一种预制混凝土构件、其连接件及制作和施工方法

技术领域

本发明涉及预制混凝土构件技术领域，具体涉及一种预制混凝土构件、其连接件及制作和施工方法。

背景技术

目前快速机械接头在预制构件领域应用比较广泛，尤其在预制桩行业中，使用快速接头施工非常简便，设计及力学性能好的快速接头可使两根预制桩之间能够快速、牢固地接合。市面上已有的用于预制桩快速连接的机械接头结构包括插杆、弹性螺母(或夹片)和大小套筒，通过插杆插入放在大套筒中的弹性螺母中依靠弹性螺母的翅片收缩抵顶住插杆的凹面台阶部位，以实现连接。但现有机械接头在混凝土构件施工过程中需要现场安装多个内部结构件，且现有接头的弹性螺母(或夹片)的尺寸受到张拉用螺丝规格的限制，无法兼顾通用性和极限抗拉承载力。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研究设计一种预制混凝土构件、其连接件及制作和施工方法。本发明采用的技术手段如下：

一种预制混凝土构件连接件，包括插杆、第一套筒和夹片筒，所述夹片筒包括夹片筒主体和设置于夹片筒主体上的夹片，所述夹片筒主体上设有用于与钢筋连接的第一连接部，所述夹片筒能通过螺纹与第一套筒相互固定，且在固定状态下，夹片位于第一套筒内，所述插杆的插头能插入第一套筒并与夹片进行卡接。

进一步地，所述夹片筒主体上设有两个以上的夹片，所述夹片和插杆的插头上设有相互啮合的单向齿牙。

进一步地，所述第一套筒的远离夹片筒的一端设有内螺纹，该端的内径小于第一套筒其他部分的内径，所述夹片筒主体与夹片之间设有连接段，所述连接段的外径小于夹片筒主体的外径、大于夹片处的外径。

进一步地，所述插杆包括连接端和插头，所述连接端固定于第二套筒内，所述第二套筒上设有用于与钢筋连接的第二连接部。

进一步地，所述插杆的插头的端部设有插接导向面，所述第二连接部为设置于第二套筒底部的通孔，第二连接部与第二套筒的内壁之间形成用于限位钢棒镦头的台阶面，所述第二套筒的侧壁上设有用于将钢棒镦头装入第二连接部的第一安装口。

进一步地，所述第一连接部为设置于夹片筒主体底部的通孔，第一连接部与夹片筒主体的内壁之间形成用于限位钢棒镦头的台阶面，所述夹片筒主体的侧壁上设有用于将钢棒镦头装入第一连接部的第二安装口。

一种预制混凝土构件，主筋的一端连接有本发明所述的第一套筒和夹片筒。

进一步地，主筋的另一端连接有本发明所述的第二套筒，所述第二套筒的侧壁上设有用于将钢棒镦头装入第二连接部的第一安装口，所述夹片筒主体的侧壁上设有用于将钢棒镦头装入第一连接部的第二安装口。

一种预制混凝土构件的制作方法，用于制作本发明所述的预制混凝土构件，包括以下步骤：

S1：将主筋一端的镦头通过第一安装口装入第二套筒，另一端的镦头通过第二安装口装入夹片筒和第一套筒的组装件；

S2：通过第一套筒和第二套筒的内螺纹对主筋进行张拉；

S3：进行混凝土布料，制成混凝土构件。

一种预制混凝土构件的施工方法，用于对两个以上所述的预制混凝土构件进行连接，包括以下步骤：将插杆安装入一个预制混凝土构件的第二套筒，将插杆对准并插入另一预制混凝土构件的第一套筒，实现插接。

与现有技术比较，本发明所述的预制混凝土构件、其连接件及制作和施工方法具有以下优点：

1、预制混凝土构件连接件整体性好，尤其是夹片筒，通过螺纹连接的方式固定在第一套筒内部，整体性好，可以使插杆能够准确地卡入夹片，易于连接，失效率低；

2、夹片规格不受套筒张拉部分通用尺寸的限制，夹片厚度可以增厚，从而相较于现有技术中的机械接头的抗拉承载力更高；

3、第一套筒与夹片筒在批量加工时可在厂家提前安装好，无需占用生产时间，提高了生产阶段和施工阶段的效率，大幅度节省了时间成本。

附图说明

图1是本发明实施例所述的预制混凝土构件连接件的结构示意图。

图2是本发明实施例所述的夹片筒的结构示意图。

图3是图2的后视图。

图4是图2的俯视图。

图5是图2的C-C剖视图。

图6是图4的D-D剖面图。

图7是图2的B-B剖面图。

图8是图2的A-A剖视图。

图9是本发明实施例所述的第一套筒的结构示意图。

图10是图9的俯视图。

图11是图9的仰视图。

图12是本发明实施例所述的插杆的结构示意图。

图13是图12的侧视图。

图14是图12的E-E剖视图。

图15是本发明实施例所述的第二套筒的结构示意图。

图16是图15的F-F剖视图。

图17是图16的G-G剖视图。

图18是本发明实施例所述的预制混凝土构件的结构示意图。

图19是本发明实施例所述的预制混凝土构件一端的局部放大图。

图20是本发明实施例所述的预制混凝土构件另一端的局部放大图。

图21是本发明实施例所述的预制混凝土构件在连接状态下的局部放大图。

具体实施方式

如图1至图17所示，一种预制混凝土构件连接件，包括插杆1、第一套筒2和夹片筒3，所述夹片筒3包括夹片筒主体31和设置于夹片筒主体31上的夹片32，所述夹片筒主体31上设有用于与钢筋连接的第一连接部33，所述夹片筒3能通过螺纹与第一套筒2相互固定，且在固定状态下，夹片32位于第一套筒2内，所述插杆1的插头11能插入第一套筒2并与夹片32进行卡接。

所述夹片筒主体31上设有两个以上的夹片32，所述夹片32和插杆1的插头上设有相互啮合的单向齿牙，本实施例的单向齿牙为倒梯形锯齿牙。由于桩面的垂直度不能保证理想状态的完全垂直，现有机械接头在对接时存在插入不到位或过度插入的问题，本实施例采用多圈单向齿牙啮合的连接形式，在插入程度不同时，均能进行有效连接，避免产生插入不到位或过度插入导致连接部位出现未卡紧或松动的问题。

所述第一套筒2的远离夹片筒3的一端设有内螺纹，作为张拉螺纹21，张拉螺纹21可以在预制混凝土构件制作过程中用于钢筋的张拉，该端的内径小于第一套筒其2他部分的内径，所述夹片筒主体31与夹片32之间设有连接段34，所述连接段34的外径小于夹片筒主体31的外径、大于夹片32处的外径，在连接段34和夹片筒主体31之间形成用于与第一套筒2配合定位的台阶面，优选夹片筒主体31的外径与第一套筒2的外径相等，同时夹片32处的外径小于连接段34的外径，为夹片32在径向方向上留有弹性空间，实现弹性扩张和回弹，以实现插接，本实施例的夹片筒3为一体结构。由于行业之间张拉用的装配螺丝直径通用为27mm，张拉螺纹21配合该尺寸设置，由于本实施例的张拉螺纹处在施工过程中无需再安装其他连接用配件，因此插杆1可以配合该尺寸进行设置，无需收到中间安装的连接用配件的限制，同时保证通用性，同时本实施例的夹片无需通过张拉螺纹连接，其尺寸不受到张拉螺纹直径的限制，可以增加夹片的厚度和单向齿牙的尺寸，进而提高其极限抗拉承载力，提高连接强度。本实施例的第一套筒2和夹片筒3的装配组件在预制混凝土构件的生产过程中可用于预应力混凝土构件主筋的张拉，构件成型后也可利用其进行连接，从而达到一件多用的目的，成本上有所减少。

所述插杆1包括连接端12和插头11，所述连接端12固定于第二套筒4内，本实施例中，连接端12外设有外螺纹，第二套筒4设有内螺纹，连接端12和第二套筒4通过螺纹固定，所述第二套筒4上设有用于与钢筋连接的第二连接部41，所述插杆1为一体件。在一优选实施例中，所述连接端12和插头之间设有插杆连接段14，所述插杆连接段14的外径与插头11的外径相同，插杆连接段14上可以设置用于夹持旋扭插杆的夹持平面15，所述连接端12的外径小于或等于插杆连接段14的外径，优选小于插杆连接段14的外径，这样在连接端12和插杆连接段14之间形成能与第二套筒4的端面对接定位的台阶面，本实施例在插接状态下第一套筒2和第二套筒4的端面紧密对接，使得相互连接的预制混凝土构件的连接面尽可能紧密对接，保证两个预制混凝土构件之间的整体性和稳定性。当然，连接端的直径也可以配合第二套筒的内螺纹处内径进行设置，第二套筒4的内螺纹处的内径可以与第一套筒的张拉螺纹处的内径相等，也可以根据需要设置为其他尺寸，在第一套筒和第二套筒的内螺纹处内径相等时，张拉通用性好。

所述插头11的端部设有插接导向面13，所述第二连接部41为设置于第二套筒4底部的通孔，第二连接部41与第二套筒4的内壁之间形成用于限位钢棒镦头的台阶面，所述第二套筒4的侧壁上设有用于将钢棒镦头装入第二连接部的第一安装口42，具体地，第一安装口42的形状可以与钢棒镦头的形状相对应。所述第一连接部33为设置于夹片筒主体31底部的通孔，第一连接部33与夹片筒主体31的内壁之间形成用于限位钢棒镦头的台阶面，所述夹片筒主体31的侧壁上设有用于将钢棒镦头装入第一连接部33的第二安装口35，具体地，第二安装口35的形状可以与钢棒镦头的形状相对应。第一安装口42与第二安装口35的设置，避免在生产过程中钢筋镦头前多出一道穿套筒的工序，提高了生产效率，降低了工人的操作难度。

如图18至图20所示，一种预制混凝土构件5，其主筋的一端连接有本发明所述的第一套筒2和夹片筒3。在一优选实施例中，主筋的另一端连接有本发明所述的第二套筒4，所述第二套筒4的侧壁上设有用于将钢棒镦头装入第二连接部41的第一安装口42，所述夹片筒主体31的侧壁上设有用于将钢棒镦头装入第一连接部33的第二安装口35。本实施例所述的预制混凝土构件为预制混凝土桩。

一种预制混凝土构件的制作方法，用于制作本实施例所述的预制混凝土构件，包括以下步骤：

S1：将主筋一端的镦头通过第一安装口装入第二套筒，另一端的镦头通过第二安装口装入夹片筒和第一套筒的组装件；

S2：通过第一套筒和第二套筒的内螺纹对主筋进行张拉，具体地，将第一套筒和第二套筒分别通过螺纹与张拉装置的固定板和张拉板固定，进行张拉；

S3：进行混凝土布料，制成混凝土构件。

第一套筒与夹片筒在批量加工时可在厂家提前安装好，无需占用生产时间，二者的组装件可以直接用于张拉，提高了生产阶段和施工阶段的效率，大幅度节省了时间成本。

在一实施例中，所述的预制混凝土构件为预制混凝土桩，在生产过程中，单根桩的一端预应力钢棒(以下简称PC钢棒)在镦头车间墩好头，分别安装入第二套筒以及夹片筒和第一套筒的组装件，具体通过侧面的第一安装口和第二安装口装入，进入预应力筋的张拉工序。生产制作过程中

如图19至图21所示，一种预制混凝土构件的施工方法，用于对两个以上所述的预制混凝土构件进行连接，包括以下步骤：将插杆安装入一个预制混凝土构件的第二套筒，将插杆对准并插入另一预制混凝土构件的第一套筒，实现插接。在完成混凝土预制构件的生产制作之后，只需要再对插杆一个配件进行安装，无需在施工过程中对多个配件进行安装，大幅度提高施工效率。

在一实施例中，所述的预制混凝土构件为预制混凝土桩，施工时，将单节桩运至工地，将设置第二套筒的桩端朝下，进行打桩，当前一节桩沉入土层中达到标准规范指定的接桩高度时，调运下节桩，设置第二套筒的一端朝下，将插杆预先拧入第二套筒的螺纹端，将插杆对准前一节桩的第一套筒的通孔中，利用桩身自重将插杆压入到夹片筒内，利用夹片筒上部的夹片的收缩力和单向齿牙的咬合力，使插杆的插头与夹片之间的单项齿牙啮合，以达到连接的目的。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。