一种55mPHC管桩钢模制造技术

一种５５ｍＰＨＣ管桩钢模，包括若干钢模单元，每个钢模单元包括对称设置的上、下模，所述上、下模包括一中空半圆柱体模板、轴向企口板、径向企口板、纵筋、跑轮，其还包括环筋，所述环筋呈轴向间隔地以径向方式固定在中空半圆柱模板的外圆柱面上，其两端与轴向企口板固定。所述纵筋包括若干条门形纵筋和若干条双列纵筋，两者间隔排列；并与环筋垂直交叉固定连接。本实用新型专利技术的５５ｍＰＨＣ管桩钢模在张拉过程中使用百分表测量模板变形量，结果表明张拉时钢模没有太明显的弯曲变形；张拉后模板起吊、离心及放入常压普养池状态，钢模的变形量基本上控制在５ｍｍ以内，钢模的直线性非常好。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种建筑材料的制备用具，特别是一种55mPHC管桩钢模。技术背景1920年由澳大利亚人W.RHUME专利技术了离心法制作混凝土制品生产工艺， 日本于次年引进了该项技术，用于制造钢筋混凝土管桩，1934年开始制造离心 混凝土桩(Reinforced Spun High Stregth Concrete Piles,简称PC桩)。1967-1970 年日本开发了预应力高强度混凝土离心管桩(Pretesioned Spun High Stregth Concrete Piles,简称PHC管桩)。PHC管桩是目前广泛被采用在大型建筑施工上 的建筑设备。目前在日本使用的混凝土桩几乎均为PHC桩，此外在欧美国家， 如美国、法国、德国、意大利、前苏联，以及东南亚诸国的起步时间虽然较晚， 但近十多年来发展很快，尤其是大规格的管桩，，其产量和产品规格均超过日本。我国早在1944年就开始生产离心混凝土管(RC桩)；六十年代，研制开发 了预应力钢筋混凝土管桩(PC桩)，并批量生产O400和O550的PC桩，七十年 代研制生产了后张法预应力混凝土管桩;八十年代后期开发了先张法预应力高强 混凝土管桩(PHC桩)和先张法预应力混凝土薄壁管桩(PTC桩)，并开始推广 应用。近年来随着建筑施工的要求越来越高，水上工程使用的管桩长度越来越长， 然而现有技术对于单节管桩长度只能做到50m ，而一般均为30m，那么超过30m 的桩就必须接桩，由于接桩会带来很多问题，特别是PHC桩施打过程经常发生断 桩现象，如南京龙潭港二、三期工程中，设计/"800PHC管桩2005年12月进行打桩，打桩过程中，发生了严重的断桩现象，几乎全部被打断，且都发生在接头 附近，后来采用/ 1000管桩依然在接头附近发生断桩。据统计，PHC管桩在打 桩过程中70 %的断桩发生在接头附近，由于涉及到具体的沉桩工艺、地质条 件等因素。使得PHC桩特有的接头构造与此类断桩具有较大的关系。如何避免上述问题，其最好的方式就是生产超长单节PHC管桩。但是PHC管桩在张拉时，钢模承受较大的预压力，0800管桩最大张拉力为372T， O1000 管桩最大达500T,而生产超长管桩时，钢模的长细比很大，钢模能否保持稳定 性是非常关键的。钢模在张拉时多点支承在地面、张拉后吊运时多点支承在吊具上，垂直方向 约束，水平方向应是钢模稳定不利方向。其水平方向的压弯变形是连续曲线且沿 长度方向跨中对称的，钢模跨中点端面转角为0，其水平方向的压弯变形如图1所示。取钢模一半长度为研究对象，跨中作为固定端而端部为自由状态，根据材料 力学可知钢模的临界应力欧拉公式ct,-^其中弹性模量E二206GMPa稳定计算长度/ = *2长度系数^=2L——钢模长度Zmin——钢模最小惯性半径/min——钢模最小惯性矩^——钢模截面积钢模的实际应力 =;钢模的安全系数:材料力学规定在结构工程中，> 1. 8 3 P——钢模所受的压力(即张拉力)钢模一般是由圆筒和筋板组成的，设计钢模时应尽量按等强度考虑。对不同的轴，截面惯性矩是不同的，计算应以最小的惯性矩计算。钢模截面参见图2，筒 64圆筒对任何轴的惯性矩均为/简,:。筋对主轴的惯性矩为 、,=HA = f W "、,參0-裔^12当筋与x轴成ci夹角时，筋对x轴的惯性矩为 =sin2 or ￡々《+ c。s2 " ￡ y乂 + 2 sin " c。s or ￡ Wi《=sin2a/y(平面图形对主轴的惯积/^二0) '.'钢模结构的特点，/筋,与/筋,，相比可以忽略不计。 .'.当筋与x轴成a夹角时，筋对x轴的惯性矩/, win2"/"目前O800X30m管桩使用的钢模材质为16锰钢，参见图3，I筒-丄(￡>4_^) = !(824 — 804) =20 8 6 22cm4 64 64工筋。=2X =2X 2.5(48.『-化)-画cm4I企。=2X,)=2X审—化)=82895cm4 3 3A筒=-(D2 -c/2)=丘(822 — 802) =2 54. 34cm2 4 4A筋二 (2.5X7.5) X6 = 112. 5cm2A企二 (4X5.6) X2 = 44. 8cm2￡A=A简+A筋+A企=254. 34+112. 5+44. 8=411. 64cm2￡Imin"I筒+I ffi0(sin245+sin290+sin2135)+sin20I企。二359166cm4<formula>formula see original document page 6</formula>使用该钢模制做30cm管桩时，<formula>formula see original document page 6</formula>临界应力<formula>formula see original document page 6</formula>使用该钢模制做55cm管桩时， 柔度A隨丄，，<formula>formula see original document page 6</formula>临界应力:<formula>formula see original document page 6</formula>该钢模制作不同规格管桩的稳定安全系数见表1。 表1 O 800 X 30m钢模压杆稳定安全系数<table>table see original document page 6</column></row><table>根据现有其他PHC管桩生产厂家钢模的资料，其中图4表示柘中O800X39C 型管桩的钢模；图5表示马来西亚O900X36mC型管桩的钢模；图6表示马来西 亚O600X30mC型管桩的钢模;按照上述方法计算出钢模稳定性安全系数见表2，表2各PHC管桩生产厂家稳定安全系数分析计算表<table>table see original document page 7</column></row><table>从上表可以看出，这些钢模不适合制作55mPHC管桩。纵上所述，对于现有采用的制造PHC管桩的钢模而言，其外部结构大多为 在中空圆柱体模板上安置纵筋和跑轮的技术工艺，使得该种钢模在整体硬度上有 一定的局限，由于现有技术大多采用该钢模生产长度小于50m的PHC管桩，所 以此种钢模结构尚且能符合该种PHC管桩的生产需要，但是如果所要生产的 PHC管桩的长度一旦超过50m，上述现有钢模的结构其硬度很难符合实际生产 的需要
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于提供一种55mPHC管桩钢模。该钢模 通过对相关的技术改进，可用来制造长度为55m的PHC管桩。本技术所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现 一种55mPHC管桩钢模，包括若千钢模单元，每个钢模单元包括对称设置 的上、下模，所述上、下模包括一中空半圆柱体模板、轴向企口板、径向企口板、 纵筋、跑轮，所述轴向企口板固定在中空半本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种５５ｍＰＨＣ管桩钢模，包括若干钢模单元，每个钢模单元包括对称设置的上、下模，所述上、下模包括一中空半圆柱体模板、轴向企口板、径向企口板、纵筋、跑轮，所述轴向企口板固定在中空半圆柱模板的轴向边，径向企口板设置在中空半圆柱模板的径向边，在轴向企口板和径向企口板开设有螺栓槽，用螺栓穿过上、下模轴向企口板上的螺栓槽使上、下模连接，用螺栓穿过上、下模经向企口板上的螺栓槽使钢模单元与相邻钢模单元连接；所述纵筋呈径向间隔地沿轴向固定在中空半圆柱模板的外圆柱面上；所述跑轮呈轴向间隔等距地并以径向方式固定在中空半圆柱模板的外圆柱面上，所述纵筋和跑轮的两端与所述轴向企口板连接；其特征在于，还包括环筋，所述环筋呈轴向间隔地以径向方式固定在中空半圆柱模板的外圆柱面上，其两端与轴向企口板固定。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：桂成农，王春明，王宗成，
申请(专利权)人：中交三航局第三工程有限公司，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]