专利名称：预应力混凝土离心方桩及其成型模具的制作方法
技术领域：
预应力混凝土离心方粧及其成型模具技术领域[0001]本实用新型属建筑领域，是涉及建筑领域中一种基桩形状和构造的改进。具体来说，是一种混凝土离心方桩及其成型模具。
背景技术：
[0002]现有的预制桩有很多，如有混凝土实心方桩、混凝土空心方桩、预应力混凝土管桩、预应力空心方桩等。混凝土实心方桩、混凝土空心方桩通常为非预应力预制构件，生产占用场地大，耗用能源大，钢筋笼制作和混凝土成型多为人工操作，机械化程度不高，质量不易保证；抗弯性能差，吊装、运输、施工转运易造成桩身出现裂缝甚至断裂；采用振捣成形，混凝土强度等级一般为C30-C40，桩身结构承载力较低，外型几何尺寸不规则，施工中易夹破，桩破损率高，经济性差。桩身用钢量大，不经济。此外实心方桩自重大，空心方桩虽采用抽芯拔管方法成型，自重轻，但其它问题仍存在。管桩虽是离心成型，具有桩身混凝土强度高的优点，但管桩外表面尺寸小，提供的单桩地基承载力较低；抗弯能力不高，堆放易滚垛，安全性差。[0003]现有预应力混凝土空心方桩及其成型模具，如中国专利“预应力高强混凝土方桩及其制造方法和成型模具”，专利号为200710068545. 6，预应力高强混凝土方桩包括钢筋笼，混凝土；其两端设有与钢筋笼连接的方形金属端板，两方形金属端板四边设焊接坡口， 中央是圆孔，圆孔与四边间对称地设有穿线孔和张力孔；钢筋笼的箍筋呈螺旋状连续地焊接在主筋上；桩体和端板的外形呈方形，其四个角为一大一小的两对圆弧，其圆弧角为一对圆弧角90°、圆弧半径25-30mm,另一对圆弧角90°、圆弧半径5_10mm ;桩心是与端板中央圆孔直径相同的圆筒形的中孔。用该专利的成型模具制成的预应力高强混凝土方桩，其桩体中的钢筋笼中的主筋是均匀分布在桩体边沿处的混凝土中的，主筋作用在桩体内的混凝土中的张拉应力也是均匀分布的，由于整个桩的横切面是不对称设计，两对圆弧角处所用的混凝土是不同的，导致各主筋外包裹的混凝土保护层厚薄不均，从而使桩体存在明显缺陷，影响了预应力混凝土方桩的外形美观和质量。再如传统的方桩、沉管灌注桩等。表现为单桩承载力相对较低，抗弯(拉)抗剪性能差，施工周期长，成桩质量不符合设计要求；运输及使用过程中桩材损坏严重，导致桩身混凝土耐久性不良。预制桩外表光滑，桩材与土层的摩擦力小。[0004]也有一种桩端有端板的预应力离心砼方桩，自重轻、省料，吊装、运输方便，桩身承载力大。但其主筋布局不够合理，并以预应力钢筋或普通钢筋作为主筋、桩身抗弯性能差。 端板四边无焊接坡口，影响了成桩连接牢固性。桩身截面为四边形，建筑施工中桩身四角极易损坏，致使整桩报废，不仅造成浪费，而且还会影响施工进度。[0005]此外，在现有制作预应力管桩、预应力空心方桩，操作离心成型的模具时，合模、脱模中，跑轮级容易碰击地面，使跑轮形状变成椭圆形。椭圆形的跑轮在离心机上转动时，容易将模具从离心机上抛出酿成事故。另外，在预应力管桩、预应力空心方桩的制作过程中上、下模均以企口槽扣合，再下模上的合模螺栓通过销轴人工翻转180°后固定。由于人工翻转螺栓很难准确到位，致使企口板密封性差，制作成型中容易出现漏浆现象，致使产品报废。离心成型模具急需改进。发明内容[0006]本实用新型目的之一是提供一种混凝土离心方桩及其成型模具，以减少或避免现有技术所存在的问题，以利于使成桩的四边不易损坏，承载力高、桩身延性好，抗弯抗剪性能好，生产效率高。本实用新型目的之二是提供一种符合节能减排的混凝土离心方桩的成型模具。[0007]为解决上述问题，本实用新型提供一种混凝土离心方桩，包括有桩体，所述桩体外形呈方形、桩心是圆筒形的中心通孔，桩体的四边转角均呈应力消除圆弧形，圆弧半径相等，桩体包括有钢筋笼，混凝土，所述钢筋笼包括骨架主筋和箍筋，所述箍筋呈螺旋状连续地焊接在所述骨架主筋上，所述桩体的两端设有与钢筋笼连接的金属端板；其中所述金属端板与桩体连接部设置有套箍，桩体四边转角的圆弧半径R分别为18mm、22mm、26mm、 32mm0[0008]同时提供一种混凝土离心方桩的成型模具，其中所述成型模具包括有上模、下模、分别固定在上下模上的锁扣装置，上模、下模的内腔横截面均呈三角形，上模与下模扣合后形成的成型模具内腔横截面为正方形，正方形的四个内角均为半径相等的圆弧内角， 成型模具的圆弧半径分别为18mm、22mm、26mm、32mm ；所述锁扣装置包括有螺栓、螺母，在上模与下模合模时，通过弹簧将螺栓与螺母压紧而合模。[0009]本实用新型的效果是生产机械化程度高，质量保证度高，由于采用空心形状，节省材料30%以上，自重轻,运输、堆放方便，吊装、运输、转运时不易损坏，开模方便、施工破损率低，成桩完整性好，桩身抗弯抗剪性能提高40%以上，桩身施工长度较深，使用范围广。离心方桩的成型模具在上模与下模接合处设有定位销，在上模与下模合模时采用上模上带弹簧螺栓与下模上的螺母固定连接，使上模与下模能准确定位，保证了预应力混凝土离心方桩制作时合模严密，操作便捷，劳动强度低，生产效率高，离心时不易漏浆，成型桩体易脱模，有力的保证了桩体成型质量。
[0010]图I是本实用新型混凝土离心方桩的结构示意图[0011]图2是本实用新型混凝土离心方桩的俯视图；[0012]图3是图I的截面示意图；[0013]图4是图2的A-A截面不意图；[0014]图5是本实用新型模具的结构示意图；[0015]图6是图5的D向视图；[0016]图7是图5的B-B剖视图；[0017]图8是图5的C-C剖视图；[0018]图9是图8的E部位的局部放大图。[0019]图中[0020]I、钢筋笼2、混凝土 3、主筋4、箍筋5、端板[0021]7、套箍8、坡口 9、法兰连接板10、托滚11、加强筋[0022]12、上模13、锁扣装置14、下模15、方形孔16、法兰孔[0023]17、混凝土浆液隔槽18、圆弧内角边19、螺栓20、弹簧[0024]21、轴衬22、套盒23、上模连接板24、下模连接板[0025]25、螺母帽26、螺母销27、螺母28、吊环29、定位销具体实施方式
[0026]结合附图及实施例对本实用新型的混凝土离心方桩及其成型模具加以说明。[0027]本实用新型的混凝土离心方桩结构是，包括有桩体，所述桩体外形呈方形、桩心是圆筒形的中心通孔，桩体的四边转角均呈应力消除圆弧形，圆弧半径相等，桩体包括有钢筋笼1，混凝土 2，所述钢筋笼I包括骨架主筋3和箍筋4，所述箍筋4呈螺旋状连续地焊接在所述骨架主筋3上，所述桩体的两端设有与钢筋笼I连接的金属端板5 ;所述金属端板5与桩体连接部设置有套箍7，桩体四边转角的圆弧半径R分别为18mm、22mm、26mm、32mm。[0028]所述金属端板5的外形与所述桩体外形相同，所述金属端板5的四边设置有焊接坡口 8，中央是与所述桩体的中心通孔直径相同的圆孔。所述骨架主筋3为钢棒，所述骨架主筋3与桩体外轮廓线平行，所述骨架主筋3与所述金属端板5连接处设有镦头。[0029]所述成型模具包括有上模、下模、分别固定在上下模上的锁扣装置，上模、下模的内腔横截面均呈三角形，上模与下模扣合后形成的成型模具内腔横截面为正方形，正方形的四个内角均为半径相等的圆弧内角，成型模具圆弧半径分别为18mm、22mm、26mm、32mm ； 所述锁扣装置包括有螺栓、螺母，在上模与下模合模时，通过弹簧将螺栓与螺母压紧而合模。[0030]在所述上模与下模接合的部位上设有定位销，下模与上模接合的部位上设有与定位销对应的定位孔，合模时定位销与定位孔紧密配合，固定合模位置。在所述上模与下模接合处的上模与下模上分别对称安装有吊环。[0031]本实用新型的混凝土离心方桩及其成型模具功能是这样实现的[0032]如图1、3所示，所述混凝土离心方桩包括钢筋笼I、混凝土 2。所述钢筋笼I包括骨架主筋3和箍筋4，钢筋笼的箍筋4呈螺旋状连续地焊接在所述骨架主筋3上。所述预应力空心方桩外形呈方形、桩心是圆筒形的中孔，所述混凝土离心方桩的四边转角均呈应力消除圆弧形，圆弧半径相等。经过复杂计算而得到的不同规格桩圆弧半径的取值最合理，对于400*400mm的预应力离心方桩R为18mm、对于450*450mm的预应力离心方桩R为22mm、对于500*500mm的预应力离心方桩R为26mm、对于600*600mm的预应力离心方桩R为32mm。 所述混凝土离心方桩的两端设有与所述钢筋笼I连接的金属端板5，进一步增强了桩头的强度。所述金属端板5的四边设置有焊接坡口 8。[0033]如图2、4所示，所述金属端板5中央是与桩心中孔直径相同的圆孔，所述金属端板 5的四边设置有焊接坡口 8。所述金属端板5与桩身连接部设置有套箍7，因此能够进一步增强桩头的强度，避免在施工锤击时对桩头造成损坏。所述套箍7的长度L为110mm-320mm。 所述套箍7在沿所述混凝土空心方桩的轴向方向设置有2道半径为1-3_的凸起。[0034]如图5所示，混凝土离心方桩成型模具，包括上模12、下模14，锁扣装置13，上模 12、下模14的外侧设有加强筋11，上模12、下模14上设有托滚10，上模12、下模14的两端固定安装了法兰连接板9。下模14的内腔横截面呈三角形，上模12与下模14扣合后形成的成型模具内腔为正方形，正方形的四个内角均为半径相等的圆弧内角，对于400*400mm 的预应力离心方桩模具R为18mm、对于450*450mm的预应力离心方桩模具R为22mm、对于 500*500mm的预应力离心方桩模具R为26mm、对于600*600mm的预应力离心方桩模具R为 32mm。。在上模12与下模14接合处的上模12与下模14上分别对称安装了吊环28。在上模12与下模14接合处设有定位销29。[0035]如图6所示，法兰连接板9上设有方形孔15和法兰孔16。[0036]如图7所示，上模12、下模14上设有托滚10，上模12、下模14的外侧设有加强筋 11，上模12、下模14的内腔横截面呈三角形，上模12与下模14扣合后形成的成型模具内腔为正方形，正方形的内腔的四个圆弧内角边18的半径R相等。上模12与下模14的连接面上设有混凝土浆液隔槽17，有效防止正方形的内腔中的混凝土浆液从上模12与下模14的接合面处溢出。[0037]如图8所示，上模12、下模14的内腔横截面呈三角形上模12与下模14扣合后形成的成型模具内腔为正方形。上模12与下模14由锁扣装置13固定连接。锁扣装置13的结构为上模12上设有上模连接板23，下模14上设有下模连接板24，上模连接板23、下模连接板24上分别设有套盒22、螺母帽25。[0038]如图9所示，上模连接板23、下模连接板24上分别设有套盒22、螺母帽25。螺栓 19在锁扣装置13上，弹簧20位于轴衬21上，螺母帽25在螺母27上，螺母销26贯穿于螺母帽25与螺母27之间。操作时将螺栓19旋入于螺母27上，弹簧20压紧，即可合模。该装置能有效节省合模时间，方便了工人的操作，保证了合模质量。[0039]本实用新型所提供的混凝土离心方桩及其成型模具，由于采用了空心的形状，因此省料、自重轻，桩头连接有套箍，使得桩材在建筑施工锤击时不易损坏，提高了产品成桩率。本实用新型混凝土离心方桩及其模具，主筋布局合理、箍筋呈螺旋状焊接在主筋上，桩身延性好、成桩承载力大，抗弯抗剪性能好。本实用新型，端板带有焊接坡口也增强了成桩连接的牢固性。本实用新型的模具能有效的节省了合模时间，减小了劳动强度，提高了工作效率。
权利要求1.一种混凝土离心方桩，包括有桩体，所述桩体外形呈方形、桩心是圆筒形的中心通孔，桩体的四边转角均呈应力消除圆弧形，圆弧半径相等，桩体包括有钢筋笼(1)，混凝土(2)，所述钢筋笼(I)包括骨架主筋(3)和箍筋(4)，所述箍筋(4)呈螺旋状连续地焊接在所述骨架主筋(3)上，所述桩体的两端设有与钢筋笼(I)连接的金属端板(5);其特征是: 所述金属端板(5)与桩体连接部设置有套箍(7)，桩体四边转角的圆弧半径R分别为18mm、 22mm、26mm、32mm0
2.根据权利要求I所述的混凝土离心方桩，其特征是所述金属端板(5)的外形与所述桩体外形相同，所述金属端板(5)的四边设置有焊接坡口(8)，中央是与所述桩体的中心通孔直径相同的圆孔。
3.根据权利要求I所述的混凝土离心方桩，其特征是所述骨架主筋(3)为钢棒，所述骨架主筋(3)与桩体外轮廓线平行，所述骨架主筋(3)与所述金属端板(5)连接处设有镦头。
4.一种根据权利要求I所述混凝土离心方桩的成型模具，其特征是所述成型模具包括有上模、下模、分别固定在上下模上的锁扣装置，上模、下模的内腔横截面均呈三角形，上模与下模扣合后形成的成型模具内腔横截面为正方形，正方形的四个内角均为半径相等的圆弧内角，成型模具的圆弧半径分别为18mm、22mm、26mm、32_ ;所述锁扣装置包括有螺栓、 螺母，在上模与下模合模时，通过弹簧将螺栓与螺母压紧而合模。
5.根据权利要求4所述混凝土离心方桩的成型模具，其特征是在所述上模与下模接合的部位上设有定位销，下模与上模接合的部位上设有与定位销对应的定位孔，合模时定位销与定位孔紧密配合，固定合模位置。
6.根据权利要求4所述混凝土离心方桩的成型模具，其特征是在所述上模与下模接合处的上模与下模上分别对称安装有吊环。
专利摘要本实用新型提供一种预应力混凝土离心方桩，所述桩体包括有钢筋笼，混凝土，钢筋笼包括骨架主筋和箍筋，箍筋呈螺旋状连续地焊接在所述骨架主筋上，所述桩体的两端设有与钢筋笼连接的金属端板；金属端板与桩体连接部设置有套箍，桩体四边转角的圆弧半径R分别为18mm、22mm、26mm、32mm。同时提供一种混凝土离心方桩的成型模具。本实用新型所提供的混凝土离心方桩，省料、自重轻，不易损坏，桩身延性好、成桩承载力大，使用寿命长，抗弯抗剪性能好。成型模具使桩体易脱模，节能减排，保证了预应力混凝土离心方桩制作时合模严密，操作便捷，劳动强度低，生产效率高，离心时不易漏浆，有力的保证了桩体成型质量。
文档编号B28B21/82GK202745040SQ20122037908
公开日2013年2月20日 申请日期2012年8月1日 优先权日2012年8月1日
发明者崔凤祥, 刘永超, 苏永刚, 刘洁 申请人:天津建城基业集团有限公司