高强预应力螺旋桩生产方法及模具技术

本发明专利技术公开了一种高强预应力螺旋桩生产方法及模具，涉及桩基工程、环保领域技术领域。包括以下步骤：S1、振捣混凝土，获得高强度构件原料；S2、构建可拆卸的、预设形状的模具，在所述模具内装入预应力管桩钢筋笼；S3、对模具进行合模，并进行预应力筋张拉，将高强度构件原料以预定的方式注入模具内；S4、基于离心法，转动模具，生产高强预应力构件；S5、将经过步骤S4成型后的高强预应力构件，通过蒸压养护至规定强度，拆卸模具，取出最终得到的混凝土结构。本发明专利技术能够获得高强预应力管桩，通过设计可拆卸结构的膜壳，消除在浇筑时产生的空气问题，使得获得高强预应力管桩的齿部与桩身强度相近，满足现代桩基工程要求。满足现代桩基工程要求。满足现代桩基工程要求。

【技术实现步骤摘要】
高强预应力螺旋桩生产方法及模具


[0001]本专利技术涉及基础工程中桩基工程、环保领域
，尤其是一种高强预应力螺旋桩生产方法及模具。

技术介绍

[0002]在现代建筑业中的桩基工程中，通常采用预应力管桩，管桩桩身外周为光滑面，依靠压入管与周边挤土产生的摩擦力和桩端土塞产生的阻力，其与土层之间的摩擦力较小，使得管桩可能发生在较差的土层内发生位移。
[0003]因此，日本的竹节桩在高强预应力管桩外周间隔设置了凸起的相互间平行的环肋，但是受到土层性质的影响，当土层性质较好时，其下沉难度较大，增加了工程工艺的难度。因此提出一种专利名为一种间隔螺旋肋高强预应力管桩，用于解决上述问题。但是由于新的管桩结构相对于传统管桩结构发生了较大的改变，因此需要重新设计加工工艺。
[0004]对比现有的钻孔灌注桩，现场必须或泥浆护壁钻孔，或旋挖成孔，孔径与桩径相同，并必须现场钢筋加工成笼吊入孔内，并现场浇筑混凝土，该方式现场施工劳动强度大，文明施工作业条件差，并成桩的质量不易保证。
[0005]故本申请想要解决的是，如何设计上述的高强预应力管桩，使其能够满足指定的强度，同时通过工艺方法或者模具，实现其量产。

技术实现思路

[0006]专利技术目的：基于
技术介绍
中提到的问题，本专利技术提出一种高强预应力螺旋桩生产方法，用于生产高强度的管桩，同时提出一种模具，借助上述方法，生产高强度管桩。
[0007]技术方案：S1、振捣混凝土，获得高强度构件原料；S2、构建可拆卸的、预设形状的合模单元，将合模单元装配，在模具内装入预应力管桩钢筋笼；S3、对模具进行合模，并进行预应力筋张拉，将高强度构件原料以预定的方式注入模具内；S4、基于离心法，转动模具，生产高强预应力构件；S5、将经过步骤S4成型后的高强预应力构件，通过蒸压养护至规定强度，拆卸模具，取出最终得到的混凝土结构。
[0008]进一步的优选技术方案，模具的设计过程包括：S21、构建相适配的上模半开钢管、下模半开钢管作为合模单元；上模半开钢管、下模半开钢管的边壁安装固定板；固定板上开设的预设数量的连接孔；S22、在上模半开钢管、下模半开钢管的外侧开设安装孔，按照预设的间隔位置，壁焊预设数量的模壳；S23、使用高强螺栓，穿过上模半开钢管、下模半开钢管上对应位置的连接孔，进行合模得到模具；
S24、沿模具轴向安装预设数量的纵向加劲肋，在模具的外侧安装预设数量的换向加劲肋，用以紧固模具。
[0009]进一步的优选技术方案，步骤S22中模壳的设计过程包括：S22、基于模具的侧面弧度，设计与侧面相适配的弧形线框；S22、基于螺旋齿的构造，设计局域面，区域面所覆盖区域小于弧形线框覆盖区域；局域面在空间沿某一直线内转动预设的角度，局域面距离弧形线框预设的距离，其边缘线与弧形线框相映射，形成首尾相接的侧面；侧面与局域面在空间内组合成月牙形结构。
[0010]进一步的优选技术方案，将步骤S22中的模壳设计为可拆卸结构，使用过程包括以下步骤：步骤一、将模壳设计为与安装孔相适配的环形侧壁，环形侧壁的底部向外延伸形成安装部，通过安装部安装在安装孔的外侧；步骤二、使用安装壳与环形侧壁可拆卸连接，形成可拆卸的模壳。
[0011]进一步的优选技术方案，安装壳开设插孔，在将高强度构件原料注入模具内后，通过插孔插入预设长度的钢筋，实现局部加固。
[0012]进一步的优选技术方案，通过环形侧壁，将钢筋加固在钢筋笼上。
[0013]进一步的优选技术方案，将步骤S22中的上模半开钢管、下模半开钢管作为合模单元，缩小合模单元的弧度，增加合模单元的数量；合模单元上按照预设的位置安装预设数量模壳，将预设数量的合模单元组合，形成模具。
[0014]进一步的优选技术方案，由预设数量的合模单元组成的模具，其外部分布的模壳，沿模具的长度方向，呈螺线状。
[0015]一种模具，基于如上述任意一项的一种高强预应力螺旋桩生产方法，模具包括至少两个合模单元，多个合模单元按照预设的装配方式进行装配，组合成模具；合模单元的外壁开设预设数量的安装孔，多个安装孔位置呈螺线型，用于安装模壳。
[0016]进一步的优选技术方案，模具的端部安装承压板；模具的外侧安装多个跑轮；模具的径向、环向分别焊接纵向加劲肋和环向加劲肋。
[0017]有益效果
[0018]1、本专利技术能够获得高强预应力管桩，通过设计可拆卸结构的膜壳，消除在浇筑时产生的空气问题，使得获得高强预应力管桩的齿部与桩身强度相近，满足现代桩基工程要求。
[0019]2、对比公知的高强预应力混凝土管桩钢模，本专利技术的多列间隔螺旋齿预应力高强混凝土管桩模具可基于常用钢模具加工而成，借由将成列月牙形齿嵌入钢模纵、横向加劲肋之间，形成对现有模具的高效再利用，节约了模具材料，同时无需改造现有桩径生产线，实现带多列螺旋齿的高强预应力管桩的快速投产。
附图说明
[0020]图1是本专利技术的生产工艺流程图。
[0021]图2是本专利技术的模具设计流程图。
[0022]图3是本专利技术的合模状态下模具结构示意图。
[0023]图4是本专利技术的合模单元结构示意图。
[0024]图5是本专利技术的合模单元结构示意图。
[0025]图6是本专利技术的模壳结构示意图。
[0026]图7是本专利技术的另一种合模单元结构示意图。
[0027]图8是本专利技术又一实施例的结构示意图。
[0028]图9是本专利技术又一实施例的局部结构示意图。
[0029]图10是本专利技术另一实施例的结构示意图。
[0030]图11是本专利技术另一实施例的特征参数示意图，其中a、b、c分别为面积相关参数、摩阻力相关参数和圆心距相关参数。
[0031]图12是本专利技术另一实施例的横截面和齿截面示意图，其中a为横截面示意图，b为齿截面示意图。
[0032]图1至图7标注为：模具1、模壳2、纵向加劲肋3、环向加劲肋4、固定板5、跑轮6、承压板7、上模半开钢管11、下模半开钢管12、四分模钢管13、环形侧壁21、安装部22、安装壳23。
实施方式
[0033]下面结合附图对本专利技术做更进一步的解释。
[0034]基于
技术介绍
中提到的问题，本实施例针对现有的管桩生产工艺，重新设计方案，为了改变高强预应力管桩外周表面形状增加桩周摩阻力，又兼顾预应力管桩生产工艺。因此本实施例提出一种高强度混凝土构件生产方法，通过以下步骤实现：第一步、振捣混凝土，获得高强度构件原料；第二步、构建可拆卸的、预设形状的合模单元，用于组装成模具1，在模具1内装入预应力管桩钢筋笼；第三步、对模具1进行合模，并进行预应力筋张拉，将高强度构件原料以预定的方式注入模具1内；第四步、基于离心法，转动模具1，生产高强预应力构件；第五步、将经过上述方法成型后的高强预应力构件，通过蒸压养护至规定强度，拆卸模具1，取出最终得到的混凝土结构。
[0035]在上述过程中，模具1的设计包括以下内容：如图4所示，本实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强预应力螺旋桩生产方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、振捣混凝土，获得高强度构件原料；S2、构建可拆卸的、预设形状的合模单元，将所述合模单元装配，在所述模具内装入预应力管桩钢筋笼；S3、对模具进行合模，并进行预应力筋张拉，将高强度构件原料以预定的方式注入模具内；S4、基于离心法，转动模具，生产高强预应力构件；S5、将经过步骤S4成型后的高强预应力构件，通过蒸压养护至规定强度，拆卸模具，取出最终得到的混凝土结构。2.如权利要求1所述的一种高强预应力螺旋桩生产方法，其特征在于，所述模具的设计过程包括：S21、构建相适配的上模半开钢管、下模半开钢管作为合模单元；所述上模半开钢管、下模半开钢管的边壁安装固定板；所述固定板上开设的预设数量的连接孔；S22、在所述上模半开钢管、下模半开钢管的外侧开设安装孔，按照预设的间隔位置，壁焊预设数量的模壳；S23、使用高强螺栓，穿过所述上模半开钢管、下模半开钢管上对应位置的连接孔，进行合模得到模具；S24、沿所述模具轴向安装预设数量的纵向加劲肋，在所述模具的外侧安装预设数量的换向加劲肋，用以紧固模具。3.如权利要求2所述的一种高强预应力螺旋桩生产方法，其特征在于，所述步骤S22中模壳的设计过程包括：S22、基于模具的侧面弧度，设计与侧面相适配的弧形线框；S22、基于螺旋齿的构造，设计局域面，所述区域面所覆盖区域小于弧形线框覆盖区域；所述局域面在空间沿某一直线内转动预设的角度，所述局域面距离弧形线框预设的距离，其边缘线与弧形线框相映射，形成首尾相接的侧面；所述侧面与局域面在空间内组合成月牙形结构；螺旋齿的结构参数为：第一约束：0.7f
t A
i
≥τ
tz A
t
+τ
oz A
o
+τ
bz A
b
+τ
bsz A
bs
；第二约束：0.35f
t A
i
d≥τ
ty A
t r
t
+0.5τ
oy A
o D+τ
by A
b r
b
+τ
bsy A
bs r
bs
；式中，A
i =αbd、A
o =βaD；A
t
=A
b
=h
×
（l1+l2）/2，l1=(α/π)
×
sqrt[s2+（πd）2]；l2=(β/π)
×
sqrt[s2+（πD）2]；A
ts
=A
bs
=h
ts
×
(a+b)/2；h
ts
=h
bs
=（D/2）
×
csc(α
‑
β)/2－d/2
×
cot(α
‑
β)/2；θ=arctan (s/πd)；τ
tz
=τ
t cosθ； τ
ty
=τ
t sinθ；τ
oz
=τ
o cosθ; τ
oy
=τ
o sinθ；τ
bz
=τ
b cosθ; τ
by
=τ
b sinθ；τ
bsz
=τ
bs cosθ; τ...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭正兴，颜景凯，颜景豪，林煜，
申请(专利权)人：江苏东浦管桩有限公司，
类型：发明
国别省市：