CN103966999A - 具有钢绞线的h型桩的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有钢绞线的H型桩的制造方法,H型桩包括横截面呈H形的混凝土桩体、位于混凝土桩体内的钢筋笼;钢筋笼包括钢绞线及箍筋;本制造方法使H型桩内部采用钢绞线作为预应力主筋成为可能,是一种实际可行制造具有钢绞线的H型桩的方法,使得H型桩抗弯、抗剪、抗拉性能大大提高,且该方法中各步骤之间能形成良好的衔接性,制造工艺简单且流畅,制造成本低;在张拉步骤中,其张拉过程为对每根钢绞线进行分别张拉,与现有的整体张拉方式相比,能确保每根钢绞线精确拉伸到规定数值。
Description
技术领域
本发明属于各类建筑结构体系的桩基基础工程的技术领域,尤其涉及一种具有钢绞线的H型桩的制造方法。
背景技术
目前,较为常见的混凝土预应力桩有管桩、方桩、H型桩等,各种不同类型的桩都有各自的特点,可根据不同场合环境选择使用。以H型桩为例,包括由预应力钢筋、箍筋和混凝土浇注而成的桩体,桩体的横截面为由两个翼缘和连接于两个翼缘之间的腹板构成H形。
传统混凝土预应力管桩、方桩、工字型桩中的预应力钢筋为钢棒,因其系工厂预制,生产效率高,主筋强度相对较高,混凝土强度高、施工便捷、周期较快等优点而为建筑领域大量、广泛采用并一直延续使用至今,在目前传统桩基础工程中占据主导地位。但是在生产使用过程中,主筋采用钢棒的混凝土桩存在较多问题,如钢棒脆性较大,其抗拉强度低(其抗拉强度设计值为1000MPa,抗拉强度最高值为1420MPa),无法满足目前建筑技术要求;采用钢棒的还有一个原因是方便与张拉机构进行张拉,因为钢棒的特性,生产中为了便于拉伸,须采用钢棒镦头的技术,将钢棒热镦出一个蘑菇状的头,以便于将该镦头与桩体端板、张拉板卡住进行预应力张拉,但由于热镦该钢棒的镦头会导致墩头部位的强度受损及材质受损;同时,由于钢棒墩头精度不一致,张拉时无法与端板充分接触,造成端板局部破坏;钢棒由于切割精度控制不够,导致钢棒长度不一,张拉过程中会出现应力不均匀,甚至拉断的现象。上述种种缺陷,导致现有的主筋采用预应力混凝土用钢棒的混凝土桩的抗弯、抗剪等技术性能明显不足。工程应用中,由于地震、台风和其他不确定因素会引起建筑物桩基基础上部产生较大的弯矩和水平力,道路桥梁或铁道桥梁也会因为运输车辆的动荷载而产生较大的弯矩和水平力。传统工字型桩往往因为抗弯和抗剪性能不足而无法使用,在高层建筑中表现的尤其严重。此外,在基坑围护、边坡支护等工程中,传统工字型桩因为抗弯和抗剪性能不足无法规模化应用。
显然,混凝土桩体主筋采用钢绞线能够大大提高桩体各方面性能。申请号为201210339885.9中国发明专利申请公开了一种H型支护桩及其制备方法,包括预应力钢筋采用钢绞线的H型支护桩的制备方法,该方法通过行业常规的固定装置和拉紧装置对较长的钢绞线整体张拉、切割后放张,实现钢绞线H型桩的制造
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供另外一种新型的实际可行的制造出具有钢绞线的H型桩的制造方法,该方法使H型桩内部的主筋采用钢绞线成为可能,并使得H型桩的抗弯、抗剪、抗拉等技术性能优异。
本发明解决上述技术问题所采用的第一个技术方案为:一种具有钢绞线的H型桩的制造方法,其中,H型桩包括横截面呈H形的混凝土桩体、位于混凝土桩体内的钢筋笼;钢筋笼包括轴向布置的钢绞线、及串套在所述钢绞线上的箍筋;其特征在于:所述制造方法包含以下步骤
(1)、钢绞线的定长切断,并布置在成型位置内;
(2)、制作两个用于固定连接钢绞线的锁紧结构,每个锁紧结构包括锚固板、张拉板及支撑在锚固板和张拉板之间的支撑结构,该支撑结构分别与锚固板和张拉板固定,锚固板上开有供钢绞线穿过的穿孔,张拉板上设有数个由内至外孔径逐渐扩大的锥形孔,锥形孔与钢绞线一一对应设置,每个锥形孔内放置有多片夹片,各夹片的内表面设有卡齿,该多片夹片拼合形成用以卡箍钢绞线的夹头组件,该夹头组件的外周面为与所述锥形孔外形相配的锥体面,夹头组件的中心形成内齿孔;
(3)、将若干个箍筋串套在钢绞线上,再将各钢绞线的两端穿过锚固板后,再穿过位于张拉板锥形孔内的夹头组件的内齿孔;
(4)、合拢模具,使各钢绞线及箍筋位于模具的H形型腔内,同时让两端的锚固板与模具的外端面贴合。
(5)、张拉钢绞线:用穿心千斤顶对每根钢绞线分别张拉,拉伸到规定数值并使夹头组件锁紧钢绞线;
(6)、向模具的型腔内输送混凝土进行喂料,边喂料边通过震动装置进行震动密实,得到密实成型的混凝土桩体;
(7)、蒸汽养护;
(8)、切断位于锚固板、张拉板之间的钢绞线进行放张,拆除锁紧结构,再拆模;
(9)、将外露出混凝土桩体的钢绞线切断并打磨,使钢绞线不外露出混凝土桩体的外端面。
上述步骤3中钢筋笼有多个,各个钢筋笼中的钢绞线为同一组,相邻两钢筋笼之间还间隔设置有两块隔板,该两块隔板将相邻两个钢筋笼分隔开,各个钢筋笼的各钢绞线均穿过所述隔板。这样一个模具只要长度满足要求,可同时制备2个及以上的H型桩,制备完成后,只需将相邻两隔板间的钢绞线裁断,再取下隔板,最后将外露出桩体端面的钢绞线切断,完成H型桩的分割,大大提高生产效率,可进行工厂化生产,且场地占用较少,不需要象长线法生产需占用较长的场地。
一种具有钢绞线的H型桩的制造方法,其中,H型桩包括横截面呈H形的混凝土桩体、位于混凝土桩体内的钢筋笼;钢筋笼包括轴向布置的钢绞线、串套在所述钢绞线上的箍筋及至少一块位于混凝土桩体端部的端板;
其特征在于:所述制造方法包含以下步骤
(1)、钢绞线的定长切断,并布置在成型位置内;
(2)、制作两个用于固定连接钢绞线的锁紧结构,每个锁紧结构包括锚固板、张拉板及支撑在锚固板和张拉板之间的支撑结构,该支撑结构分别与锚固板和张拉板固定,锚固板上开有供钢绞线穿过的穿孔,张拉板上设有数个由内至外孔径逐渐扩大的锥形孔,锥形孔与钢绞线一一对应设置,每个锥形孔内放置有多片夹片,各夹片的内表面设有卡齿,该多片夹片拼合形成用以卡箍钢绞线的夹头组件,该夹头组件的外周面为与所述锥形孔外形相配的锥体面,夹头组件的中心形成内齿孔;
(3)、将端板与桩套箍固定连接或一体成型为钢桶结构,端板上开有供钢绞线穿过的穿孔,在桩套箍或端板上固定连接锚固筋,端板上还开有螺纹孔,同时锚固板通过螺栓与端板固定连接,将若干个箍筋串套在钢绞线上;
(4)、再将各钢绞线的两端依次穿过锚固板后,再穿过位于张拉板锥形孔内的夹头组件的内齿孔;
(5)、合拢模具,使各钢绞线及箍筋位于模具的H形型腔内,同时让两端的锚固板与模具的外端面贴合。
(6)、张拉钢绞线:用穿心千斤顶对每根钢绞线分别张拉,拉伸到规定数值并使夹头组件锁紧钢绞线;
(7)、向模具的型腔内输送混凝土进行喂料,边喂料边通过震动装置进行震动密实,得到密实成型的混凝土桩体;
(8)、蒸汽养护;
(9)、切断位于锚固板、张拉板之间的钢绞线进行放张,拆除锁紧结构,再拆模;
(10)、将外露出端板的钢绞线切断并打磨,使钢绞线不外露出端板的外端面。
该方法与第一个方法相比,不同点在于H型桩带有端板。
上述步骤3中钢筋笼有多个,各个钢筋笼中的钢绞线为同一组,相邻两钢筋笼中的端板彼此间隔设置。通过钢筋笼自身带有的端板将相邻两个钢筋笼分隔开,这样一个模具只要长度满足要求,可同时制备2个及以上的H型桩,制备完成后,只需将相邻两端板间的钢绞线裁断,最后将外露出端板端面的钢绞线切断,完成H型桩的分割,大大提高生产效率。
上述张拉板上开有数个沉孔,各沉孔内放置有外形与沉孔相配的过渡部件,过渡部件的前端具有沉于所述沉孔的大孔部内的环状挡肩部,所述锥形孔设置在所述过渡部件上。通过在张拉板内设置过渡部件,并将锥形孔设置在过渡部件上,由于沉孔的加工相比锥形孔而言更方便,而在过渡部件上加工锥形孔相比在张拉板上加工锥形孔更易实现,同时我们还可让过渡部件采用各项性能优于端板的材质制成,让钢绞线与端板的相对固定更为牢靠。
上述由多片夹片组成的夹头组件的外周设有环形槽,该环形槽内放置有将多片夹片箍牢的箍圈。箍圈可以是钢丝圈或橡胶圈,设置箍圈能使多片夹片组成的夹头组件更为牢靠。
上述每个夹头组件由三片所述夹片组成。经试验证明,每个夹头组件由三片夹片组成其各项指标更佳,钢绞线与锥形孔的定位最为牢靠。
上述支撑结构为多根连接杆,所述多根连接杆以圆周均部的方式布置在所述锚固板和张拉板之间,且每根连接杆分别与所述锚固板和张拉板螺纹连接。
上述支撑结构为工字形钢板,工字形钢板的两端分别与所述锚固板和张拉板焊接固定。
上述步骤6中的张拉方式为,将穿心千斤顶的头部顶住夹头组件的外端面,钢绞线穿过穿心千斤顶的头部并与穿心千斤顶的牵引部分连接,穿心千斤顶的牵引部分抽拉钢绞线对该根钢绞线进行张拉并拉伸到规定数值,使钢绞线发生形变,然后卸下穿心千斤顶,钢绞线在自身形变回缩力的作用下回缩,钢绞线的回缩带动夹头组件朝锥形孔的小孔径方向回缩而将夹头组件与锥形孔牢牢固定,并使夹头组件内的内齿孔进一步箍紧并卡死钢绞线。
与现有技术相比,本发明的优点在于:本制造方法使H型桩内部采用钢绞线作为预应力主筋成为可能,是一种实际可行制造具有钢绞线的H型桩的方法,使得H型桩抗弯、抗剪、抗拉性能大大提高,且该方法中各步骤之间能形成良好的衔接性,制造工艺简单且流畅,制造成本低,不需要额外装备固定装置和拉紧装置;在张拉步骤中,其张拉过程为对每根钢绞线进行分别张拉,与背景专利披露的整体张拉方式相比,并能确保每根钢绞线精确拉伸到规定数值。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图(支撑结构为连接杆);
图2为图1的A处放大图;
图3为图1的B-B向剖视图;
图4为前述制造方法将锥形孔设置在过渡部件上的结构示意图;
图5为本发明实施例的俯视图(模具的型腔内设有两个钢筋笼);
图6本发明实施例的局部结构示意图(支撑结构为工字形钢板);
图7本发明实施例的侧视图(支撑结构为工字形钢板);
图8为前述制造方法中夹头组件的立体结构示意图;
图9为前述制造方法中夹头组件的立体分解图;
图10由本制造方法制造出的H型桩的立体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1~10所示,为本发明的一个优选实施例,本实施例以H型桩两端均带有端板2为例。
一种具有钢绞线的H型桩的制造方法,其中,H型桩包括横截面呈H形的混凝土桩体1、位于混凝土桩体1内的钢筋笼;钢筋笼包括轴向布置的钢绞线3、串套在钢绞线上的箍筋4及位于混凝土桩体1两个端部的端板2,端板2也呈H形。
制造方法包含以下步骤
(1)、钢绞线3的定长切断,并布置在成型位置内。
(2)、制作两个用于固定连接钢绞线3的锁紧结构,每个锁紧结构包括锚固板5、张拉板6及支撑在锚固板5和张拉板6之间的支撑结构,该支撑结构分别与锚固板5和张拉板6固定,锚固板5上开有供钢绞线穿过的穿孔,张拉板6上设有数个由内至外孔径逐渐扩大的锥形孔61,锥形孔61与钢绞线3一一对应设置,每个锥形孔61内放置有多片夹片8,本实施例中夹片8为三片,各夹片8的内表面设有卡齿81,该多片夹片8拼合形成用以卡箍钢绞线3的夹头组件9,该夹头组件9的外周面为与锥形孔61外形相配的锥体面91,夹头组件9的中心形成内齿孔92。
由三片夹片8组成的夹头组件9的外周设有环形槽93,该环形槽93内放置有将多片夹片8箍牢的箍圈94。箍圈94可以是钢丝圈或橡胶圈。
如图4所示,张拉板6上开有数个沉孔62,各沉孔62内放置有外形与沉孔62相配的过渡部件7,过渡部件7的前端具有沉于沉孔62的大孔部内的环状挡肩部71,前述锥形孔61也可设置在过渡部件7上。
如图1所示,上述支撑结构可以为多根连接杆14,所述多根连接杆14以圆周均部的方式布置在所述锚固板5和张拉板6之间,且每根连接杆14分别与所述锚固板5和张拉板6螺纹连接。
如图6、7所示,上述支撑结构也可以为工字形钢板15,工字形钢板15的两端分别与所述锚固板5和张拉板6焊接固定。
(3)、将端板2与桩套箍12固定连接或一体成型为钢桶结构,桩套箍12的厚度为3mm~15mm,端板2上开有供钢绞线3穿过的穿孔21,在桩套箍12或端板2上固定连接锚固筋13,端板2上还开有螺纹孔22,同时锚固板5通过螺栓10与端板2固定连接,将若干个箍筋4串套在钢绞线3上。
(4)、再将各钢绞线3的两端依次穿过锚固板5后,再穿过位于张拉板6锥形孔61内的夹头组件的内齿孔92。
(5)、合拢模具14,使各钢绞线及箍筋位于模具14的H形型腔内,同时让两端的锚固板5与模具14的外端面贴合。
(6)、张拉钢绞线3:用穿心千斤顶11对每根钢绞线3分别张拉,拉伸到规定数值并使夹头组件9锁紧钢绞线3。
张拉方式为,将穿心千斤顶11的头部顶住夹头组件9的外端面,钢绞线3穿过穿心千斤顶11的头部并与穿心千斤顶11的牵引部分连接,穿心千斤顶11的牵引部分抽拉钢绞线3对该根钢绞线3进行张拉并拉伸到规定数值,使钢绞线3发生形变,然后卸下穿心千斤顶11,钢绞线3在自身形变回缩力的作用下回缩,钢绞线3的回缩带动夹头组件9朝锥形孔61的小孔径方向回缩而将夹头组件9与锥形孔61牢牢固定,并使夹头组件内的内齿孔92进一步箍紧并卡死钢绞线3。
(7)、向模具的型腔内输送混凝土进行喂料,边喂料边通过震动装置进行震动密实,得到密实成型的混凝土桩体1。
(8)、蒸汽养护。
(9)、切断位于锚固板5、张拉板6之间的钢绞线3进行放张,拆除锁紧结构,再拆模。
(10)、将外露出端板2的钢绞线3切断并打磨,使钢绞线3不外露出端板2的外端面。
有本制造方法制造出的H型桩的立体结构如图10所示。
如图5所示,步骤3中钢筋笼可以有多个,如二个,各个钢筋笼中的钢绞线3为同一组,相邻两钢筋笼中的端板2彼此间隔设置。通过钢筋笼自身带有的端板将相邻两个钢筋笼分隔开,这样一个模具只要长度满足要求,可同时制备二个及以上的H型桩,制备完成后,只需将相邻两端板2间的钢绞线3裁断,最后将外露出端板2端面的钢绞线3切断,完成H型桩的分割,大大提高生产效率。
Claims (10)
1.一种具有钢绞线的H型桩的制造方法,其中,H型桩包括横截面呈H形的混凝土桩体(1)、位于混凝土桩体(1)内的钢筋笼;钢筋笼包括轴向布置的钢绞线(3)、及串套在所述钢绞线上的箍筋(4);其特征在于:所述制造方法包含以下步骤
(1)、钢绞线(3)的定长切断,并布置在成型位置内;
(2)、制作两个用于固定连接钢绞线(3)的锁紧结构,每个锁紧结构包括锚固板(5)、张拉板(6)及支撑在锚固板(5)和张拉板(6)之间的支撑结构,该支撑结构分别与锚固板(5)和张拉板(6)固定,锚固板(5)上开有供钢绞线(3)穿过的穿孔,张拉板(6)上设有数个由内至外孔径逐渐扩大的锥形孔(61),锥形孔(61)与钢绞线(3)一一对应设置,每个锥形孔(61)内放置有多片夹片(8),各夹片(8)的内表面设有卡齿(81),该多片夹片(8)拼合形成用以卡箍钢绞线(3)的夹头组件(9),该夹头组件(9)的外周面为与所述锥形孔(61)外形相配的锥体面(91),夹头组件(9)的中心形成内齿孔(92);
(3)、将若干个箍筋(4)串套在钢绞线(3)上,再将各钢绞线(3)的两端穿过锚固板(5)后,再穿过位于张拉板(6)锥形孔内的夹头组件的内齿孔(92);
(4)、合拢模具(14),使各钢绞线及箍筋位于模具的H形型腔内,同时让两端的锚固板(5)与模具(14)的外端面贴合。
(5)、张拉钢绞线(3):用穿心千斤顶(11)对每根钢绞线(3)分别张拉,拉伸到规定数值并使夹头组件(9)锁紧钢绞线(3);
(6)、向模具(14)的型腔内输送混凝土进行喂料,边喂料边通过震动装置进行震动密实,得到密实成型的混凝土桩体(1);
(7)、蒸汽养护;
(8)、切断位于锚固板(5)、张拉板(6)之间的钢绞线(3)进行放张,拆除锁紧结构,再拆模;
(9)、将外露出混凝土桩体(1)的钢绞线(3)切断并打磨,使钢绞线(3)不外露出混凝土桩体(1)的外端面。
2.根据权利要求1所述的制造方法,其特征在于:所述步骤3中钢筋笼有多个,各个钢筋笼中的钢绞线为同一组,相邻两钢筋笼之间还间隔设置有两块隔板,该两块隔板将相邻两个钢筋笼分隔开,各个钢筋笼的各钢绞线均穿过所述隔板。
3.一种具有钢绞线的H型桩的制造方法,其中,H型桩包括横截面呈H形的混凝土桩体(1)、位于混凝土桩体(1)内的钢筋笼;钢筋笼包括轴向布置的钢绞线(3)、串套在所述钢绞线上的箍筋(4)及至少一块位于混凝土桩体(1)端部的端板(2);其特征在于:所述制造方法包含以下步骤
(1)、钢绞线(3)的定长切断,并布置在成型位置内;
(2)、制作两个用于固定连接钢绞线(3)的锁紧结构,每个锁紧结构包括锚固板(5)、张拉板(6)及支撑在锚固板(5)和张拉板(6)之间的支撑结构,该支撑结构分别与锚固板(5)和张拉板(6)固定,锚固板(5)上开有供钢绞线(3)穿过的穿孔,张拉板(6)上设有数个由内至外孔径逐渐扩大的锥形孔(61),锥形孔(61)与钢绞线(3)一一对应设置,每个锥形孔(61)内放置有多片夹片(8),各夹片(8)的内表面设有卡齿(81),该多片夹片(8)拼合形成用以卡箍钢绞线(3)的夹头组件(9),该夹头组件(9)的外周面为与所述锥形孔(61)外形相配的锥体面(91),夹头组件(9)的中心形成内齿孔(92);
(3)、将端板(2)与桩套箍(12)固定连接或一体成型为钢桶结构,端板(2)上开有供钢绞线(3)穿过的穿孔(21),在桩套箍(12)或端板(2)上固定连接锚固筋(13),端板(2)上还开有螺纹孔(22),同时锚固板(5)通过螺栓(10)与端板(2)固定连接,将若干个箍筋(4)串套在钢绞线(3)上;
(4)、再将各钢绞线(3)的两端依次穿过锚固板(5)后,再穿过位于张拉板锥形孔(61)内的夹头组件的内齿孔(92);
(5)、合拢模具(14),使各钢绞线及箍筋位于模具的H形型腔内,同时让两端的锚固板(5)与模具(14)的外端面贴合。
(6)、张拉钢绞线(3):用穿心千斤顶(14)对每根钢绞线(3)分别张拉,拉伸到规定数值并使夹头组件(9)锁紧钢绞线(3);
(7)、向模具(14)的型腔内输送混凝土进行喂料,边喂料边通过震动装置进行震动密实,得到密实成型的混凝土桩体(1);
(8)、蒸汽养护;
(9)、切断位于锚固板(5)、张拉板(6)之间的钢绞线(3)进行放张,拆除锁紧结构,再拆模;
(10)、将外露出端板(2)的钢绞线(3)切断并打磨,使钢绞线(3)不外露出端板(2)的外端面。
4.根据权利要求3所述的制造方法,其特征在于:所述步骤3中钢筋笼有多个,各个钢筋笼中的钢绞线为同一组,相邻两钢筋笼中的端板彼此间隔设置。
5.根据权利要求1~4任一所述的制造方法,其特征在于:所述张拉板(6)上开有数个沉孔(62),各沉孔(62)内放置有外形与沉孔(62)相配的过渡部件(7),过渡部件(7)的前端具有沉于所述沉孔(62)的大孔部内的环状挡肩部(71),所述锥形孔(61)设置在所述过渡部件(7)上。
6.根据权利要求1~4任一所述的制造方法,其特征在于:所述由多片夹片(8)组成的夹头组件(9)的外周设有环形槽(93),该环形槽(93)内放置有将多片夹片(8)箍牢的箍圈(94)。
7.根据权利要求1~4任一所述的制造方法,其特征在于:所述每个夹头组件(9)由三片所述夹片(8)组成。
8.根据权利要求1~4任一所述的制造方法,其特征在于:所述支撑结构为多根连接杆(14),所述多根连接杆(14)以圆周均部的方式布置在所述锚固板(5)和张拉板(6)之间,且每根连接杆(14)分别与所述锚固板(5)和张拉板(6)螺纹连接。
9.根据权利要求1~4任一所述的制造方法,其特征在于:所述支撑结构为工字形钢板(15),工字形钢板(15)的两端分别与所述锚固板(5)和张拉板(6)焊接固定。
10.根据权利要求1~4任一所述的制造方法,其特征在于:所述步骤6中的张拉方式为,将穿心千斤顶(11)的头部顶住夹头组件(9)的外端面,钢绞线(3)穿过穿心千斤顶(11)的头部并与穿心千斤顶(11)的牵引部分连接,穿心千斤顶(11)的牵引部分抽拉钢绞线(3)对该根钢绞线(3)进行张拉并拉伸到规定数值,使钢绞线(3)发生形变,然后卸下穿心千斤顶(11),钢绞线(3)在自身形变回缩力的作用下回缩,钢绞线(3)的回缩带动夹头组件(9)朝锥形孔(61)的小孔径方向回缩而将夹头组件(9)与锥形孔(61)牢牢固定,并使夹头组件内的内齿孔(92)进一步箍紧并卡死钢绞线(3)。
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