一種新型管樁快速接頭的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種屬于建筑樁基基礎(chǔ)【技術(shù)領(lǐng)域】的新型管樁快速接頭，包括上端板、下端板以及用彈簧鋼制作的連接上、下端板的螺桿插鉤，所述上端板上均勻設(shè)置有若干螺紋孔，所述下端板上設(shè)置有與上端板螺紋孔相對應(yīng)的插槽，下端板的另一端設(shè)置有鎖槽，所述鎖槽與插槽相連通，鎖槽的直徑比插槽大，所述螺桿插鉤的一端設(shè)置有與上端板螺紋孔相配的螺紋，另外一端設(shè)置有鉤齒，與下端板鎖槽相配合，實現(xiàn)鎖緊功能，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，安全可靠，提高了施工效率，縮短了施工期，節(jié)約了施工成本。
【專利說明】一種新型管粧快速接頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于建筑工程樁基基礎(chǔ)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種新型管樁快速接頭?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]由于管樁單樁承載力高、對持力層起伏變化較大的地質(zhì)條件適應(yīng)性強，造價低，施工速度快等特點，被廣泛應(yīng)用于建筑工程中。管樁端板是用于管樁兩端的環(huán)盤形金屬構(gòu)件，主要用于制作管樁時張拉鋼筋骨架，使之產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力；打樁時承受打樁機錘擊；并起到兩根管樁間可靠連接的重要作用。通常的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁是在現(xiàn)場通過焊接將兩根管樁接駁在一起，焊接時間長，每個接頭大約需要30分鐘，焊接質(zhì)量主要取決于工人的焊接技術(shù)，有時剛焊完即繼續(xù)沉樁，管樁被打入土層后難以進行檢查，發(fā)現(xiàn)其缺陷。地質(zhì)和地層情況多變，當(dāng)接頭進入地下時，極易發(fā)生淬火或遇水脆裂，稍有偏壓，接頭就容易損壞。樁基檢測中，經(jīng)抽檢試壓，由于沒有焊接牢固或未焊滿，造成接頭處承壓、抗彎、抗剪及抗拔能力達不到設(shè)計要求，結(jié)果不得不進行補樁，既浪費了材料又耽誤了工期。另外，焊接時焊縫表面溫度較高，不宜對金屬零部件提前實行防腐處理。這樣質(zhì)量難以保證，且很難滿足管樁壽命的要求。
[0003]目前有部分使用管樁機械接頭，主要有機械嚙合接頭、機械法蘭接頭、機械扣接接頭和機械螺紋接頭等，但是均有一定的弊端。如機械嚙合接頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，內(nèi)裝的夾緊彈簧容易銹蝕老化，失去其固有的彈性性能；機械法蘭連接、扣接和螺紋連接在接頭處存在一個擴大頭，無形中增大了沉樁的阻力，且施工不方便，接駁后的強度也有待進一步提高。因此，尋找一種經(jīng)濟、實用、安全、高效、可靠的管樁接頭是亟待解決的一項難題。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型要克服上述技術(shù)缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，連接穩(wěn)固且易于進行防銹處理的新型管樁快速接頭。
[0005]為了解決上述問題，本實用新型按以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的:
[0006]本實用新型所述新型管樁快速接頭，包括上端板、下端板以及連接上端板和下端板的螺桿插鉤，所述上端板上均勻分布有若干螺紋孔，所述下端板上設(shè)置有與上端板的螺紋孔相對應(yīng)的插槽，所述螺桿插鉤一端設(shè)置有與上端板的螺紋孔相配的螺紋，另一端設(shè)置有一與下端板插槽相配的鉤齒。
[0007]進一步地，為了更容易安裝，所述螺桿插鉤的鉤齒的頂端為一方便進入下端板插槽的圓弧狀。
[0008]進一步地，所述螺桿插鉤的直徑范圍為5?30mm，可根據(jù)管樁直徑的大小，選用相應(yīng)的螺桿插鉤直徑。
[0009]進一步地,為了結(jié)構(gòu)堅固，所述螺桿插鉤的鉤齒高度范圍為3?10mm。
[0010]進一步地，為了螺桿插鉤方便進入插槽，所述插槽的截面為橢圓形。
[0011]進一步地，為了使螺桿插鉤的鎖緊更穩(wěn)固而且進入插槽更容易，所述螺桿插鉤的鉤齒與插槽相接觸的平面與螺桿水平線的角度小于90度。
[0012]進一步地，所述插槽的設(shè)置有一鎖緊臺階，其形狀與螺桿插鉤的鉤齒的形狀相配
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[0013]進一步地，為了更容易安裝，所述螺桿插鉤采用彈性較大的彈簧鋼制成。
[0014]進一步地，為了防止土地中的腐蝕物質(zhì)影響本實用新型的使用壽命，所述上端板、下端板和螺桿插鉤外表面設(shè)置有一層電鍍鋅。
[0015]進一步地，所述上端板、下端板和螺桿插鉤的表面的電鍍鋅外還設(shè)置有一層浙青漆，起到雙重防護的作用。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:
[0017]1、實現(xiàn)了上、下節(jié)管樁的快速對接，工作效率高，采用焊接工藝時兩樁完成對接大約需要30分鐘，而本實用新型只需I?2分鐘，相同工期下，可大大地減少樁基施工機械的投入，從而節(jié)約施工費用。
[0018]2、消除了天氣的影響，該項技術(shù)沒有明火操作，在刮風(fēng)下雨條件下仍可施工。
[0019]3、操作簡單，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，減少了人為因素對施工質(zhì)量的影響，本實用新型對工人的技術(shù)水平要求不高，一般工人經(jīng)觀察實踐后即能較容易地進行操作并合格，避免了焊接過程中因操作復(fù)雜而使焊縫夾渣、有氣孔，因高溫而造成焊縫開裂及管樁端板處混凝土損傷等質(zhì)量問題。
[0020]4、在惡劣的環(huán)境中耐久性好，傳統(tǒng)焊接工藝由于焊接時焊縫表面溫度較高，極易破壞防腐層，因此，不宜對金屬零部件提前進行防腐處理，而待其冷卻后，普通涂層的防腐效果遠低于熱鍍鋅、氟碳涂層等處理，本實用新型則可根據(jù)不同地質(zhì)和地層環(huán)境情況較方便地實行相應(yīng)的防腐處理，機械快速接頭部件采用熱鍍鋅處理外加浙青漆的雙重保護，理論和實踐證明能抵御土壤中含有中至強等級的腐蝕。
[0021]5、本實用新型與傳統(tǒng)焊接接頭比，因接頭出現(xiàn)爛樁、斷樁及不合格樁數(shù)量明顯減小，可有效地減少材料浪費和縮短工期。
[0022]6、可與傳統(tǒng)焊接配套使用，以保證上、下節(jié)管樁的對中性，不會產(chǎn)生錯位現(xiàn)象，確保焊接質(zhì)量，增加焊接端板接頭的強度、剛度和抗腐蝕性，反之，本實用新型在工程實際應(yīng)用中為了增加上、下端頭板接合的牢固性，提高接頭的抗剪、抗彎性能以及檢測方便，可在端板接頭處增加一層加固焊。
[0023]7、本實用新型無需彈簧、銷子、螺釘?shù)容o助構(gòu)件，本身即具有自鎖功能，較同類型機械連接結(jié)構(gòu)簡單、成本低、易組裝、接駁強度高、受理機理明確、施工速度更快且易于防腐處理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細的說明，其中:
[0025]圖1是本實用新型的剖面示意圖；
[0026]圖2是本實用新型的上端板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3是本實用新型螺桿插鉤安裝在上端板上的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖4是本實用新型的下端板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖5是本實用新型下端板的剖面示意圖；[0030]圖6是本實用新型的螺桿插鉤結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖7是本實用新型的螺桿在受拉力作用下的應(yīng)力分析圖；
[0032]圖8是本實用新型的螺桿在受拉力作用下的應(yīng)力分析圖的放大圖；
[0033]圖9是本實用新型的下端板在受到拉力作用下的應(yīng)力分析圖；
[0034]圖10是本實用新型的下端板的鎖槽在受到拉力作用下的應(yīng)力分析圖的局部放大圖；
[0035]圖11是本實用新型的螺桿插鉤在拉力的作用下產(chǎn)生的位移分析圖；
[0036]圖12是本實用新型的螺桿插鉤在拉力的作用下產(chǎn)生的位移分析圖的放大圖；
[0037]圖13是本實用新型中下端板的鎖槽在拉力的作用下產(chǎn)生的位移分析圖；
[0038]圖14本實用新型中下端板的鎖槽在拉力的作用下產(chǎn)生的位移分析圖的放大圖；
[0039]圖15本實用新型中螺桿插鉤在拉力作用下產(chǎn)生的塑性應(yīng)變分析圖；
[0040]圖16是本實用新型中螺桿插鉤在拉力作用下產(chǎn)生的塑性應(yīng)變分析圖的放大圖；
[0041]圖17是本實用新型中下端板的鎖槽在拉力作用下產(chǎn)生的塑性應(yīng)變分析圖；
[0042]圖18是本實用新型中下端板的鎖槽在拉力作用下產(chǎn)生的塑性應(yīng)變分析圖的放大圖；
[0043]圖19是本實用新型中螺桿插鉤在拉力作用下的接觸法向力分析圖；
[0044]圖20是本實用新型中螺桿插鉤在拉力作用下的接觸法向力分析圖的放大圖；
[0045]圖21是本實用新型中下端板在拉力作用下的接觸法向力分析圖；
[0046]圖22是本實用新型中下端板在拉力作用下的接觸法向力分析圖的局部放大圖；
[0047]圖23是本實用新型中螺桿插鉤在剪力作用下的應(yīng)力分析圖；
[0048]圖24是本實用新型中螺桿插鉤在剪力作用下的應(yīng)力分析圖的放大圖；
[0049]圖25是本實用新型中下端板在剪力作用下的應(yīng)力分析圖；
[0050]圖26是本實用新型中下端板在剪力作用下的應(yīng)力分析圖的局部放大圖；
[0051]圖27-是本實用新型中螺桿插鉤在剪力作用下的位移分析圖；
[0052]圖28是本實用新型中螺桿插鉤在剪力作用下的位移分析圖的放大圖；
[0053]圖29是本實用新型中下端板在剪力作用下的位移分析圖；
[0054]圖30是本實用新型中下端板在剪力作用下的位移分析圖的局部放大圖；
[0055]圖31是本實用新型中螺桿插鉤在剪力作用下的塑性應(yīng)變分析圖；
[0056]圖32是本實用新型中螺桿插鉤在剪力作用下的塑性應(yīng)變分析圖的放大圖；
[0057]圖33是本實用新型中下端板在剪力作用下的塑性應(yīng)變分析圖；
[0058]圖34是本實用新型中下端板在剪力作用下的塑性應(yīng)變分析圖的局部放大圖；
[0059]圖35是本實用新型中螺桿插鉤在剪力作用下的接觸法向力的分析圖；
[0060]圖36是本實用新型中螺桿插鉤在剪力作用下的接觸法向力的分析圖的放大圖；
[0061]圖37是本實用新型中下端板在剪力作用下的接觸法向力的分析圖；
[0062]圖38是本實用新型中下端板在剪力作用下的接觸法向力的分析圖的局部放大圖；
[0063]圖39是本實用新型中下端板在壓力作用下的應(yīng)力分析圖；
[0064]圖40是本實用新型中下端板在壓力作用下的位移分析圖；
[0065]圖41是本實用新型中下端板在壓力作用下的塑性應(yīng)變分析圖；[0066]圖42是本實用新型中下端板在壓力作用下的接觸法向力分析圖。
[0067]圖中:1-上端板，11-螺紋孔，2-下端板，21-插槽，22-鎖槽，3_螺桿插鉤，31-螺桿，311-螺紋，32-鉤齒，41-螺桿插鉤最大受拉應(yīng)力點，42-鎖槽最大應(yīng)力點，43-螺桿插鉤最大位移點，44-下端板鎖槽最大位移點，45-螺桿插鉤最大的塑性應(yīng)變點，46-下端板鎖槽最大的塑性應(yīng)變點，47-螺桿插鉤最大接觸法向力點，48-下端板最大接觸法向力點，51-螺桿插鉤受剪力的最大應(yīng)力點，52-下端板受剪力的最大應(yīng)力點，53-螺桿插鉤受剪力的最大位移點，54-下端板受剪力的最大位移點，55-螺桿插鉤受剪力的最大塑性應(yīng)變點，56-下端板受剪力的最大塑性應(yīng)變點，57-螺桿插鉤受剪力的最大接觸法向力點，58-下端板受剪力的最大接觸法向力點。
【具體實施方式】
[0068]以下以9400管樁為例，結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0069]如圖1?圖6所示，本實用新型所述的新型管樁快速接頭，包括上端板1、下端板2和連接上端板I和下端板2的螺桿插鉤3。
[0070]所述上端板I上均勻分布有若干螺紋孔11，本實施例中上端板I設(shè)置有12組螺紋孔(但不限于12組，原則上不小于6組螺紋孔為宜)，所述下端板2上設(shè)置有與上端板螺紋孔11相對應(yīng)的插槽21，所述插槽21為兩端半圓形，其中一端設(shè)置有一鎖槽22，所述鎖槽22與插槽21相連通；所述螺桿插鉤3的一端設(shè)置有與上端板螺紋孔11相配的螺紋31，其另一端設(shè)置有一鉤齒32，所述螺桿插鉤3在鉤齒32的末端設(shè)置有方便插入下端板2的插槽22的圓弧狀；所述螺桿插鉤3的直徑范圍為5?30_，可根據(jù)管樁直徑的大小來選擇相應(yīng)的螺桿插鉤3的直徑，所述螺桿插鉤3的鉤齒高度為3?10mm，螺桿插鉤3的鉤齒與插槽相接觸的平面與螺桿水平線的角度小于90度，優(yōu)選為80?90度。
[0071]所述螺桿插鉤3是用抗彈減性能優(yōu)異的彈簧鋼制作而成，具有較好的彈性，較高的屈服極限、強度極限、疲勞強度和抗彈減性能，工藝性能穩(wěn)定，適應(yīng)性強，可在苛刻的條件下工作。所述下端板2的鎖槽22與螺桿插鉤3的鉤齒32相配合。
[0072]所述上端板1、下端板2和螺桿插鉤3外表面設(shè)置有一層電鍍鋅和一層浙清漆，起到雙重的防護作用，避免了土地中含有腐蝕物質(zhì)從而影響本實用新型的使用壽命。
[0073]本實用新型所述新型管樁快速接頭的使用原理是:
[0074]使用時，將上端板I通過預(yù)緊力固定在管樁的一端，下端板2固定在另一根管樁的一端，將螺桿插鉤3通過螺紋固定在上端板I的螺紋孔11內(nèi)，然后將上端板I上的螺桿插鉤3插入下端板2的插槽21中，通常在管樁重力的作用下，螺桿插鉤3通過彈性壓緊，進入插槽21，滑至鎖槽22中，螺桿插鉤3與鎖槽22配合，實現(xiàn)鎖緊。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，安裝簡便，減少了工人的施工強度，提高了工作效率，同時方便進行防腐處理，提高了工程的質(zhì)量，縮短了施工周期，節(jié)約了施工成本。
[0075]考慮預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的受力狀態(tài)，機械快速接頭首先應(yīng)滿足管樁的設(shè)計承載力要求，現(xiàn)以000管樁為例，螺桿插鉤的直徑為10mm，鉤齒的高度為5mm，對機械快速接頭的連接件進行應(yīng)力、應(yīng)變的計算和分析。采用ABAQUS有限元分析研究能夠滿足新型管樁機械快速接頭管樁抗拉、抗剪、抗壓性能要求的材料。[0076]根據(jù)《先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁用端板》(JC/T 947-2005)、先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》(GB 13476-2009)、《碳素結(jié)構(gòu)鋼》(GB/T 700-2006)和《彈簧鋼》(GB//T 1222-2007)，以及本項目的研究需要擬定:上、下端板采用的材料為Q235碳素結(jié)構(gòu)鋼，螺桿插鉤則采用優(yōu)質(zhì)彈簧鋼60Si2Mn或60Si2MnA，材料的力學(xué)性能如表1所示，本實施例中螺桿插鉤采用60Si2MnA制作而成。
[0077]表1材料的力學(xué)性能
[0078]
【權(quán)利要求】
1.一種新型管樁快速接頭，其特征在于:包括上端板、下端板以及連接上端板和下端板的螺桿插鉤，所述上端板上均勻分布有若干螺紋孔，所述下端板上設(shè)置有與上端板的螺紋孔相對應(yīng)的插槽，所述螺桿插鉤一端設(shè)置有與上端板的螺紋孔相配的螺紋，另一端設(shè)置有一與下端板插槽相配的鉤齒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述新型管樁快速接頭，其特征在于:所述螺桿插鉤的鉤齒的頂端為一方便進入下端板插槽的圓弧狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述新型管樁快速接頭，其特征在于:所述螺桿插鉤的直徑范圍為5 ?30mmo
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述新型管樁快速接頭，其特征在于:所述螺桿插鉤的鉤齒高度范圍為3?10mnin
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述新型管樁快速接頭，其特征在于:所述插槽的截面為橢圓形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述新型管樁快速接頭，其特征在于:所述螺桿插鉤的鉤齒與插槽相接觸的平面與螺桿水平線的角度小于90度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述新型管樁快速接頭，其特征在于:所述插槽設(shè)置有一鎖緊臺階，其形狀與螺桿插鉤的鉤齒的形狀相配合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述新型管樁快速接頭，其特征在于:所述螺桿插鉤采用彈簧鋼制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述新型管樁快速接頭，其特征在于:所述上端板、下端板和螺桿插鉤外表面設(shè)置有一層電鍍鋅。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述新型管樁快速接頭，其特征在于:所述上端板、下端板和螺桿插鉤的電鍍鋅外層還設(shè)置有一層浙青漆。
【文檔編號】E02D5/52GK203462465SQ201320530051
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月28日
【發(fā)明者】戚玉亮, 唐孟雄, 胡賀松 申請人:廣州市建筑科學(xué)研究院有限公司, 廣州市建筑科學(xué)研究院新技術(shù)開發(fā)中心有限公司