一种预应力混凝土钢筋桩的加工方法与流程

本发明涉及建筑构件技术领域，特别是一种预应力混凝土钢筋桩的加工方法。

背景技术：

在桥涵或者高层建筑施工时，需要根据要求进行基础打桩，方法是用利用机器冲孔和水磨钻孔，并且孔深达到设计要求，然后向桩孔下放钢筋笼，再插入导管进行混凝土浇注。

在建筑工程设计中，预制的普通混凝土钢筋桩很难达到比较高强度的拉应力，在沉桩入土过程中，预制桩往往会出现裂缝，经长久应用，由于渗水和有害物质的侵蚀，会大大缩短钢筋桩的使用寿命。这就要求提供高强度的钢筋笼。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种强度高、制作工艺简单、耗材省、加工效率高的预应力混凝土钢筋笼以及用这种钢筋笼制作的混凝土钢筋桩的方法，以便能够获得抗剪、抗弯、抗裂性能比较高的混凝土钢筋桩。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是一种预应力混凝土钢筋桩的加工方法，其特征在于包括如下步骤。

首先制备整体结构的钢筋笼，即首先依照设定规格制作外环箍筋，在外环箍筋内装接两个反向交错的正三角形架；然后将外环箍筋与正三角形架的顶触点以及正三角形架的边与边的交错点进行焊接或绑扎，并预留绑扎钢丝，做成高强度箍筋；然后取多个高强度箍筋，在预留的绑扎钢丝上绑接主筋，直到每个预留的绑扎钢丝绑扎完毕；然后在外环箍筋上按照设定距离继续绑扎主筋，做成以外环箍筋为基础的外层钢筋笼；然后在外层钢筋笼内部的绑接在交错点上的主筋上装接内环箍筋；并在在内环箍筋上按照设定距离继续绑扎主筋，做成以内环箍筋为基础的内层钢筋笼；这样就做成了以相互交错的正三角形架为支撑的高强度箍筋为基础的具有内层钢筋笼和外侧钢筋笼的整体结构的钢筋笼；钢筋笼的主筋采用预应力混凝土钢棒。

然后制备高强度混凝土。

再准备模具，在模具上涂隔离剂；将钢筋笼安装在模具上并上紧张拉装置，按产品的抗弯等级对钢筋实行预张拉，达到要求后锁紧锚固，延时25-35分钟后校验，不合格的补充张拉，直到延时校验合格；然后逐步将制备好的高强度混凝土喂入钢模内，接着将震动器插入到混凝土中，从底部开始振捣，并逐步喂入高强度混凝土，同时逐步向上拔出震动器，直到将钢模内的高强度混凝土全部填实。

按照混凝土的设计强度等级要求采用蒸汽养护成型，使混凝土的强度达到35兆帕，再进行脱模，得到钢筋桩初成品，然后再进行高压釜蒸养，直到混凝土强度达到75兆帕，得到预应力混凝土钢筋桩成品。

上述中，制备预应力混凝土钢棒的方法是。

其采用的化学成分重量百分比为：碳0.38%、硅0.45%、锰0.72%、铬0.75%、钼0.32%、钨0.45%、铜0.15%、磷0.015%、硫0.013%、镧系稀土0.12%、残余元素0-0.05%，余量为铁；其中镧系稀土的组分质量百分比为镧17%、铈23.5%、镨24.5%、钕18%、镝13.5%，其余镧系元素3.5%。

其采用的制备方法是。

①按照重量百分比在钢厂冶炼并轧成钢棒。

②将轧好的钢棒送入感应加热炉加热到976℃，保持加热温度时长5分钟。

③将感应加热完成的钢棒直接用淬火液进行淬火处理，淬火冷却速度控制为209℃/s，淬火冷却时间17s，使钢棒温度冷却到Ms点以下17℃。

④将淬火后的钢棒经过回火加热到545℃，保温15s。

⑤将回火后的钢棒冷却至室温，首先用水冷方法以2.5℃/s的冷却速度冷却至360℃，然后空冷至295℃，再用水冷方法以2.5℃/s的冷却速度冷却至240℃，最后空冷至室温，得到预应力混凝土钢棒。

本发明的有益效果是，外环箍筋内装设了两个反向交错的正三角形架，由于三角形具有稳定性，装上两个交错的三角形后，更加具有稳定性；正三角形与外环箍筋相接触的顶触点是均匀分布的，这样可以保证主筋间距也是均匀的；这样加工制作的钢筋笼可以从结构上大大提高强度；另外采用特殊的配方和加工工艺制备的预应力混凝土钢棒，其钢棒本身的强度超过了2000MPa，延伸率大于7%，且具有较好的延性和抗滞后断裂特性，大大提高了抗剪、抗弯、抗裂性能；而制备成本仅相当于1420MPa级的预应力混凝土钢棒，大大节省了成本。

附图说明

图1为本发明预应力混凝土钢筋桩的结构示意图。

图2为本发明中高强度箍筋的结构示意图。

图中：1.外环箍筋、2.正三角形架、3.顶触点、4.交错点、5.高强度箍筋、6.主筋、7.外层钢筋笼、8.内环箍筋、9.内层钢筋笼、10.高强度混凝土。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定，不应以此限制本发明的保护范围。

实施例1。

制备一种预应力高强度混凝土钢筋笼，按照如下步骤加工制作。

首先制备整体结构的钢筋笼，即首先依照设定规格制作外环箍筋1，在外环箍筋1内装接两个反向交错的正三角形架2；然后将外环箍筋1与正三角形架2的顶触点3以及正三角形架2的边与边的交错点4进行焊接或绑扎，并预留绑扎钢丝，做成高强度箍筋5；然后取多个高强度箍筋5，在预留的绑扎钢丝上绑接主筋6，直到每个预留的绑扎钢丝绑扎完毕；然后在外环箍筋1上按照设定距离继续绑扎主筋6，做成以外环箍筋1为基础的外层钢筋笼7；然后在外层钢筋笼7内部的绑接在交错点4上的主筋6上装接内环箍筋8；并在在内环箍筋8上按照设定距离继续绑扎主筋6，做成以内环箍筋8为基础的内层钢筋笼9；这样就做成了以相互交错的正三角形架2为支撑的高强度箍筋5为基础的具有内层钢筋笼9和外层钢筋笼7的整体结构的钢筋笼；其中钢筋笼的主筋6采用预应力混凝土钢棒。

然后制备高强度混凝土10。

再准备模具，在模具上涂隔离剂；将钢筋笼安装在模具上并上紧张拉装置，按产品的抗弯等级对钢筋实行预张拉，达到要求后锁紧锚固，延时25-35分钟后校验，不合格的补充张拉，直到延时校验合格；然后逐步将制备好的高强度混凝土喂入钢模内10，接着将震动器插入到混凝土中，从底部开始振捣，并逐步喂入高强度混凝土10，同时逐步向上拔出震动器，直到将钢模内的高强度混凝土10全部填实。

按照混凝土的设计强度等级要求采用蒸汽养护成型，使混凝土的强度达到35兆帕，再进行脱模，得到钢筋桩初成品，然后再进行高压釜蒸养，直到混凝土强度达到75兆帕，得到预应力混凝土钢筋桩成品。

实施例2。

制备预应力混凝土用钢棒。

其采用的化学成分重量百分比为：碳0.38%、硅0.45%、锰0.72%、铬0.75%、钼0.32%、钨0.45%、铜0.15%、磷0.015%、硫0.013%、镧系稀土0.12%、残余元素0-0.05%，余量为铁；其中镧系稀土的组分质量百分比为镧17%、铈23.5%、镨24.5%、钕18%、镝13.5%，其余镧系元素3.5%。

其采用的制备方法是。

①按照重量百分比在钢厂冶炼并轧成钢棒。

②将轧好的钢棒送入感应加热炉加热到976℃，保持加热温度时长5分钟。

③将感应加热完成的钢棒直接用淬火液进行淬火处理，淬火冷却速度控制为209℃/s，淬火冷却时间17s，使钢棒温度冷却到Ms点以下17℃。

④将淬火后的钢棒经过回火加热到545℃，保温15s。

⑤将回火后的钢棒冷却至室温，首先用水冷方法以2.5℃/s的冷却速度冷却至360℃，然后空冷至295℃，再用水冷方法以2.5℃/s的冷却速度冷却至240℃，最后空冷至室温，得到预应力混凝土钢棒。

经检验，其强度超过2100MPa，延伸率大于7%。