一种齿牙卡接的预紧机械接头制造技术

本发明专利技术公开的齿牙卡接的预紧机械接头

【技术实现步骤摘要】
一种齿牙卡接的预紧机械接头、预制混凝土桩及连接方法


[0001]本专利技术涉及预制构件
，尤其是涉及一种齿牙卡接的预紧机械接头
、
预制混凝土桩及连接方法
。

技术介绍

[0002]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
。
[0003]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
。
[0004]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：
[0005]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
。
[0006]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
。
[0007]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。
[0008]如图
23
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片，插头从连接件的一端插入并能够与弹性卡片抵接，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
23
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，弹性卡片的端
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
24
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，弹性卡片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
。
[0009]如图
25
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
以及卡片
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片，弹性件将多个卡片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片围成的空间进行卡片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
25、
图
26
和图
27
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片先与插头接触，而远离插杆轴线一侧的卡片后与插头接触，下侧的卡片先与插头接触并且在插头的作用下压缩弹簧，上侧的卡片后与插头接触，因此，可能出现如图
26
所示的一侧的卡片进入插头和中间螺母之间，另一侧的卡片无法进入插头和中间螺母之间；或者，如图
27
所示的多个卡片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，从而在预制混凝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种齿牙卡接的预紧机械接头，其特征在于：包括，插杆
(1)
，所述插杆
(1)
的一端为插头
(10)
，所述插头的外壁设有第一齿牙
(11)
；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)
的周向布置的多个弹性卡片
(41)
，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)
，所述弹性卡片
(41)
的内壁设有第二齿牙
(44)
；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
(10)
能够插入所述预紧螺母本体
(40)
中并使得所述第一齿牙
(11)
与所述第二齿牙
(44)
卡合以实现所述插头
(10)
与所述预紧螺母
(4)
卡接；在所述第一齿牙
(11)
与所述第二齿牙
(44)
卡合时，驱动部件
(5)
能够从所述预紧螺母
(4)
的侧向驱动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
。2.
根据权利要求1所述的齿牙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
(46)
，所述驱动部件
(5)
为丝杆，所述丝杆上设有能够与所述驱动齿
(46)
咬合的咬合齿
。3.
根据权利要求2所述的齿牙卡接的预紧机械接头，其特征在于：所述驱动齿
(46)
为与所述预紧螺母
(4)
轴线平行的直齿或与所述预紧螺母
(4)
轴线成一定角度的斜齿
。4.
根据权利要求1至3任意一项所述的齿牙卡接的预紧机械接头，其特征在于：还包括设置在所述容纳腔
(20)
中用于在所述插杆
(1)
插入所述容纳腔
(20)
的过程中对所述插杆
(1)
进行校正的定位套
(7)。5.
根据权利要求4所述的齿牙卡接的预紧机械接头，其特征在于：所述定位套
(7)
设置在所述预紧螺母
(4)
置于所述大螺母
(2)
内的一端与容纳腔
(20)
底面之间，所述定位套
(7)
上设有定位孔
(70)
，所述定位孔
(70)
的内径大于等于所述插头
(10)
的外径且小于所述第二齿牙
(44)
的齿顶所形成的内径
。6.
根据权利要求1所述的齿牙卡接的预紧机械接头，其特征在于：所述第一卡齿
(11)
和所述第二卡齿
(44)
为相互卡合的螺旋齿牙
。7.
根据权利要求6所述的齿牙卡接的预紧机械接头，其特征在于：所述第一齿牙
(11)
的牙距与所述预紧螺母连接部
(42)
的牙距不同
。8.
根据权利要求7所述的齿牙卡接的预紧机械接头，其特征在于：所述第一齿牙
(11)
的旋向与所述预紧螺母连接部
(42)
的螺纹旋向相反
。9.
根据权利要求8所述的齿牙卡接的预紧机械接头，其特征在于：所述第一卡齿
(11)
和所述第二卡齿
(44)
为锯齿型齿牙
。10.
根据权利要求1所述的齿牙卡接的预紧机械接头，其特征在于：在所述弹性卡片
(41)
处于自由状态时，所述第二齿牙
(44)
的齿顶所形成的直径大于所述第一卡齿
(11)

【专利技术属性】
技术研发人员：赵梦尧，
申请(专利权)人：湖北捷固筑工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：