用于空心混凝土构件的法兰及其制造方法.pdf

本发明涉及一种用于空心混凝土构件的法兰及其制造方法，其利用铸造方法，通过单一工序制造用于地面地基工程的金属法兰，以提高生产量；使凸出部突出，以加强铁芯和钢筋的刚性；在凸出部外形成内外槽，从而节省法兰的材料，防止了制造成本及铁板的损失。为此，本发明提供一种法兰，其在中心形成中空部，在一侧面以一定厚度突出的凸出部排列成圆形，在所述凸出部内形成铁芯埋设孔和钢筋埋设孔，且铁芯埋设孔和钢筋埋设孔相互连通，其特征在于，所述法兰上凸出部与凸出部之间由刚性强化带相连，从而加强埋设在凸出部中的铁芯和钢筋的刚性。

1.  一种用于空心混凝土构件的法兰，其中心形成中空部，其一侧面以一定厚度突出的凸出部以圆形排列，所述凸出部内形成有埋设辅助孔和钢筋埋设孔，且所述埋设辅助孔与所述钢筋埋设孔相互连通，其特征在于，
在所述法兰上，凸出部与凸出部之间由刚性强化带相连，以加强埋设在凸出部中的钢筋的刚性。

2.  根据权利要求1所述的用于空心混凝土构件的法兰，其特征在于，在所述凸出部与所述刚性强化带内外侧形成内外槽，用于节省法兰的厚度。

3.  根据权利要求2所述的用于空心混凝土构件的法兰，其特征在于，所述法兰由凹凸结构组成，凸结构的法兰的中空部形成有插入部，并与没有插入部的凹结构一起组成所述凹凸结构。

4.  根据权利要求3所述的用于空心混凝土构件的法兰，其特征在于，所述法兰在所述凹凸结构的所述插入部外侧倾斜地形成改善角，便于焊接。

5.  根据权利要求1所述的用于空心混凝土构件的法兰，其特征在于，在所述法兰的外侧形成混凝土盖板，以防止混凝土端部的破碎或破裂。

6.  一种用于空心混凝土构件的法兰的制造方法，所述法兰在中心形成中空部，在一侧面以圆形排列以一定厚度突出的凸出部，在所述凸出部内形成埋设辅助孔和钢筋埋设孔，且所述埋设辅助孔与所述钢筋埋设孔相互连通，其特征在于，
在所述法兰上，凸出部与凸出部之间由刚性强化带相连，在所述凸出部与所述刚性强化带内外侧形成内外槽，其由凹凸结构组成，且具有与中空部形成插入部的凸结构和没有插入部的凹结构组成凹凸结构的法兰外部形状相对应的模子；
在所述模子内注入熔化的金属后冷却。

用于空心混凝土构件的法兰及其制造方法
技术领域
本发明涉及一体形成在空心混凝土构件两侧，并支持沿长度方向埋设在混凝土构件内部的铁芯和钢筋两端的用于空心混凝土构件的法兰。
背景技术
通常，法兰(flange)接合在混凝土构件两侧部加以使用。混凝土构件可以通过诸如用于地面地基工程的混凝土桩来说明。
这种法兰的中央处形成有开口部，把混凝土桩打入地面时，地面的泥土可以通过开口部向外溢出。图1是传统的用于地面地基工程的金属法兰平面图。图2是沿图1中V-V线截取的截面图。
参照图1及图2，在建造建筑物之前进行的土木工程中，为了强化薄弱地面而打入的混凝土桩，通过制作圆形双重模具以形成中央开口部11，并且在模具两侧通过法兰10固定的情况下，在内侧模具与外侧模具之间填充混凝土来制造。
这时，法兰10上形成多个铁芯埋设孔21及钢筋埋设孔22。铁芯穿过接合在混凝土桩两端的两侧法兰10的铁芯埋设孔21，加强混凝土桩的刚性。内部形成有螺纹的钢筋穿过接合在混凝土桩两端的两侧法兰10的钢筋埋设孔22，并在法兰10外部用螺钉固定钢筋，从而加强混凝土桩的拉伸强度。
传统的金属法兰的制造过程是：以一定厚度切断钢板后，通过机床加工外径，再利用钻孔机钻孔，并且利用端铣刀(end miller)加工边缘后，加工内径，倾斜完成。
然而，传统的法兰制造工序复杂，而且为了提高法兰的刚性，使用厚钢板，因此制造成本高，在加工过程中损失10％以上的钢板。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种用于空心混凝土构件的法兰，该法兰的中心形成有中空部，其一侧以一定厚度突出的凸出部排列成圆形，所述凸出部内形成有埋设辅助孔和钢筋埋设孔，并且所述埋设辅助孔和所述钢筋埋设孔彼此连通，其特征在于，所述法兰上的凸出部与凸出部之间由刚性强化带相连，从而加强埋设在凸出部上的铁芯和钢丝的刚性。
本发明提供用于空心混凝土构件的法兰，其特征在于，在所述凸出部与刚性强化带内外侧处形成有内外槽，可以节省法兰的厚度。
本发明提供用于空心混凝土构件的法兰，其特征在于，所述法兰由凹凸结构组成，凸结构的法兰在中空部形成有插入部，其与没有插入部的凹结构一起形成凹凸结构。
本发明提供用于空心混凝土构件的法兰，其特征在于，所述法兰的凹凸结构插入部的外侧形成有倾斜的改善角，便于焊接。
本发明提供用于空心混凝土构件的法兰，其特征在于，所述法兰的外侧形成混凝土盖板，防止混凝土端部的破碎或破裂。
另外，提供用于空心混凝土构件的法兰的制造方法，其在中心形成中空部，且在一侧以圆形排列一定厚度的突出的凸出部，在所述凸出部内形成埋设辅助孔和钢筋埋设孔，所述埋设辅助孔与所述钢筋埋设孔相互连通，其特征在于，凸出部与凸出部之间由刚性强化带相连，在所述凸出部与刚性强化带内外侧处形成内外槽，由凹凸结构组成，且具有相应于由中空部形成有插入部的凸结构和没有插入部的凹结构组成的凹凸结构的法兰的外部形状的模子，在所述模子内注入熔化的金属后冷却。
本发明提供了一种用于空心混凝土构件的法兰及其制造方法，其利用铸造方法通过单一工序制造用于地面地基工程的金属法兰，从而提高产量；通过突出凸出部强化钢筋的刚性，并在凸出部以外的部分形成内外槽，节省了法兰的材料，从而避免制造费用及钢板的损失。
形成连接凸出部与凸出部的刚性强化带，在与混凝土接触的面的侧部形成混凝土盖板，以加强法兰相对于支持凸出部的钢筋的刚性，有效地防止混凝土构件端部的破损或破碎。
附图说明
图1是传统的用于地面地基工程的金属法兰平面图；
图2是沿图1中V-V线截取的截面图；
图3a及图3b是根据本发明的用于空心混凝土构件的法兰凹结构的双面结构图；
图3c及图3d是根据本发明的用于空心混凝土构件的法兰凸结构的双面结构图；
图4a至图4c是沿图3a及图3c中A-A线截取的截面图；
图5a及图5b是分别沿图3b及图3d中B-B和B′-B′截取的截面图；
图6a及图6b是分别沿图3b及图3d中C-C和C′-C′截取的截面图；
图7是根据本发明的用于空心混凝土构件的法兰的凹凸结构的结合状态图。
具体实施方式
下面将参照附图详细地描述本发明的优选实施例。
在本发明的说明中，以图面为准来说明。以附图的水平线为基准划定上下方向，以附图的垂直线为基准划定左右方向，将朝向附图中央的方向定为内侧，将内侧的反方向定为外侧来进行说明。
图3a及图3b是根据本发明的用于空心混凝土构件的法兰凹结构的双面结构图，图3c及图3d是根据本发明的用于空心混凝土构件的法兰凸结构的双面结构图。图3a及图3c示出了不与混凝土相接触的一侧的法兰状态图，图3b及图3d示出了与混凝土相接触的一侧的法兰状态图。
如图3a至图3d所示，根据本发明用于空心混凝土结构的法兰一体形成在空心混凝土构件100两端，且支持沿长度方向设置在混凝土构件内部的钢筋(钢丝)两端。
本发明的用于空心混凝土构件的法兰包括：凸起部20、刚性强化带30、内外槽41、42、插入部50及改善角。
图4a至图4c是沿图3a及图3c中A-A线截取的截面图。图4a是没有与混凝土接触的一侧的法兰状态图，图4b是沿A-A线截取的截面状态图，图4c是与混凝土接触的一侧的法兰状态图。图5a及图5b是分别沿图3b及图3d中B-B和B′-B′截取的截面图。
如图4a至图5b所示，在法兰10的中心处形成中空部11，在法兰的一侧面以一定厚度突出的凸出部20排成圆形。法兰的中空部11与空心混凝土构件内部的空腔连通。这里，法兰的一侧面为形成凸起部20的面，也就是与混凝土构件接触的面。
以一定厚度将凸出部20突出的原因是为了在凸出部20上固定钢丝后使混凝土构件两端的法兰持续支持钢丝的两端。
凸出部20以圆形的法兰的中心为基准排列成圆形。凸出部20被排列成圆形，使其长度方向与切线方向互相平行。多个凸出部20以一定间隔排列成圆形。这是为了在将钢筋固定在凸出部20上时法兰的凸起部20均衡地支持钢筋。
与法兰的厚度相比凸起部20向一侧突出一定厚度，在凸出部分的内侧贯通地形成埋设辅助孔21a和钢筋埋设孔22。
埋设辅助孔从法兰的一侧一直贯通到另一侧(图4的上侧到下侧)。钢筋埋设孔22从法兰的一侧向另一侧方向(图4的上侧到下侧)一直贯通到孔深度的中间部位。钢筋埋设孔22从钢筋埋设孔22深度的中间部位向内侧倾斜，且法兰另一侧的孔径小于其一侧的孔径。
埋设辅助孔与钢筋埋设孔22相邻，且相互连通。将钢筋固定在钢筋埋设孔22时，先使钢筋位于埋设辅助孔中，然后将其移动到钢筋埋设孔22，从而把钢筋固定在钢筋埋设孔22中。法兰的一侧(图面下方)，埋设辅助孔的孔径大于钢筋埋设孔22的孔径，而且相互连通，所以设置钢筋时利用埋设辅助孔。
图6a及图6b是分别沿3b及图3d中C-C和C′-C′截取的截面图。
如图6a及图6b所示，法兰上凸出部20与凸出部20之间由刚性强化带30相互连接，以加强法兰对固定在凸出部20上的钢筋的刚性。在这里，刚性是抵抗变形的性质。
在法兰上凸出部20以圆形排列，在凸出部20与凸出部20之间，刚性强化带30通过法兰自身的部分成圆形地相连。多个凸出部20和刚性强化带30在圆形法兰的中间形成完整的圆形。
法兰支持设置在混凝土构件内部的钢筋，且首先被凸出部所支持，然后被刚性强化带30所支持。在凸出部20的长度方向两侧形成刚性强化带30，由此刚性强化带30加强了凸出部20对钢筋的支持力。
如图5a至图6b所示，在法兰上的凸出部与刚性强化带30内外侧形成内外槽41、42，从而节省法兰的厚度。
凸出部20和刚性强化带30形成圆形，在凸出部20和刚性强化带30的内外侧形成内外槽41、42。因为凸出部20和刚性强化带30形成圆形，因此内外槽41、42也在法兰上形成圆形。
像凸出部20与刚性强化带30相连一样，内外槽41、42也分别相连。优选地，为了使相对于凸出部20钢筋所受支持力转加到凸出部20和刚性强化带上，从力学上考虑，内外槽41、42应无中断地一直连接。从而，法兰保持对混凝土的冲击强度和对钢筋的拉伸强度，以保持混凝土构件的稳定状态。
在法兰上，只留下可以加强凸出部20刚性的刚性强化带30的最小部分，刚性强化带30的两侧形成内外槽41、42。因为凸出部20的宽度大于刚性强化带30的宽度，因此凸出部20两侧的内外槽41、42的宽度小于刚性强化带30两侧的内外槽41、42的宽度。
优选地，在法兰上，形成凸出部20的一侧是接触混凝土的一侧。法兰在收尾混凝土两端的同时支持内部的钢筋，从功能上考虑，应具有适当的厚度。
形成内外槽41、42的一侧是接触混凝土的一侧，因此在内外槽41、42上填充混凝土。形成凸出部20的一侧将填充混凝土，形成内外槽41、42，所以可以节省价格比混凝土昂贵的金属法兰的材料费。
在法兰的外侧形成混凝土盖板60，防止混凝土端部的破碎或破裂。在形成法兰的外侧凸出部20的方向形成混凝土盖板60。混凝土盖板与法兰相互垂直，并与混凝土构件相互平行。混凝土盖板60不与法兰同时成型，而是经过单独的焊接过程形成在法兰的外侧。
法兰由凹凸结构组成，凸结构的法兰如图3c、图3d、图5b及图6b所示，在中空部11形成插入部50，并与没有插入部50的凹结构一起，形成可以互相插入的凹凸结构。与凸结构的法兰相反的凹结构的法兰如图3a、图3b、图5a及图6a所示。
混凝土构件按照一定长度制造，所需使用的长度大于制造长度时可以连接使用。这时，向凹结构的法兰中插入凸结构的法兰，并连续连接一定长度的混凝土构件，可以组成更长的混凝土构件。
与凹结构的法兰相比，凸结构法兰的中空部11内侧形成多出相当于插入部50的厚度。插入部50的突出方向是不接触混凝土的一侧，即，形成凸出部20的相反侧(图3c)。
根据连接方式的不同，可以在混凝土构件的两端形成凹结构或凸结构的法兰。在混凝土构件的一端形成凹结构的法兰时，另一端可以形成凸结构的法兰。
法兰的凹凸结构的插入部外侧形成倾斜的改善角70，便于焊接。对于混凝土构件的连接来说，仅通过法兰的插入部50，其结合力薄弱，因此插入凹凸结构的法兰后在法兰与法兰的连接部外侧进行焊接。
这里所指的焊接是对接焊，为了便于进行对口焊接，与其它法兰相连接的法兰部位预先形成改善角70。改善角70从法兰的外侧向相连接部位方向倾斜地形成。
改善角70从倾斜部分向凸出部20的相反侧平坦地形成，从而扩大了改善角70的焊接部71与法兰的接触面积，使法兰与法兰的连接更加稳定。根据凹凸结构将法兰与法兰相连接时，改善角70的截面形成斜线条纹形状，同时斜线条纹形状的下部变得平坦。
图7是根据本发明的用于空心混凝土构件的法兰的凹凸结构的结合状态图。图7示出了根据凸结构的插入部50，将法兰的凹凸结构相结合，在改善角70上进行焊接，形成焊接部的状态。
制造与所述法兰外部形状相对应的模子，并向所述模子内注入熔化的金属后冷却制作。根据需要可以增加通过型沙压实熔化金属的捣实工序。
这样制作的法兰位于中空圆筒型模具的两端，并在分别与两端的法兰相对应的钢筋埋设孔22中连接钢筋，然后拉伸，从而固定模具与两侧的法兰。这时模具为组合式，在制备混凝土构件后拆除。
然后，可以通过相对模具可独立开关的开关部向模具内部添加一定量的混凝土后，并以法兰和模具的长度方向为轴进行转动。这时模具内部可以布置螺旋型钢筋。
转动模具，模具内部的混凝土在向心力的作用下位于模具的内边缘，从而具有空心圆筒型混凝土构件的形状。在模具的转动过程中经过第一次制备过程，并将模具放入高温高压容器中经过第二次制备过程，然后拆除模具，完成混凝土构件的制作。
如上所述，本发明的用于空心混凝土构件的法兰及其制造方法，利用铸造方法，仅用一个工序制造用于地面地基工程的金属法兰，从而提高生产量；将凸出部突出以加强钢筋的刚性的同时在凸出部外侧部分形成内外槽，节省法兰的材料，防止制造成本和铁板的损失。
形成连接凸出部与凸出部的刚性强化带，在与混凝土接触的面的侧部形成混凝土盖板，以加强法兰相对于支持凸出部的钢筋的刚性，有效地防止混凝土构件端部的破损或破碎。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
附图中主要符号的说明
10.法兰          11.中空部
20.凸出部        21.铁芯埋设孔
22.钢筋埋设孔    30.刚性强化带
41.内侧槽        42.外侧槽
50.插入部        60.盖板
70.改善角        71.焊接部
100.混凝土构件