[发明专利]一种混凝土预制桩的机械连接装置及制作方法

权利要求书

1.一种混凝土预制桩的机械连接装置，其特征在于，包括：

桩体轴向连接单元，所述桩体轴向连接单元包括多组相互配合的第一套筒螺母和第二套筒螺母，每一组的所述第一套筒螺母和第二套筒螺母分别和两个桩体的轴向端面相连，所述第一套筒螺母和第二套筒螺母之间经连接插杆构成相互连接状态；所述第一套筒螺母和第二套筒螺母深入桩体内部的一侧分别设置沉孔，所述沉孔位置和预应力钢筋的镦头相配合，使两个桩体中的预应力钢筋分别和第一套筒螺母和第二套筒螺母相连；

定位单元，所述定位单元包括增强粘结环和增强粘结垫片，所述增强粘结环和所述桩体相连，所述增强粘结垫片和所述增强粘结环设为一体式结构，所述增强粘结垫片能够与第一套筒螺母和/或第二套筒螺母的端部外圆台阶相定位配合连接；

桩体径向连接单元，所述桩体径向连接单元包括第一套箍、第二套箍和外抱箍，所述第一套箍和第一套筒螺母对应的桩体圆周表面相连，所述第二套箍和第二套筒螺母对应的桩体圆周表面相连，所述第一套箍和第二套箍的外侧经外抱箍相连，使第一套箍和第二套箍形成扣合在两个桩体圆周表面的连接结构。

2.根据权利要求1所述的一种混凝土预制桩的机械连接装置，其特征在于，所述连接插杆内部沿轴向设为空心结构，所述连接插杆的外壁沿轴向两端分别设有连接部和弹性端头，所述连接部的圆周表面设有外螺纹，所述弹性端头和连接部之间的连接插杆外壁设有卡槽，所述卡槽和弹性端头对应位置设有沿轴向设置的切割缝，多个切割缝沿圆周方向均匀设置，使所述弹性端头的径向尺寸能够发生弹性变形。

3.根据权利要求2所述的一种混凝土预制桩的机械连接装置，其特征在于，所述第一套筒螺母和上方位置的桩体轴向端面相连，所述第二套筒螺母和下方位置的桩体轴向端面相连，所述第一套筒螺母和第二套筒螺母的开口朝外相互面对设置；所述第一套筒螺母和第二套筒螺母内壁分别设有内螺纹，所述第一套筒螺母内壁和连接插杆的连接部螺纹相连，所述第二套筒螺母内壁和空心螺母的表面螺纹相连，所述连接插杆的弹性端头能够插入所述空心螺母，所述弹性端头在经过空心螺母过程中发生弹性变形，所述弹性端头能够通过空心螺母后和空心螺母形成卡接状态，使所述连接插杆的卡槽和所述空心螺母的内侧端面相配合，以形成机械连接状态。

4.根据权利要求3所述的一种混凝土预制桩的机械连接装置，其特征在于，所述第一套箍和第二套箍的内侧和锚固钢筋相连，所述锚固钢筋向桩体内延伸设置。

5.根据权利要求4所述的一种混凝土预制桩的机械连接装置，其特征在于，所述锚固钢筋设有多个，分别沿第一套箍和第二套箍的圆周内壁均匀设置，且所述锚固钢筋设有两个直线段和一个倾斜段，锚固钢筋的其中一个直线段位置和第一套箍或第二套箍的内壁相连，锚固钢筋的倾斜段沿桩体的径向朝着内侧设置。

6.根据权利要求5所述的一种混凝土预制桩的机械连接装置，其特征在于，所述多组第一套筒螺母和第二套筒螺母沿桩体的轴向端面圆周方向均匀设置，所述增强粘结环设置在两个桩体的轴向端部，所述增强粘结垫片和所述第一套筒螺母和/或第二套筒螺母的端部外圆台阶相定位配合且焊接相连。

7.根据权利要求6所述的一种混凝土预制桩的机械连接装置，其特征在于，所述外抱箍的内壁、所述第一套箍和第二套箍的外壁分别设有相互配合的环形槽，且所述外抱箍与第一套箍和/或第二套箍设置锁紧螺丝。

8.根据权利要求7所述的一种混凝土预制桩的机械连接装置，其特征在于，所述环形槽内设有O型橡胶圈。

9.根据权利要求8所述的一种混凝土预制桩的机械连接装置，其特征在于，所述第一套筒螺母和/或第二套筒螺母的端面处设有外圆台阶，以便安装所述增强粘结环上的增强粘结垫片。

10.根据权利要求9所述的机械连接装置的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在桩体浇筑混凝土前，将第一套箍和第二套箍上的锚固钢筋与钢模内部对应的钢筋笼绑扎固定，钢筋笼端部的镦头与带有增强粘结环及其增强粘结垫片的第一套筒螺母和第二套筒螺母连接，完成连接后向钢模内浇筑混凝土，并将带有增强粘结环的第一套筒螺母和第二套筒螺母通过张拉螺丝施加预应力到设定值，经离心成型并待桩体养护达到脱模强度后拆除张拉螺丝放张，使桩体的增强粘结垫片、增强粘结环分别与对应的第一套筒螺母或第二套筒螺母一起对桩体端部施加了预压应力；

S2：两个预制桩的桩头对接之前，先在下节预制桩的第二套筒螺母内安装空心螺母，使空心螺母的外侧轴向端面与第二套筒螺母外端面平齐；另外，将连接插杆和上节预制桩的第一套筒螺母内壁螺纹连接；

S3：在两个预制桩对接前，向预制桩的端面及第一套筒螺母和第二套筒螺母内注入或涂刷环氧树脂；

S4：两个预制桩在对接时，将连接插杆插入下节桩的空心螺母内，连接插杆的弹性端头收缩，弹性端头被挤压径向收缩从而顺利穿过空心螺母，弹性端头在自身弹性变形下恢复原状，径向尺寸大于空心螺母的弹性端头从而和空心螺母形成卡接状态，使两个预制桩的预应力钢筋之间形成机械连接；

S5：在需要预制桩抗拔及抗弯、抗水平推力要求时，在两个预制桩的连接位置圆周表面设置第一套箍和第二套箍，并且在第一套箍和第二套箍外套设外抱箍，在环形槽内安装O型橡胶圈，使用锁紧螺丝将外抱箍和第一套箍以及第二套箍的螺丝孔位置进行定位连接，最后灌注入高强度快凝膨胀结构胶。