一种生产预应力混凝土波形板桩的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种生产预应力混凝土波形板桩的制造方法，其特征在于，按如下步骤进行：混凝土混合料的制备；钢筋笼的制作；装模；预应力张拉；混凝土料浇注与振动成型；预应力放张及拆模；放张后的整体模具运送至装配台座，采用专设自动开闭装置打开边模，即可取出成品板桩，清理模具、涂脱模剂，转下一个生产流程；检验入库。本发明生产效率高；工作环境改善；工人劳动强度降低；产品质量稳定；安全系数高；能源消耗低；产品力学性能更好。
【专利说明】一种生产预应力混凝土波形板粧的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及土木工程领域一种新型挡土、护坡、围堰等建筑围护结构的建筑材料， 特别是一种预应力混凝土波形板桩。
【背景技术】
[0002]目前土木工程领域，存在的建筑围护结构的建筑材料形式较多，常用的临时性挡土、护坡、围堰等支护构筑物有:钢板桩、钢轨桩、H型钢桩、三轴水泥搅拌桩连续墙(SMW工法桩)、旋喷桩、连续壁、平板桩、预垒桩及其他工法或木板桩等；永久性挡土支护构筑物有: 现浇法地下连续墙、重力式钢筋混凝土挡墙、现浇钻孔灌注桩、台座法预制U形混凝土板桩
坐寸o
[0003]传统的支护结构大多采用现场浇注的方法，施工工期长、工效低、工程造价高、施工工序复杂、结构质量不稳定。
[0004]近两年在国内外支护工程上出现了一种台座法工艺生产的相近产品预制U形混凝土板桩，因为具有挡土面积大、桩身抗弯性好、施工组织简易等优点，在部分工程中得到了小范围应用。但由于预制U形混凝土板桩采用传统的固定钢模台座法工艺生产的制造方法，生产模式局限导致产能低，成型方式落后导致整体密实度不均，因此其生产效率低、工作环境恶劣、工人劳动强度大、产品质量不稳定、安全隐患大、蒸汽养护方式局限导致养护时间长且强度不匀、能耗过大，能源消耗高；另外，其桩端因为没有专用金属件保护件，所以桩体耐打性不良，使其抗疲劳损坏能力较差，在锤击法施工沉桩过程中，锤体的锤打冲击力直接作用于桩头混凝土上，施打中桩头极易破损，影响工程质量。因此，传统生产工艺局限了产品质量及产能的提高。
[0005]综上所述，针对现有由于固定钢模台座法工艺生产的制造方法的低级而造成产品的技术缺陷，特别需要一种机组流水工艺生产预应力混凝土波形板桩的制造方法，以解决以上提及的技术问题。`
【发明内容】
[0006]本发明提供的是一种生产预应力混凝土波形板桩的制造方法，有助于解决现有由于固定钢模台座法工艺生产的制造方法的低级而造成产品的技术缺陷等问题。
[0007]本发明的特征在于:一种生产预应力混凝土波形板桩的制造方法，其特征在于，按如下步骤进行:
I)混凝土混合料的制备:主要原材料水泥、石子、砂子、水、外加剂按照波形板桩产品的技术要求及生产工艺的要求，设计专用的混凝土配合比，混凝土强度设计等级为C60 ;对于主要原材料的要求是:水泥宜采用强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥，质量应符合GB175的规定；细骨料宜采用洁净的天然硬质中粗砂或人工砂，细度模数宜为2.5—3.2,质量应符合GB/T14684的有关规定，且氯离子含量不大于0.01%，硫化物及硫酸盐含量不大于0.5% ;粗骨料宜采用碎石或破碎的卵石，其最大粒径不应大于25mm，且不得超过钢筋净距的3/4，质量应符合GB/T14685的有关规定，且粗骨料的含泥量不大于0.5%，硫化物及硫酸盐含量不大于0.5% ;对于有抗冻、抗渗或其它特殊要求的波形板桩，其所使用的骨料应符合相关标准的规定；由电脑智能控制的混凝土搅拌楼自动上料、精准称量、顺序投料、搅拌均匀，制成的混凝土混合料，才能实现其和易性、坍落度等工作性能良好，满足现场钢模浇注成型的要求，同时保证混凝土强度等级达到原设计的要求；；
2)钢筋笼的制作:预应力钢筋在钢筋调直切断机上进行精确的调直、切断，送入机械镦头机镦头，然后在钢筋笼成型台上与已加工好的箍筋共同进行绑扎成波形板桩的钢筋笼骨架；
3)装模:采用一种整体的钢模，具有强度高，刚度强，变形小，电力、气动自动开闭模结构，在钢模上可以方便地安装预制好的张拉预应力钢筋的端头板、预埋射水孔管件配件，并将绑扎好的波形板桩的钢筋笼骨架置入使预应力主筋镦头嵌入端头板的张拉槽中，以便下一步的预应力张拉；
4)预应力张拉:在钢筋笼骨架的两端装备有端头板，实现在钢模上进行先张法预应力张拉工艺；
5)混凝土料浇注与振动成型:预应力张拉工序完成后，将经混凝土搅拌楼搅拌的混凝土料由混凝土布料车均布于模具内，布料时按照工艺标准要求由安装在钢模底下的振动台进行高频低幅式振动，使混凝土料均匀、密实地成型，以保证桩身混凝土结构强度；
6)构件养护:成型工序完成后在常温状态下静停养护90-120分钟，再将整体模具放入养护池中进行采用了热介质定向循环高温蒸汽养护工艺，使热介质蒸汽在养护池内定向循环，充分发挥其热效率作用，保证产品的热养护效果；
7)预应力放张及拆模:根据蒸养工艺制度完成养护周期后，将整体模具吊送出养护池并均称地松开预应力张拉紧固装置；
8)放张后的整体模具运送至装配台座，采用专设自动开闭装置打开边模，即可取出成品板桩，清理模具、涂脱模剂，转下一个生产流程；
9)检验入库:逐根板桩按企业标准进行产品外观质量及尺寸的检查，按规定抽样进行物理力学性能检测，按规定刷上标志，成品入库，按规定堆放并养护 。
[0008]其中，若工程要求波形板桩桩身混凝土设计强度达C80时，则在步骤8)后采用二次压蒸养护技术，须将脱模后的波形板桩桩体送入高压釜内进行二次压蒸养护，或采用免蒸压混凝土配方技术，即可以将波形板桩桩身混凝土强度设计等级提高到C80。
[0009]本发明的优点:本发明具有如下优点:
1、生产效率高:采用工厂内车间流水作业，机械化程度高，设备利用率高，工人定员定岗，专业化程度高，流水节拍稳定，生产效率高。
[0010]2、工作环境改善:由于是工厂车间内流水作业生产，避免了台座法露天生产工人长年累月遭受风吹雨打的恶劣工作环境，一年四季可以连续稳定生产，工作环境好。
[0011]3、工人劳动强度降低:由于工人是定员定岗，工件流水，并且按工艺要求配备了机械设备，所以机械化程度高，大大降低了工人的劳动强度。
[0012]4、产品质量稳定:本产品结构设计合理，生产环境流水线稳定，采用了很多科学、 先进的生产工艺，员工培训上岗，各道工序严格把关、检测，保证了最终产品质量的优良。[0013]5、安全系数高:因为流水线是按照统一的生产速度(节拍)完成工艺作业的连续的重复的生产过程，所以工作地的专业化程度高，工艺过程封闭、单向，所以与台座法相比，工人生产时安全系数高。
[0014]6、能源消耗低:本流水线按照产品的结构设计了专业的蒸汽养护池，采用了热介质定向循环养护工艺，使热介质蒸汽通过专用设备在养护池内定向循环，充分发挥其热效率作用，保证产品的热养护效果，同时大大降低了单位产品的能源(蒸汽)消耗，达到节约能源的目的。
[0015]7、产品力学性能更好:由本流水线生产的产品混凝土结构密实，有效预应力值高， 特别是波形板桩的两端设有专用的钢板端头板，预应力损失少，产品力学性能稳定，抗弯、 抗裂性能好，桩体抗疲劳损坏能力大大提高，从而能保证整个工程的质量。
[0016]
【具体实施方式】
[0017]本发明涉及一种生产预应力混凝土波形板桩的制造方法，按如下步骤进行:
1)混凝土混合料的制备:主要原材料水泥、石子、砂子、水、外加剂按照波形板桩产品的技术要求及生产工艺的要求，设计专用的混凝土配合比，混凝土强度设计等级为C60 ;对于主要原材料的要求是:水泥宜采用强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥，质量应符合GB175的规定；细骨料宜采用洁净的天然硬质中粗砂或人工砂，细度模数宜为2.5—3.2，质量应符合GB/T14684的有关规定，且氯离子含量不大于0.01%，硫化物及硫酸盐含量不大于0.5% ;粗骨料宜采用碎石或破碎的卵石，其最大粒径不应大于25mm，且不得超过钢筋净距的3/4，质量应符合GB/T14685的有关规定，且粗骨料的含泥量不大于0.5%，硫化物及硫酸盐含量不大于0.5% ;对于有抗冻、抗渗或其它特殊要求的波形板桩，其所使用的骨料应符合相关标准的规定；由电脑智能控制的混凝土搅拌楼自动上料、精准称量、顺序投料、搅拌均匀，制成的混凝土混合料，才能实现其和易性、坍落度等工作性能良好，满足现场钢模浇注成型的要求，同时保证混凝土强度等级达到原设计的要求；
2)钢筋笼的制作:预应力钢筋在钢筋调直切断机上进行精确的调直、切断，送入机械镦头机镦头，然后在钢筋笼成型台上与已加工好的箍筋共同进行绑扎成波形板桩的钢筋笼骨架；
3)装模:采用一种整体的钢模，具有强度高，刚度强，变形小，电力、气动自动开闭模结构，在钢模上可以方便地安装预制好的张拉预应力钢筋的端头板、预埋射水孔管件配件，并将绑扎好的波形板桩的钢筋笼骨架置入使预应力主筋镦头嵌入端头板的张拉槽中，以便下一步的预应力张拉；
`4)预应力张拉:在钢筋笼骨架的两端装备有端头板，实现在钢模上进行先张法预应力张拉工艺；
5)混凝土料浇注与振动成型:预应力张拉工序完成后，将经混凝土搅拌楼搅拌的混凝土料由混凝土布料车均布于模具内，布料时按照工艺标准要求由安装在钢模底下的振动台进行高频低幅式振动，使混凝土料均匀、密实地成型，以保证桩身混凝土结构强度；
6)构件养护:成型工序完成后在常温状态下静停养护90-120分钟，再将整体模具放入养护池中进行采用了热介质定向循环高温蒸汽养护工艺，使热介质蒸汽在养护池内定向循环，充分发挥其热效率作用，保证产品的热养护效果；
7)预应力放张及拆模:根据蒸养工艺制度完成养护周期后，将整体模具吊送出养护池并均称地松开预应力张拉紧固装置；
8)放张后的整体模具运送至装配台座，采用专设自动开闭装置打开边模，即可取出成品波形板桩，清理模具、涂脱模剂，转下一个生产流程；
9)检验入库:逐根波形板桩按企业标准进行产品外观质量及尺寸的检查，按规定抽样进行物理力学性能检测，按规定刷上标志，成品入库，按规定堆放并养护。
[0018]若工程要求波形板桩桩身混凝土设计强度达C80时，则在步骤8)后采用二次压蒸养护技术，须将脱模后的波形板桩桩体送入高压釜内进行二次压蒸养护，或采用免蒸压混凝土配方技术，即可以将波形板桩桩身混凝土强度设计等级提高到C80。
[0019]具体实施过程:采用机组流水工艺生产预应力混凝土波形板桩的制造方法是:
I)混凝土混合料的制备:主要原材料水泥、石子、砂子、水、外加剂按照波形板桩产品的技术要求及生产工艺的要求，设计专用的混凝土配合比，混凝土强度设计等级为C60 ;对于主要原材料的要求是:水泥宜采用强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥，质量应符合GB175的规定。细骨料宜采用洁净的天然硬质中粗砂或人工砂，细度模数宜为2.5—3.2,质量应符合GB/T14684的有关规定，且氯离子含量不大于0.01%，硫化物及硫酸盐含量不大于0.5%。粗骨料宜采用碎石或破碎的卵石，其最大粒径不应大于25mm，且不得超过钢筋净距的3/4，质量应符合GB/T14685的有关规定，且粗骨料的含泥量不大于0.5%，硫化物及硫酸盐含量不大于0.5%。对于有抗冻、抗渗或其它特殊要求的波形板桩，其所使用的骨料应符合相关标准的规定。由电脑智能控制的混凝土搅拌楼自动上料、精准称量、顺序投料、搅拌均匀，制成的混凝土混合料，才能实现其和易性、坍落度等工作性能良好，满足现场钢模浇注成型的要求，同时保证混凝土强度等级达到原设计的要求。
[0020]2)钢筋笼的制作:预应力钢筋在专用的钢筋调直切断机上进行精确的调直、切断，送入机械镦头机镦头，然后在钢筋笼成型台上与已加工好的箍筋共同进行绑扎成波形板桩的钢筋笼骨架。
[0021]3)装模:本流水线使用的是一种整体的钢模，具有强度高，刚度强，变形小，电力、 气动自动开闭模结构。在钢模上可以方便地安装预制好的张拉预应力钢筋的端头板、预埋射水孔管件等配件，并将绑扎好的波形板桩的钢筋笼骨架置入使预应力主筋镦头嵌入端头板的张拉槽中，以便下一步的预应力张拉。
[0022]4)预应力张拉:本生产制造工艺由于采用了一种整体的钢模，在钢筋笼骨架的两端装备有端头板，因此可以实现在钢模上进行先张法预应力张拉工艺，这种工艺具有张拉控制力精度高，锚固可靠，操作简便等好处。
[0023]5)混凝土料浇注与振动成型:预应力张拉工序完成后,将经混凝土搅拌楼搅拌的混凝土料由混凝土布料车均布于模具内，布料时按照工艺标准要求由安装在钢模底下的振动台进行高频低幅式振动，使混凝土料均匀、密实地成型，以保证桩身混凝土结构强度。
[0024]6)构件养护:成型工序完成后在常温状态下静停养护90-120分钟，再将整体模具放入养护池中进行采用了热介质定向循环高温蒸汽养护工艺，使热介质蒸汽通过专用设备在养护池内定向循环，充分发挥其热效率作用，保证产品的热养护效果
7)预应力放张及拆模:根据蒸养工艺制度完成养护周期后，将整体模具吊送出养护池并均称地松开预应力张拉紧固装置，端板锚固的形式不但能够让所有预应力主筋在张拉过程中均匀受拉，而且有效解决了放张后预应力损失问题，避免有效预应力值降低，提高了桩身抗弯与抗裂性能，设置钢制端头板，能够更好地保护桩头，大大提高了耐打性，消减了施工过程中桩头疲劳性受力破损现象，保证施工质量。
[0025]8)放张后的整体模具运送至装配台座，采用专设自动开闭装置打开边模，即可取出成品波形板桩。清理模具、涂脱模剂，转下一个生产流程。
[0026]9) 二次压蒸养护技术:若工程有特殊要求，波形板桩桩身混凝土强度设计等级可以提高到C80，则须将脱模后的波形板桩桩体送入高压釜内进行二次压蒸养护，或采用免蒸压混凝土配方技术，这样产品的力学性能更佳，适用性更广。
[0027]10)检验入库:逐根波形板桩按企业标准进行产品外观质量及尺寸的检查，按规定抽样进行物理力学性能检测，按规定刷上标志，成品入库，按规定堆放并养护。
[0028]以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。`
【权利要求】
1.一种生产预应力混凝土波形板桩的制造方法，其特征在于，按如下步骤进行:.1)混凝土混合料的制备:主要原材料水泥、石子、砂子、水、外加剂按照波形板桩产品的技术要求及生产工艺的要求，设计专用的混凝土配合比，混凝土强度设计等级为C60 ;对于主要原材料的要求是:水泥宜采用强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥，质量应符合GB175的规定；细骨料宜采用洁净的天然硬质中粗砂或人工砂，细度模数宜为2.5—3.2，质量应符合GB/T14684的有关规定，且氯离子含量不大于0.01%，硫化物及硫酸盐含量不大于0.5%。粗骨料宜采用碎石或破碎的卵石，其最大粒径不应大于25mm，且不得超过钢筋净距的3/4，质量应符合GB/T14685的有关规定，且粗骨料的含泥量不大于0.5%，硫化物及硫酸盐含量不大于0.5% ;对于有抗冻、抗渗或其它特殊要求的波形板桩，其所使用的骨料应符合相关标准的规定；由电脑智能控制的混凝土搅拌楼自动上料、精准称量、顺序投料、搅拌均匀，制成的混凝土混合料，才能实现其和易性、坍落度等工作性能良好，满足现场钢模浇注成型的要求，同时保证混凝土强度等级达到原设计的要求；.2)钢筋笼的制作:预应力钢筋在钢筋调直切断机上进行精确的调直、切断，送入机械镦头机镦头，然后在钢筋笼成型台上与已加工好的箍筋共同进行绑扎成波形板桩的钢筋笼骨架；.3)装模:采用一种整体的钢模，具有强度高，刚度强，变形小，电力、气动自动开闭模结构，在钢模上可以方便地安装预制好的张拉预应力钢筋的端头板、预埋射水孔管件配件，并将绑扎好的波形板桩的钢筋笼骨架置入使预应力主筋镦头嵌入端头板的张拉槽中，以便下一步的预应力张拉；.4)预应力张拉:在钢筋笼骨架的两端装备有端头板，实现在钢模上进行先张法预应力张拉工艺；.5)混凝土料浇注与振动成型:预应力张拉工序完成后，将经混凝土搅拌楼搅拌的混凝土料由混凝土布料车均布于模具内，布料时按照工艺标准要求由安装在钢模底下的振动台进行高频低幅式振动，使混凝土料均匀、密实地成型，以保证桩身混凝土结构强度；.6)构件养护:成型工序完成后在常温状态下静停养护90-120分钟，再将整体模具放入养护池中进行采用了热介质定向循环高温蒸汽养护工艺，使热介质蒸汽在养护池内定向循环，充分发挥其热效率作用，保证产品的热养护效果；.7)预应力放张及拆模:根据蒸养工艺制度完成养护周期后，将整体模具吊送出养护池并均称地松开预应力张拉紧固装置；.8)预应力放张后的整体模具运送至装配台座，采用专设自动开闭装置打开边模，即可取出成品波形板桩，清理模具、涂脱模剂，转下一个生产流程；.9)检验入库:逐根波形板桩按企业标准进行产品外观质量及尺寸的检查，按规定抽样进行物理力学性能检测，按规定刷上标志，成品入库，按规定堆放并养护。
2、根据权利要求1所述的一种生产预应力混凝土波形板桩的制造方法，其特征在于: 若工程要求波形板桩桩身混凝土设计强度达C80时，则在步骤8)后采用二次压蒸养护技术，须将脱模后的波形板桩桩体送入高压釜内进行二次压蒸养护，或采用免蒸压混凝土配方技术，即可以将波形板桩桩身混凝土强度设计等级提高到C80。
【文档编号】C04B28/04GK103496926SQ201310490445
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年10月19日 优先权日:2013年10月19日
【发明者】张武, 郑钦旺, 艾玉华, 庞建甫, 许伟湘 申请人:张武