一种自驱动的销锁预应力连接结构及连接方法与流程

本发明涉及建筑构件领域，尤其是一种自驱动的销锁预应力连接结构及连接方法。

背景技术：

近年来，插接结构在建筑构件连接中得到应用，此结构具有无需焊接、便于实施的优点，但此结构如需进行预应力处理，则需要较多工序和设备方能实现，使得插接结构在预应力处理上需投入一定的成本，如何实现方便且经济的预应力插接结构，是一个研究方向。

技术实现要素：

本发明提出一种自驱动的销锁预应力连接结构及连接方法，能以插接方式快捷便利地实现较经济的预应力连接结构。

本发明采用以下技术方案。

一种自驱动的销锁预应力连接结构及连接方法，所述连接结构为以插销部和与插销部匹配的锁合部经插销插接形成的插合结构，所述锁合部处设有锁扣；所述插销部包括销筒和活塞；所述活塞侧壁贴合于销筒内侧壁处滑移，活塞一端为呈阶梯轴状的插销端，另一端的端面与所述销筒内壁共同围成第一推力腔；所述销筒与活塞插销端相邻的一端敞开，销筒敞开端处设有卡环，当插销端从卡环环孔中穿出并探入锁合部的锁扣时，插销端被锁扣固定，插销端的阶梯轴的大直径部分贴合于卡环环孔处，阶梯轴大直径部分与销筒内壁、卡环共同围成第二推力腔；所述第一推力腔侧壁处设有压应力注浆孔；所述第二推力腔侧壁处设有拉应力注浆孔。

当向压应力注浆孔内注入液体时，第一推力腔的液压推动活塞使活塞插销端向销筒敞开端探出；当向拉应力注浆孔内注入液体时，第二推力腔的液压反向推动活塞使之向销筒回缩；当活塞被锁扣固定时，活塞的探出动作使活塞受压形变而产生预压应力，活塞的回缩动作使活塞受拉形变而产生预拉应力。

所述液体为可自行调节凝固的快速凝固液体。

所述预应力连接结构的连接方法包括预压应力连接法和预拉应力连接法。

所述预压应力连接法依次包括以下步骤；

a1、在需以预压应力连接法的两个工件上分别安装插销部和锁合部，并使插销部的活塞插销端正对锁合部的锁扣；

a2、使拉应力注浆孔保持畅通以排压，向压应力注浆孔内以预定压力注入快速凝固液体，第一推力腔的液压推动活塞使活塞插销端向销筒敞开端探出，当插销端从卡环环孔中穿出并探入锁合部的锁扣时，插销端被锁扣固定；活塞在第一推力腔的压力下形变产生预压应力；然后封堵所有注浆孔以维持液压；

a3、当快速凝固液体凝固后，形变状态的活塞即被固定于锁合部锁扣处，使预压应力连接结构成型。

所述预拉应力连接法依次包括以下步骤；

b1、在需以预压应力连接法的两个工件上分别安装插销部和锁合部，并使插销部的活塞插销端正对锁合部的锁扣；

b2、使拉应力注浆孔畅通以排压，再向压应力注浆孔内注入高压气体或以压力注入其他可流动的液体，第一推力腔的压力推动活塞使活塞插销端向销筒敞开端探出，当插销端从卡环环孔中穿出并探入锁合部的锁扣时，插销端被锁扣固定；

b3、使压应力注浆孔畅通以对第一推力腔排压，向拉应力注浆孔内以预定压力注入快速凝固液体，第二推力腔的液压推动活塞向销筒处回缩；被锁扣固定的活塞在第二推力腔的压力下形变，产生预拉应力；

b4、维持第二推力腔的液压稳定直至快速凝固液体凝固，形变状态的活塞即被固定于锁合部锁扣处，使预拉应力连接结构成型。

所述预压应力、预接应力的大小由注浆压强和活塞截面积共同决定。

所述锁合部包括一端敞开的锁筒和与活塞插销端配合的锁扣；所述锁扣置于锁筒内，当插销部和锁合部进行插接连接时，锁筒敞开端紧贴于销筒敞开端处。

所述活塞以具弹性的高强度金属材料成型。

本发明由于以自带的注浆液压结构来对连接结构施加预应力，大大减少了预应力处理过程的设备需求，有利于减少成本，而且有利于建筑工件的模块化和装配化的施工，当建筑工件处预装此连接结构时，建筑工件即具备了在简易液压设备配合下，自主施加预应力的能力，从而让现场施工更为便利，当需要加大预应力时，也只需加大活塞直径和销筒直径，或是增加注浆压强，即可凭借液压原理来强化预应力，方便了现场施工。

本发明中，由于注浆时采用了快速凝固液体，因此本发明在注浆固化后，能形成不可拆卸的稳固连接。

本发明所述的产品，可以在建筑施工现场直接施加预应力后直接装配，使得施加的预应力能快速用于施工，从而能有效避免传统预应力产品由于长期放置造成预应力失效的问题。

本发明中，由于以活塞形变来产生预应力，因此本发明所述连接结构产生的预应力效果与工件材质的关联较小，从而不但可以把预应力结构用于钢筋等工件，还能把本发明的预应力结构用于不易形变的混凝土结构，拓展了预应力结构的应用领域。

本发明由于以自带的注浆液压结构来生成预应力，因此此产品即使不与外部工件连接，也能经自行插接、注浆后在插销部的活塞处产生预应力，因此在实用中，可以直接在生产厂内把本产品制成预置应力的小型连接副（仅包括插销部和锁合部）后，再把连接副与工件固定，从而扩展了产品的安装方式，而且便于运输。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：

附图1是本发明插销部的活塞插销端探出销筒敞开端时的示意图；

附图2是本发明插销部的初始状态示意图；

附图3是本发明锁合部的初始状态示意图；

附图4是本发明的预压应力连接法的连接示意图；

附图5是本发明的预拉应力连接法的连接示意图；

图中：1-活塞；2-阶梯轴；3-活塞的插销端；4-卡环；5-拉应力注浆孔；6-第二止浆阀；7-第二推力腔；8-阶梯轴的大直径部分；9-第一止浆阀；10-压应力注浆孔；11-工件；12-第一推力腔；13-销筒；14-锁筒；15-锁扣；16-液体；17-插销部；18-锁合部。

具体实施方式

如图1-4所示，一种自驱动的销锁预应力连接结构及连接方法，所述连接结构为以插销部和与插销部匹配的锁合部经插销插接形成的插合结构，所述锁合部处设有锁扣15；所述插销部包括销筒13和活塞1；所述活塞1侧壁贴合于销筒13内侧壁处滑移，活塞1一端为呈阶梯轴状的插销端3，另一端的端面与所述销筒13内壁共同围成第一推力腔12；所述销筒13与活塞插销端3相邻的一端敞开，销筒敞开端处设有卡环4，当插销端3从卡环4环孔中穿出并探入锁合部的锁扣15时，插销端3被锁扣15固定，插销端3的阶梯轴2的大直径部分8贴合于卡环4环孔处，阶梯轴大直径部分8与销筒13内壁、卡环4共同围成第二推力腔7；所述第一推力腔12侧壁处设有压应力注浆孔10；所述第二推力腔7侧壁处设有拉应力注浆孔5。

当向压应力注浆孔10内注入液体16时，第一推力腔的液压推动活塞使活塞插销端向销筒敞开端探出；当向拉应力注浆孔内注入液体时，第二推力腔的液压反向推动活塞使之向销筒回缩；当活塞被锁扣固定时，活塞的探出动作使活塞受压形变而产生预压应力，活塞的回缩动作使活塞受拉形变而产生预拉应力。

所述液体16为可自行调节凝固的快速凝固液体。

所述预应力连接结构的连接方法包括预压应力连接法和预拉应力连接法。

所述预压应力连接法依次包括以下步骤；

a1、在需以预压应力连接法的两个工件上分别安装插销部和锁合部，并使插销部的活塞插销端正对锁合部的锁扣；

a2、使拉应力注浆孔保持畅通以排压，向压应力注浆孔内以预定压力注入快速凝固液体，第一推力腔的液压推动活塞使活塞插销端向销筒敞开端探出，当插销端从卡环环孔中穿出并探入锁合部的锁扣时，插销端被锁扣固定；活塞在第一推力腔的压力下形变产生预压应力；然后封堵所有注浆孔以维持液压；

a3、当快速凝固液体凝固后，形变状态的活塞即被固定于锁合部锁扣处，使预压应力连接结构成型。

所述预拉应力连接法依次包括以下步骤；

b1、在需以预压应力连接法的两个工件上分别安装插销部和锁合部，并使插销部的活塞插销端正对锁合部的锁扣；

b2、使拉应力注浆孔畅通以排压，再向压应力注浆孔内注入高压气体或以压力注入其他可流动的液体，第一推力腔的压力推动活塞使活塞插销端向销筒敞开端探出，当插销端从卡环环孔中穿出并探入锁合部的锁扣时，插销端被锁扣固定；

b3、使压应力注浆孔畅通以对第一推力腔排压，向拉应力注浆孔内以预定压力注入快速凝固液体，第二推力腔的液压推动活塞向销筒处回缩；被锁扣固定的活塞在第二推力腔的压力下形变，产生预拉应力；

b4、维持第二推力腔的液压稳定直至快速凝固液体凝固，形变状态的活塞即被固定于锁合部锁扣处，使预拉应力连接结构成型。

所述预压应力、预接应力的大小由注浆压强和活塞截面积共同决定。

所述锁合部包括一端敞开的锁筒和与活塞插销端配合的锁扣；所述锁扣置于锁筒内，当插销部和锁合部进行插接连接时，锁筒敞开端紧贴于销筒敞开端处。

所述活塞1以具弹性的高强度金属材料成型。

实施例1：

施工人员在需连接的建筑工件11上分别安装插销部和锁合部，通过注浆管向第一推力腔内注入快速凝固液体；把插销部的活塞插销端推入锁合部后，关闭第一止浆阀9，使第一推力腔内液压得以维持直至液体固化，此时插销部和锁合部固定为一体形成连接副对两建筑工件11进行连接，而且连接副内具备预压应力。

实施例2：

施工人员把插销部和锁合部贴合后，按预拉应力连接法的b2、b3、b4步骤操作，使贴合的插销部和锁合部形成内置预拉应力的连接副，再以此连接副对两个建筑构件进行连接。