一种新型预应力混凝土混合配筋管桩制作装置及方法与流程

1.本发明属于管桩支护技术领域，具体涉及一种新型预应力混凝土混合配筋管桩制作装置及方法。


背景技术：

2.由于钢棒具有很高的强度，现有预应力混凝土管桩配筋时通常采用张拉钢棒的方式实现，张拉控制力为钢棒抗拉强度标准值的0.7倍左右。该桩型虽然在强度上满足要求，但其在延性上表现却往往不够，而且张拉控制力较大，生产和加工难度较大。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种延性高的新型预应力混凝土混合配筋管桩制作装置及方法。
4.基于上述目的，本发明采用如下技术方案：一种新型预应力混凝土混合配筋管桩，包括筒状的桩身，桩身内设置有混合配筋，混合配筋包括钢棒和钢筋，钢棒和钢筋均沿桩身的横截面呈环形分布。
5.进一步的，钢棒与钢筋均在桩身的横截面上均匀分布，每两个相邻钢棒之间均设置有一个钢筋。
6.进一步的，钢筋为hrb600钢筋或1230级以下预应力螺纹钢筋。
7.上述新型预应力混凝土混合配筋管桩的制作装置，包括第一张拉装置和第二张拉装置；第一张拉装置与钢筋相配合，第二张拉装置与钢棒相配合。
8.进一步的，第一张拉装置包括第一张拉盘，第一张拉盘上开设有与钢棒相配合的多个第一通孔，还开设有与钢筋相配合的多个第五通孔，第一张拉装置还包括与钢筋相配合的多个第一锁定螺母；第一张拉盘上固连有与其垂直的丝杆，第一张拉装置还包括与丝杆相配合的第一张拉螺母；第一张拉螺母转动连接有第一张拉固定板，第一张拉固定板上开设有与第一张拉螺母同轴的第二通孔；第一张拉装置包括第一油泵。
9.进一步的，第二张拉装置包括第二张拉盘，第二张拉盘上开设有与钢棒相配合的多个第六通孔；第二张拉装置包括与钢棒相配合的多个第二锁定螺母；第二张拉盘上固连有与其垂直的钢管，第二张拉盘上开设有与钢管同轴的第三通孔，钢管外壁上设置有螺纹；第二张拉装置包括与钢管相配合的第二张拉螺母，第二张拉螺母转动连接有第二张拉固定板，第二张拉固定板上开设有与第二张拉螺母同轴的第四通孔；第二张拉装置包括第二油泵。
10.上述的新型预应力混凝土混合配筋管桩的制作方法，包括以下步骤：步骤1，将箍筋环绕钢筋与钢棒固定，将钢筋与钢棒放在管模内并与管模固连；步骤2，将第一张拉装置与钢筋顶端固连，将第二张拉装置与钢棒顶端固连；步骤3，对钢筋与钢棒进行张拉。
11.进一步的，在步骤2中，将第一张拉装置与钢筋顶端固连的方法为：将第一张拉盘放入管模内，使丝杆与钢筋平行，将每个钢棒均穿过对应的第一通孔，将每个钢筋顶端均穿
过对应的第五通孔，将第一锁定螺母螺接在钢筋顶端，将每个钢筋均固定在第一张拉盘上；将第一张拉螺母螺接在丝杆上，将第一张拉固定板固定在管模上，将第一油泵连接在第一张拉螺母上。
12.进一步的，在步骤2中，将第二张拉装置与钢棒顶端固连的方法为：在将第一张拉盘与钢筋的顶端连接后，将第二张拉螺母螺接在钢管外壁上，并将第二张拉螺母螺接在钢管远离第二张拉盘的一端；将第二张拉盘与钢管套设在丝杆上，将每个钢棒顶端均穿过对应的第六通孔，将第二锁定螺母螺接在钢棒顶端，将每个钢棒均固定在第二张拉盘上；将第二张拉固定板固定在管模上，将第二油泵连接在第二张拉螺母上；然后将第一张拉螺母螺接在丝杆上。
13.进一步的，在步骤3中，对钢筋与钢棒进行张拉的方法为：启动第一油泵与第二油泵，第一油泵带动第一张拉螺母转动；第一张拉螺母转动带动丝杆和第一张拉盘移动，张拉钢筋；第二油泵带动第二张拉螺母转动；第二张拉螺母转动带动钢管和第二张拉盘移动，张拉钢棒。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：1、本发明的新型预应力混凝土桩采用混合配筋，使用钢棒与钢筋搭配，增加了预应力混凝土桩的延性，使混凝土桩具备了更高的承载力和抵抗变形的能力。
15.2、新型预应力混凝土混合配筋管桩的制作方法使用第一张拉装置与第二张拉装置分别张拉钢筋和钢棒，对钢筋和钢棒均施加较小的张拉力；与常规预应力管桩相比，在预应力合力不变的条件下，张拉力变小，生产难度大大降低。
16.3、由于钢棒和hrb600钢筋及预应力螺纹钢筋直径、强度均不同，常规张拉机仅能做到对一种钢筋施加预应力，无法应用于本发明的桩型。若采用1组装置分2次对2种配筋张拉时，会造成已完成张拉锁定的钢筋预应力损失，不满足设计要求；故2种配筋必须同时张拉，在张拉过程中根据张拉应力控制来实现钢筋内力相同。要做到钢筋内力相同，则需2组张拉装置分别对2种配筋来施加预应力。
17.本发明的第一张拉盘设置第一通孔，并将钢棒穿过第一通孔与第二张拉装置连接，在第一张拉装置与第二张拉装置使用时可避免产生干涉；第二张拉装置设置钢管与第三通孔连通，并将丝杆穿过第三通孔与钢管，可避免第一张拉装置与第二张拉装置干涉，使第一张拉装置与第二张拉装置可分别对钢筋和钢棒同时张拉，并可施加不同拉力，而且可以控制钢筋内力。本发明亦可应用于各种离心法生产的混合配筋预制桩的张拉。
18.4、相比常规单一张拉钢棒的混合配筋预应力管桩（截面尺寸及配筋相同条件下），本发明的桩身混凝土有效预压应力基本不变，其抗弯、抗压、抗剪承载力基本不变，但由于延性较好的hrb600钢筋或预应力螺纹钢筋施加了预应力，提前发挥抗拉作用，而延性较差的钢棒预应力降低，使钢棒延迟达到极限状态，有利于减少桩身的脆性破坏，提高桩身的延性，避免桩身呈脆性开裂，有效提高了管桩的整体性能，延性可提高20%左右。
19.相比常规单一使用钢棒的预应力混凝土桩，本发明在自身桩体有效预压应力不变的条件下，大大增加了桩身延性，减少了生产难度，具备了更高的承载力和抵抗变形的能力。与单一使用钢棒相比，抗弯承载力增加的同时，其延性可提高50%左右，其抗弯承载力可提高20%左右。
附图说明
20.图1为本发明实施例1的管桩横截面示意图；图2为本发明实施例3的示意图；图3为图2的a-a剖面图；图4为图2的b-b剖面图；图5为图2的c-c剖面图；图6为图2的d-d剖面图。
21.图中：钢棒1、钢筋2、桩体端板3、第一张拉盘4、第一通孔5、第一锁定螺母6、钢管7、第二张拉螺母8、第一张拉螺母9、第一张拉固定板10、第二张拉固定板11、管模12、箍筋13、管桩14、第二锁定螺母15、丝杆16、第二张拉盘17。
具体实施方式
22.实施例1一种新型预应力混凝土混合配筋管桩，如图1所示，混凝土桩为管桩14，包括圆筒状的桩身，桩身内设置有混合配筋，混合配筋包括钢棒1和钢筋2，钢棒1和钢筋2均沿桩身的横截面呈圆形环状均匀分布，每两个相邻钢棒1之间均设置有一个钢筋2；钢棒1和钢筋2在桩身的截面上均竖向设置；钢筋2为hrb600钢筋2或1230级以下预应力螺纹钢筋2，钢棒1为1420级钢棒1；钢筋2和钢棒1上固定有圆环状的箍筋13。配筋的公称直径为10mm～14mm；混凝土管桩14的外径为400mm～1200mm，内径为210mm～900mm，壁厚为95 mm～150mm。箍筋13采用低碳钢热轧圆盘条或混凝土制品用冷拔低碳钢丝，公称直径4mm~6mm。
23.实施例2与实施例1相比，本实施例的混凝土桩为空心方桩，钢棒1和钢筋2均沿桩身的横截面呈方形环状均匀分布；钢筋2和钢棒1上固定有方形的箍筋13。
24.实施例3一种新型预应力混凝土混合配筋管桩的制作装置，如图2-6所示，包括第一张拉装置和第二张拉装置；第一张拉装置与钢筋2相配合，第二张拉装置与钢棒1相配合。
25.第一张拉装置包括第一张拉盘4，第一张拉盘4上开设有与钢筋2相配合的多个第五通孔；第一张拉盘4上开设有与钢棒1相配合的多个第一通孔5，第一通孔5与第五通孔均绕第一张拉盘4的中心呈圆环状分布。第一张拉装置还包括与钢筋2相配合的多个第一锁定螺母6。第一张拉盘4中心固连有与其垂直的丝杆16，第一张拉装置还包括与丝杆16相配合的第一张拉螺母9；第一张拉螺母9转动连接有第一张拉固定板10，第一张拉固定板10上开设有与第一张拉螺母9同轴的第二通孔；第一张拉装置包括第一油泵。
26.第二张拉装置包括第二张拉盘17，第二张拉盘17中心固连有与其垂直的钢管7，第二张拉盘17上开设有与钢管7同轴的第三通孔；第二张拉盘17上开设有与钢棒1相配合的多个第六通孔，多个第六通孔关于第二张拉盘17的中心呈圆环状分布，第二张拉装置包括与钢棒2相配合的多个第二锁定螺母15。钢管7外壁上设置有螺纹；第二张拉装置包括与钢管7相配合的第二张拉螺母8，第二张拉螺母8转动连接有第二张拉固定板11，第二张拉固定板11上开设有与第二张拉螺母8同轴的第四通孔；第二张拉装置包括第二油泵。
27.实施例4
一种新型预应力混凝土混合配筋管桩的制作方法，包括以下步骤：步骤1，将箍筋13环绕钢筋2与钢棒1固定，将钢筋2与钢棒1放在管模12内，将钢筋2与钢棒1的底端与管模12的底端固连。
28.步骤2，将第一张拉装置与钢筋2顶端固连，将第二张拉装置与钢棒1顶端固连。将第一张拉盘4放入管模12内，使丝杆16与钢筋2平行，将每个钢棒1均穿过对应的第一通孔5，将每个钢筋2顶端均穿过对应的第五通孔，将第一锁定螺母6螺接在钢筋2顶端，使每个钢筋2均固定在第一张拉盘4上，将第一张拉盘4与管模12径向固定。
29.在将第一张拉盘4与钢筋2的顶端连接后，将第二张拉螺母8螺接在钢管7外壁上，并将第二张拉螺母8螺接在钢管7远离第二张拉盘17的一端；将第二张拉盘17与钢管7套设在丝杆16上，将每个钢棒1顶端均穿过对应的第六通孔，将第二锁定螺母15螺接在钢棒1顶端，使每个钢棒1均固定在第二张拉盘17上，将第二张拉盘17与管模12径向固定；将第二张拉固定板11固定在管模12上，将第二油泵连接在第二张拉螺母8上。然后将第一张拉螺母9螺接在丝杆16上；将第一张拉固定板10固定在管模12上，将第一油泵连接在第一张拉螺母9上。
30.步骤3，对钢筋2与钢棒1进行张拉：启动第一油泵，第一油泵带动第一张拉螺母9转动；第一张拉螺母9转动带动丝杆16和第一张拉盘4移动，张拉钢筋2。同时启动第二油泵，第二油泵带动第二张拉螺母8转动；第二张拉螺母8转动带动钢管7和第二张拉盘17移动，张拉钢棒1。hrb600钢筋2张拉控制应力为0.5~0.7倍钢筋2强度标准值，1420级钢棒1张拉控制应力为0.3~0.4倍钢筋2强度标准值。同时张拉延性好的hrb600钢筋2和钢棒1，由于hrb600钢筋2具有良好的延性，张拉后使hrb600钢筋2提前受力；降低钢棒1的预应力强度后期还可更好发挥钢棒1的强度。整体桩身延性大大增加。钢筋与钢棒张拉完毕后，浇筑混凝土，形成管桩14，在管桩14顶端设置桩体端板3。