钢绞线夹持部件、混凝土桩及桩的制造方法与流程

本发明属于各类建筑结构体系的桩基基础工程的技术领域，尤其涉及一种钢绞线夹持部件、混凝土桩及桩的制造方法。

背景技术：

各类建筑结构一般都涉及到桩基基础工程，现有市场上运用于桩基基础工程比较多的产品有钻孔灌注桩、预应力离心混凝土管桩(包括管桩、方桩)，但在目前经济发展水平及建筑技术条件下，建筑设计领域已经进入了新的发展阶段，对桩基基础的要求也在不断提高。因钢绞线的抗拉强度高(其抗拉强度设计值为1320mpa，抗拉强度最高可达1960mpa)，为此有人发明一种使得离心混凝土桩内部的主筋采用钢绞线成为可能并具有现实应用价值的钢绞线桩，如一专利号为cn201410036904.x(公告号为cn103758120b)的中国发明专利《一种具有钢绞线的先张法离心混凝土桩》披露了这样一种具有钢绞线的混凝土管桩，包括中空的混凝土桩体、位于混凝土桩体内的钢筋笼，钢筋笼包括轴向布置的预应力主筋及绕置在所述主筋外的箍筋，其特征在于：预应力主筋为钢绞线，所述钢筋笼至少一端的钢绞线紧紧结合有锚环，锚环具有阶梯通孔，阶梯通孔的大孔部为螺纹孔，阶梯通孔的小孔部为由内至外孔径逐渐扩大的锥形孔，锥形孔内放置有多片夹片，各夹片的内表面设有卡齿，该多片夹片拼合形成用以卡箍钢绞线的夹头组件，该夹头组件的外周面形成与所述锥形孔相配的锥体面，夹头组件的中心形成内齿孔，所述各钢绞线均穿过相应夹头组件内的内齿孔并被内齿孔锁紧。

然前述专利的具体实施例还存在以下缺陷：

1、因夹头组件由多片夹片组合形成，装在锥形孔内的相邻夹片之间在生产中插入钢绞线时可能会发生相对错位，从而导致夹片形成的内齿孔不规则、变形，进而会影响内齿孔对钢绞线的夹持力；同时，在钢绞线插入夹头组件的内齿孔时，夹头组件往往会被钢绞线的摩擦力推出锥形孔或锚环的大孔部，从而不容易将钢绞线固定在锚环内。

2、在钢绞线插入夹头组件时，无法精准、稳定的掌握钢绞线插入的长度，导致各钢绞线插入有深有浅，从而在张拉钢筋笼后每根钢绞线的张拉程度、张拉受力严重不均衡，这会直接影响钢筋笼的力学性能，甚至会在张拉时有的钢绞线被拉断而有的钢绞线还没有张拉到位。

3、为使钢绞线夹持牢靠，夹头组件完全合拢后形成内齿孔的孔径小于钢绞线的直径，这会存在这一的问题，即钢绞线不易正对插入夹头组件的内齿孔中(钢绞线横截面积大于内齿孔最小端口的口径)，故插配时，需将钢绞线的头部倾斜一点才能插入，然实际过程中，钢绞线都进行直线贯穿，不方便将钢绞线倾斜，因此插配极为不方便。

4、端板上开有个数与钢绞线根数相同的连接沉孔，连接沉孔与钢绞线一一对应设置，各连接沉孔内均设有一螺纹连接件，该螺纹连接件具有头部及杆部，其中头部沉于连接沉孔的大孔部内，螺纹连接件的杆部设有外螺纹，杆部穿过连接沉孔的小孔部后与所述螺纹孔螺纹连接。因端板上的连接孔为连接沉孔，螺纹连接件的头部藏于连接沉孔的大孔部内，锚环与端板之间的受力段为连接沉孔的小孔部的深度，小孔部的深度小于端板的厚度，故锚环与端板连接强度较低。如端板加厚则会增加许多成本。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种能方便、精准连接固定钢绞线、且能与端板牢靠连接的钢绞线夹持部件。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种钢绞线夹持部件，包括锚环，锚环内设有通孔，所述通孔包括第一孔部和第二孔部，第二孔部为由内至外口径逐渐缩小的锥形孔，锥形孔内放置有多片夹片，该多片夹片拼合形成用以卡箍钢绞线的夹头组件，该夹头组件的外周面形成与所述锥形孔相配的锥体面，夹头组件的内部形成用以锁紧钢绞线的锁筋孔；其特征在于：所述第一孔部内固定有堵头，所述锚环的外周壁设有外螺纹段，用以与端板螺纹连接。

作为优选，上述第一孔部内具有螺纹孔段，所述堵头通过螺纹固定在螺纹孔段。采用螺纹连接的方式利于安装堵头。当然还可以采用以下方式，上述第一孔部内壁具有卡槽，所述堵头外周壁具有卡块；或者，所述第一孔部内壁具有卡块，所述堵头外周壁具有卡槽，所述堵头通过卡块和卡槽的卡配固定在第一孔部内。

作为选择，上述堵头的内端面可以抵靠住夹头组件的大头端面。这样堵头可以抵住夹头组件使得在插入钢绞线时夹头组件不会进入第一孔部，并且堵头的内端面可以直接抵住插入锁筋孔的钢绞线以确保各钢绞线插入锚环内的长度统一。

进一步改进，上述第一孔部内还具有一段位于堵头和锥形孔之间的过渡孔段，过渡孔段内设有支撑弹簧，该支撑弹簧支撑在夹头组件和堵头之间。通过支撑弹簧的设置会使得多片夹片顶平，确保夹片不会错位，形成完整的锁筋孔。

更进一步改进，还包括有定位棒，常态下，定位棒插入锁筋孔内并将夹头组件撑开，在钢绞线插入锁筋孔内的状态下，定位棒则被钢绞线顶出并进入过渡孔段内。定位棒插入锁筋孔内能将夹头组件撑开，保证夹片形成的锁筋孔的孔径大于或等于钢绞线的直径，这样钢绞线就可以平移正对锁筋孔插入，无需倾斜插入，利于钢绞线与锚环的连接。

作为优选，上述过渡孔段为光孔，过渡孔段的长度大于或等于定位棒的长度。这样能保证定位棒完全脱离锁筋孔，确保钢绞线完全插入锁筋孔内，提高钢绞线与夹头组件的连接强度。

作为优选，各所述夹片的内表面设有卡齿，所述锁筋孔为齿孔。齿孔能让其与钢绞线咬合更牢靠。

进一步改进，上述锚环的末端设有径向凸起的挡肩部，在锚环螺纹连接在端板上的状态下，所述挡肩部抵靠在端板的内端面上。挡肩部的设置起到止位作用，保证锚环安装位置的准确性。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种结构更为合理、利于生产制造的混凝土桩。

为解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种混凝土桩，包括混凝土桩体、位于混凝土桩体内的钢筋笼，钢筋笼包括轴向布置的钢绞线，所述混凝土桩体的至少一个端面设有端板；其特征在于：所述端板上开有多个连接螺纹孔，每个所述连接螺纹孔内螺纹连接有一前述钢绞线夹持部件，所述锚环的外周壁的外螺纹段与连接螺纹孔螺纹连接，各所述钢绞线均插入相应夹头组件的锁筋孔并被锁筋孔锁紧。

主筋全部采用钢绞线，使得主筋的抗拉强度一致，桩体整体性能大增；钢筋笼至少一端的钢绞线通过夹头组件紧紧结合有螺纹连接在端板上的锚环内，锚环与钢绞线连接牢靠，锚环在做拉力实验时，越拉动锚环，钢绞线与锚环结合越牢靠，即使钢绞线拉断，锚环也不会滑脱，对钢筋笼中作为主筋的钢绞线进行张拉，在张拉过程中钢绞线会带动夹头组件朝锥形孔的小孔径方向回缩而将夹头组件与锥形孔牢牢固定，并使夹头组件中心的内齿孔进一步箍紧并卡死钢绞线，而且本混凝土桩中钢绞线的连接、锁紧方式简单合理、操作方便且成本低，使得钢绞线运用于混凝土桩得以实现并具有工业运用的实际价值；因采用了性能极高的钢绞线，使得其抗弯、抗剪、抗拉性能大大提高。

上述混凝土桩体的两个端面均设有端板。当然，也可以是仅仅钢筋笼一端的钢绞线通过本钢绞线夹持部件与端板结合并与张拉装置连接实现张拉，另一端的钢绞线不与端板结合，生产中该另一端的钢绞线可以采用其它方式连接、固定以实现生产，譬如：生产中在该另一端的模具外设置两块平行的、间隔有一定空间、具有穿孔的、并为一支撑结构焊接固定的钢板，其中一块钢板抵住模具并与模具的外端面贴合紧固，起到支撑板的作用，另一块钢板的外端设有夹片式锚具，夹片式锚具为常规部件，钢绞线穿过两块钢板后被夹片式锚具卡死固定，从而完成该另一端的钢绞线的固定，混凝土桩体制作完成后，割断该两块钢板之间的钢绞线即可。

本发明所要解决的第三个技术问题是提供一种采用前述钢绞线夹持部件生产混凝土桩的方法。

为解决上述第三个技术问题所采用的技术方案为：一种混凝土桩的制造方法，用以制造两端设有端板的混凝土桩，其特征在于：所述制造方法包含以下步骤

(1)、钢绞线定长切断，制作钢筋笼；

(2)、通过所述锚环外周壁的外螺纹段与端板的所述连接螺纹孔螺纹连接，将多个所述钢绞线夹持部件分别固定在端板上；

(3)、将钢筋笼的每根钢绞线的两端分别插入相应侧端板上的钢绞线夹持部件的锁筋孔中；

(4)、将张拉板通过螺栓固定在钢筋笼一侧的端板上；将锚固板通过螺栓固定在钢筋笼另一侧的端板上；

(5)、将带有张拉板和锚固板的钢筋笼置于模具的模腔中，其中，张拉板位于模腔中，锚固板与模具一侧的外端面贴合；

(6)、向模具中喂料，通过张拉装置对所述钢筋笼进行张拉，将钢绞线拉伸到规定的数值后锁定钢筋笼；

(7)、通过离心机离心或震动装置振动使得混凝土桩成型；

(8)、将养护后的模具进行脱膜取出混凝土桩。

上述步骤5中的张拉需要使用支撑板、螺杆和锁紧螺母，所述支撑板与模具另一侧端面贴合，所述张拉板与螺杆连接，所述螺杆的螺杆部穿过支撑板上的穿孔，所述锁紧螺母螺纹连接在螺杆的螺纹杆部上，再拉动螺杆进而拉动张拉板及钢绞线，将钢绞线拉伸到规定的数值后用锁紧螺母锁紧。张拉板与螺杆可采用下述结构连接，上述张拉板上开有沉孔，所述螺杆的螺杆部从钢筋笼内部穿过张拉板上的沉孔后再穿过支撑板上的穿孔，所述螺杆的头部沉于张拉板上的沉孔的大孔部内。螺栓头部沉于张拉板的沉孔中，是为增加混凝土的喂料空间，使桩头在成型后不至于产生缺料的问题。

与现有技术相比，本发明的优点在于：锚环的第一孔部内固定有堵头，可以有效防止在钢筋笼的钢绞线插入夹头组件时推动夹头组件从锚环的第一孔部脱离，当堵头抵靠或接近于夹头组件的内端面时，更可以确保夹头组件不会因钢绞线插入锁筋孔中而滑动，从而可以确保钢绞线方便的插入夹头组件的锁筋孔中。同时，钢绞线的头部在穿过夹头组件的锁筋孔后会抵靠在堵头的内端面而不再继续插入，从而可以确定钢绞线已经插入到位，这样可以方便的实现各钢绞线在各夹持部件中插入长度的统一，从而可以方便的实现钢筋笼各钢绞线张拉受力的均衡性，极大保障了混凝土桩体的力学性能。锚环的外周壁上设有用以与端板螺纹连接的外螺纹段，这样可在端板上直接设置贯穿的螺纹连接孔，螺纹连接孔的深度与端板厚度相同，相较于传统连接方式，锚环与端板之间的连接面积更大，锚环与端板连接更为牢靠，保证良好的张拉。本发明钢绞线夹持部件也可用于后张法工艺，在后张法工艺中，可以很方便的锁紧钢绞线。特别是在直立拼接的后张法构件，可以在构件的底部预埋夹持部件，钢绞线穿入与夹持部件相连的导管，和导管端部的夹持部件锁紧，然后进行后张、拼接、灌浆等工序。

附图说明

图1为本发明钢绞线夹持部件实施例的剖视图，是常态下定位棒插入锁筋孔内并将夹头组件撑开；

图2为采用本发明钢绞线夹持部件的混凝土桩实施例的结构示意图；

图3为图2的a处放大图，是在钢绞线插入锁筋孔内的状态下，定位棒被钢绞线顶出并进入过渡孔段内；

图4为本发明混凝土桩制造方法实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，为本发明钢绞线夹持部件的优选实施例。

一种钢绞线夹持部件，包括锚环1，锚环1内设有通孔，通孔包括第一孔部和第二孔部，第二孔部为由内至外口径逐渐缩小的锥形孔12，锥形孔12的口径由内至外逐渐缩小，锥形孔内放置有多片夹片2，该多片夹片2拼合形成用以卡箍钢绞线4的夹头组件3，该夹头组件3的外周面形成与所述锥形孔12相配的锥体面31，夹头组件3的内部形成用以锁紧钢绞线4的锁筋孔32。各夹片2的内表面设有卡齿21，锁筋孔32为齿孔。夹片2可以是二片，也可以是三片。

第一孔部内固定有堵头5，第一孔部内具有螺纹孔段11，堵头5通过螺纹固定在螺纹孔段11。锚环1的外周壁上设有用以与端板6螺纹连接的外螺纹段14。通孔还具有一段位于螺纹孔段11和锥形孔12之间的过渡孔段13，过渡孔段13内设有支撑弹簧7，该支撑弹簧7支撑在夹头组件3和堵头5之间。还包括有定位棒8，常态下，定位棒8插入锁筋孔32内并将夹头组件3中的各夹片2撑开，在钢绞线4插入锁筋孔32内的状态下，定位棒8则被钢绞线4顶出并进入过渡孔段13内。过渡孔段13为光孔，过渡孔段13的长度大于或等于定位棒8的长度。

锚环1的末端设有径向凸起的挡肩部15，在锚环1螺纹连接在端板6上的状态下，所述挡肩部15抵靠在端板6的内端面上。

螺纹孔段11内螺纹连接有堵头5，防止夹头组件3从锚环1的通孔脱离，锚环1的外周壁上设有用以与端板6螺纹连接的外螺纹段14，这样可在端板6上直接设置贯穿的螺纹连接孔61，螺纹连接孔61的深度与端板6厚度相同，相较于传统连接方式，锚环1与端板6之间的连接面积更大，锚环1与端板6连接更为牢靠，保证良好的张拉。通过支撑弹簧7的设置会使得多片夹片2顶平，确保夹片2不会错位，形成完整的锁筋孔32。定位棒8插入锁筋孔32内能将夹片2撑开，保证夹片2形成的锁筋孔32的孔径大于或等于钢绞线4的直径，这样钢绞线4就可以平移正对锁筋孔32插入，无需倾斜插入，利于钢绞线4与锚环1的连接。

如图2、3所示，为本发明混凝土桩的优选实施例。

一种混凝土桩，包括混凝土桩体10、位于混凝土桩体10内的钢筋笼9，钢筋笼9包括轴向布置的钢绞线4及绕置在所述钢绞线4外的箍筋41，所述混凝土桩体10的两个端面均设有端板6；，端板6上开有个数与钢绞线4根数相同的连接螺纹孔61，每个所述连接螺纹孔61内螺纹连接有前述实施例的钢绞线夹持部件，锚环1的外周壁的外螺纹段14与连接螺纹孔61螺纹连接，各所述钢绞线4均插入相应夹头组件3的锁筋孔32并被锁筋孔32锁紧。

如图4所示，为本发明混凝土桩的制造方法的优选实施例。

一种混凝土桩的制造方法，用以制造如前述实施例中混凝土桩，包含以下步骤

(1)、钢绞线4定长切断，制作钢筋笼；

(2)、通过所述锚环1外周壁的外螺纹段14与端板6的所述连接螺纹孔61螺纹连接，将多个所述钢绞线夹持部件分别固定在端板6上；

(3)、将钢筋笼9的每根钢绞线4的两端分别插入相应侧端板6上的钢绞线夹持部件的锁筋孔32中；

(4)、将张拉板16通过螺栓18固定在钢筋笼9一侧的端板6上；将锚固板17通过螺栓18固定在钢筋笼9另一侧的端板2上；

(5)、将带有张拉板16和锚固板17的钢筋笼9置于模具20的模腔中，其中，张拉板16位于模腔中，锚固板17与模具20一侧的外端面贴合；步骤5中的张拉装置包括支撑板19、螺杆22和锁紧螺母21，支撑板19与模具20另一侧端面贴合，张拉板16与螺杆22连接，螺杆22的螺杆部穿过支撑板19上的穿孔，锁紧螺母23螺纹连接在螺杆22的螺纹杆部上，再拉动螺杆22进而拉动张拉板16及钢绞线4，将钢绞线4拉伸到规定的数值后用锁紧螺母21锁紧。

(6)、向模具中喂料，通过张拉装置对所述钢筋笼9进行张拉，将钢绞线4拉伸到规定的数值后锁定钢筋笼9；

(7)、通过离心机离心或震动装置振动使得混凝土桩成型；

(8)、将养护后的模具20进行脱膜取出混凝土桩。

需要说明的是，本实施例的描述中，术语“前、后”、“左、右”、“上、下”、“顺时针、逆时针”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。