用于混凝土桩的端板制造技术

本发明专利技术揭示用于接合两根独立管桩的一对相同的顶部端板(1a)和底部端板(1b)，顶部端板(1a)位于第一管桩(16a)的底端，底部端板(1b)位于第二管桩(16b)的顶端，通过把顶部端板(1a)和底部端板(1b)互锁在一起，而接合两根桩，所述端板包括：具有用于容纳预应力钢筋束(5a,5b)的圆头和底座(9a,9b)的局部热锻凹槽(2a,2b)的突出段(8a,8b)和凹入段(7a,7b)；通向锥形方洞的45度转动方口(4)，该锥形方洞是由顶部突出段(8a)与底部凹入段(7b)以及顶部凹入段(7a)与底部突出段(8b)的锥形燕尾槽(14)配合形成的；与锥形方洞对应的锥形方销(3)，该锥形方销可通过方口(4)挤入锥形方洞，从而把端板(1a,1b)互锁；位于突出部(8a,8b)下侧的外侧缘(10a,10b)，具有横贯端板(1a,1b)外侧圆周的矩形深槽(6a,6b)，可嵌装圆形钢裙板(11a,11b)的唇缘；以及，在锥形方销(3)上方的突出段(8a,8b)的边缘上的斜棱(12a,12b)，用于避免燕尾槽在冲击打桩过程中受压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于混凝土桩的端板
本专利技术涉及附接至混凝土桩的两端、用于把一根混凝土桩的末端与另一根相邻混凝土桩的末端接合起来的互锁端板连接器。锥形方销朝桩的竖轴转动45度，从而使锥形方销与由配合端板形成的锥形方洞最大限度地结合。互锁端板具有安全弯矩和比钢筋混凝土桩段高的抗拉强度。另外，本专利技术还适合于使用重型落锤在端板顶端冲击来打重型桩，而不会破坏互锁凹槽。
技术介绍
钢筋混凝土(RC)桩和预应力高强度混凝土管(PHC)桩在末端加装有普通钢端板桩帽，除了现场焊接外，没有把这些桩帽互联起来的机械方法。使用由许多易碎的小部件(例如螺栓、轴销、垫圈、抗剪键等)构成的机械桩接头或连接器很笨拙。另外，上述连接器的这些易碎部件需要附加的组装开口，例如凹槽或孔，这会减小端板的荷载传递接触面积，因而必须使用法兰或楔子对桩连接器进行增强。最近，在韩国出现了很多专利，这些专利揭示了在管桩的端板之间利用各种中间钢连接器作为连接适配器。使用附加的中间钢连接器会导致额外成本。而且，这些中间连接器通常是由较小的部件焊接而成的，这些部件易增加脆弱性。在本专利技术中，端板是由钢材热煅而成，并预制到管桩的端部中。同一个专利技术人在马来西亚提交的申请中专利PI2012700742涉及一种用于接合混凝土桩的构件，这种构件消除了上述的现有技术的多种缺点。但是，在本专利技术中，与PI2012700742比较，又进一步进行了很多改进：1)本专利技术的端板能够承受重锤冲击，而不会造成端板的互锁燕尾槽发生损坏。2)在PI2012700742中，为了容纳预应力钢筋束圆头，必须使用较厚的端板，这样可以布置为至少与端板的顶面平齐或低于顶面，并在端板中仍能提供足够的剩余深度，以容纳预应力钢筋束底座，从而避免通过端板的基部使材料发生冲剪破坏。但是，在本专利技术中，通过产生通常具有相似厚度的突出段和凹入段来减小钢端板的总厚度，能够实现节省材料的目的，除了此特点外，每段都具有局部热锻凹槽，为预应力钢筋束圆头和底座产生更深的容纳部分。由于总厚度的减小，与PI2012700742相比，能够至少节省30％至45％材料。3)另一个关键特征在于，方口朝桩的竖轴转动45°，从侧立面角度观察能够看出，这使得突出段和凹入段的边缘都具有相同的燕尾槽。这种45度转动最大限度地增加了锥形方销和锥形方洞之间的接触面积。而且，与方销处于水平位置的现有技术相比，通过45度转动，锥形方口能够容纳比现有技术大40％的锥形方销。这是有利的，因为通过使锥形方销被强迫挤入配合端板的锥形方洞中，与布置在水平位置的方销相比，轴向压力可提高到283％。先前专利PI2012700742提出了方形形状的锥形通槽，但是未揭示桩的轴线方向的旋转角。4)通过把竖向预应力钢筋束布置在水平互锁锥形方销附近而不是像PI2012700742那样布置在突出段或凹入段的中央，还能够改善预应力钢筋束的张力跨其所连接的桩的传递。因此，当桩抵抗弯矩时，在竖向预应力钢筋束上产生的附加张力会沿钢筋束的轴线方向牵拉端板，从而使端板弯曲，但是由于顶部和底部竖向预应力钢筋束距水平互锁锥形方销的距离很近，这种弯曲效应被显著减小。5)为了避免在旋转过程中水泥浆通过端板和管桩模具的侧面渗漏，在突出段的下侧提供外侧缘，使横贯端板圆周的矩形深槽有足够厚度，能够嵌装圆形钢裙板的近端唇缘，从而把圆形钢裙板固定到端板上。6)在本专利技术的另一种用于实心方混凝土桩的变化形式中(与空心方混凝土桩相比，实心方混凝土桩更常见)，在端板的平面图中，改变了燕尾槽的对位，以避免尖锐的扭转角。在燕尾槽的侧铣过程中遇到了一个问题，因为燕尾铣刀直径一半左右的长度由于尖锐的扭转角而受阻。除非像PI2012700742那样在端板上有大于侧铣刀直径的中央开口，否则无法对燕尾槽的整个长度进行侧铣。或者，利用局部电感应把端板的互锁边缘加热至1000℃左右，并使用具有相应的尖锐扭转角的专用赋形模具把边缘热锻为燕尾槽形状，能够缓解此问题，但是此过程的成本高昂，因为许多专用模具需要针对不同尺寸的端板定制。在CN201120356388中，该技术专利提出了一种预应力混凝土管桩机快速连接器，该连接器由与夹紧模块中的斜板连接的管桩、夹紧模块螺栓和螺帽构成。管桩置于连接板中，连接板对称分布有3-8个径向锁紧槽，每个径向锁紧槽的内圈有螺栓径向通孔，内倾夹紧模块处于方孔的轴向。夹紧模块外表面的齿轮形部分的内表面的外夹件置入螺栓通孔的中心。该技术专利中揭示，夹紧螺栓产生的力垂直作用在桩的竖轴上，水平夹紧力通过摩擦使桩的侧缘固定就位。而在本专利技术中，轴向夹持力不是由紧固螺栓产生的，而是由锥形方销的挤压作用产生的，锥形方销在相对接触面的锥形方洞内沿顶部突出段和底部凹入段的凹槽产生扩张力，该扩张力最终把端板的配合平面紧紧按压在一起，从而在桩的弯矩下产生更强的性能。在编号为4157230的美国专利中揭示了这种桩连接器的一个例子，其中，在两节桩的接合端中构造有螺帽，用于把螺栓紧固到螺帽上。螺帽带有环形槽，环形槽在底部具有径向导向的锁止凹口。在槽中插入锁紧盘。锁紧盘具有带径向棱的弹性锁舌，径向棱的朝向与旋松方向相反，并与螺帽中的凹口结合。这种构造的一个缺点是，按作者所述，这种机械螺栓接头的尺寸精度要求是，邻接桩段的端面必须极其平坦，以便在各段之间获得尽可能强的连接。而事实上，在重锤冲击下，端面会受到应力并变形。在EP0891454B1中，该专利技术提供一种用于端到端对接混凝土桩(尤其是钢筋混凝土桩)的硬连接件，使混凝土桩的末端接合起来，该硬连接件包括底板，底板具有接收锁杆的空腔，环绕空腔以环状线方式延伸的凹槽，以及从凹槽沿大致切线方向延伸的孔；以及嵌销，在连接桩时，该嵌销被敲进孔中，并在凹槽的周面的导向作用下变形并环绕空腔中的锁杆，由于嵌销发生塑性变形，因而永久固定就位。该专利技术使用一种圆杆作为可变形的锁销，而本专利技术揭示的是使用硬锥形方销。在EP1403436A2中，该专利技术涉及一种桩连接结构，该桩连接结构在上桩和下桩之间的连接部分把上下桩彼此连接起来，其中，在一侧的桩的端板上的连接螺栓孔中形成的圆形螺栓插孔中拧有螺栓，拧到另一侧的桩的端板上的螺栓头处于异形螺栓插孔的较大直径部分中，连接板上形成的螺栓的螺栓头可通过较大直径部分，另一根桩和连接板可相对移动，使螺栓从异形螺栓插孔的较大直径部分移动至较小直径部分中。该构造的一个缺点是，需要两倍数目的螺栓插孔，这会削弱桩连接器的强度，并且需要很高的制造精度，在通过扭转很重的桩使螺栓进入异形螺栓插孔的较小直径部分时，也会很困难。在端板与互锁端板的锥形边缘的配合过程中，本专利技术克服了这些问题，并且缝隙中提供了足够的公差，能使突出段更轻松地垂直落入凹入段中。然后，能够方便地把锥形方销插入并挤住由端板的配合产生的锥形方洞。
技术实现思路
本专利技术的主要方面是提供一种附接至混凝土桩的末端、用于把一根混凝土桩的末端与另一根相邻混凝土桩的末端接合起来的互锁端板连接器，该互锁端板连接器具有安全弯矩和比钢筋混凝土桩段高的抗拉强度。本专利技术的另一个方面是适应使用落锤在端板顶端冲击来打重型桩的方式，而不会损坏互锁凹槽。本专利技术的另一个方面是，宽度为"d"的方口朝桩的竖轴转动45度，这使得锥形方销和锥形方洞之间的接触面积和压力达到最大，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于接合两根独立的管桩(16a,16b)的端板，包括位于第一管桩(16a)底端的顶部端板(1a)和位于第二管桩(16b)顶端的底部端板(1b)，并且端板(1a,1b)具有由相同数目的突出段(8a,8b)和凹入段(7a,7b)构成的偶数个段，各段的每个径向侧具有燕尾槽(14)；通过使顶部端板(1a)与底部端板(1b)配合，形成由顶部突出段(8a)与底部凹入段(7b)以及顶部凹入段(7a)与底部突出段(8b)的锥形燕尾槽(14)围合而成的45度转动方口(4)，从而使锥形方销(3)通过该方口挤入锥形方洞(14)中形成互锁，把顶部端板(1a)与底部端板(1b)互锁在一起，在锥形方销(3)正上方的突出段(8a,8b)的径向边缘具有斜棱，用于保护燕尾槽在冲击打桩的过程中不发生损坏，在突出段(8a,8b)的下侧具有外侧缘(10a,10b)，使矩形深槽(6a,6b)能横贯端板(1a,1b)的外侧圆周，从而嵌装圆形钢裙板(11a,11b)的唇缘。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.21 MY PI20137018931.一种用于接合两根独立的管桩的端板，包括位于第一管桩(16a)底端的顶部端板(1a)和位于第二管桩(16b)顶端的底部端板(1b)，并且所述顶部端板(1a)具有由相同数目的第一顶部突出段(8a)和第一顶部凹入段(7a)构成的偶数个段，各段的每个径向侧具有第一锥形燕尾槽(14)；所述底部端板(1b)具有由相同数目的第一底部突出段(8b)和第一底部凹入段(7b)构成的偶数个段，各段的每个径向侧具有所述第一锥形燕尾槽(14)；通过使所述顶部端板(1a)与底部端板(1b)配合，形成由所述第一顶部突出段(8a)与所述第一底部凹入段(7b)以及所述第一顶部凹入段(7a)与所述第一底部突出段(8b)的所述第一锥形燕尾槽(14)围合而成的45度转动第一方口(4)，从而使第一锥形方销(3)通过该第一方口(4)挤入第一锥形方洞中形成互锁，把所述顶部端板(1a)与底部端板(1b)互锁在一起；所述第一锥形方洞是由所述第一顶部突出段(8a)与所述第一底部凹入段(7b)以及所述第一顶部凹入段(7a)与所述第一底部突出段(8b)的所述第一锥形燕尾槽(14)配合形成的，在所述第一锥形方销(3)正上方的所述第一顶部突出段(8a)和第一底部突出段(8b)的径向边缘具有斜棱，用于保护燕尾槽在冲击打桩的过程中不发生损坏，在所述第一顶部突出段(8a)的下侧具有第一外侧缘(10a)，使第一矩形深槽(6a)能横贯所述顶部端板(1a)的外侧圆周，从而嵌装第一圆形钢裙板(11a)的唇缘；在所述第一底部突出段(8b)的上侧具有第二外侧缘(10b)，使第二矩形深槽(6b)能横贯所述底部端板(1b)的外侧圆周，从而嵌装第二圆形钢裙板(11b)的唇缘；所述第一顶部突出段(8a)和第一顶部凹入段(7a)具有第一凹槽(2a)，所述第一底部突出段(8b)和第一底部凹入段(7b)具有第二凹槽(2b)；所述第一凹槽(2a)和第二凹槽(2b)用以容纳预应力钢筋束圆头，使预应力钢筋束圆头布置为至少与端板的顶面平齐或低于该顶面，并且仍能在端板内提供足够的剩余深度，以容纳预应力钢筋束底座，以避免通过端板的基部使材料发生冲剪破坏；预应力钢筋束圆头置于第一钢筋束底座(9a)和第二钢筋束底座(9b)上，沿从第一钢筋束底座(9a)和第二钢筋束底座(9b)的中心至所述第一锥形方销(3)的轴线的垂直线算，有2d至3d的距离，其中，"d"是所述第一方口(4)的横截面宽度。2.如权利要求1所述的端板，其特征在于，所述顶部端板(1a)与所述底部端板(1b)完全相同。3.如权利要求1所述的端板，其特征在于，所述第一顶部突出段(8a)和第一顶部凹入段(7a)的所述第一锥形燕尾槽(14)是下凹的90度边朝所述第一管桩(16a)的轴线方向转动45度而形成的；所述第一底部突出段(8b)和第一底部凹入段(7b)的所述第一锥形燕尾槽(14)是下凹的90度边朝所述第二管桩(16b)的轴线方向转动45度而形成的。4.如权利要求1所述的端板，其特征在于，所述第一顶部突出段(8a)的径向斜棱从所述顶部端板(1a)的顶部平面的水平面朝所述第一顶部凹入段(7a)的方向向下倾斜20至45度；所述第一底部突出段(8b)的径向斜棱从所述底部端板(1b)的顶部平面的水平面朝所述第一底部凹入段(7b)的方向向下倾斜20至45度。5.如权利要求3所述的端板，其特征在于，在由第一顶部突出段(8a)和第一顶部凹入段(7a)形成的所述第一锥形燕尾槽(14)、与第一底部突出段(8b)和第一底部凹入段(7b)形成的所述第一锥形燕尾槽(14)之间有0.5d至1.5d的缝隙，其中，"d"是所述第一方口(4)的横截面宽度。6.如权利要求5所述的端板，其特征在于，所述缝隙的平面从竖轴沿使所述第一顶部突出段(8a)和第一底部突出段(8b)朝向所述第一顶部凹入段(7a)和第一底部凹入段(7b)的宽度变窄并使所述第一顶部凹入段(7a)和第一底部凹入段(7b)朝向所述第一顶部突出段(8a)和第一底部突出段(8b)的宽度变宽的方向转动0至5度，以便于所述顶部端板(1a)与所述底部端板(1b)配合。7.如权利要求1所述的端板，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志财，
申请(专利权)人：王志财，
类型：发明
国别省市：马来西亚;MY