專利名稱：預應力混凝土異型樁用內外模雙重壁體式鋼模的制作方法
技術領域：
本發明涉及工程施工技術領域，特別是模具設備技術，具體地說是預應力混凝土異型樁用內外模雙重壁體式鋼模。
背景技術：
先張法預應力混凝土樁由于樁身混凝土的強度高并有一定的預壓應力，在沉樁過程中能夠承受錘擊，靜壓等各種施工外力的作用，保持樁身的完好。此種樁型以其單樁承載力高，樁身耐打，穿透力強，質量可靠，單位承載力造價相對較低等優點，在全國各地得到廣泛使用。
離心成型先張法預應力混凝土樁制造過程中預壓應力施加的主要工藝為將預應力鋼筋編成鋼筋籠放入鋼模中，然后將混凝土投入鋼模中，以鋼模作為反力裝置用液壓千斤頂等對預應力鋼筋進行張拉，所施加的張拉力通過固定在鋼模兩端面的錨固板由鋼模來承受通過離心成型形成樁體形狀后進行蒸汽養護以加快混凝土的強度發展使得預應力鋼筋與混凝土結合成一體待混凝土強度達到一定的要求后，進行放張，將張拉力全部轉移為樁身混凝土來承受。在此放張過程中以樁長15米為例，根據樁身混凝土預壓應力的大小樁身長度會出現數I. 5-4mm左右的壓縮。由于離心成型先張法預應力混凝土非異型樁(如管樁，方樁)外周無異型凸起等，鋼模內壁為平滑狀態，放張時樁身受到壓縮后與鋼模內壁分離，此壓縮會平均分配在樁身中，不會在樁身出現裂縫。但是這種內壁平滑的鋼模無法生產異型樁，現有技術的離心成型先張法預應力混凝土樁生產時用鋼模均為國家建材行業標準JC/T605-200先張法預應力混凝土管樁鋼模中所示的單層壁體構成。使用此種類型的鋼模生產預應力混凝土異型樁時，樁身帶有的凸起需在鋼模內壁形成凹狀方可成形。在放張過程中當樁身壓縮時，因樁身凸起固定在鋼模內壁凹狀部而無法追隨樁身的壓縮變形，會在樁身與樁身凸起結合部分產生裂縫，嚴重時甚至會出現凸起的掉落。而且樁身與鋼模無法分離，導致產品脫模困難。如果大幅度降低鋼模的剛度，使得鋼模具有較大的變形能力，并將預應力混凝土異型樁凸起部分與樁身的角度控制在150度以上，凸起的高度在40mm以下，可以減少裂縫出現的可能性。但這樣的鋼模由于剛度過低，難以作為反力裝置承受預應力的張拉力。而且在起吊，離心，養護等產品制造過程中鋼模容易變形，難以滿足工業化生產的要求。加上所制造的預應力混凝土異型樁凸起部分過小，限制了產品的應用范圍。CN101143465B提出了一種米用芯模與外部的上下模組合，在上下模模內部除設置環向凹槽外，還須設置縱向凹槽來達到防止樁身與樁身凸起結合部分產生裂縫的要求。在樁身設置縱向凸起部分不但增加了鋼模的制作難度加大成本，而且在一些地質條件下，此部分妨礙土體空隙水的移動，不利于提高承載力
發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術現狀，而提供一種以高剛度模板作為外膜、低剛度模板作為內膜，既在起吊，離心，養護等產品制造過程中鋼模不會變形也不會因模具剛度太高使得樁體出現裂縫的預應力混凝土異型樁用內外模雙重壁體式鋼模。本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為
預應力混凝土異型樁用內外模雙重壁體式鋼模，包括有配合使用的上模及下模，其中，上模及下模均包括有內外配合設置的的外模 及內模，外模為剛性模，內模為柔性模，內模的內表面與預應力混凝土異型樁的外表面相適配，且內模上形成有內模凹槽，上模與下模合模處設置有縱向企口筋板，內模凹槽與外模間隙設置，在放張預應力混凝土異型樁時，內模跟隨樁身壓縮變形，且該變形被內模凹槽吸收，保證樁身凸起處完整無裂縫。為優化上述技術方案，采取的措施還包括
上述的內模模厚為4毫米至8毫米。上述的內模模厚為5毫米至6毫米。上述的外模上縱向設置有用于提升模剛度的縱向筋板。上述的外模上環向設置有襯板。上述的內模縱向筋板厚度不超過8毫米。上述的內模凹槽的槽壁與內模的模壁夾角大于等于120°，且內模凹槽的槽深為40毫米至150毫米。上述的外模模厚大于等于7毫米。上述的外模為連續的筒狀鋼管通過縱向筋板連接固定而成。上述的外模為分段的筒狀鋼管通過縱向筋板連接固定而成且筒狀鋼管位置設置對應于內模凹槽。與現有技術相比，本發明的預應力混凝土異型樁用內外模雙重壁體式鋼模，包括有配合使用的上模及下模，其中，上模及下模均包括有內外配合設置的的外模及內模，外模為剛性模，內模為柔性模，內模的內表面與預應力混凝土異型樁的外表面相適配，且內模上形成有內模凹槽，上模與下模合模處設置有縱向企口筋板，內模凹槽與外模間隙設置，在放張預應力混凝土異型樁時，內模跟隨樁身壓縮變形，且該變形被內模凹槽吸收，保證樁身凸起處完整無裂縫。本發明是一種內外模雙重壁體結構的鋼模。外模剛度較大，內模的剛度較小，內模內腔形狀與樁身外形狀相同，內模的凹狀部分即內模凹槽與外模內腔之間留有一定的空隙。鋼模兩端面用于預應力鋼筋張拉時的錨固板需固定在外模部分的端面上，這樣在混凝土未硬化前，所施加的預應力張拉力主要由外模來承受。由于內模的剛度小，混凝土硬化后在放張過程中當樁身壓縮時，鋼模內壁凹狀部能夠追隨樁身的壓縮變形而發生微量的彈性變形，此微量變形將被內模的凹狀部分與外模內腔之間的空隙部分吸收。這樣確保樁身與樁身凸起結合部不會產生裂縫，樁身與鋼模得以順利分離。此彈性變形在樁身與鋼模分離之后能夠消失，鋼模可以反復使用而不會對鋼模的使用性能產生不利的影響。內模壁體的厚度不超過8毫米，最佳的厚度為5毫米至6毫米。厚度大于8毫米時，內模的剛度過大，難以產生微量的彈性變形，樁身凸起部無法與內模的凹狀部分分離，樁身與樁身凸起結合部會出現裂縫。而且厚度過厚會造成材料浪費。但是當厚度過簿小于4毫米時，鋼模在起吊，離心等產品制造過程中容易較大的變形，導致樁身變形，樁身會產生裂縫。在放張過程中因內模變形大，易在樁身與樁身凸起結合部產生應力集中，反而使得樁身與鋼模難以分離。除上模與下模合模處縱向企口筋板外，內模不配置其他縱向筋板。如果因工藝要求在鋼模制造過程中需要使用縱向支撐板時，其厚度不應大于8毫米。通常為保證鋼模的剛度，如國家建材行業標準JC/T605-2005 (先張法預應力混凝土管樁鋼模)中所示，鋼模壁體的外周除上模與下模合模處縱向企口筋板外，需要配置與壁體焊接的數根縱向筋板。配置縱向筋板會限制本發明的鋼模內模的內壁凹狀部追隨樁身的壓縮變形而發生微量的彈性變形。內模的凹狀部分與壁體所成角度不小于120度，凹狀部分最大深度為40毫米至150毫米。內模的凹狀部分與壁體所成角度小于120度時，在放張過程中樁身與樁身凸起結合部容易產生應力集中，無法保證樁身與鋼模難以分離。凹狀部分最大深度小于40毫米時，所生產的離心成型先張法預應力混凝土異型樁失去其工程應用意義。當凹狀部分最大深度大于150毫米時，由于鋼模內模的內壁凹狀部追隨樁身的壓縮變形而產生過大變形，超出鋼材的彈性變形范圍，使得此變形難以得到恢復，無法保證鋼模的反復使用。
本發明具有以高剛度模板作為外膜、低剛度模板作為內膜，既在起吊，離心，養護等產品制造過程中鋼模不會變形也不會因模具剛度太高使得樁體出現裂縫的優點。
圖I是本發明第一實施例的結構示意 圖2是圖I的俯視圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明的實施例作進一步詳細描述。圖I至圖2所示為本發明的結構示意圖。其中的附圖標記為外模I、內模2、內模凹槽21、上模3、下模4、企口筋板5、縱向筋板6、襯板7。第一實施例如圖I至圖2所示，
本發明的預應力混凝土異型樁用內外模雙重壁體式鋼模，包括有配合使用的上模3及下模4，其中，上模3及下模4均包括有內外配合設置的的外模I及內模2，外模I為剛性模，內模2為柔性模，內模2的內表面與預應力混凝土異型樁的外表面相適配，且內模2上形成有內模凹槽21,上模3與下模4合模處設置有縱向企口筋板5,內模凹槽21與外模I間隙設置，在放張預應力混凝土異型樁時，內模2跟隨樁身壓縮變形，且該變形被內模凹槽21吸收，保證樁身凸起處完整無裂縫。實施例中，內模2模厚為4毫米至8毫米。實施例中，內模2模厚為5毫米至6毫米。實施例中，外模I上縱向設置有用于提升模剛度的縱向筋板6。 實施例中,外模I上環向設置有襯板7。實施例中，縱向筋板6厚度不超過8毫米。實施例中，內模凹槽21的槽壁與內模2的模壁夾角大于等于120°，且內模凹槽21的槽深為40毫米至150毫米。
實施例中，外模I模厚大于等于7毫米。實施例中，外模I為連續的筒狀鋼管通過縱向筋板6連接固定而成。本發明是一種內外模I雙重壁體結構的鋼模。外模I剛度較大，內模2的剛度較小，內模2內腔形狀與樁身外形狀相同，內模2的凹狀部分即內模凹槽21與外模I內腔之間留有一定的空隙。鋼模兩端面用于預應力鋼筋張拉時的錨固板需固定在外模I部分的端面上，這樣在混凝土未硬化前，所施加的預應力張拉力主要由外模I來承受。由于內模2的剛度小，混凝土硬化后在放張過程中當樁身壓縮時，鋼模內壁凹狀部能夠追隨樁身的壓縮變形而發生微量的彈性變形，此微量變形將被內模2的凹狀部分與外模I內腔之間的空隙部分吸收。這樣確保樁身與樁身凸起結合部不會產生裂縫，樁身與鋼模得以順利分離。此彈性變形在樁身與鋼模分離之后能夠消失，鋼模可以反復使用而不會對鋼模的使用性能產生不利的影響。內模2壁體的厚度不超過8毫米，最佳的厚度為5毫米至6毫米。厚度大于8毫米時，內模2的剛度過大，難以產生微量的彈性變形，樁身凸起部無法與內模2的凹狀部分 分離，樁身與樁身凸起結合部會出現裂縫。而且厚度過厚會造成材料浪費。但是當厚度過簿小于4毫米時，鋼模在起吊，離心等產品制造過程中容易較大的變形，導致樁身變形，樁身會產生裂縫。在放張過程中因內模2變形大，易在樁身與樁身凸起結合部產生應力集中，反而使得樁身與鋼模難以分離。除上模3與下模4合模處縱向企口筋板5外，內模2不配置其他縱向筋板。如果因工藝要求在鋼模制造過程中需要使用縱向支撐板時，其厚度不應大于8毫米。通常為保證鋼模的剛度，如國家建材行業標準JC/T605-2005 (先張法預應力混凝土管樁鋼模)中所示，鋼模壁體的外周除上模3與下模4合模處縱向企口筋板5外，需要配置與壁體焊接的數根縱向筋板6。配置縱向筋板6會限制本發明的鋼模內模2的內壁凹狀部追隨樁身的壓縮變形而發生微量的彈性變形。內模2的凹狀部分與壁體所成角度不小于120度，凹狀部分最大深度為40毫米至150毫米。內模2的凹狀部分與壁體所成角度小于120度時，在放張過程中樁身與樁身凸起結合部容易產生應力集中，無法保證樁身與鋼模難以分離。凹狀部分最大深度小于40毫米時，所生產的離心成型先張法預應力混凝土異型樁失去其工程應用意義。當凹狀部分最大深度大于150毫米時，由于鋼模內模2的內壁凹狀部追隨樁身的壓縮變形而產生過大變形，超出鋼材的彈性變形范圍，使得此變形難以得到恢復，無法保證鋼模的反復使用。第二實施例
實施例中，外模I為分段的筒狀鋼管通過縱向筋板6連接固定而成且筒狀鋼管位置設置對應于內模凹槽21。未述部分同第一實施例。
權利要求
1.預應力混凝土異型樁用內外模雙重壁體式鋼模，包括有配合使用的上模(3)及下模(4)，其特征是所述的上模(3)及下模(4)均包括有內外配合設置的的外模(I)及內模(2)，所述的外模⑴為剛性模，所述的內模(2)為柔性模，所述的內模(2)的內表面與預應力混凝土異型樁的外表面相適配，且內模(2)上形成有內模凹槽(21)，所述的上模(3)與下模⑷合模處設置有縱向企口筋板(5)，所述的內模凹槽(21)與外模⑴間隙設置，在放張預應力混凝土異型樁時，所述的內模(2)跟隨樁身壓縮變形，且該變形被所述的內模凹槽(21)吸收，保證樁身凸起處完整無裂縫。
2.根據權利要求I所述的預應力混凝土異型樁用內外模雙重壁體式鋼模，其特征是所述的內模(2)模厚為4毫米至8毫米。
3.根據權利要求2所述的預應力混凝土異型樁用內外模雙重壁體式鋼模，其特征是所述的內模(2)模厚為5毫米至6毫米。
4.根據權利要求3所述的預應力混凝土異型樁用內外模雙重壁體式鋼模，其特征是所述的外模(I)上縱向設置有用于提升模剛度的縱向筋板(6)。
5.根據權利要求4所述的預應力混凝土異型樁用內外模雙重壁體式鋼模，其特征是所述的外模(I)上環向設置有襯板(7)。
6.根據權利要求5所述的預應力混凝土異型樁用內外模雙重壁體式鋼模，其特征是所述的縱向筋板(6)厚度不超過8毫米。
7.根據權利要求6所述的預應力混凝土異型樁用內外模雙重壁體式鋼模，其特征是所述的內模凹槽(21)的槽壁與內模(2)的模壁夾角大于等于120°，且內模凹槽(21)的槽深為40毫米至150毫米。
8.根據權利要求7所述的預應力混凝土異型樁用內外模雙重壁體式鋼模，其特征是所述的外模(I)模厚大于等于7毫米。
9.根據權利要求8所述的預應力混凝土異型樁用內外模雙重壁體式鋼模，其特征是所述的外模(I)為連續的筒狀鋼管通過縱向筋板(6)連接固定而成。
10.根據權利要求8所述的預應力混凝土異型樁用內外模雙重壁體式鋼模，其特征是所述的外模(I)為分段的筒狀鋼管通過縱向筋板(6)連接固定而成，且筒狀鋼管位置設置對應于內模凹槽(21)。
全文摘要
本發明公開了預應力混凝土異型樁用內外模雙重壁體式鋼模，包括有配合使用的上模及下模，其中，上模及下模均包括有內外配合設置的的外模及內模，外模為剛性模，內模為柔性模，內模的內表面與預應力混凝土異型樁的外表面相適配，且內模上形成有內模凹槽，上模與下模合模處設置有縱向企口筋板，內模凹槽與外模間隙設置，在放張預應力混凝土異型樁時，內模跟隨樁身壓縮變形，且該變形被內模凹槽吸收，保證樁身凸起處完整無裂縫。本發明具有以高剛度模板作為外膜、低剛度模板作為內膜，既在起吊，離心，養護等產品制造過程中鋼模不會變形也不會因模具剛度太高使得樁體出現裂縫的優點。
文檔編號B28B21/80GK102825658SQ201210306659
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月27日 優先權日2012年8月27日
發明者張日紅, 邱風雷, 長谷山國廣, 王樹峰 申請人:中淳高科樁業股份有限公司