一种桩连接接头装置的制作方法

1.本发明涉及建筑连接件技术领域，尤其涉及一种桩连接接头装置。


背景技术：

2.目前用于建筑物桩基础的预制桩，大部分采用端板电焊焊接的形式进行桩与桩的连接。这种焊接方式，容易导致预制桩桩头处的连接结构存在安全隐患。采用机械连接接头装置可以使桩在现场安装时免焊接，具有结构简单、抗拔承载力高、造价低、施工效率高等优点。
3.中国专利cn101519876a、名称“无剪切快速强拉对接扣件及对接件”的技术方案中，在顶拉螺帽的内设置了弹簧，弹簧的底端放在钢筋镦头的卡台或者镦头上，弹簧的顶端放置锥形套。实际上，在预制桩生产过程中，由于设备或人为的原因，导致钢筋镦头的成品形状差异比较大，钢筋镦头并非是完全对称的形状或镦头的顶端并非是完全平面的。若镦头的不规则导致镦头的一侧直接接触顶拉螺帽的内壁或镦头顶端平面倾斜，使得弹簧的安装存在倾斜，无法保持底端或顶端水平，最终造成弹簧顶端上的锥形套倾斜，导致安装存在隐患。另外由于上述专利的结构均为金属件接触，未能有效形成整体的封闭空间，大大降低了接头的防腐性能。
4.中国专利cn208578028u、名称“一种连接接头装置及预应力预制件”的技术方案中，直接在螺母内设置限位台、限位螺母、弹簧和扣筒。虽然设置了限位台有助于保持扣筒底部的平整，但在实际安装时，若底部的弹簧不平整，则在插杆的插入过程中，扣筒的底部无法同时接触限位套，容易导致扣筒受到偏心力的作用，从而会损坏扣筒上部的卡台，极大影响接头的连接质量。
5.中国专利cn210395665u、名称“弹性扣筒、机械式连接件及预制构建组合”公开了一种弹性扣筒，其包括底托，在底托上间隔设置两个以上呈环形分布的弹性薄片，且弹性薄片于远离底托的一端形成内钩体，弹性薄片形成至少一径向外凸段和/或至少一径向内凹段。这种弹性扣筒由于采用了多个弹性薄片的组合，导致扣筒与插杆接触的方式为点式或段式接触，并非整体性接触，一定程度上削弱了扣筒的抗拉性能。在对于抗拉要求非常高的接头连接时，需要为了提高其抗拉性能而增大扣筒和套筒的尺寸方可满足要求。同时弹性薄片采用了凸凹的结构，需增加螺母套筒的内壁的直径，以便于在插杆在插入过程中弹性薄片有足够的变形空间，否则会导致接头的连接存在隐患。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种桩连接接头装置，可有效提高桩头连接的安装质量和效率。
7.为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
8.一种桩连接接头装置，包括上螺母、下螺母、插杆、限位连接套、弹性元件、封筒和卡筒，插杆的上部安装在上螺母内，限位连接套、弹性元件、封筒和卡筒安装在下螺母内；限
位连接套的下部和封筒的上部均设置有螺纹，封筒通过螺纹与限位连接套连接形成整体，封筒底端与下螺母底端之间留有间隙；所述封筒的下部设有带通孔的限位台，弹性元件放置在限位台上；所述卡筒为整体式的中空结构，放置在弹性元件上方，卡筒上部的内腔里沿周向方向设有卡台，卡筒的侧面沿轴向从上到下开有一条开口，开口与卡筒的中间孔相通；所述插杆底部的卡头插入卡筒内与卡台卡扣在一起；所述限位连接套为通孔结构，所述卡台的上端与限位连接套的内腔相接触。
9.进一步地，所述插杆的下部依次设有锥形段、圆柱段和卡头，所述限位连接套的通孔内依次设有用于容纳插杆锥形段的上斜线段、容纳插杆圆柱段的直线段以及下斜线段，下斜线段与所述卡台的上端面相接触。
10.进一步地，所述限位连接套的下斜线段与水平线的夹角小于等于45
°
。
11.进一步地，所述插杆的圆柱段与锥形段的长度之比为1:2～3。
12.进一步地，所述卡筒的上端面设置导向坡，导向坡与限位连接套的下斜线段相接触。
13.进一步地，所述限位连接套下部的外径小于限位连接套上部的外径；所述封筒的外径小于限位连接套上部的外径；所述封筒外壁与下螺母内壁之间留有间隙。
14.进一步地，所述连接接头装置还包括密封圈，密封圈设于上螺母与下螺母的连接处，或设于插杆与限位连接套的连接处，或上述两个连接处都设有密封圈。
15.进一步地，所述开口位于卡筒内壁和外壁的两侧沿径向为错位设置；或者所述开口位于卡筒上端和下端的两端口沿轴向为错位设置；或者同时具有上述两种错位设置。
16.进一步地，所述卡筒的外部沿圆周方向上设有弹性圈。
17.优选地，所述卡筒的高度小于10mm。
18.相比现有技术，本发明的连接接头装置具有以下优益效果：
19.(1)本发明接头装置通过螺母、插杆、卡筒等结构实现桩与桩的机械连接，具有结构简单、抗拔承载力高、造价低、施工效率高，现场安装时免焊接的特点。
20.(2)通过设置限位连接套和弹性元件，可使中间卡筒固定在设定的限位空间，防止在安装过程中，卡筒发生横向移动，从而确保了插杆的安装质量。
21.(3)通过在限位连接套下部以及封筒上部设置螺纹，可使两者连接形成整体并将卡筒固定在两者中间，现场安装时仅需要安装插杆和已形成整体的封筒、中间卡筒、限位连接套即可，大大减少了现场工人的工作量。
22.(4)封筒底端与下螺母底端之间留有间隙，使得封筒底端与镦头之间保持一定的空间间距，这样，接头在现场安装时，即使下螺母因搬运导致泥土等杂物进入下螺母内或镦头加工质量误差大，也不会影响其安装质量，大大降低了现场外部的天气、环境等影响。
23.(5)插杆的圆柱段与锥形段的长度之比为1:2～3，可以大幅度减少插杆顶部与底部衔接处的应力集中，确保了插杆的强度。
24.(6)通过设置密封圈，使接头连接后形成整体的封闭空间，提升接头应用在防腐蚀地质时的耐久性。
25.(7)将卡筒设置为开口结构，在与插杆接触时为整体性接触方式，最大程度确保了卡筒的抗拉性能，当对于抗拉要求非常高的接头连接时，不需要增大卡筒和套筒的尺寸即可满足要求。
附图说明
26.图1为本发明装置连接状态时的结构示意图。
27.图2为本发明装置未连接状态时的结构示意图。
28.图3为接头装置中卡筒的结构示意图。
29.图4为实施例中卡筒的几种结构示意图，(a)、(b)分别为c型开口的立体图和截面图，(c)、(d)分别为开口内外侧错位设置的立体图和截面图，(e)、(f)分别为开口上下端错位设置的立体图和截面图，(g)、(h)分别为开口呈锯齿形的立体图和截面图。
30.图中，1-上螺母，2-下螺母，3-插杆，4-限位连接套，5-卡筒，6-封筒，7-弹性元件，8-封筒外螺纹，9-限位连接套内螺纹，10-卡台，11-限位台，12-通孔，13上斜线段，14-直线段，15-下斜线段，16-钢筋，17-锥形段，18-圆柱段，19-卡头，20-密封圈，21-导向坡，22-开口，23-底托，24-弹性圈。
具体实施方式
31.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。
32.本实施例提供一种一体式机械连接接头装置，包括上螺母1、下螺母2、插杆3、限位连接套4、卡筒5、封筒6和弹性元件7。其中，插杆3的头部为设置有限位螺纹的圆柱头，与上螺母1的内螺纹连接在一起；插杆3的下部依次设置锥形段17、圆柱段18和底部卡头19，为了保证插杆3的强度，圆柱段18与锥形段17的长度之比优选为1:2～3。为了避免安全隐患，圆柱段18的高度设置为高于卡筒5的高度，使得圆柱段18完全与卡筒5内腔直线接触，优选地，圆柱段18的高度至少高于卡筒5的高度1.1倍以上，主要原因是考虑施工误差，这样有10％的误差调整空间。
33.限位连接套4、卡筒5、封筒6、弹性元件7安装在下螺母2内。限位连接套4的上部设置有外螺纹，与下螺母2的内螺纹连接在一起。限位连接套4的下部设置有外螺纹或内螺纹，相应地，封筒6的上部设置内螺纹或者外螺纹，使得限位连接套4和封筒6通过螺纹连接在一起形成整体。本实施例中，在限位连接套4下部的内部设有内螺纹9，与封筒6上部设置的外螺纹8连接，限位连接套4下部的外径小于限位连接套4上部的外径，且封筒6的外径小于限位连接套4上部的外径。封筒6的外壁与下螺母2的内壁之间留有间隙，封筒6的底端与下螺母2的底端之间也留有间隙。
34.封筒6的下部设有带通孔12的限位台11，弹性元件7放置在限位台11上，位于限位台11与卡筒5底端之间。卡筒5上部的内腔里沿周向方向设有卡台10，插杆3的卡头19插入卡筒5内与卡台10卡扣在一起。限位连接套4为通孔结构，通孔内依次设有用于容纳插杆锥形段17的上斜线段13、容纳插杆圆柱段18的直线段14以及下斜线段15，下斜线段15与卡台10的上端面相接触。优选地，下斜线段15与水平线的夹角小于等于45
°
，使该接触处能承受最大的拉力，充分发挥限位连接套4的力学性能。
35.卡筒5为整体式的中空结构，其高度小于10mm，如图3所示。在卡筒5上端面设置导向坡21，利于插杆3的插入。导向坡21与限位连接套4的下斜线段15相接触，本实施例中导向坡21与垂直线的夹角设为45
°
。在卡筒5的侧面沿轴向从上到下开有一条开口22，开口22与
卡筒5的中间孔相通。卡筒5的底部设置有沿圆周方向向外凸出的底托23，外部设有弹性圈24，优选地，弹性圈24位于卡筒5的中部。其中，开口22的形状有多种，参考图4，本实施例举例如下：
36.如(a)、(b)图所示，卡筒5在沿着与轴线平行的侧面，从上到下设有一条平整的直线开口，整个卡筒5呈c型。如(c)、(d)图所示，卡筒5侧面从上到下设有一条斜线开口，使得开口22位于卡筒5内壁的一侧和位于卡筒5外壁的一侧两者为错位设置。从俯视图可以看出，开口22的内外两侧在径向方向上不在一条直线上，可以使得在卡筒5受拉时能在整个周向方向均匀受力，不会出现有缺力点的情况。如(e)、(f)图所示，卡筒5侧面从上到下设有一条直线开口22，但是开口22位于卡筒5上端的一端和位于卡筒5下端的一端两者为错位设置，即开口22的上下两个端面在轴向方向上不在一条直线上。可以使得卡筒5在插杆3插入时更容易张开，便于卡头19顺利进入卡筒5内腔，形成连接结构。如(g)、(h)图所示，卡筒5侧面从上到下设有一条斜线开口，并且斜开口的方向不同，呈锯齿形。当然，本领域技术人员可根据需要，将上述形状任意组合。
37.为了提高接头的耐腐蚀性，本实施例的接头装置还设有密封圈20，密封圈20可以设于上螺母1与下螺母2的连接处，或设于插杆3与限位连接套4的连接处，或者这两个连接处都可以。
38.结合图1和图2，本实施例的装置，先将钢筋16的墩头分别安装在上螺母1、下螺母2内，然后将弹性元件7放置在封筒6底部的限位台11上，再将卡筒5放置在弹性元件7的上方，将限位连接套4和封筒6螺纹连接为一个整体，把已形成整体的限位连接套4、卡筒5、弹性元件7、封筒6一起安装在下螺母2内；其次将插杆3安装在上螺母1内后，将密封圈20安装在插杆3上，最后将插杆3插入下螺母2内。插杆3的卡头19穿过卡筒5的中间孔后，与卡台10卡扣在一起，在卡筒5的锁紧下使插杆3与卡筒5紧密连接在一起，实现接头的安装。