CN110405936B - 一种生产预应力混凝土波形板桩的模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生产预应力混凝土波形板桩的模具，属于混凝土波形板桩制作技术领域，解决了现有模具成本高，生产效率低，劳动强度大的问题。该模具包括模具底座、内模系统、外模系统和预应力钢筋导向固定件；内模系统和外模系统设于底座上；外模系统呈八字形结构，包括对称设置的第一外边模和第二外边模；内模系统的横截面为梯形，并置于外模系统的内部，内模系统、外模系统和预应力钢筋导向固定件形成的模具空腔用于充填混凝土；预应力钢筋导向固定件的横截面与模具空腔的横截面形状相同。本发明的结构简单，操作方便，制作工艺简单、成本低、生产效率高、劳动强度低，适用于生产多种截面高度的不同截面尺寸的波形板桩。

Description

一种生产预应力混凝土波形板桩的模具

技术领域

本发明涉及混凝土波形板桩制作技术领域，尤其涉及一种生产预应力混凝土波形板桩的模具。

背景技术

先张法预应力混凝土波形板桩是一种应用于基坑支护、市政管涵、河道护岸、港口码头、护坡挡土等工程的结构形式。由于工程的地质情况不同，先张法预应力波形板桩的设计截面尺寸存在差异。

目前生产中需要根据波形板桩的截面尺寸设计不同截面尺寸的模具，这势必会造成生产的模具成本高，生产效率低，劳动强度大等问题。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种生产预应力混凝土波形板桩的模具，用以解决现有模具成本高，生产效率低，劳动强度大的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种生产预应力混凝土波形板桩的模具，包括模具底座、内模系统、外模系统和预应力钢筋导向固定件；内模系统和外模系统设于底座上；外模系统呈八字形结构，包括对称设置的第一外边模和第二外边模；内模系统的横截面为梯形，并置于外模系统的内部，内模系统、外模系统和预应力钢筋导向固定件形成的模具空腔用于充填混凝土；预应力钢筋导向固定件的横截面与模具空腔的横截面形状相同。

进一步地，外模系统还包括边模固定支撑、榫头边模、边模固定支撑和榫槽边模，榫头边模设于边模固定支撑内侧，榫槽边模设于边模固定支撑内侧；边模固定支撑与榫头边模的高度相同，均设置于第一外边模与模具底座之间，边模固定支撑与榫槽边模的高度相同，均设置于第二外边模与模具底座之间。

进一步地，榫头边模沿纵向设置横截面为半圆形的边模凹槽，榫槽边模沿侧壁方向设置与边模凹槽相匹配的第一凸起，第一凸起与边模凹槽能够无缝拼接。

进一步地，第一凸起上还设有截面为半圆形的第二凸起，第一凸起的第一半径大于第二凸起的第二半径。

进一步地，预应力钢筋导向固定件的内侧与混凝土浇筑面接触，预应力钢筋导向固定件的外侧设置端头张拉内支撑板，端头张拉内支撑板的外侧设置端头张拉外固定板。

进一步地，钢筋导向固定件设置一排下排钢筋预留孔和多排上排预应力钢筋预留孔。

进一步地，边模固定支撑和边模固定支撑中间设有加强筋板。

进一步地，第一外边模和第二外边模通过边模调整螺栓进行夹紧固定。

进一步地，调整螺栓包括螺栓杆和螺母，螺栓杆的一端与第一外边模的顶端铰接，另一端能够置于第二外边模顶端设置的限位环内，螺母将螺栓杆与限位环紧固。

进一步地，模具底座采用无缝钢管焊接而成，模具底座包括钢板和矩形钢管，矩形钢管作为底部支撑设置于钢板以下；底座设有模具吊点，模具吊点焊接于矩形钢管。

与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果之一：

a)本发明提供的生产预应力混凝土波形板桩的模具，包括可拆卸连接的内模系统和外模系统，通过设置不同规格的预应力钢筋导向固定件制作不同规格的波形板桩，模具结构简单，操作方便，制作工艺简单、生产效率高、劳动强度低，适用于生产多种截面高度的不同截面尺寸的波形板桩，能够有效解决针对需要根据生产不同截面尺寸的产品设计相应的模具的问题，降低了模具的使用成本，而且能够实现生产板桩模具的通用性和标准化，对于工厂化生产预制波形板桩具有重要意义。

b)本发明提供的生产预应力混凝土波形板桩的模具，榫头边模沿纵向设置横截面为半圆形的边模凹槽，榫槽边模沿侧壁方向设置与边模凹槽相匹配的第一凸起，第一凸起上还设有横截面为半圆形的第二凸起，第一凸起具有的第一半径大于第二凸起具有的第二半径，由设置横截面为半圆形的边模凹槽、第一凸和第二凸起的模具制成的板桩具有横截面为半圆形的榫头、第一凹槽和第二凹槽，多个连接板桩时，相邻两板桩中的一个板桩的榫头与另一板桩的第一凹槽连接，沉桩时在第一凹槽和第二凹槽中填充SM遇水膨胀止水胶，使得第一凹槽和第二凹槽处中的SM胶遇水膨胀后与榫头挤压、密封，达到连续板桩的止水效果。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为实施例中先张法预应力混凝土波形板桩模具的纵向视图；

图2为实施例中先张法预应力混凝土波形板桩模具端头张拉内支撑板的纵向视图；

图3为实施例中先张法预应力混凝土波形板桩模具端头张拉外固定板的纵向视图；

图4为实施例中波形板桩头尾预应力钢筋导向固定件的纵向视图；

图5为实施例中先张法预应力混凝土波形板桩外边模的纵向视图；

图6为实施例中先张法预应力混凝土波形板桩内模系统的纵向视图；

图7为实施例中先张法预应力混凝土波形板桩底座的纵向视图；

图8为实施例中先张法预应力混凝土波形榫头边模的纵向视图；

图9为实施例中先张法预应力混凝土波形榫槽边模的纵向视图；

图10为实施例中先张法预应力混凝土波形板桩边模上调整螺栓结构示意图；

图11为实施例中先张法预应力混凝土波形板桩模具完成安装后的结构示意图。

附图标记：

1-底座；2-吊点；3-左边模下固定支撑；4-榫头边模；5-右边模下固定支撑；6-榫槽边模；7-内模系统；8-外边模；9-钢筋导向固定件；10-端头张拉内支撑板；11-端头张拉外固定板；12-边模上调整螺栓；13-下排钢筋预留孔；14-上排第一钢筋预留孔；15-上排第二钢筋预留孔；16-上排第三钢筋预留孔；17-上排第四钢筋预留孔；18-上排第五钢筋预留孔；19-上排第六钢筋预留孔；20-上排第七钢筋预留孔；21-第一固定螺栓孔；22-第二固定螺栓孔。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，全文中描述使用的术语“上”、“下”、“左”、“右”是相对于模具部件的相对位置，例如两个外边模8位于左右两侧对称位置。文中描述使用的“横截面”，是指模具安装完成后，在纵向上的所看到的模具两端的视图，例如，在图1示出的先张法预应力混凝土波形板桩模具的纵向视图中看到的端面即为横截面；文中的“纵向”是指与横截面垂直的方向。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的一个具体实施例，公开了一种生产预应力混凝土波形板桩的模具，如图1至图7所示，包括模具底座1、内模系统7、外模系统和预应力钢筋导向固定件9；内模系统7和外模系统设于底座1上；外模系统呈八字形结构，包括左右对称设置的两个外边模8，也即第一外边模和第二外边模呈八字形对称设置，内模系统7的横截面为梯形，并置于八字形外模系统的内部，内模系统7、外模系统和预应力钢筋导向固定件9形成的模具空腔用于充填钢筋、混凝土。板桩的模具的首尾两端均设置有预应力钢筋导向固定件9，预应力钢筋导向固定件9的横截面与模具空腔的截面形状相同，预应力钢筋导向固定件9的横截面高度与制作的板桩的横截面高度相同。

本实施例中，如图8至图9所示，外模系统还包括边模固定支撑3、榫头边模4、边模固定支撑5和榫槽边模6，榫头边模4位于边模固定支撑3内侧，榫槽边模6位于边模固定支撑5内侧。边模固定支撑3与榫头边模4的高度相同，均设置于左侧外边模8与模具底座1之间，边模固定支撑5与榫槽边模6的高度相同，均设置于右侧外边模8与模具底座1之间。具体的，边模固定支撑3与榫头边模4为一个整体放置于底座1上，位于底座1一侧；边模固定支撑5与榫槽边模6为一个整体放置于底座1上，位于底座的另一侧。边模固定支承3和边模固定支承5均通过螺栓与底座1固定，边模固定支撑3和边模固定支承5的底部均设置有限位螺栓孔，以保证边模固定支撑3和边模固定支承5在底座1的安装位置。

本实施例中，榫头边模4沿纵向设置横截面为半圆形的边模凹槽，榫槽边模6沿侧壁方向设置与边模凹槽相匹配的第一凸起，第一凸起与边模凹槽能够无缝拼接，安装模具时，边模凹槽与半圆形第一凸起相对设置。

为了提升连续板桩的止水效果，第一凸起上还设有横截面为半圆形的第二凸起，第一凸起具有的第一半径大于第二凸起具有的第二半径，优选地，第二半径为1/20～1/8第一半径。可选的，第二凸起的数量有多个，且均匀间隔设置于第一凸起上，进一步优选地，第二凸起的数量为3个。由设置横截面为半圆形的边模凹槽、第一凸和第二凸起的模具制成的板桩具有横截面为半圆形的榫头、第一凹槽和第二凹槽。多个连接板桩时，相邻两板桩中的一个板桩的榫头与另一板桩的第一凹槽连接，沉桩时在第一凹槽和第二凹槽中填充SM遇水膨胀止水胶，使得第一凹槽和第二凹槽处中的SM胶遇水膨胀后与榫头挤压、密封，达到连续板桩的止水效果。

为了提升成型效果，边模固定支撑3和边模固定支撑5中间设有加强筋板，增加固定支撑3和边模固定支撑5支撑边模的刚度，防止板桩成型过程中变形，保证成型效果。

本实施例中，左右两侧的外边模8位于两侧边模固定支承3，5上，下部通过螺栓与边模固定支承3，5连接，上部通过边模调整螺栓12进行两侧边模8的夹紧固定，能够调节夹紧力度；如图10所示，调整螺栓12包括螺栓杆和螺母，螺栓杆的一端与其中一个外边模8的顶端铰接，另一外边模8的顶端设有限位环，限位环顶部开口，螺栓杆的另一端能够通过顶部开口置于限位环内，利用螺母将螺栓杆与限位环紧固，从而实现两侧边模的固定调节。具有调整螺栓12的模具，上部边模调整螺栓12的设计可以有效避免外边模8上部变形，从而影响板桩质量。优选地，调整螺栓12的数量为多个，沿模具长度方向均匀设置。

本实施例中，生产预应力混凝土波形板桩的模具还包括预应力钢筋导向固定件9、端头张拉内支撑板10及端头张拉外固定板11，预应力钢筋导向固定件9的内侧与混凝土浇筑面接触，预应力钢筋导向固定件9的外侧紧靠端头张拉内支撑板10，紧靠端头张拉内支撑板10的外侧设置端头张拉外固定板11，均设置在板桩模具两端，起到固定及张拉预应力钢筋的作用。如图4所示，预应力钢筋导向固定件9的横截面与模具空腔的截面形状相同，预应力钢筋导向固定件9设置在板桩模具的首尾两端，其截面高度与制作的板桩规格型号截面高度相同。预应力钢筋导向固定件9具有多种尺寸型号，根据制作板桩的规格型号及所需的预应力钢筋数量，在钢筋导向固定件9上设置通用的下排钢筋预留孔13和多排上排预应力钢筋预留孔，上排预应力钢筋预留可以根据需要设置排数，如图4所示设置7排上排预应力钢筋预留，具体为上排第一钢筋预留孔14、上排第二钢筋预留孔15、上排第三钢筋预留孔16、上排第四钢筋预留孔17、上排第五钢筋预留孔18、上排第六钢筋预留孔19、上排第七钢筋预留孔20，混凝土上表面高度与预应力钢筋导向固定件9高度齐平，不同规格的板桩需选用不同的钢筋导向固定件9；

本实施例中，端头张拉内支撑板10及端头张拉外固定板11为通用性支撑固定板，设置在板桩端头及预应力钢筋导向固定件9的外侧，起到支撑张拉预应力钢筋的作用；其中，端头张拉外固定板11设置在端头张拉内支撑板10外侧，并通过螺栓与板桩外边模8固定形成整体。具体的，端头张拉外固定板11设置在端头张拉内支撑板10外侧，两者通过螺栓固定，预留的第一固定螺栓孔21的排布方式如图2、3所示；第一固定螺栓孔21与螺栓配合将端头张拉内支撑板10与端头张拉外固定板11固定；端头张拉外固定板11通过螺栓与外边模8、边模下固定支承3、5固定，使模具形成整体，预留的第二固定螺栓孔22的排布方式如图3所示。

本实施例中，张拉内支撑板10上设置有与上排第一钢筋预留孔14、上排第二钢筋预留孔15、上排第三钢筋预留孔16、上排第四钢筋预留孔17、上排第五钢筋预留孔18、上排第六钢筋预留孔19和上排第七钢筋预留孔20相匹配的预留孔，其中，下排钢筋预留孔13通用，上排预应力钢筋预留孔所在位置根据板桩规格型号选用。端头张拉内支撑板10上设置有固定螺栓预留孔21及固定不同截面尺寸板桩的上排预应力钢筋预留孔，该模具通过设置多排上排预应力钢筋预留孔，实现制备多种规格的板桩，应用范围广泛，提升工作效率，显著降低成本。示例性的，如图2所示，上排第一钢筋预留孔14、上排第二钢筋预留孔15、上排第三钢筋预留孔16、上排第四钢筋预留孔17、上排第五钢筋预留孔18、上排第六钢筋预留孔19和上排第七钢筋预留孔20依次用于生产截面高度为300mm、350mm、400mm、450mm、500mm、550mm、600mm的板桩。

本实施例中，内模系统7一体成型或者由钢板焊接而成，优选地，内模系统7固定设于底座1上的中间位置，并通过螺栓或焊接等方式与底座1连接。模具底座1采用无缝钢管焊接而成，模具底座1包括钢板及位于钢板以下的矩形钢管，矩形钢管作为底部支撑沿纵横向设置在钢板以下。为了提高支撑模具的整体刚度，底座1的侧面设置有加强筋板。底座1设有模具吊点2，模具吊点2通过焊接的方式与底座1的矩形钢管支撑连接。

实施时，将底座置于水平，将对应规格板桩模具的内模系统7用螺栓固定在底座1的中间位置；根据待制作板桩的规格型号选择相对应的预应力钢筋导向固定件9，并将预应力钢筋导向固定件9安装在底座1两端的内模系统7的两端，再通过预先设计好的钢筋预留孔安装对应板桩的预应力钢筋及制作好的钢筋笼；将边模固定支撑3与榫头边模4作为一个整体安装在底座1的左侧，将边模固定支撑5与榫槽边模6作为一个整体安装在底座1的右侧，并用螺栓与底座1固定；将左右对称设置的两个外边模8固定安装在边模固定支撑3、边模固定支撑5上，完成模具的安装，完成安装后的结构如图11所示。

与现有技术相比，本实施例提供的生产预应力混凝土波形板桩的模具包括可拆卸连接的内模系统和外模系统，通过设置不同规格的预应力钢筋导向固定件制作不同规格的波形板桩，模具结构简单，操作方便，制作工艺简单、生产效率高、劳动强度低，适用于生产多种截面高度的不同截面尺寸的波形板桩，能够有效解决针对需要根据生产不同截面尺寸的产品设计相应的模具的问题，降低了模具的使用成本，而且能够实现生产板桩模具的通用性和标准化，对于工厂化生产预制波形板桩具有重要意义。其次，榫头边模4沿纵向设置横截面为半圆形的边模凹槽，榫槽边模6沿侧壁方向设置与边模凹槽相匹配的第一凸起，第一凸起上还设有横截面为半圆形的第二凸起，第一凸起具有的第一半径大于第二凸起具有的第二半径，由设置横截面为半圆形的边模凹槽、第一凸和第二凸起的模具制成的板桩具有横截面为半圆形的榫头、第一凹槽和第二凹槽，多个连接板桩时，相邻两板桩中的一个板桩的榫头与另一板桩的第一凹槽连接，沉桩时在第一凹槽和第二凹槽中填充SM遇水膨胀止水胶，使得第一凹槽和第二凹槽处中的SM胶遇水膨胀后与榫头挤压、密封，达到连续板桩的止水效果。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种生产预应力混凝土波形板桩的模具，其特征在于，包括模具底座(1)、内模系统(7)、外模系统和预应力钢筋导向固定件(9)；

所述内模系统(7)和外模系统设于底座(1)上；

所述外模系统呈八字形结构，包括对称设置的第一外边模和第二外边模；所述内模系统(7)的横截面为梯形，并置于所述外模系统的内部，所述内模系统(7)、外模系统和预应力钢筋导向固定件(9)形成的模具空腔用于充填混凝土；

预应力钢筋导向固定件(9)的横截面与模具空腔的横截面形状相同；

所述外模系统还包括第一边模固定支撑(3)、榫头边模(4)、第二边模固定支撑(5)和榫槽边模(6)，所述榫头边模(4)设于第一边模固定支撑(3)内侧，榫槽边模(6)设于第二边模固定支撑(5)内侧；

所述第一边模固定支撑(3)与榫头边模(4)的高度相同，均设置于第一外边模与模具底座(1)之间，所述第二边模固定支撑(5)与榫槽边模(6)的高度相同，均设置于第二外边模与模具底座(1)之间；

所述榫头边模(4)沿纵向设置1个横截面为半圆形的边模凹槽，榫槽边模(6)沿侧壁方向设置1个与边模凹槽相匹配的第一凸起，第一凸起与边模凹槽能够无缝拼接；

所述第一凸起上还设有截面为半圆形的第二凸起，第一凸起的第一半径大于第二凸起的第二半径；

边模凹槽设于榫头边模(4)的侧面中部，第一凸起设于榫槽边模(6)的侧面中部；

第二凸起的数量有多个，且均匀间隔设置于第一凸起上；

钢筋导向固定件(9)设置一排下排钢筋预留孔(13)和多排上排预应力钢筋预留孔； 所述上排预应力钢筋预留孔包括：上排第一钢筋预留孔(14)、上排第二钢筋预留孔(15)、上排第三钢筋预留孔(16)、上排第四钢筋预留孔(17)、上排第五钢筋预留孔(18)、上排第六钢筋预留孔(19)、上排第七钢筋预留孔(20)；张拉内支撑板(10)上设置有与上排第一钢筋预留孔(14)、上排第二钢筋预留孔(15)、上排第三钢筋预留孔(16)、上排第四钢筋预留孔(17)、上排第五钢筋预留孔(18)、上排第六钢筋预留孔(19)和上排第七钢筋预留孔(20)相匹配的预留孔。

2.根据权利要求1所述的生产预应力混凝土波形板桩的模具，其特征在于，所述预应力钢筋导向固定件(9)的内侧与混凝土浇筑面接触，所述预应力钢筋导向固定件(9)的外侧设置端头张拉内支撑板(10)，所述端头张拉内支撑板(10)的外侧设置端头张拉外固定板(11)。

3.根据权利要求1所述的生产预应力混凝土波形板桩的模具，其特征在于，所述第一边模固定支撑(3)和第二边模固定支撑(5)中间设有加强筋板。

4.根据权利要求1所述的生产预应力混凝土波形板桩的模具，其特征在于，第一外边模和第二外边模通过边模调整螺栓(12)进行夹紧固定。

5.根据权利要求4所述的生产预应力混凝土波形板桩的模具，其特征在于，所述调整螺栓(12)包括螺栓杆和螺母，螺栓杆的一端与第一外边模的顶端铰接，另一端能够置于第二外边模顶端设置的限位环内，螺母将螺栓杆与限位环紧固。

6.根据权利要求1至5任一项所述的生产预应力混凝土波形板桩的模具，其特征在于，所述模具底座(1)采用无缝钢管焊接而成，所述模具底座(1)包括钢板和矩形钢管，所述矩形钢管作为底部支撑设置于钢板以下；所述底座(1)设有模具吊点(2)，所述模具吊点(2)焊接于所述矩形钢管。

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