CN116968170A - 混凝土方管的制备装置和方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及混凝土管制造技术领域，提供一种混凝土方管的制备装置和方法，包括：外模，相拼接合围形成浇筑腔；方形限位框，设置在外模的一端，方形限位框设置有第一方孔；钻杆，为横截面为勒洛三角形的柱体，钻杆穿过第一方孔，插入浇筑腔内；以及偏心驱动机构，与钻杆的一端连接，用于驱动钻杆沿第一方孔的内壁在浇筑腔内与偏心回转，将浇筑腔内的塑性混凝土料挤压定型为混凝土方管。利用钻杆将塑性混凝土料定型为混凝土方管，取消了传统方案的内模设计，简化了工艺流程，且拆模过程中，也无需考虑内模的拆模施工，极大的提高了施工效率。通过钻杆对塑性混凝土料的挤压，使塑性混凝土料紧密的堆积，提高了混凝土方管的质量。

Description

混凝土方管的制备装置和方法

技术领域

本发明属于混凝土管制造技术领域，具体涉及一种混凝土方管的制备装置和方法。

背景技术

混凝土管是用混凝土或者钢筋混凝土制作的管体，用于输送水、油、气等流体，相关技术中的混凝土管分为素混凝土管、普通钢筋混凝土管、自应力钢筋混凝土管和预应力钢筒混凝土管。根据横截面形状，混凝土管包括混凝土圆管和混凝土方管。其中，混凝土圆管的横截面内外轮廓均为圆形，混凝土方管的横截面内外轮廓线均为矩形。

目前的混凝土圆管的制备方法是设置同心不同径的圆管状的内模和外模，在内模和外模之间形成的腔体内注入混凝土，再利用震动机械对混凝土进行振捣压实，待混凝土达到设计强度后，进行拆模养护。整个施工过程繁琐复杂，生产效率低。而混凝土方管的制备方法虽然与混凝土圆管的制备方法类似，但混凝土方管的制备更为复杂。原因在于，制备混凝土圆管的内模和外模采用若干个弧形立板拼接，拼接后的内模和外模为圆管结构，拆模过程中，可通过回转内模的方式实现内模的脱模。而制备混凝土方管的内模和外模采用若干个平直立板拼接，拼接后的内模和外模为方管结构，四角均为直角，无法通过回转内模的方式实现内模的脱模，只能逐一拆除拼接内模的平直立板以及相应的支撑附件，脱模效率低，进而影响混凝土方管的生产效率。因此，需要一种新的制备混凝土方管的方法和装置，以简化施工流程，提高生产效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种混凝土方管的制备装置和方法，用于解决现有混凝土方管制备方法存在的施工流程复杂，施工效率低，混凝土方管质量差的问题。

第一方面，本发明提供一种混凝土方管的制备装置，包括：

外模，所述外模包括多个模板单元，多个模板单元相拼接合围形成浇筑腔；

送料装置，用于将塑性混凝土料注入所述浇筑腔；

方形限位框，所述方形限位框设置在所述外模的一端，所述方形限位框设置有第一方孔，所述第一方孔的横截面尺寸小于所述浇筑腔的横截面尺寸；

钻杆，所述钻杆为横截面为勒洛三角形的柱体，所述钻杆穿过所述第一方孔，插入所述浇筑腔内；以及

偏心驱动机构，所述偏心驱动机构与所述钻杆的一端连接，用于驱动所述钻杆沿所述第一方孔的内壁在浇筑腔内与所述模板单元保持间距的偏心回转，挤压所述浇筑腔内的塑性混凝土料，将塑性混凝土料定型为内壁具有第二方孔的混凝土方管。

进一步地，所述偏心驱动机构包括驱动电机以及与驱动电机的输出轴连接的万向杆，所述万向杆连接所述钻杆，所述钻杆的中心轴与所述驱动电机的输出轴偏心布置。

进一步地，所述制备装置还包括底座；所述外模竖立的设置在所述底座的顶部；所述方形限位框水平设置在所述底座的顶部，且位于所述外模的内侧；所述钻杆竖立的设置在所述浇筑腔内；所述偏心驱动机构设置在所述底座内。

进一步地，所述方形限位框为正方形框架，所述第一方孔的横截面为正方形；所述方形限位框的外侧抵接于所述外模的内侧，所述方形限位框的内侧与外侧的距离为所述混凝土方管的壁厚。

由于方形限位框的第一方孔为正方形，且方形限位框的外侧抵接在外模的内侧，因此方形限位框的内侧与外侧的距离直接决定了混凝土方管的壁厚，可通过调整方形限位框的尺寸，实现对混凝土方管壁厚的调整，以满足混凝土方管不同的设计需求，降低生产成本。

进一步地，所述浇筑腔的横截面为长方形，所述制备装置还包括平移机构，所述平移机构与所述方形限位框和偏心驱动机构连接，用于驱动方形限位框、偏心驱动机构以及钻杆同步沿所述长方形的长度方向平移。

通过平移机构实现方形限位框、偏心驱动机构以及钻杆的同步平移，可生产出第二方孔的横截面为长方形的混凝土方管，不局限于正方形混凝土方管的制备，降本增效。

进一步地，所述制备装置还包括吊放设备，用于吊放钢筋笼至所述外模与钻杆之间。

第二方面，本发明提出一种混凝土方管的制备方法，包括以下步骤：

根据拟制备的混凝土方管的尺寸，拼接外模的多个模板单元，使多个模板单元合围形成浇筑腔；

利用送料装置将塑性混凝土料注入所述浇筑腔；

将钻杆插入浇筑腔，并穿过方形限位框的第一方孔后，连接偏心驱动机构；所述第一方孔的横截面尺寸小于所述浇筑腔的横截面尺寸；所述钻杆为水平横截面为勒洛三角形的柱体；利用所述偏心驱动机构驱动所述钻杆沿所述第一方孔的孔壁在浇筑腔内与所述模板单元保持间距的偏心回转，挤压所述浇筑腔内的塑性混凝土料，将塑性混凝土料定型为内壁具有第二方孔的混凝土方管；

拆模养护。

进一步地，所述根据拟制备的混凝土方管的尺寸，拼接外模的多个模板单元，使多个模板单元合围形成浇筑腔的步骤包括：

根据拟制备的混凝土方管的尺寸，制作外模的多个模板单元以及位于混凝土方管内部的钢筋笼；将钢筋笼设置在目标位置；将外模的模板单元拼接在钢筋笼的外周，形成包围钢筋笼的浇筑腔。

进一步地，当所述浇筑腔的横截面为长方形，第一方孔的横截面为正方形，且正方形的边长小于长方形的短边时，所述偏心驱动机构驱动所述钻杆偏心回转的过程中，利用平移机构驱动所述方形限位框、偏心驱动机构以及钻杆同步沿所述长方形的长边的方向平移。

进一步地，所述拆模养护的步骤包括：将外模及其内部的混凝土方管一同转移至蒸汽养护房内，拆卸外模的模板单元，对混凝土方管进行蒸汽养护。

本发明的有益效果包括：通过在外模的浇筑腔内设置横截面为勒洛三角形的钻杆，利用偏心驱动机构驱动钻杆在浇筑腔内偏心回转，使钻杆的侧壁挤压浇筑腔内具有强度低，塑性大特性的塑性混凝土料，利用钻杆将塑性混凝土料定型为混凝土方管，取消了传统方案的内模设计，简化了工艺流程，且拆模过程中，也无需考虑内模的拆模施工，极大的提高了施工效率。通过钻杆对塑性混凝土料的挤压，使塑性混凝土料紧密的堆积，不会存在间隙，提高了混凝土方管的质量，也省去了传统方法中需要利用震动机械对混凝土进行振捣压实的步骤，降低设备成本的同时也提高了施工效率。

附图说明

图1为本发明混凝土方管的制备装置的一种实施方式的立体结构示意图。

图2为图1的剖视结构示意图。

图3为图2的钻杆、方形限位框以及偏心驱动机构的立体结构示意图。

图4为图1的俯视结构示意图。

图5为图4的浇筑腔内设置有钢筋笼的俯视结构示意图。

图6为图5的钻杆偏心回转将浇筑腔内的塑性混凝土料定型为混凝土方管的俯视结构示意图。

图7为本发明混凝土方管的制备装置的另一种实施方式的立体结构示意图。

图8为图7的制备装置适用的钢筋笼的俯视结构示意图。

图9为图7的制备装置将塑性混凝土料定型为混凝土方管的过程中，钻杆的平移轨迹示意图。

图10为本发明混凝土方管的制备方法的流程示意图。

图中，1-底座；2-外模；3-浇筑腔；4-钻杆；5-钢筋笼；6-纵筋；7-箍筋；8-连接支架；9-驱动电机；10-万向杆；11-方形限位框；12-第一方孔；13-第二方孔；14-塑性混凝土料；15-平移机构。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

实施例1

如图1-3所示，本发明提出的混凝土方管的制备装置，包括：底座1、外模、方形限位框11、钻杆4以及偏心驱动机构。

底座1的顶部为水平端面。

外模竖立的设置在所述底座1的顶部。外模包括两个模板单元，模板单元竖立设置，每个模板单元的水平横截面为U型，两个模板单元相拼接合围形成浇筑腔3；浇筑腔3的水平横截面为正方形。两个模板单元的围合的浇筑腔3的内侧轮廓为计划施工的混凝土方管的外轮廓面。根据混凝土方管的尺寸需求，确定其长宽高尺寸，基于该长宽高尺寸，确定外模的长宽高尺寸，再以此设计模板单元的尺寸和拼接方式。

本实施例中，混凝土方管主要指其内壁合围形成的第二方孔13为方形孔，并不对混凝土方管的外轮廓面合围形成的形状进行限定，其外轮廓面合围后可以是圆形，也可以是方形。其中，方形包括正方形和长方形。

两个模板单元的拼接可以采用螺栓连接，或对拉螺杆连接。

送料装置，用于将塑性混凝土料14注入所述浇筑腔3。送料装置可以是自动化送料装置，比如，送料装置包括相连接的送料泵和送料管，送料管位于浇筑腔3的顶部，料仓或料斗内的塑性混凝土料14被送料泵泵入送料管，再通过送料管送入浇筑腔3内。

方形限位框11设置在所述外模的一端，当外模竖立设置时，方形限位框11位于外模的底端。当然，不排除外模可以水平设置，相应的钻杆4也水平设置。本实施例中，外模和钻杆4均竖立设置。

外模的模板单元可设计为沿高度方向拼接的多个子单元，实现外模的高度调节，以用于生产不同长度的混凝土方管。对应的，钻杆4也被设计为多段式结构，钻杆4包括沿其长度方向拼接的多段柱单元，每段柱单元的横截面均为勒洛三角形的柱体。相邻段柱单元的拼接方式可以采用焊接方式。

如图2、4所示，方形限位框11水平设置在所述底座1的顶部，且位于所述外模的内侧。所述方形限位框11为水平的正方形框架。其中心设置有横截面为正方形的第一方孔12。所述第一方孔12的横截面尺寸小于所述浇筑腔3的横截面尺寸。由于第一方孔12为正方形，其横截面尺寸包括第一方孔12的边长。浇筑腔3的横截面可以是正方形，也可以是长方形，当浇筑腔3的横截面为正方形时，第一方孔12的边长小于浇筑腔3的横截面的边长，当浇筑腔3的横截面为长方形时，第一方孔12的边长小于浇筑腔3的横截面的短边的长度。另外，第一方孔12的中心轴与浇筑腔3的横截面的中心轴重合。

钻杆4为横截面为勒洛三角形的柱体，所述钻杆4穿过所述第一方孔12，竖立的插入所述浇筑腔3内。其中，勒洛三角形是一种图形，是以等边三角形每个顶点为圆心，以边长为半径，在另两个顶点间作一段弧，三段弧围成的曲边三角形就是勒洛三角形(reuleauxtriangle)，也称鲁洛三角形。

偏心驱动机构与所述钻杆4的一端连接，用于驱动所述钻杆4沿所述第一方孔12的内壁在浇筑腔3内与所述模板单元保持间距的偏心回转，挤压所述浇筑腔3内的塑性混凝土料14，将塑性混凝土料14定型为内壁具有第二方孔13的混凝土方管。

偏心驱动机构驱动钻杆4偏心回转，方形限位框11的第一方孔12限制钻杆4的移动路径，钻杆4偏心回转过程中，其与第一方孔12的孔壁始终具有四个接触点或接触面，且该四个接触点或接触面分别位于第一方孔12的四个孔壁。在偏心驱动机构对钻杆4的持续驱动下，钻杆4的侧壁在空间上的活动轨迹形成一个虚拟的竖立长方体，该长方体的长度为钻杆4的长度，横截面形状与第一方孔12相似，区别在于在第一方孔12的四角存在倒圆角。钻杆4在空间上形成的虚拟的长方体的侧壁实际上为拟制备的混凝土方管的第二方孔13的内壁。

所述方形限位框11的外侧抵接于所述外模的内侧，所述方形限位框11的内侧与外侧的距离为所述混凝土方管的壁厚。基于此，可通过控制方形限位框11的第一方孔12的尺寸，控制混凝土方管的第二方孔13的尺寸。

如图6所示，当浇筑腔3内存在塑性混凝土料14时，钻杆4转动过程中，钻杆4侧壁朝外模方向挤压塑性混凝土料14，塑性混凝土料14被横向压实的同时，钻杆4在塑性混凝土料14中间形成孔洞，随着钻杆4的持续转动，塑性混凝土料14中间的孔洞扩大，最终孔洞定型为如图6所示的第二方孔13，钻杆4与外模之间的塑性混凝土料14定型为混凝土方管。需要说明的是，由于塑性混凝土料14具有强度低，塑性大的特性，钻杆4挤压塑性混凝土料14至某一形状后，即使失去钻杆4的挤压或支撑力，塑性混凝土料14也不会坍塌或弯曲变形。其好比橡皮泥的塑形，当外力施加在橡皮泥上，橡皮泥随之变形，即使该外力消失，橡皮泥也不会复原。

若需要的混凝土方管为素混凝土管，在施工时，可不设置钢筋笼5。若需要施工钢筋混凝土方管，在将塑性混凝土料14注入浇筑腔3前，先施工钢筋笼5。钢筋笼5可以在外模的模板单元拼接前设置在底座1的指定位置，也可以在外模合围形成浇筑腔3后，将钢筋笼5吊放至浇筑腔3内。

所述钢筋笼5包括多个箍筋7以及沿箍筋7周向分布的多个纵筋6，多个箍筋7沿纵筋6的长度方向分布，钢筋笼5竖立设置。每个箍筋7水平设置为方形箍。如图5所示，钢筋笼5的外侧与外模的内侧保持横向间距，钢筋笼5的内侧与钻杆4保持横向间距。

底座1的顶部设置有同心等比例扩大的多个定位环，包括第一定位环和第二定位环，分别用于外模和钢筋笼5的定位。

底座1的顶部设置有正方形的通孔，该通孔的边长大于方形限位框11的内侧的边长，小于方形限位框11的外侧的边长，且底座1的顶部在通孔周围设置有一圈阶梯槽，方形限位框11设置在该阶梯槽上，方形限位框11的顶部与底座1的顶部处于同一水平面，方形限位框11的顶部的水平轮廓面实际上为制备的混凝土方管的底部的轮廓面。

底座1的位于方形限位框11的下方设置有连接支架8，该连接支架8连接偏心驱动机构。所述偏心驱动机构设置在所述底座1内。所述偏心驱动机构包括驱动电机9以及与驱动电机9的输出轴连接的万向杆10，所述万向杆10连接所述钻杆4，所述钻杆4的中心轴与所述驱动电机9的输出轴偏心布置。驱动电机9的外壳与连接支架8连接，驱动电机9的输出轴驱动万向杆10偏心回转，在万向杆10的作用下，带动钻杆4偏心回转，钻杆4在方形限位框11内回转，其在方形限位框11以上的部分挤压位于浇筑腔3内的塑性混凝土料14，以形成混凝土方管。

需要说明的是，由于方形限位框11的第一方孔12的横截面大于钻杆4的横截面，因此注入浇筑腔3的塑性混凝土料14可能从第一方孔12中掉落，但由于塑性混凝土料14可回收使用，这种掉落出的塑性混凝土料14可在钻杆4回转形成混凝土方管后，回收再利用。为了便于回收，可在底座1的侧端设置开口或在底座1的底部设置集料板，用于回收掉落至方形限位框11下方的塑性混凝土料14。当然，也可在方形限位框11的下方固定设置有封闭第一方孔12的橡胶膜，橡胶膜上设置有勒洛三角形通孔，钻杆4穿过该勒洛三角形通孔，利用橡胶膜的易变形特性，可受钻杆4挤压变形，也可随挤压力的消失而复位，同时，可阻隔上方的塑性混凝土料14掉落。

所述制备装置还包括吊放设备，用于吊放钢筋笼5至所述外模与钻杆4之间。吊放设备不仅可用于吊放钢筋笼5，还可以用于吊放成型的混凝土方管，将其转运至蒸汽养护房。

如图10所示，本发明提出的混凝土方管的制备方法，包括以下步骤：

S1、根据拟制备的混凝土方管的尺寸，制作外模的多个模板单元以及位于混凝土方管内部的钢筋笼5。

S2、将钢筋笼5设置在底座1的目标位置，比如设置在底座1的第二定位环外侧或内侧；底座1的位于第二定位环的外侧还设置有第一定位环，将外模的模板单元拼接在钢筋笼5的外周，使模板单元位于第一定位环的外侧或内侧，多个模板单元拼接合拢形成包围钢筋笼5的浇筑腔3。利用紧固件，比如螺栓或对拉螺杆将多个模板单元固定。还可在外模的外侧设置斜撑件，对外模进行支撑固定，斜撑件的底部也与底座1固定，用于防止外模受到钻杆4施加的横向挤压力而倾倒。

S3、利用送料装置将塑性混凝土料14注入所述浇筑腔3。该过程可以在钻杆4穿插在浇筑腔3以前，也可以在钻杆4穿插在浇筑腔3以后，塑性混凝土料14注入浇筑腔3时，尽量靠近外模，远离浇筑腔3的中心。

S4、将钻杆4插入浇筑腔3，并穿过方形限位框11的第一方孔12后，连接偏心驱动机构，其中，偏心驱动机构提前安装在底座1上。所述第一方孔12的横截面尺寸小于所述浇筑腔3的横截面尺寸；所述钻杆4为水平横截面为勒洛三角形的柱体；启动偏心驱动机构，利用所述偏心驱动机构驱动所述钻杆4沿所述第一方孔12的孔壁在浇筑腔3内与所述模板单元保持间距的偏心回转，挤压所述浇筑腔3内的塑性混凝土料14，将塑性混凝土料14定型为内壁具有第二方孔13的混凝土方管。

实际上，该步骤也可以在外模合拢之前进行，比如，先将偏心驱动机构安装在底座1上，再将方形限位框11固定在底座1上，再将钻杆4竖立的设置，穿过第一方孔12后，连接偏心驱动机构。再依次安装钢筋笼5和外模，浇筑腔3形成后，再向钻杆4与外模之间的空间内注入塑性混凝土料14，启动偏心驱动机构。

S5、拆模养护。拆模养护的步骤包括：将外模及其内部的混凝土方管连同底座1一同转移至蒸汽养护房内，拆卸外模的模板单元，对混凝土方管进行蒸汽养护。蒸汽养护时的蒸汽温度为60摄氏度，时间为12小时。完成蒸汽养护后，将混凝土方管与底座1分离。为了便于分离，可在底座1的顶端和方形限位框11的顶端涂刷脱模剂。

实施例2

如图7-9所示，本实施例提出的混凝土方管的制备装置与实施例1的结构大致相同，区别在于，施工的混凝土方管的横截面形状和尺寸有所不同，对应的外模有所不同，并增加了平移机构15。

实施例1中，混凝土方管的第二方孔13的横截面为正方形，方形限位框11的第一方孔12与第二方孔13轮廓较为一致，方形限位框11无需进行移动，即可在浇筑腔3内加工出第二方孔13为正方形的混凝土方管。然而，若需要混凝土方管的第二方孔13的横截面为长方形时，需要利用平移机构15对方形限位框11、钻杆4及其连接的偏心驱动机构进行整体的平移，以便于钻杆4在浇筑腔3内加工出符合要求的轮廓面。除了设置平移机构15外，外模的尺寸也要适应性的调整，当然，还包括底座1的尺寸以及其顶部的阶梯槽的尺寸和设置位置也要作适应性的调整，以便于加工出需要的混凝土方管。

本实施例的外模的模板单元合围形成的所述浇筑腔3的水平横截面为长方形，第一方孔12的横截面为正方形，且正方形的边长小于浇筑腔3的长方形的短边。方形限位框11的外侧的边长长度等于浇筑腔3的长方形的短边的长度，因此，方形限位框11只需要沿浇筑腔3的长方形的长边的方向平移。

平移机构15包括水平设置在底座1内的丝杆、与丝杆螺纹配合的套筒以及驱动丝杆转动的电机。套筒与位于方形限位框11的下方的连接支架8连接，该连接支架8还连接偏心驱动机构的驱动电机9，因此，在平移机构15的电机的驱动作用下，丝杆转动，带动套筒沿丝杆的长度方向移动，从而带动偏心驱动机构、方形限位框11以及钻杆4同步的沿丝杆的长度方向移动，丝杆长度方向与浇筑腔3的水平横截面的长边方向相同。

如图8所示为设置在浇筑腔3内的钢筋笼5的俯视图，其箍筋7为长方形。如图9所示，为钻杆4在浇筑腔3内横向沿其水平横截面的长度方向平移的过程示意图，钻杆4的初始位置位于浇筑腔3的最左侧，钻杆4的持续的高速偏心回转的同时，平移机构15驱动钻杆4向右移动，直至移动至浇筑腔3的右侧，在此过程中，随着钻杆4的偏心回转和平移，不断挤压其周围的塑性混凝土料14，最终由于钻杆4的侧壁的轨迹在空间上形成横截面为长方形的虚拟的长方体，该虚拟的长方体的侧壁轮廓面即需要加工的混凝土方管的第二方孔13。

当设置有平移机构15后，本实施例的制备装置可以制备多种不同横截面的混凝土方管。平移机构15还可采用其他结构，比如设置水平的导轨，导轨根据提前设定的平移路线铺设，并与底座1固定，在导轨上设置滑块，滑块与连接支架8连接。滑块上安装有电机，电机的输出轴连接有行走轮，行走轮与导轨的侧壁配合，在电机的驱动下，行走轮沿导轨的侧壁行走，从而带动滑块以及连接支架8沿导轨的长度方向移动，实现钻杆4、偏心驱动机构和方形限位框11的平移。其中，提前设定的平移路线根据混凝土方管的第二方孔13、方形限位框11的形状和尺寸计算确定。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，同样也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种混凝土方管的制备装置，其特征在于，包括：

外模，所述外模包括多个模板单元，多个模板单元相拼接合围形成浇筑腔；

送料装置，用于将塑性混凝土料注入所述浇筑腔；

方形限位框，所述方形限位框设置在所述外模的一端，所述方形限位框设置有第一方孔，所述第一方孔的横截面尺寸小于所述浇筑腔的横截面尺寸；

钻杆，所述钻杆为横截面为勒洛三角形的柱体，所述钻杆穿过所述第一方孔，插入所述浇筑腔内；以及

偏心驱动机构，所述偏心驱动机构与所述钻杆的一端连接，用于驱动所述钻杆沿所述第一方孔的内壁在浇筑腔内与所述模板单元保持间距的偏心回转，挤压所述浇筑腔内的塑性混凝土料，将塑性混凝土料定型为内壁具有第二方孔的混凝土方管。

2.根据权利要求1所述的混凝土方管的制备装置，其特征在于，所述偏心驱动机构包括驱动电机以及与驱动电机的输出轴连接的万向杆，所述万向杆连接所述钻杆，所述钻杆的中心轴与所述驱动电机的输出轴偏心布置。

3.根据权利要求1所述的混凝土方管的制备装置，其特征在于，所述制备装置还包括底座；所述外模竖立的设置在所述底座的顶部；所述方形限位框水平设置在所述底座的顶部，且位于所述外模的内侧；所述钻杆竖立的设置在所述浇筑腔内；所述偏心驱动机构设置在所述底座内。

4.根据权利要求3所述的混凝土方管的制备装置，其特征在于，所述方形限位框为正方形框架，所述第一方孔的横截面为正方形；所述方形限位框的外侧抵接于所述外模的内侧，所述方形限位框的内侧与外侧的距离为所述混凝土方管的壁厚。

5.根据权利要求4所述的混凝土方管的制备装置，其特征在于，所述浇筑腔的横截面为长方形，所述制备装置还包括平移机构，所述平移机构与所述方形限位框和偏心驱动机构连接，用于驱动方形限位框、偏心驱动机构以及钻杆同步沿所述长方形的长度方向平移。

6.根据权利要求1所述的混凝土方管的制备装置，其特征在于，所述制备装置还包括吊放设备，用于吊放钢筋笼至所述外模与钻杆之间。

7.一种混凝土方管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据拟制备的混凝土方管的尺寸，拼接外模的多个模板单元，使多个模板单元合围形成浇筑腔；

利用送料装置将塑性混凝土料注入所述浇筑腔；

将钻杆插入浇筑腔，并穿过方形限位框的第一方孔后，连接偏心驱动机构；所述第一方孔的横截面尺寸小于所述浇筑腔的横截面尺寸；所述钻杆为水平横截面为勒洛三角形的柱体；利用所述偏心驱动机构驱动所述钻杆沿所述第一方孔的孔壁在浇筑腔内与所述模板单元保持间距的偏心回转，挤压所述浇筑腔内的塑性混凝土料，将塑性混凝土料定型为内壁具有第二方孔的混凝土方管；

拆模养护。

8.根据权利要求7所述的混凝土方管的制备方法，其特征在于，所述根据拟制备的混凝土方管的尺寸，拼接外模的多个模板单元，使多个模板单元合围形成浇筑腔的步骤包括：

根据拟制备的混凝土方管的尺寸，制作外模的多个模板单元以及位于混凝土方管内部的钢筋笼；将钢筋笼设置在目标位置；将外模的模板单元拼接在钢筋笼的外周，形成包围钢筋笼的浇筑腔。

9.根据权利要求7所述的混凝土方管的制备方法，其特征在于，当所述浇筑腔的横截面为长方形，第一方孔的横截面为正方形，且正方形的边长小于长方形的短边时，所述偏心驱动机构驱动所述钻杆偏心回转的过程中，利用平移机构驱动所述方形限位框、偏心驱动机构以及钻杆同步沿所述长方形的长边的方向平移。

10.根据权利要求7所述的混凝土方管的制备方法，其特征在于，所述拆模养护的步骤包括：将外模及其内部的混凝土方管一同转移至蒸汽养护房内，拆卸外模的模板单元，对混凝土方管进行蒸汽养护。