[发明专利]玻璃钢管模的大直径预应力混凝土管桩及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种土木工程的混凝土预制管桩及其制备方法，应用于桥梁、港口工程等领域的地基处理，可方便地在现场制作出任意桩长的管桩。

背景技术

我国沿海地区的大型桥梁和港口工程很多采用钢管桩和预应力混凝土管桩作为地基处理措施。钢管桩具有穿透能力强、承载能力高、挤土效应小、接桩方便、水平抗弯能力强、吊装重量小等优点，但钢管桩易腐蚀、价格高。预应力混凝土预制管桩具有造价低、接桩方便、施工周期短、预制质量易保证等优点，但其运输费高、水平抗弯能力差、防腐性差、锤击沉桩时易损。

随着大跨径桥梁、大吨位码头的迅猛发展，大直径超长管桩需求量日益增加。大直径超长预应力混凝土预制管桩特点是直径为800毫米～1600毫米、单节长度长为30米～50米的预制管桩。传统的预应力混凝土预制管桩是工厂制作的，超长管桩长途搬运困难，且存在着模具规格单一，单节桩身长度固定，需要接桩或截桩处理等问题，桩的模具长度固定与工程设计桩长变动的矛盾尤其突出。

土木工程领域亟需一种价格低、桩长任意、可现场制作、抗锤击能力强、防腐性能高、水平抗弯能力高的大直径新型管桩。目前，在土木工程领域中，大直径的玻璃钢夹砂管、玻璃钢复合管等等已得到广泛应用，其具有耐腐蚀性能好、轻质高强、使用寿命长、规格多、价格低等特点。利用大直径玻璃钢管材作为预制管桩外模板，外围配置临时承担预应力张拉锚固力的装配拼装式多节段钢套管工作构件(一节段长约2m～3m，法兰连接)，采用混凝土管桩离心制作工艺，在现场可制作出桩身长度任意的“玻璃钢管模的大直径预应力混凝土管桩”。桩身由内、外两层组成，外层为玻璃钢管模，内层为预应力混凝土内衬。本发明桩具有承载能力高、桩长任意、接头少、成本低、防腐性能强，水平抗弯承载能力大，抗锤击能力强，穿透能力高等优点。本发明桩可现场制作，克服了传统大直径先张法预应力混凝土管桩的桩身单节长度固定(模具固定长度不变)、超长管桩长途搬运困难、运输费高、预应力筋易锈蚀、运输吊装时易开裂等不足之处。

发明内容

技术问题：本发明提供一种玻璃钢管模的大直径预应力混凝土管桩及其制备方法，所述预应力混凝土管桩基具有承载能力高、防腐性能强、抗弯承载能力大、抗锤击能力强的优点，所述制备方法能够制作桩长任意的预应力混凝土管桩。

技术方案：

本发明所述的一种玻璃钢管模的大直径预应力混凝土管桩，包括：玻璃钢管外模、混凝土内衬、钢端板和钢板套箍构成，混凝土内衬设在玻璃钢管外模内，混凝土内衬中配置由预应力纵筋及螺旋箍筋组成的钢筋骨架，钢端板设在桩的两端，所述钢板套箍设在钢端板上且位于玻璃钢管外模与混凝土内衬之间，预应力纵筋镦头锚固在钢端板的锚固孔内。

钢套管工作构件临时包裹玻璃钢管外模，两者之间缝隙用木制的三角块楔紧，钢套管工作构件承担预应力纵筋的张拉锚固力，离心机转动钢套管工作构件，带动玻璃钢管外模转动。

本发明所述的玻璃钢管模的大直径预应力混凝土管桩的制备方法，

步骤1根据管桩设计长度，进行玻璃钢管外模和预应力纵筋下料，预应力纵筋镦头处理后，采用滚焊成笼加工工艺，将预应力纵筋和螺旋箍筋焊接形成桩身钢筋骨架，钢筋骨架定位放置在玻璃钢管外模内，两端安装钢端板和钢板套箍，根据混凝土内衬的体积要求，将新拌混凝土用泵导向灌入玻璃钢管外模管内；

步骤2在玻璃钢管外模的外围，装配拼装多节段钢套管工作构件，每个钢套管工作构件的节段长2m～3m，采用法兰盘连接，玻璃钢管外模与钢套管临时工件之间的缝隙，使用木制的楔形块楔紧；

步骤3将张拉杆与钢端板连接，张拉杆与预应力锚固板连接，通过张拉杆，采用千斤顶对预应力纵筋进行张拉，张拉至钢筋强度的70％后，用大螺母将张拉杆固定在钢套管工件尾部位置的预应力锚固板上；

步骤4吊装离心机就位，离心机转动钢套管工件，带动玻璃钢管外模转动，混凝土内衬离心定形，蒸气养护后，预应力放张、脱模，管桩成型。

所述玻璃钢管外模是大直径的玻璃钢夹砂管、玻璃钢复合管成品。

所述钢套管工作构件是装配拼装式多节段钢套管，每个节段长2m～3m，节段间采用法兰连接，端部配有承担预应力张拉锚固力的张拉锚固板。