[0001] 本发明属于钢混预制桩技术领域，尤其涉及一种高强度管桩结构及其生产用设备。

[0002] 钢混预制桩的结构组成，主要包括钢筋网笼、端头板，以及混凝土桩体。现有的、对钢混预制桩的性能提升方法，主要都是对钢筋网笼的结构进行改良。

[0003] 一般的，钢混预制桩的制备方法，其主要步骤依次包括：制备钢筋网笼、组装钢筋网笼和端头板、在半剖管模具上放置上述组装整体、装填混凝土、将另一个半剖管模具合盖、张拉钢筋网笼、旋转模具、离心成型、脱模养护。

[0004] 相应的，上述生产用设备指的就是钢混预制桩制备用的2个半剖管模具。

[0005] 例如，授权公告号为CN220486910U、授权公告日为2024.02.13的中国实用新型专利，就公开了一种预应力混凝土管桩用钢筋笼结构，包括预应力钢筋，预应力钢筋外部环绕地固定连接有环绕箍筋，预应力钢筋两端固定连接有端板，预应力钢筋内设置有连接骨架，连接骨架中间固定连接有骨架连接杆，骨架连接杆一端设有伸缩管，伸缩管包括伸缩管主体，伸缩管主体内开设有管内活动空腔，管内活动空腔两侧对称开设有移动滑槽，移动滑槽滑动连接有杆端滑块，杆端滑块与骨架连接杆伸入伸缩管内的一端固定连接。

[0006] 该实用新型专利中的钢筋笼结构，其有益效果大体为：采用该钢筋笼在灌注混凝土后离心成型的管桩两端的端板不会发生倾斜偏转，从而提高了产品的生产质量。

[0007] 但是，该钢筋笼结构在实际使用过程中，则至少还存在以下这个不足之处，同时也为本发明所要解决的技术问题，即：其连接骨架结构在钢筋笼长度方向上的位置固定强度不够，容易被混凝土冲击进而移位，最终导致其提供的径向固定效果在钢筋笼的长度方向上分布不均，整体的径向固定效果较差。

[0008] 所以综上所述，现在急需一种径向固定结构在钢筋网笼内的位置相对固定、不易移位的新型钢筋网笼结构，进而保证最终制备得到的钢混预制桩具有较大的支撑稳定性。

[0009] 相应的，为了实现上述位置稳定性的效果，也需要对钢混预制桩的制备生产用设备进行改进，即一种不易导致径向固定结构移位，甚至是有助于径向固定结构进一步固定的半剖管模具。

[0037] 以下所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明的范围进行限定。

[0038] 如附图1‑图14所示，一种高强度管桩结构，包括连接钢筋1，端头环2，以及张拉孔3，还包括设置在所述端头环2上、且与所述连接钢筋1套接的固定环单元4，套接设置在所述连接钢筋1上、并用于顶起所述固定环单元4的双向伸缩环单元5，以及卡合设置在所述固定环单元4或双向伸缩环单元5上、并用于插接所述连接钢筋1的带孔圆环板单元6。

[0039] 在本实施例中，所述连接钢筋1和端头环2焊接、螺接或卡合固定连接，所述连接钢筋1的数量为4‑8根，所述端头环2的数量为2个，前者在后者的环向上均匀间隔分布，所述张拉孔3的数量为3‑5个，同样是在所述端头环2的环向上均匀间隔分布。

[0040] 其中，所述固定环单元4的数量为2个，与所述端头环2焊接或螺接，所述双向伸缩环单元5的数量为1个，设置在两个所述固定环单元4之间，所述带孔圆环板单元6的数量最多为5个，用于在该管桩结构的长度方向上提供全面覆盖、均匀间隔的径向固定效果，避免所述连接钢筋1及混凝土桩体向外崩解、向内塌陷。

[0041] 重要的是，所述固定环单元4或双向伸缩环单元5都可以给所述带孔圆环板单元6提供管桩长度方向上的限位作用，即使是混凝土在装填、离心时，所述带孔圆环板单元6也不易移位，其位置始终位于预定的、较合适的均匀间隔处。

[0042] 例如，所述带孔圆环板单元6为5个，则所述端头环2和带孔圆环板单元6之间、相邻两个所述带孔圆环板单元6之间的距离大体都为所述连接钢筋1长度的1/6。

[0043] 最后，整个该管桩结构的材质都为高强度钢。

[0044] 所述固定环单元4包括设置在所述端头环2上的连接杆401，以及设置在所述连接杆401上、且与所述连接钢筋1套接的固定圆环402。

[0045] 在本实施例中，单个所述固定圆环402上设置3‑5个所述连接杆401，所述连接杆401、张拉孔3和连接钢筋1都分别在所述端头环2上排列成一圈，所述连接杆401在径向最外侧。

[0046] 相应的，所述固定圆环402的内径小于所述带孔圆环板单元6的直径，保证在该管桩结构的长度方向上，前者得以阻挡限位后者。

[0047] 而如果所述固定圆环402上的带孔圆环板单元6在安装之前，所述端头环2和固定环单元4已经固接为整体，则所述带孔圆环板单元6只能卡合阻挡、固定安装在所述固定圆环402上的非安装所述连接杆401一侧。

[0048] 反之，如附图3所示，所述带孔圆环板单元6位于固定圆环402的左侧或右侧都可。相应的，正是由于所述固定圆环402的厚度，相较于所述连接钢筋1的长度而言，前者可以忽略不计，因此所述带孔圆环板单元6在所述固定圆环402的两侧都可，不影响所述带孔圆环板单元6的均匀间隔、整体固定效果。

[0049] 所述双向伸缩环单元5包括套接设置在所述连接钢筋1上的居中圆环501，分别设置在所述居中圆环501的两个侧面上的2组螺杆502，以及设置在所述螺杆502上、并用于支撑所述固定圆环402的内螺纹管503。

[0050] 在本实施例中，所述居中圆环501和螺杆502一体成型，所述螺杆502和内螺纹管503螺接，所述双向伸缩环单元5的作用，至少包括：
第一、给最多3个所述带孔圆环板单元6提供管桩长度向上的限位凸台作用，使得上述3个所述带孔圆环板单元6的位置在制备该管桩的整个过程中都不易变动；
第二、当该管桩结构在进入模具之前，进行全部或部分的张拉操作后，所述内螺纹管503向两端最终支撑顶起所述端头环2的效果，可以分担对外部张拉设备的拉力要求。

[0051] 相应的，所述双向伸缩环单元5在使用过程中，则需要注意以下几点：第一、所述内螺纹管503在所述螺杆502上的向两端旋转伸出，进而顶起的效果，在较长的该管桩上效果一般，其适用于长度低于20m的相对较短的管桩；
第二、所述双向伸缩环单元5的优点之一，就是使得该管桩结构可以制备生产一定长度范围内的所有长度规格的管桩；
第三、所述固定圆环402和内螺纹管503给带孔圆环板单元6提供的凸台位置，相较于所述端头环2而言是固定的，而所述居中圆环501提供的凸台位置可能会有小幅的左右偏差，即使是同一种长度尺寸的该管桩，但上述小幅偏差，对所述带孔圆环板单元6的尽量均匀、尽量全面有效的径向固定效果影响不大，可以忽略不计。

[0052] 所述带孔圆环板单元6包括卡合设置在所述固定圆环402侧面上或内螺纹管503端面上或居中圆环501侧面上的圆环形板601，以及设置在所述圆环形板601上、并用于插接所述连接钢筋1的安装孔602。

[0053] 在本实施例中，所述圆环形板601的中心孔位置用于流通混凝土，不同的所述圆环形板601，其外径尺寸可以不一样，保证分别在所述固定圆环402、居中圆环501和内螺纹管503上都能获得充分且适宜的管桩长度向阻挡限位效果即可。

[0054] 所述带孔圆环板单元6还包括设置在所述圆环形板601的内环面上、且径向内侧端向所述固定圆环402或内螺纹管503或居中圆环501一侧倾斜、并通过离心混凝土推挤方式、以用于固定所述圆环形板601的径向倾斜板603。

[0055] 在本实施例中，所述径向倾斜板603的径向内侧向所述固定圆环402、居中圆环501和内螺纹管503一侧倾斜，这就使得旋转中的离心混凝土在贴附模具内环面时，混凝土推挤方向a可以在所述固定圆环402、居中圆环501和内螺纹管503上更加压紧固定所述圆环形板601。

[0056] 其中，所述圆环形板601结合径向倾斜板603之后，使得所述圆环形板601即使是在混凝土装填过程中，意外地离开了所述固定圆环402、居中圆环501和内螺纹管503，也能通过混凝土推挤方向a的离心力，将所述圆环形板601重新“压回”预设的位置。

[0057] 此外，单个所述圆环形板601上设置2‑4个所述径向倾斜板603，后者的径向长度≤所述圆环形板601内径的1/3，后者与前者侧平面之间的夹角度数为30‑50°。

[0058] 所述固定环单元4还包括设置在所述固定圆环402上、并用于套接所述内螺纹管503的限位柱403。

[0059] 在本实施例中，所述限位柱403上不设置螺纹，其与所述内螺纹管503插接，使得所述内螺纹管503在顶起所述固定圆环402时，两者在径向上同样具有相对充分固定的效果，避免所述固定环单元4和双向伸缩环单元5之间出现对不齐的问题，即所述端头环2、固定圆环402、居中圆环501和圆环形板601的圆心全部呈共线的位置关系，所述内螺纹管503则垂直于所述固定圆环402。

[0060] 所述端头环2上还设有用于插入所述连接钢筋1和连接杆401的加固安装管7。

[0061] 在本实施例中，所述加固安装管7与连接钢筋1、连接杆401之间或焊接、或螺接都可，所述加固安装管7与端头环2之间或一体成型、或螺接都可。

[0062] 一种高强度管桩结构的生产用设备，结构包括半剖管模具11，以及张拉用端头孔板12，还包括设置在所述张拉用端头孔板12上、且套接所述半剖管模具11的外圆环13，以及设置在所述外圆环13的外环面上、并通过增大所述半剖管模具11旋转速度的方式、以用于增大离心混凝土对所述径向倾斜板603的推动力的凸出齿14。

[0063] 在本实施例中，所述半剖管模具11的数量为2个，两者螺接后先封盖所述张拉用端头孔板12，再旋转整个模具，进而使得混凝土离心成型。

[0064] 其中，所述张拉用端头孔板12、外圆环13和凸出齿14一体成型，所述凸出齿14的作用是：将模具原本的摩擦驱动方式，升级为啮合驱动，因此模具得以获得适当的、更快的旋转速度。

[0065] 相应的，此时混凝土对径向倾斜板603的推动力更大，保证所有的所述径向倾斜板603都能充分地压在、定位在所述固定圆环402、居中圆环501和内螺纹管503上。

[0066] 例如，20m长、外径50cm的混凝土预应力管桩，其离心成型时的快速旋转期转速为100r/min左右，而上述啮合方式取代摩擦方式后，可以保证转速在提升10‑30%时，模具与驱动轮之间仍然是不可能出现打滑现象。

[0067] 该生产用设备还包括用于啮合所述凸出齿14的2个驱动齿轮15。

[0068] 在本实施例中，所述驱动齿轮15用于取代现有技术中的光轮，使得模具可以按需获得、安全获得更高的转速。

[0069] 该生产用设备还包括设置在所述张拉用端头孔板12上的张拉用螺杆16，以及设置在所述张拉用螺杆16上、并用于连接所述端头环2的螺接板17。

[0070] 在本实施例中，所述螺接板17和端头环2螺接，所述张拉用螺杆16可以直接拉动所述螺接板17，最终间接拉动所述连接钢筋1，将其变为预应力钢筋。

[0071] 此时，所述张拉用螺杆16对连接钢筋1的张拉效果，已经无法再由所述双向伸缩环单元5进行适当、辅助支撑了，因为此时2个所述半剖管模具11已经合盖，操作人员无法再去旋转所述内螺纹管503了。

[0072] 但是需要注意的是，已经小幅松动、原则上会左右晃动的所述双向伸缩环单元5，其居中圆环501侧面、内螺纹管503端面对所述圆环形板601的阻挡限位效果仍然有效，阻挡位置发生的上述小幅变动，不影响所述带孔圆环板单元6的均匀分隔、全面覆盖式径向固定效果。

[0073] 恰恰匹配的是，此时的模具可以通过较大的旋转速度，将所述圆环形板601重新压回到所述居中圆环501侧面、内螺纹管503端面上，避免所述圆环形板601发生较大的移位。

[0074] 上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种修改。这些都是不具有创造性的修改，只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。