一种变截面方桩成型模具的制作方法

本实用新型涉及桩生产模具的技术领域，尤其涉及一种变截面方桩成型模具。

背景技术：

预制桩，是在预制构件厂或施工现场预制，用沉桩设备在设计位置上将其沉入土中，其特点是坚固耐久，不受地下水或潮湿环境影响，能承受较大载荷，施工机械化程度高，进度快，能适应不同土层施工。钢筋混凝土预制桩是我国目前广泛采用的一种桩型。

钢筋混凝土预制桩有方型实心断面桩和圆柱空心断面桩。方型实心断面桩，其断面一般呈方形，其截面沿桩长不变，其加工方便，制造质量容易保证。传统的方桩模具采用固定的结构方式，在脱模时，对称的侧模板之间随着混凝土方桩的提拉而产生向内的挤压力，不易脱模，且容易对产品造成内部损伤及表面不规则裂纹。针对上述问题，现有技术公开了一种混凝土预制桩模具，包括侧模一、侧模二及底模，所述底模与侧模一、侧模二铰接组成模腔，其通过底模与侧模用销钉铰接的方式，实现底模与侧模之间可打开一定角度，方便脱模，也便于调节。

但随着建筑行业的发展，其对方桩的承载能力和抗拔能力都有了更高的要求，因此预应力变截面的实心方桩也随之出现。变截面的实心方桩因其凹凸桩身可以有效增加接触面，提高方桩的承载能力和抗拔能力，但同时也对加工模具的造型结构、脱模的便捷程度以及加工工艺提出了新的考验。上述的一种混凝土预制桩模具无法再满足变截面方桩的生产需求，而固定式的变截面方桩成型模具采用强力脱模易造成黏料和模具受损的问题。为此，提出一种变截面方桩成型模具，以满足变截面方桩便捷的生产需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决现有变截面方桩模具造型及脱模难度大的问题。

为实现本实用新型的目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种变截面方桩成型模具，包括相铰接的固定模板和倾转模板，所述固定模板和倾转模板的成型面沿着各自长度方向上间隔设置有至少一凹槽，所述倾转模板与固定模板合模形成的成型模腔在所述凹槽位置分别构成一粗腔段，且相邻的两粗腔段之间形成一细腔段，所述粗腔段和细腔段分别用以成型变截面方桩的粗桩段和细桩段。

优选地，所述倾转模板包括通过铰接结构铰接在固定模板一侧或两侧的活动侧模；所述活动侧模内侧的成型面沿着其长度方向间隔设置有所述凹槽，并与固定模板上的凹槽位置相对应。

优选地，所述固定模板在与活动侧模的合模侧向上弯折，并且所述固定模板在凹槽的弯折处形成大圆角或大倒角过渡。

优选地，所述固定模板和/或活动侧模的合模接触面上设置有密封结构。

优选地，所述固定模板和活动侧模均包括长条状的外模和设置在外模内侧的造型衬板，所述造型衬板沿外模的长度方向间隔设置有所述凹槽；

所述外模的外侧设置有纵向和/或竖向的加强筋板。

优选地，所述倾转模板还包括与固定模板上凹槽等数量的翻转造型模，所述翻转造型模朝向所述成型模腔设置有所述凹槽；

所述翻转造型模的一侧通过铰接结构与固定模板和活动侧模的其中之一的顶部活动连接，合模时所述翻转造型模的另一侧则与所述活动侧模和固定模板的其中另一个的顶部锁紧连接；或者，所述翻转造型模的一侧通过铰接结构与活动侧模的顶部活动连接，另一侧则于合模时与相对侧的活动侧模的顶部锁紧连接。

优选地，所述翻转造型模的顶部开设有与内侧凹槽相通的框口；

相邻所述翻转造型模之间连接有连接结构；所述的连接结构为连接板、连接框、连接条中的一种或者几种的组合。

优选地，所述固定模板和倾转模板上的凹槽在粗腔段与细腔段的连接处通过过渡面连接，所述过渡面为斜平面和斜锥面中的一种或者两种的组合。

优选地，还包括设置在由固定模板和活动侧模构成的敞口式变截面方桩成型模具端部的固定组件和/或张拉组件。

优选地，所述敞口式变截面方桩成型模具在设置有张拉组件一端的顶部设置有张拉防偏模盖；

所述张拉防偏模盖的一侧通过活动铰接的方式与固定模板和活动侧模的其中之一连接，合模时所述张拉防偏模盖的另一侧通过螺栓压固的方式与所述活动侧模和固定模板的其中另一个连接；或者，所述张拉防偏模盖的一侧通过活动铰接的方式与活动侧模连接，另一侧于合模时通过螺栓压固的方式与相对的活动侧模连接。

本实用新型提供的一种变截面方桩成型模具，通过在各模板的内造型面上设置相对应的凹槽，合模时在凹槽位置处就能形成粗腔段，实现变截面方桩的快捷造型，同时配合固定模板和倾转模板铰接的连接方式，实现变截面方桩的快速脱模，防止变截面方桩粗桩段应力集中导致黏料和难脱模的问题，有助于提高变截面方桩的成品率、成品完整性，还避免了强力脱模导致模具受损的问题，有助于延长模具的使用寿命，同时采用至少一侧模可倾转翻倒的方式，方便钢筋笼的安装；此外，还通过设置张拉防偏模盖提高张拉过程中张拉板移动的稳定性，有助于提高张拉的质量，进而提高变截面方桩的承载和抗拔性能的均匀性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1是实施例一中的变截面方桩成型模具的立体图；

图2是实施例一中的变截面方桩成型模具的端面结构示意图；

图3是实施例一中的活动侧模的内侧面结构示意图；

图4是实施例一中的固定模板的结构示意图；

图5是实施例二中的变截面方桩成型模具的端面结构示意图；

图6是实施例四中的变截面方桩成型模具的立体图；

图7是图6中a部分的局部放大图；

图8是实施例四中翻转造型模间由连接结构连接的变截面方桩成型模具的立体图；

图9是实施例五中变截面方桩成型模具的立体图；

图10是实施例五中变截面方桩成型模具张拉端的局部结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型的附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

<实施例一>

如图1至图4所示，本实施例提供的一种变截面方桩成型模具，包括相铰接的固定模板1和倾转模板2，本实施例中，将具体的变截面方桩成型模具的长度方向定义为纵向，宽度方向为横向，高度方向为竖向。具体的，所述固定模板1和倾转模板2的成型面沿着各自长度方向上间隔设置有至少一凹槽10a，所述倾转模板2与固定模板1合模形成的成型模腔在所述凹槽10a位置分别构成一粗腔段100，且相邻的两粗腔段100之间形成一细腔段400，所述粗腔段100和细腔段400分别用以成型变截面方桩的粗桩段和细桩段。

本实施例通过在各模板的内造型面上设置相对应的凹槽10a，合模时在凹槽10a位置处就能形成粗腔段100，实现变截面方桩的快捷造型，同时配合固定模板1和倾转模板2铰接的连接方式，实现变截面方桩的快速脱模，防止变截面方桩粗桩段应力集中导致黏料和难脱模的问题，有助于提高变截面方桩的成品率、成品完整性，还避免了强力脱模导致模具受损的问题，有助于延长模具的使用寿命，同时采用至少一侧模可倾转翻倒的方式，方便钢筋笼的安装；此外，还通过设置张拉防偏模盖4提高张拉过程中张拉板移动的稳定性，有助于提高张拉的质量，进而提高变截面方桩的承载和抗拔性能的均匀性。

本实施例中，倾转模板2包括通过铰接结构6铰接在固定模板1一侧的活动侧模21，此时，固定模板1包括底模和与其竖直相连的固定侧模，两者为一整体结构，纵截面呈“l”字型结构，活动侧模21纵截面呈“i”字型结构，对应的，固定模板1上间隔设置的凹槽10a纵截面呈“l”字型结构，活动侧模21上间隔的凹槽10a纵截面呈“i”字型结构，活动侧模21与固定模板1合模后构成纵截面呈“ㄩ”字型的敞口式变截面方桩成型模具。在本实施例中，凹槽10a的纵截面形状随着其所属活动侧模21或固定模板1的纵截面形状而变，但是活动侧模21与固定模板1上的凹槽10a的断面形状均相同。

进一步地，所述固定模板1和活动侧模21均包括长条状的外模200和设置在外模200内侧的造型衬板300，所述造型衬板300沿外模200的长度方向间隔设置有所述凹槽10a；所述外模200的外侧设置有纵向和/或竖向的加强筋板。

在本实施例中，铰接结构6采用活动侧模21和固定模板1上交错设置的铰接耳板通过销轴连接的结构形式，每组铰接结构上的销轴同轴，因此每组铰接结构可共用一销轴进行连接。优选，铰接结构6设置在外模200外侧的加强筋板处，以提高铰接处的结构强度，防止翻倒的过程中造成活动侧模21或固定模板1变形的问题。

本实施例中，各造型衬板300可以是一体成型而成，采用一体成型而成结构牢度增强的同时避免了焊接的情况，有助于脱模；当然也可以是各衬板单元焊接而成，由于粗腔段100处的应力比较集中，因此焊接缝尽量避开粗腔段100处，避开了最大工作应力区，以减少对焊接结构的影响，同时由于粗腔段100与细腔段400过渡处的应力比较集中，且存在角度小于180°角的情况，也尽量避开此处焊接，方便采用打磨机进行打磨。焊接后可先在焊缝处涂上耐高温胶水比如有机硅类胶、酚醛树脂胶、脲醛树脂胶、耐高温环氧胶、聚酰亚胺胶等，通过耐高温胶水补足焊缝处的凹坑，再打磨处理。

更进一步地，固定模板1于底模和固定侧模的相接处形成圆角或者倒角过渡，方便异型混凝土构件成型后脱模，避免混凝土料冷却固化后去除压力导致内模恢复形变在小角度处混凝土受回弹力的作用被夹住而导致难脱模的问题。更优选地，底模和固定侧模在粗腔段100的相接处通过大圆角或大倒角过渡，即增大粗腔段100弯折处的圆角和倒角，以达到减少形变的问题，防止脱模时混凝土被夹住导致难脱模的问题。

此外，固定模板1和倾转模板2上的凹槽10a在粗腔段100与细腔段400的连接处通过过渡面连接，所述过渡面为斜平面和斜锥面中的一种或者两种的组合。平面与平面之间通过斜平面连接，当粗腔段100的弯折处圆角大于细腔段400的弯折处圆角，则对应的圆角与圆角之间通过斜锥面连接。通过斜平面和斜锥面过渡连接的目的是为了减少直角和防止出现锐角，防止混凝土料冷却固化后去除压力导致模面角度变小导致卡料的问题。为了减小或者消除变截面方桩预应力张拉后应力释放造成的粗桩段卡紧细腔段400，活动侧模21及固定模板1上固定侧模的凹槽10a的前、后端的斜平面之间形成上大下小的拔模角θ，即在由成型模腔腔底至腔口的方向上，粗腔段100的纵向长度尺寸自粗腔段100的中部向一侧或两侧逐渐增大，且过渡面的纵向长度尺寸保持等长或逐渐增大。

本实施例的变截面方桩成型模具在生产时，合模后通过拉条连接固定侧模和活动侧模，防止在生产的过程中活动侧模活动，变截面方桩粗桩段顶部的凸起可以通过以下方式得到：

方式一：合模后形成的成型模腔内注满混凝土料后继续将混凝土料布至变截面方桩成型模具粗腔段100的顶部，然后通过人工堆高造型，也可以借助外部的工具进行建模造型；

方式二：合模后形成的成型模腔内注满混凝土料后，将预制好的凸起块插入至粗腔段100的顶部，使凸起块与混凝土料固结为一体；

方式三：先在合模后形成的成型模腔的粗腔段100的底部放置好预制好的凸起块，然后向造型模腔内注满混凝土料，最后将预制好的凸起块插入至粗腔段100的顶部，使凸起块与混凝土料固结为一体。

<实施例二>

本实施例中，与实施例一相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

如图5所示，相对于实施例一，本实施例提供的变截面方桩成型模具还有这样的区别结构设计：

倾转模板2包括通过铰接结构铰接在固定模板1两侧的活动侧模21，此时，固定模板1为水平的底模，纵截面呈“一”字型结构，活动侧模21纵截面呈“i”字型结构，对应的，固定模板1上间隔设置的凹槽10a纵截面呈“一”字型结构，活动侧模21上间隔的凹槽10a纵截面呈“i”字型结构，活动侧模21与固定模板1合模后构成纵截面呈“ㄩ”字型的敞口式变截面方桩成型模具。

本实施例的变截面方桩成型模具相较于实施例一，其两侧的侧模均为活动侧模21，脱模时，两侧的活动侧模21均可向外侧翻倒进行脱模，进一步减少了脱模过程中对侧模的磨损问题。

<实施例三>

本实施例中，与实施例一和实施例二相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

请再次参阅图4和图5，相对于实施例一和实施例二，本实施例提供的变截面方桩成型模具还有这样的区别结构设计：

固定模板1与活动侧模21相连的铰接侧向上弯折，两侧形成向上翘起的防溢缘11，在一开始灌注混凝土料的过程中，达到兜料的效果。

为了进一步提高模具的密封性能，固定模板1和/或活动侧模21的合模接触面上设置有密封结构，密封结构可以是密封条，也可以是相互紧密扣合的结构，或者是多种密封结构结合，使得合模接缝处达到密封防溢的效果。

<实施例四>

本实施例中，与实施例一、实施例二和实施例三相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

如图6所示，相对于实施例一、二和三，本实施例提供的变截面方桩成型模具还有这样的区别结构设计：

倾转模板2还包括与固定模板1上凹槽10a等数量且位置相对应的翻转造型模22，所述翻转造型模22的一侧通过铰接结构与固定模板1和活动侧模21的其中之一的顶部活动连接，合模时所述翻转造型模22的另一侧则与所述活动侧模21和固定模板1的其中另一个的顶部锁紧连接。当固定模板1为实施例一中纵截面呈“l”字型结构时，可以翻转造型模22一侧通过铰接结构与固定模板1的顶部活动连接，另一侧于合模时与活动侧模21的顶部锁紧连接；当然也可以翻转造型模22一侧通过铰接结构与活动侧模21的顶部活动连接，另一侧于合模时与固定模板1的顶部锁紧连接。

当固定模板1为实施例二中纵截面呈“一”字型结构时，翻转造型模22的一侧与任意一活动侧模21的顶部铰接，另一侧于合模时与另一活动侧模21的顶部锁紧连接；当然翻转造型模22的两侧均可通过锁紧的方式(比如螺栓连接)与对应的活动侧模21连接，此时在开模时，需要将整块翻转造型模22卸下。

请参阅图7，本实施例中，锁紧连接采用翻转造型模22的锁紧侧设置一螺杆22b，并在螺杆22b上套设一锁紧螺母22c，与翻转造型模22锁紧侧相对应的固定模板1或活动侧模21的锁紧侧顶部设置带u型槽的锁紧座5，合模锁紧时，螺杆22b置于u型槽中，此时锁紧螺母22c位于锁紧座5的外侧，旋进锁紧螺母22c直至与锁紧座5相抵，并且活动侧模21无晃动现象为止。更进一步地，为了增强锁紧座5的牢固度，在锁紧座5的内侧设置至少一加强肋51进行加固。通过上述的锁紧连接方式能达到调节的效果。

进一步地，所述翻转造型模22朝向所述成型模腔设置有所述凹槽10a，合模时，翻转造型模22上的凹槽10a与同位置处的固定模板1和活动侧模21上的凹槽10a首尾相接，构成一圈完整的粗腔段100，优选，在翻转造型模22的顶部开设有与内侧凹槽10a相通的框口22a，具有可视的效果，避免填注料的过程中因翻转造型模22内部不可见导致未充分填满的问题，同时通过框口22a还能进行抹平，提高桩身表面的平整度。

如图8所示，更进一步地，为了解决合模和开模时需要一个个翻动翻转造型模22造成费时费力的问题，通过相邻所述翻转造型模22之间连接有连接结构3，使得翻转造型模22形成一个整体，在合模和开模时只需要翻转一次即可，所述的连接结构3为连接板、连接框、连接条中的一种或者几种的组合。优选，连接结构3采用连接框，方便注料和抹平操作。

相较于实施例一、二和三，本实施例所提供的变截面方桩成型模具，通过翻转造型模22取代拉条连接侧模，不仅具有同样的连接效果，还能对变截面方桩粗桩段顶部凸起快捷造型，生产时，还可以通过以下方式得到变截面方桩粗桩段的顶部凸起：

方式四、在合模后形成的成型模腔内填注混凝土料，合上翻转造型模22，并从翻转造型模22的框口22a处填注上混凝土料直至填满整个翻转造型模22的凹槽10a，然后对顶部进行抹面处理。翻转造型模22也可以在向造型模腔内填注混凝土料前就合模，其合模的先后顺序不做要求。

上述方式一至方式四中，在注料的过程中可以采用边振捣边注料的方式进行，当采用自密实混凝土料进行灌注时则可以不需要振动密实。

本实施例中采用翻转造型模22的方式对变截面方桩的粗桩段顶部进行造型，解决了变截面方桩造型难的问题，实现了变截面方桩的快速造型。

<实施例五>

本实施例中，与实施例一至四中相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

如图9所示，相对于实施例一至四，本实施例提供的变截面方桩成型模具还包括设置在由固定模板1和活动侧模21构成的敞口式变截面方桩成型模具端部的固定组件(图中未示出)和/或张拉组件(仅示出张拉组件中的固定板7)。

本实施例中，敞口式变截面方桩成型模具的两端可以分别是固定组件和张拉组件，也可以是两端都是固定组件或张拉组件。当两端均采用固定组件时，采用预应力张拉后的钢筋笼，就不需要进行张拉处理。

固定组件包括固定端板和连接固定端板与变截面方桩成型模具的紧固螺栓；张拉组件包括设置在变截面方桩成型模具内的张拉板、设置在变截面方桩成型模具张拉端外侧的固定板7、连接固定板7与变截面方桩成型模具的紧固螺栓，以及连接张拉板的张拉螺杆和套设在张拉螺杆上的张拉螺母，张拉前，先在钢筋笼的两端分别安装上固定端板和张拉板，然后放到变截面方桩成型模具上(也可以先将钢筋笼放入变截面方桩成型模具内，再安装固定端板和张拉板)，之后通过紧固螺栓连接固定端板和变截面方桩成型模具的固定端，张拉板上连接张拉螺杆，张拉螺杆穿过固定在变截面方桩成型模具张拉端的固定板7后与张拉机连接，最后张拉处理，张拉到设定值后，转动张拉螺杆上的张拉螺母与固定板7外侧相抵，接着进行注料等后续操作。

当两端均作为张拉端时，均安装上张拉组件，参照上述步骤，将固定组件替换为张拉组件。

目前，对于方桩的钢筋笼张拉过程中张拉板的左、右、下端面均与模具的内侧面相抵，但是在张拉的过程中，由于张拉板周向并没有完全限位，受力不均匀时就会导致张拉板出现偏斜的问题，最终影响张拉的质量。为了解决这一问题，请参阅图9和图10，本实施例中，还在固定模板1或活动侧模21在设置有张拉组件的一端的顶部设置有张拉防偏模盖4，使得在张拉的过程，张拉板的顶部也受张拉防偏模盖4的抵触，使得张拉过程中张拉板不会偏斜，有助于提高张拉的质量。所述张拉防偏模盖4的一侧通过活动铰接的方式与固定模板1和活动侧模21的其中之一连接，合模时所述张拉防偏模盖4的另一侧通过螺栓压固的方式与活动侧模21和固定模板1的其中另一个连接；或者，所述张拉防偏模盖4的一侧通过活动铰接的方式与活动侧模21连接，另一侧于合模时通过螺栓压固的方式与相对的活动侧模21连接。螺栓压固的方式可以是如图10中的结构，也可以采用螺栓螺接张拉防偏模盖4和固定模板1/活动侧模21，也可以将螺栓与固定模板1/活动侧模21铰接，穿过张拉防偏模盖4后用紧固螺母压接。

上述实施例一至实施例五中采用铰接可翻转的模具结构形式，解决了以往钢筋笼先安装张拉板或固定板后导致难以安装到模具上的情况，而上述实施例中，一旦出现上述难以安装的问题，就可以采用先放置安装有张拉板和固定端板的钢筋笼，之后合模固定。无论是钢筋笼先安装张拉板和固定端板后放置，还是先放置钢筋笼后安装张拉板和固定端板，均不会存在难安装的情况，方便装笼

实施例一至实施例五的部分技术实施方式可以组合或者替换。

以上结合具体实施方式描述了本实用新型的技术原理，但需要说明的是，上述的这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的具体限制。基于此处的解释，本领域的技术人员在不付出创造性劳动即可联想到本实用新型的其他具体实施方式或等同替换，都将落入本实用新型的保护范围。