专利名称：缠绕玻璃钢防护层的重型混凝土管桩旋转装置及其方法
技术领域：
本发明涉及一种建筑工程基础构件的制备装置及其方法，特别是涉及一种缠绕玻璃钢防护层的重型混凝土管桩旋转装置及其方法。
背景技术：
集装箱码头是随着水路集装箱运输的发展而建造的一种专供装卸和存放集装箱用的码头。根据设计要求，修建这种码头时需将长25～32m、外径1.2m及重量32～42吨的空心巨型混凝土管桩相接到60m而后打入海底，由于该管桩长期浸泡在海水中，因此需要将位于海水中长度为16～18m的部分混凝土管桩外缠绕上玻璃钢防护层，以抵御海水对混凝土材料的腐蚀。而缠绕该管桩的玻璃钢防护层时需满足管桩的旋转线速度达到1.3m/s、支点滚轮不能对混凝土管桩表面产生压伤及管桩旋转过程中不允许产生轴向移动等项要求，但目前国内外的旋转设备均为管桩焊接调整位置用的“转胎”，这种设备是以四个一组的滚轮作为支点来支撑管桩，由于其上主动滚轮多，所以容易造成布局繁琐且不同步等问题，因此该装置根本无法满足这种巨型混凝土管桩外缠绕玻璃钢防护层的工艺要求。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种管桩的旋转线速度高、无轴向移动、对管桩的表面无损伤、结构简单且连接牢固的缠绕玻璃钢防护层的重型混凝土管桩旋转装置。
本发明的另一个目的在于提供一种缠绕玻璃钢防护层的重型混凝土管桩旋转方法。
为了达到上述目的，本发明提供的缠绕玻璃钢防护层的重型混凝土管桩旋转装置主要由电机、传动带、减速器、万向轴、连接抱箍和两个限位抱箍组成；所述的电机输出轴通过传动带与减速器的输入轴相连接；减速器的输出轴与万向轴的一端相连，而万向轴的另一端则与套在混凝土管桩一端外的连接抱箍相接；两个限位抱箍平行设置在混凝土管桩外玻璃钢防护层的两端。
所述的连接抱箍主要由两个半圆形卡环、橡胶垫、端面板及四个压板组成；两个半圆形卡环相接处均向外形成有可将两卡环紧固在混凝土管桩端部外的连接法兰，而其轴向末端则形成两个其中心与相邻的连接法兰对接处呈45°角的矩形凹槽；橡胶垫夹在卡环与混凝土管桩外圆周端部之间；而圆形端面板的外径与卡环的内径相同，其圆周上形成有四个相距90°且沿其径向向外突出的矩形凸台，矩形凸台的长度与卡环上的矩形凹槽的槽宽相同，而端面板的厚度则与矩形凹槽的槽深相同，端面板中心部位还设有多个等间距分布且可与万向轴上的法兰用螺钉相连的螺孔；而端面板的每个矩形凸台外均设有一个可用螺丝将端面板与卡环相互固定的压板。
所述的限位抱箍主要由两个圆形导轨、四个滚轮、两片耐压橡胶垫、底座及枕木组成；枕木直接铺设在地面，两组枕木上固定有可将两导轨相互连接且相对固定的矩形底座；底座的四个角上均设有一个位于导轨槽内且可支撑混凝土管桩的滚轮；可卡在混凝土管桩外圆周上且相互平行的两个导轨都是由两个半圆形厚钢板焊接成的槽钢用法兰相互连接而成；而耐压橡胶垫则夹在混凝土管桩外圆周面和导轨之间。
所述的两个限位抱箍间的距离可根据混凝土管桩外的玻璃钢防护层的长度来进行调整。
所述的限位抱箍下两组枕木间的距离为800mm。
所述的远离传动端的限位抱箍中心线与混凝土管桩末端间的距离为1000mm。
本发明提供的缠绕玻璃钢防护层的重型混凝土管桩旋转方法是按照下列顺序步骤进行的
(1)根据混凝土管桩的长度及管桩外玻璃钢防护层的缠绕长度来确定电机、减速器及两个限位抱箍的设置位置；(2)将已制成的混凝土管桩置于旋转装置上两个限位抱箍的导轨上，同时使其一端与连接抱箍相连，然后将导轨紧固在混凝土管桩上；(3)在电机的驱动下利用万向轴来单端转动混凝土管桩；(4)利用普通玻璃钢管道的缠绕装置在两个限位抱箍间逐层缠绕上浸有树脂的玻璃纤维针织毡，直至达到所需的玻璃钢防护层厚度而制成本发明的缠有玻璃钢防护层的重型混凝土管桩。
本发明提供的缠绕玻璃钢防护层的重型混凝土管桩旋转装置及其方法是利用端面轴向传动系统来转动混凝土管桩，这样不仅可使设备的结构简单，而且可使整个管桩的转动同步，因而可提高管桩的旋转线速度；另外，连接抱箍和限位抱箍与混凝土管桩外圆周间均夹有橡胶垫，这样可防止局部接触应力过大而造成的管桩接触面剥伤等问题；特别是两个内衬有橡胶垫的限位抱箍可以牢牢固定在管桩上，这样可将由导轨下滚轮产生的轴向分力被导轨边缘吸收后再被导轨与管桩结合面的摩擦力相抵消，而在旋转过程中，滚轮产生的轴向分力又可通过导轨的边缘传给滚轮，由于管桩的自重是通过限位抱箍上的底座及枕木压在地面上，它们之间的摩擦力远大于滚轮产生的轴向分力，因而使管桩没有轴向移动的可能。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明的缠绕玻璃钢防护层的重型混凝土管桩旋转装置及其方法进行详细说明。
图1为本发明的缠绕玻璃钢防护层的重型混凝土管桩旋转装置工作状态主视图。
图2为本发明的缠绕玻璃钢防护层的重型混凝土管桩旋转装置部分结构工作状态俯视图。
图3为图1中C-C向剖视图。
图4为本发明的缠绕玻璃钢防护层的重型混凝土管桩旋转装置中连接抱箍与混凝土管桩端部轴向剖视图。
图5为本发明的缠绕玻璃钢防护层的重型混凝土管桩旋转装置中连接抱箍端部结构示意图。
图6为本发明的缠绕玻璃钢防护层的重型混凝土管桩旋转装置中限位抱箍与混凝土管桩局部结构剖视图。
具体实施例方式
如图1～图5所示，本发明提供的缠绕玻璃钢防护层的重型混凝土管桩旋转装置主要由电机1、传动带2、减速器3、万向轴4、连接抱箍5和两个限位抱箍6，6’组成；所述的电机1输出轴通过传动带2与减速器3的输入轴相连接；减速器3的输出轴与万向轴4的一端相连，而万向轴4的另一端则与套在混凝土管桩7一端外的连接抱箍5相接；两个限位抱箍6，6’平行设置在混凝土管桩7外玻璃钢防护层8的两端。连接抱箍5主要由两个半圆形卡环9、橡胶垫10、端面板11及四个压板12组成；两个半圆形卡环9相接处均向外形成有可将两卡环9紧固在混凝土管桩7端部外的连接法兰13，而其轴向末端则形成两个其中心与相邻的连接法兰13对接处呈45°角的矩形凹槽14；橡胶垫10夹在卡环9与混凝土管桩7外圆周端部之间；圆形端面板11的外径与卡环9的内径相同，其圆周上形成有四个相距90°且沿其径向向外突出的矩形凸台15，矩形凸台15的长度与卡环9上的矩形凹槽14的槽宽相同，而端面板11的厚度则与矩形凹槽14的槽深相同，端面板11中心部位还设有多个等间距分布且可与万向轴4上的法兰用螺钉相连的螺孔16；而端面板11的每个矩形凸台15外均设有一个可用螺丝将端面板11与卡环9相互固定的压板12。限位抱箍6，6’主要由两个圆形导轨19、四个滚轮20、两片耐压橡胶垫21、底座22及枕木23组成；枕木23直接铺设在地面，两组枕木23上固定有可将两导轨19相互连接且相对固定的矩形底座22；底座22的四个角上均设有一个位于导轨19槽内且可支撑混凝土管桩7的滚轮20；可卡在混凝土管桩7外圆周上且相互平行的两个导轨19都是由两个半圆形厚钢板焊接成的槽钢18用法兰相互连接而成；而耐压橡胶垫21则夹在混凝土管桩7外圆周面和导轨19之间。两个限位抱箍6，6’间的距离可根据混凝土管桩7外的玻璃钢防护层8的长度来进行调整。限位抱箍6，6’下两组枕木23间的距离为800mm。远离传动端的限位抱箍6’中心线与混凝土管桩7末端间的距离为1000mm。当缠绕玻璃钢防护层8时，首先根据混凝土管桩7的长度及管桩7外玻璃钢防护层8的缠绕长度来确定电机1、减速器3及两个限位抱箍6，6’的设置位置；将已制成的混凝土管桩7置于旋转装置上两个限位抱箍6，6’的导轨19上，同时使其一端与连接抱箍5相连，然后将导轨19紧固在混凝土管桩7上；在电机1的驱动下利用万向轴4来单端转动混凝土管桩7，其可使管桩的线速度达到1.3m/s以上；最后利用普通玻璃钢管道的缠绕装置在两个限位抱箍6，6’间逐层缠绕上浸有树脂的玻璃纤维针织毡，直至达到所需的玻璃钢防护层8的厚度而制成本发明的缠有玻璃钢防护层8的重型混凝土管桩7。在本发明中，连接抱箍5和限位抱箍6，6’与混凝土管桩7外圆周间分别夹有橡胶垫10和21，这样可防止局部接触应力过大而造成的管桩接触面剥伤等问题；特别是两个内衬有橡胶垫21的限位抱箍6，6’可以牢牢固定在管桩7上，这样可将由导轨19下滚轮20产生的轴向分力被导轨19边缘吸收后再被导轨19与管桩7结合面的摩擦力相抵消，而在旋转过程中，滚轮20产生的轴向分力又可通过导轨19的边缘传给滚轮20，由于管桩7的自重是通过限位抱箍6，6’上的底座22及枕木23压在地面上，它们之间的摩擦力远大于滚轮20产生的轴向分力，因而使管桩7没有轴向移动的可能。
权利要求
1.一种缠绕玻璃钢防护层的重型混凝土管桩旋转装置，其特征在于所述的缠绕玻璃钢防护层的重型混凝土管桩旋转装置主要由电机(1)、传动带(2)、减速器(3)、万向轴(4)、连接抱箍(5)和两个限位抱箍(6，6’)组成；所述的电机(1)输出轴通过传动带(2)与减速器(3)的输入轴相连接；减速器(3)的输出轴与万向轴(4)的一端相连，而万向轴(4)的另一端则与套在混凝土管桩(7)一端外的连接抱箍(5)相接；两个限位抱箍(6，6’)平行设置在混凝土管桩(7)外玻璃钢防护层(8)的两端。
2.根据权利要求1所述的缠绕玻璃钢防护层的重型混凝土管桩旋转装置，其特征在于所述的连接抱箍(5)主要由两个半圆形卡环(9)、橡胶垫(10)、端面板(11)及四个压板(12)组成；两个半圆形卡环(9)相接处均向外形成有可将两卡环(9)紧固在混凝土管桩(7)端部外的连接法兰(13)，而其轴向末端则形成两个其中心与相邻的连接法兰(13)对接处呈45°角的矩形凹槽(14)；橡胶垫(10)夹在卡环(9)与混凝土管桩(7)外圆周端部之间；圆形端面板(11)的外径与卡环(9)的内径相同，其圆周上形成有四个相距90°且沿其径向向外突出的矩形凸台(15)，矩形凸台(15)的长度与卡环(9)上的矩形凹槽(14)的槽宽相同，而端面板(11)的厚度则与矩形凹槽(14)的槽深相同，端面板(11)中心部位还设有多个等间距分布且可与万向轴(4)上的法兰用螺钉相连的螺孔(16)；而端面板(11)的每个矩形凸台(15)外均设有一个可用螺丝将端面板(11)与卡环(9)相互固定的压板(12)。
3.根据权利要求1所述的缠绕玻璃钢防护层的重型混凝土管桩旋转装置，其特征在于所述的限位抱箍(6，6’)主要由两个圆形导轨(19)、四个滚轮(20)、两片耐压橡胶垫(21)、底座(22)及枕木(23)组成；枕木(23)直接铺设在地面，两组枕木(23)上固定有可将两导轨(19)相互连接且相对固定的矩形底座(22)；底座(22)的四个角上均设有一个位于导轨(19)槽内且可支撑混凝土管桩(7)的滚轮(20)；可卡在混凝土管桩(7)外圆周上且相互平行的两个导轨(19)都是由两个半圆形厚钢板焊接成的槽钢(18)用法兰相互连接而成；而耐压橡胶垫(21)则夹在混凝土管桩(7)外圆周面和导轨(19)之间。
4.根据权利要求1所述的缠绕玻璃钢防护层的重型混凝土管桩旋转装置，其特征在于所述的两个限位抱箍(6，6’)间的距离可根据混凝土管桩(7)外玻璃钢防护层(8)的长度来进行调整。
5.根据权利要求4所述的缠绕玻璃钢防护层的重型混凝土管桩旋转装置，其特征在于所述的限位抱箍(6，6’)下两组枕木(23)间的距离为800mm。
6.根据权利要求5所述的缠绕玻璃钢防护层的重型混凝土管桩旋转装置，其特征在于所述的远离传动端的限位抱箍(6’)中心线与混凝土管桩(7)末端间的距离为1000mm。
7.一种缠绕玻璃钢防护层的重型混凝土管桩旋转方法，其特征在于所述的缠绕玻璃钢防护层的重型混凝土管桩旋转方法是按照下列顺序步骤进行的(1)根据混凝土管桩(7)的长度及管桩(7)外玻璃钢防护层(8)的缠绕长度来确定电机(1)、减速器(3)及两个限位抱箍(6，6’)的设置位置；(2)将已制成的混凝土管桩(7)置于旋转装置上两个限位抱箍(6，6’)的导轨(19)上，同时使其一端与连接抱箍(5)相连，然后将导轨(19)紧固在混凝土管桩(7)上；(3)在电机(1)的驱动下利用万向轴(4)来单端转动混凝土管桩(7)；(4)利用普通玻璃钢管道的缠绕装置在两个限位抱箍(6，6’)间逐层缠绕上浸有树脂的玻璃纤维针织毡，直至达到所需的玻璃钢防护层(8)的厚度而制成本发明的缠有玻璃钢防护层(8)的重型混凝土管桩(7)。
全文摘要
一种缠绕玻璃钢防护层的重型混凝土管桩旋转装置及其方法。装置主要由电机、传动带、减速器、万向轴、连接抱箍和两限位抱箍组成；电机通过传动带与减速器相连；减速器与万向轴一端相连，而万向轴另一端与连接抱箍相接；两限位抱箍平行设置在管桩外玻璃钢防护层两端。该装置利用端面轴向传动系统转动管桩，不仅结构简单，而且管桩转动同步；连接抱箍和限位抱箍与管桩间夹有橡胶垫，这样可防止管桩剥伤；限位抱箍固定在管桩上可将由滚轮产生的轴向力被导轨吸收后再被导轨与管桩间摩擦力相抵消，而该力又可通过导轨传给滚轮，由于管桩的自重是通过底座及枕木压在地面上，它们间的摩擦力大于此轴向力，因而使管桩没有轴向移动可能。
文档编号B28B21/00GK1526531SQ0311921
公开日2004年9月8日 申请日期2003年3月5日 优先权日2003年3月5日
发明者王序杰, 吕植本, 王维东 申请人:天津天联复合材料有限公司