CN210100330U - 一种预应力混凝土桩的制桩装置 - Google Patents

Abstract

一种预应力混凝土桩的制桩装置，它包括模具、尾板、头板、档板和张拉丝杠，模具的两端之间分别设置头板和档板，模具内放置钢筋笼，钢筋笼的两端分别连接至尾板和头板；尾板与档板之间的模具内安装张拉板和连接机构，所述张拉板和尾板之间通过连接机构连接；所述张拉丝杠的一端设置驱动机构，另一端穿过档板与张拉板相连。本实用新型的制桩装置中张拉板和张拉丝杠之间形成丝杠副，通过旋转行进取代了传统的水平张拉，具有自锁功能的同时能够精确控制张拉行程。

Description

一种预应力混凝土桩的制桩装置

技术领域

本实用新型涉及建筑桩基础技术领域，尤其是一种预应力桩基础的制桩装置。

背景技术

建筑物和构建物的混凝土桩基础的形式主要有管桩、方桩(包括空心方桩、实心方桩)等，由于具有桩身承载力高，成桩质量可靠等优点，广泛应用于高层建筑、桥梁、港口及大型设备等工程的基础施工。预应力混凝土桩包括后张法预应力桩和先张法预应力桩，采用较多的为后者，它采用先张法的张拉工艺制备而成，是在钢筋笼上提前施加预应拉力，使钢棒产生一定形变，混凝土凝固后预应力钢筋的弹性收缩力传递到混凝土构件中并产生预压应力，从而提高桩基础的抗弯能力和刚性，增加耐久性。具体工艺为：先将成型的钢筋笼装入下模具，用头板锚固一端，另一端扣合尾板并依次安装张拉板、丝杆和张拉螺母等，然后对钢筋进行张拉，之后装混凝土、合上模、混凝土凝固后拆模；完成一根桩的生产需要将张拉组件全部拆装一遍，操作人员的劳动强度大，生产效率低。

传统工艺在张拉时，张拉驱动设备是沿轴向拉动丝杆，从而带动张拉板及钢棒位移。如公开号为CN106003413的专利介绍了管桩的张拉机构，它包括第一张拉组件和第二张拉组件，其中为第二张拉组件位于管模内且能在张拉时沿管模轴向移动，为使张拉组件和钢棒保持张拉状态，每张拉出一段位移，需要旋转张拉螺母使张拉固定板与管模端部紧密贴合锚固，需要在张拉动作与锚固动作之间频繁进行切换，操作繁琐，工作效率低；而且人员要在管模端部进行作业，存在一定安全隐患。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种预应力混凝土桩的制桩装置，张拉板和张拉丝杠之间形成丝杠副，通过旋转行进取代了传统的水平张拉，具有自锁功能的同时能精确控制张拉行程。

本实用新型的技术问题是以下述技术方案实现的：

一种预应力混凝土桩的制桩装置，它包括模具、尾板、头板、档板和张拉丝杠，模具的两端之间分别设置头板和档板，模具内放置钢筋笼，钢筋笼的两端分别连接至尾板和头板；尾板与档板之间的模具内安装张拉板和连接机构，所述张拉板和尾板之间通过连接机构连接；所述张拉丝杠的一端设置驱动机构，另一端穿过档板与张拉板相连，所述张拉板和张拉丝杠组成丝杠副。

上述预应力混凝土桩的制桩装置，所述档板中部开有孔，孔内和/或孔的至少一侧设置与张拉丝杠相配合的轴承部，张拉丝杠支撑于轴承部并穿过档板与驱动机构连接。

上述预应力混凝土桩的制桩装置，所述档板中部开有轴承座孔，轴承座孔内设置轴承部，挡板在靠近张拉板一侧设有定位凸台，定位凸台的内缘小于轴承部的外径；所述轴承部为推力轴承。

上述预应力混凝土桩的制桩装置，所述连接机构两端内壁分别设有凸起部，所述连接机构一端的凸起部与尾板卡接，另一端的凸起部套接在张拉板外缘；或者，所述连接机构两端内壁分别设有凹槽部，所述连接机构一端的凹槽部与尾板上的凸台卡接，另一端的凹槽部与张拉板外凸台卡接。

上述预应力混凝土桩的制桩装置，所述连接机构包括上连接机构和下连接机构，所述模具包括上模具和下模具，上连接机构设置在上模具内，下连接机构设置在下模具内。

上述预应力混凝土桩的制桩装置，所述连接机构为扇状的环形，上面的环形为上连接机构，下面的环形为下连接机构；或者，所述连接机构为正方环形，连接机构沿正方形对角线分成上、下两部分，上半部分为上连接机构，下半部分为下连接机构。

上述预应力混凝土桩的制桩装置，所述连接机构的外缘至少有部分抵接模具内壁，所述尾板的外缘与模具内壁密封贴合。

上述预应力混凝土桩的制桩装置，所述连接机构的外壁上开有槽，所述槽为整体的通槽或部分的断槽。

上述预应力混凝土桩的制桩装置，所述连接机构的槽的槽壁上开设连接机构通孔，连接机构通孔的开孔方向垂直于模具轴向。

上述预应力混凝土桩的制桩装置，所述尾板临近张拉板的一侧设有凹部，所述凹部与张拉丝杠的位置相对应。

本实用新型采用上述技术方案，连接机构为分体结构，拆模具时只需卸去上连接机构，下连接机构和张拉组件的其它部件留在下模具中不用拆卸，就可完成吊桩、拆模；减少工作量，提高生产效率。

特别地，张拉过程中使用张拉丝杠的旋转行进代替了传统张拉杆的水平位移，一方面由于丝杠副可精确控制张拉长度，丝杆转动一圈触发张拉板前进一个导程L1，钢棒同时被拉长L1的距离，因此通过张拉丝杠的转动圈数能够精确控制钢棒的张拉长度，有效避免原有机构中张拉强度的不稳定性，生产出符合强度要求的桩基础。同时丝杠副具有自锁功能，张拉过程中能效保持钢棒张力，不需要使用张拉螺母来保持张拉力，避免现有技术中需要人员不断旋紧螺母的操作，避免安全风险。另一方面驱动机构可以通过反转，使张拉板反方向移动，从而有效卸掉尾板和张拉板之间的拉力，能够轻松拆掉连接机构完成放张操作。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的A-A剖视图；

图3是本实用新型的局部放大图；

图4是本实用新型用于方桩时的侧向剖视图；

图5是本实用新型轴承部的结构示意图。

图中各标号清单为：1、下模具，2、钢筋笼，3、尾板，4、上连接机构，5、下连接机构，6、张拉板，7、张拉丝杠，8、轴承部，9、上模具，10、通孔， 11、连接机构通孔，12、凹部，13、头板，14、驱动机构，15、档板，16、槽， 17、定位凸台。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型包括模具、尾板3、头板13、档板15和张拉组件。所述模具包括上模具9和下模具1，上模具和下模具的合模部分可以分别设置外翻边作为合模部，它们也可以设置成企口结构即合模部为凸缘和凹槽的结构，合模时合模部用合模螺栓进行锁紧。钢筋笼2位于模具内。模具的两端分别设有头板13和档板15，头板13上设置若干纵筋紧固件，钢筋笼的钢棒或钢丝束的端头通过纵筋紧固件连接至头板13。靠近所述档板15的一端设置尾板3和张拉组件，尾板3上设置与头板相对应的纵筋紧固件，连接钢棒或钢丝束的另一端。将头板13和尾板3相对应的纵筋紧固件锁紧后，钢精笼2固定在头板13 和尾板3之间，通过与尾板3连接的张拉组件轴向张拉钢棒或钢丝束，再浇筑混凝土，待混凝土凝固后撤除张拉组件，最终实现先张法预制混凝土桩。所述尾板3的外缘抵接模具内壁，且与模具内壁紧密贴合，以便尾板3与模具之间密封，防止混凝土浆水渗出。头板13具有头板内凸台，头板内凸台的外壁与模具内壁相适配，将其嵌入模具内壁内，便于头板13和模具之间的定位和密封。同理档板15也可以设置档板15内凸台，其作用在于定位，无需考虑密封问题。

本实用新型可应用于方桩或管桩，图1-3以管桩为例进行说明，图4以方桩为例进行说明。

所述张拉组件包括张拉板6、张拉丝杠7和连接机构，连接机构连接尾板3 和张拉板6。所述张拉板6中间开有和张拉丝杠7相配合的螺纹孔，张拉板6和张拉丝杠7组成丝杠副；当然，也可将张拉丝杠7改为带内螺纹的丝套，张拉板6中间设置与丝套配合的螺柱，螺柱的外螺纹与丝套内螺纹配合，也可以实现丝杆副的作用。张拉丝杠7的另一端穿过档板15与驱动机构14相连接。档板15中部开有孔，档板15外侧固定设置轴承部8，张拉丝杠7穿过孔与轴承部 8相配合，轴承部用于支撑和配合丝杠运动。所述轴承部为推力轴承。如图5所示，另一实施方式为档板15中部开有轴承座孔，轴承座孔内设置轴承部8，挡板在靠近张拉板一侧设有定位凸台17，定位凸台的内缘小于轴承部外径，定位凸台用于限定轴承部及张拉丝杠7的位置。

所述尾板3临近张拉板6的一侧设有凹部12，凹部与张拉丝杠在模具轴向的位置相对应，其相对于平板状的尾板3而言，可以延长张拉丝杠的行程，同时缩短尾板3和张拉板6之间的距离即缩短连接机构的长度。所述驱动机构为丝杠油缸或电机，驱动机构旋转带动丝杠副运转，张拉板6水平向右位移；通过连接机构的传递使拉动尾板3水平向右移动，进而进行钢棒的张拉作业。

如图3所示，所述连接机构为中空的筒状分体结构，连接机构两端分别与尾板3和张拉板6套接。连接机构两端内壁分别设有套接结构的凸起部，一个凸起部与尾板3外凸缘卡接，另一凸起部套接在张拉板6外凸缘。另一实施例为连接机构两端内壁分别设有插接结构的凹槽部，分别与尾板3和张拉板6上的凸台卡合套接。连接机构的至少有部分外缘抵接模具内壁，以保持连接机构运营平稳。连接机构的外侧壁上开有槽16，槽可以为整体通槽或仅有部分的断槽，以减少连接机构外壁与模具的接触面积，从而减少摩擦力，方便张拉。所述连接机构为分体结构，可以是两部分或多部分，设置在下模具1内为下连接机构5，设置在上模具9内为上连接机构4，下连接机构5在拆模时和张拉组件的张拉板6和张拉丝杠7留在下模具中，方便拆卸；以下两部分为例进行说明。

如图2所示，为管桩及其模具的横截面视图，所述连接机构为圆环形，圆环形连接机构沿直径分成上、下两个半圆环形，即上连接机构4和下连接机构5。连接机构也可以两个或多个扇形圆环，上面的扇形圆环为上连接机构4，下面的扇形圆环为下连接机构5，进一步简便拆卸操作。

如图4所示，为方桩及模具的横截面视图，所述连接机构为正方环形；连接机构沿对角线分成上下两部分，分别为上连接机构4和下连接机构5。上连接机构4也可以分成两个，具体可视上模具或下模具分形情况而定。

如图3所示，所述张拉板6上开有通孔10，使得张拉板6与尾板3之间的空腔和张拉板6与档板15之间的空腔保持连通，张拉组件水平位移时可以平衡内外气压，避免产生压力抵抗，影响张拉。所述连接机构的槽16的槽壁上开有连接机构通孔11，连接机构通孔的开孔方向垂直于模具轴向，连接机构通孔中可以插入拆装工具，用于在拆模过程中方便拆卸上连接机构；下连接机构也可有类似结构。可以理解的是，也可通过在档板15上设气孔来平衡压力。

以下对本实用新型的工作过程做进一步说明：

首先装配张拉组件，将张拉丝杠7旋入张拉板6的螺纹孔组成丝杠副，张拉丝杠的另一端穿过档板15及轴承部和驱动机构连接。下连接机构放置于下模具内，张拉板6置于下连接机构5内。将焊接成型的钢筋笼中的钢棒两端分别用纵筋紧固件锚固在头板13和尾板3之间，然后装入下模具1内。头板卡接在下模具的端部，尾板3置于下连接机构5上。在尾板3和张拉板6之间扣合上连接机构4，合上模具9，驱动机构14正转，张拉板6带动尾板3水平向右移动，进行张拉。到预定的张拉距离后装填混凝土。张拉板和张拉丝杠形成丝杠副具有自锁功能，拆卸驱动机构后仍能够保持张拉力，避免使用张拉螺母进行锚固。

制桩完成后拆卸驱动机构及上模具；拆卸上连接机构4时将驱动机构14反转，张拉板6向相反方向水平移动，从而使连接机构解除张紧状态，易于上连接机构的拆卸。下连接机构5和张拉组件留在下模具1中，吊出桩体和尾板3，完成拆模。

Claims (10)

1.一种预应力混凝土桩的制桩装置，其特征在于，它包括模具、尾板(3)、头板(13)、档板(15)和张拉丝杠(7)，模具的两端之间分别设置头板(13)和档板(15)，模具内放置钢筋笼(2)，钢筋笼的两端分别连接至尾板(3)和头板(13)；尾板(3)与档板(15)之间的模具内安装张拉板(6)和连接机构，所述张拉板(6)和尾板(3)之间通过连接机构连接；所述张拉丝杠(7)的一端设置驱动机构(14)，另一端穿过档板(15)与张拉板(6)相连，所述张拉板(6)和张拉丝杠(7)组成丝杠副。

2.根据权利要求1所述的预应力混凝土桩的制桩装置，其特征在于，所述档板(15)中部开有孔，孔内和/或孔的至少一侧设置与张拉丝杠(7)相配合的轴承部(8)，张拉丝杠支撑于轴承部(8)并穿过档板(15)与驱动机构(14)连接。

3.根据权利要求2所述的预应力混凝土桩的制桩装置，其特征在于，所述档板(15)中部开有轴承座孔，轴承座孔内设置轴承部(8)，挡板在靠近张拉板一侧设有定位凸台(17)，定位凸台的内缘小于轴承部的外径；所述轴承部(8)为推力轴承。

4.根据权利要求3所述的预应力混凝土桩的制桩装置，其特征在于，所述连接机构两端内壁分别设有凸起部，所述连接机构一端的凸起部与尾板(3)卡接，另一端的凸起部套接在张拉板(6)外缘；或者，所述连接机构两端内壁分别设有凹槽部，所述连接机构一端的凹槽部与尾板(3)上的凸台卡接，另一端的凹槽部与张拉板(6)外凸台卡接。

5.根据权利要求4所述的预应力混凝土桩的制桩装置，其特征在于，所述连接机构包括上连接机构(4)和下连接机构(5)，所述模具包括上模具(9)和下模具(1)，上连接机构设置在上模具内，下连接机构设置在下模具内。

6.根据权利要求5所述的预应力混凝土桩的制桩装置，其特征在于，所述连接机构为扇状的环形，上面的环形为上连接机构，下面的环形为下连接机构；或者，所述连接机构为正方环形，连接机构沿正方形对角线分成上、下两部分，上半部分为上连接机构，下半部分为下连接机构。

7.根据权利要求4所述的预应力混凝土桩的制桩装置，其特征在于，所述连接机构的外缘至少有部分抵接模具内壁，所述尾板(3)的外缘与模具内壁密封贴合。

8.根据权利要求4所述的预应力混凝土桩的制桩装置，其特征在于，所述连接机构的外壁上开有槽(16)，所述槽为整体的通槽或部分的断槽。

9.根据权利要求8所述的预应力混凝土桩的制桩装置，其特征在于，所述连接机构的槽(16)的槽壁上开设连接机构通孔(11)，连接机构通孔的开孔方向垂直于模具轴向。

10.根据权利要求1-9任一项所述的预应力混凝土桩的制桩装置，其特征在于，所述尾板(3)临近张拉板(6)的一侧设有凹部(12)，所述凹部与张拉丝杠(7)的位置相对应。

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