一种高强混凝土管桩的接桩器、接桩结构及制备方法

1.本发明属于建筑施工技术领域，具体涉及一种高强混凝土管桩的接桩器、接桩结构及制备方法。


背景技术：

2.预应力高强混凝土管桩相比灌注桩具有桩身强度高、施工速度快、经济性好、成桩质量有保证、无泥浆排放以及文明施工等优点，因此高强混凝土管桩成为近几年在沿海软土地区大力推广的深基坑支护结构型式。
3.由于生产、运输及施工等原因，单根大直径预应力混凝土管桩的桩长往往不能一次满足设计深度需要，因此必须在打桩前进行现场接桩，将一段段管桩拼接起来。但是，在管桩受弯时，管桩接头端板与混凝土这两种不同介质之间存在变形不协调的现象，受弯时端板极易发生脱开现象，端板侧混凝土有明显裂纹，接头桩极限弯矩仅达到整桩极限弯矩的60％左右，远不如整桩的抗弯性能，因此有必要提出一种具有更好抗弯能力的管桩接桩结构。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的上述缺点，本发明的第一目的是提供一种高强混凝土管桩的接桩器。
5.本发明的第二目的在于提供一种高强混凝土管桩的接桩结构。
6.本发明的第三目的在于提供一种高强混凝土管桩的制备方法。
7.本发明采用了以下技术方案：
8.一种高强混凝土管桩的接桩器，包括接桩盘、接桩盘肋板、接桩筒肋板、接桩器内筒、接桩器外筒和环形板；
9.所述接桩器内筒与所述接桩器外筒呈内外同心设置并通过所述环形板连接，所述接桩器外筒的上端从所述环形板伸出并与所述接桩盘连接，所述接桩盘肋板设于所述接桩盘与所述环形板之间，所述接桩器内筒与所述接桩器外筒之间形成接桩空间，所述接桩筒肋板设于所述接桩空间。
10.优选的，所述接桩器外筒、环形板伸与所述接桩盘之间形成环形区域，所述接桩盘肋板的数量为两个以上，以所述接桩器外筒的中心并在其径向呈放射形式分布。
11.优选的，所述接桩空间的环形结构，所述接桩筒肋板的数量为两个以上，以所述接桩器外筒的中心并在其径向呈放射形式分布。
12.优选的，在所述接桩盘上并沿所述接桩器外筒的中心并在其径向呈放射形式均布有多个接桩螺栓孔，在所述环形板上并沿所述接桩器外筒的中心并在其径向呈放射形式均布有多个主筋锚孔，在所述接桩器外筒的外壁面并沿所述接桩器外筒的中心并在其径向均布有多个预应力螺栓孔。
13.一种高强混凝土管桩的接桩结构，包括上述所述的接桩器，所述接桩器的数量为
两个并设置于相邻的桩节之间，相邻的所述接桩器的接桩盘相连接；
14.所述桩节的一端设于所述接桩空间内，在所述桩节内设有主钢筋，所述主钢筋的一端与所述环形板连接，在所述接桩器外筒的外壁面设有预应力锥形螺栓件，所述预应力锥形螺栓件的一端伸入到所述接桩空间并与所述桩节连接，另一端设有预应力锁紧螺母；
15.在所述接桩器外壁面设有抗弯剪增强组件，所述抗弯剪增强组件包括两个抗弯剪增强板，所述抗弯剪增强板呈半圆形结构，所述抗弯剪增强板贴合设于所述接桩器外壁面，所述预应力锥形螺栓件与所述抗弯剪增强板连接并穿过，两个所述抗弯剪增强板之间设有用于连接的锁紧螺栓。
16.优选的，所述环形板上设有主筋锚孔，所述主钢筋的一端与所述主筋锚孔相连接，所述接桩器外筒的外壁面设有预应力螺栓孔，所述预应力锥形螺栓件与所述预应力螺栓孔连接并穿过。
17.优选的，在所述接桩器外筒的外壁面的底部位置以所述接桩器外筒的中心并在其径向设有一圈凸起部，两个相连接的所述接桩器的凸起部之间形成用于与所述抗弯剪增强组件相配合的固定槽。
18.一种高强混凝土管桩的制备方法，采用上述所述的接桩器，包括以下步骤：
19.s1、将两个所述接桩器的接桩盘相连接在一起，两个所述接桩器的接桩空间的空间口相对设置，在两个所述接桩器的外壁面安装抗弯剪增强组件进行连接；
20.s2、绑扎钢筋笼，钢筋笼的一端置入到所述接桩器的接桩空间内；
21.s3、将钢筋笼放入浇注模进行混凝土浇注；
22.s4、将钢筋笼的主钢筋张拉，使所述主钢筋锚固于所述环形板上的主筋锚孔中；
23.s5、离心成型；
24.s6、蒸压养护；
25.s7、拆除浇注模；
26.s8、检查接桩器与浇注成型的桩节的桩壁结合情况，若发现间隙，需作压力灌注浆液填充间隙，浆液可采用高强细颗粒砂浆或其他高强粘合剂。
27.优选的，在步骤s1中，所述抗弯剪增强组件包括两个抗弯剪增强板，所述抗弯剪增强板呈半圆形结构，所述抗弯剪增强板贴合设于所述接桩器外壁面，所述预应力锥形螺栓与所述抗弯剪增强板连接并穿过，两个所述抗弯剪增强板之间设有用于连接的锁紧螺栓。
28.优选的，在步骤s1中，两个所述接桩器的接桩盘之间的连接采用焊接连接或者采用螺栓连接。
29.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
30.本发明把高强混凝土管桩(phc)的桩端嵌入接桩器的接桩空间之间，并在接桩空间之间和接桩盘的底面焊接径向放射形式分布的肋板，增强接桩器的刚度，防止接桩盘翘曲变形；通过预应力锥形螺栓件对抗弯剪增强组件施加预紧应力可消除接桩间隙，抗弯剪增强组件起到与高强混凝土管桩(phc)中主钢筋相同的抗弯增强作用，并承担剪切力，避免接桩螺栓受剪破坏，大大增强接桩处薄弱部位的抗弯-剪变形能力，避免接桩处薄弱部位受弯曲变形和剪切错动引起的断桩现象，满足开挖支护桩抗弯曲和剪切变形的使用要求。
附图说明
31.下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术作进一步地详细说明：
32.图1是本发明的接桩器与桩节的连接示意图；
33.图2是图1标记d1的放大示意图；
34.图3是本发明的接桩器以螺栓结构相互连接示意图；
35.图4是图2标记d2的放大示意图；
36.图5是图4的c-c的截面示意图；
37.图6是是本发明的接桩器以焊接结构相互连接示意图；
38.图7是本发明的抗弯剪增强组件的正视图；
39.图8是图7的d-d的截面示意图；
40.图9是图7标记d4的放大示意图；
41.图10是本发明的预应力锥形螺栓件的示意图；
42.图11是本发明的抗弯剪增强板安装前的示意图；
43.图12是本发明的抗弯剪增强板安装后的示意图；
44.图13是本发明的预应力锥形螺栓件的安装示意图；
45.附图标记：
46.1、桩节；2、接桩器；2-1、接桩盘；2-2、接桩盘肋板；2-3、接桩筒肋板；2-4、接桩器内筒；2-5、接桩器外筒；2-6、环形板；2-7、主筋锚孔；2-8、接桩螺栓孔；3、主钢筋；4、箍筋；5、接桩螺栓；6、接桩螺母；7、左抗弯剪增强板；8、右抗弯剪增强板；9、预应力锥形螺栓件；10、预应力锁紧螺母；11、锁紧螺栓；12、预应力传感器。
具体实施方式
47.以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。附图中各处使用的相同的附图标记指示相同或相似的部分。
48.需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本发明中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本发明各组成部分的相互位置关系来说的。
49.参照图1至图13，本实施例公开了一种高强混凝土管桩的接桩器，包括接桩盘2-1、接桩盘肋板2-2、接桩筒肋板2-3、接桩器内筒2-4、接桩器外筒2-5和环形板2-6；
50.接桩器内筒2-4与接桩器外筒2-5呈内外同心设置并通过环形板2-6连接，接桩器外筒2-5的上端从环形板2-6伸出并与接桩盘2-1连接，接桩盘肋板2-2设于接桩盘2-1与环形板2-6之间，接桩器内筒2-4与接桩器外筒2-5之间形成接桩空间，接桩筒肋板2-3设于接桩空间。
51.具体的，接桩器外筒2-5、环形板2-6伸与接桩盘2-1之间形成环形区域，接桩盘肋板2-2的数量为两个以上，以接桩器外筒2-5的中心并在其径向呈放射形式分布。
52.具体的，接桩空间的环形结构，接桩筒肋板2-3的数量为两个以上，以接桩器外筒
2-5的中心并在其径向呈放射形式分布。
53.具体的，在接桩盘2-1上并沿接桩器外筒2-5的中心并在其径向呈放射形式均布有多个接桩螺栓孔2-8，在环形板2-6上并沿接桩器外筒2-5的中心并在其径向呈放射形式均布有多个主筋锚孔2-7，在接桩器外筒2-5的外壁面并沿接桩器外筒2-5的中心并在其径向均布有多个预应力螺栓孔。
54.接桩器2的各构件之间焊接成刚性的整体；接桩器2的接桩器内筒2-4、接桩器外筒2-5由环形板2-6、接桩筒肋板2-3焊接起来，接桩盘2-1则与接桩器内筒2-4和接桩盘肋板2-2焊接起来；接桩盘肋板2-2和接桩筒肋板2-3按径向放射形式分布，形成具有巨大刚度的抗弯结构，防止接桩盘2-1翘曲变形。接桩器2的抗弯荷载的能力按照其整体抗弯强度大于高强混凝土管桩(phc)的桩节1的抗弯强度来设置，以发挥接桩形成的开挖支护高强混凝土管桩(phc)的整体抗弯能力。
55.接桩器2中连接接桩器内筒2-4、接桩器外筒2-5的环形板2-6上设置均布的主筋锚孔，预张拉的主钢筋3锚固于呈阶梯状的主筋锚孔中。接桩器2与高强混凝土管桩(phc)的嵌固连接：一是把高强混凝土管桩(phc)的端部嵌入至接桩空间中，嵌固深度l大于接桩器2直径d的0.5倍，浇注的高强混凝土管桩(phc)的桩节1内外管壁分别与接桩空间紧密结合；二是利用主钢筋3的预应力把接桩器2牢固地锁紧于高强混凝土管桩(phc)的桩节1断面上，主钢筋3的预应力可防止弯曲变形桩节1端面与接桩器2的分离。
56.一种高强混凝土管桩的接桩结构，包括上述的接桩器2，接桩器2的数量为两个并设置于相邻的桩节1之间，相邻的接桩器2的接桩盘2-1相连接；
57.桩节1的一端设于接桩空间内，在桩节1内设有主钢筋3，主钢筋3的一端与环形板2-6连接，在接桩器外筒2-5的外壁面设有预应力锥形螺栓件9，预应力锥形螺栓件9的一端伸入到接桩空间并与桩节1连接，另一端设有预应力锁紧螺母10；
58.在接桩器2外壁面设有抗弯剪增强组件，抗弯剪增强组件包括两个抗弯剪增强板，分为左抗弯剪增强板7和右抗弯剪增强板8，抗弯剪增强板呈半圆形结构，抗弯剪增强板贴合设于接桩器2外壁面，预应力锥形螺栓件9与抗弯剪增强板连接并穿过，两个抗弯剪增强板之间设有用于连接的锁紧螺栓11。
59.通过预应力锥形螺栓件9对抗弯剪增强组件施加预紧应力以消除接桩间隙，抗弯剪增强板起到与高强混凝土管桩(phc)中主钢筋3相同的抗弯增强作用，并承担剪切力，避免接桩螺栓5受剪破坏，增强接桩处薄弱部位的抗弯-剪变形能力，防止接桩处薄弱部位受弯曲变形和剪切错动引起的断桩现象，满足开挖支护桩抗弯曲和剪切变形的使用要求。抗弯剪增强板上预留均布的上下两排与预应力锥形螺栓件9相配合的锥形预应力孔，上下锥形预应力孔的间距设置为h-δ(h为预应力锥形螺栓件9的安装间距，δ为抗弯剪增强板的预设张拉长度)，锥形预应力孔的大小孔径差与预应力锥形螺栓件9锥面的大小直径差相同，设置为(d2-d1)＝δ(d2为预应力锥形螺栓件9锥面的大直径，d1为预应力锥形螺栓件9锥面的小直径)；预应力锥形螺栓件9的锥面角(楔紧角)设置为θ。预应力锥形螺栓件9插入接桩器外筒2-5的预留孔中，并与接桩器外筒2-5的内壁进行焊接，确保预应力锥形螺栓件9安装的牢固性。
60.对于抗弯剪增强组件的安装的要求：
61.为更准确地测量预应力锥形螺栓件9的安装间距h，可在用于连接两个接桩器2的
接桩螺栓5通过接桩螺母6锁紧后再测量安装间距h；抗弯剪增强板上的锥形预应力孔也可根据预应力锥形螺栓件9安装间距h的测量值和预设的δ值在现场加工，以确保可方便地把抗弯剪增强板套入到预应力锥形螺栓件9上。在接桩螺栓5锁紧后，把抗弯剪增强板和预应力锁紧螺母10依次套入到预应力锥形螺栓件9上，并依次在各个预应力预应力锁紧螺母10上施加锁紧扭矩m；扭矩m分多次施加，每次施加的扭矩不大于m/3，对称地并逐步地锁紧左右两片抗弯剪增强板上的预应力锁紧螺母10，且按照先中间、再两边、最后其他的顺序对称和逐步地锁紧抗弯剪增强板的上下两排预应力锁紧螺母10；各个锁紧螺母上施加的扭矩分别逐步达到预设的m值后，再由锁紧螺栓11锁紧左右两片抗弯剪增强板。每片抗弯剪增强板上预设的预紧力可按如下公式计算：
[0062][0063]
上式中，n表示每片抗弯剪增强板上预应力锥形螺栓件9的数量；θ1、r1、δ、θ分别为预应力锥形螺栓件9的螺纹牙型角、平均半径、螺距和楔紧角；r2、r2(与r1等值)分别为预应力锁紧螺母10的等效外半径和螺母内半径。
[0064]
同时在各片抗弯剪增强板上设置有预应力传感器12，抗弯剪增强板的安装过程可在预应力传感器12检测和控制下进行，以把抗弯剪增强板中的预应力控制在设定的范围内。
[0065]
具体的，环形板2-6上设有主筋锚孔，主钢筋3的一端与主筋锚孔相连接，接桩器外筒2-5的外壁面设有预应力螺栓孔，预应力锥形螺栓件9与预应力螺栓孔连接并穿过。
[0066]
具体的，在接桩器外筒2-5的外壁面的底部位置以接桩器外筒2-5的中心并在其径向设有一圈凸起部，两个相连接的接桩器2的凸起部之间形成用于与抗弯剪增强组件相配合的固定槽。
[0067]
本实施例中：预应力锥形螺栓件9的参数：θ1、φ1、r1、δ、θ分别为预应力锥形螺栓的螺纹牙型角、螺纹升角、平均半径、螺距和楔紧角；r2、r2(与r1等值)分别为预应力锁紧螺母10的等效外半径和螺母内半径。
[0068]
实施例中的受力符号：n1表示预应力锥形螺栓件9与预应力锁紧螺母10之间的(螺纹斜面上)锁紧力；n2表示预应力锁紧螺母10与抗弯剪增强板之间的锁紧力；n3表示预应力锥形螺栓件9的锥面对抗弯剪增强板施加的法向楔紧力；fa表示每个预应力锥形螺栓件9对抗弯剪增强板产生的楔紧张力；μ表示钢-钢之间摩擦系数。
[0069]
(3)图中抗弯剪增强板的预紧力计算公式：
[0070]
预应力锥形螺栓件9与锁紧螺母之间的锁紧力：
[0071]
上式中，m表示施加于每个预应力锁紧螺母10上的扭矩。
[0072]
预应力锁紧螺母10与抗弯剪增强板之间的锁紧力：
[0073][0074]
预应力锥形螺栓件9的锥面对抗弯剪增强板施加的楔紧张力：
[0075][0076]
每片抗弯剪增强板上的预紧力：
[0077]
式中，n表示(左或右抗弯剪增强板上预应力锥形螺栓件9的数量)；
[0078]
如下为预紧力公式推导过程：
[0079]
①
预应力锁紧螺母10的扭矩平衡：
[0080][0081]
②
预应力锁紧螺母10的轴向(水平向)平衡：
[0082][0083]
③
抗弯剪增强板的张紧力的轴向(水平向)平衡：
[0084][0085]
④
抗弯剪增强板的张紧力的径向(竖向)平衡：
[0086]
n3cosθ-μn3sinθ-μn2＝fa；(4)
[0087]
把式(2)代入式(1)得到：
[0088][0089]
把式(5)代入式(2)得到：
[0090][0091]
把式(3)代入式(4)得到：
[0092][0093]
若每片抗弯剪增强板上的预应力锥形螺栓件9数量为n，则每片抗弯剪增强板上的预紧力为：
[0094][0095]
作为实施案例，若取：n＝9；m＝30cm
×
20kg＝600kg-cm；μ＝0.15；r1＝1.0cm；r2＝1.75cm；r2＝1.0cm；θ1＝20
°
；δ＝0.2cm；θ＝6
°
。则由式(8)计算得到各片抗弯剪增强板的预紧力为fa＝54092.7kg＝54t。
[0096]
由此可见，利用预应力锥形螺栓件9可轻巧地对抗弯剪增强板施加足够的预紧张力，消除接桩间隙，并起到与高强混凝土管桩(phc)中主钢筋3相同的抗弯增强作用；同时，抗弯剪增强板承受剪切力，避免接桩螺栓5受剪破坏。因此，抗弯剪增强板大大增强接桩薄弱部位的抗弯-剪变形能力。抗弯剪增强板安装过程可在增强板上的预应力传感器12检测和控制下进行，以把预应力控制在设定的范围内。
[0097]
在上述的实施例中：接桩器2锚固于桩节1的桩端，通过接桩器2之间的螺栓连接或焊接把高强混凝土管桩(phc)的桩节1连接成整体抗弯构件抗弯剪增强组件通过预应力锥形螺栓施加预紧应力，消除接桩的间隙，提高接桩处薄弱部位的抗弯-剪刚度。
[0098]
与基础工程桩主要承受轴向压力荷载的情况不同，用于开挖支护的大直径高强混凝土管桩(phc)主要承受弯矩和剪切力的作用，高强混凝土管桩(phc)将产生显著弯曲和剪切变形，采用常用的桩头板接桩时，接桩处薄弱部位容易产生弯曲变形和剪切错动而引起断桩。本实施例中把高强混凝土管桩(phc)的桩端嵌入接桩器2的接桩空间之间，并在接桩空间之间和接桩盘2-1的底面焊接径向放射形式分布的肋板，增强接桩器2的刚度，防止接桩盘2-1翘曲变形；通过预应力锥形螺栓件9对抗弯剪增强组件施加预紧应力可消除接桩间隙，抗弯剪增强组件起到与高强混凝土管桩(phc)中主钢筋3相同的抗弯增强作用，并承担剪切力，避免接桩螺栓5受剪破坏，大大增强接桩处薄弱部位的抗弯-剪变形能力，避免接桩处薄弱部位受弯曲变形和剪切错动引起的断桩现象，满足开挖支护桩抗弯曲和剪切变形的使用要求。在抗弯剪增强板上安装有预应力传感器12，抗弯剪增强组件的安装过程在抗弯
剪增强板上的预应力传感器12测控下进行，以把增强板中的预应力控制在设定的范围内。
[0099]
一种高强混凝土管桩的制备方法，采用上述的接桩器2，包括以下步骤：
[0100]
s1、将两个接桩器2的接桩盘2-1相连接在一起，两个接桩器2的接桩空间的空间口相对设置，在两个接桩器2的外壁面安装抗弯剪增强组件进行连接；
[0101]
s2、绑扎钢筋笼，钢筋笼包括主钢筋3和箍筋4，钢筋笼的一端置入到接桩器2的接桩空间内；
[0102]
s3、将钢筋笼放入浇注模进行混凝土浇注；
[0103]
s4、将钢筋笼的主钢筋3张拉，使主钢筋3锚固于环形板2-6上的主筋锚孔中；
[0104]
s5、离心成型；
[0105]
s6、蒸压养护；
[0106]
s7、拆除浇注模；
[0107]
s8、检查接桩器2与浇注成型的桩节1的桩壁结合情况，若发现间隙，需作压力灌注浆液填充间隙，浆液可采用高强细颗粒砂浆或其他高强粘合剂。
[0108]
具体的，在步骤s1中，抗弯剪增强组件包括两个抗弯剪增强板，抗弯剪增强板呈半圆形结构，抗弯剪增强板贴合设于接桩器2外壁面，预应力锥形螺栓与抗弯剪增强板连接并穿过，两个抗弯剪增强板之间设有用于连接的锁紧螺栓11。
[0109]
具体的，在步骤s1中，两个接桩器2的接桩盘2-1之间的连接采用焊接连接或者采用螺栓连接。
[0110]
本发明所述的高强混凝土管桩接桩器的其它内容参见现有技术，在此不再赘述。
[0111]
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

技术特征：
1.一种高强混凝土管桩的接桩器，其特征在于，包括接桩盘、接桩盘肋板、接桩筒肋板、接桩器内筒、接桩器外筒和环形板；所述接桩器内筒与所述接桩器外筒呈内外同心设置并通过所述环形板连接，所述接桩器外筒的上端从所述环形板伸出并与所述接桩盘连接，所述接桩盘肋板设于所述接桩盘与所述环形板之间，所述接桩器内筒与所述接桩器外筒之间形成接桩空间，所述接桩筒肋板设于所述接桩空间。2.根据权利要求1所述的高强混凝土管桩的接桩器，其特征在于，所述接桩器外筒、环形板伸与所述接桩盘之间形成环形区域，所述接桩盘肋板的数量为两个以上，以所述接桩器外筒的中心并在其径向呈放射形式分布。3.根据权利要求1所述的高强混凝土管桩的接桩器，其特征在于，所述接桩空间的环形结构，所述接桩筒肋板的数量为两个以上，以所述接桩器外筒的中心并在其径向呈放射形式分布。4.根据权利要求1所述的高强混凝土管桩的接桩器，其特征在于，在所述接桩盘上并沿所述接桩器外筒的中心并在其径向呈放射形式均布有多个接桩螺栓孔，在所述环形板上并沿所述接桩器外筒的中心并在其径向呈放射形式均布有多个主筋锚孔，在所述接桩器外筒的外壁面并沿所述接桩器外筒的中心并在其径向均布有多个预应力螺栓孔。5.一种高强混凝土管桩的接桩结构，其特征在于，包括上述权利要求1-4任一项所述的接桩器，所述接桩器的数量为两个并设置于相邻的桩节之间，相邻的所述接桩器的接桩盘相连接；所述桩节的一端设于所述接桩空间内，在所述桩节内设有主钢筋，所述主钢筋的一端与所述环形板连接，在所述接桩器外筒的外壁面设有预应力锥形螺栓件，所述预应力锥形螺栓件的一端伸入到所述接桩空间并与所述桩节连接，另一端设有预应力锁紧螺母；在所述接桩器外壁面设有抗弯剪增强组件，所述抗弯剪增强组件包括两个抗弯剪增强板，所述抗弯剪增强板呈半圆形结构，所述抗弯剪增强板贴合设于所述接桩器外壁面，所述预应力锥形螺栓件与所述抗弯剪增强板连接并穿过，两个所述抗弯剪增强板之间设有用于连接的锁紧螺栓。6.根据权利要求5所述的高强混凝土管桩的接桩结构，其特征在于，所述环形板上设有主筋锚孔，所述主钢筋的一端与所述主筋锚孔相连接，所述接桩器外筒的外壁面设有预应力螺栓孔，所述预应力锥形螺栓件与所述预应力螺栓孔连接并穿过。7.根据权利要求5所述的高强混凝土管桩的接桩结构，其特征在于，在所述接桩器外筒的外壁面的底部位置以所述接桩器外筒的中心并在其径向设有一圈凸起部，两个相连接的所述接桩器的凸起部之间形成用于与所述抗弯剪增强组件相配合的固定槽。8.一种高强混凝土管桩的制备方法，其特征在于，采用上述权利要求1-4任一项所述的接桩器，包括以下步骤：s1、将两个所述接桩器的接桩盘相连接在一起，两个所述接桩器的接桩空间的空间口相对设置，在两个所述接桩器的外壁面安装抗弯剪增强组件进行连接；s2、绑扎钢筋笼，钢筋笼的一端置入到所述接桩器的接桩空间内；s3、将钢筋笼放入浇注模进行混凝土浇注；s4、将钢筋笼的主钢筋张拉，使所述主钢筋锚固于所述环形板上的主筋锚孔中；
s5、离心成型；s6、蒸压养护；s7、拆除浇注模；s8、检查接桩器与浇注成型的桩节的桩壁结合情况，若发现间隙，需作压力灌注浆液填充间隙，浆液可采用高强细颗粒砂浆或其他高强粘合剂。9.按权利要求8所述的高强混凝土管桩的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，所述抗弯剪增强组件包括两个抗弯剪增强板，所述抗弯剪增强板呈半圆形结构，所述抗弯剪增强板贴合设于所述接桩器外壁面，所述预应力锥形螺栓与所述抗弯剪增强板连接并穿过，两个所述抗弯剪增强板之间设有用于连接的锁紧螺栓，两个所述接桩器的接桩盘之间的连接采用焊接连接或者采用螺栓连接。10.按权利要求8所述的高强混凝土管桩的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，对于抗弯剪增强组件的安装的要求：测量预应力锥形螺栓件的安装间距h，可在用于连接两个接桩器的接桩螺栓通过接桩螺母锁紧后再测量安装间距h；抗弯剪增强板上的锥形预应力孔也可根据预应力锥形螺栓件安装间距h的测量值和预设的δ值在现场加工，δ为抗弯剪增强板的预设张拉长度，以确保可方便地把抗弯剪增强板套入到预应力锥形螺栓件上；在接桩螺栓锁紧后，把抗弯剪增强板和预应力锁紧螺母依次套入到预应力锥形螺栓件上，并依次在各个预应力锁紧螺母上施加锁紧扭矩m；扭矩m分多次施加，每次施加的扭矩不大于m/3，对称地并逐步地锁紧左右两片抗弯剪增强板上的预应力锁紧螺母，且按照先中间、再两边、最后其他的顺序对称和逐步地锁紧抗弯剪增强板的上下两排预应力锁紧螺母10；各个锁紧螺母上施加的扭矩分别逐步达到预设的m值后，再由锁紧螺栓锁紧左右两片抗弯剪增强板，每片抗弯剪增强板上预设的预紧力可按如下公式计算：上式中，n表示每片抗弯剪增强板上预应力锥形螺栓件的数量；θ1、r1、δ、θ分别为预应力锥形螺栓件的螺纹牙型角、平均半径、螺距和楔紧角；r2、r2分别为预应力锁紧螺母的等效外半径和螺母内半径；同时在各片抗弯剪增强板上设置有预应力传感器，抗弯剪增强板的安装过程可在预应力传感器12检测和控制下进行，以把抗弯剪增强板中的预应力控制在设定的范围内；预应力锥形螺栓件的参数：θ1、φ1、r1、δ、θ分别为预应力锥形螺栓的螺纹牙型角、螺纹升角、平均半径、螺距和楔紧角；r2、分别为预应力锁紧螺母的等效外半径和螺母内半径；n1表示预应力锥形螺栓件与预应力锁紧螺母之间的锁紧力；n2表示预应力锁紧螺母与抗弯剪增强板之间的锁紧力；n3表示预应力锥形螺栓件的锥面对抗弯剪增强板施加的法向楔紧力；fa表示每个预应力锥形螺栓件对抗弯剪增强板产生的楔紧张力；μ表示钢-钢之间摩擦系数；预应力锥形螺栓件与锁紧螺母之间的锁紧力：
上式中，m表示施加于每个预应力锁紧螺母上的扭矩；预应力锁紧螺母与抗弯剪增强板之间的锁紧力：预应力锥形螺栓件的锥面对抗弯剪增强板施加的楔紧张力：每片抗弯剪增强板上的预紧力：式中，n表示左或右抗弯剪增强板上预应力锥形螺栓件的数量；如下为预紧力公式推导过程：
①
预应力锁紧螺母的扭矩平衡：
②
预应力锁紧螺母的轴向平衡：
③
抗弯剪增强板的张紧力的轴向平衡：
④
抗弯剪增强板的张紧力的径向平衡：n3cosθ-μn3sinθ-μn2＝f
a
；
ꢀꢀꢀꢀ
(4)把式(2)代入式(1)得到：
把式(5)代入式(2)得到：把式(3)代入式(4)得到：把式(3)代入式(4)得到：若每片抗弯剪增强板上的预应力锥形螺栓件数量为n，则每片抗弯剪增强板上的预紧力为：

技术总结
本发明公开了一种高强混凝土管桩的接桩器、接桩结构及制备方法，把高强混凝土管桩(PHC)的桩端嵌入接桩器的接桩空间之间，并在接桩空间之间和接桩盘的底面焊接径向放射形式分布的肋板，增强接桩器的刚度，防止接桩盘翘曲变形；通过预应力锥形螺栓件对抗弯剪增强组件施加预紧应力可消除接桩间隙，抗弯剪增强组件起到与高强混凝土管桩(PHC)中主钢筋相同的抗弯增强作用，并承担剪切力，避免接桩螺栓受剪破坏，大大增强接桩处薄弱部位的抗弯-剪变形能力，避免接桩处薄弱部位受弯曲变形和剪切错动引起的断桩现象，满足开挖支护桩抗弯曲和剪切变形的使用要求。和剪切变形的使用要求。和剪切变形的使用要求。


技术研发人员：戚玉亮 谷任国 房营光 黄柯柯
受保护的技术使用者：广州建筑股份有限公司 华南理工大学 广州建筑产业研究院有限公司
技术研发日：2022.11.15
技术公布日：2023/7/21