CN117646425B - 一种装配式混凝土支承柱及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种装配式混凝土支承柱及其装配方法，包括若干预制组合桩，若干所述预制组合桩形成预制混凝土支承柱，若干所述预制组合桩一端开设有锥形嵌入槽，所述预制组合桩远离锥形嵌入槽一端突出式设置有锥形配合桩，所述配合插杆与锥形嵌入槽一侧开设的若干插杆孔配合，所述伸缩杆伸缩式设置于限位座内，所述伸缩杆远离限位座一端转轴式安装有抱紧爪，固化后形成预制混凝土支承柱，本发明的若干预制组合桩之间装配过程较为简单，其内部设置有自锁机构，无需使用太多的螺栓机构进行固定，同时在对其内部进行混凝土浇筑的过程中，其自锁机构还能够作为混凝土浇筑层的内衬机构，有效提高浇筑混凝土在固化后的自身结构强度，适合广泛使用。

Description

一种装配式混凝土支承柱及其装配方法

技术领域

本发明涉及预制混凝土支承柱技术领域，具体为一种装配式混凝土支承柱及其装配方法。

背景技术

现有技术中公开号为“CN113266106B”的一种新型装配式混凝土支承柱（分类号为E04C3/34），包括相互套接的上混凝土柱和下混凝土柱，还包括上柱套筒、下柱套筒以及第三套筒，该新型装配式混凝土支承柱通过上混凝土柱和上柱套筒，以及下混凝土柱与下柱套筒之间在外模内高速离心成型，并从上下两端套接进第三套筒中，同时形成管状封闭空间，第三套筒在新型装配式混凝土支承柱现场施工时从压浆通道注入UHPC灌浆料，以形成管状灌浆层，从而将上混凝土柱和下混凝土柱连接成新型装配式混凝土支承柱，实现现场施工无焊、无栓，避免了焊接残余应力和螺栓施拧不到位而存在松动的风险，施工质量得到有力保证并达到强节点弱构件的目的。

但是上述该新型装配式混凝土支承柱在使用过程中仍然存在较为明显的缺陷：上述混凝土支承柱虽然结构简单，有利于进行组合装配，但其装配过程需要将螺栓孔与螺纹杆对接配合，其安装过程较为繁琐，同时，上述装置通过在其内部浇筑管状的混凝土灌浆层，但浇筑的混凝土内部没有筋骨结构作为骨架，难以保证其牢靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种装配式混凝土支承柱及其装配方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种装配式混凝土支承柱，包括多个预制组合桩，多个所述预制组合桩首尾连接形成预制混凝土支承柱，所述预制组合桩一端开设有锥形嵌入槽，所述预制组合桩远离锥形嵌入槽一端突出式设置有锥形配合桩，所述预制组合桩的锥形配合桩插入锥形嵌入槽内形成线性排列的组合体，所述锥形配合桩外侧的预制组合桩上还环形阵列式安装有配合插杆，所述配合插杆与锥形嵌入槽一侧开设的插杆孔配合，所述锥形嵌入槽与锥形配合桩相通；

所述插杆孔内均设置有保护排线，所述保护排线远离插杆孔一端与伸缩杆连接，所述伸缩杆伸缩式设置于限位座内，所述伸缩杆与限位座之间通过挤压弹簧连接，所述伸缩杆远离限位座一端转轴式安装有一对抱紧爪，所述抱紧爪在伸缩杆收缩状态下收纳于限位座内，当所述保护排线切断后，在挤压弹簧的作用下伸缩杆从限位座内弹出，所述抱紧爪在自身转轴内设置的轴心弹簧作用下旋转展开，所述锥形配合桩外侧还开设有供抱紧爪嵌入的抱紧槽，所述伸缩杆活动插设于限位座内开设的第一活塞缸内，所述第一活塞缸通过泵油管与第二活塞缸连通，所述第二活塞缸设置于插杆孔底部，当配合插杆到达插杆孔底部后促使第二活塞缸的杆体下降，所述第二活塞缸的杆体下降促使油体介质由第一活塞缸进入第二活塞缸内，此时所述伸缩杆克服挤压弹簧做功将抱紧爪向靠近限位座一侧拉动，最终促使抱紧爪将锥形配合桩限位于锥形嵌入槽内；

所述预制组合桩组合完毕后，从最上方的预制组合桩的锥形嵌入槽内向下方注入填充混凝土，固化后形成预制混凝土支承柱。

优选的，相邻的所述预制组合桩之间还设置有微调法兰，所述微调法兰上开设有与锥形配合桩和配合插杆配合的台型槽和法兰连接孔，所述微调法兰有若干组不同规格。

优选的，若干所述配合插杆底部均开设有装配固定孔，所述预制组合桩侧边开设有供装配螺栓杆插入的装配孔，所述装配螺栓杆插入装配孔并穿过对应的装配固定孔最终与对侧设置的装配螺栓配合，所述配合插杆采用偶数对且两两相对设置，使得所述装配螺栓杆在穿插过程中能够通过两个装配固定孔，且两两设置的各对配合插杆的装配固定孔处于不同高度，使得装配螺栓杆在安装过程中不会相互阻挡。

优选的，所述微调法兰具有1cm、2cm以及5cm的三种规格。

一种装配方法，用于上述的装配式混凝土支承柱，包括以下步骤：

步骤一：取一对预制组合桩，将该一对预制组合桩按照首尾同向且上下线性堆叠式排列，使得上方预制组合桩的锥形配合桩插入底部预制组合桩的锥形嵌入槽内，在使二者的锥形配合桩与锥形嵌入槽配合之前，需要将底部预制组合桩若干插杆孔内的保护排线剪断，此时失去保护排线的牵引，底部预制组合桩内的若干伸缩杆从限位座内弹出，若干所述保护排线剪断后，迅速将上方的预制组合桩与下方的预制组合桩进行配合；

步骤二：随着伸缩杆逐渐向限位座外部延伸，伸缩杆端部的抱紧爪得以进入上方锥形配合桩侧边开设的抱紧槽内，当上方预制组合桩的配合插杆到达插杆孔的底部时推动第二活塞缸的杆体下降，此时通过抱紧爪的收缩将上方的预制组合桩进行限位；

步骤三：按照步骤一和步骤二的装配顺序依次将若干预制组合桩进行线性堆叠式排列，直至预制混凝土支承柱的主体成型；

步骤四：通过最上方预制组合桩的锥形嵌入槽进行混凝土浇筑，混凝土在重力的作用下由下自上最终填满整个预制混凝土支承柱内部的空隙处，待凝固后形成最终的预制混凝土支承柱主体。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的多个预制组合桩之间装配过程较为简单，其内部设置有伸缩式抱紧爪形成的自锁限位机构，通过伸缩式抱紧爪在预制组合桩装配过程中自动进行伸缩运动从而将相邻的预制组合桩进行组合装配，无需使用过多的螺栓机构进行固定，同时在对其内部进行混凝土浇筑的过程中，其伸缩式抱紧爪还能够作为混凝土浇筑层的内衬机构，能够有效提高了浇筑混凝土在固化后的自身结构强度，其功能多样，且装配过程简单牢靠，适合广泛进行使用。

附图说明

图1为本发明的预制组合桩组装过程立体示意图；

图2为本发明的预制组合桩组装过程截面图；

图3为本发明的抱紧爪锁止结构示意图；

图4为本发明的抱紧爪伸缩运动示意图；

图5为本发明的预制混凝土支承柱整体结构立体示意图。

图中：1预制组合桩、2预制混凝土支承柱、3锥形嵌入槽、4锥形配合桩、5配合插杆、6插杆孔、7保护排线、8伸缩杆、9限位座、10抱紧爪、11抱紧槽、12第一活塞缸、13泵油管、14第二活塞缸、15微调法兰、16台型槽、17法兰连接孔、18装配固定孔、19装配螺栓杆、20装配孔、21装配螺栓。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：

实施例一：

一种装配式混凝土支承柱，包括若干预制组合桩1，若干预制组合桩1首尾连接形成预制混凝土支承柱2，若干预制组合桩1一端开设有锥形嵌入槽3，预制组合桩1远离锥形嵌入槽3一端突出式设置有锥形配合桩4，若干预制组合桩1的锥形配合桩4插入锥形嵌入槽3内形成线性排列的组合体，锥形配合桩4外侧的预制组合桩1上还环形阵列式安装有若干配合插杆5，配合插杆5与锥形嵌入槽3一侧开设的若干插杆孔6配合，锥形嵌入槽3与锥形配合桩4相通；

若干插杆孔6内均设置有保护排线7，保护排线7远离插杆孔6一端与伸缩杆8连接，伸缩杆8伸缩式设置于限位座9内，伸缩杆8与限位座9之间通过挤压弹簧连接，伸缩杆8远离限位座9一端转轴式安装有一对抱紧爪10，抱紧爪10在伸缩杆8收缩状态下收纳于限位座9内，当保护排线7切断后，在挤压弹簧的作用下伸缩杆8从限位座9内弹出，抱紧爪10在自身转轴内设置的轴心弹簧作用下旋转展开，锥形配合桩4外侧还开设有供抱紧爪10嵌入的抱紧槽11，伸缩杆8活动插设于限位座9内开设的第一活塞缸12内，第一活塞缸12通过泵油管13与第二活塞缸14连通，第二活塞缸14设置于插杆孔6底部，当配合插杆5到达插杆孔6底部后促使第二活塞缸14的杆体下降，第二活塞缸14的杆体下降促使油体介质由第一活塞缸12进入第二活塞缸14内，此时伸缩杆8克服挤压弹簧做功将抱紧爪10向靠近限位座9一侧拉动，最终促使抱紧爪10将锥形配合桩4限位于锥形嵌入槽3内；

若干预制组合桩1组合完毕后，从最上方的预制组合桩1的锥形嵌入槽3内向下方注入填充混凝土，固化后形成预制混凝土支承柱2。

在该实施例中，预制组合桩1采用异型钢制筒体作为骨架，通过在骨架内的孔隙区域填充混凝土成型，单个预制组合桩1具有锥形嵌入槽3以及锥形配合桩4，通过锥形嵌入槽3与锥形配合桩4的配合从而将若干预制组合桩1进行线性组合排列，为了提高相邻预制组合桩1的连接强度，预制组合桩1上还开设有配合插杆5以及与其一一对应的插杆孔6，通过配合插杆5与插杆孔6的配合从而进一步提高相邻预制组合桩1之间的结构强度；

为了实现相邻预制组合桩1的快速装配，预制组合桩1内还设置有若干环形阵列设置的限位座9，限位座9内伸缩式设置有伸缩杆8，在伸缩杆8向外延伸过程中，抱紧爪10展开，通过在锥形配合桩4上开设抱紧槽11，从而使得抱紧爪10能够延伸至抱紧槽11内进行配合，为了防止抱紧爪10在未装配前展开，本实施例中通过保护排线7对伸缩杆8进行牵引，使其克服自身的挤压弹簧做功，保护排线7设置于若干插杆孔6的最上端，其一方面作为伸缩杆8的收缩机构，另一方面作为插杆孔6的保护机构，在保护排线7未剪断前，配合插杆5无法与插杆孔6配合，从而防止配合插杆5在装配前进入插杆孔6内，同时在装配过程中，插杆孔6的底部均设置有第二活塞缸14，第二活塞缸14的数量与第一活塞缸12的数量一致且一一对应，通过配合插杆5对第二活塞缸14的伸缩杆体进行挤压，从而促使第一活塞缸12的伸缩杆8再次完成收缩，最终使得抱紧爪10牢牢抵靠在抱紧槽11内侧，由于抱紧爪10采用环形阵列式设置，在上方预制组合桩1的自重作用下，若干抱紧爪10牢牢将上下方的预制组合桩1进行锁止配合，从而快速完成二者的装配，本实施例中的抱紧爪10由于自身设置有轴心弹簧，在轴心弹簧的作用下抱紧爪10得以展开，并在限位机构作用下限制展开的角度，保证抱紧爪10能够与抱紧槽11内侧进行牢固配合，该结构属于现有技术中常见结构，其技术方案属于现有技术，故此该结构的具体设置方式在此不再进行赘述，通过上述方式逐节完成预制组合桩1的组合，从而形成预制混凝土支承柱2主体，主体完成后，从最上方的预制组合桩1的锥形嵌入槽3内向下方注入填充混凝土，固化后形成预制混凝土支承柱2，进一步的，为了保证各节预制组合桩1的各个缝隙处均被有效填充，在各个预制组合桩1上还开设有各自的混凝土填充和气体排放孔，保证混凝土能够进行有效填充，待固化后形成最终的预制混凝土支承柱2。

实施例二：

相邻的预制组合桩1之间还设置有微调法兰15，微调法兰15上开设有与锥形配合桩4和配合插杆5配合的台型槽16和法兰连接孔17，微调法兰15有若干组不同规格。

微调法兰15具有1cm、2cm以及5cm的三种规格。

在该实施例中，由于预制混凝土支承柱2在实际安装过程中需要的长度存在差异，为此本实施例中设置有不同规格的微调法兰15，通过加装微调法兰15从而对预制混凝土支承柱2最终的成型长度进行调节，其具有多种规格可选，从而保证各个预制混凝土支承柱2的最终长度符合现场施工要求。

实施例三：

若干配合插杆5底部均开设有装配固定孔18，预制组合桩1侧边开设有供装配螺栓杆19插入的装配孔20，装配螺栓杆19插入装配孔20并穿过对应的装配固定孔18最终与对侧设置的装配螺栓21配合。

在该实施例中，为了进一步提高相邻预制组合桩1之间的连接强度，还通过装配螺栓21与装配螺栓杆19螺栓固定的方式，对配合插杆5底部的装配固定孔18进行连接，为了提高结构的稳定性，本实施例中的配合插杆5采用偶数对设置，且两两相对设置，使得装配螺栓杆19在穿插过程中能够通过两个装配固定孔18，且两两设置的各对配合插杆5的装配固定孔18处于不同高度，使得装配螺栓杆19在安装过程中不会相互阻挡，该螺栓装配工序在混凝土浇筑前完成，通过混凝土进行浇筑后，装配螺栓杆19还能够作为浇筑混凝土的骨架结构，进一步提高了混凝土固化后的强度。

一种装配方法，用于上述的装配式混凝土支承柱，包括以下步骤：

步骤一：取一对预制组合桩1，将该一对预制组合桩1按照首尾同向且上下线性堆叠式排列，使得上方预制组合桩1的锥形配合桩4插入底部预制组合桩1的锥形嵌入槽3内，在使二者的锥形配合桩4与锥形嵌入槽3配合之前，需要将底部预制组合桩1若干插杆孔6内的保护排线7剪断，此时失去保护排线7的牵引，底部预制组合桩1内的若干伸缩杆8从限位座9内弹出，若干保护排线剪断后，迅速将上方的预制组合桩1与下方的预制组合桩1进行配合；

步骤二：随着伸缩杆8逐渐向限位座9外部延伸，伸缩杆8端部的抱紧爪10得以进入上方锥形配合桩4侧边开设的抱紧槽11内，当上方预制组合桩1的配合插杆5到达插杆孔6的底部时推动第二活塞缸14的杆体下降，此时通过抱紧爪10的收缩将上方的预制组合桩1进行限位；

步骤三：按照步骤一和步骤二的装配顺序依次将若干预制组合桩1进行线性堆叠式排列，直至预制混凝土支承柱2的主体成型；

步骤四：通过最上方预制组合桩1的锥形嵌入槽3进行混凝土浇筑，混凝土在重力的作用下由下自上最终填满整个预制混凝土支承柱2内部的空隙处，待凝固后形成最终的预制混凝土支承柱2主体。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种装配式混凝土支承柱，包括若干预制组合桩，若干所述预制组合桩首尾连接形成预制混凝土支承柱，其特征在于：若干所述预制组合桩一端开设有锥形嵌入槽，所述预制组合桩远离锥形嵌入槽一端突出式设置有锥形配合桩，若干所述预制组合桩的锥形配合桩插入锥形嵌入槽内形成线性排列的组合体，所述锥形配合桩外侧的预制组合桩上还环形阵列式安装有若干配合插杆，所述配合插杆与锥形嵌入槽一侧开设的若干插杆孔配合，所述锥形嵌入槽与锥形配合桩相通；

若干所述插杆孔内均设置有保护排线，所述保护排线远离插杆孔一端与伸缩杆连接，所述伸缩杆伸缩式设置于限位座内，所述伸缩杆与限位座之间通过挤压弹簧连接，所述伸缩杆远离限位座一端转轴式安装有一对抱紧爪，所述抱紧爪在伸缩杆收缩状态下收纳于限位座内，当所述保护排线切断后，在挤压弹簧的作用下伸缩杆从限位座内弹出，所述抱紧爪在自身转轴内设置的轴心弹簧作用下旋转展开，所述锥形配合桩外侧还开设有供抱紧爪嵌入的抱紧槽，所述伸缩杆活动插设于限位座内开设的第一活塞缸内，所述第一活塞缸通过泵油管与第二活塞缸连通，所述第二活塞缸设置于插杆孔底部，当配合插杆到达插杆孔底部后促使第二活塞缸的杆体下降，所述第二活塞缸的杆体下降促使油体介质由第一活塞缸进入第二活塞缸内，此时所述伸缩杆克服挤压弹簧做功将抱紧爪向靠近限位座一侧拉动，最终促使抱紧爪将锥形配合桩限位于锥形嵌入槽内；

若干所述预制组合桩组合完毕后，从最上方的预制组合桩的锥形嵌入槽内向下方注入填充混凝土，固化后形成预制混凝土支承柱；

相邻的所述预制组合桩之间还设置有微调法兰，所述微调法兰上开设有与锥形配合桩和配合插杆配合的台型槽和法兰连接孔，所述微调法兰有若干组不同规格；

若干所述配合插杆底部均开设有装配固定孔，所述预制组合桩侧边开设有供装配螺栓杆插入的装配孔，所述装配螺栓杆插入装配孔并穿过对应的装配固定孔最终与对侧设置的装配螺栓配合。

2.根据权利要求1所述的一种装配式混凝土支承柱，其特征在于：所述微调法兰具有1cm、2cm以及5cm的三种规格。

3.一种装配方法，用于权利要求1或2所述的装配式混凝土支承柱，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：取一对预制组合桩，将该一对预制组合桩按照首尾同向且上下线性堆叠式排列，使得上方预制组合桩的锥形配合桩插入底部预制组合桩的锥形嵌入槽内，在使二者的锥形配合桩与锥形嵌入槽配合之前，需要将底部预制组合桩若干插杆孔内的保护排线剪断，此时失去保护排线的牵引，底部预制组合桩内的若干伸缩杆从限位座内弹出，若干所述保护排线剪断后，迅速将上方的预制组合桩与下方的预制组合桩进行配合；

步骤二：随着伸缩杆逐渐向限位座外部延伸，伸缩杆端部的抱紧爪得以进入上方锥形配合桩侧边开设的抱紧槽内，当上方预制组合桩的配合插杆到达插杆孔的底部时推动第二活塞缸的活塞缸下降，此时通过抱紧爪的收缩将上方的预制组合桩进行限位；

步骤三：按照步骤一和步骤二的装配顺序依次将若干预制组合桩进行线性堆叠式排列，直至预制混凝土支承柱的主体成型；

步骤四：通过最上方预制组合桩的锥形嵌入槽进行混凝土浇筑，混凝土在重力的作用下由下自上最终填满整个预制混凝土支承柱内部的空隙处，待凝固后形成最终的预制混凝土支承柱主体。