專利名稱：預應力管樁及其生產方法
技術領域：
本發(fā)明涉及混凝土建筑材料技術領域，具體而言，涉及一種預應力管樁及其生產方法。
背景技術：
傳統(tǒng)的預應力管樁生產工藝流程是混凝土漿料攪拌一底模開式人工布料一人工抹漿一管模企口壓草繩一合蓋模一人工鉤管模邊螺絲一人工移動式打風炮鎖邊螺絲一絲桿式內張拉一吊離心一蒸養(yǎng)一出池一頭端放張一拆邊絲一揭蓋模一拆頭尾板一翻模倒樁—吊樁入釜蒸壓養(yǎng)護一清蓋模、底模一裝籠筋一裝頭尾板、擋板一吊臺前布料。傳統(tǒng)的操作方法中存在以下幾個問題(I)先布料后合模，合模時有少量骨料散落到管模企口邊緣，導致合模不嚴，易造 成離心漏漿、管樁成型橢圓。(2)人工布料速度低、勞動強度大、管模企口邊散落的廢料多，浪費大。(3)管樁脫模采用兩端掛鉤起吊，易造成樁身環(huán)裂。(3)采用絲桿內張拉易造成管樁端面傾斜。(4)吊機在操作人員密集的區(qū)域運行，安全隱患大。在本申請人的申請?zhí)枮?01110156171. X的專利申請文件中，記載了先裝籠、合
模，再泵送混凝土入模，然后張拉籠筋，隨后離心、常壓蒸養(yǎng)、脫模及二次高壓蒸養(yǎng)的工藝流程。然而在實際生產中發(fā)現(xiàn)，這樣的工藝流程存在著很大的缺陷泵送管插入管模的尾孔后實際上是從籠筋上滑過，由于沒有張拉，籠筋沒有張力，很容易導致散籠。

發(fā)明內容
本發(fā)明旨在提供一種預應力管樁及其生產方法，以至少克服現(xiàn)有技術的工藝流程中混凝土泵送管插入管模的尾孔后容易導致散籠的技術問題。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種預應力管樁生產方法，包括裝籠、合模、張拉籠筋、泵送混凝土入模、離心、常壓蒸養(yǎng)、脫模及高壓蒸養(yǎng)步驟，其中，張拉籠筋的步驟在泵送混凝土入模步驟之前實施。進一步地，采用管樁自動化生產線實施預應力管樁生產方法，實現(xiàn)自動化的預應力管樁生產方法。進一步地，自動化的預應力管樁生產方法包括S1，將端板和籠筋裝配到底模中；S2，將蓋模輸送至底模的上方，蓋模和底模合模；S3，對合模后的模具中的籠筋進行張拉；S4,將模具輸送至布料工位，將混凝土泵送入模具；S5，將承載有混凝土的模具輸送至離心工位，進行離心；S6，將離心后的模具輸送至常壓蒸養(yǎng)工位，進行常壓蒸養(yǎng)；S7，將蒸養(yǎng)后的模具輸送至脫模工位，進行脫模；以及S8，將脫模后的管樁進行高壓蒸養(yǎng)。進一步地，在步驟SI和步驟S2之間進一步包括將底模輸送至合模工位的步驟。進一步地，張拉籠筋步驟采用張拉環(huán)式外張拉方式，包括以下步驟將張拉機放置到模具的端部；以及張拉機與模具的端部扣合，啟動液壓千斤頂對籠筋進行張拉。進一步地，泵送混凝土入模步驟包括將混凝土泵送入模具；以及稱重系統(tǒng)及傳動系統(tǒng)根據(jù)泵入模具中的混凝土的重量，控制混凝土泵送量及模具的位移速率。進一步地，步驟S7包括將蒸養(yǎng)后的模具輸送至揭蓋模工位，采用固定式單臂吊機自動抓取蓋模；以及將揭去蓋模的模具輸送至吊樁工位，采用吸盤式吊樁器進行吊樁。進一步地,在步驟S7和步驟S8之間進一步包括清理模具的步驟。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種預應力管樁，采用上述的預應力管樁生產方法制備得到。根據(jù)本發(fā)明的技術方案，預應力管樁生產方法包括裝籠、合模、張拉籠筋、泵送混 凝土入模、離心、常壓蒸養(yǎng)、脫模及二次高壓蒸養(yǎng)步驟，其中，張拉籠筋的步驟在泵送混凝土入模步驟之前實施。通過采用先張拉籠筋、再將混凝土泵送入模的工藝流程，可以使得籠筋在混凝土泵送入模之前就獲得預應力，具有預應力的籠筋能夠支撐泵送管在籠筋的內圓面上滑動先走，實現(xiàn)穩(wěn)定的泵送布料。


構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的具體實施方式
的預應力管樁生產方法工藝流程圖。
具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明一種典型的實施方式，預應力管樁生產方法包括裝籠、合模、張拉籠筋、泵送混凝土入模、離心、常壓蒸養(yǎng)、脫模及高壓蒸養(yǎng)步驟。其中，張拉籠筋的步驟在泵送混凝土入模步驟之前實施。通過采用先張拉籠筋、再將混凝土泵送入模的工藝流程，可以使得籠筋在混凝土泵送入模之前就獲得預應力，具有預應力的籠筋能夠支撐泵送管在籠筋的內圓面上滑動先走，實現(xiàn)穩(wěn)定的泵送布料?，F(xiàn)有制備方法中，通常采用先布料再張拉的生產工藝。本申請的發(fā)明人在生產實踐中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的生產工藝很容易發(fā)生散籠現(xiàn)象，從而導致制成的預應力管樁質量等級降低，甚至會導致制成的預應力管樁成為廢品。因此本申請的申請人為了解決這一問題，提出了先張拉后布料的技術方案。對籠筋先進行張拉使得籠筋具有一定的預應力后，可使得泵送管在籠筋的內圓面上滑動，避免了泵送管的滑動導致散籠的問題，從而達到了穩(wěn)定泵送布料的效果。在本發(fā)明一種優(yōu)選的實施方式中，采用自行設計的管樁自動化生產線(專利號201110237097. 4，該專利的所有內容引用至此以供參考)實施預應力管樁生產方法，從而實現(xiàn)自動化的預應力管樁生產方法。具體地，該管樁自動化生產線包括用于制作籠筋，并將頭板、尾板、籠筋組裝到一起的籠筋制作區(qū)；設置在籠筋制作區(qū)一側上，用于將制作好的籠筋裝配到底模上的裝籠區(qū)，籠筋制作區(qū)與裝籠區(qū)之間設有管模輸送機組；設置在裝籠區(qū)一側上，對揭蓋模后的蓋模進行清理和輸送蓋模的蓋模區(qū)；設置在裝籠區(qū)與籠筋制作區(qū)之間，對蓋模后的模具進行合模的合模區(qū)，蓋模區(qū)與合模區(qū)之間設有管模輸送機組；設置在籠筋制作區(qū)另一側上，對合模后的模具布料的臺前布料區(qū)；設置在臺前布料區(qū)一側上的離心成型區(qū)；設置在離心成型區(qū)一側上的蒸養(yǎng)區(qū)；設置在蒸養(yǎng)區(qū)一側上的拆模區(qū)，所述的拆模區(qū)設置在所述的蓋模區(qū)一側上；設置在拆模區(qū)另一側上的蒸壓區(qū)。因為該自動化生產線的具體實施方式
已經(jīng)在在先的申請文件中詳細介紹了，在這里申請人就不再贅述。本申請在提出先張拉后布料的技術方案基礎上，通過使用管樁自動化生產線進一步實現(xiàn)了管樁生產的自動化，降低了工人的勞動強度，減少了安全隱患，提高了生產效率和產品質量。優(yōu)選地，本發(fā)明提供的具體實施方式
中，自動化預應力管樁生產方法包括S1，將端板和籠筋裝配到底模中；S2，將蓋模輸送至底模的上方，蓋模和底模合模；S3，對合模后的模具中的籠筋進行張拉；S4，將模具輸送至布料工位(即管樁自動化生產線的臺前布料區(qū))，將混凝土泵送入模具；S5，將承載有混凝土的模具輸送至離心工位(即管樁自動化生產線的離心成型區(qū))，進行離心；S6，將離心后的模具輸送至常壓蒸養(yǎng)工位(即管樁自動化生產線的蒸養(yǎng)區(qū))，進行常壓蒸養(yǎng)；S7，將蒸養(yǎng)后的模具輸送至脫模工位(即管樁自動化生產線的拆模區(qū))，進行脫模；以及S8，將脫模后的管樁進行高壓蒸養(yǎng)。其中，先合模后布料，閉式布料避免了因先布料后合模導致的上下模合縫不嚴造成的樁身質量問題，從而使得管 樁離心時間短、內壁成型光滑、強度高；先張拉后布料，使得籠筋在混凝土泵送入模之前就獲得預應力，具有預應力的籠筋能夠支撐泵送管在籠筋的內圓面上滑動先走，實現(xiàn)穩(wěn)定的泵送布料。優(yōu)選地，在步驟SI和步驟S2之間進一步包括將底模輸送至合模工位(即管樁自動化生產線的合模區(qū))的步驟。合模步驟是在籠筋入底模之后將蓋模和底模合模并打鎖邊螺絲，由于是空模合模，打鎖邊螺絲進行順利，所需的扭力小，使用的風炮規(guī)格小，降低了生產成本。進一步優(yōu)選地，此外，在具體的實施方式中，底模和蓋模中均預先噴涂有脫模劑，這樣可以使得隨后的脫模步驟更加容易進行。優(yōu)選地，張拉籠筋步驟采用張拉環(huán)式外張拉方式，包括以下步驟將張拉機放置到模具的端部；以及張拉機與模具的端部扣合，啟動液壓千斤頂對籠筋進行張拉。該方式的張拉行程短，所需的千斤頂行程短，千斤頂小、重量輕。具體地，本發(fā)明所采用的張拉機可以是本領域常規(guī)的張拉機，優(yōu)選地，采用本申請人自行研制的張拉組合件(專利號201110215313. 5，該專利的所有內容引用至此以供參考)，使用該張拉組合件的有益效果是千斤頂與張拉組合件脫裝快速、工作效率高，杜絕了傳統(tǒng)張拉導致的管樁端面傾斜問題。此張拉組合件的具體結構及實施方式已經(jīng)在在先的申請文件中詳細描述了，申請人不再贅述。優(yōu)選地，泵送混凝土入模步驟包括將混凝土泵送入模具；以及稱重系統(tǒng)及傳動系統(tǒng)根據(jù)泵入模具中的混凝土的重量，控制混凝土泵送量及模具的位移速率。具體地，本發(fā)明可以采用常規(guī)的自動計量設備，優(yōu)選地，采用自行研制的自動計量設備(專利號201120135514. X，該專利的所有內容引用至此以供參考)，以實現(xiàn)混凝土料按正確的布料工藝均勻布料。此自動計量設備的具體結構及實施方式已經(jīng)在在先的申請文件中詳細描述了，申請人不再贅述。優(yōu)選地，步驟S7(即脫模步驟)包括將蒸養(yǎng)后的模具輸送至脫模工位(即管樁自動化生產線的拆模區(qū))，采用固定式單臂吊機自動抓取蓋模；以及將揭去蓋模的模具輸送至吊樁工位(與拆模區(qū)相鄰)，采用吸盤式吊樁器進行吊樁。優(yōu)選地，本發(fā)明可以使用自行研制的吸盤式吊樁器(專利號201120041001. 2，該專利的所有內容引用至此以供參考)，對管樁實行多點吸附式起吊，有效地解決了管樁因掛鉤起吊引起的樁身環(huán)裂問題。此吸盤式吊樁器的具體結構及實施方式已經(jīng)在在先的申請文件中詳細描述了，申請人不再贅述。優(yōu)選地，在步驟S7和步驟S8之間進一步包括清理模具的步驟。在底模和蓋模進入下一輪工藝步驟循環(huán)之前，將底模和蓋模中殘余的混凝土料以及其他廢料清理干凈，可以增加模具的循環(huán)使用壽命，并且提高下一輪工藝步驟循環(huán)所生產的預應力管樁的產品質量。根據(jù)本發(fā)明一種典型的實施方式，提供了一種預應力管樁，該預應力管樁采用上述的預應力管樁生產方法制備得到。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發(fā)明。實施例I需要說明的是，本申請實施例I中采用的設備為管樁自動化生產線(專利號201110237097. 4，該專利的所有內容引用至此以供參考)如圖I所示，實施例I的預應力管樁生產方法的工藝流程具體包括以下步驟模具的準備將0 500*100*12米管樁模具吊上第一組橫向鏈條輸送機，然后經(jīng)頂升平移輸送機將管模轉運到第一組縱向鏈條輸送機，在管?？v向輸送的同時由工人站在兩側拆除管模邊螺絲。管模拆完邊螺絲繼續(xù)移動到揭蓋模工位，專用揭蓋模設備自動抓取管模跑輪上提將蓋模揭開，然后在空中平移到指定工位，再下放管模到第二組橫向鏈條輸送機并繼續(xù)輸送到下一工位，在此輸送過程中完成噴脫模劑。一種專用輸送蓋模的小車攜帶自動抓手抓取管模跑輪將管模輸送到合模工位等待合模。揭開蓋模后底模在第一組縱向鏈條輸送機上繼續(xù)向前輸送到指定工位，經(jīng)第二組頂升平移將底模轉運到第三組橫向鏈條輸送機，第三組橫向鏈條輸送機上設置清理底模、自動噴脫模劑和裝籠筋工序，完成理清底模、自動噴脫模劑和裝籠筋工序后底模被輸送到合模工位與蓋模完成合模。合模后經(jīng)第三組頂升平移轉運到第二組縱向鏈條輸送機，在管模縱向輸送過程中完成打鎖邊螺絲。管模打完鎖邊螺絲后經(jīng)第四組頂升平移轉運到第四組橫向鏈條輸送機，在第四組橫向鏈條輸送機的適當位置完成主筋的張拉環(huán)式外張拉，所采用的張拉部件為再將管模輸送到臺前等待布料。在本實施中，采用本申請人自行研制的張拉組合件(專利號201110215313. 5，該專利的所有內容引用至此以供參考)對籠筋進行張拉。張拉機放置到模具的端部，推動張拉機的手輪使得張拉機與模具的端部扣合，啟動電機對籠筋進行張拉，待張拉機的壓力表顯示達到規(guī)定值時可停止張拉?；炷亮系闹苽鋵⑷葜?500Kg/m3的水泥480Kg、磨細砂240Kg、水250Kg、減水劑12Kg、砂1260Kg、碎石1550Kg經(jīng)拌和機完成攪拌工序，制得混凝土料，放入下料斗。泵送布料使用固定式單臂吊機將完成主筋張拉后的管模吊運到自動計量平車上，通過電氣控制使自動計量平車向前行進，使混凝土料輸送管從管模尾孔插入管模一直到接近管模頭端為止。點動下料斗的控制閥，使混凝土料落入混凝土輸送泵機料斗，啟動泵機，混凝土料首先從泵機料斗被吸入泵機混凝土缸，然后在液壓缸壓力的控制下，混凝土料 進入混凝土料輸送管，在自動計量平車的行走速度和混凝土料泵送速度的相互協(xié)調配合下完成對管模的精準布料。
在整個泵送布料的過程中，由于生產工藝中先進行了張拉籠筋的步驟，所以籠筋能夠支撐泵送管在籠筋的內圓面上滑動先走，泵送布料的過程沒有發(fā)現(xiàn)籠筋散籠的現(xiàn)象，布料過程非常平穩(wěn)。離心在泵送布料工序完成后，混凝土隨管模通過固定式單臂吊機被吊放到離心機開始離心，低速階段管模轉速80轉/分，時間I. 5分鐘；低中速階段管模轉速160轉/分，時間I. 5分鐘；中速階段管模轉速300轉/分，時間2分鐘；中高速階段管模轉速370轉/分，時間I. 5分鐘；高速階段管模轉速420轉/分，時間3. 5分鐘。常壓蒸汽養(yǎng)護升溫階段30分鐘均勻升溫至58+2°C;l小時均勻升溫至75±2°C;I. 5小時均勻升溫至85 90°C;恒溫階段4.0小時(保持在85 90°C);降溫階段開蓋降溫。出池解樁(脫模)在常壓蒸汽養(yǎng)護結束后，管樁被吊放到第一組橫向鏈條輸送機上，在設定的放張工位拆尾板放張，尾板流入籠筋裝配工位進入下一次循環(huán)，管樁經(jīng)由 第一組頂升平移、第一組縱向鏈條輸送機到達揭蓋模工位，蓋模被揭開放到第二組橫向鏈條輸送機上進入下一循環(huán)，底模隨管樁繼續(xù)行進到吊樁工位，吸盤式吊樁器(專利號201120041001. 2提供的吸盤式吊樁器，該專利的所有內容引用至此以供參考)吸吊管樁放置到拆頭板工位，底模通過第二組頂升平移進入下一次循環(huán)。在拆頭板工位拆除頭板，使頭板進入到下一次循環(huán)。吸盤式吊樁器再次吸吊管樁放到樁車上隨樁車進入壓蒸養(yǎng)護工序。高壓蒸汽養(yǎng)護升壓階段1. 5小時，由常壓升至I. OOMPa ;恒壓階段4. 0小時，恒壓壓力保持I. 00+0. 05MPa ;降壓階段2. 5小時，壓力由I. OOMPa降至常壓；降溫階段通風降溫后拉樁出釜。至此，一根0 500*100*12米預應力管樁成品生產完成。由上述實施例可見，本發(fā)明提供的預應力管樁生產方法，具有以下有益的技術效果(I)簡化了工序步驟；(2)張拉籠筋在混凝土泵送入模之前，具有預應力的籠筋能夠支撐泵送管在籠筋的內圓面上滑動先走，避免了泵送管的滑動導致散籠的問題，從而實現(xiàn)穩(wěn)定的泵送布料。(3)先合模后布料，閉式布料避免了因先布料后合模導致的上下模合縫不嚴造成的樁身質量問題，從而使得管樁離心時間短、內壁成型光滑、強度高。(4)采用張拉環(huán)式外張拉，解決了管樁端面傾斜問題；(5)采用吸盤式吊樁器，解決了管樁環(huán)裂問題；(6)消除了手工布料引起的勞動強度大、原材料浪費大、使用草繩等缺點；(7)與其配套的設備布置工藝自動化程度高、安全系數(shù)高、勞動強度小、用工數(shù)量少。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種預應力管樁生產方法，包括裝籠、合模、張拉籠筋、泵送混凝土入模、離心、常壓蒸養(yǎng)、脫模及高壓蒸養(yǎng)步驟，其特征在于，所述張拉籠筋的步驟在所述泵送混凝土入模步驟之前實施。
2.根據(jù)權利要求I所述的預應力管樁生產方法，其特征在于，采用管樁自動化生產線實施所述預應力管樁生產方法，實現(xiàn)自動化的預應力管樁生產方法。
3.根據(jù)權利要求2所述的預應力管樁生產方法，其特征在于，所述自動化的預應力管樁生產方法包括 SI，將端板和籠筋裝配到底模中； S2，將蓋模輸送至所述底模的上方，所述蓋模和所述底模合模； S3，對合模后的模具中的所述籠筋進行張拉； S4，將模具輸送至布料工位，將混凝土泵送入模具； S5，將承載有混凝土的模具輸送至離心工位，進行離心； S6，將離心后的模具輸送至常壓蒸養(yǎng)工位，進行常壓蒸養(yǎng)； S7，將蒸養(yǎng)后的模具輸送至脫模工位，進行脫模；以及 S8，將脫模后的管樁進行高壓蒸養(yǎng)。
4.根據(jù)權利要求3所述的預應力管樁生產方法，其特征在于，在所述步驟SI和所述步驟S2之間進一步包括將所述底模輸送至合模工位的步驟。
5.根據(jù)權利要求I至4中任一項所述的預應力管樁生產方法，其特征在于，所述張拉籠筋步驟采用張拉環(huán)式外張拉方式，包括以下步驟 將張拉機放置到所述模具的端部；以及 所述張拉機與所述模具的端部扣合，啟動液壓千斤頂對所述籠筋進行張拉。
6.根據(jù)權利要求I至4中任一項所述的預應力管樁生產方法，其特征在于，所述泵送混凝土入模步驟包括 將混凝土泵送入所述模具；以及 稱重系統(tǒng)及傳動系統(tǒng)根據(jù)泵入所述模具中的混凝土的重量，控制混凝土泵送量及所述模具的位移速率。
7.根據(jù)權利要求3所述的預應力管樁生產方法，其特征在于，所述步驟S7包括 將所述蒸養(yǎng)后的模具輸送至揭蓋模工位，采用固定式單臂吊機自動抓取所述蓋模；以及 將揭去所述蓋模的模具輸送至吊樁工位，采用吸盤式吊樁器進行吊樁。
8.根據(jù)權利要求3所述的預應力管樁生產方法，其特征在于，在所述步驟S7和所述步驟S8之間進一步包括清理模具的步驟。
9.一種預應力管樁，其特征在于，采用權利要求I至8中任一項所述的預應力管樁生產方法制備得到。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種預應力管樁及其生產方法。該預應力管樁生產方法包括裝籠、合模、張拉籠筋、泵送混凝土入模、離心、常壓蒸養(yǎng)、脫模及高壓蒸養(yǎng)步驟，其中，張拉籠筋的步驟在泵送混凝土入模步驟之前實施。通過采用先張拉籠筋、再將混凝土泵送入模的工藝流程，可以使得籠筋在混凝土泵送入模之前就獲得預應力，具有預應力的籠筋能夠支撐泵送管在籠筋的內圓面上滑動先走，實現(xiàn)了穩(wěn)定的泵送布料。
文檔編號B28B21/66GK102699996SQ20121022045
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權日2012年6月29日
發(fā)明者張柏林 申請人:江蘇建華管樁有限公司