CN100591855C - 预应力混凝土空心方桩及其成型模具 - Google Patents

Abstract

预应力混凝土空心方桩，包括方形桩体和方形金属端板，方形桩体含有钢筋笼、混凝土，钢筋笼包括主筋和呈螺旋状焊接在主筋上箍筋，方形桩体和方形金属端板的四个角边均为半径相等的圆弧角边，圆弧半径为10-40毫米。成型模具包括上模、下模、锁扣装置、吊紧螺栓，上模与下模扣合后形成的成型模具内腔为正方形，正方形的四个内角边均为半径相等的圆弧内角边，在上模与下模接合处设有定位销，吊紧螺栓为粗牙螺栓，其螺距为2-4mm。预应力混凝土空心方桩的桩体成型放张后的主筋的张拉应力一致、主筋上包裹的混凝土保护层均匀、桩体强度高；预应力混凝土空心方桩成型模具上的吊紧螺栓的折装效率高、使用寿命长、成本低。

Description

预应力混凝土空心方桩及其成型模具

技术领域：

本发明涉及混凝土桩及其成型模具，特别是预应力混凝土空心方桩及其成型模具。

背景技术：

现有预应力混凝土空心方桩及其成型模具，如中国专利“预应力高强混凝土方桩及其制造方法和成型模具”，专利号为200710068545.6，预应力高强混凝土方桩包括钢筋笼，混凝土；其两端设有与钢筋笼连接的方形金属端板，两方形金属端板四边设焊接坡口，中央是圆孔，圆孔与四边间对称地设有穿线孔和张力孔；钢筋笼的箍筋呈螺旋状连续地焊接在主筋上；桩体和端板的外形呈方形，其四个角为一大一小的两对圆弧，其圆弧角为一对圆弧角90°、圆弧半径25-30mm，另一对圆弧角90°、圆弧半径5-10mm；桩心是与端板中央圆孔直径相同的圆筒形的中孔。用该专利的成型模具制成的预应力高强混凝土方桩，其桩体中的钢筋笼中的主筋是均匀分布在桩体边沿处的混凝土中的，主筋作用在桩体内的混凝土中的张拉应力也是均匀分布的，由于整个桩的横切面是不对称设计，两对圆弧角处所用的混凝土是不同的，导致各主筋外包裹的混凝土保护层厚薄不均，从而使桩体存在明显缺陷，影响了预应力混凝土方桩的外形美观和质量。相应地，预应力高强混凝土方桩成型模具的结构为：包括上模和下模，上模与下模的内腔横截面呈三角形，上模与下模扣合后形成的成型模具内腔为正方形，正方形的四个角为一大一小的两对圆弧，其圆弧角为一对圆弧角90°、圆弧半径25-30mm，另一对圆弧角90°、圆弧半径5-10mm。上模与下模由若干吊紧螺栓固定，吊紧螺栓为细牙螺栓，其螺距为1.5mm，由于螺距小，吊紧螺栓的折装效率低，采用风炮安装时，吊紧螺栓的齿面上承受的冲击力大易损坏，在吊装上模与下模时，吊紧螺栓首先触地，加上上模与下模的自身重量的作用，也极其容易造成吊紧螺栓的损坏，增加了用户的使用成本。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种桩体成型放张后的主筋的张拉应力相近、主筋上的包裹的混凝土保护层均匀、桩体强度高的预应力混凝土空心方桩以及吊紧螺栓的折装效率高、使用寿命长、成本低的预应力混凝土空心方桩成型模具。

本发明的解决方案：预应力混凝土空心方桩，包括方形桩体和方形金属端板，方形桩体含有钢筋笼、混凝土，方形桩体的轴向有一个贯通的中心圆孔，方形金属端板设置在方形桩体的两端，与方形桩体上的中心圆孔相对应，方形金属端板上也设有中心圆孔，方形金属端板的周边上设有焊接坡口，方形金属端板上对称地设有锚固孔；钢筋笼包括主筋和箍筋，箍筋呈螺旋状焊接在主筋上；方形桩体和方形金属端板的四个角边均为半径相等的圆弧角边，便于预应力混凝土空心方桩在加工过程中桩体能顺利地从其加工模具中脱模，同时能保证不损坏桩体的角边。

方形桩体的角边处的圆弧最外侧到钢筋笼角部的主筋的外侧的距离等于方形桩体的周边到钢筋笼直角边的主筋外侧的距离，保证了钢筋笼各主筋外包裹的混凝土保护层厚薄均匀，桩体成型放张后的主筋的张拉应力一致，桩体美观、强度高。

方形桩体的角边处的圆弧最外侧到钢筋笼角部的主筋的外侧的距离，也即是方形桩体角边的圆弧半径为10-40毫米。

同一个方形桩体的四个角边的圆弧半径之间的误差小于2毫米，误差越小，钢筋笼备主筋外包裹的混凝土保护层厚度越均匀，方形桩体成型放张后的主筋的张拉应力越一致，方形桩体强度越高，不致于使方形桩体产生弯曲变形而出现裂缝。

相应地，预应力混凝土空心方桩成型模具的结构为：包括上模、下模、锁扣装置、吊紧螺栓，上模、下模的内腔横截面呈三角形，上模与下模扣合后形成的成型模具内腔的横截面的形状为正方形，正方形的四个内角边均为半径相等的圆弧内角边。

正方形的四个内角边的圆弧半径为10-40毫米。

正方形的四个内角边的圆弧半径之间的误差小于2毫米。

在上模与下模接合处的上模与下模上分别对称安装了吊环，便于对预应力混凝土方桩成型模具进行折装、吊运，吊环与预应力混凝土方桩成型模具的两端面之间的距离为预应力混凝土方桩成型模具全长的0.2-0.25倍。保证预应力混凝土方桩成型模具在进行折装、吊运时不产生较大的弯曲变形。

在上模与下模接合处设有定位销，使上模与下模能准确定位，保证了预应力混凝土空心方桩的加工质量。

吊紧螺栓为粗牙螺栓，其螺距为2--4mm。由于螺距大，吊紧螺栓的折装效率高；由于吊紧螺栓的齿厚加大，采用风炮安装时，吊紧螺栓的齿面承受冲击力的能力大不易损坏，在折装上模与下模将其置于地面时，吊紧螺栓的螺牙也不易损坏，延长吊紧螺栓的使用寿命3-4倍，大大降低了用户的使用成本。

本发明的优点是：预应力混凝土空心方桩的桩体成型放张后的主筋的张拉应力一致、主筋上包裹的混凝土保护层均匀、桩体美观、强度高；预应力混凝土空心方桩成型模具上的吊紧螺栓的折装效率高、使用寿命长、成本低。

附图说明：

图1为本发明预应力混凝土空心方桩的结构示意图；

图2为本发明预应力高强混凝土方桩成型模具的结构示意图；

图3为图2的A向视图；

图4为图2的B-B剖视图；

图5为图2的C-C剖视图；

图6为图5的D向视图。

图中：1-中心圆孔；2-方形金属端板；3-周边；4-方形桩体；5-圆弧角边；6-锚固孔；7-箍筋；8-主筋；9-法兰连接板；10-托滚；11-加强筋；12-上模；13-锁扣装置；14-下模；15-方形孔；16-法兰孔；17-混凝土浆液隔槽；18-圆弧内角边；19-上模连接板；20-通槽；21-吊紧螺栓；22-吊紧螺栓挂杆；23-吊紧螺栓挂杆支架；24-下模连接板；25-吊环；26-定位销。

具体实施方式：

图1中，预应力混凝土空心方桩，包括方形桩体4和方形金属端板2，方形桩体4含有钢筋笼、混凝土，方形桩体4的轴向有一个贯通的中心圆孔1，方形金属端板2设置在方形桩体4的两端，与方形桩体4上的中心圆孔1相对应，方形金属端板2上也设有中心圆孔1，方形金属端板2的周边3上设有焊接坡口，方形金属端板2上对称地设有锚固孔6；钢筋笼包括主筋8和箍筋7，箍筋7呈螺旋状焊接在主筋8上；方形桩体4和方形金属端板2的四个圆弧角边5的半径R₁、R₂、R₃、R₄相等，对于300mm×300mm的预应力混凝土空心方桩，R₁＝R₂＝R₃＝R₄＝15mm，对于400mm×400mm的预应力混凝土空心方桩，R₁＝R₂＝R₃＝R₄＝20mm，对于600mm×600mm的预应力混凝土空心方桩，R₁＝R₂＝R₃＝R₄＝40mm，便于预应力混凝土空心方桩在加工过程中桩体能顺利地从其加工模具中脱模，同时能保证不损坏桩体的角边。方形桩体4的圆弧角边5处的圆弧最外侧到钢筋笼角部的主筋8的外侧的距离等于方形桩体4的周边3到钢筋笼直角边的主筋8外侧的距离。

图2中，预应力高强混凝土方桩成型模具，包括上模12、下模14、锁扣装置13，上模12、下模14的外侧设有加强筋11，上模12、下模14上设有托滚10，上模12、下模14的两端固定安装了法兰连接板9。在上模12与下模14接合处的上模12与下模14上分别对称安装了吊环25，吊环25与预应力混凝土方桩成型模具的两端面之间的距离为预应力混凝土方桩成型模具全长的0.21倍。在上模12与下模14接合处设有定位销26。

图3中，法兰连接板9上设有方形孔15和法兰孔16。

图4中，上模12、下模14上设有托滚10，上模12、下模14的外侧设有加强筋11，上模12、下模14的内腔横截面呈三角形，上模12与下模14扣合后形成的成型模具内腔为正方形，正方形的内腔的四个圆弧内角边18的半径R₁、R₂、R₃、R₄相等，对于300mm×300mm的预应力混凝土空心方桩，R₁＝R₂＝R₃＝R₄＝15mm，对于400mm×400mm的预应力混凝土空心方桩，R₁＝R₂＝R₃＝R₄＝20mm，对于600mm×600mm的预应力混凝土空心方桩，R₁＝R₂＝R₃＝R₄＝40mm。正方形的内腔的四个圆弧内角边18的圆弧半径之间的误差小于2毫米。上模12与下模14的连接面上设有混凝土浆液隔槽17，有效防止正方形的内腔中的混凝土浆液从上模12与下模14的接合面处溢出。

图5中，上模12、下模14的内腔横截面呈三角形，上模12与下模14扣合后形成的成型模具内腔的横截面的形状为正方形。上模12与下模14由锁扣装置13固定连接。锁扣装置13的结构为：上模12上设有上模连接板19，下模14上设有下模连接板24，上模连接板19、下模连接板24上分别设有通槽20，吊紧螺栓21置于通槽20中并将上模连接板19与下模连接板24紧固在一起，吊紧螺栓21的头部套在吊紧螺栓挂杆22上，吊紧螺栓为粗牙螺栓，其螺距为3.5mm。

图6中，吊紧螺栓21置于通槽20中将上模连接板19与下模连接板24紧固在一起，吊紧螺栓21的头部套在吊紧螺栓挂杆22上，吊紧螺栓挂杆22固定在吊紧螺栓挂杆支架23上，吊紧螺栓挂杆支架23设置在下模连接板24的下平面上，吊紧螺栓为粗牙螺栓，其螺距为3mm。

Claims (8)

1、预应力混凝土空心方桩，包括方形桩体和方形金属端板，方形桩体含有钢筋笼、混凝土，方形桩体的轴向有一个贯通的中心圆孔，方形金属端板设置在方形桩体的两端，与方形桩体上的中心圆孔相对应，方形金属端板上也设有中心圆孔，方形金属端板的周边上设有焊接坡口，方形金属端板上对称地设有锚固孔；钢筋笼包括主筋和箍筋，箍筋呈螺旋状焊接在主筋上；方形桩体和方形金属端板的四个角边均为半径相等的圆弧角边，其特征在于方形桩体的角边处的圆弧最外侧到钢筋笼角部的主筋的外侧的距离，也即是方形桩体角边的圆弧半径为10-40毫米。

2、根据权利要求1所述的预应力混凝土空心方桩，其特征在于方形桩体的角边处的圆弧最外侧到钢筋笼角部的主筋的外侧的距离等于方形桩体的周边到钢筋笼直角边的主筋外侧的距离。

3、根据权利要求1或2所述的预应力混凝土空心方桩，其特征在于同一个方形桩体的四个角边的圆弧半径之间的误差小于2毫米。

4、预应力混凝土空心方桩成型模具，包括上模、下模、锁扣装置、吊紧螺栓，上模、下模的内腔横截面呈三角形，上模与下模扣合后形成的成型模具内腔的横截面的形状为正方形，正方形的四个内角边均为半径相等的圆弧内角边，其特征在于正方形的四个内角边的圆弧半径为10-40毫米。

5、根据权利要求4所述的预应力混凝土空心方桩成型模具，其特征在于正方形的四个内角边的圆弧半径之间的误差小于2毫米。

6、根据权利要求4或5所述的预应力混凝土空心方桩成型模具，其特征在于在上模与下模接合处的上模与下模上分别对称安装了吊环，吊环与预应力混凝土方桩成型模具的两端面之间的距离为预应力混凝土方桩成型模具全长的0.2-0.25倍。

7、根据权利要求6所述的预应力混凝土空心方桩成型模具，其特征在于在上模与下模接合处设有定位销。

8、根据权利要求7所述的预应力混凝土空心方桩成型模具，其特征在于吊紧螺栓为粗牙螺栓，其螺距为2--4mm。

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