一种限位自锁、解锁及钢筋连接的预制混凝土柱对接全断面连接盒装置的制作方法

本发明属于装配式建筑物构件连接技术领域，具体涉及一种可限位自锁、解锁及钢筋连接的预制混凝土柱对接全断面连接盒。

背景技术：

预制装配式混凝土框架结构中，为保证梁柱节点的性能，一般仍旧采用现浇结构。混凝土柱采用干式连接，仍存在诸多问题，一是连接节点强度不够无法满足等同现浇，二是钢筋采用螺栓或机械套筒连接时，螺栓或套筒定位不准，三是钢筋灌浆套筒浆连接时，套筒内存在灌浆不饱满及砂浆老化等问题，直接影响结构安全。。四、施工过程中构件需要装配支撑多，目前安装是否到位主要依赖于现场技术人员的直观判断，人为因素影响较大，无法做到精准定位，自动化程度低等。

技术实现要素：

本发明所要解决的问题是：解决以上装配式干式连接的存在的问题，提供了一种柱对接连接盒，保证节点等同现浇，灌浆料仅作为填充料，施工中在提供外部机械动力的情况下可完成构件连接半自动的限位自锁，无需过多支撑，钢筋连接定位精度高，可在未封闭盒体空隙时，仍可解锁构件连接，完成拆换柱部件。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

这种限位自锁、解锁及钢筋连接的预制混凝土柱对接全断面连接盒装置包括：

本发明采用的技术方案是：

这种限位自锁、解锁及钢筋连接的预制混凝土柱对接全断面连接盒装置包括：与预制上柱固定连接的上部、与预制下柱固定连接的下部；上部部通过连接部件与下部活动连接；

下部包括：钢筋连接区格、灌浆管、带插销管体、下圆管体；下部的左右端分别设有钢筋连接区格，下部的中部设有圆筒状的下圆管体，下圆管体内设有带插销管体，带插销管体的前端设有凹槽，下圆管体的左右端通过灌浆管与钢筋连接区格固定连通。

上部包括：钢筋连接区格、灌浆管、上圆管体、小上圆管体；上部的左右端分别设有钢筋连接区格，上部的中部设有圆筒状的上圆管体，上圆管体的左右端通过灌浆管与钢筋连接区格固定连通，上圆管体通过开孔与小上圆管体固定连通。

连接部件包括：锁件、传动力件；锁件12经弹簧与传动力件活动连接；下部的下圆管体内设有的带插销管体通过小开口、开口与钢珠帽和带孔锥形挖槽管体同轴活动连接，钢珠帽的上部外周固定安装有多个截面呈扇形状的切槽，切槽27内设有钢珠，切槽内的钢珠与带插销管体的凹槽活动连接。

锁件包括：钢珠、弹簧，钢珠帽、带孔锥形挖槽管体、拉绳、系绳环。

带孔锥形挖槽管体连成一体的上部、下部分别呈圆台状和圆筒状，带孔锥形挖槽管体的顶部设有开口；钢珠帽连成一体的上部、下部分别呈圆台状和圆筒状，钢珠帽的上部外周设有多个切槽，钢珠帽的顶部设有小开口与带孔锥形挖槽管体的开口对应；钢珠帽的上部活动套入带孔锥形挖槽管体的上部，钢珠帽的下部对应活动套入带孔锥形挖槽管体的下部；弹簧的前端与钢珠帽下部内设有的凹槽活动连接，弹簧的后端与活动板活动连接，活动板上的设有拉绳孔，钢珠帽的上部内壁上设有系绳环，系绳环与拉绳固定连接，拉绳经拉绳孔、上圆管体、灌浆管、灌浆孔与预制上柱外面连接。

传动力件包括：齿条、齿轮棒、活动板；齿条与活动板固定连接，活动板在上圆管体内往复上下活动，齿条通过开孔与齿轮棒活动连接，齿条在小上圆管体内往复上下活动，齿轮棒设于小左圆管体的下端。

所述的限位自锁、解锁及钢筋连接的预制混凝土柱对接全断面连接盒装置或者多个设置。

所述的系绳环设于钢珠帽内侧的上端，拉绳孔设于活动板的上端，拉绳通过灌浆管牵出到预制上柱外的右边位置。

所述的切槽的上端开口大于钢珠的直径，切槽的下端出口小于钢珠的直径。

所述锁件限位自锁完成后，锁件的管体能承受断面剪力，用于承受构件自重和施工载荷。

所述的切槽的上端开口和切槽的下端出口均呈扇形或圆形状。

所述的钢珠部分凸出切槽的下端出口，钢珠活动卡扣在切槽的下端出口上。

所述的带插销管体的凹槽与凸出切槽的下端出口的钢珠活动连接。

所述的一侧的带孔锥形挖槽管体的前段外形是锥形管体，另一侧锁件的带插销管体是同直径管体，构件吊装入位时，一侧的锥形管体插入另一侧的同直径管体，能适应一定的初始对位的误差，最后通过锥形管体后段与另一侧同直径管体嵌套，完成精确的锁件限位。

所述的灌浆管的灌浆料作用仅为填充盒体空隙，防止螺栓螺母振动移位及承受断面压力，但不承受锚固钢筋带来的拉力。

发明有益效果：

本发明提供了一种柱对接连接盒，保证节点等同现浇，灌浆料仅作为填充料，施工中在提供外部机械动力的情况下可完成构件连接半自动的限位自锁，无需过多支撑，钢筋连接定位精度高，可在未封闭盒体空隙时，仍可解锁构件连接，完成拆换柱部件，提供了一种混凝土柱对接全断面连接盒，预制柱吊装施工可在一定对位误差下，利用外部机械动力设备向盒体传输动力，完成柱断面两侧盒体的限位自锁连接，由于盒体为全断面的，进而保证螺栓孔定位精度高，同时盒体中心自锁部件可承受水平荷载和施工载荷在断面处的剪力，使得之后施工过程中无需过多支撑，在灌浆料未填充盒体空隙时，仍可解锁盒体的连接，逆向操作即可完成柱的移除。柱断面两侧钢筋分别与各侧连接盒的钢筋连接区格连接，两侧连接盒通过螺栓孔安装螺栓螺母进行连接，灌浆料通过各个部件和区格的灌浆孔与切槽在各侧盒体内部和盒体之间均形成完整的回路，可充分填充盒体内的空隙，灌浆料凝固后，可有效防止螺栓螺母振动移位并承受断面压力，柱全断面盒体连接将不再可逆，保证节点等同现浇。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

图1本发明上部连接盒主视图。

图2本发明上部连接盒左视图。

图3本发明上部连接盒俯视图。

图4本发明上部连接盒1-1剖面图，

图5本发明上部连接盒轴测图。

图6本发明下部连接盒主视图。

图7本发明下部连接盒俯视。

图8本发明下部连接盒2-2剖面图。

图9本发明下部连接盒轴测图。

图10本发明连接盒拼装完成的轴测图。

图11本发明连接盒拼装完成的剖面图。

图12本发明锁件拆解图。

图13本发明锁件轴侧图。

图14本发明锁件纵向剖面图。

图15本发明锁件3-3剖面图。

具体实施方式

根据图1-15所示，本发明包括：钢筋连接区格1、灌浆管2、钢珠帽3、带插销管体4、钢珠5、弹簧6、齿条7、齿轮棒8，灌浆孔9、带孔锥形挖槽管体10、传动力件11、锁件12、预制上柱13、预制下柱14、拉绳孔15、拉绳16、钢筋17、螺栓孔18、系绳环19、下圆管体20、凹槽21、上圆管体22、小上圆管体23、开孔24、小开口25、开口26、切槽27、活动板28。

这种限位自锁、解锁及钢筋连接的预制混凝土柱对接全断面连接盒装置包括：与预制上柱13固定连接的上部、与预制下柱14固定连接的下部；上部部通过连接部件与下部活动连接；

下部包括：钢筋连接区格1、灌浆管2、带插销管体4、下圆管体20；下部的左右端分别设有钢筋连接区格1，下部的中部设有圆筒状的下圆管体20，下圆管体20内设有带插销管体4，带插销管体4的前端设有凹槽21，下圆管体20的左右端通过灌浆管2与钢筋连接区格1固定连通。

上部包括：钢筋连接区格1、灌浆管2、上圆管体22、小上圆管体23；上部的左右端分别设有钢筋连接区格1，上部的中部设有圆筒状的上圆管体22，上圆管体22的左右端通过灌浆管2与钢筋连接区格1固定连通，上圆管体22通过开孔24与小上圆管体23固定连通。

连接部件包括：锁件12、传动力件11；锁件12经弹簧6与传动力件11活动连接；下部的下圆管体20内设有的带插销管体4通过小开口25、开口26与钢珠帽3和带孔锥形挖槽管体10同轴活动连接，钢珠帽3的上部外周固定安装有多个截面呈扇形状的切槽27，切槽27内设有钢珠5，切槽27内的钢珠5与带插销管体4的凹槽21活动连接。

锁件12包括：钢珠5、弹簧6，钢珠帽3、带孔锥形挖槽管体10、拉绳16、系绳环19。

带孔锥形挖槽管体10连成一体的上部、下部分别呈圆台状和圆筒状，带孔锥形挖槽管体10的顶部设有开口26；钢珠帽3连成一体的上部、下部分别呈圆台状和圆筒状，钢珠帽3的上部外周设有多个切槽25，钢珠帽3的顶部设有小开口25与带孔锥形挖槽管体10的开口26对应；钢珠帽3的上部活动套入带孔锥形挖槽管体10的上部，钢珠帽3的下部对应活动套入带孔锥形挖槽管体10的下部；弹簧6的前端与钢珠帽3下部内设有的凹槽活动连接，弹簧6的后端与活动板28活动连接，活动板28上的设有拉绳孔15，钢珠帽3的上部内壁上设有系绳环19，系绳环19与拉绳16固定连接，拉绳16经拉绳孔15、上圆管体22、灌浆管2、灌浆孔9与预制上柱13外面连接。

传动力件11包括：齿条7、齿轮棒8、活动板28；齿条7与活动板28固定连接，活动板28在上圆管体22内往复上下活动，齿条7通过开孔24与齿轮棒8活动连接，齿条7在小上圆管体23内往复上下活动，齿轮棒8设于小左圆管体23的下端。

所述的限位自锁、解锁及钢筋连接的预制混凝土柱对接全断面连接盒装置或者多个设置。

所述的系绳环19设于钢珠帽3内侧的上端，拉绳孔15设于活动板28的上端，拉绳16通过灌浆管2牵出到预制上柱13外的右边位置。

所述的切槽27的上端开口大于钢珠5的直径，切槽27的下端出口小于钢珠5的直径。

所述锁件24限位自锁完成后，锁件24的管体能承受断面剪力，用于承受构件自重和施工载荷。

所述的切槽27的上端开口和切槽27的下端出口均呈扇形或圆形状。

所述的钢珠5部分凸出切槽27的下端出口，钢珠5活动卡扣在切槽27的下端出口上。

所述的带插销管体4的凹槽21与凸出切槽27的下端出口的钢珠5活动连接。

所述的一侧的带孔锥形挖槽管体10的前段外形是锥形管体，另一侧锁件的带插销管体4是同直径管体，构件吊装入位时，一侧的锥形管体插入另一侧的同直径管体，能适应一定的初始对位的误差，最后通过锥形管体后段与另一侧同直径管体嵌套，完成精确的锁件限位。

所述的灌浆管2的灌浆料作用仅为填充盒体空隙，防止螺栓螺母振动移位及承受断面压力，但不承受锚固钢筋带来的拉力。

工作原理：

1.本发明包括：预制混凝土柱构件相交对接断面两侧的连接盒，该盒体的中心设有可限位自锁及解锁连接部件，盒体的周边是钢筋连接区格1，以及用于连接盒体中心锁件的灌浆管2，各侧的盒体钢筋连接区格1分别与对应侧的预制柱连接的钢筋固定连接，与柱一起预制，柱的构件连接或移除，通过盒体中心连接部件完成构件的限位自锁或解锁，限位自锁完成后，将两侧盒体钢筋连接区格1固定，即完成构件连接；连接盒最终通过灌浆孔9注入灌浆料填充空隙，完成不可逆的构件连接。

2.连接盒上的各部件有灌浆孔9或切槽27，与灌浆管2形成一个贯通各个部件的完整管路；灌浆管尺寸根据构件截面的尺寸大小进行制作并套接。

3.盒体周边的钢筋连接区格1的区格数量和盒体连接孔的大小按柱尺寸进行标准化制作；盒体连接采用螺栓穿过两个连接盒的螺栓孔18，用螺母拧紧即可。

4.盒体中心设有可限位自锁及解锁连接部件，又分锁件12和传动力件11两个部分，锁件12部分主要由钢珠5、插销、弹簧6，钢珠帽3、带孔锥形挖槽管体10等组成，传动力件11由齿条7和齿轮棒8组成。传动力件11将外部机械动力向锁件提供先内的推力，以完成断面的限位自锁，以及解锁后向外的推力以完成复位。

5.灌浆料在盒体中作用仅为填充盒体空隙、防止螺栓螺母振动移位及承受断面压力，但不承受锚固钢筋带来的拉力。

6.一侧的带孔锥形挖槽管体10前段为锥形管体，另一侧锁件12的带插销管体4为同径管体，构件吊装入位时，锥形管体插入另一侧同径管体，能适应一定的初始对位的误差，最后通过锥形管体后段与另一侧同径管体嵌套完成精确的锁件限位。

7.通过牵拉从灌浆孔9拉出的拉绳线头进行锁件解锁。

8.锁件12限位自锁完成后，锁件管体能承受断面剪力，用于承受水平荷载和施工载荷。

9.钢珠帽3上部的端头周边环形分布多个呈扇形状的切槽27，切槽27外宽内窄，保证钢珠5能放入切槽27同时又不会掉钢珠帽3中部的通孔中。

10自锁的机理为推近两侧锁件，钢珠与插销卡位后，拉开一侧锁件时，由于在弹簧的作用下钢珠与锥形挖槽管体锥面较窄处始终发生接触，最终卡死，无法拔出。解锁操作为事先将绳子16与钢珠帽5固定，穿过拉绳孔15，留出线头，只要拉扯线头，就可让钢珠帽连同钢珠脱离管体锥面较窄处，旋转齿轮棒8，即可顺利拉开锁件，完成解锁和复位。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。