CN102371623B - 管长可调的承插式钢筋砼管模具结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种混凝土管接头模具，具体涉及一种管长可调的承插式钢筋砼管模具结构。包括作为模具底部支撑结构的底模、同轴可拆卸式安装于所述底模上侧的内模和外模，其特征在于：所述内模和外模之间同轴设置有一用于插装承口端钢套环的定位支座，所述定位支座通过一高度可调的支撑架体与所述底模固定连接，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，所述限位块抵触所述承口端钢套环底部，所述定位支座内同轴开设有一圆柱体状空腔。本发明的优点是：可通过调节支撑架体来调节定位支座高度，进而调节浇注的钢筋砼管管长；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，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，具体涉及一种管长可调的承插式钢筋砼管模具结构。
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。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。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。
通过控制模具精度及调节模具结构，目前可以确保大批量生产钢筋砼管的精度要求。但是在设计或施工中，受限于地况，往往除了标准长度的钢筋砼管外，还需要相对较短的钢筋砼管，以实现管路的转弯等。由于这些需要特制的钢筋砼管数量较小，为其单独制模成本较高。而且由于工程情况的多样性短管长度也不具固定性，更无法为每种短管单独制模。故此需要一种可制作非标长度、且精度满足要求的模具。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供了一种管长可调的承插式钢筋砼管模具结构，该模具结构通过在底部设置高度可调节的定位支座来约束钢套环底部之圆度，实现了灵活调节钢筋砼管长度的要求，且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：
一种管长可调的承插式钢筋砼管模具结构，包括作为模具底部支撑结构的底模、同轴可拆卸式安装于所述底模上侧的内模和外模，其特征在于：所述内模和外模之间同轴设置有一用于插装承口端钢套环的定位支座，所述定位支座通过一高度可调的支撑架体与所述底模固定连接，该定位支座大致呈圆柱体状，其上端部向内收缩呈圆台体状，其下端外侧设有水平凸起的限位块，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，所述限位块抵触所述承口端钢套环底部，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。
所述支撑架体由顶部结构、底部结构及若干钢圈组成，所述顶部结构和底部结构均由一钢环及垂直焊接于此钢环上的若干钢管组成，所述顶部结构之钢环与所述定位支座底部固定，所述底部结构之钢环与所述底模上端固定；所述顶部结构及底部结构上的若干钢管构成边数相同、边长相等的正棱柱状结构的侧棱，且所述顶部结构上钢管之外径小于所述底部结构上钢管之内径；所述的若干钢圈分为高度比为1:2:5的三种，且所述钢圈之内径与所述底部结构上钢管内径相同；当选择不同钢圈套装与所述顶部结构的钢管上时，所述支撑架体之高度由所述底部结构之钢管高度及所选择钢圈种类及数量决定，以实现其高度可调。
所述定位支座底部设有圆环状凹槽，所述底模顶部设有有圆环状凹槽，用于和所述支撑架体顶部结构，底部结构固定。
所述支撑架体由顶部结构和底部结构组成，所述顶部结构和底部结构均由一钢环及垂直焊接于此钢环上的若干钢管组成，所述顶部结构之钢环与所述定位支座底部固定，所述底部结构之钢环与所述底模上端固定；所述顶部结构及底部结构上的若干钢管构成边数相同、边长相等的正棱柱状结构的侧棱，且所述顶部结构上钢管与所述底部结构上钢管均具有若干等间距的定位孔，所述顶部结构上钢管与所述底部结构上钢管套接并通过钢插销固定。
所述底模上端水平向外延伸有用于和下模同轴固定的法兰盘，所述下模上侧径向设有两对称的凸起条，此凸起条用于限定构成中模的两个半模的拼合位置。
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。
本发明的优点是：可通过调节支撑架体来调节定位支座高度，进而调节浇注的钢筋砼管管长；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，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为本发明结构底模及定位支座部分结构示意图I；
图3为本发明结构底模及定位支座部分结构示意图II。
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1-24分别表示：底模1、顶部结构2、底部结构3、定位支座4、中模5、内模6、上模7、钢套环8、圆柱体部9、圆台体部10、工字钢11、环形凹槽12、环形凹槽13、止浆橡胶条14、钢圈15、钢环16、钢管17、钢环18、钢管19、定位孔20、钢插销21、法兰盘22、下模23、限位块24。
参见图1所示，本发明中钢筋砼管模具主要由底模1、定位支座4、下模23、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，定位支座4、下模23、中模5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。上述底模1、下模23、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和定位支座4。
底模1是大致呈圆环形状，其下端通过工字钢11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上侧同轴安装有下模23、中模5、内模6及定位支座4。以下对于底模1和中模5及定位支座4的结构及其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
参见图1-3，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和圆台体部10两个部分。需注意的是此圆柱体部9和圆台体部10实为一体结构，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，形成圆台体部10，设置圆台体部10的目的是为了便于钢套环8插装。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下端外侧设有水平凸起的限位块24，当钢套环8套装于定位支座4上时，当抵触限位块24即可认为承口端钢套环8位置到位。
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14。在浇注时，外缘台阶上设置的止浆橡胶条14和钢套环8接触，内缘台阶上设置的止浆橡胶条14和内模6接触，防止水泥浆沿缝隙渗入。
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。
由图2可知，底模1和定位支座4之间是通过支撑架体来实现高度可调式的定位固定的。其中支撑架体由顶部结构2和底部结构3组成，顶部结构2由一钢环16及垂直焊接于此钢环16上的若干钢管17组成，底部结构3由一钢环18及垂直焊接于此钢环18上的若干钢管19组成。对应的，底模1上端开设有一个环形凹槽12，定位支座4下端开设有一个环形凹槽13内，环形凹槽13内外径和顶部结构2上钢环16的内外径尺寸相同；环形凹槽12内外径和底部结构3上钢环18的内外径尺寸相同，当支撑架体上下端钢环容置于此环形凹槽12、13中时，底模1和定位支座4即同轴连接在一起。为实现高度可调式固定，顶部结构2及底部结构3上的若干钢管（17、19）构成边数相同、边长相等的正棱柱状结构的侧棱，且所述顶部结构2上钢管17之外径小于所述底部结构3上钢管19之内径。采用这样的结构，顶部结构2上的钢管17可插装于底部结构3上钢管19，并且可上下自由活动。只需将顶部结构2和底部结构3之间垂直方向上固定即可。
参见图2，其中所描述的是一种固定结构，其采用了若干钢圈15。钢圈15总体分为高度比为1:2:5的三种，高度分别为100mm、200mm、500mm，钢圈15之内径与所述底部结构3上钢管19内径相同，其外径和钢管19的外径相同。当选择不同钢圈15套装与所述顶部结构2的钢管17上，然后将所述顶部结构2的钢管17对应插入底部结构3上钢管19。支撑架体之高度由底部结构3之钢管19高度及所选择钢圈15种类及数量决定，以实现其高度可调。而上述钢圈15高度比1:2:5，由此可自由组合成任意1的整数倍的高度。
参见图3，其中所描述的是另一种固定结构，其中顶部结构2上钢管17与底部结构3上钢管19均具有若干等间距的定位孔20，当顶部结构2上钢管17插装入底部结构3上钢管19后，调节顶部结构2高度，并通过钢插销21插入定位孔20将两者限位。
二、下模23、中模5及与底模1的连接结构
下模23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， 下模23的上端水平向外延伸有用于和中模5同轴固定的法兰盘，法兰盘外缘均匀分布有若干紧闭螺栓，用于和中模5的同轴固定。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匹配对应的缺口。下模23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，加强筋与下模23的外表面焊接以强化下模23的刚度。
为避免浇注时漏浆，下模23和中模5之间还设置有止浆橡胶条。下模23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，其中内圈的止浆橡胶条主要起到止浆的作用，外圈的止浆橡胶条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。
结合上述结构，本发明的成型流程如下：
将底模1放置于地面上并找平；
基于待浇注钢筋砼管长度调节所述支撑架体高度；调节的方式可采用钢圈15垫高的方式，也可采用钢插销21固定的方式；
在底模1上同轴安装支撑架体，并在所述支撑架体上同轴安装定位支座4；
之后将承口端钢环8套装于所述定位支座，在所述定位支座4上缘内外侧设置止水橡胶条14；
在所述底模1的法兰盘22上安装下模23；
在所述下模23上安装中模5；
在所述中模5上安装上模7，之后安装内模6并浇注混凝土结构。
Claims (4)
1.一种管长可调的承插式钢筋砼管模具结构，包括作为模具底部支撑结构的底模、同轴可拆卸式安装于所述底模上侧的内模和外模，其特征在于：所述内模和外模之间同轴设置有一用于插装承口端钢套环的定位支座，所述定位支座通过一高度可调的支撑架体与所述底模固定连接，该定位支座大致呈圆柱体状，其上端部向内收缩呈圆台体状，其下端外侧设有水平凸起的限位块，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，所述限位块抵触所述承口端钢套环底部，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，所述支撑架体由顶部结构和底部结构组成，所述顶部结构和底部结构均由一钢环及垂直焊接于此钢环上的若干钢管组成，所述支撑架体的组成还包括若干钢圈，所述顶部结构上钢管之外径小于所述底部结构上钢管之内径；所述的若干钢圈分为高度比为1:2:5的三种，且所述钢圈之内径与所述底部结构上钢管内径相同；当选择不同钢圈套装与所述顶部结构的钢管上时，所述支撑架体之高度由所述底部结构之钢管高度及所选择钢圈种类及数量决定，以实现其高度可调；所述顶部结构之钢环与所述定位支座底部固定，所述底部结构之钢环与所述底模上端固定；所述顶部结构及底部结构上的若干钢管构成边数相同、边长相等的正棱柱状结构的侧棱，所述顶部结构上钢管与所述底部结构上钢管均具有若干等间距的定位孔，所述顶部结构上钢管与所述底部结构上钢管套接并通过钢插销固定。
2.如权利要求1所述的一种管长可调的承插式钢筋砼管模具结构，其特征在于：所述定位支座底部设有圆环状凹槽，所述底模顶部设有有圆环状凹槽，分别用于和所述支撑架体顶部结构、底部结构固定。
3.如权利要求1所述的一种管长可调的承插式钢筋砼管模具结构，其特征在于：所述底模上端水平向外延伸有用于和下模同轴固定的法兰盘，所述下模上侧径向设有两对称的凸起条，此凸起条用于限定构成中模的两个半模的拼合位置。
4.如权利要求1所述的一种管长可调的承插式钢筋砼管模具结构，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。
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