CN108312326A - 一种预应力混凝土钢管桩及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种预应力混凝土钢管桩生产工艺，该生产工艺通过将笼筋的一端通过端板A固定在钢管的外侧，另一端位于钢管的内侧并连接有端板B，通过液压张拉机拉动端板B至钢管的端部，再在经过离心、蒸养后，将端板B与钢管焊接后进行高压蒸养从而得到预应力混凝土钢管桩。本发明的优点在于：按照此工艺生产，不仅可以有效缩短生产工期，还大大节约了生产成本；即保证了桩身外观的简洁性，又保证了桩身的抗弯抗剪性能。这也是管桩行业中技术上的重大突破。

Description

一种预应力混凝土钢管桩及其生产工艺

技术领域

本发明涉及管桩生产领域，特别涉及一种预应力混凝土钢管桩，还涉及一种上述预应力混凝土钢管桩的生产工艺。

背景技术

在现有钢管桩行业内，预应力钢管桩的结构包括桩身以及桩身两端的端板，桩身由桩身包括混凝土空心桩体、钢管以及带预应力钢筋的钢筋笼组成，传统预应力钢管桩的制作工艺一般为：钢管加工成型，钢筋笼加工成型；钢筋笼投入钢管；安装左右端板；先将一侧端板与钢管焊接连接；安装张拉头和张拉尾板；将组装完成的钢管放置在钢模内；根据要求张拉到位；泵送喂料；离心、蒸养；这种制作工艺生产的钢管桩的缺点是：张拉后，钢管端部出现混凝土浆料暴露的现象，与钢管端部连接处的混凝土容易产生裂纹，影响产品质量。

因此，针对上述现象，在专利CN204080799U中就提到了一种预应力钢管桩，包括桩身以及桩身两端的端板，所述桩身包括混凝土空心桩体、钢管以及带预应力钢筋的钢筋笼，其创新点在于：所述钢管由张拉侧钢管A以及固定侧钢管B同轴设置组成，张拉侧钢管A以及固定侧钢管B的外端分别焊接端板；所述张拉侧钢管A具有一个可与固定侧钢管B外壁或内壁滑动配合的伸缩段。本发明带预应力钢管桩能够有效防止预应力管桩在预应力张拉后钢管端部混凝土暴露，产生裂纹从而影响产品的强度及其他性能，本发明结构简单，成本低。

但是，上述结构中，虽然也能够很好的解决预应力管桩在预应力张拉后钢管端部混凝土暴露的问题，但是对于其钢管结构，需要在原有的结构的基础上再增加一个伸缩段，整体结构比较复杂，加工制造比较的麻烦。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、制造方便的预应力混凝土钢管桩及其生产工艺。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种预应力混凝土钢管桩生产工艺，其创新点在于：该生产工艺通过将笼筋的一端通过端板A固定在钢管的外侧，另一端位于钢管的内侧并连接有端板B，通过液压张拉机拉动端板B至钢管的端部，再在经过离心、蒸养后，将端板B与钢管焊接后进行高压蒸养从而得到预应力混凝土钢管桩。

进一步的，具体生产步骤如下：

a）配件加工：首先，根据设计图纸加工出与生产相配套的用具：张拉短接、张拉尾板、张拉环、端板，在张拉环上套有张拉锁母，端板一共有两个，分别为端板A、端板B，端板A的口径大于端板B的口径；

b）钢管制作：根据设计图纸要求的桩长、材质及壁厚来制作出钢管，且钢管的口径要大于端板B的口径，并要小于端板A的口径，定义钢管的一侧为张拉侧，另一侧为固定侧；

c）笼筋制作：根据设计图纸要求，将PC钢棒拉伸至规定的直径长度，并根据设计要求精切下料，再将PC钢棒的两端墩头，然后将PC钢棒与准备好的螺旋筋进行滚焊，形成笼筋；

d）笼筋安装：将加工好的笼筋套入钢管内，且要保证笼筋的PC钢棒的一端均伸出钢管的张拉侧外；

e）张拉部件安装：首先，在笼筋伸出钢管张拉侧的一端依次安装上端板B、张拉短接及张拉环，张拉短接的两端分别与端板B、张拉环通过螺栓连接固定，然后，推动张拉环，将笼筋、端板B、张拉短接及张拉环一起向钢管的固定侧移动，直至笼筋的另一侧伸出钢管的固定侧，并在笼筋的该侧安装上端板A，将端板A与钢管的固定侧焊接固定，再在端板A的外侧螺栓连接上张拉尾板，在张拉尾板与端板A之间还加装一塑料薄膜，此时端板B及张拉短接的一侧均位于钢管内；

f）入模：将组装完成的钢管、笼筋及张拉部件一起吊入钢模内，且张拉环与张拉尾板均位于钢模外，然后进行合模紧固，并将张拉环上的张拉锁母向钢模方向旋紧；

g）张拉：在张拉环的外侧预先放置一台液压张拉机，利用液压张拉机对PC钢棒根据规范PC钢棒进行延伸张拉，直至端板B移动至钢管的张拉侧；

h）离心、蒸养：将预先制备的混凝土进行搅拌，并泵送喂料后进行常规工序：离心、蒸养；

i）脱模、成型：按规定时间蒸养后进行脱模，然后，对钢管与端板B接头处焊接，再进行常规工序：高压蒸养，最终得到预应力混凝土钢管桩。

所述步骤e中，端板A、端板B与笼筋的连接具体为：端板A与端板B结构相似，在端板A或端板B上均具有与PC钢棒一一对应的安装孔组，每组安装孔组包括一大孔、一小孔、一连通大孔与小孔的连接槽，且大孔口径大于PC钢棒墩头的直径，小孔的口径小于PC钢棒墩头的口径并大于PC钢棒的直径，连接槽的口径大于PC钢棒的直径并小于小孔的口径，在安装时，先将端板A或端板B的大孔对准对应的PC钢棒，在PC钢棒的墩头穿过端板A或端板B的大孔后，转动端板A或端板B，使得PC钢板从连接槽移动至端板A或端板B的小孔内，然后再在端板A或端板B的外侧螺栓连接张拉尾板或张拉短接。

进一步的，所述步骤j中，在脱模时，首先将张拉尾板与端板A、张拉环与张拉短接的连接用的螺栓松开，并松开张拉锁母，取下张拉尾板、张拉环后，再打开钢模，取出初成型的钢管桩。

一种预应力混凝土钢管桩，其创新点在于：包括

一桩身，所述桩身为一空心圆柱体结构，在桩身圆周外壁上还套装有一钢管；

一对设置在桩身长轴方向两端并与钢管焊接固定的端板，分别为端板A、端板B，且端板A的口径＞钢管的口径＞端板B的口径，所述端板A与端板B结构相似，在端板A或端板B上均具有与PC钢棒一一对应的安装孔组，每组安装孔组包括一大孔、一小孔、一连通大孔与小孔的连接槽，且大孔口径大于PC钢棒墩头的直径，小孔的口径小于PC钢棒墩头的口径并大于PC钢棒的直径，连接槽的口径大于PC钢棒的直径并小于小孔的口径；

一内置于桩身内的钢筋笼，所述钢筋笼由若干沿桩身轴向延伸，且成环形分布的预应力钢筋以及焊接在预应力钢筋外周的环形箍筋构成，所述钢筋笼中的预应力钢筋的两端均具有墩头结构，且预应力钢筋两端的墩头结构分别位于端板A、端板B的小孔内。

进一步的，所述预应力钢筋均匀分布或不均匀分布。

进一步的，所述绝缘套呈圆台状，且其口径小的一端位于端板的外侧，口径大的一端位于端板的内侧。

本发明的优点在于：在本发明中，通过对传统的钢管桩的生产工艺进行改进，将端板B的口径设计的小于钢管内壁的口径，同时缩短了笼筋的长度，这样，在张拉时，张拉前张拉侧的端板B与笼筋是位于钢管内部的，将位于钢管内部的端板B及预应力钢筋拉至钢管的端部即可完成张拉，这样就有效了的防止了张拉后钢管端部混凝土暴露的问题，而且整个装置无需更改钢管的结构，结构简单，制造也非常的方便；这种预应力钢管混凝土桩按照此工艺生产，不仅可以有效缩短生产工期，还大大节约了生产成本；即保证了桩身外观的简洁性，又保证了桩身的抗弯抗剪性能。这也是管桩行业中技术上的重大突破。

而对于端板A与端板B的设计，通过将端板A与端板B上的所开的孔设计为大、小孔及连接槽，这样只通过端板A与端板B的配合即可进行张拉，去除了张拉板，减少了张拉零件的安装，使得生产更加的方便。

对于预应力钢筋的分布可采用均匀分布于不均匀分布的两种不同分布的形式，具体可根据实际工况的需要，选择预应力钢筋的分布情况。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的预应力混凝土钢管桩的示意图。

图2本发明中张拉短接的示意图。

图3为本发明中端板A的示意图。

图4为本发明中端板B的示意图。

图5为本发明中张拉尾板的示意图。

图6为本发明中张拉环的示意图。

图7-图16为本发明的预应力混凝土钢管桩生产工艺的流程图。

具体实施方式

下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

如图1-图16所示的一种预应力混凝土钢管桩，包括

一桩身1，该桩身1为一空心圆柱体结构，在桩身1的圆周外壁上还套装有一钢管2。

一对设置在桩身1长轴方向两端并与钢管2焊接固定的端板，分别为端板A3、端板B4，且端板A3的口径＞钢管2的内壁的口径＞端板B4的口径。

一内置于桩身1内的钢筋笼，该钢筋笼由若干沿桩身轴向延伸，且成环形分布的预应力钢筋6以及焊接在预应力钢筋6外周的环形箍筋5构成，钢筋笼中的预应力钢筋6的两端均具有墩头结构，且预应力钢筋6两端的墩头结构分别位于端板A3、端板B4内，且端板A3焊接在钢管2的一端，在张拉前端板B4位于钢管2内侧，张拉后端板B4焊接在钢管2的另一端。

端板A3与端板B4结构相似，如图3、图4所示，以端板A为例对端板A3、端板B4的结构作具体说明，在端板A3上均具有与预应力钢筋6一一对应的安装孔组，每组安装孔组包括一大孔7、一小孔8、一连通大孔7与小孔8的连接槽9，且大孔7的口径大于预应力钢筋6的墩头的直径，小孔8的口径小于预应力钢筋6的墩头的口径并大于预应力钢筋6的直径，连接槽9的口径大于预应力钢筋6的直径并小于小孔8的口径，预应力钢筋6两端的墩头结构分别位于端板A3、端板B4的小孔8内。对于端板A3与端板B4的设计，通过将端板A3与端板B4上的所开的孔设计为大孔7、小孔8及连接槽9，这样只通过端板A3与端板B4的配合即可进行张拉，去除了张拉板，减少了张拉零件的安装，使得生产更加的方便。

预应力钢筋6均匀分布或不均匀分布。对于预应力钢筋6的分布可采用均匀分布于不均匀分布的两种不同分布的形式，具体可根据实际工况的需要，选择预应力钢筋的分布情况。

本发明的预应力混凝土钢管桩生产工艺通过下述具体步骤得以实现：

第一步，配件加工：首先，根据设计图纸加工出与生产相配套的用具：张拉短接10、张拉尾板11、张拉环12、端板，在张拉环12上套有张拉锁母13，端板一共有两个，分别为端板A3、端板B4，端板A3的口径大于端板B4的口径。

第二步，钢管制作：根据设计图纸要求的桩长、材质及壁厚来制作出钢管2，如图7所示，且钢管2的口径要大于端板B4的口径，并要小于端板A3的口径，定义钢管2的一侧为张拉侧，钢管2的另一侧为固定侧。

第三步，笼筋制作：根据设计图纸要求，将PC钢棒拉伸至规定的直径长度，并根据设计要求精切下料，再将PC钢棒的两端墩头，然后将PC钢棒与准备好的螺旋筋进行滚焊，形成笼筋，如图8所示。

第四步，笼筋安装：将加工好的笼筋套入钢管2内，且要保证笼筋的PC钢棒的一端均伸出钢管的张拉侧外，如图9所示。

第五步，张拉部件安装：首先，在笼筋伸出钢管张拉侧的一端依次安装上端板B4、张拉短接10及张拉环12，如图10所示，张拉短接10的两端分别与端板B4、张拉环12通过螺栓连接固定，然后，推动张拉环12，将笼筋、端板B4、张拉短接10及张拉环12一起向钢管的固定侧移动，直至笼筋的另一侧伸出钢管2的固定侧，如图11所示，并在笼筋的该侧安装上端板A3，将端板A3与钢管2的固定侧焊接固定，再在端板A3的外侧螺栓连接上张拉尾板11，如图12所示，在张拉尾板11与端板A3之间还加装一塑料薄膜，此时端板B4及张拉短接10的一侧均位于钢管内，如图13所示。

在上述步骤中，端板A3、端板B4与笼筋的连接具体为：端板A与端板B结构相似，在端板A或端板B上均具有与PC钢棒一一对应的安装孔组，每组安装孔组包括一大孔、一小孔、一连通大孔与小孔的连接槽，且大孔口径大于PC钢棒墩头的直径，小孔的口径小于PC钢棒墩头的口径并大于PC钢棒的直径，连接槽的口径大于PC钢棒的直径并小于小孔的口径，在安装时，先将端板A或端板B的大孔对准对应的PC钢棒，在PC钢棒的墩头穿过端板A或端板B的大孔后，转动端板A或端板B，使得PC钢板从连接槽移动至端板A或端板B的小孔内，然后再在端板A或端板B的外侧螺栓连接张拉尾板或张拉短接。

第六步，入模：将组装完成的钢管2、笼筋及张拉部件一起吊入钢模内，且张拉环12与张拉尾板11均位于钢模外，然后进行合模紧固，并将张拉环上的张拉锁母向钢模方向旋紧，如图14所示。

第七步，张拉：在张拉环12的外侧预先放置一台液压张拉机，利用液压张拉机对PC钢棒根据规范PC钢棒进行延伸张拉，直至端板B4移动至钢管2的张拉侧，如图15所示。

第八步，离心、蒸养：将预先制备的混凝土进行搅拌，并泵送喂料后进行常规工序：离心、蒸养，如图16所示。

第九步，脱模、成型：按规定时间蒸养后进行脱模，然后，对钢管2与端板B4接头处焊接，再进行常规工序：高压蒸养，最终得到如图1所示的预应力混凝土钢管桩。

在上述步骤中，在脱模时，首先将张拉尾板11与端板A3、张拉环12与张拉短接10的连接用的螺栓松开，并松开张拉锁母13，取下张拉尾板11、张拉环12后，再打开钢模，取出初成型的钢管桩。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种预应力混凝土钢管桩生产工艺，其特征在于：该生产工艺通过将笼筋的一端通过端板A固定在钢管的外侧，另一端位于钢管的内侧并连接有端板B，通过液压张拉机拉动端板B至钢管的端部，再在经过离心、蒸养后，将端板B与钢管焊接后进行高压蒸养从而得到预应力混凝土钢管桩。

2.根据权利要求1所述的预应力混凝土钢管桩生产工艺，其特征在于：具体生产步骤如下：

a）配件加工：首先，根据设计图纸加工出与生产相配套的用具：张拉短接、张拉尾板、张拉环、端板，在张拉环上套有张拉锁母，端板一共有两个，分别为端板A、端板B，端板A的口径大于端板B的口径；

b）钢管制作：根据设计图纸要求的桩长、材质及壁厚来制作出钢管，且钢管的口径要大于端板B的口径，并要小于端板A的口径，定义钢管的一侧为张拉侧，另一侧为固定侧；

c）笼筋制作：根据设计图纸要求，将PC钢棒拉伸至规定的直径长度，并根据设计要求精切下料，再将PC钢棒的两端墩头，然后将PC钢棒与准备好的螺旋筋进行滚焊，形成笼筋；

d）笼筋安装：将加工好的笼筋套入钢管内，且要保证笼筋的PC钢棒的一端均伸出钢管的张拉侧外；

e）张拉部件安装：首先，在笼筋伸出钢管张拉侧的一端依次安装上端板B、张拉短接及张拉环，张拉短接的两端分别与端板B、张拉环通过螺栓连接固定，然后，推动张拉环，将笼筋、端板B、张拉短接及张拉环一起向钢管的固定侧移动，直至笼筋的另一侧伸出钢管的固定侧，并在笼筋的该侧安装上端板A，将端板A与钢管的固定侧焊接固定，再在端板A的外侧螺栓连接上张拉尾板，在张拉尾板与端板A之间还加装一塑料薄膜，此时端板B及张拉短接的一侧均位于钢管内；

f）入模：将组装完成的钢管、笼筋及张拉部件一起吊入钢模内，且张拉环与张拉尾板均位于钢模外，然后进行合模紧固，并将张拉环上的张拉锁母向钢模方向旋紧；

g）张拉：在张拉环的外侧预先放置一台液压张拉机，利用液压张拉机对PC钢棒根据规范PC钢棒进行延伸张拉，直至端板B移动至钢管的张拉侧；

h）离心、蒸养：将预先制备的混凝土进行搅拌，并泵送喂料后进行常规工序：离心、蒸养；

i）脱模、成型：按规定时间蒸养后进行脱模，然后，对钢管与端板B接头处焊接，再进行常规工序：高压蒸养，最终得到预应力混凝土钢管桩。

3.根据权利要求2所述的预应力混凝土钢管桩生产工艺，其特征在于：所述步骤e中，端板A、端板B与笼筋的连接具体为：端板A与端板B结构相似，在端板A或端板B上均具有与PC钢棒一一对应的安装孔组，每组安装孔组包括一大孔、一小孔、一连通大孔与小孔的连接槽，且大孔口径大于PC钢棒墩头的直径，小孔的口径小于PC钢棒墩头的口径并大于PC钢棒的直径，连接槽的口径大于PC钢棒的直径并小于小孔的口径，在安装时，先将端板A或端板B的大孔对准对应的PC钢棒，在PC钢棒的墩头穿过端板A或端板B的大孔后，转动端板A或端板B，使得PC钢板从连接槽移动至端板A或端板B的小孔内，然后再在端板A或端板B的外侧螺栓连接张拉尾板或张拉短接。

4.根据权利要求1所述的预应力混凝土钢管桩生产工艺，其特征在于：所述步骤j中，在脱模时，首先将张拉尾板与端板A、张拉环与张拉短接的连接用的螺栓松开，并松开张拉锁母，取下张拉尾板、张拉环后，再打开钢模，取出初成型的钢管桩。

5.一种通过权利要求1所述的预应力混凝土钢管桩生产工艺制得的预应力混凝土钢管桩，其特征在于：包括

一桩身，所述桩身为一空心圆柱体结构，在桩身圆周外壁上还套装有一钢管；

一对设置在桩身长轴方向两端并与钢管焊接固定的端板，分别为端板A、端板B，且端板A的口径＞钢管的口径＞端板B的口径，所述端板A与端板B结构相似，在端板A或端板B上均具有与PC钢棒一一对应的安装孔组，每组安装孔组包括一大孔、一小孔、一连通大孔与小孔的连接槽，且大孔口径大于PC钢棒墩头的直径，小孔的口径小于PC钢棒墩头的口径并大于PC钢棒的直径，连接槽的口径大于PC钢棒的直径并小于小孔的口径；

一内置于桩身内的钢筋笼，所述钢筋笼由若干沿桩身轴向延伸，且成环形分布的预应力钢筋以及焊接在预应力钢筋外周的环形箍筋构成，所述钢筋笼中的预应力钢筋的两端均具有墩头结构，且预应力钢筋两端的墩头结构分别位于端板A、端板B的小孔内。

6.根据权利要求5所述的预应力混凝土钢管桩，其特征在于：所述预应力钢筋均匀分布或不均匀分布。