一种用于预制桩柱对中的构件及对中连接方法

摘要

本发明涉及一种用于预制桩柱对中的构件及对中连接方法，属于建筑业预制件连接领域，解决了现有技术中桩和柱分开预制进行对中连接时，对中方法费时费力，连接不便，对中精度低的问题。首先，本发明将具有两个同轴钢筒的对中连接构件分别与预制桩和预制柱套接，使两个钢筒分别紧贴预制桩柱的内壁，来实现准确对中，并通过支撑定位结构固定。然后，将预制桩柱的预留钢筋通过焊接或绑接的方式固定，并在连接构件处设模具，将对中连接构件及预制柱和预制桩的预留钢筋包围并密封，通过对模具内进行混凝土浇筑的方式将预制桩柱结合为一个整体来实现预制桩柱的紧固连接。本发明实现了桩和柱的快速对中，且定位速度快、使用方便、经济适用。

权利要求

1.一种用于预制桩柱对中的构件，其特征在于，包括：第一钢筒(1)、支撑定位结构和第三钢筒(3)；

所述第一钢筒(1)和所述第三钢筒(3)的中心轴重合；所述第一钢筒(1)的外径与预制柱(6)的内径相同，且第一钢筒(1)紧贴预制柱(6)的内壁，所述第三钢筒(3)的外径与预制桩(7)的内径相同，且第三钢筒(3)紧贴预制桩(7)的内壁；

所述第一钢筒(1)设置有引导结构(8)，所述引导结构为圆台型，用于引导预制柱(6)与第一钢筒(1)套接；

所述支撑定位结构的一端与所述第一钢筒(1)连接，另一端与所述第三钢筒(3)连接；

所述支撑定位结构用于在对中连接时支撑自身重量及预制柱(6)重量；所述支撑定位结构包括：第二钢筒(2)、第一牛腿(4)和第二牛腿(5)；所述第二钢筒(2)为圆柱型或圆台型；所述第一牛腿(4)用于限制预制柱(6)相对于所述第一钢筒(1)的轴向位移；所述第二牛腿(5)用于限制第二钢筒(2)相对于预制桩(7)的轴向位移；所述第一牛腿(4)和第二牛腿(5)均为三角形板件；所述第一牛腿(4)的上端面与所述第二钢筒(2)的上端面平齐，且垂直于所述第一钢筒(1)的外表面；所述第二牛腿(5)的下端面与所述第二钢筒(2)的下端面平齐，且垂直于所述第三钢筒(3)的外表面；

在对中连接构件处设模具，所述模具将对中连接构件及预制柱(6)和预制桩(7)的预留钢筋包围并密封，在模具上端预留浇筑孔，对模具内进行混凝土浇筑，混凝土凝固后，将对中连接的预制桩(7)和预制柱(6)结合为一个整体。

2.根据权利要求1所述的用于预制桩柱对中的构件，其特征在于，所述第二钢筒(2)的上端面外径与所述第一钢筒(1)外径相同；所述第二钢筒(2)的下端面外径与所述第三钢筒(3)的外径相同。

3.根据权利要求2所述的用于预制桩柱对中的构件，其特征在于，所述第一钢筒(1)与所述第二钢筒(2)的上端固定连接或为一体结构；所述第三钢筒(3)与所述第二钢筒(2)的下端固定连接或为一体结构。

4.根据权利要求3所述的用于预制桩柱对中的构件，其特征在于，所述第一牛腿(4)和所述第二牛腿(5)均设置在所述第二钢筒(2)上，且与第二钢筒(2)固定连接。

5.根据权利要求2-4任一项所述的用于预制桩柱对中的构件，其特征在于，所述第一牛腿(4)有多个，且均匀分布在所述第二钢筒(2)外围；所述第二牛腿(5)有多个，且均匀分布在所述第二钢筒(2)外围。

6.根据权利要求1-5任一项所述的用于预制桩柱对中的构件的对中连接方法，包括以下步骤：

S1.将对中连接构件的第三钢筒(3)插入预制桩(7)，其中第三钢筒(3)的外表面紧贴预制桩(7)内壁，并通过支撑定位结构固定；

S2.通过起重设备将预制柱(6)抬升，并移动至对中连接构件处，套在第一钢筒(1)上，并通过支撑定位结构固定；由于第一钢筒(1)与第三钢筒(3)同轴，则预制柱(6)与预制桩(7)同轴，对中完成；

S3.通过焊接或绑接将预制桩(7)与预制柱(6)的预留钢筋连接固定；

S4.在对中连接构件处设模具，所述模具将对中连接构件及预制柱(6)和预制桩(7)的预留钢筋包围并密封，在模具上端预留浇筑孔，对模具内进行混凝土浇筑，混凝土凝固后，将对中连接的预制桩(7)和预制柱(6)结合为一个整体。

说明书

一种用于预制桩柱对中的构件及对中连接方法

技术领域

[0001] 本发明涉及建筑业预制件连接领域，尤其涉及一种用于预制桩柱对中的构件及对中连接方法。

背景技术

[0002] 现浇的基础施工方式凭借其优越性在当今大多数工程施工中扮演着重要角色，但这种施工方式需要大量的模板，现场的作业量大，工期也较长。比如在城市施工中，由于交通量大，防止长时间影响交通，需要快速完成施工，现浇的就无法满足这个要求。预制装配式基础施工很好的避免了这些问题，具有建造工期短，产品质量高，能源损耗低，环境污染小等优势，因此，预制装配式的基础施工方式得到了快速发展。

[0003] 由于预制装配式基础施工具有上述优点，所以很快应用在工程生产的许多结构中。但采用这种预制装配式施工方式，往往是桩和柱分开预制，再运输到现场进行拼接，拼接时需要考虑预制桩和预制柱的对中问题。如果两者的对中精度不能保证，将不能满足工程需要。

[0004] 现有的预制桩与预制柱的对中方法一般是通过在桩和柱一端设置金属端板，通过起重设备将预制柱升起后与预制桩进行对中，然后焊接两个端板进行连接固定，这种方法原理简单，便于掌握，但焊接工作费时费力，连接不方便，且对中精度低，不能保证工程施工的精准度。因此需要提供一种技术方法来解决预制桩和预制柱对中精度低、对中连接操作繁琐不便等问题。

发明内容

[0005] 鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种用于预制桩柱对中的构件及对中连接方法，用以解决现有技术中桩和柱分开预制进行对接时，现有的对中方法费时费力，连接不便，对中精度低的问题。

[0006] 本发明的一种用于预制桩柱对中的构件，包括：第一钢筒、支撑定位结构和第三钢筒；

[0007] 第一钢筒和第三钢筒的中心轴重合；第一钢筒的外径与预制柱的内径相同，使第一钢筒紧贴预制柱内壁，第三钢筒的外径与预制桩的内径相同，使第三钢筒紧贴预制桩内壁；

[0008] 第一钢筒设置有引导结构，所述引导结构为圆台型，用于引导预制柱与第一钢筒套接；

[0009] 支撑定位结构的一端与第一钢筒连接，另一端与第三钢筒连接；

[0010] 支撑定位结构用于在对中连接时支撑自身重量及预制柱重量。

[0011] 支撑定位结构包括：第二钢筒、第一牛腿和第二牛腿。

[0012] 第二钢筒为圆柱型或圆台型；第二钢筒的上端面外径与第一钢筒外径相同；第二钢筒的下端面外径与第三钢筒的外径相同。

[0013] 第一钢筒与第二钢筒的上端固定连接或为一体结构；第三钢筒与第二钢筒的下端固定连接或为一体结构。

[0014] 第一牛腿和第二牛腿均设置在第二钢筒上，且与第二钢筒固定连接。

[0015] 第一牛腿用于限制预制柱相对于第一钢筒的轴向位移；第二牛腿用于限制第二钢筒对于预制桩的轴向位移。

[0016] 第一牛腿和第二牛腿均为三角形板件。

[0017] 根据满足支撑预制柱强度的要求，第一牛腿有多个，且均匀分布在第二钢筒外围；根据满足支撑连接件和预制柱强度的要求，第二牛腿有多个，且均匀分布在第二钢筒外围。

[0018] 第一牛腿的上端面与第二钢筒的上端面平齐，且垂直于第一钢筒的外表面；第二牛腿的下端面与第二钢筒的下端面平齐，且垂直于第三钢筒的外表面。

[0019] 采用预制桩柱对中的构件的对中连接方法，包括以下步骤：

[0020] S1.将对中连接构件的第三钢筒插入预制桩，其中第三钢筒的外表面紧贴预制桩内壁，并通过支撑定位结构固定；

[0021] S2.通过起重设备将预制柱抬升，并移动至对中连接构件处，套在第一钢筒上，并通过支撑定位结构固定；由于第一钢筒与第三钢筒同轴，则预制柱与预制桩同轴，对中完成；

[0022] S3.通过焊接或绑接将预制桩与预制柱的预留钢筋连接固定；

[0023] S4.在对中连接构件处设模具，所述模具将对中连接构件及预制柱和预制桩的预留钢筋包围并密封，在模具上端预留浇筑孔，对模具内进行混凝土浇筑，混凝土凝固后，将对中连接的预制桩和预制柱结合为一个整体。

[0024] 本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

[0025] 附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

[0026] 图1为用于预制桩柱对中的构件(等截面)；

[0027] 图2为预制桩柱与构件的连接状态剖视图(等截面)；

[0028] 图3为用于预制桩柱对中的构件(变截面)。

[0029] 附图标记：

[0030] 1-第一钢筒；2-第二钢筒；3-第三钢筒；4-第一牛腿；5-第二牛腿；6-预制柱；7-预制桩；8-引导结构。

具体实施方式

[0031] 下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

[0032] 另一方面，本发明提供一种用于预制桩柱对中的构件，如图1所示，包括：第一钢筒1、支撑定位结构和第三钢筒3。第一钢筒1和第三钢筒3与支撑定位结构固定连接或为一体结构。

[0033] 第一钢筒1和第三钢筒3的中心轴重合，使用时，第三钢筒3置于预制桩7内，且第三钢筒3紧贴预制桩7的内壁，并通过支撑定位结构定位。预制柱6套在所述第一钢筒1上，且第一钢筒1紧贴预制柱6的内壁，并通过支撑定位结构定位，如图2所示。

[0034] 为了保证连结构件的结构强度，本发明的对中连接构件采用钢结构，可根据所需强度调节连接构件中心通孔的内直径，改变连接构件钢筒厚度，以使连接构件能够承受预制柱6的重量。

[0035] 为了保证预制桩7和预制柱6的对中精准度，第一钢筒1的外径与预制柱6的内径相同，第三钢筒3的外径与预制桩7的内径相同。为了保证顺利套接，可以在对中精度允许的范围内，使第一钢筒1或第三钢筒3的外径略小于预制桩7或预制柱6的内孔直径。

[0036] 考虑到，预制柱6的内孔直径与第一钢筒1外径相同，起重设备吊装预制柱6与第一钢筒1套接配合的难度较大。因此，为了使预制柱6能够顺利套在连结构件的第一钢筒上1，第一钢筒1具有引导结构8，引导结构8可以为圆台型钢筒且与第一钢筒1的主体上端固定连接；由于圆台型引导结构8的上端部直径较小，因此方便预制柱6顺利套接在外部，进一步地，引导结构8引导预制柱6套在第一钢筒1上，第一钢筒1的主体与预制柱6的内孔配合，使第一钢筒1的主体紧贴预制柱6的内壁，保证了对中精度。

[0037] 具体地，支撑定位结构包括：第二钢筒2、第一牛腿4和第二牛腿5。

[0038] 第二钢筒2作为中间连接部分连接第一钢筒1和第三钢筒3，与第一钢筒1和第三钢筒3固定连接或一体设置。预制桩和预制柱直径相等时，相应的第一钢筒1、第二钢筒2和第三钢筒3的外部直径也相等，此时，第一钢筒1、第二钢筒2和第三钢筒3为一体结构。

[0039] 具体地，由于第二钢筒2分别连接第一钢筒1和第三钢筒3，第二钢筒2的上端面外径与第一钢筒1外径相同；第二钢筒2的下端面外径与第三钢筒3的外径相同。

[0040] 考虑到，预制桩7和预制柱6的直径有相等和不相等两种情况，第二钢筒2可以为圆柱型或圆台型。

[0041] 预制桩柱直径相等时，第一钢筒1与第三钢筒3的直径也相等。预制桩柱直径不等时，第一钢筒1与第三钢筒3的直径也不相等。由于第二钢筒2为第一钢筒1和第三钢筒3的中间连接结构，因此，预制桩柱直径相等时，第二钢筒2为圆柱型；预制桩柱直径不等时，第二钢筒为圆台型，此时，对中连接构件的结构如图3所示。

[0042] 具体地，预制桩7为中空的圆筒结构，为了避免连接构件掉入预制桩7的内孔中，设计第二牛腿5作为连接构件的支撑。同时，预制柱6套上第一钢筒1后，设计第一牛腿4限制预制柱6的轴向位移，第一牛腿4作为预制柱的支撑。

[0043] 也就是说，第一牛腿4用于定位预制柱6相对于第一钢筒1的轴向位移；第二牛腿5用于定位连接构件相对于预制桩7的轴向位移。

[0044] 具体地，第一牛腿4和第二牛腿5均与设置在第二钢筒2上，且与第二钢筒2固定连接。

[0045] 具体地，第一牛腿4和第二牛腿5可以设计为长方形或三角形的板件。预制桩柱等直径时，第二钢筒2为圆柱，此时牛腿可以设计为长方形板件或三角形板件均可。

[0046] 值得注意的是，当预制桩柱直径不等时，第一牛腿4和第二牛腿5需要设计为三角形板件。此时，对应的第二钢筒2为圆台型，为了方便牛腿与第二钢筒2的配合与安装，三角形板件斜边对应的平面与第二钢筒2的外表面固定连接，使其上表面与预制桩柱外圆柱面垂直，第一牛腿4作为预制柱的支撑结构。

[0047] 考虑到，预制柱6具有较大的重量，连接构件需要承受预制柱6的重量，为了保证连接构件的结构强度与刚度，第一牛腿4有多个，且均匀分布在第二钢筒2上端外围。相应的，第二牛腿5也有多个，且均匀分布在所述第二钢筒下端的外围。各列牛腿之间的空隙用于为预制桩柱的预留钢筋提供放置空间。

[0048] 具体地，为了保证预制桩柱的准确对中与连接，第一牛腿4的上端面与第二钢筒2的上端面平齐，且垂直于所述第一钢筒1的外表面。第二牛腿5的下端面与第二钢筒2的下端面平齐，且垂直于所述第三钢筒3的外表面。

[0049] 另一方面，本发明的一个具体实施例，公开了采用本发明的预制桩柱对中的构件的对中连接方法，包括以下步骤：

[0050] 步骤S1.将对中连接构件的第三钢筒3插入预制桩7，其中第一钢筒1紧贴预制桩7内壁；通过支撑定位结构使对中连接构件不掉入预制桩7内部；

[0051] 步骤S2.通过起重设备将预制柱6抬升，并移动至对中连接构件处，套在第三钢筒3上，并通过支撑定位结构固定；由于第一钢筒1与第三钢筒3同轴，则预制柱6与预制桩7同轴，对中完成；

[0052] 步骤S3.通过焊接或绑接将预制桩7与预制柱6的预留钢筋连接固定；

[0053] 步骤S4.在对中连接构件处设模具，所述模具将对中连接构件及预制柱6和预制桩7的预留钢筋包围并密封，在模具上端预留浇筑孔，对模具内进行混凝土浇筑，混凝土凝固后，将对中连接的预制桩7和预制柱6结合为一个整体。

[0054] 对于步骤S1和S2，实施时，连结构件先插入预制桩7，再套上预制柱6。为了保证预制柱6能与预制桩7对中连接，连接构件的两端钢筒分别与预制桩7和预制柱6相配合，连接构件两头钢筒的外直径与预制桩柱内孔直径相同，且分别套入预制桩7和预制柱6的内孔中。因此，仅需保证连结构件的两头的钢筒为同轴对中的设计，即可实现预制桩7和预制柱6的准确对中。

[0055] 对于步骤S4，预制柱6和预制桩7对中完成后，采用外加模具并混凝土浇筑的方式，将预制桩柱紧密连接，既操作简单，可以实现快速连接，又能保证连接的紧固性。

[0056] 相较于现有技术的对中后焊接两个金属端板固定的方式，本发明的固定方式，操作更简单，混凝土凝固后可以将预制桩柱及连结构件紧固结合为一个整体，连接更紧固可靠，提高了工程施工的可靠性，且混凝土浇筑相较于焊接也更安全，更环保。

[0057] 与现有技术相比，本实施例提供的对中连接方法至少具有以下技术效果之一：

[0058] 1、对准精度高。

[0059] 本发明的连接构件的两端钢筒分别与预制桩7和预制柱6相配合，连接构件两头钢筒的外直径与预制桩柱内孔直径相同，且分别套入预制桩7和预制柱6的内孔中，第一钢筒1紧贴预制柱6的内壁，第三钢筒3紧贴预制桩7的内壁。由于对中连接构件的两端钢筒精准同轴，因此，与两端钢筒配合的预制柱6和预制桩7也同轴，即可快速实现精准对中。

[0060] 2、适用性良好。

[0061] 本发明的连结构件可以适用于不同类型的预制桩柱的对中连接。预制桩7和预制柱6的直径有相等和不相等两种情况，预制桩柱直径相等时，第二钢筒2为圆柱型；预制桩柱直径不等时，第二钢筒为圆台型。可以适用预制桩柱等直径和变直径两种情况的对中连接。

[0062] 3、连接更紧固。

[0063] 预制柱6和预制桩7对中完成后，采用外加模具并混凝土浇筑的方式，将预制桩柱紧密连接，既操作简单，可以实现快速连接，又能保证连接的紧固性。

[0064] 相较于现有技术的对中后焊接两个金属端板固定的方式，本发明的混凝土浇筑的固定方式，操作更简单，混凝土凝固后可以将预制桩柱及连结构件紧固结合为一个整体，连接更紧固可靠，提高了工程施工的可靠性，且混凝土浇筑相较于焊接也更安全，更环保。

[0065] 4、对中连接效率高。

[0066] 首先，本发明采用将具有两个同轴钢筒的对中连接构件分别与预制桩和预制柱套接，并通过支撑定位结构固定的方法来实现准确对中。

[0067] 其次，本发明将预制桩柱的预留钢筋通过焊接或绑接的方式固定，并在连接构件处设模具，将对中连接构件及预制柱和预制桩的预留钢筋包围并密封，通过对模具内进行混凝土浇筑的方式将预制桩柱结合为一个整体来实现预制桩柱的紧固连接。本发明提供的对中连接方法，操作简单，结构紧固可靠，提高了施工现场的工作效率。

[0068] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。