CN102120341B - 用于大口径承插式钢筋砼管承口端的模具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种混凝土管模具，具体涉及一种用于大口径承插式钢筋砼管承口端的模具，包括水平设于地面上的底模，所述底模上侧同轴安装有内模，其特征在于所述底模上侧还同轴固定有：一定位支座，用于插装承口端钢套环；一下模，套装有所述承口端钢套环及定位支座。其优点是：通过定位支座上的圆柱体来约束承口端钢套环底部的形状，并通过旋转定位孔上的定位螺杆来调整承口端钢套环中部的形状，保证了钢套环的成型精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种混凝土管接头模具，具体涉及一种用于大口径承插式钢筋砼管承口端的模具。
背景技术
混凝土管材用于顶进法施工较为广泛，一般应用在特定地理环境条件下如难以开槽作业、对施工环境要求较高、不能引起地面沉降的地域，如：铁路、公路等建（构）筑物下方的地下施工。目前顶进法施工用钢筋砼管的主要构造为：混凝土管壁内嵌装钢筋笼架，该钢筋笼架是由同轴的两个圆柱形钢筋骨架通过架立钢筋拼装而成的，混凝土管壁一端固装钢套环作为承口，其另一端混凝土管壁外侧开槽作为插口，而两节混凝土管连接处则采用柔性材料止水带密封。此种混凝土管主要应用于排水领域，一般用顶进法施工，其缺陷主要是承、插口连接处闭水可靠性较差。尤其是随着近年来承插式钢筋砼管口径的增大，但止水带理想压缩比规定不变，也即要求承、插口的绝对误差不变，这就变相的降低了制管时允许的相对误差。譬如过去一般认为钢筋砼管最大直径为3M，常见的钢筋砼管直径在2M左右，而现在钢筋砼管的直径可达到4-5M，假设在采用相同止水带的情况下，允许的绝对误差在2mm内，显然直径4M的钢筋砼管制造精度、难度要远远高于直径2M的情况。
现有的承插式钢筋砼管制作时通常采用的模具结构由外模、内模和底模构成。外模为两个半圆模，钢筋砼管插口端止水带槽由固定在外模内壁上端的凸缘形成，用紧闭螺栓连接合拢两个半圆模，即形成钢筋砼管外壁形状，这种模具的优点是结构简单、制造方便且造价便宜。但是承口端不同于插口端，对其而言则不仅仅只存在对模具精度的要求。由于承口端需要设置钢套环，而此钢套环在胀圆后圆度、精度满足要求的情况下，由于直径较大、厚度相对较薄，吊装过程中不可避免的会出现变形，导致其圆度降低而产生误差，进而影响成型后的精度。目前现有的模具无法有效矫正钢套环在浇注前的圆度，无法满足大口径钢筋砼管的精度要求，而且口径越大绝对误差越大，故此在大口径承插式钢筋砼管制造过程中需要一种可矫正钢套环圆度的模具。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，为区分钢筋砼管承、插口与管身精度要求，将外模按纵向分别制成上模、中模、下模，用下模和底模提供了一种用于大口径承插式钢筋砼管承口端的模具，该模具通过在底部设置定位支座来约束钢套环底部之圆度，并在中、上部设置定位孔来矫正此处钢套环的圆度，满足了大口径承插式钢筋砼管承口端的精度要求。
本发明目的实现由以下技术方案完成：
一种用于大口径承插式钢筋砼管承口端的模具，包括水平设于地面上的底模，所述底模上侧同轴安装有内模，其特征在于所述底模上侧还同轴固定有：
一定位支座，用于插装承口端钢套环，该定位支座大致呈圆柱体状，其上端部向内收缩呈圆锥体状，所述定位支座之圆柱体部与所述承口端钢套环形成过渡配合以约束其形状，所述定位支座内同轴开设有一圆柱体状空腔，用于套装所述内模；
一下模，套装有所述承口端钢套环及定位支座，该下模大致呈圆筒型并具有一圆柱体空腔，其侧壁上穿设有复数个呈环形分布的定位孔，其中每一环由若干均匀分布的定位孔组成，每一定位孔螺纹配合有螺杆。
所述下模上端水平向外延伸有用于和中模同轴固定的法兰盘，所述法兰盘外缘均匀分布有若干紧闭螺栓，所述下模的下端水平向外延伸有环状凸缘，所述法兰盘和所述凸缘间垂直焊接有若干加强筋，所述加强筋与所述下模的外表面焊接。
所述法兰盘上侧径向设有两对称的凸起条，此凸起条用于限定构成所述中模的两个半模的拼合位置。
每一环中定位孔的间距为900mm-1200mm。
每一环中定位孔的数量为10-20个。
至少一环定位接近所述下模之上缘设置。
所述定位支座上端的外缘及内缘开设有台阶，用于安装止浆橡胶条。
所述底模的外缘均匀分布有复数个旋转杆，所述旋转杆一端与所述底模铰接，另一端铰接有一十字头，所述十字头内开设有一螺孔，此螺孔螺纹配合有一下压螺杆，所述下压螺杆下端通过平面轴承连接有一压头，此压头外端开设有一与所述钢套环壁厚匹配的凹槽。
本发明的优点是：通过定位支座上的圆柱体来约束承口端钢套环底部的形状，并通过旋转定位孔上的定位螺杆来调整承口端钢套环中部的形状，保证了钢套环的成型精度。
附图说明
图1为本发明钢筋砼管模具整体结构示意图；
图2为本发明结构下模结构整体示意图；
图3为本发明结构下模结构剖视图。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
如图1至图3所示，总参考标号1-25分别表示：底模1、垫块2、下模3、定位支座4、中模5、内模6、上模7、钢套环8、圆柱体部9、圆锥体部10、定位孔11、法兰盘12、紧闭螺栓13、凸缘14、加强筋15、工字钢16、环形凹槽17、作业平台18、凸起条19、止浆橡胶条20、旋转杆21、十字头22、下压螺杆23、压头24、手柄25。
参见图1所示，本发明中钢筋砼管模具主要由底模1、下模3、中模5、上模7及内模6组合构成，其中上模7为插口端外表面的浇注模具，中模5为钢筋砼管管身外表面的浇注模具，下模3、底模1共同构成承口端外表面的浇注模具，内模6则为钢筋砼管内表面的浇注模具，作业平台18则作为模具安装、整体浇注时作业人员工作的平台。上述底模1、下模3、中模5、上模7由下至上同轴相固定，于其中同轴设有内模6，作业平台18则挂设在中模5的上端。
底模1是大致呈圆环形状，其下端通过工字钢16水平设置在地面上，在地面不平整时可通过楔子等物垫高找平。底模1上侧同轴安装有内模6、下模3及定位支座4。以下对于底模1、下模3及定位支座4的结构及之间连接方式进行详细描述：
一、定位支座4及其与底模1的连接结构
由图2可知，底模1上侧开设有一个环形凹槽17，定位支座4下端置于此环形凹槽17内，并通过若干螺栓栓接，环形凹槽17设置的目的是保证底模1和定位支座4同轴安装。
定位支座4用于插装承口端钢套环8，该定位支座4外型大致呈圆柱体状，分为圆柱体部9和圆锥体部10两个部分。需注意的是此圆柱体部9和圆锥体部10为一体结构，本文中只是为了描述方便而将定位支座4分为两个部分，而不是结构上的两个部分。其中圆柱体部9与钢套环8形成过渡配合以约束其形状，圆柱体部9上方向内收缩呈圆锥体状，形成圆锥体部10，设置圆锥体部10的目的是为了便于套装钢套环8。定位支座4内同轴开设有一圆柱体状空腔，用于套装所述内模6。
定位支座4的上表面在浇注时限定了钢筋砼管承口端混凝土结构的端面，故此，为避免混凝土浆渗漏，定位支座4上端的外缘及内缘（定位支座4俯视为一个圆环，外缘及内缘既为此圆环的大圆和小圆）开设有台阶，用于安装止浆橡胶条20。在浇注时，外缘台阶上设置的止浆橡胶条20和钢套环8接触，内缘台阶上设置的止浆橡胶条20和内模6接触，防止泥浆沿缝隙渗入。
定位支座4设置的目的是为了通过圆柱体部9将钢套环8撑圆以限制其形变，由钢筋砼管的结构可知，钢套环8和圆柱体部9接触的是其端部，也是和插口端接触的部分，其圆度对于承插式钢筋砼管的密封性能起到至关重要的作用。
二、下模3及其与底模1的连接结构
在环形凹槽17的外侧，底模1上均匀分布有若干小孔，小孔对应有垫块2，下模3放置在垫块2上，并通过下模3上一长定位销插入底模1上定位孔内，再将下模3上另一短定位销也插入底模1上另一定位孔内，下模3和底模1同轴固定。
下模3大致呈圆筒型并具有一圆柱体状的空腔，此圆柱体状空腔用于套装有钢套环8及定位支座4，该下模3的侧壁上穿设有若干呈环形分布的定位孔11，在此圆环上的定位孔11均匀分布，其中每一定位孔11内螺纹配合有螺杆，当下模3内安装有钢套环8时，通过旋进螺杆抵触钢套环8的外侧，进而可以调整钢套环8的圆度，当钢套环8和下模3的内壁间距相等时，可以认为钢套环8圆度达到标准。需要注意的是，上述“钢套环8圆度达到标准”指的是对应于环形分布的定位孔11处，对于大口径钢筋砼管来说，钢套环8较大的口径和相对较小的壁厚导致其较易变形，而承插式的钢筋砼管对于承口端精度要求较高，所以对于此类大口径的钢筋砼管而言，在需要时可多设几环定位孔11来确保钢套环8各处均可达到理想的圆度。而且还需有一环位于下模的上端，以确定钢套环8根部的圆度。
通过实验，对于常规的壁厚12-16mm钢套环8而言，一个强度符合要求的螺杆（在顶进时不会发生形变）的有效调节宽度在1.5m之内，既远离螺杆作用点的周向距离超出0.75m后的区域和此螺杆作用点的形变量相较具有非常大的差距，可视为超出此螺杆的调节范围。理论上设置越多调节后的圆度越理想，但是考虑到简化操作以及实际调节中不可避免的误差，定位孔11应当控制在0.9m-1.2m的范围内，并考虑钢套环8的周长使其大致均匀分布。以外径4.5m的钢套环8为例，其周长大约为14.14m，设置数量为16个时定位孔11间距为0.88m，小于0.9m；设置数量为11个时定位孔11间距为1.29m，高于1.2m，故此定位孔11数量应该在11-16个之间（不包括端点）。考虑到小口径的钢筋砼管本身精度容易达到要求，不须设置定位孔11来调节，故此定位孔的数量不宜低于10个，同时定位孔11数量过多时操作上也较繁琐，所以也不宜高于20个。故此定位孔11间距为0.9m-1.2m之间为宜，同时也应该保证数量在10-20之间。
下模3的上端水平向外延伸有用于和中模同轴固定的法兰盘12，法兰盘12外缘均匀分布有若干紧闭螺栓13，用于和中模5的同轴固定。法兰盘12上侧径向设有两对称的凸起条19，此凸起条19用于限定构成所述内模5的两个半模的拼合位置,同时上述的半模在其端部的最下角也应该存在和此凸起条19匹配对应的缺口。下模3的下端水平向外延伸有环状凸缘14，所述法兰盘12和所述凸缘14间垂直焊接有若干加强筋15，加强筋15与下模3的外表面焊接以强化下模3的刚度。
为避免浇注时漏浆，下模3和中模5之间还设置有止浆橡胶条20。如图所示，下模3法兰盘上端设有两环同轴相套的凹槽，并在安装中模5时分别设置止浆橡胶条20，其中内圈的止浆橡胶条20主要起到止浆的作用，外圈的止浆橡胶条20则起到支撑平衡的作用，以防止在安装中模5时，两个半模出现倾斜的情况。
由于在安装时，是首先将底模1安装在地面上，之后将钢套环8放入下模3内，并整体吊装到底模1上。故此为方便钢套环8和下模3吊装，在下模3的底部（凸缘14底部）设置有若干托片（图中未示），每一托片可通过一个手柄25旋转，手柄25设于凸缘14的上侧。当钢套环8放入下模3内时，旋转手柄25使得托片支撑在钢套环8的底部，可以和下模3一起吊装；在放入定位支座4前，反向旋转手柄25收回托片，钢套环8即可落在定位支座4上。
三、底模1
上述结构中，钢套环8需要紧密套装定位支座4上，故此在底模1的外缘均匀分布有若干个旋转杆21，所述旋转杆21一端与所述底模3铰接，另一端铰接有一十字头22，所述十字头22内开设有一螺孔，此螺孔螺纹配合有一下压螺杆23，所述下压螺杆23下端通过平面轴承连接有一压头24，此压头24外端开设有一与所述钢套环8壁厚匹配的凹槽。当需要压入钢套环8时，翻转旋转杆21，使得压头24的凹槽对应钢套环8的壁，之后旋转下压螺杆23使压头24下压，既驱动钢套环8向下移动。当多个下压螺杆23同步下压时，钢套环8即可垂直套装在定位支座4上，此种结构避免了用锤子等物敲击造成的钢套环8的变形，进一步提高了承口端的精度。
Claims (8)
1.一种用于大口径承插式钢筋砼管承口端的模具，包括水平设于地面上的底模，所述底模上侧同轴安装有内模，其特征在于所述底模上侧还同轴固定有：
一定位支座，用于插装承口端钢套环，该定位支座大致呈圆柱体状，其上端部向内收缩呈圆锥体状，所述定位支座之圆柱体部与所述承口端钢套环形成过渡配合以约束其形状，所述定位支座内同轴开设有一圆柱体状空腔，用于套装所述内模；
一下模，套装有所述承口端钢套环及定位支座，该下模大致呈圆筒型并具有一圆柱体空腔，其侧壁上穿设有复数个呈环形分布的定位孔，其中每一环由若干均匀分布的定位孔组成，每一定位孔螺纹配合有螺杆。
2.如权利要求1所述的一种用于大口径承插式钢筋砼管承口端的模具，其特征在于：所述下模上端水平向外延伸有用于和中模同轴固定的法兰盘，所述法兰盘外缘均匀分布有若干紧闭螺栓，所述下模的下端水平向外延伸有环状凸缘，所述法兰盘和所述凸缘间垂直焊接有若干加强筋，所述加强筋与所述下模的外表面焊接。
3.如权利要求2所述的一种用于大口径承插式钢筋砼管承口端的模具，其特征在于：所述法兰盘上侧径向设有两对称的凸起条，此凸起条用于限定构成所述中模的两个半模的拼合位置。
4.如权利要求1所述的一种用于大口径承插式钢筋砼管插口端的模具，其特征在于：每一环中定位孔的间距为900mm-1200mm。
5.如权利要求1所述的一种用于大口径承插式钢筋砼管承口端的模具，其特征在于：每一环中定位孔的数量为10-20个。
6.如权利要求1所述的一种用于大口径承插式钢筋砼管承口端的模具，其特征在于：至少一环定位接近所述下模之上缘设置。
7.如权利要求1所述的一种用于大口径承插式钢筋砼管承口端的模具，其特征在于：所述定位支座上端的外缘及内缘开设有台阶，用于安装止浆橡胶条。
8.如权利要求1所述的一种用于大口径承插式钢筋砼管承口端的模具，其特征在于：所述底模的外缘均匀分布有复数个旋转杆，所述旋转杆一端与所述底模铰接，另一端铰接有一十字头，所述十字头内开设有一螺孔，此螺孔螺纹配合有一下压螺杆，所述下压螺杆下端通过平面轴承连接有一压头，此压头外端开设有一与所述钢套环壁厚匹配的凹槽。
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