凹部形成器和锚固组件的制作方法

本发明涉及凹部形成器和锚固组件并且涉及围绕浇筑到混凝土元件中的提升锚固件或其他嵌入物形成凹部的方法，提升锚固件或其他嵌入物特别地用于附接至供制造包括混凝土管道等的混凝土元件所用的钢筋笼。

背景技术：

1、由混凝土制造的管道和管为土木工程应用所用的饮用水、排出物和污物的运输提供了经济的解决方案。混凝土管道需要相对厚的壁来抵抗内部压力和外部压力并因此是重的，并且在大多数情况下，混凝土管道需要使用机械提升设备来进行提升、搬运和安置。

2、提升混凝土管道的最简单方法是在靠近管道的重心处围绕管道系绳索或吊索。这种方法要求使管道在绳索上滚动、或者在管道下方存在间隙以使吊索能够在管道下方经过。重要地，吊索仅能够在存在间隙或管道滚远时被移除。这种提升方法可能对于小直径、相对轻量的管道是可接受的，但是对于大的、重的管道变得愈加困难和危险。除非吊索正好位于重心上，否则管道不会被提升，从而使得该管道在提升和搬运运动期间保持水平。

3、最常见的替代性方法是在重心处的管道壁中浇筑孔。因为该孔在制造的时候被模制到管道中，所以该孔更容易地布置在重心上并且对于在模具中生产的所有管道而言是以可重复且可靠的方式定位的。

4、为了提升管道，将吊索的环眼穿过孔并且将杆从管道的孔口内插入穿过眼，使得在向吊索施加张力时，该杆接触管道的孔口并将吊索锚固至管道。

5、这种方法的缺点在于，这需要密切监督以确保该杆具有所需的强度，并且安置成使得防止其在负载反向期间从吊索的眼意外地抽出。

6、在提升之后，将杆从吊索的眼中移除，然后将吊索的眼穿过必须被堵塞的孔拉回。

7、两种方法都是缓慢而繁琐的，并且在提升及搬运期间，管道能够围绕吊索来回移动，从而表现出搬运困难，尤其是当管道在安装期间经常于粗糙的地面上运输并且然后安装在狭窄的沟槽中时。

8、在将管道安放在沟槽中之后，还出现另一问题。该管道必须连结至先前安放的管道。在安放管道之后，该管道的前端靠近先前所安放的管道的喇叭口，通过使用卷扬机将管道的前端用卷扬机拉到喇叭口中于橡胶密封件上方，从而将管道的前端连接在先前所安放的管道与新管道之间。在卷扬机操作期间，必须将基床从连结区域周围移除，或者通过管道前端将该基床推入连结部中。另一问题在于，管道的前端必须被提升到喇叭口中，并且如果管道的前端强行进入，则其可能损坏管道连结部并阻碍所实现的密封。

9、喇叭口的后缘也扰乱基床，该基床需要额外整平和压实。不完全压实导致连结部在服务期间不稳定，这使连结部安全性和管线性能劣化。

10、在安放管道之后，必须将孔堵塞以防止地下水和位于管道上方的填充材料进入。如果孔被留下而没有被堵塞，则水和填充物的进入不仅增加管线的液压负载和堵塞风险，而且导致管道上方的填充物的劣化，这可能导致位于管道上方的结构发生故障、例如道路故障。

11、在大多数情况下，不可能在管道壁中浇筑通孔，因为用于孔的形成器不能在不中断管道制造过程的情况下延伸至内表面。为此，形成了盲孔，并且在孔的底部与管道的内壁之间存在混凝土腹板。

12、混凝土的腹板通常通过从管道的外部插入凿子并用锤子敲击以打破该腹板来移除。不幸的是，这种方法导致锥形形状的混凝土块从孔的底部破裂，其具有使小的开孔变得非常大的效果。这使孔周围的大直径的混凝土壁变薄并变弱，损坏了压实、光滑的内壁，减小了到钢筋的距离，并且在某些情况下使钢筋暴露在腐蚀中。损坏的孔在提升及安置期间进一步损坏，并且随着时间的推移成为管道劣化的重要原因，特别是随着地下水进入孔并腐蚀钢筋尤是如此。破碎的混凝土块如果没有被移除，则其会增加管道系统内的碎石负担，从而减少流量并增加堵塞风险。

13、所需要的是一种直接联接的提升系统，该系统不需要围绕管道或管道中的孔的吊索，从而显著提高管道搬运及安放效率，并提高管道性能和完整性。

14、将管道直接联接的一种方法是将锚固部件浇筑到管道壁中，在管道壁上可以附接有用于连接至提升系统的附接装置。这种提升锚固件广泛用于混凝土元件。这种锚固件具有大致长形的圆柱形或平面形式，并且采用自由端部和另一远端端部的形式，自由端部定形状成连接至连接装置，另一远端端部定形状成与锚固件所嵌入的混凝土形成机械互锁。

15、这些提升锚固件在浇筑混凝土时嵌入混凝土元件中。当设置模具时，锚固件的定形状成附接至提升钩环的自由端部固定在凹部形成器中。最常见的是，凹部形成器附接至用于浇筑混凝土元件的模板或模具。在混凝土已经硬化并且模具或模板被移除之后，凹部形成器自身被移除，从而在混凝土元件的表面中留下凹部，使得锚固件的附接端部是可触及的。

16、将这种提升锚固件浇筑到管道和其他类似元件的壁中存在特殊问题。锚固件必须能够在管道的相对较薄的壁内产生相对较高的载荷。此外，管道在闭合或部分闭合的模具中制造，这使得锚固件及其凹部形成器的附接变得困难。

17、将锚固件及其凹部形成器及其附接部抓持至模具或钢筋以抵抗在管道制造过程中于混凝土内产生的显著离心力和其他力的机械学使得这些锚固件的使用对于许多管道制造过程而言是困难的。

18、现代管道制造过程采用固定模具，该固定模具在设置到管道制造机器中之前绕准备好的钢筋笼闭合。

19、壁厚度以及管道的外径与加强元件之间的距离根据管道强度的设计要求而变化。在许多情况下，常见模具用于制造具有不同壁厚度和不同钢筋构型的管道。

20、混凝土通过管道制造机器来浇筑，管道制造机器将相对硬的混凝土混合物通过钢筋笼抛在或压在模具壁上。这通常通过旋转混凝土喷头和/或内部滚子来实现。该机器还结合模具组件的振动器件，该振动器件使混凝土在浇筑过程期间连续振动，以确保所需的混凝土压实程度。混凝土流动以及混凝土、钢筋与模具之间的周向运动和差动运动在混凝土内产生复杂的力。因此，直接紧固至钢筋或模具壁的提升锚固件受到显著的移位力，这些移位力通常妨碍提升锚固件的使用。为了克服这些问题，一些现有技术的应用具有专门设计的模具，这些模具配装有用于将提升锚固件刚性地定位在模具中的机械器件。

21、安装并拆卸锚固件和凹部的资本成本和复杂性使得这些类型的锚固件难以用于大多数现代且自动化的管道制造过程。

技术实现思路

1、本发明的成因是希望提供一种用于将提升锚固件经济地安装在管道中的改进的凹部形成器组件，该凹部形成器组件可以在不需要修改现有的模具或安装特殊的机械设备的情况下适于现代管道制造过程。现代管道制造方法需要一种距离可调节的凹部形成器组件，该凹部形成器组件可以自动调节模具与凹部形成器组件的附接点——该附接点通常是钢筋笼——之间的距离，并且所述凹部形成器组件可以考虑可变的管道壁厚度和钢筋构型。

2、安全标准要求使用安全的提升系统来搬运并安装混凝土管道和管道状产品。预期提升锚固件在管道中的经济安装以改进提升安全性和效率，减少搬运成本，提供一种用于安放管道的有效方法，并通过将孔消除来显著提高管道寿命、管道性能、稳定性和长期可靠性。

3、根据本发明的第一方面，公开了一种凹部形成器组件，该凹部形成器用于在具有浇筑外表面的浇筑混凝土元件中形成将现浇提升元件围绕的凹部，所述组件包括：

4、框架，该框架具有定位凸耳，定位凸耳能够与待定位在模具——所述混凝土元件在该模具中待被浇筑——内的钢筋笼的部件接合，所述定位凸耳与所述加强部件的接合从而将所述框架定位在与所述模具间隔开的静止位置中，

5、可移除凹部形成器，该可移除凹部形成器以可释放的方式保持在所述框架中，

6、提升元件，该提升元件保持在所述凹部形成器内并且具有从所述凹部形成器延伸的锚固部分，以及

7、非刚性互连件，该非刚性互连件位于所述凸耳与所述框架之间，从而将所述框架和凹部形成器偏置成被迫压靠近所述模具而进入到操作浇筑位置中，在所述操作浇筑位置中，所述凹部形成器的至少一部分大致抵接所述模具。

8、根据本发明的第二方面，公开了一种保持凹部形成器的方法，该凹部形成器用于在具有浇筑外表面的浇筑混凝土元件中形成将现浇提升元件围绕的凹部，该方法包括以下步骤：

9、通过使定位凸耳与钢筋笼的部件接合来将具有这些定位凸耳的框架相对于钢筋笼定位在模具内，以由此将该框架定位在与所述模具间隔开的静止位置中，

10、将可移除凹部形成器以可释放的方式保持在所述框架中，

11、将提升元件保持在所述凹部形成器内，所述提升元件具有从所述凹部形成器延伸的锚固部分，以及

12、在所述凸耳与所述框架之间设置非刚性互连件，以将所述框架和所述凹部形成器偏置成被迫压靠近所述模具而进入到操作浇筑位置中，在该操作浇筑位置中，所述凹部形成器的至少一部分大致抵接所述模具。

13、优选地，根据第一实施方式，公开了一种组件，该组件包括：混凝土提升锚固件，该混凝土提升锚固件具有长形本体，该长形本体具有定形状成提供用于与附接装置连接的头部的第一端部以及定形状成提供与嵌入有所述锚固件的混凝土机械互锁的第二端部；可移除凹部形成器，该可移除凹部形成器用于形成位于混凝土表面中并包围所述锚固件头部的凹部，所述凹部形成器定形状成具有用于接纳所述锚固件头部的内腔以及外部形状，该外部形状限定所述凹部在所述混凝土表面中的形状以接纳所述附接装置；以及由金属或塑料材料制成的框架元件，该框架元件互锁至所述凹部形成器并且设置有用于附接至钢筋笼的器件，该钢筋笼由浇筑在混凝土元件内的线材或类似元件预先形成。

14、优选地，根据第二实施方式，所述凹部形成器定形状成具有：下表面，所述下表面定尺寸成接纳提升装置，以用于在从混凝土元件移除凹部之后将所述提升装置附接至所述锚固件头部；以及上表面，所述上表面定形状成支承抵靠模具的用于对所述混凝土元件的表面进行限定的内壁。

15、优选地，根据第三实施方式，所述凹部形成器包括附接器件，附接器件用以使该凹部形成器能够以牢固但可移除的方式附接至所述框架元件。

16、优选地，根据第四实施方式，所述框架元件包括附接器件，通过该附接器件可以将所述框架元件固定至所述钢筋笼。

17、优选地，根据第五实施方式，所述附接器件构造成允许在与所述锚固件的所述本体大致平行的方向上运动以提供调节器件，所述调节器件用以适应所述钢筋笼与所述模具壁之间的可变距离，使得所述组件的所述凹部形成器的上表面可以定位成在混凝土浇筑过程之前或期间与所述模具壁相邻。

18、优选地，根据第六实施方式，所述调节器件构造成使得在将所述组件固定至所述钢筋笼之后，除了通过所述模具围绕所述钢筋笼进行的闭合或者通过混凝土支承抵靠所述组件的一个或更多个元件的压力以外，所述距离调节还可以在没有外部手动或机械干预的情况下实现。

19、优选地，根据第七实施方式，所述附接器件形成为带槽的夹，带槽的夹定形状成允许在与所述锚固件的轴线平行的方向上运动。

20、优选地，根据第八实施方式，所述带槽的夹定形状成具有：第一敞开端部，所述第一敞开端部定形状成允许所述钢筋笼的所述线材的进入；和第二闭合端部，所述第二闭合端部与所述第一端部间隔开一些距离；以及位于所述第一端部与所述第二端部之间的纵向轴线。

21、优选地，根据第九实施方式，所述带槽的夹的所述槽中的一个或更多个槽可以具有纵向轴线，该纵向轴线形成为在槽的长度的至少一部分上与所述锚固件的轴线成一定角度。

22、优选地，根据第十实施方式，所述带槽的夹的所述槽的所述敞开端部定形状成具有受限的槽宽度，以提供对所述线材脱离的限制。

23、优选地，根据第十一实施方式，所述带槽的夹的所述槽的所述第一端部或第二端部定形状成具有扩大的槽宽度，以提供在所述模具围绕所述钢筋笼闭合之前将所述组件初始定位在所述线材上的器件。

24、优选地，根据第十二实施方式，所述框架元件包括弹簧致动式距离调节器件，该弹簧致动式距离调节器件提供了适应所述组件的所述凹部形成器的所述上表面与所述钢筋笼之间的可变距离的器件。

25、优选地，根据第十三实施方式，所述凹部形成器组件构造成包括弹簧压力释放机构，该弹簧压力释放机构可以通过下述各者来致动：模具抵靠触发器臂或凹部形成器的本体进行闭合的压力、或由于混凝土抵靠弹簧释放机构的一些部分产生的接触压力、或组件在混凝土浇筑期间的振动。

26、优选地，根据第十四实施方式，公开了一种凹部形成器组件，该凹部形成器组件包括：提升锚固件，该提升锚固件具有头部；可移除凹部形成器，该可移除凹部形成器包围所述锚固件头部，以用于在混凝土表面中形成凹部；以及框架元件，该框架元件互锁至所述凹部形成器并设置有用于附接至钢筋笼的器件以及至少一个分离夹，该钢筋笼由通过浇筑在混凝土元件内的金属或塑料材料制成的线材或类似元件预先形成，至少一个分离夹附接至位于所述附接器件附近的所述线材，这防止所述附接件在与所述线材的纵向轴线平行的方向上的运动。

27、优选地，根据第十五实施方式，所述凹部形成器可以包括本体，该本体铰接在所述上表面的附近，以使所述本体能够通过围绕锚固件头部的枢转运动而打开和闭合。所述凹部形成器可以包括多个可分离的本体，这些本体在配装在一起时形成单个本体。

28、优选地，根据第十五实施方式，公开了一种用于将所述锚固件浇筑在混凝土元件中的所述可移除凹部形成器，其中，所述凹部形成器具有定位成与用于所述混凝土元件的模具的弯曲表面相邻的弯曲表面。

29、优选地，根据第十六实施方式，公开了一种组件，该组件包括：提升锚固件，该提升锚固件具有头部；可移除凹部形成器，该可移除凹部形成器包围所述锚固件头部，以用于在混凝土表面中形成凹部；以及框架元件，该框架元件互锁至所述凹部形成器并设置有用于附接至钢筋笼的器件，该钢筋笼由通过浇筑在混凝土元件内的金属或塑料材料制成的线材或类似元件预先形成，其中，所述混凝土元件是浇筑在具有弯曲表面的模具内的管道或管道状元件。

30、优选地，根据第十七实施方式，公开了一种具有弯曲表面的混凝土元件以及锚固件，弯曲表面具有位于所述弯曲表面中的凹部，锚固件具有嵌入所述混凝土元件中的头部，其中，所述头部位于所述凹部中，其中，所述头部的顶部与所述弯曲表面接近。

31、优选地，根据第十八实施方式，公开了一种浇筑包括钢筋笼的混凝土元件的方法以及至少一个锚固件，至少一个锚固件具有头部并嵌入所述混凝土元件的混凝土中，其中，所述头部位于所述元件的表面中所形成的凹部中，所述方法包括以下步骤：

32、(i)将凹部形成器安置成以便封围所述锚固件头部，

33、(ii)将所述凹部形成器与附接框架互连以形成刚性组件，

34、(iii)将所述组件互连至待被封围在模具内的钢筋笼以形成混凝土元件，

35、(iv)将所述模具围绕所述钢筋笼和所述组件闭合，使得在闭合时，所述凹部形成器的上表面定位成大致邻近所述模具的表面，

36、(v)浇筑所述混凝土元件，

37、(vi)在浇筑过程期间，通过混凝土支承抵靠所述组件的一部分或部分的压力或者产生弹簧加载式保持机构的释放而导致所述组件相对于所述模具的表面的运动，

38、(vii)将所述凹部从所述混凝土元件移除以暴露所述锚固件头部。

39、优选地，根据第十九方面的实施方式，公开了一种浇筑包括钢筋笼的混凝土元件的方法以及至少一个锚固件，至少一个锚固件具有头部并嵌入所述混凝土元件的混凝土中，其中，所述头部位于所述元件的表面中所形成的凹部中，所述方法包括以下步骤：

40、(i)将凹部形成器安置成以便封围所述锚固件头部，

41、(ii)将所述凹部形成器与附接框架互连以形成刚性组件，

42、(iii)将所述组件互连至待被封围在模具内的钢筋笼以形成混凝土元件，

43、(iv)将所述模具围绕所述钢筋笼和所述组件闭合，使得在闭合时，所述凹部形成器的上表面定位成大致邻近所述模具的表面，

44、(v)释放弹簧加载式保持机构，该弹簧加载式保持机构允许所述组件抵靠所述模具的表面闭合，

45、(vi)浇筑所述混凝土元件并从所述混凝土元件移除所述凹部以暴露所述锚固件头部。