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预应力异型离心 混凝土 板桩及其制造方法

阅读：1022发布：2020-12-18

专利汇可以提供预应力异型离心混凝土板桩及其制造方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种预应力异型离心混凝土板桩，其特征在于：板桩包括设置于桩身主体前端的混凝土桩尖和设置于桩身主体尾端的端头固定部；桩身主体包括桩身主体主支撑段和设置在桩身主体主支撑段上的桩身主体加强段；桩身主体加强段包括设置在桩身主体主支撑段一侧侧面的凸形榫头和设置在与凸形榫头相对一侧的桩身主体主支撑段侧面上的凹形卵槽，凸形榫头的中部还设有填充凹槽。本发明还公开了该异型离心混凝土板桩的制造方法。本发明制作的异型离心混凝土板桩具有混凝土均匀密实，中间无空隙，产品质量稳定，强度高，可大大的提高耐腐蚀性能等特点。，下面是预应力异型离心混凝土板桩及其制造方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种预应力异型离心混凝土板桩，其特征在于：所述板桩包括设置于桩身主体(2)前端的混凝土桩尖(1)和设置于所述桩身主体(2)尾端的用于接桩固定的端头固定部(3)；
所述桩身主体(2)包括用于支撑所述板桩整体的桩身主体主支撑段(21)和设置在靠近所述端头固定部(3)一侧所述桩身主体主支撑段(21)上的桩身主体加强段(22)；所述桩身主体加强段(22)包括设置在所述桩身主体主支撑段(21)一侧侧面的凸形榫头(221)和设置在与所述凸形榫头(221)相对一侧的所述桩身主体主支撑段(21)侧面上的、与所述凸形榫头(221)配合拼接的凹形卵槽(222)，所述凸形榫头(221)的中部还设有用于容纳填充物的填充凹槽(223)。
2.根据权利要求1所述的预应力异型离心混凝土板桩，其特征在于：所述板桩的主筋(26)在所述桩身主体(2)内呈四边形布置，所述主筋(26)在四边形相对的两边上呈对称布置，所述板桩的配筋(27)绕所述主筋(26)呈四边形缠绕布置构成所述板桩的钢筋笼主体。
3.根据权利要求2所述的预应力异型离心混凝土板桩，其特征在于：所述桩身主体(2)内的钢筋笼主体自所述混凝土桩尖(1)至所述端头固定部(3)方向依次分为钢筋笼第一加强段(23)、钢筋笼支撑段(24)和钢筋笼第二加强段(25)，所述钢筋笼第一加强段(23)和所述钢筋笼第二加强段(25)的配筋(27)缠绕数量大于所述钢筋笼支撑段(24)的配筋(27)缠绕数量。
4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的预应力异型离心混凝土板桩，其特征在于：
所述混凝土桩尖(1)为梯形混凝土桩尖。
5.根据权利要求1所述的预应力异型离心混凝土板桩，其特征在于：所述桩身主体主支撑段(21)靠近所述端头固定部(3)一侧还设有吊孔(28)。
6.根据权利要求1所述的预应力异型离心混凝土板桩，其特征在于：所述端头固定部(3)为用于焊接接桩的端头板或机械连接的卡扣式接桩套件。
7.一种如权利要求1所述的预应力异型离心混凝土板桩的制造方法，其特征在于包括如下步骤：
S1、准备阶段：制作板桩的钢筋笼主体、按预设的配比搅拌混凝土、清理异型板桩离心模具并均匀喷涂隔离层；
S2、组装：将制作好的钢筋笼主体放到异型板桩离心模具中并与梯形的混凝土桩尖拼装定位；
S3、机械布料：将配好的混凝土用机械方式喂入异型板桩离心模具中；
S4、合模：合拢异型板桩离心模具，并将异型板桩离心模具两边的合缝螺栓用气动工具拧紧；
S5、预张拉：用张拉机张拉预应力钢棒，预先施加预应力；
S6、离心成型：将填充了混凝土的异型板桩离心模具吊装到离心机上，启动离心机并按低速-低中速-中速-高速的顺序逐渐加速，在离心力作用下，异型板桩离心模具中的混凝土以模具中轴线为圆心甩向外侧四周，最终形成内圆空心的异型混凝土板桩；
S7、蒸汽养护：将包裹有异型板桩的整个异型板桩离心模具放入蒸汽养护池中，输送入水蒸汽养护数小时；
S8、脱模放张：拆开异型板桩离心模具两边的合缝螺栓，脱去异型板桩离心模具，取出已成型的异型板桩。
8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于：所述钢筋笼主体由呈四边形布置的主筋(26)和绕所述主筋(26)呈四边形缠绕布置的配筋(27)构成，所述主筋(26)在四边形相对的两边上呈对称布置。
9.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于：所的钢筋笼主体自混凝土桩尖(1)至端头固定部(3)方向依次分为钢筋笼第一加强段(23)、钢筋笼支撑段(24)和钢筋笼第二加强段(25)，所述钢筋笼第一加强段(23)和所述钢筋笼第二加强段(25)的配筋(27)缠绕数量大于所述钢筋笼支撑段(24)的配筋(27)缠绕数量。
10.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于：所述异型板桩离心模具包括桩身主体定型部、设置于所述桩身主体定型部前端的混凝土桩尖定型部和设置于所述桩身主体定型部尾端的用于接桩固定的端头固定部定型部；所述桩身主体定型部包括桩身主体主支撑段定型部和设置在靠近所述端头固定部定型部一侧的桩身主体加强段定型部；所述桩身主体加强段定型部包括设置在所述桩身主体主支撑段定型部一侧侧面的凸形榫头定型部和设置在与所述凸形榫头定型部相对一侧的所述桩身主体主支撑段定型部侧面上的、与所述凸形榫头定型部配合拼接的凹形卵槽定型部，所述凸形榫头定型部的中部还设有定型用于容纳填充物的填充凹槽的凸起。

说明书全文

预应力异型离心 混凝土 板桩及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及建材行业使用的预应力板桩，具体地说是一种预应力异型离心混凝土板桩及其制造方法。

背景技术

[0002] 目前，预应力混凝土板桩是一种新型的挡土、护坡、围堰材料，它改变了传统水利工程使用材料的造价高、力学性能差、施工困难、成型质量不稳定等缺点，具有安全、美观、可靠的特点，且后期的维护非常方便和简单。广泛应用于海洋工程、大江大河防洪减灾、内河及湖泊护岸的整治和加固、港口码头工程、堤坝抢险工程、农田水利建设、公路铁路的路基护坡挡土、桥梁涵洞的护坡挡土及承重、城市建筑基坑围护及作为永久性的地下连续墙等工程领域。

[0003] 现有混凝土板桩都是混凝土浇注振动成型，混凝土不密实，中间存有气孔，而混凝土密实度不理想会加快腐蚀介质渗透到混凝土内部，从而加剧混凝土板桩配筋的腐蚀；现有板桩笼筋骨架制作工艺机械化程度低，工人劳动强度大，生产效率低，生产周期长，难以形成规模化生产；现有板桩桩身比较单薄且采用单层布筋，抗弯性能较差。基于上述种种缺陷，急需提供一种混凝土板桩予以解决。

发明内容

[0004] 根据上述提出的板桩桩身布筋单薄、抗弯性能差、混凝土不密实等技术问题，而提供一种预应力异型离心混凝土板桩及其制造方法。本发明主要通过设置呈四边形布置的钢筋笼主体、通过不同缠绕密度实现布筋强度的提升，同时通过在桩身主体主支撑段上增设加强段，实现板桩的强度提升，再者通过离心方式成型，大大提高了混凝土的密实度和均匀性。

[0005] 本发明采用的技术手段如下：

[0006] 一种预应力异型离心混凝土板桩，其特征在于：所述板桩包括设置于桩身主体前端的混凝土桩尖和设置于所述桩身主体尾端的用于接桩固定的端头固定部；所述桩身主体包括用于支撑所述板桩整体的桩身主体主支撑段和设置在靠近所述端头固定部一侧所述桩身主体主支撑段上的桩身主体加强段；所述桩身主体加强段包括设置在所述桩身主体主支撑段一侧侧面的凸形榫头和设置在与所述凸形榫头相对一侧的所述桩身主体主支撑段侧面上的、与所述凸形榫头配合拼接的凹形卵槽，所述凸形榫头的中部还设有用于容纳填充物的填充凹槽。

[0007] 进一步地，所述板桩的主筋在所述桩身主体内呈四边形布置，所述主筋在四边形相对的两边上呈对称布置，所述板桩的配筋绕所述主筋呈四边形缠绕布置构成所述板桩的钢筋笼主体。

[0008] 进一步地，所述桩身主体内的钢筋笼主体自所述混凝土桩尖至所述端头固定部方向依次分为钢筋笼第一加强段、钢筋笼支撑段和钢筋笼第二加强段，所述钢筋笼第一加强段和所述钢筋笼第二加强段的配筋缠绕数量大于所述钢筋笼支撑段的配筋缠绕数量。

[0009] 进一步地，所述混凝土桩尖为梯形混凝土桩尖。

[0010] 进一步地，所述桩身主体主支撑段靠近所述端头固定部一侧还设有吊孔。

[0011] 进一步地，所述端头固定部为用于焊接接桩的端头板或机械连接的卡扣式接桩套件。

[0012] 本发明还公开了上述预应力异型离心混凝土板桩的制造方法，其特征在于包括如下步骤：

[0013] S1、准备阶段：制作板桩的钢筋笼主体、按预设的配比搅拌混凝土、清理异型板桩离心模具并均匀喷涂隔离层；

[0014] S2、组装：将制作好的钢筋笼主体放到异型板桩离心模具中并与梯形的混凝土桩尖拼装定位；

[0015] S3、机械布料：将配好的混凝土用机械方式喂入异型板桩离心模具中；

[0016] S4、合模：合拢异型板桩离心模具，并将异型板桩离心模具两边的合缝螺栓用气动工具拧紧，保证异型板桩离心模具在转动时不会甩开；

[0017] S5、预张拉：用张拉机张拉预应力钢棒，预先施加预应力；

[0018] S6、离心成型：将填充了混凝土的异型板桩离心模具吊装到离心机上，启动离心机并按低速-低中速-中速-高速的顺序逐渐加速，在离心力作用下，异型板桩离心模具中的混凝土以模具中轴线为圆心甩向外侧四周，最终形成内圆空心的异型混凝土板桩；

[0019] S7、蒸汽养护：将包裹有异型板桩的整个异型板桩离心模具放入蒸汽养护池中，输送入水蒸汽养护数小时；

[0020] S8、脱模放张：拆开异型板桩离心模具两边的合缝螺栓，脱去异型板桩离心模具，取出已成型的异型板桩。

[0021] 进一步地，所述钢筋笼主体由呈四边形布置的主筋和绕所述主筋呈四边形缠绕布置的配筋构成，所述主筋在四边形相对的两边上呈对称布置。

[0022] 进一步地，所的钢筋笼主体自混凝土桩尖至端头固定部方向依次分为钢筋笼第一加强段、钢筋笼支撑段和钢筋笼第二加强段，所述钢筋笼第一加强段和所述钢筋笼第二加强段的配筋缠绕数量大于所述钢筋笼支撑段的配筋缠绕数量。

[0023] 进一步地，所述异型板桩离心模具包括桩身主体定型部、设置于所述桩身主体定型部前端的混凝土桩尖定型部和设置于所述桩身主体定型部尾端的用于接桩固定的端头固定部定型部；所述桩身主体定型部包括桩身主体主支撑段定型部和设置在靠近所述端头固定部定型部一侧的桩身主体加强段定型部；所述桩身主体加强段定型部包括设置在所述桩身主体主支撑段定型部一侧侧面的凸形榫头定型部和设置在与所述凸形榫头定型部相对一侧的所述桩身主体主支撑段定型部侧面上的、与所述凸形榫头定型部配合拼接的凹形卵槽定型部，所述凸形榫头定型部的中部还设有定型用于容纳填充物的填充凹槽的凸起。

[0024] 较现有技术相比，本发明预应力异型离心混凝土板桩包括梯形混凝土桩尖、桩身主体及设置在桩身主体尾端(即桩头部位)用于焊接接桩的端头板或机械连接的卡扣式接桩套件；桩身主体的上半节部位的对称侧面分别设有相互配合拼接的凹形卵槽和凸形榫头；板桩的配筋呈四边形缠绕布置在呈四边形的主筋周围，主筋为四边形的对称面对称布筋，且主要受侧阻力的桩身主体的对称面增加配筋数量，使板桩的抗弯能力明显增强。

[0025] 本发明的预应力异型离心混凝土板桩通过离心式成型，大大提高了混凝土的密实度和均匀性，可耐冲刷，产品质量稳定，强度高，大大的提高耐腐蚀性；且钢筋笼主体骨架制作可通过机械滚焊成型，生产效率高，制作质量有保证；蒸汽养护工艺大大缩短生产周期，减少占用生产场地和自然养护对周围环境的污染，板桩制造的自动化、规模化生产，及高强混凝土、经济配筋，降低工人劳动强度和生产成本；可达到节能降耗，绿色环保，质量稳定可靠，经济效益显著提高，符合国家“可持续发展”的战略方针。附图说明

[0026] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

[0027] 图1是本发明的主视图。

[0028] 图2是本发明的剖视示意图。

[0029] 图3是图2中A-A向视图。

[0030] 图4是图2中B-B向视图。

[0031] 图5是本发明的侧视图。

[0032] 图6是本发明使用状态图。

[0033] 图中：1、混凝土桩尖2、桩身主体21、桩身主体主支撑段22、桩身主体加强段221、凸形榫头222、凹形卵槽223、填充凹槽23、钢筋笼第一加强段24、钢筋笼支撑段25、钢筋笼第二加强段26、主筋27、配筋28、吊孔3、端头固定部。

具体实施方式

[0034] 一种预应力异型离心混凝土板桩，如图1、图5所示，所述板桩包括设置于桩身主体2前端的混凝土桩尖1和设置于所述桩身主体2尾端的用于接桩固定的端头固定部3，所述混凝土桩尖1为梯形混凝土桩尖，所述端头固定部3为用于焊接接桩的端头板或机械连接的卡扣式接桩套件。

[0035] 如图2所示，所述桩身主体2包括用于支撑所述板桩整体的桩身主体主支撑段21和设置在靠近所述端头固定部3一侧所述桩身主体主支撑段21上的桩身主体加强段22，所述桩身主体主支撑段21靠近所述端头固定部3一侧还设有吊孔28；所述桩身主体加强段22(如图3所示)包括设置在所述桩身主体主支撑段21一侧侧面的凸形榫头221和设置在与所述凸形榫头221相对一侧的所述桩身主体主支撑段21侧面上的、与所述凸形榫头221配合拼接的凹形卵槽222，所述凸形榫头221的中部还设有用于容纳填充物的填充凹槽
223，拼接时，如图6所示，将凸形榫头221与凹形卵槽222配合，中间的填充凹槽223填充混凝土泥砂，用于进一步增加固定强度。

[0036] 如图2、图4所示，所述板桩的主筋26在所述桩身主体2内呈四边形布置，所述主筋26在四边形相对的两边上呈对称布置(即如图3、4中所示，相对的两侧的主筋26分别为4根和6根)，所述板桩的配筋27绕所述主筋26呈四边形缠绕布置构成所述板桩的钢筋笼主体。所述桩身主体2内的钢筋笼主体自所述混凝土桩尖1至所述端头固定部3方向依次分为钢筋笼第一加强段23、钢筋笼支撑段24和钢筋笼第二加强段25，所述钢筋笼第一加强段23和所述钢筋笼第二加强段25的配筋27缠绕数量大于所述钢筋笼支撑段24的配筋27缠绕数量，在主要受侧阻力的桩身主体2内增加配筋数量，可以使板桩的抗弯能力明显增强。

[0037] 一种上述的预应力异型离心混凝土板桩的制造方法，包括如下步骤：

[0038] S1、准备阶段：制作板桩的钢筋笼主体、按预设的配比搅拌混凝土、清理异型板桩离心模具并均匀喷涂隔离层，钢筋笼主体可以通过机械化制作，降低工人劳动强度和生产成本；根据上述的板桩形式，所述钢筋笼主体由呈四边形布置的主筋26和绕所述主筋26呈四边形缠绕布置的配筋27构成，所述主筋26在四边形相对的两边上呈对称布置；所的钢筋笼主体自混凝土桩尖1至端头固定部3方向依次分为钢筋笼第一加强段23、钢筋笼支撑段24和钢筋笼第二加强段25，所述钢筋笼第一加强段23和所述钢筋笼第二加强段25的配筋
27缠绕数量大于所述钢筋笼支撑段24的配筋27缠绕数量，增强板桩的抗弯能力。

[0039] S2、组装：将制作好的钢筋笼主体放到异型板桩离心模具中并与梯形的混凝土桩尖拼装定位；所述异型板桩离心模具(主要根据制作成品的板桩的形式设计)包括桩身主体定型部、设置于所述桩身主体定型部前端的混凝土桩尖定型部和设置于所述桩身主体定型部尾端的用于接桩固定的端头固定部定型部；所述桩身主体定型部包括桩身主体主支撑段定型部和设置在靠近所述端头固定部定型部一侧的桩身主体加强段定型部；所述桩身主体加强段定型部包括设置在所述桩身主体主支撑段定型部一侧侧面的凸形榫头定型部和设置在与所述凸形榫头定型部相对一侧的所述桩身主体主支撑段定型部侧面上的、与所述凸形榫头定型部配合拼接的凹形卵槽定型部，所述凸形榫头定型部的中部还设有定型用于容纳填充物的填充凹槽的凸起。

[0040] S3、机械布料：将配好的混凝土用机械方式喂入异型板桩离心模具中；

[0041] S4、合模：合拢异型板桩离心模具，并将异型板桩离心模具两边的合缝螺栓用气动工具拧紧，保证异型板桩离心模具在转动时不会甩开；

[0042] S5、预张拉：用张拉机张拉预应力钢棒，预先施加预应力；

[0043] S6、离心成型：将填充了混凝土的异型板桩离心模具吊装到离心机上，启动离心机并按低速-低中速-中速-高速的顺序逐渐加速，在离心力作用下，异型板桩离心模具中的混凝土以模具中轴线为圆心甩向外侧四周，实现混凝土密实度较人工浇注振动成型混凝土大幅度提高，最终形成内圆空心的异型混凝土板桩；

[0044] S7、蒸汽养护：将包裹有异型板桩的整个异型板桩离心模具放入蒸汽养护池中，输送入水蒸汽养护数小时；

[0045] S8、脱模放张：拆开异型板桩离心模具两边的合缝螺栓，脱去异型板桩离心模具，取出已成型的异型板桩。

[0046] 实施例1

[0047] 本发明的异型离心混凝土板桩的结构形式可根据具体施工要求而做相应的调整，下面结合附图2的布置形式，具体阐述如下：

[0048] 预应力异型离心混凝土板桩为中空的、混凝土桩尖1为梯形的混凝土板桩，中空部位的直径为d，以板桩长度L为4120mm的板桩为例，d的取值在200mm，所述桩身主体主支撑段21的横截面为长c为280mm和宽为b为320mm的矩形，所述混凝土桩尖1的端部的宽度为b1(如图4所示)，b1＝(c-d)/2，所述混凝土桩尖1的长度亦为c。所述桩身主体主支撑段21的长边c加上所述桩身主体加强段22上的凹形卵槽222后的长度为a，a＝c+b1，a的取值为320mm。

[0049] 所述桩身主体2内的钢筋笼主体自所述混凝土桩尖1至所述端头固定部3方向依次分为钢筋笼第一加强段23、钢筋笼支撑段24和钢筋笼第二加强段25，所述钢筋笼第一加强段23的长度为L1、所述钢筋笼第二加强段25的长度为L3，所述钢筋笼支撑段24的长度为L2，L1、L2和L3的关系满足：L2＝2L1＝2L3，L1＝L3＝3b，所述钢筋笼第一加强段23和所述钢筋笼第二加强段25的配筋27缠绕数量等于所述钢筋笼支撑段24的配筋27缠绕数量的二倍。

[0050] 通过上述形式的设置，该预应力异型离心混凝土板桩的强度可较现有技术的板桩强度大大提升。

[0051] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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