和/或主筋会被快速腐蚀，致使预制桩耐久性难以保证，其危害的严重性是不言语的。

发明内容

本发明针对现有机械接头连接机理存在轴向间隙会而造成预制混凝土桩连接处产生裂缝致使主筋和/或机械接头腐蚀、桩端面局部受压等问题，而提出了一种弹片卡接的预紧机械接头，以解决现有机械接头连接后存在轴向间隙的带来的安全隐患的问题。

本发明采用的技术手段如下：

一种弹片卡接的预紧机械接头，包括，插杆，所述插杆包括插杆底座、插杆连接部以及插头，所述插杆连接部与所述插头之间设有插头止退面；大螺母，所述大螺母内设有容纳腔；预紧螺母，所述预紧螺母包括套筒结构的预紧螺母本体和设置在所述预紧螺母本体一端并沿所述预紧螺母本体周向布置的多个弹性卡片，所述弹性卡片的端部设有弹片卡接面；所述预紧螺母本体外壁设有预紧螺母连接部和预紧螺母驱动部，所述预紧螺母连接部设于所述容纳腔内并与所述大螺母螺纹连接，使得所述预紧螺母本体设有所述弹性卡片的一端置于所述容纳腔中，且至少部分所述预紧螺母驱动部位于所述容纳腔外；

所述插头能够插入所述预紧螺母中并穿过由多个所述弹性卡片围成的卡接腔，使得所述弹性卡片环抱在所述插杆连接部上，且所述卡接腔与所述插杆连接部之间形成径向间隙，所述插头止退面与所述弹片卡接面在所述大螺母轴向方向相对设置；

在所述弹性卡片环抱在所述插杆连接部上且所述插头止退面与所述弹片卡接面相对时，驱动部件能够从所述预紧螺母的侧向驱动位于所述容纳腔外的所述预紧螺母驱动部，使得所述预紧螺母旋转并沿所述大螺母轴向运动，从而将所述弹片卡接面与所述插头止退面在所述大螺母轴向方向上抵接并锁紧。

进一步地，插杆连接部包括柱体连接部和锥体连接部；所述柱体连接部一端与所述插头连接，另一端与所述锥体连接部的小径端连接，所述锥体连接部的大径端与所述插杆底座连接，所述插头的外径大于所述柱体连接部的外径；

多个所述弹性卡片围成的卡接腔的内径大于所述柱体连接部的外径，使得弹性卡片环抱在所述插杆连接部上时，卡接腔与插杆连接部之间形成径向间隙。

进一步地，所述预紧螺母驱动部上设有驱动齿，所述驱动部件为丝杆，所述丝杆上设有能够与所述驱动齿咬合的咬合齿。

进一步地，所述驱动齿为与所述预紧螺母轴线平行的直齿或与所述预紧螺母轴线成一定角度的斜齿。

进一步地，还包括设于所述弹性卡片与容纳腔底面间的定位套，所述定位套上设有定位孔，所述定位孔和所述插头间的径向间隙小于所述卡接腔与所述柱形连接部间的径向间隙，在所述插杆插入所述容纳腔中时，部分所述插头位于所述定位孔中。

进一步地，所述定位孔内还设有用于所述预紧螺母旋入所述大螺母中时对所述预紧螺母进行限位的限位套，所述限位套上设有注胶孔。

进一步地，所述弹片卡接面与所述插头止退面在所述大螺母轴向方向锁紧前，所述预紧螺母与所述大螺母之间的螺纹连接为松配合螺纹连接。

进一步地，还包括用于与所述插杆的插杆底座连接的小螺母。

进一步地，所述弹片卡接面与所述插头止退面在所述大螺母轴向方向锁紧后，所述插头与所述弹性卡片连接的抗拉强度大于或等于主筋、大螺母和小螺母中任一部件的抗拉强度。

一种预制混凝土桩，包括，预制混凝土桩本体、主筋以及本申请所述弹片卡接的预紧机械接头；

所述主筋设置在所述预制混凝土桩本体内，所述预制混凝土桩本体一端设有所述大螺母，所述大螺母内设有所述预紧螺母；所述预制混凝土桩本体的另一端安装有所述插杆；所述预制混凝土桩本体的端部设有驱动部件容纳槽；当相邻两节预制混凝土桩连接时，所述驱动部件容纳槽一端与所述预制混凝土桩本体的外壁连通，另一端延伸至所述预紧螺母端部，使得驱动部件从所述预制混凝土桩本体的外壁处插入所述驱动部件容纳槽后，驱动部件能够与所述预紧螺母驱动部相互作用，使得所述预紧螺母进行旋转并沿所述大螺母轴向运动，从而将所述插头与所述预紧螺母在所述大螺母轴向方向上锁紧。

进一步地，所述预制混凝土桩本体设有插杆的一端还设有小螺母，所述大螺母和所述小螺母的一端分别与所述主筋的两端连接，所述插杆与所述小螺母的另一端螺纹连接。

进一步地，所述驱动部件驱动所述预紧螺母旋转并将所述插头与所述预紧螺母在所述大螺母轴向方向上锁紧后，所述驱动部件保留在或移出所述驱动部件容纳槽中。

进一步地，所述预制混凝土桩本体的连接端面和所述弹片卡接的预紧机械接头内还注入结构胶。

一种具有本申请所述的预制混凝土桩的连接方法，包括以下步骤：

将预制混凝土桩设有插杆的一端向相邻预制混凝土桩设有预紧螺母的一端运动，并将插杆的插头插入预紧螺母的插入腔中实现插头与弹性卡片的卡接；

由预制混凝土桩的外壁插入驱动部件，并由驱动部件驱动预紧螺母驱动部，从而使得预紧螺母旋转并沿所述大螺母轴向运动，从而将所述插头与所述预紧螺母在所述大螺母轴向方向锁紧。

与现有技术比较，本发明公开的弹片卡接的预紧机械接头具有以下有益效果：本申请公开的弹片卡接的预紧机械接头，由于预紧螺母上设有预紧螺母驱动部，预紧螺母驱动部能够在插头插入卡接腔后，由驱动部件从所述预紧螺母的侧向驱动，使得预紧螺母沿大螺母轴向运动，将弹片卡接面与插头止退面在大螺母轴向方向上抵接并锁紧，从而有效的消除了插头与预紧螺母之间的轴向间隙，进一步地，由于预紧螺母与插杆在轴向方向锁紧，锁紧的过程中预紧螺母与插杆在轴向方向会产生一定的轴向作用力(拧紧力)，在该轴向作用力的作用下，预紧螺母、插杆、大螺母以及小螺母等部件之间的轴向间隙均能够被有效的消除，因此，使得采用本发明公开的机械接头进行预制混凝土桩连接时，在受到拉拔力、剪切力或弯曲力等作用力时，预制混凝土桩连接处也不会开裂并产生裂缝，使得使用本发明公开的机械接头进行预制混凝土桩连接时，能够满足《预应力混凝土管桩技术标准》JGJ/T406-2017中关于裂缝等级控制的相关要求。并消除了预制混凝土桩连接由于现有机械接头连接机理会产生间隙，造成预制混凝土桩接头处产生裂缝，致使建筑桩基础存在安全隐患的问题。

附图说明

图1为本发明公开的弹片卡接的预紧机械接头的轴视图；

图2为本发明公开的弹片卡接的预紧机械接头的主视图；

图3为本发明公开的弹片卡接的预紧机械接头的剖视图，图中插杆处于未完全插入预紧螺母的状态；

图4为本发明公开的弹片卡接的预紧机械接头在插头插入预紧螺母后插头和弹性卡片未轴向锁紧时的状态示意图；

图5为图4中A处的局部放大图；

图6为本发明公开的弹片卡接的预紧机械接头在插头插入预紧螺母后插头的插头止退面和弹性卡片的弹片卡接面轴向锁紧后的状态示意图；

图7为图6中F处的局部放大图；

图8为本发明公开的弹片卡接的预紧机械接头的预紧螺母的结构示意图；

图9为本发明公开的弹片卡接的预紧机械接头的预紧螺母的结构剖视图；

图10为本发明公开的弹片卡接的预紧机械接头的预紧螺母的俯视图；

图11为本发明公开的弹片卡接的预紧机械接头的定位套的俯视图；

图12为本发明公开的弹片卡接的预紧机械接头的定位套的轴视图；

图13为本发明公开的弹片卡接的预紧机械接头的驱动部件的主视图；

图14为本发明公开的弹片卡接的预紧机械接头的驱动部件的右视图；

图15为本发明公开的弹片卡接的预紧机械接头的限位套的主视图；

图16为本发明公开的弹片卡接的预紧机械接头的限位套的剖视图；

图17为本发明公开的弹片卡接的预紧机械接头的大螺母的主视图；

图18为本发明公开的弹片卡接的预紧机械接头的大螺母的剖视图；

图19为本发明公开的弹片卡接的预紧机械接头的插杆的结构图；

图20为具有本发明公开的弹片卡接的预紧机械接头的预制混凝土桩连接的结构示意图，图中桩的数量为两节；

图21为具有本发明公开的弹片卡接的预紧机械接头的预制混凝土桩连接的剖视图；

图22为图21中D处的局部放大图；

图23为具有本发明公开的弹片卡接的预紧机械接头的预制混凝土桩连接的端视图；

图24为图23中F处的局部放大图；

图25为现有的第一种机械接头的结构图，图中插头处于过插入状态；

图26为现有的第一种机械接头的结构图，图中插头处于欠插入状态；

图27为现有的第二种机械接头的结构图，图中插杆轴线与中间螺母轴线不共线时的插接过程示意图；

图28为现有的第二种机械接头的结构图，图中插杆的插头与下侧卡片先接触使得下侧卡片无法进入插头与中间螺母之间；

图29为现有的第二种机械接头的结构图，图中多个卡片卡在插头与中间螺母的不同位置处；

图30为现有第二种机械接头的卡片与插头卡接面接触的状态示意图。

图中：

1、插杆；10、插杆底座；11、插头；12、插头止退面；13、插杆连接部；130、柱体连接部；131、锥体连接部；2、大螺母；20、容纳腔；21、小螺母；4、预紧螺母；40、预紧螺母本体；41、弹性卡片；42、预紧螺母连接部；43、预紧螺母驱动部；431、驱动齿；44、卡接腔；45、弹片卡接面；5、限位套；50、注胶孔；6、驱动部件；60、丝杆；600、咬合齿；7、定位套；70、定位孔；8、预制混凝土桩；80、预制混凝土桩本体；81、主筋；82、驱动部件容纳槽。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示为本发明公开的弹片卡接的预紧机械接头，包括，插杆1，所述插杆包括插杆底座10、插杆连接部13以及插头11，所述插杆连接部13与所述插头11之间设有插头止退面12，如图19所示，在本实施例中，插头11的外径大于与插头11连接处的插杆连接部的外径，使得插杆连接部13与插头11之间的过渡面形成插头止退面12；

大螺母2，所述大螺母2内设有容纳腔20，如图17、图18所示；

预紧螺母4，所述预紧螺母4包括套筒结构的预紧螺母本体40和设置在所述预紧螺母本体40一端并沿所述预紧螺母本体40周向布置的多个弹性卡片41，所述弹性卡片的端部设有弹片卡接面45，如图9所示；

所述预紧螺母本体40外壁设有预紧螺母连接部42和预紧螺母驱动部43，所述预紧螺母连接部42设于所述容纳腔20内且与所述大螺母2螺纹连接，使得所述预紧螺母本体40设有所述弹性卡片41的一端置于所述容纳腔20中，且至少部分所述预紧螺母驱动部43位于所述容纳腔20外；

所述插头11能够插入所述预紧螺母4中并穿过由多个所述弹性卡片41围成的卡接腔44，使得所述弹性卡片41环抱在所述插杆连接部13上，且所述卡接腔44与所述插杆连接部13之间形成径向间隙，所述插头止退面12与所述弹片卡接面45在所述大螺母2轴向方向相对设置；

在所述弹性卡片41环抱在所述插杆连接部13上且所述插头止退面12与所述弹片卡接面45相对时，驱动部件6能够从所述预紧螺母4的侧向驱动位于所述容纳腔20外的所述预紧螺母驱动部43，使得所述预紧螺母4旋转并沿所述大螺母2轴向运动，从而将所述弹片卡接面45与所述插头止退面12在所述大螺母2轴向方向上抵接并锁紧。

本申请公开的弹片卡接的预紧机械接头，由于预紧螺母4上设有预紧螺母驱动部43，如图4和图6所示，预紧螺母驱动部能够在插头插入预紧螺母中后，由驱动部件6从所述预紧螺母4的侧向驱动，如图4示意性的表示其运动过程，具体地，在插头插入预紧螺母中且插头穿过多个弹性卡片围成的卡接腔后，如图5所示，弹性卡片的端部(弹片卡接面)与插头的卡接面(插头止退面)存在一定的轴向间隙L，驱动部件6在外力的作用下转动(图4中箭头B箭头所示)，使得预紧螺母4旋转(图4中箭头C箭头所示)并沿大螺母2轴向运动(图4中箭头E所示)，从而弹性卡片的端部(弹片卡接面)与插头的卡接面(插头止退面)接触并锁紧，也就是说在插杆1的插头11插入预紧螺母中后，预紧螺母4能够在驱动部件6的驱动下沿大螺母2的轴向方向运动，将弹片卡接面与插头止退面在大螺母轴向方向上抵接并锁紧，从而实现了插杆与预紧螺母的卡接，并通过预紧螺母4的轴向运动消除了插头11与预紧螺母4之间的轴向间隙L并实现插杆与预紧螺母的轴向锁紧，如图6、图7所示；进一步地，由于预紧螺母与插杆在轴向方向锁紧，锁紧的过程中由于预紧螺母与大螺母之间产生拧矩(拧紧力)，该拧紧力使得预紧螺母与插杆在轴向方向会产生一定的轴向作用力，在该轴向作用力的作用下，预紧螺母、插杆、大螺母以及小螺母等部件之间的轴向间隙均能够被有效的消除，例如预紧螺母与大螺母的螺纹连接的间隙(图6中E2所示区域的螺纹连接的轴线间隙)、插杆的插杆底座与小螺母的螺纹连接的间隙(图6中E1所示区域的螺纹连接的轴线间隙)、插杆的插头与预紧螺母之间的间隙等，因此，使得采用本发明公开的机械接头进行预制混凝土桩连接时，在受到拉拔力、剪切力或弯曲力等作用力时，预制混凝土桩连接处也不会开裂并产生裂缝，即使用本发明公开的机械接头进行预制混凝土桩连接能够时桩连接处具有较高的抗拔、抗弯以及抗剪性能，使得使用本发明公开的机械接头进行预制混凝土桩连接时，能够满足《预应力混凝土管桩技术标准》JGJ/T406-2017中关于裂缝等级控制的相关要求。并消除了预制混凝土桩连接由于现有机械接头连接机理会产生间隙，造成预制混凝土桩接头处产生裂缝，致使建筑桩基础存在安全隐患的问题。同时，本申请公开的弹片卡接的预紧机械接头，由于是插头插入预紧螺母之后再驱动预紧螺母沿大螺母轴向运动，使得预紧螺母上的弹性卡片与插头卡接并锁紧，因此，在插头插入预紧螺母中且两者之间轴向卡接并锁紧前，预紧螺母的弹性卡片与插头之间能够形成一定的轴向游离间隙(图5中L所示)，因此，消除了现有机械接头存在插杆的插头欠插入中间螺母中，导致插头无法穿过弹性卡片形成的卡接腔，进而造成插杆连接失败的问题。进一步地，由于插头11插入预紧螺母4中并穿过由多个弹性卡片41围成的卡接腔44，使得弹性卡片41环抱在插杆连接部13上时，且卡接腔44与插杆连接部13之间形成径向间隙(图5中d所示)，使得预紧螺母与插杆在轴向锁紧之前，弹性卡片与插杆连接部之间无接触，避免或减小了插杆与预紧螺母之间产生作用力，从而可以方便的由驱动部件驱动预紧螺母进行转动以实现弹性卡片与插头之间的卡接和锁紧。

进一步地，如图19所示，插杆连接部13包括柱体连接部130和锥体连接部131；所述柱体连接部130一端与所述插头11连接，另一端与所述锥体连接部131的小径端连接，所述锥体连接部131的大径端与所述插杆底座10连接，所述插头11的外径大于所述柱体连接部130的外径；

多个所述弹性卡片41围成的卡接腔44的内径大于所述柱体连接部130的外径，使得弹性卡片41环抱在所述插杆连接部130上时，卡接腔44与所述插杆连接部13之间形成径向间隙(图5中d所示)。具体地，本申请中插杆连接部13可以是外径一致的柱体结构以实现插头与插杆底座的连接，优选地，插杆连接部13的包括两段外径不一致的结构，即靠近插头一端的柱体连接部130和靠近插杆底座一端的锥体连接部131，柱体连接部130的外径小于插头11的外径，使得两者之间的过渡面形成插头止退面12；锥体连接部能够减小插杆上的应力集中问题，提高了插杆的强度。同时，多个所述弹性卡片41围成的卡接腔44的内径大于所述柱体连接部130的外径，并小于插头的外径；使得弹性卡片41环抱在所述插杆连接部13的柱体连接部130上时，卡接腔44与所述柱体连接部130之间形成径向间隙，即预紧螺母与插杆在轴向锁紧之前，弹性卡片与插杆连接部之间无接触，避免或减小了插杆与预紧螺母之间产生作用力，从而可以方便的由驱动部件驱动预紧螺母进行转动以实现弹性卡片与插头之间的卡接并锁紧。卡接腔44与所述插杆连接部13之间形成径向间隙大小可以根据实际需要进行设置。

进一步地，如图8、图10所示，所述预紧螺母驱动部43上设有驱动齿431，所述驱动部件6为丝杆60，所述丝杆60上设有能够与所述驱动齿431咬合的咬合齿600。

具体地，在本实施例中，由于预紧螺母驱动部43上设有驱动齿431，驱动齿431可以为与预紧螺母4轴线平行的直齿或与预紧螺母轴线成一定角度的斜齿，图8中为直齿，因此，驱动部件6可以为丝杆60，如图13和图14所示，丝杆60上设有能够与驱动齿431咬合的咬合齿600，在预制混凝土桩的一端设有与桩外壁连通的驱动部件容纳槽82，驱动部件容纳槽82的另一端延伸至大螺母2端部，通过驱动部件容纳槽82能够将丝杆60插入两节预制混凝土桩之间，并且能够使得丝杆60与置于大螺母2内的预紧螺母4上的咬合齿600咬合，在预制混凝土桩外侧壁处驱动丝杆转动，丝杆60的端部设有内六边孔、一字形槽或十字形槽等结构，以便于通过工具驱动丝杆转动，丝杆转动能够通过预紧螺母驱动部上的驱动齿驱动预紧螺母转动，进而实现预紧螺母的轴向运动以将插头与弹性卡片在轴向方向上锁紧，并消除了插杆的插头和预紧螺母等部件之间的轴向间隙。通过丝杆齿牙结构驱动预紧螺母进行转动，不仅具有结构简单，同时还具有行程大，使得能够在较小的空间内，预紧螺母能够运动较大的行程，保证锁紧性能，同时方便操作和控制插杆与预紧螺母之间的轴向锁紧力。采用直齿结构具有便于加工的优点，由于齿的精度高、齿轮间的配合精度高，因此直齿传动速度稳定，运转平稳，直齿传动的结构简单也使其更加可靠，使用寿命更长；采用斜齿结构，斜齿轮的齿轮面与丝杆齿牙相互咬合，丝杆能够对预紧螺母施加较大的周向驱动力，进而方便预紧螺母旋转以实现轴向运动。驱动齿可以是直接在预紧螺母驱动部上加工形成，也可以是单独结构，即预紧螺母驱动部外套有中间套，中间套上设有驱动齿(形成类似齿轮的结构)，中间套与预紧螺母驱动部通过键等结构连接。

进一步地，还包括设于所述弹性卡片41与容纳腔20底面之间的定位套7，所述定位套7上设有定位孔70，所述定位孔70和所述插头之间的径向间隙小于多个所述弹性卡片41的围成的卡接腔44与所述插杆连接部13之间的径向间隙，在所述插杆1插入所述容纳腔20中时，部分所述插头11位于所述定位孔70中。

具体地，在本实施例中，如图18所示，大螺母2的容纳腔20为阶梯孔，靠近容纳腔底面的阶梯孔的孔径较小，靠近开口一端的阶梯孔的孔径较大，大螺母2的容纳腔20的内壁上靠近开口一端(孔径较大的阶梯孔处)加工有用于与预紧螺母4螺纹连接的内螺纹，在内螺纹的根部(即内螺纹朝向容纳腔底面的一端)设有定位套安装孔22，定位套安装孔的孔径大于靠近容纳腔底面的孔的孔径，定位套7为圆环状结构，优选地定位套7为圆环金属片，定位套7的外径小于或等于定位套安装孔22的内径，定位套7能够被安装在定位套安装孔中，定位套7的内径孔为定位孔70，定位孔70和插头11之间的径向间隙小于多个弹性卡片41围成的卡接腔44与柱体连接部130之间的径向间隙，在所述插杆1插入所述容纳腔20中时，至少部分所述插头11位于所述定位孔70中，因此，插杆1在插入预紧螺母4的过程中和/或插杆1在插入预紧螺母4后，定位孔70对插杆1进行限位和导向，进而使得插杆1与预紧螺母4在径向方向存在间隙(弹性卡片与插杆连接部之间不接触)，即减小或消除了插杆等部件与预紧螺母之间的作用力，以便于驱动部件从侧向驱动预紧螺母转动，使得预紧螺母沿大螺母轴向运动，从而将所述弹片卡接面45与所述插头止退面12在所述大螺母2轴向方向上抵接并锁紧，即使插头与预紧螺母在大螺母轴向方向上锁紧。在具体实施过程中，如图6和图7所示，插头穿过多个弹性卡片围成的卡接腔插入定位孔中后，部分插头位于定位孔中，即插头不完全插入定位孔中，使得插头止退面高于定位套的上端面，从而保证弹性卡片的弹片卡接面与插头止退面抵接并锁紧。

本申请中的定位套7也可以是外径设有螺纹结构，定位套7可以通过螺纹安装有大螺母2的容纳腔中，大螺母中设有容纳腔20，容纳腔20的内壁上设有内螺纹，大螺母的一端可以与主筋固定连接，另一端通过内螺纹与预紧螺母连接，优选地，定位套7可以拧入大螺母的内螺纹根部，定位套7的内径孔为定位孔70，定位孔70和插头11之间的径向间隙小于多个弹性卡片41的围成的卡接腔44内径与插杆连接部13之间的径向间隙，在所述插杆1插入所述容纳腔20中时，至少部分所述插头11位于所述定位孔70中，因此，插杆1在插入预紧螺母4的过程中和/或插杆1在插入预紧螺母4后，定位孔70对插杆1进行限位和导向，进而使得插杆1与预紧螺母4在径向方向存在间隙(弹性卡片与插杆连接部之间不接触)，即减小或消除了插杆等部件与预紧螺母之间的作用力，以便于驱动部件从侧向驱动预紧螺母转动，使得预紧螺母沿大螺母轴向运动，从而将所述弹片卡接面45与所述插头止退面12在所述大螺母2轴向方向上抵接并锁紧，即使插头与预紧螺母在大螺母轴向方向上锁紧。优选地，定位套7的定位孔70为多边形孔，多边形的内切圆的直径和插头11之间的径向间隙小于弹性卡片41的自由端内壁围成的卡接腔44与插杆连接部13之间的径向间隙，定位孔为多边形孔，便于通过内六角扳手等工具插入定位孔中以将定位套旋入大螺母中。

进一步地，所述定位孔70内还设有用于所述预紧螺母4旋入所述大螺母2中时对所述预紧螺母4进行限位的限位套5，所述限位套5上设有注胶孔50，如图15、图16所示。在本实施中，限位套采用弹性材料，例如橡胶等材料制成。在使用本发明公开的弹片卡接的预紧机械接头进行预制混凝土桩连接时，大螺母置于混凝土桩本体内且与主筋连接，并需要从混凝土桩端部将定位套和预紧螺母安装在大螺母的容纳腔中，由于大螺母的容纳腔大于定位套的外径，因此，定位套可以方便的安装在容纳腔内，然后，需要通过电动扳手等工具将预紧螺母旋入大螺母中，在电动扳手与预紧螺母分离时(一般预制混凝土桩的端面会形成电动扳手与预紧螺母的分离面，即电动扳手与预制混凝土桩端面接触时，电动扳手与预紧螺母分离)，由于惯性作用预紧螺母会继续在大螺母内转动从而继续沿大螺母轴向方向运动(一般情况下预紧螺母与大螺母之间螺纹连接为松螺纹，预紧螺母能够方便的在大螺母内转动)，进而影响预紧螺母在初次旋入大螺母中的长度，从而可能会造成预紧螺母旋入大螺母内长度过长使得插杆无法完全插入预紧螺母中(插头无法穿过弹性卡片围成的卡接腔)造成插接失败的问题。在本申请中，由于在定位套上设有限位套5，限位套5采用弹性材料制成，因此，在电动扳手在与预紧螺母分离后，预紧螺母的弹性卡片端部能够与限位套端部接触(预紧螺母与电动扳手分离后，预紧螺母的惯性力较小，因此，预紧螺母在惯性力的作用下继续旋转，并在弹性卡片端部与限位套端部接触时就能够停止运动)，保证预紧螺母初次旋入大螺母中的长度，进而消除了由于预紧螺母初次旋入大螺母中长度过大造成插杆插接失败的问题。同时由于限位套具有弹性，且中间设有注胶孔，因此，当插杆插入预紧螺母并穿过卡接腔后，插杆的插头端部与限位套顶面接触，并随着插头的不断插入，因此限位套在插头的挤压下产生形变并被插头挤压穿过定位孔进入至大螺母容纳腔底部，如图4、图6所示，此时插头11插入至定位套7的定位孔70中；在向预紧机械接头内注结构胶时，限位套5上设有的注胶孔50可以方便结构胶灌注并填充满预紧机械接头内部，以提高桩之间的连接性能和防腐性能，同时，限位套上设有注胶孔可以便于限位套在受插头挤压时产生形变。

进一步地，弹片卡接面45与所述插头止退面12在所述大螺母2轴向方向锁紧前，所述预紧螺母4与所述大螺母2之间的螺纹连接为松配合螺纹连接。

具体地，可以根据需要合理选择大螺母的容纳腔内壁上的内螺纹和预紧螺母外壁上的外螺纹的公差，以使得预紧螺母与大螺母之间的螺纹连接为松配合螺纹连接，由于预紧螺母与大螺母之间为松配合螺纹连接，因此，在插头与预紧螺母锁紧前，预紧螺母与大螺母之间的作用力相对较小，从而便于驱动部件从侧向驱动预紧螺母转动，使得预紧螺母沿大螺母轴向运动，从而将插头与预紧螺母在大螺母轴向方向上锁紧。

进一步地，还包括用于与所述插杆1的插杆底座12连接的小螺母21。

具体地，在本实施例中，插杆1通过小螺母21固定在预制混凝土桩的一端，大螺母2固定在预制混凝土桩的另一端，大螺母2和小螺母21分别与预制混凝土桩内的主筋两端固定连接，大螺母内设有定位套和预紧螺母等部件，相邻的两节预制混凝土桩能够通过本申请公开的预紧机械接头实现快速连接。

进一步地，所述弹片卡接面45与所述插头止退面12在所述大螺母2轴向方向锁紧后，所述插头11与所述弹性卡片41连接的抗拉强度大于或等于主筋、大螺母和小螺母中任一部件的抗拉强度。优选地，所述弹片卡接面45与所述插头止退面12在所述大螺母2轴向方向锁紧后，所述插头与所述预紧螺母连接后在承受11.7Mpa拉拔力时无延性变形。

本申请中由于弹片卡接面45与所述插头止退面12在所述大螺母2轴向方向锁紧后，所述插头与所述预紧螺母的弹片连接的抗拉强度大于或等于主筋、大螺母和小螺母中任一部件的抗拉强度且所述插头与所述预紧螺母连接后在承受11.7Mpa拉拔力时无延性变形，使得具有本发明公开的弹片卡接的预紧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，大螺母、小螺母、插杆以及预紧螺母不会产生延性变形，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，本发明公开的弹片卡接的预紧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弹片卡接的预紧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，即本申请公开的弹片卡接的预紧机械接头在受拉拔力在11.7kN内，预制混凝土桩主筋和弹片卡接的预紧机械接头均无延性变形，机械接头的各部件之间也无滑移，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。

实施例2

如图20、图21、图22、图23和图24所示为本发明公开的预制混凝土桩，包括，预制混凝土桩本体80、主筋81以及本发明公开的弹片卡接的预紧机械接头；

所述主筋81设置在所述预制混凝土桩本体80内，所述预制混凝土桩本体80一端设有所述大螺母2，所述大螺母2内设有所述预紧螺母4；

所述预制混凝土桩本体80的另一端安装有所述插杆1；

所述预制混凝土桩本体80的端部设有驱动部件容纳槽82；

当相邻两节预制混凝土桩连接时，所述驱动部件容纳槽82一端与所述预制混凝土桩本体80的外壁连通，另一端延伸至所述预紧螺母4端部，使得驱动部件6从所述预制混凝土桩本体80的外壁处插入所述驱动部件容纳槽82后，驱动部件6能够与所述预紧螺母驱动部43相互作用，使得所述预紧螺母4进行旋转并沿所述大螺母2轴向运动，从而将所述插头11与所述预紧螺母4在所述大螺母2轴向方向上锁紧。

本申请公开的弹片卡接的预紧机械接头，由于预紧螺母设有预紧螺母驱动部，预紧螺母驱动部能够在插头插入卡接腔后，由驱动部件从所述预紧螺母的侧向驱动，使得预紧螺母旋转并沿大螺母轴向运动，从而将插头与预紧螺母在大螺母轴向方向上锁紧，也就是说在插杆的插头与预紧螺母弹片卡接后，预紧螺母能够在驱动部件的驱动下沿大螺母的轴向方向运动，从而通过预紧螺母的轴向运动消除了插杆的插头与预紧螺母之间的轴向间隙，进一步地，由于预紧螺母和插杆在轴向方向锁紧，锁紧的过程中预紧螺母与插杆在轴向方向会产生一定的轴向作用力，在该轴向作用力的作用下，预紧螺母、插杆、大螺母以及小螺母等部件之间的轴向间隙均能够被有效的消除，例如预紧螺母与大螺母的螺纹连接的间隙、插杆的插杆底座与小螺母的螺纹连接的间隙、插杆的插头与弹性卡片之间的间隙等，因此，使得采用本发明公开的机械接头进行预制混凝土桩连接时，在受到拉拔力、剪切力或弯曲力等作用力时，预制混凝土桩连接处也不会开裂并产生裂缝，即使用本发明公开的机械接头进行预制混凝土桩连接能够时桩连接处具有较高的抗拔、抗弯以及抗剪性能，使得使用本发明公开的机械接头进行预制混凝土桩连接时，能够满足《预应力混凝土管桩技术标准》JGJ/T406-2017中关于裂缝等级控制的相关要求。并消除了预制混凝土桩连接由于现有机械接头连接机理会产生间隙，造成预制混凝土桩接头处产生裂缝，致使建筑桩基础存在安全隐患的问题。同时，本申请公开的弹片卡接的预紧机械接头，由于是插头插入预紧螺母之后再驱动预紧螺母沿大螺母轴向运动，使得预紧螺母上的弹性卡片与插头卡接并锁紧，因此，在插头插入预紧螺母中且两者之间轴向卡接并锁紧前，预紧螺母的弹性卡片与插头之间能够形成一定的轴向游离间隙(图5中L所示)，因此，消除了现有机械接头存在插杆的插头欠插入中间螺母中，导致插头无法穿过弹性卡片形成的卡接腔，进而造成桩连接失败的问题。

进一步地，所述预制混凝土桩本体80设有插杆1的一端还设有小螺母21，所述大螺母2和所述小螺母21的一端分别与所述主筋81的两端连接，所述插杆1与所述小螺母21的另一端螺纹连接，即机械接头设置在主筋的两端，使得主筋和机械接头同轴，也就使得主筋和机械接头受力时处于同一轴线上，提高了桩的抗拔性能。驱动部件容纳槽82也可以设置在预制混凝土桩设有小螺母的一端，当驱动部件容纳槽82设置在预制混凝土桩设有小螺母的一端时，该预制混凝土桩设有小螺母的一端端部设有预紧螺母容纳孔，以便于上下预制桩连接时，预紧螺母的上部置于该孔中，驱动部件容纳槽82一端与预制混凝土桩连通，另一端与驱动部件容纳槽82连通，进而可以使驱动部件驱动预紧螺母转动。

在本发明公开的预制混凝土桩具体实施过程中，优选地，混凝土桩端面设有小螺母的一端端面与小螺母的端部平齐，混凝土桩另一端设有大螺母，且大螺母端部低于混凝土桩端面，在预紧螺母由电动扳手旋入大螺母中时，预紧螺母在预制混凝土桩端面与电动扳手分离，并由于惯性作用继续旋转，从而使得预紧螺母的端部低于混凝土桩端面。从而在两节预制混凝土桩进行连接时，预紧螺母能够方便的被驱动部件驱动旋转并沿大螺母轴向运动，以实现插杆与预紧螺母的卡接(由于预紧螺母的端部低于混凝土桩的端面，因此小螺母和另一节桩的端面不会挤压在预紧螺母上，此时，预紧螺母仅收到与大螺母螺纹连接的作用力)。

进一步地，所述驱动部件6驱动所述预紧螺母4旋转并将所述插头11与所述预紧螺母4在所述大螺母2轴向方向上锁紧后，所述驱动部件6保留在或移出所述驱动部件容纳槽82中。

具体地，在预制混凝土桩连接时，可以通过一个丝杆依次分别驱动预制混凝土桩上的多个预紧螺母旋转，以实现所有机械接头的轴向锁紧，消除轴向间隙，提高桩的抗拔能力，并且丝杆可以重复使用，节省了使用成本。也可以在预制混凝土桩连接时，每一个机械接头均通过一个丝杆进行驱动，当丝杆驱动预紧螺母转动并实现轴向锁紧后，丝杆保留在驱动部件容纳槽中，即丝杆不从驱动部件容纳槽中取出，由于两节预制混凝土桩之间设有多个丝杆结构，进一步提高了预制桩端部的抗压性能。

进一步地，所述预制混凝土桩本体80的连接端面和所述弹片卡接的预紧机械接头内还注入结构胶，结构胶可以对连接端面、机械接头、端面的各种槽进行填充、粘结和密封，进一步提高桩之间的连接性能和防腐性能。

实施例3

一种本发明所述的预制混凝土桩的连接方法，包括以下步骤：

将预制混凝土桩设有插杆的一端向相邻预制混凝土桩设有预紧螺母的一端运动，并将插杆的插头插入预紧螺母的插入腔中实现插头与弹性卡片的卡接；

由预制混凝土桩的外壁插入驱动部件，并由驱动部件驱动预紧螺母驱动部，从而使得预紧螺母旋转并沿所述大螺母轴向运动，从而将所述插头与所述预紧螺母在所述大螺母轴向方向锁紧。

在驱动部件(丝杆)驱动预紧螺母转动会存在以下两种情况：1、当预紧螺母与大螺母之间的螺纹连接产生的作用力较小时，即预紧螺母与大螺母之间连接较松，丝杆进入驱动部件容纳槽的过程中，丝杆与预紧螺母驱动部上的驱动齿咬合并驱动预紧螺母开始旋转并沿大螺母轴向运动，当预紧螺母实现弹性卡片与插头之间的轴向锁紧后，预紧螺母停止旋转，此时，丝杆在驱动齿结构的作用下向驱动部件容纳槽内运动，直至丝杆端部与容纳槽端部抵接后，此时当继续驱动丝杆，丝杆与驱动齿之间的相互作用将使得预紧螺母对插杆产生预张紧力，使得预制混凝土桩连接处产生了预压力，进而在桩连接后在受一定作用力时不会产生压曲变形，提高了预制混凝土桩连接的强度；2、当预紧螺母与大螺母之间的螺纹连接产生的作用力较大时，即预紧螺母与大螺母之间连接较紧，丝杆进入驱动部件容纳槽的过程中，丝杆与驱动齿啮合，此时驱动齿结构无法驱动预紧螺母转动，驱动齿在齿结构的作用下进行向驱动部件容纳槽内运动，直至丝杆端部与容纳槽端部抵接后，丝杆通过齿牙结构开始驱动预紧螺母转动以实现弹性卡片与插头之间的轴向锁紧，从而通过预紧螺母的轴向运动消除了插杆的插头与预紧螺母之间的轴向间隙，保证了预制桩连接的强度。进一步地，由于预紧螺母与插杆在轴向方向锁紧，锁紧的过程中预紧螺母与大螺母之间产生拧紧力，使得预紧螺母与插杆在轴向方向会产生一定的轴向作用力，在该轴向作用力的作用下，预紧螺母、插杆、大螺母以及小螺母等部件之间的轴向间隙均能够被有效的消除，例如预紧螺母与大螺母的螺纹连接的间隙、插杆的插杆底座与小螺母的螺纹连接的间隙、插杆的插头与预紧螺母之间的间隙等，进一步地提高了机械接头的连接性能，提高了预制混凝土桩通过该弹片卡接的预紧机械接头连接后的抗拔性能。

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 (14)

1.一种弹片卡接的预紧机械接头，其特征在于：包括，

插杆(1)，所述插杆(1)包括插杆底座(10)、插杆连接部(13)以及插头(11)，所述插杆连接部(13)与所述插头(11)之间设有插头止退面(12)；

大螺母(2)，所述大螺母(2)内设有容纳腔(20)；

预紧螺母(4)，所述预紧螺母(4)包括套筒结构的预紧螺母本体(40)和设置在所述预紧螺母本体(40)一端并沿所述预紧螺母本体(40)周向布置的多个弹性卡片(41)，所述弹性卡片的端部设有弹片卡接面(45)；

所述预紧螺母本体(40)外壁设有预紧螺母连接部(42)和预紧螺母驱动部(43)，所述预紧螺母连接部(42)设于所述容纳腔(20)内并与所述大螺母(2)螺纹连接，使得所述预紧螺母本体(40)设有所述弹性卡片(41)的一端置于所述容纳腔(20)中，且至少部分所述预紧螺母驱动部(43)位于所述容纳腔(20)外；

所述插头(11)能够插入所述预紧螺母(4)中并穿过由多个所述弹性卡片(41)围成的卡接腔(44)，使得所述弹性卡片(41)环抱在所述插杆连接部(13)上，且所述卡接腔(44)与所述插杆连接部(13)之间形成径向间隙，所述插头止退面(12)与所述弹片卡接面(45)在所述大螺母(2)轴向方向相对设置；

在所述弹性卡片(41)环抱在所述插杆连接部(13)上且所述插头止退面(12)与所述弹片卡接面(45)相对时，驱动部件(6)能够从所述预紧螺母(4)的侧向驱动位于所述容纳腔(20)外的所述预紧螺母驱动部(43)，使得所述预紧螺母(4)旋转并沿所述大螺母(2)轴向运动，从而将所述弹片卡接面(45)与所述插头止退面(12)在所述大螺母(2)轴向方向上抵接并锁紧。

2.根据权利要求1所述的弹片卡接的预紧机械接头，其特征在于：插杆连接部(13)包括柱体连接部(130)和锥体连接部(131)；所述柱体连接部(130)一端与所述插头(11)连接，另一端与所述锥体连接部(131)的小径端连接，所述锥体连接部(131)的大径端与所述插杆底座(10)连接，所述插头(11)的外径大于所述柱体连接部(130)的外径；

多个所述弹性卡片(41)围成的卡接腔(44)的内径大于所述柱体连接部(130)的外径，使得弹性卡片(41)环抱在所述插杆连接部(13)上时，卡接腔(44)与所述插杆连接部(13)之间形成径向间隙。

3.根据权利要求2所述的弹片卡接的预紧机械接头，其特征在于：所述预紧螺母驱动部(43)上设有驱动齿(431)，所述驱动部件(6)为丝杆(60)，所述丝杆(60)上设有能够与所述驱动齿(431)咬合的咬合齿(600)。

4.根据权利要求3所述的弹片卡接的预紧机械接头，其特征在于：所述驱动齿(431)为与所述预紧螺母(4)轴线平行的直齿或与所述预紧螺母轴线成一定角度的斜齿。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的弹片卡接的预紧机械接头，其特征在于：还包括设于所述弹性卡片(41)与容纳腔(20)底面间的定位套(7)，所述定位套(7)上设有定位孔(70)，所述定位孔(70)和所述插头(11)间的径向间隙小于所述卡接腔(44)与所述柱形连接部(130)间的径向间隙，在所述插杆(1)插入所述容纳腔(20)中时，部分所述插头(11)位于所述定位孔(70)中。

6.根据权利要求5所述的齿牙卡接的预紧机械接头，其特征在于：所述定位孔(70)内还设有用于所述预紧螺母(4)旋入所述大螺母(2)中时对所述预紧螺母(4)进行限位的限位套(5)，所述限位套(5)上设有注胶孔(50)。

7.根据权利要求1所述的弹片卡接的预紧机械接头，其特征在于：所述弹片卡接面(45)与所述插头止退面(12)在所述大螺母(2)轴向方向锁紧前，所述预紧螺母(4)与所述大螺母(2)之间的螺纹连接为松配合螺纹连接。

8.根据权利要求1所述的弹片卡接的预紧机械接头，其特征在于：还包括用于与所述插杆(1)的插杆底座(12)连接的小螺母(21)。

9.根据权利要求8所述的弹片卡接的预紧机械接头，其特征在于：所述弹片卡接面(45)与所述插头止退面(12)在所述大螺母(2)轴向方向锁紧后，所述插头(11)与所述弹性卡片(41)连接的抗拉强度大于或等于主筋、大螺母和小螺母中任一部件的抗拉强度。

10.一种预制混凝土桩，其特征在于：包括，预制混凝土桩本体(80)、主筋(81)以及权利要求1至9任意一项所述弹片卡接的预紧机械接头；

所述主筋(81)设置在所述预制混凝土桩本体(80)内，所述预制混凝土桩本体(80)一端设有所述大螺母(2)，所述大螺母(2)内设有所述预紧螺母(4)；

所述预制混凝土桩本体(80)的另一端安装有所述插杆(1)；

所述预制混凝土桩本体(80)的端部设有驱动部件容纳槽(82)；

当相邻两节预制混凝土桩连接时，所述驱动部件容纳槽(82)一端与所述预制混凝土桩本体(80)的外壁连通，另一端延伸至所述预紧螺母(4)端部，使得驱动部件(6)从所述预制混凝土桩本体(80)的外壁处插入所述驱动部件容纳槽(82)后，驱动部件(6)能够与所述预紧螺母驱动部(43)相互作用，使得所述预紧螺母(4)进行旋转并沿所述大螺母(2)轴向运动，从而将所述插头(10)与所述预紧螺母(4)在所述大螺母(2)轴向方向上锁紧。

11.根据权利要求10所述的预制混凝土桩，其特征在于：所述预制混凝土桩本体(80)设有插杆(1)的一端还设有小螺母(21)，所述大螺母(2)和所述小螺母(21)的一端分别与所述主筋(81)的两端连接，所述插杆(1)与所述小螺母(21)的另一端螺纹连接。

12.根据权利要求11所述的预制混凝土桩，其特征在于：所述驱动部件(6)驱动所述预紧螺母(4)旋转并将所述插头(11)与所述预紧螺母(4)在所述大螺母(2)轴向方向上锁紧后，所述驱动部件(6)保留在或移出所述驱动部件容纳槽(82)中。

13.根据权利要求12所述的预制混凝土桩，其特征在于：所述预制混凝土桩本体(80)的连接端面和所述弹片卡接的预紧机械接头内还注入结构胶。

14.一种具有权利要求10至13任意一项所述的预制混凝土桩的连接方法，其特征在于：包括以下步骤：

将预制混凝土桩设有插杆的一端向相邻预制混凝土桩设有预紧螺母的一端运动，并将插杆的插头插入预紧螺母的插入腔中实现插头与弹性卡片的卡接；

由预制混凝土桩的外壁插入驱动部件，并由驱动部件驱动预紧螺母驱动部，从而使得预紧螺母旋转并沿所述大螺母轴向运动，从而将所述插头与所述预紧螺母在所述大螺母轴向方向锁紧。