CN104343118A - 用于制造具有钢绞线的混凝土桩的张拉装置 - Google Patents

用于制造具有钢绞线的混凝土桩的张拉装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于制造具有钢绞线的混凝土桩的张拉装置,包括钢筋笼、锚固板和张拉板,钢筋笼包括钢绞线,箍筋及端板,端板通过夹片组件与钢绞线连接;一端的端板与锚固板固定;其特征在于:锚固板上开有多个第一穿孔,第一穿孔内可拆卸固定有第一连接座,第一连接座上开有第一螺纹通孔,第一螺纹通孔内螺纹连接有第一顶杆,第一顶杆的内端抵靠在夹片组件的外端面上。通过顶杆将钢绞线抵至与夹片组件的外端面齐平,离心完成后的混凝土桩没有钢绞线外露出该端的端板;再有夹片组件在连接座与顶杆的封堵作用下不会飞出锚固板,避免因夹片组件快速飞出锚固板而造成损坏设备及伤人的事故发生,使用更安全。

Description

用于制造具有钢绞线的混凝土桩的张拉装置
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,尤其涉及一种用于制造具有钢绞线的混凝土桩的张拉装置。 
背景技术
因钢绞线的抗拉强度高(其抗拉强度设计值为1320MPa,抗拉强度最高可达1960MPa),近年来,我国企业和科研机构也对钢绞线应用于离心混凝土桩进行了大量研究,但至今未出现有实用价值的技术方案。为此有人研发出克服钢绞线在先张法离心混凝土桩中的连接固定问题、使得离心混凝土桩内部的主筋采用钢绞线成为可能并具有现实应用价值的具有钢绞线的混凝土桩。 
如一申请号为CN201410034851.8(公告号为CN103741672A)的中国发明专利《一种具有钢绞线的先张法离心混凝土桩及制造方法》披露了这样一种张拉装置,包括位于混凝土桩体内的钢筋笼,钢筋笼包括轴向布置的预应力主筋、绕置在所述主筋外的箍筋及位于桩体端部的端板,预应力主筋为钢绞线的离心混凝土桩,至少一端的端板与钢绞线采用夹片结构连接,即在该块端板上开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片组件,该夹片组件的外周面形成与所述锥形孔相配的锥体面,夹片组件的中心形成内齿孔,各钢绞线均穿过相应夹片组件内的内齿孔并被内齿孔锁紧,夹片组件的外端面与所述端板的外端面齐平或略低,钢筋笼一端的端板通过螺栓与锚固板固定连接,将钢筋笼另一端的端板通过螺栓与张拉板固定连接,将该带有张拉板的钢筋笼置于下半模中,张拉板位于下半模的模腔中,锚固板与下半模的外端面贴合。张拉需要使用支撑板、螺杆和锁紧螺母,所述支撑板与模具另一侧端面贴合,所述张拉板与螺杆连接,所述螺杆的螺杆部穿过支撑板上的穿孔,所述锁紧螺母螺纹连接在螺杆的螺纹杆部上并位于支撑板外侧,再拉动螺杆进而拉动张拉板、端板及钢绞线,将钢绞线拉伸到规定的数值后用锁紧螺母锁紧。整体张拉前要对每根钢绞线分别进行预张拉步骤,其在锚固板上开有与夹片组件一一对应的穿孔,钢绞线穿出穿孔,预张拉时,将穿心千斤顶的头部穿过锚固板上的穿孔并顶住夹片组件的外端面,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预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,同时带动夹片组件朝锥形孔或过渡锥形孔 的小孔径方向回缩而将夹片组件与锥形孔或过渡锥形孔牢牢固定,并使夹片组件内的内齿孔进一步箍紧并卡死钢绞线;最后将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。 
前述专利公开的张拉装置随能制造出具有钢绞线的离心混凝土桩,但其还存在以下缺陷:1、成型后的混凝土桩,离心拆模后的桩体内的钢绞线会露出桩体的端部,最终成品需要将外露出端板外端面的钢绞线切断并打磨,这就会造成钢绞线的浪费,及多出一道加工工序。2、由于要预张拉,为让穿心千斤顶穿过锚固板,需在锚固板上开有较大的孔,该孔的孔径大于夹片组件的***之间,在桩体离心成型过程中,钢绞线可能会因长短不一及受力不均导致离心成型过程中钢绞线断裂,钢绞线的断裂还可能会导致夹片组件从锚固板的孔中飞出,夹片组件快速飞出存在损坏设备及伤人的事故发生,即存在一定的安全隐患。 
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一种能简化桩体成型工艺,且整个制造过程能确保钢绞线与夹片组件外端面齐平的用于制造具有钢绞线的混凝土桩的张拉装置,该张拉装置能使得各钢绞线张拉受力均匀,还能有效防止桩体制作过程中夹片组件飞出。 
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种用于制造具有钢绞线的混凝土桩的张拉装置,包括有用以与具有钢绞线的钢筋笼两端的端板连接的锚固板和张拉板,其中与锚固板连接的端板通过设置在端板的锥形孔内的夹片组件与钢绞线连接,张拉板上还设置有用以牵引张拉板的牵引结构;其特征在于:所述锚固板上开有多个第一穿孔,第一穿孔与钢筋笼中的钢绞线一一对应设置,第一穿孔内可拆卸固定有第一连接座,第一连接座上开有第一螺纹通孔,该第一螺纹通孔内螺纹连接有第一顶杆,第一顶杆的内端用以抵靠在所述夹片组件的外端面上。 
上述第一穿孔为螺纹孔,所述第一连接座螺纹连接在第一穿孔内。第一连接座采用螺纹连接的方式固定在第一穿孔内,便于第一连接座的拆卸,也就便于对钢绞线和夹片进行维护。 
上述第一穿孔的孔径大于所述锥形孔的最大孔径,且第一穿孔与锥形孔同轴设置。该结构确保锥形孔完全位于第一穿孔所投射的范围内,同时,确保钢绞线与第一顶杆的端面的中心贴合,也便于夹片的维护。 
上述第一顶杆具有第一螺纹杆部和第一接触部,第一接触部位于第一螺纹杆部的端部,且第一接触部的横截面积大于第一螺纹杆部的横截面积,该第一接触部用以与夹片组件的外端面接触;所述第一连接座的内端面低于锚固板的内端面,以在第一穿孔内形成供所述第一接触部轴向滑移的间隙。第一接触部的设置能增加第一顶杆与夹片组件的 接触面,对夹片组件施加更平稳的接触力,间隙的设置给第一接触部提供滑移空间,在张拉装置使用过程中,可使第一接触部先后退一定距离直至第一接触部与第一连接座接触后,再将夹片组件连同钢绞线后移直至抵靠第一接触部,由于夹片组件在后移过程中处于放松的未夹紧钢绞线的状态,此时钢绞线也能相对夹片组件滑移,这样可将钢绞线和夹片组件一并后退直至钢绞线、夹片组件均与第一接触部接触,确保钢绞线与夹片组件在开始阶段便保持齐平,再通过旋紧第一顶杆,同时推动钢绞线和夹片组件朝夹片组件的夹紧方向前移,该过程相当于对钢绞线的预张拉,确保在整体张拉过程中钢绞线不会相对夹片组件移动,进一步确保钢绞线外端始终保持与夹片组件外端齐平。 
与张拉板连接的所述端板通过设置在该端板的锥形孔内的夹片组件与钢绞线连接,所述张拉板上开有多个第二穿孔,第二穿孔与钢绞线一一对应设置,第二穿孔内可拆卸固定有第二连接座,第二连接座上开有第二螺纹通孔,第二螺纹通孔内螺纹连接有第二顶杆,第二顶杆的内端用以抵靠在所述夹片组件的外端面上。该结构确保混凝土桩另一端的钢绞线也不会露出端板,无需额外的将外露出端板外端面的钢绞线切断并打磨工序,减少一道加工工序,简化工艺,也不会因裁断外露的钢绞线而造成钢绞线的浪费。 
上述第二穿孔为螺纹孔,所述第二连接座螺纹连接在第二穿孔内。 
上述第二穿孔的孔径大于所述锥形孔的最大孔径,且第二穿孔与锥形孔同轴设置。 
上述第二顶杆具有第二螺纹杆部和第二接触部,第二接触部位于第二螺纹杆部的端部,且第二接触部的横截面积大于第二螺纹杆部的横截面积,该第二接触部用以与夹片组件的外端面接触;所述第二连接座的内端面低于张拉板的内端面,以在第二穿孔内形成供所述第二接触部轴向滑移的间隙。 
上述牵引结构包括支撑板、螺杆和锁紧螺母,所述支撑板用以与模具另一侧端面贴合,所述张拉板与螺杆连接,所述螺杆的螺杆部穿过支撑板上的穿孔,所述锁紧螺母螺纹连接在螺杆的螺纹杆部上并位于支撑板外侧。该牵引结构能方便且平稳拉动端板,前移使,再拉动螺杆进而拉动张拉板、端板及钢绞线,将钢绞线拉伸到规定的数值后用锁紧螺母锁紧 
上述张拉板上开有沉孔,所述螺杆的螺杆部从钢筋笼内部穿过张拉板上的沉孔后再穿过支撑板上的穿孔,所述螺杆的头部沉于张拉板上的沉孔的大孔部内。 
与现有技术相比,本发明的优点在于:本张拉装置在使用过程中,预先通过顶杆的阻挡,向外推动钢绞线和夹片组件能使将钢绞线与夹片组件的外端面同时与顶杆接触,确保钢绞线与夹片组件外端面的齐平,接着再拧紧顶杆,同时推动钢绞线和夹片组件朝夹片组件的夹紧方向前移,该过程相当于对钢绞线的预张拉,确保在整体张拉过程中钢绞线不会相对夹片组件移动,进一步确保钢绞线外端始终与夹片组件外端面保持齐平,最终实现离心完成后的混凝土桩没有钢绞线外露出该端的端板,无需额外的将外露出端板外端面的钢绞线切断并打磨工序,减少一道加工工序,简化工艺,也不会因裁断外露 的钢绞线而造成钢绞线的浪费;再有通过连接座与顶杆的封堵,即使在离心过程中发生钢绞线断裂事故,夹片组件在连接座与顶杆的封堵作用下不会飞出锚固板,避免因夹片组件快速飞出锚固板而造成损坏设备及伤人的事故发生,使用更安全;同时,因为钢绞线外端始终与夹片组件外端面保持齐平,使得整体张拉时各钢绞线的受力均匀,防止钢绞线因受力不均而断裂。 
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图(第一顶杆推动夹片组件前移至预夹紧位置后的状态); 
图2为图1的A处放大图(第一顶杆推动夹片组件前移至预夹紧位置后的状态); 
图3为本发明实施例中锚固板与端板连接的局部剖视图(推动夹片组件及钢绞线后移至与第一顶杆接触的状态); 
图4为本发明实施例中张拉板与端板连接的局部剖视图(第二顶杆推动夹片组件前移至预夹紧位置后的状态); 
图5为本发明实施例中张拉板与端板连接的局部剖视图(推动夹片组件及钢绞线后移至与第二顶杆接触的状态); 
图6为本发明实施例所用模具的立体结构示意图。 
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1~6所示,为本发明的一个优选实施例。 
一种用于制造具有钢绞线的混凝土桩的张拉装置,包括用以与具有钢绞线11的钢筋笼1两端的端板13连接的锚固板2和张拉板3,其中,钢筋笼1包括轴向布置的钢绞线11,绕置在钢绞线11外的箍筋12及位于两端的端板13,两端的端板13均通过设置在端板上的锥形孔131内的夹片组件4与钢绞线11连接,一端的端板13通过螺栓15与锚固板2固定,另一端的端板13通过螺栓15与张拉板3固定,张拉板3上还设置有用以牵引张拉板3的牵引结构。其中,夹片组件4具体结构及钢绞线13通过夹片组件4与端板13连接的结构可参考背景专利。 
与锚固板2固定的端板13内设有前述夹片组件4,锚固板2上开有多个个数与钢绞线11根数相同的第一穿孔21,第一穿孔21为螺纹孔,第一穿孔21的孔径大于所述锥形孔131的最大孔径,且第一穿孔21与锥形孔131同轴设置,第一穿孔21与钢绞线11一一对应设置。第一穿孔21内可拆卸固定有第一连接座5,第一连接座5螺纹连接在第一穿孔21内,第一连接座5上开有第一螺纹通孔51,第一螺纹通孔51内螺纹连接有第一 顶杆6,第一顶杆6的内端用以抵靠在夹片组件4的外端面上,给钢绞线11与夹片组件4的外端面齐平提供基准面。 
第一顶杆6具有第一螺纹杆部61和第一接触部62,第一接触部62位于第一螺纹杆部61的端部,且第一接触部62的横截面积大于第一螺纹杆部61的横截面积,该第一接触部62用以与夹片组件4的外端面接触;且,第一连接座5的内端面低于锚固板2的内端面,以在第一穿孔21内形成供第一接触部62轴向滑移的间隙X1。 
与张拉板3固定的端板13内也设有前述夹片组件4,张拉板3上开有多个个数与钢绞线11根数相同的第二穿孔31,第二穿孔31为螺纹孔,第二穿孔31的孔径大于锥形孔131的最大孔径,且第二穿孔31与锥形孔131同轴设置,第二穿孔31与钢绞线11一一对应设置。第二穿孔31内可拆卸固定有第二连接座7,第二连接座7螺纹连接在第二穿孔31内,第二连接座7上开有第二螺纹通孔71,该第二螺纹通孔71内螺纹连接有第二顶杆8,第二顶杆8的内端用以抵靠在夹片组件4的外端面上,给钢绞线11与夹片组件4的外端面的齐平提供基准面。 
第二顶杆8具有第二螺纹杆部81和第二接触部82,第二接触部82位于第二螺纹杆部81的端部,且第二接触部82的横截面积大于第二螺纹杆部81的横截面积,该第二接触部82用以与夹片组件4的外端面接触;第二连接座7的内端面低于张拉板3的内端面,以在第二穿孔31内形成供第二接触部82轴向滑移的间隙X2。 
牵引结构包括支撑板9、螺杆10和锁紧螺母14,支撑板9用以与模具15另一侧端面贴合,张拉板3与螺杆10连接,螺杆10的螺杆部穿过支撑板9上的穿孔,锁紧螺母14螺纹连接在螺杆10的螺纹杆部上并位于支撑板9外侧。张拉板10上开有沉孔81,螺杆12的螺杆部从钢筋笼内部穿过张拉板上的沉孔81后再穿过支撑板11上的穿孔,螺杆12的头部沉于张拉板10上的沉孔101的大孔部内。 
采用前述张拉装置制造混凝土桩的工艺过程包括如下步骤: 
(1)、钢绞线11的定长切断。 
(2)、制作钢筋笼1。 
(3)、让钢筋笼上每根钢绞线11通过位于端板13上的锥形孔131内的夹片组件4与端板13连接固定,一般情况下钢绞线外端不露出夹片组件4外端面。 
(4)、将钢筋笼1一端的端板13通过螺栓15与锚固板2固定连接,再将穿设有第一顶杆6的第一连接座5螺纹连接到锚固板2上的第一穿孔21内,开始阶段先拧松第一顶杆6,如图3所示,直至第一接触部62在第一间隙X1内后退至与第一连接座5接触后,再将夹片组件4连同钢绞线11后移直至抵靠第一接触部62,由于夹片组件4在后移过程中处于放松的未夹紧钢绞线11的状态,这样可将钢绞线11和夹片组件4同时后退直至钢绞线11、夹片组件4均与第一接触部62接触,确保钢绞线11外端与夹片组件4外端 面在开始阶段便保持齐平,然后用扳手工具转动并旋紧第一顶杆6,第一接触部62同时推动钢绞线11和夹片组件4朝夹片组件4的夹紧方向前移,该过程相当于对钢绞线11的预张拉,如图2所示,在整个第一顶杆6的推动过程中,确保钢绞线11外端始终保持与夹片组件4外端面齐平状态。 
(5)、将钢筋笼另一端的端板2通过螺栓15与张拉板3固定连接,再将穿设有第二顶杆8的第二连接座7螺纹连接到张拉板3上的第二穿孔31内,开始阶段先拧松第二顶杆8,如图5所示,直至第二接触部82在第二间隙X2内后退至与第二连接座7接触后,再将夹片组件4连同钢绞线11后移直至抵靠第二接触部82,由于夹片组件4在后移过程中处于放松的未夹紧钢绞线11的状态,这样可将钢绞线11和夹片组件4同时后退直至钢绞线11、夹片组件4均与第二接触部82接触,确保钢绞线11外端与夹片组件4外端面在开始阶段便保持齐平,然后用扳手工具转动并旋紧第二顶杆8,第二接触部82同时推动钢绞线11和夹片组件4朝夹片组件4的夹紧方向前移,该过程相当于对钢绞线11的预张拉,如图4所示,在整个第二顶杆8的推动过程中,确保钢绞线11外端始终保持与夹片组件4外端面齐平状态。 
(6)、将该带有锚固板2和张拉板3的钢筋笼1置于模具16的下半模16a中,张拉板3位于下半模16a的模腔中,锚固板2与下半模16a的外端面贴合,模具16结构可参考图6。 
(7)、向下半模16a喂料,合上模具16的上半模16b; 
(8)、张拉,在一端通过拉动张拉板3对钢筋笼1进行整体张拉,将钢绞线11拉伸到规定的数值,同时带动夹片组件4朝锥形孔131的小孔径方向回缩而将夹片组件4与锥形孔131牢牢固定,并使夹片组件4内的内齿孔进一步箍紧并卡死钢绞线11,张拉完成后旋紧锁紧螺母14,将螺杆10锁紧在张拉完成位置。 
(9)、离心成型。 
(10)、蒸汽养护。 
(11)、拆模,及拆去张拉板10、锚固板8与相应各端板2的连接进行放张。 
使用该张拉装置制造的混凝土桩无需额外的将外露出端板13外端面的钢绞线切断并打磨工序,减少一道加工工序,简化工艺,也不会因裁断外露的钢绞线11而造成钢绞线11的浪费。 

Claims (10)

1.一种用于制造具有钢绞线的混凝土桩的张拉装置,包括用以与具有钢绞线(11)的钢筋笼(1)两端的端板(13)连接的锚固板(2)和张拉板(3),其中,与锚固板(2)连接的端板(13)通过设置在该端板的锥形孔(131)内的夹片组件(4)与钢绞线(11)连接,所述张拉板(3)上还设置有用以牵引张拉板(3)的牵引结构;其特征在于:所述锚固板(2)上开有多个第一穿孔(21),第一穿孔(21)与钢筋笼(1)中的钢绞线(11)一一对应设置,第一穿孔(21)内可拆卸固定有第一连接座(5),第一连接座(5)上开有第一螺纹通孔(51),该第一螺纹通孔(51)内螺纹连接有第一顶杆(6),第一顶杆(6)的内端用以抵靠在所述夹片组件(4)的外端面上。
2.根据权利要求1所述的用于制造具有钢绞线的混凝土桩的张拉装置,其特征在于:所述第一穿孔(21)为螺纹孔,所述第一连接座(5)螺纹连接在第一穿孔(21)内。
3.根据权利要求1所述的用于制造具有钢绞线的混凝土桩的张拉装置,其特征在于:所述第一穿孔(21)的孔径大于所述锥形孔(131)的最大孔径,且第一穿孔(21)与锥形孔(131)同轴设置。
4.根据权利要求1所述的用于制造具有钢绞线的混凝土桩的张拉装置,其特征在于:所述第一顶杆(6)具有第一螺纹杆部(61)和第一接触部(62),第一接触部(62)位于第一螺纹杆部(61)的端部,且第一接触部(62)的横截面积大于第一螺纹杆部(61)的横截面积,该第一接触部(62)用以与夹片组件(4)的外端面接触;所述第一连接座(5)的内端面低于锚固板(2)的内端面,以在第一穿孔(21)内形成供所述第一接触部(62)轴向滑移的间隙(X1)。
5.根据权利要求1所述的用于制造具有钢绞线的混凝土桩的张拉装置,其特征在于:与张拉板(3)连接的所述端板(13)通过设置在该端板的锥形孔(131)内的夹片组件(4)与钢绞线(11)连接,所述张拉板(3)上开有多个第二穿孔(31),第二穿孔(31)与钢绞线(11)一一对应设置,第二穿孔(31)内可拆卸固定有第二连接座(7),第二连接座(7)上开有第二螺纹通孔(71),该第二螺纹通孔(71)内螺纹连接有第二顶杆(8),第二顶杆(8)的内端用以抵靠在所述夹片组件(4)的外端面上。
6.根据权利要求5所述的用于制造具有钢绞线的混凝土桩的张拉装置,其特征在于:所述第二穿孔(31)为螺纹孔,所述第二连接座(7)螺纹连接在第二穿孔(31)内。
7.根据权利要求5所述的用于制造具有钢绞线的混凝土桩的张拉装置,其特征在于:所述第二穿孔(31)的孔径大于所述锥形孔(131)的最大孔径,且第二穿孔(31)与锥形孔(131)同轴设置。
8.根据权利要求5所述的用于制造具有钢绞线的混凝土桩的张拉装置,其特征在于:所述第二顶杆(8)具有第二螺纹杆部(81)和第二接触部(82),第二接触部(82)位于第二螺纹杆部(81)的端部,且第二接触部(82)的横截面积大于第二螺纹杆部(81)的横截面积,该第二接触部(82)用以与夹片组件(4)的外端面接触;所述第二连接座(7)的内端面低于张拉板(3)的内端面,以在第二穿孔(31)内形成供所述第二接触部(82)轴向滑移的间隙(X2)。
9.根据权利要求1~8任一所述的用于制造具有钢绞线的混凝土桩的张拉装置,其特征在于:所述牵引结构包括支撑板(9)、螺杆(10)和锁紧螺母(14),所述支撑板(9)用以与模具(15)另一侧端面贴合,所述张拉板(3)与螺杆(10)连接,所述螺杆(10)的螺杆部穿过支撑板(9)上的穿孔(91),所述锁紧螺母(14)螺纹连接在螺杆(10)的螺纹杆部上并位于支撑板(9)外侧。
10.根据权利要求9所述的用于制造具有钢绞线的混凝土桩的张拉装置,其特征在于:所述张拉板(3)上开有沉孔(32),所述螺杆(10)的螺杆部从钢筋笼(1)内部穿过张拉板(3)上的沉孔(32)后再穿过支撑板(9)上的穿孔(91),所述螺杆(10)的头部沉于张拉板(3)上的沉孔(32)的大孔部内。
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