本發(fā)明屬于混凝土方樁技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋼筋籠預(yù)應(yīng)力張拉裝置及預(yù)應(yīng)力方樁的制作方法。

背景技術(shù)：

預(yù)制鋼筋混凝土方樁是我國土木建筑基礎(chǔ)工程中重要的樁基材料，也是我國預(yù)制構(gòu)件中產(chǎn)量較大的一種混凝土制品。預(yù)制鋼筋混凝土方樁產(chǎn)品具有以下特點(diǎn)：樁身混凝土強(qiáng)度較高，單樁樁身承載力較大；施工受地下水變化影響較??；制作便利，既可以現(xiàn)場預(yù)制，也可以工廠化生產(chǎn)；可根據(jù)不同地質(zhì)條件，生產(chǎn)各種規(guī)格和長度的樁；樁身質(zhì)量可靠，施工質(zhì)量比灌注樁易于保證；施工速度快，生產(chǎn)線建設(shè)的投資規(guī)模較小等。近年來，隨著我國建筑業(yè)的發(fā)展，該產(chǎn)品在國內(nèi)很多地區(qū)得到大力的發(fā)展。

鋼筋籠作為預(yù)制鋼筋混凝土方樁的組成部分，其組成、質(zhì)量及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等直接影響預(yù)制鋼筋混凝土方樁的質(zhì)量。目前市場上應(yīng)用的預(yù)應(yīng)力混凝土方樁大多都是離心成型的空心樁，采用預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒作為主筋，因生產(chǎn)效率高、主筋強(qiáng)度相對(duì)較高、混凝土強(qiáng)度高、周期較快等優(yōu)點(diǎn)而為建筑領(lǐng)域大量、廣泛采用，并一直延續(xù)使用至今，在目前傳統(tǒng)樁基礎(chǔ)中占有重要地位。但是，在生產(chǎn)使用過程中主筋采用鋼棒的預(yù)應(yīng)力混凝土空心樁存在較多的問題。生產(chǎn)中為了便于張拉，須采用鋼棒熱墩頭技術(shù)，將該墩頭與樁體端板、張拉板卡住進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，熱墩該鋼棒的墩頭部分會(huì)導(dǎo)致鋼棒的強(qiáng)度受損及材質(zhì)受損，同時(shí)，由于鋼棒墩頭精度不一致，張拉時(shí)無法與端板充分接觸，造成端板局部破壞；鋼棒由于切割精度控制不夠，導(dǎo)致鋼棒長度不一，張拉過程中會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力不均勻，甚至拉斷的現(xiàn)象。另外，生產(chǎn)中需要離心成型，高溫蒸養(yǎng)等工序，導(dǎo)致工藝復(fù)雜。預(yù)應(yīng)力混凝土空心樁力學(xué)性能較好，但因鋼棒脆性高，導(dǎo)致整體脆性明顯，抗彎和抗剪性能不足，災(zāi)害發(fā)生時(shí)，逃生和救護(hù)時(shí)間相對(duì)較短，不利于人員逃生，出于安全考慮，我國很多地區(qū)已開始禁止在某些樁基基礎(chǔ)工程中使用預(yù)應(yīng)力混凝土空心樁。

預(yù)應(yīng)力鋼絞線因具備強(qiáng)度高和松弛性能好的特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于橋梁、建筑、水利、能源及巖土工程等。近年來，我國對(duì)鋼絞線應(yīng)用于預(yù)應(yīng)力混凝土樁進(jìn)行了大量的研究，但大多僅僅是一種技術(shù)構(gòu)思，沒有形成有實(shí)用價(jià)值的技術(shù)方案。將預(yù)應(yīng)力鋼絞線作為預(yù)制樁預(yù)應(yīng)力主筋，較之混凝土用預(yù)應(yīng)力鋼棒強(qiáng)度高，延性好，但在實(shí)際應(yīng)用中，也存在突出的問題：一是鋼絞線由多根鋼絲絞合而成，不易焊接，不易纏繞，預(yù)制樁由鋼筋籠組成的鋼筋籠不易制作；二是盡管應(yīng)用在橋梁等方面鋼絞線預(yù)應(yīng)力張拉的工藝比較成熟，但應(yīng)用在預(yù)制樁的方面，卻研究不多，主要涉及如何將鋼絞線錨固、張拉、放張及放張后端頭處理等各個(gè)工藝流程。

因此，對(duì)于復(fù)合配筋形式的鋼筋籠而言，如何實(shí)現(xiàn)各配筋的預(yù)應(yīng)力張拉，成為本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提供了一種鋼筋籠預(yù)應(yīng)力張拉裝置及預(yù)應(yīng)力方樁的制作方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種復(fù)合配筋鋼筋籠預(yù)應(yīng)力張拉裝置，所述復(fù)合配筋鋼筋籠的橫斷面呈正方形，復(fù)合配筋鋼筋籠包括4M根預(yù)應(yīng)力主筋，M為大于或等于1的整數(shù)，各預(yù)應(yīng)力主筋均為預(yù)應(yīng)力鋼絞線，各預(yù)應(yīng)力鋼絞線分別均布在正方形復(fù)合配筋鋼筋籠的四條邊上，所述預(yù)應(yīng)力張拉裝置包括設(shè)置在復(fù)合配筋鋼筋籠的籠尾一側(cè)的鋼絞線初加應(yīng)力施加機(jī)構(gòu)和設(shè)置在復(fù)合配筋鋼筋籠的籠頭一側(cè)的鋼絞線張拉機(jī)構(gòu)；鋼絞線初加應(yīng)力施加機(jī)構(gòu)包括第一端箱和設(shè)置在第一端箱上與預(yù)應(yīng)力鋼絞線數(shù)量相等且位置相對(duì)的第一精軋螺紋鋼，第一精軋螺紋鋼的一端通過第一精軋螺紋鋼螺母實(shí)現(xiàn)第一精軋螺紋鋼在第一端箱上的定位，第一精軋螺紋鋼的另一端通過第一精軋螺紋鋼連接器和對(duì)應(yīng)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線相連；鋼絞線張拉機(jī)構(gòu)包括張拉板，張拉板上設(shè)置有與預(yù)應(yīng)力鋼絞線數(shù)量相等且位置相對(duì)的第二精軋螺紋鋼，第二精軋螺紋鋼的一端通過第二精軋螺紋鋼螺母實(shí)現(xiàn)第二精軋螺紋鋼在張拉板上的定位，第二精軋螺紋鋼的另一端通過第二精軋螺紋鋼連接器和對(duì)應(yīng)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線相連，所述鋼絞線張拉機(jī)構(gòu)還包括帶動(dòng)張拉板沿復(fù)合配筋鋼筋籠的軸向移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部，所述驅(qū)動(dòng)部包括第二端箱和液壓缸，液壓缸的活塞桿橫穿第二端箱后與張拉板相連，張拉板位于第二端箱和鋼筋籠的籠頭之間，液壓缸上配置有表盤。

所述鋼絞線張拉機(jī)構(gòu)還包括輸送小車，第二端箱和液壓缸均設(shè)置在輸送小車上。

所述第一端箱的一側(cè)設(shè)置有墊板。

所述鋼筋籠還包括箍筋和和4N根非預(yù)應(yīng)力主筋，N為大于或等于1的整數(shù)，其中四根非預(yù)應(yīng)力主筋分別設(shè)置在正方形復(fù)合配筋鋼筋籠的四個(gè)角點(diǎn)處，剩余的非預(yù)應(yīng)力主筋均布在正方形復(fù)合配筋鋼筋籠的四條邊上，所述箍筋在非預(yù)應(yīng)力主筋和預(yù)應(yīng)力鋼絞線的外圍周圈呈螺旋狀分布。

所述非預(yù)應(yīng)力主筋為HRB400鋼筋。

所述箍筋為冷拔低碳鋼絲或低碳鋼熱軋圓盤條。

本發(fā)明還公開了一種預(yù)應(yīng)力混凝土方樁的制作方法，該方法包括如下步驟：

步驟1，準(zhǔn)備模具，在模具上涂刷隔離劑，將上述鋼筋籠安裝在模具上；

步驟2，采用如上所述的鋼筋籠預(yù)應(yīng)力張拉裝置對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼絞線進(jìn)行張拉，張拉時(shí)，首先通過力矩扳手?jǐn)Q轉(zhuǎn)第一精軋螺紋鋼螺母，以對(duì)各預(yù)應(yīng)力鋼絞線進(jìn)行初加應(yīng)力的施加，同時(shí)保證各預(yù)應(yīng)力鋼絞線的初加應(yīng)力在同一數(shù)值上，初加應(yīng)力施加完畢后，用液壓缸帶動(dòng)張拉板沿鋼筋籠的軸向進(jìn)行移動(dòng)，通過液壓缸上的表盤讀數(shù)，將各預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉至同一數(shù)據(jù)；

步驟3，制備混凝土，澆注到模具內(nèi)，并進(jìn)行震動(dòng)搗實(shí)；

步驟4，采用自然養(yǎng)護(hù)或蒸汽養(yǎng)護(hù)；

步驟5，混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度時(shí)，放張預(yù)應(yīng)力鋼絞線，處理放張?zhí)幍念A(yù)應(yīng)力鋼絞線，樁端預(yù)應(yīng)力鋼絞線暴露處用與樁身同強(qiáng)度的混凝土封堵，樁尖預(yù)應(yīng)力鋼絞線暴露處用環(huán)氧樹脂封堵。

一套模具同時(shí)制作多根預(yù)應(yīng)力混凝土方樁，多根方樁的鋼筋籠依次放入模具內(nèi)，每根方樁對(duì)應(yīng)配置一套如上所述的鋼筋籠預(yù)應(yīng)力張拉裝置，多根方樁的斷面同一位置的預(yù)應(yīng)力主筋相連成一個(gè)整體，同時(shí)進(jìn)行張拉。

一套模具內(nèi)設(shè)置有多個(gè)分模，多根方樁的鋼筋籠依次放入分模內(nèi)，每根方樁的鋼筋籠的籠尾一側(cè)配備一套如上所述的鋼絞線初加應(yīng)力施加機(jī)構(gòu)，多根方樁共用一套如上所述的鋼絞線張拉機(jī)構(gòu)，模具的一側(cè)鋪設(shè)有供輸送小車行走的車軌。

所述模具有多套，多套模具沿車軌方向依次布置。

對(duì)位于同一套模具的各分模內(nèi)的鋼筋籠進(jìn)行張拉時(shí)，先張拉位于模具中間的鋼筋籠，再張拉位于中間兩側(cè)的鋼筋籠。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明所取得的有益效果為：

1、本發(fā)明中的預(yù)應(yīng)力混凝土方樁的鋼筋骨架采用的是非預(yù)應(yīng)力主筋和預(yù)應(yīng)力鋼絞線復(fù)合配筋形式的鋼筋籠，此類鋼筋籠變形性能好，抗拉強(qiáng)度高，力學(xué)性能優(yōu)越；具體的說，在破壞作用下非預(yù)應(yīng)力主筋可有效延緩破壞裂縫的縱向開展，控制裂縫寬度，增加裂縫數(shù)量從而釋放應(yīng)力，而預(yù)應(yīng)力鋼絞線相較于預(yù)應(yīng)力鋼棒而言延性好，具有更好的變形能力。

2、利用本發(fā)明中的預(yù)應(yīng)力張拉裝置對(duì)鋼筋籠的預(yù)應(yīng)力鋼絞線進(jìn)行張拉，可使各鋼絞線獲得統(tǒng)一的張拉應(yīng)力，精度高，操作簡便易行，保證了鋼絞線的強(qiáng)度、韌性及各鋼筋籠的制作精度。

3、利用本發(fā)明中的制作方法預(yù)應(yīng)力混凝土方樁，省時(shí)省力，提高了生產(chǎn)效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中鋼筋籠預(yù)應(yīng)力張拉裝置的部分結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明中預(yù)應(yīng)力混凝土方樁的配筋結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明中鋼筋籠一種配筋形式的結(jié)構(gòu)圖。

圖4為本發(fā)明中鋼筋籠一種配筋形式的結(jié)構(gòu)圖。

圖5為本發(fā)明中鋼筋籠一種配筋形式的結(jié)構(gòu)圖。

圖6為本發(fā)明中鋼筋籠一種配筋形式的結(jié)構(gòu)圖。

其中，

1、第一精軋螺紋鋼 2、第一精軋螺紋鋼螺母 3、墊板 4、第一端箱 5、第一精軋螺紋鋼連接器 6、預(yù)應(yīng)力鋼絞線 7、第二精軋螺紋鋼連接器 8、第二精軋螺紋鋼 9、張拉板 10、第二精軋螺紋鋼螺母 11、第二端箱 12、活塞桿 13、非預(yù)應(yīng)力主筋14、箍筋

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。

如圖1和圖2所示，一種鋼筋籠預(yù)應(yīng)力張拉裝置，所述鋼筋籠的橫斷面呈正方形，鋼筋籠包括箍筋14、4N根非預(yù)應(yīng)力主筋和4M根預(yù)應(yīng)力主筋，M和N均為大于或等于1的整數(shù)，箍筋14為冷拔低碳鋼絲或低碳鋼熱軋圓盤條，各非預(yù)應(yīng)力主筋13為HRB400鋼筋，各預(yù)應(yīng)力主筋均為預(yù)應(yīng)力鋼絞線6，各預(yù)應(yīng)力鋼絞線6分別均布在正方形鋼筋籠的四條邊上，所述箍筋14在非預(yù)應(yīng)力主筋13和預(yù)應(yīng)力鋼絞線6的外圍周圈呈螺旋狀分布。

具體而言，本發(fā)明中復(fù)合配筋鋼筋籠的配筋形式可以是如圖3所示的四根非預(yù)應(yīng)力主筋13和四根預(yù)應(yīng)力鋼絞線6，其中，四根非預(yù)應(yīng)力主筋13分別位于正方形復(fù)合配筋鋼筋籠的四條邊上，四根預(yù)應(yīng)力鋼絞線6分別位于正方形復(fù)合配筋鋼筋籠的四條邊上；本發(fā)明中的復(fù)合配筋鋼筋籠的配筋形式也可以是如圖4所示的四根非預(yù)應(yīng)力主筋13和八根預(yù)應(yīng)力鋼絞線的配筋形式，四根非預(yù)應(yīng)力主筋13分別位于正方形復(fù)合配筋鋼筋籠的四條邊上，八根預(yù)應(yīng)力鋼絞線6分別位于正方形復(fù)合配筋鋼筋籠的四條邊上；本發(fā)明中的復(fù)合配筋鋼筋籠的配筋形式也可以是如圖5所示的八根非預(yù)應(yīng)力主筋13和八根預(yù)應(yīng)力鋼絞線6的配筋形式，其中，四根非預(yù)應(yīng)力主筋分別位于正方形復(fù)合配筋鋼筋籠的四條邊上，另外四根非預(yù)應(yīng)力主筋13分別設(shè)置在四邊形復(fù)合配筋鋼筋籠四條邊的中間，八根預(yù)應(yīng)力鋼絞線6分別均布在四邊形復(fù)合配筋鋼筋籠的四條邊上；本發(fā)明中的復(fù)合配筋鋼筋籠的配筋形式也可以是如圖6所示的八根非預(yù)應(yīng)力主筋13和十六跟預(yù)應(yīng)力鋼絞線6的配筋形式，其中，八根非預(yù)應(yīng)力主筋13中的四根非預(yù)應(yīng)力主筋13設(shè)置在四邊形復(fù)合配筋鋼筋籠的四個(gè)角點(diǎn)處，另外四根非預(yù)應(yīng)力主筋13分別設(shè)置在四邊形復(fù)合配筋鋼筋籠四條邊的中間，十六根預(yù)應(yīng)力鋼絞線6分別均布在四邊形復(fù)合配筋鋼筋籠的四條邊上。

所述預(yù)應(yīng)力張拉裝置包括設(shè)置在鋼筋籠的籠尾一側(cè)的鋼絞線初加應(yīng)力施加機(jī)構(gòu)和設(shè)置在鋼筋籠的籠頭一側(cè)的鋼絞線張拉機(jī)構(gòu)；鋼絞線初加應(yīng)力施加機(jī)構(gòu)包括第一端箱4和設(shè)置在第一端箱4上與預(yù)應(yīng)力鋼絞線6數(shù)量相等且位置相對(duì)的第一精軋螺紋鋼1，第一精軋螺紋鋼1的一端通過第一精軋螺紋鋼螺母2實(shí)在第一精軋螺紋鋼1在第一端箱4上的定位，第一端箱4與第一精軋螺紋鋼螺母2相接觸的一側(cè)設(shè)置有墊板3，第一精軋螺紋鋼1的另一端通過第一精軋螺紋鋼連接器5和對(duì)應(yīng)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線6相連；鋼絞線張拉機(jī)構(gòu)包括張拉板9，張拉板9上設(shè)置有與預(yù)應(yīng)力鋼絞線6數(shù)量相等且位置相對(duì)的第二精軋螺紋鋼8，第二精軋螺紋鋼8的一端通過第二精軋螺紋鋼螺母10實(shí)現(xiàn)第二精軋螺紋鋼8在張拉板9上的定位，第二精軋螺紋鋼8的另一端通過第二精軋螺紋鋼連接器7和對(duì)應(yīng)的預(yù)應(yīng)力鋼絞線6相連，所述鋼絞線張拉機(jī)構(gòu)還包括帶動(dòng)張拉板9沿鋼筋籠的軸向移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部，所述驅(qū)動(dòng)部包括第二端箱11和液壓缸，液壓缸的活塞桿12橫穿第二端箱11后與張拉板9相連，張拉板9位于第二端箱11和鋼筋籠的籠頭之間，液壓缸上配置有表盤，所述鋼絞線張拉機(jī)構(gòu)還包括輸送小車，第二端箱11和液壓缸均設(shè)置在輸送小車上。

本發(fā)明還公開了一種預(yù)應(yīng)力混凝土方樁的制作方法，該方法包括如下步驟：

步驟1，準(zhǔn)備模具，在模具上涂刷隔離劑，將上述鋼筋籠安裝在模具上；

步驟2，采用如上所述的鋼筋籠預(yù)應(yīng)力張拉裝置對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼絞線6進(jìn)行張拉，張拉時(shí)，首先通過力矩扳手?jǐn)Q轉(zhuǎn)第一精軋螺紋鋼螺母2，以對(duì)各預(yù)應(yīng)力鋼絞線6進(jìn)行初加應(yīng)力的施加，同時(shí)保證各預(yù)應(yīng)力鋼絞線6的初加應(yīng)力在同一數(shù)值上，初加應(yīng)力施加完畢后，用電動(dòng)液壓千斤頂帶動(dòng)絲杠12移動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)張拉板9沿鋼筋籠的軸向進(jìn)行移動(dòng)，通過電動(dòng)液壓千斤頂上的表盤讀數(shù)，將各預(yù)應(yīng)力鋼絞線6張拉至同一數(shù)據(jù)；

步驟3，制備混凝土，澆注到模具內(nèi)，并進(jìn)行震動(dòng)搗實(shí)；

步驟4，采用自然養(yǎng)護(hù)或蒸汽養(yǎng)護(hù)；

步驟5，混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度時(shí)，放張預(yù)應(yīng)力鋼絞線6，處理放張?zhí)幍念A(yù)應(yīng)力鋼絞線6，樁端預(yù)應(yīng)力鋼絞線6暴露處用與樁身同強(qiáng)度的混凝土封堵，樁尖預(yù)應(yīng)力鋼絞線6暴露處用環(huán)氧樹脂封堵。

一套模具同時(shí)制作多根預(yù)應(yīng)力混凝土方樁，多根方樁的鋼筋籠依次放入模具內(nèi)，每根方樁對(duì)應(yīng)配置一套如上所述的鋼筋籠預(yù)應(yīng)力張拉裝置，多根方樁的斷面同一位置的預(yù)應(yīng)力主筋相連成一個(gè)整體，同時(shí)進(jìn)行張拉。

所述模具有多套，多套模具依次布置，各套模具內(nèi)設(shè)置有多個(gè)分模，多根方樁的鋼筋籠依次放入分模內(nèi)，每根方樁的鋼筋籠的籠尾一側(cè)配備一套如上所述的鋼絞線初加應(yīng)力施加機(jī)構(gòu)，多根方樁共用一套如上所述的鋼絞線張拉機(jī)構(gòu)，模具的一側(cè)鋪設(shè)有供輸送小車行走的車軌，對(duì)位于同一套模具的各分模內(nèi)的鋼筋籠進(jìn)行張拉時(shí)，優(yōu)選地，先張拉位于模具中間的鋼筋籠，再張拉位于中間兩側(cè)的鋼筋籠，輸送小車帶動(dòng)鋼絞線張拉機(jī)構(gòu)來回移動(dòng)。

本發(fā)明中未述及的部分采用或借鑒已有技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)。

本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的精神所作的舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。