CN113073634A - 一种局部增强的预制桩端板及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种局部增强的预制桩端板及其使用方法，预制桩端板包括：端板本体、沉头孔、螺纹孔、条形槽、堆焊倒角、抱箍缺口，所述端板本体上设置有多个均匀排布且一一对应的螺纹孔、条形槽、沉头孔，端板本体外缘上部设置有堆焊倒角，下部设置有抱箍缺口，预制桩连接时，通过堆焊倒角焊接，抱箍嵌入抱箍缺口包裹端板本体与混凝土桩。还包括增强部，所述增强部设置于沉头孔、螺纹孔、抱箍缺口处，增强部与端板本体可为相同材料，也可为不同材料。增强部可通过铸造法、拼接法、冲压法形成。本发明对端板进行局部增强，在不降低端板使用性能的前提下节约成本，采用冲压法的加工时，极大提高了张拉板的加工效率，缩短加工时间，安全性更高。

Description

一种局部增强的预制桩端板及其加工方法

技术领域

本发明属于预制混凝土加工领域，具体涉及一种局部增强的预制桩端板及其加工方法。

背景技术

端板是预制混凝土桩主要钢制构件，主要起到固定主筋、辅助张拉的作用，同时端板又是两个混凝土预制桩对接的接头，因而它承受并传递管桩所承担的全部载荷。在用先张法赋予钢筋预应力时，端板法兰部分内部应力状态恶劣，且会出现局部应力集中，因而要求端板的材料具有较高的机械强度。为了保证端板的性能，国家和行业制定了一系列的标准，对预制桩端板的尺寸、材料进行限制，其中端板的厚度是关键参数。常规情况下，端板厚度不得低于18mm，如说明书附图1所示，端板的在生产和使用过程中，其主要承受载荷的部位为以下三处：

1、沉头孔处，承受主筋墩头的拉力；

2、螺纹孔处，承受锚固张拉作用力；

3、端板外缘堆焊处，承受预制桩所收到的拉力。

目前沉头孔通过钻床，将各个通孔依次钻出；螺纹孔，通过钻床或冲压机，依次钻出或冲出通孔，再通过攻丝机加工螺纹，再将螺纹通孔和沉头孔之间的条形槽逐一冲压。端板外缘的抱箍缺口通过铣刀加工，堆焊的焊缝通过倒角加工。

以上加工方式较为繁琐，本公司中国发明专利CN111375995B一种预应力张拉板高效高精度加工工艺、CN111266464A一种局部增强的预制桩端板及其工作方法、CN111230230A适用于缺口孔的攻丝装置及其工作方法，公开了一种全新的端板加工方式，采用复合冲压旋转模具，一次成型沉头孔、大螺纹孔的底孔，再通过自定心攻丝装置，加工螺纹孔，减少了操作步骤，提高工作效率和加工质量。而进一步降低操作步骤，甚至于节省材料却维持端板性能，是本发明要解决的问题。

发明内容

针对现有技术所存在的上述不足，本发明的目的是，提供一种局部增强的预制桩端板及其加工方法，进一步地降低预制混凝土端板的加工时间，同时在保证端板力学性能的基础上降低端板的厚度，从而节省材料成本。

本发明采用如下技术方案：一种局部增强的预制桩端板，包括：端板本体、沉头孔、螺纹孔、条形槽、堆焊倒角、抱箍缺口，所述端板本体上设置有多个均匀排布且一一对应的螺纹孔、条形槽、沉头孔，端板本体外缘上部设置有堆焊倒角，下部设置有抱箍缺口，预制桩连接时，通过堆焊倒角焊接，抱箍嵌入抱箍缺口包裹端板本体与混凝土桩，

还包括增强部，所述增强部设置于沉头孔、螺纹孔、抱箍缺口处，增强部与端板本体可为相同材料，也可为不同材料。

进一步地，所述增强部为独立部件，通过拼接方式与端板本体固连，拼接方式包括焊接。

进一步地，所述增强部在铸造时形成。

进一步地，所述抱箍缺口处的增强部为大环形；螺纹孔处的增强部为小环形，比螺纹孔直径大；沉头孔处的的增强部为圆形。

进一步地，所述增强部为现有端板本体的胚料通过冲压方式形成。

进一步地，所述端板本体比现有同规格的端板薄，两者厚度差值≤增强部厚度。

进一步地，所述端板本体为以下之一：实心方板、空心方板、实心圆板、管桩、实心异形板、空心异形板，异形板包括六角形、H型、U型；为空心板时，可为单孔板或多孔板。

进一步地，端板本体材料采用Q235B碳素结构钢。

相应地，公开一种局部增强的预制桩端板的加工方法，包括以下步骤：

端板本体下料，

加工沉头孔、螺纹孔、条形槽、堆焊倒角、抱箍缺口等特征，其中抱箍缺口留有余量，

加工增强部，

焊接增强部，在沉头孔底部、螺纹孔底部、抱箍缺口处分别焊接增强部。

相应地，公开一种局部增强的预制桩端板的加工方法，包括以下步骤：

铸造，端板本体下部，预留增强体，

端板本体下料，

加工沉头孔、螺纹孔、条形槽、堆焊倒角、抱箍缺口等特征。

相应地，公开一种局部增强的预制桩端板的加工方法，包括以下步骤：

下料：按照要求的外形尺寸，将端板本体加工；

冲压:配合模具，在沉头孔、螺纹孔、抱箍缺口处进行冲压，冲压出增强部，三处位置可分多次冲压，也可一次冲压成型，此时沉头孔、堆焊倒角、抱箍缺口加工到位，

冲出条形槽、螺纹底孔两个贯通特征，

攻丝，将端板本体放上多轴攻丝机，每个螺纹底孔均对应有一个定位销，攻丝的丝锥中心加工有盲孔，盲孔套接在定位销上，多轴驱动多根丝锥攻丝，丝锥套接在定位销上，防止受力不均偏移。

有益效果：

1、本发明公开的一种局部增强的预制桩端板及其加工方法，分析端板承载力关键结构部分，对其进行局部增强，可以减少端板厚度，从而节省大量材料，在不降低端板使用性能的前提下节约材料成本；

2、本发明采用冲压法的加工方法，将沉头孔、螺纹底孔、堆焊倒角、抱箍缺口冲压成型，同时在冲压各处形成增强部，与现有方法相比，取消了刨床、钻床的使用，降低了对操作人员熟练度的依赖，提高了产品的一致性。

3、本发明采用冲压法的加工方法，极大提高了张拉板的加工效率，缩短加工时间，减少人工，安全性更高，同时降低了加工成本。

附图说明

图1为背景技术中所述的现有端板局部结构示意图；

图2为为本发明所述的采用拼接方法获取增强部的端板局部结构示意图；

图3为为本发明所述的采用铸造方法获取增强部的端板局部结构示意图；

图4为为本发明所述的采用冲压方法获取增强部的端板局部结构示意图；

图5为为本发明所述的采用冲压方法获取增强部的两块端板连接局部结构示意图。

图中：1、螺纹孔，2、沉头孔，3、堆焊倒角，4、抱箍缺口，5、端板本体，6、增强部。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例详细描述一下本发明的具体内容。

实施例一：

一种局部增强的预制桩端板，包括：端板本体5、沉头孔2、螺纹孔1、条形槽、堆焊倒角3、抱箍缺口4，所述端板本体5上设置有多个均匀排布且一一对应的螺纹孔1、条形槽、沉头孔2，端板本体5外缘上部设置有堆焊倒角3，下部设置有抱箍缺口4，预制桩连接时，通过堆焊倒角3焊接，抱箍嵌入抱箍缺口4包裹端板本体5与混凝土桩，

还包括增强部6，所述增强部6设置于沉头孔2、螺纹孔1、抱箍缺口4处，增强部6与端板本体5可为相同材料，也可为不同材料。所述端板本体5为以下之一：实心方板、空心方板、实心圆板、管桩、实心异形板、空心异形板，异形板包括六角形、H型、U型；为空心板时，可为单孔板或多孔板。

所述抱箍缺口4处的增强部6为大环形；螺纹孔1处的增强部6为小环形，比螺纹孔1直径大；沉头孔2处的的增强部6为圆形。

如图2所示，所述增强部6为独立部件，通过拼接方式与端板本体5固连，拼接方式包括焊接。

加工方法，包括以下步骤：

端板本体5下料，

加工沉头孔2、螺纹孔1、条形槽、堆焊倒角3、抱箍缺口4等特征，其中抱箍缺口4留有余量，

加工增强部6，

焊接增强部6，在沉头孔2底部、螺纹孔1底部、抱箍缺口4处分别焊接增强部6。

实施例二：

其他部分与实施例相同，除了所述增强部6的形成方法，增强部6在铸造时形成，如图3所示。

加工方法，包括以下步骤：

铸造，端板本体5下部，预留增强体，

端板本体5下料，

加工沉头孔2、螺纹孔1、条形槽、堆焊倒角3、抱箍缺口4等特征。

实施例三：

其他部分与实施例相同，除了所述增强部6的形成方法，以及增强部的形状。如图4所示，所述增强部6为现有端板本体5的胚料通过冲压方式形成。

加工方法，包括以下步骤：

下料：按照要求的外形尺寸，将端板本体5加工；

冲压:配合模具，在沉头孔2、螺纹孔1、抱箍缺口4处进行冲压，冲压出增强部6，三处位置可分多次冲压，也可一次冲压成型，此时沉头孔2、堆焊倒角3、抱箍缺口4加工到位，

冲出条形槽、螺纹底孔两个贯通特征，

攻丝，将端板本体5放上多轴攻丝机，每个螺纹底孔均对应有一个定位销，攻丝的丝锥中心加工有盲孔，盲孔套接在定位销上，多轴驱动多根丝锥攻丝，丝锥套接在定位销上，防止受力不均偏移。

实施例四：

其他部分与实施例一、二、三任一个相同，更进一步的，所述端板本体5比现有同规格的端板薄，两者厚度差值≤增强部6厚度。

本发明的工作原理：

预制桩端板起承压、连接作用的，主要为螺纹孔1、沉头孔2、外缘，外缘包括堆焊倒角3和抱箍缺口4，端板厚度有各种规格，以20mm举例，如说明书附图5所示，端板有效承载部位的厚度H＝h+D*2，其中h为两块端板本体5厚度之和，D为增强部6平均厚度，现有的端板主要靠自身厚度保证有效承载部位的厚度H，而本发明依靠端板自身厚度与增强部6厚度，因此，可以减少端板自身厚度，从而节省材料。说明书附图4冲压式的加工方法，为本发明主要保护方式；说明书附图2的拼接法与说明书附图3的铸造法为本发明扩展保护方式，拼接法与铸造法均可以减少端板厚度。而冲压法的优势在于，其成本更低，所需端板胚料可从市场直接采购，增强部6为端板胚料冲压而成，无需额外耗料，增强部6类似于锻压，端板本体5在形成沉头孔2、螺纹底孔、堆焊倒角3、抱箍缺口4时产生塑性变形，变形的部位形成增强部6。无需像现有方式一样，将堆焊倒角3、抱箍缺口4通过刨床加工，沉头孔2、螺纹底孔通过钻床加工。

端板的厚度，目前有国家标准、行业标准与企业标准，如果推动本发明的局部增强原理，在不降低端板承载力的前提下，从而降低端板的厚度，可以大大节省材料的使用，调整相关标准。类似于实心粘土烧结砖变为多孔砖的过程，每年为我国带来钢材可观的节约量。

综上所述，本发明对端板进行局部增强，在不降低端板使用性能的前提下节约成本，采用冲压法的加工时，极大提高了张拉板的加工效率，缩短加工时间，减少人工，安全性更高。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种局部增强的预制桩端板，包括：端板本体(5)、沉头孔(2)、螺纹孔(1)、条形槽、堆焊倒角(3)、抱箍缺口(4)，所述端板本体(5)上设置有多个均匀排布且一一对应的螺纹孔(1)、条形槽、沉头孔(2)，端板本体(5)外缘上部设置有堆焊倒角(3)，下部设置有抱箍缺口(4)，预制桩连接时，通过堆焊倒角(3)焊接，抱箍嵌入抱箍缺口(4)包裹端板本体(5)与混凝土桩，

其特征在于：还包括增强部(6)，所述增强部(6)设置于沉头孔(2)、螺纹孔(1)、抱箍缺口(4)处，增强部(6)与端板本体(5)可为相同材料，也可为不同材料。

2.根据权利要求1所述的一种局部增强的预制桩端板，其特征在于：所述增强部(6)为独立部件，通过拼接方式与端板本体(5)固连，拼接方式包括焊接。

3.根据权利要求1所述的一种局部增强的预制桩端板，其特征在于：所述增强部(6)在铸造时形成。

4.根据权利要求2或3所述的一种局部增强的预制桩端板，其特征在于：所述抱箍缺口(4)处的增强部(6)为大环形；螺纹孔(1)处的增强部(6)为小环形，比螺纹孔(1)直径大；沉头孔(2)处的的增强部(6)为圆形。

5.根据权利要求1所述的一种局部增强的预制桩端板，其特征在于：所述增强部(6)为现有端板本体(5)的胚料通过冲压方式形成。

6.根据权利要求1、2、3、5任一项所述的一种局部增强的预制桩端板，其特征在于：所述端板本体(5)比现有同规格的端板薄，两者厚度差值≤增强部(6)厚度。

7.根据权利要求1、2、3、5任一项所述的一种局部增强的预制桩端板，其特征在于：所述端板本体(5)为以下之一：实心方板、空心方板、实心圆板、管桩、实心异形板、空心异形板，异形板包括六角形、H型、U型；为空心板时，可为单孔板或多孔板。

8.根据权利要求2所述的一种局部增强的预制桩端板的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：

端板本体(5)下料，

加工沉头孔(2)、螺纹孔(1)、条形槽、堆焊倒角(3)、抱箍缺口(4)等特征，其中抱箍缺口(4)留有余量，

加工增强部(6)，

焊接增强部(6)，在沉头孔(2)底部、螺纹孔(1)底部、抱箍缺口(4)处分别焊接增强部(6)。

9.根据权利要求3所述的一种局部增强的预制桩端板的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：

铸造，端板本体(5)下部，预留增强体，

端板本体(5)下料，

加工沉头孔(2)、螺纹孔(1)、条形槽、堆焊倒角(3)、抱箍缺口(4)等特征。

10.根据权利要求5所述的一种局部增强的预制桩端板的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：

下料：按照要求的外形尺寸，将端板本体(5)加工；

冲压:配合模具，在沉头孔(2)、螺纹孔(1)、抱箍缺口(4)处进行冲压，冲压出增强部(6)，三处位置可分多次冲压，也可一次冲压成型，此时沉头孔(2)、堆焊倒角(3)、抱箍缺口(4)加工到位，

冲出条形槽、螺纹底孔两个贯通特征，

攻丝，将端板本体(5)放上多轴攻丝机，每个螺纹底孔均对应有一个定位销，攻丝的丝锥中心加工有盲孔，盲孔套接在定位销上，多轴驱动多根丝锥攻丝，丝锥套接在定位销上，防止受力不均偏移。

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