一种超高强预应力混凝土管桩制作工艺的制作方法

本发明涉及一种超高强预应力混凝土管制作工艺设备，具体是一种超高强预应力混凝土管制作工艺。

背景技术：

现有技术的混凝土管桩工艺，涉及的工艺，混凝土搅拌—将钢筋滚焊成看笼—布料—合模张拉—离心成型—养护—拆模—养护—检验—入库，其中钢筋滚焊成笼制作工艺复杂，需要将pc钢棒定长切断，然后进过墩头，还需要将线材经过冷拔，端头板和抱箍板经过焊接，然后将pc钢棒、线材、端头板和抱箍板一起拼装在一起，再装入模具，工艺复杂需要大量时间去完成，并且在离心成型工序，在离心时常由于离心模速不够高，造成混凝土管壁成型不密实，造成离心内壁流踏，同时由于混凝土管桩的长度不一，当遇到混凝土管桩长度过长，超过6米，在离心时，离心的跳动易造成管模变形，因此离心成型要求严苛，超长型的混凝土管，离心成型的合格率难于控制。

技术实现要素：

发明目的：一种超高强预应力混凝土管制作工艺，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：

一种超高强预应力混凝土管制作工艺，包括如下步骤：

步骤1、使用卷材车和焊接装置将筒体焊制完成；

步骤2、将固定块和筒体拼焊在一起；

步骤3、焊接钢筋笼并将带有固定块的筒体安装在钢筋笼中，在钢筋笼与筒体之间固定有径向的钢筋，形成整体骨架；

步骤4、将整体骨架安装在模具中，将搅拌均匀的混合浆注入模具中，静止3-5分钟，开启设置在所述模具上面的振动机构对混合浆进行振捣，用于克服混合浆拌合物的剪应力，使之液化，进而达到密实成型，振捣5-10分钟，关闭振动机构；

步骤5、向模具（锚固装置）中再次进行补入搅拌均匀的混合浆，开启振动机构进行振动3-5分钟之后关闭振动机构；

步骤6、将模具放置在离心装置上，离心处理；

步骤7、将成型的管芯进行养护，升温2小时，恒温的温度50-60度进行恒温4小时，恒温结束后，不超过10°/h的速度进行降温处理，降温3小时，降温结束之后进行脱模。

一种超高强预应力混凝土管制作工艺，包括：

步骤1、使用卷材车和焊接装置将筒体焊制完成；

步骤2、将筒体固定在锚固装置中，将固定块和筒体拼焊在一起；

步骤3、将搅拌均匀的混合浆注入锚固装置中，静止3-5分钟，开启设置在所述锚固装置上面的振动机构对混合浆进行振捣，用于克服混合浆拌合物的剪应力，使之液化，进而达到密实成型，振捣5-10分钟，关闭振动机构；

步骤4、向锚固装置中再次进行补入搅拌均匀的混合浆，开启振动机构进行振动3-5分钟之后关闭振动机构，静置1小时至管芯形成；

步骤5、将成型的管芯进行养护，升温2小时，恒温的温度50-60度进行恒温4小时，恒温结束后，不超过10°/h的速度进行降温处理，降温3小时，降温结束之后进行脱模；

步骤6、将管芯放置在缠丝平台上面，缠丝机将钢筋交叉均匀缠绕在管芯的外壁；

步骤7、将泥浆喷射至管芯的外壁，以包裹预应力钢筋，待缠至管芯的顶端时，停止喷射砂浆；

步骤8、锟射后的管体，再次喷涂一层水泥净浆，将插口端的砂浆清理干净，砂浆清理干净后静止4小时后，进行淋水养护，间隙性喷水保持湿润，直至养护结束，混凝土管桩制作完成。

在进一步实例中，所述步骤1中进一步为；使用卷材车和焊接装置将筒体焊制完成，包括如下步骤：

s1.1、将冷轧薄钢下料，薄钢的起点斜角与板宽、角度以及卷材车的滚筒的直径相应；

s1.2、放薄钢，操作卷材车对薄板进行卷板；

s1.3、往返卷板后，焊接装置进行点焊对接固定；

s1.4、将点焊后筒体卷筒进行合缝焊接，焊接时焊接筒体时，电流控制在380a，电压控制在18-20v，焊接速度在2.5m/min，将筒体焊接成一个整圆，以确保筒体的直径和圆度；

s1.5、焊接结束后，焊接装置和卷材板回到起点位置；

s1.6、检验筒体，对筒体进行水压检验。

在进一步实例中，所述步骤2中的锚固装置，包括钢筒，固定安装在所述钢筒外壁上面的加强块，以及设置在所述加强块端部的模板，设置在所述模板轴侧面的振动机构。

在进一步实例中，所述振动机构，包括设置在模板上面的底座，固定安装在所述底座上面的振动盘。

在进一步实例中，所述步骤6中的缠丝平台的侧面设有缠丝机架，所述缠丝机架，包括缠丝机架本体，设置在所述缠丝机架本体上面、并且等距排布的第一定位块、第二定位块和第三定位块，设置所述第一定位块上的气缸，设置在所述第二定位块上面的、并且所述气缸的伸缩端连接在一起的缠丝机压；

所述缠丝平台的底部设有用于管芯旋转的回转装置。

在进一步实例中，所述步骤6进一步为；将管芯放置在缠丝平台上面，缠丝机将钢筋交叉均匀缠绕在管芯的外壁，包括如下步骤；

s6.1、缓慢的调整回转装置，回转装置正转，进而带动着缠丝平台上的管芯正转；

s6.2、气缸带动着缠丝机压，下降到管芯的顶端；

s6.3、缠丝机压启动，第一圈的钢筋与管芯的端面平行，第一圈缠绕结束之后；

s6.4、缓慢的提升缠丝机压，缠丝已螺距相等的方式进行缠丝，直至缠丝管芯的4/5处；

s6.4、当缠丝至缠丝管芯的4/5处时，将回转速度放慢，调节缠丝机压，至缠丝到最后一圈，最后一圈钢筋与管芯的端口平行；

s6.4、当最后一圈结束后，回转装置反转，重复s11至s15，然后回转装置停止运行，缠线机压回到起点位置。

在进一步实例中，所述步骤7进一步为；将泥浆喷射至管芯的外壁，以包裹预应力钢筋，是通过锟射设备，用砂浆搅拌系统将水泥：砂：水=1:2:0.25配比，搅拌砂浆拌合物，然后经过输送系统将砂浆搅拌合物写入到储料室，然后储料室连接在一起的提升喷枪进行锟射，同时缠丝平台开启，提升喷枪匀速上升将搅拌均匀的砂浆锟射到管体的表面，直至管体外壁全部锟射结束。

在进一步实例中，所述提升喷枪的上面设有视觉传感器。

在进一步实例中，所述步骤s1.6、检验筒体，对筒体进行水压检验，进一步为；

s1.6.1、用行车，将筒体吊出至水压试验试验区；

s1.6.2、将筒体的两端进行密封，将密封完毕的筒体放置至水压试验池中；

s1.6.3、启动注水装置，向筒内注水，直至溢水阀出水，停止注水，检查筒体的漏点，并进行修补；

s1.6.4、启动增压装置，在进向筒体内进行注水并且增压，直至到达设定的压力；

s1.6.5、恒压3-5分钟，检测筒体外壁是否泄漏，恒压结束后，系统进行泄压，检测下一个筒体；

s1.6.6、当检测有漏点时，检测系统报警、并且标注漏点；重复s1.6.3至s1.6.5步骤，至合格，检测下一个筒体。

在进一步实例中，一种超高强预应力混凝土管制作工艺，包括如下步骤：

步骤1、使用卷材车和焊接装置将筒体焊制完成；

步骤2、将固定块和筒体拼焊在一起；

步骤3、焊接钢筋笼并将带有固定块的筒体安装在钢筋笼中，在钢筋笼与筒体之间固定有径向的钢筋，形成整体骨架；

步骤4、将整体骨架安装在模具中，将搅拌均匀的混合浆注入模具中，静止3-5分钟，开启设置在所述模具上面的振动机构对混合浆进行振捣，用于克服混合浆拌合物的剪应力，使之液化，进而达到密实成型，振捣5-10分钟，关闭振动机构；

步骤5、向模具中再次进行补入搅拌均匀的混合浆，开启振动机构进行振动3-5分钟之后关闭振动机构；

步骤6、将模具放置在离心装置上，离心处理；

步骤7、将成型的管芯进行养护，升温2小时，恒温的温度50-60度进行恒温4小时，恒温结束后，不超过10°/h的速度进行降温处理，降温3小时，降温结束之后进行脱模。

有益效果：本发明公开了一种超高强预应力混凝土管制作工艺，通过将钢板下料—卷板—焊接成型，形成一个钢筒，然后再将混凝土注入模具中直管芯成型，经过养护管芯，然后脱模，减少了离心的工艺，同时钢筒作为混凝土管的内壁，提高混凝土管的预应力，也节省了制作的时间，同时也减少了制作的难度，便于然后再次在养护完毕的管芯上面缠绕钢筋，然后在钢筋的外壁处锟射混凝土保护层，它的基本材料是钢材、高强钢筋、水泥、砂和石子。这些材料组成混凝土与钢筒的复合管芯，再在管芯外缠绕预应力高强钢筋，钢筋外辊射水泥砂浆保护层，这一设计结构的特点是把混凝土的高强性能及对金属的防腐性能与金属板的抗渗性能有机地结合起来，提高了混凝土管桩的性能，通过采用螺旋钢筒卷焊机焊制钢筒，也确保了混凝土管桩的直径和圆度，同时在所述提升喷枪的上面设置了视觉传感器，能够实时监测筒体外壁锟射的状态，并锟射的厚度和密实程度记录在测，提高了系统的自动化。

附图说明

图1为本发明的整体工艺图。

图2为本发明中的缠丝机构的结构示意图。

图3为本发明中的锚固装置的截面图。

附图标记为：底座1、缠丝机架2、第一定位块3、第二定位块4、第三定位块5、气缸6、提升喷枪8、储料室9、锚固装置10、固定块11、管体12。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

经过申请人的研究分析，现有技术的混凝土管桩工艺，涉及的工艺，混凝土搅拌—将钢筋滚焊成笼—布料—合模张拉—离心成型—养护—拆模—养护—检验—入库，其中钢筋滚焊成笼制作工艺复杂，需要将pc钢棒定长切断，然后进过墩头，还需要将线材经过冷拔，端头板和抱箍板经过焊接，然后将pc钢棒、线材、端头板和抱箍板一起拼装在一起，再装入模具，工艺复杂，需要大量时间去完成，并且在离心成型工序，在离心时常由于离心模速不够高，造成混凝土管壁成型不密实，造成离心内壁流踏，同时由于混凝土管桩的长度不一，当遇到混凝土管桩长度过长，超过6米，在离心时，离心的跳动易造成管模变形，因此离心成型要求严苛，超长型的混凝土管，离心成型的合格率难于控制。根据这些问题，申请人提出了一种超高强预应力混凝土管制作工艺及其开箱方法，具体方案如下。

实施例一

一种超高强预应力混凝土管制作工艺，包括如下步骤：

步骤1、使用卷材车和焊接装置将筒体焊制完成；

步骤2、将固定块和筒体拼焊在一起；

步骤3、焊接钢筋笼并将带有固定块的筒体安装在钢筋笼中，在钢筋笼与筒体之间固定有径向的钢筋，形成整体骨架；

步骤4、将整体骨架安装在模具中，将搅拌均匀的混合浆注入模具中，进行张拉操作，随后静止3-5分钟，开启设置在所述模具上面的振动机构对混合浆进行振捣，用于克服混合浆拌合物的剪应力，使之液化，进而达到密实成型，振捣5-10分钟，关闭振动机构；

步骤5、向模具（锚固装置）中再次进行补入搅拌均匀的混合浆，开启振动机构进行振动3-5分钟之后关闭振动机构；

步骤6、将模具放置在离心装置上，离心处理；

步骤7、将成型的管芯进行养护，升温2小时，恒温的温度50-60度进行恒温4小时，恒温结束后，不超过10°/h的速度进行降温处理，降温3小时，降温结束之后进行脱模。

在本发明的实施例中，通过设置钢质壁，同时与钢筋笼连接固定，并对混凝土进行锚定，提高了桩体的物理性能。通过振动和离心两个工序降低离心工序的时间，同时解决了离心过程中的变形问题。

通过在钢筋笼与筒体形成管桩的整体骨架，提高了管桩整体的强度，同时采用振动和离心两个工艺，通过振动对混凝土浆料进行预处理，降低离心时间，减少浆料不均，以及浆料被甩出，进一步提高了混凝土的强度。通过对骨架和混凝土进行处理，大大提高了混凝土管桩整体的强度。

实施例二

如图1所示，本发明公开了一种超高强预应力混凝土管制作工艺；包括底座1、缠丝机架2、第一定位块3、第二定位块4、第三定位块5、气缸6、提升喷枪8、储料室9、锚固装置10、加强块11、管体12。

如图3所示，其中加强块固定安装在所述管体12上面，加强块的端部设置有模板，振动机构设置在所述模板的轴侧面上面，底座1设置在所述模板上面，振动盘固定安装在所述底座1的上面，为了使得混凝土液化，达到密实的效果，提高管桩的质量，在所述模板的侧面安装了振动机构，同时将加强块安装在管体12的外壁上，进一步的为管桩增加了其牢固性；

如图3所示，所述缠丝机架2，包括缠丝机架2本体，第一定位块、第二定位块4和第三定位块5等距的安装在所述缠丝机架2本体，并且所述第一定位块位于所述缠丝机架2本体最顶部，第二定位块4设置在所述第一定位块底部，第三定位块5位于所述第二定位块4的底部，气缸6的一端设置在第一定位块的上面，缠丝机压设置在所述第二定位块4的上面、并且所述气缸6的伸缩端连接在一起，回转装置设置在底座1的内部，储料室9设置在所述底座1的侧面，提升喷枪8设置在所述储料室9的一侧，视觉传感器在所述提升喷枪8的上面，通过视觉传感器实时监测喷射泥浆厚度，提高了设备的自动化水平，通过回转装置带动管芯转动，缠丝机压将钢丝上下运动将钢筋缠绕在管芯上面，当缠万一圈之后，回转装置反转，从低部再次进行螺纹缠绕钢筋，双层钢筋的缠绕增加管桩的牢固性。

如图1所示，作为一个优选方案，其总工艺为：

步骤1、使用卷材车和焊接装置将筒体焊制完成；

步骤2、将筒体固定在锚固装置10中，将固定块11和筒体拼焊在一起；

步骤3、将搅拌均匀的混合浆注入锚固装置10中，静止3-5分钟，开启设置在所述锚固装置10上面的振动机构对混合浆进行振捣，用于克服混合浆拌合物的剪应力，使之液化，进而达到密实成型，振捣5-10分钟，关闭振动机构；通过在强烈的振动下，混凝土搅拌颗粒不断收到冲击力的作用，引起颤动，这种颤动使得混凝土混合浆的物理力学发变化，首先会使混合浆从凝胶状转换为溶胶状，使得混凝土混合浆的内阻力大大降低，最终使得混凝土混合浆全部震动液化，具有接近重纸液化的性能

步骤4、向锚固装置10中再次进行补入搅拌均匀的混合浆，开启振动机构进行振动3-5分钟之后关闭振动机构，静置1小时至管芯形成混凝土浇筑后，静置的时间是为了保障混凝土充分的凝结。

步骤5、将成型的管芯进行养护，升温2小时，恒温的温度50-60度进行恒温4小时，恒温结束后，以15不超过10°/h温度进行，降温进行降温处理，降温3小时，降温结束之后进行脱模；该步骤其升温是为了提高混凝土管桩的性能，同时为了混凝土管桩的表面减少裂纹的出现，因此在进行恒温养护过程中，恒温的时长最长，但是夏天升温时间可以调整，春秋室外温度变化无常，要延迟升温速度。而在降温过程中，因为热胀冷缩的原理，过快的降温会引起混凝土管桩的开裂，因此在降温速度要沿着均速，不易过快。

步骤6、将管芯放置在缠丝平台上面，缠丝机将钢筋交叉均匀缠绕在管芯的外壁；

步骤7、将泥浆喷射至管芯的外壁，以包裹预应力钢筋，待缠至管芯的顶端时，停止喷射砂浆；

步骤8、锟射后的管体12，再次喷涂一层水泥净浆，将插口端的砂浆清理干净，砂浆清理干净后静止4小时后，进行淋水养护，间隙性喷水保持湿润，直至养护结束，混凝土管桩制作完成。

作为一个优选方案，使用卷材车和焊接装置将筒体焊制完成，简化选现有技术的离心成型的工序，具体如下步骤：

步骤一、将冷轧薄钢下料，薄钢的起点斜角与板宽、角度以及卷材车的滚筒的直径相应；

步骤二、放薄钢，操作卷材车对薄板进行卷板；

步骤三、往返卷板后，焊接装置进行点焊对接固定；

步骤四、将点焊后筒体卷筒进行合缝焊接，焊接时焊接筒体时，电流控制在380a左右，电压控制在18v左右，焊接速度在2.5m/min左右，将筒体焊接成一个整圆，以确保筒体的直径和圆度；

步骤五、焊接结束后，焊接装置和卷材板回到起点位置；

步骤六、检验筒体，对筒体进行水压检验。

在进一步实例中，所述步骤2中的锚固装置10，包括钢筒，固定安装在所述钢筒外壁上面的加强块，以及设置在所述加强块端部的模板，设置在所述模板轴侧面的振动机构。

作为一个优选方案，将管芯放置在底座1上面，缠丝机将钢筋交叉均匀缠绕在管芯的外壁，包括如下步骤；

s6.1、缓慢的调整回转装置，回转装置正转，进而带动着缠丝平台上的管芯正转；

s6.2、气缸6带动着缠丝机压，下降到管芯的顶端；

s6.3、缠丝机压启动，第一圈的钢筋与管芯的端面平行，第一圈缠绕结束之后；

s6.4、缓慢的提升缠丝机压，缠丝已螺距相等的方式进行缠丝，直至缠丝管芯的4/5处；

s6.5、当缠丝至缠丝管芯的4/5处时，将回转速度放慢，调节缠丝机压，至缠丝到最后一圈，最后一圈钢筋与管芯的端口平行；

s6.6、当最后一圈结束后，回转装置反转，重复s11至s15，然后回转装置停止运行，缠线机压回到起点位置。

在进一步实例中；将泥浆喷射至管芯的外壁，以包裹预应力钢筋，是通过锟射设备，用砂浆搅拌系统将水泥：砂：水=1:2:0.25配比，搅拌砂浆拌合物，然后经过输送系统将砂浆搅拌合物写入到储料室9，然后储料室9连接在一起的提升喷枪8进行锟射，同时回转装置开启，提升喷枪8匀速上升将搅拌均匀的砂浆锟射到管体12的表面，直至管体12外壁全部锟射结束。

本发明的混凝土管桩缠丝采用双层缠钢筋，内、外层钢丝均进行砂浆覆盖并进行养护，覆盖层平整，并且钢筋的覆盖层紧实，不得出现空鼓现象，该覆盖层采用视觉传感器实时监控其覆盖呈的状态，防止了空鼓现象的出现

在进一步实例中，为了提高筒体后期使用过程中的气密性，检测筒体的气密性要求，因此需要对检验筒体，对筒体进行水压检验，进一步为；

步骤一、用行车，将筒体吊出至水压试验试验区；

步骤二、将筒体的两端进行密封，将密封完毕的筒体放置至水压试验池中；

步骤三、启动注水装置，向筒内注水，直至溢水阀出水，停止注水，检查筒体的漏点，并进行修补；

步骤四、启动增压装置，在进向筒体内进行注水并且增压，直至到达设定的压力；

步骤五、恒压3-5分钟，检测筒体外壁是否泄漏，恒压结束后，系统进行泄压，检测下一个筒体；

步骤六、当检测有漏点时，检测系统报警、并且标注漏点；重复步骤三至步骤五步骤，至合格，检测下一个筒体。保证筒体不漏水、渗水，因为很多混凝土管桩用于地下天然气、危险气体或者电缆的布线等工作，若有漏水、或者渗水很有可能造成天然气、危险气体泄漏，造成意外伤亡，该步骤保证了成型混凝土管桩的安全性能。

在这一实施例中，通过双工艺对混凝土管桩进行处理，通过筒体及固定块形成的芯体，本身可以作为低强度管桩使用，而在其外部加设钢筋笼和混凝土层，进一步提高了混凝土管桩的强度，降低了管桩本身的生产难度，尤其是内外钢筋笼制作的难度。也解决了离心带来的一些问题。对于芯体的养护，可以根据实际需要选择是否养护。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。