带有螺纹的异形加强筋和该加强筋的制造方法
技术领域
本发明涉及一种在钢筋混凝土中所使用的加强筋和一种用于制造钢制加强筋的方法。
背景技术
加强筋用于钢筋混凝土中是周知的。这种棒材被置于钢筋混凝土，例如预应力混凝土内，以增强结构的强度。
这种加强筋常常具有自其周部延伸出的肋，以提高在该环境水泥内所述加强筋的附着力。异形加强筋具有一个或多个系列的平行横向肋，所述横向肋围绕该加强筋的周部延伸。此外，所述加强筋可具有纵向肋，所述纵向肋在制造工艺过程中形成。该横向肋可在所述纵向肋之间垂直延伸。另一种选择是，该横向肋可以倾斜的方式进行设置，以便以非垂直的角度自该纵向肋处延伸出。
在下列专利文件中披露了现有技术，其中包括现有技术加强筋，即：美国专利No.3,561,185(Finsterwalder)，美国专利No.4,033,502(Rothchild)，美国专利No.4,056,911(Tani)，美国专利No.4,076,163(Grande)，美国专利No.4,092,814(Kern)，美国专利No.4,114,344(Heasman)，美国专利No.4,143,986(Antosh)，美国专利No.4,193,686(Kern)，美国专利No.4,229,501(Kern)，美国专利No.4,241,490(Edwards)，美国专利No.4,469,464(Andrews)，美国专利No.4,584,247(Mulholland)，美国专利No.4,619,096(Lancelot III)，美国专利No.4,627,212(Yee)，美国专利No.4,666,326(Hope)，美国专利No.4,811,541(Finsterwalder)，美国专利No.4,922,681(Russwurm)，美国专利No.5,046,878(Young)，美国专利No.5,067,844(Bowmer)，美国专利No.5,152,118(Lancelot)，美国专利No.5,158,527(Bernard)，美国专利No.5,411,347(Bowmer)，美国专利No.5,468,524(Albribo)，美国专利No.5,664,902(Holdsworth)和美国专利No.5,669,196(Dahl)。
加强筋常常相互连接，以允许在他们之间进行力的传递。因此，可在较大的混凝土结构中使用较短的加强筋。一种连接这种加强筋的方法是确保定位所述加强筋使其形成搭接，使得通过它们周围的混凝土存在从一条加强筋到另一条加强筋的力的传递。连接加强筋的另一种方法实例是将所述加强筋直接焊到一起。在这种情况下，所述加强筋之间的距离较短并且加强筋直接通过焊缝传力。
端到端连接加强筋的第三种方法是使用机械连接装置。这些机械连接装置，或车有内螺纹的构件中的一些依靠螺纹附接到所述加强筋上。在沿该部分去除该横向肋之后，标准螺纹可被切入加强筋的一部分周部。在加强筋上切出螺纹既昂贵，又耗时。
另一种选择是，可将具有内螺纹的连接器附接到加强筋倾斜的横向肋上。在这种情况下，该加强筋一定会缺少纵向肋，使得在该倾斜的横向肋上的车有内螺纹的构件的通道不受阻断。此外，横向肋的尺寸必须精准并且一致，以确保该连接器将加强筋紧紧地保持在一起，以允许力在它们之间进行有效的传递。如美国专利No.4,229,501(Kern)和美国专利No.4,584,247(Mulholland)所披露的当所述该横向肋不形成连续螺旋线时，将该连接器附接到加强筋上是特别具有挑战性的。
在轧钢厂采用热轧生产工艺制造普通的异形加强筋。在该工艺中，已在再热炉中被加热的具有方形截面的钢坯进料通过多组相对的轧辊。在钢坯已被成形为加强筋之后，进行精轧以在所述加强筋上加上横向肋和纵向肋。由于沿其长度在该异型加强筋的周部中存在不一致性，因此该纵向肋是在轧制工艺过程中形成的多余钢料。随后将该精轧加强筋切成预定长度。
另一种选择是，可制造出没有纵向肋的带有螺纹的加强筋。在该工艺过程中，该加强筋的周部沿其长度必须是恒定的，使得无纵向肋形成。最后得到的加强筋将具有多个系列的横向肋。这种横向肋形成断开的螺旋线，在所述螺旋线上可接合连接器。断开的螺旋线阻止了该连接器在车有螺纹的加强筋上平滑接合。为获得连续螺旋形的横向肋，一种不同于热轧工艺的昂贵且耗时的工艺也是必要的。具体而言，生产厂商不能依靠纵向肋解释在形成连续的螺旋形肋时，沿该加强筋长度存在的不一致性，因此需要一种更加精确和耗时的生产工艺。由于需要采用更加精确的制造方法，因此制造这种带有螺纹的加强筋比制造具有纵向肋的异形加强筋更加昂贵。
因此，本发明的目的在于提供一种经改进的加强筋和一种制造这种加强筋的方法。
发明内容
因此，本发明提供一种在钢筋混凝土中所使用的带有螺纹的异形加强筋。该加强筋具有芯部和至少两个系列的在该芯部上的横向肋。在每一系列中的横向肋沿该加强筋对齐并纵向隔开，并且每一系列通过纵向延伸间隙与相邻系列的横向肋分隔开。该肋成一定角度并对齐以沿该加强筋形成螺纹图案。该加强筋具有在每一个纵向延伸间隙中的纵向延伸肋，并且每一条纵向延伸肋在靠近所述加强筋的至少一端处被断开，由此所述螺纹图案不受阻断。可有选择地将一个车有内螺纹的构件拧到在该加强筋至少一端处地螺纹图案上。
本发明还提供一种在钢筋混凝土中所使用的带有螺纹的异形加强筋，其中该加强筋具有芯部和至少一条在该加强筋上形成螺纹图案的横向延伸肋。该加强筋还具有至少一条纵向延伸肋，所述纵向延伸肋沿该加强筋在多个区域处与至少一条横向肋相交。该纵向延伸肋沿该加强筋断开所述螺纹图案。至少一条纵向延伸肋的至少一部分不在该加强筋靠近所述加强筋至少一端的部段上，由此在所述部段中的所述螺纹图案不受阻断。
本发明还提供一种用于制造带有螺纹的异形加强筋的方法，包括将钢坯进行热轧以形成轧制钢筋的第一步骤。随后，该经过轧制的钢筋通过一对对置的引导轧辊以使该经过轧制的钢筋成形。所得到的异形钢筋进料通过一对对置的精轧轧辊，以便在该异形钢制加强筋上形成至少两个系列的横向肋和至少一条纵向延伸肋。在每一系列中的横向肋被槽分隔开。最后，该纵向延伸肋在至少一些槽之间的部分从靠近所述加强筋的至少一端的异形钢筋上被除去。结果是，成形出靠近所述加强筋至少一端的连续螺旋形肋。
本发明还提供一种用于制造带有螺纹的异形加强筋的方法，包括将钢坯进行热轧以形成轧制钢筋的第一步骤。随后，该经过轧制的钢筋通过一对对置的引导轧辊以使该经过轧制的钢筋成形。所得到的异形钢筋进料通过一对对置的精轧轧辊，以便形成在该异形钢筋上具有至少两个系列的横向肋和至少一条纵向延伸肋的经部分精轧的加强筋。在每一系列中的横向肋被槽分隔开。最后，对该异形钢制加强筋使用锯齿形滚筒切模，以去除该至少一条纵向延伸肋的部分。
本发明还提供一种用于制造带有螺纹的异形加强筋的方法，包括将钢坯进行热轧以形成轧制钢筋的第一步骤。随后，该经过轧制的钢筋通过一对对置的引导轧辊以使该经过轧制的钢筋成形。所得到的异形钢筋通过一对对置的精轧轧辊，以便形成在该异形钢筋上具有至少两个系列的横向肋和至少一条纵向延伸肋的加强筋。在每一系列中的横向肋被槽分隔开。最后，对该异形钢筋使用平滑槽形滚筒切模，以去除该至少一条纵向延伸肋的部分。
本发明还提供一种用于在具有至少两个系列的横向肋和至少一条邻接靠在所述至少两个系列的横向肋上的纵向延伸肋的异形钢筋上形成连续的螺旋形螺纹的方法，所述方法包括去除所述纵向肋靠近所述加强筋的至少一端的部分。
附图说明
在下面的附图中以实例的方式仅示出了本发明的一个实施例，其中：
图1是在去除纵向肋部分之前的根据本发明的带有螺纹的异形加强筋的透视图；
图2是在去除纵向肋部分之前的根据本发明的带有螺纹的异形加强筋的正视图；
图3是根据本发明的带有螺纹的异形加强筋的一个实施例的透视图；
图4是通过车有内螺纹的构件连接在一起的两个根据图3的带有螺纹的异形加强筋的透视图；
图5是通过车有内螺纹的构件连接在一起的两个根据本发明另一个实施例的带有螺纹的异形加强筋的透视图；
图6是用作后张结构中的张力元件的如图5所示的单个带有螺纹的异形加强筋的顶视图；
图7是如图6所示的后张结构装置的侧视图；
图8是根据图1的带有螺纹的异形加强筋的侧视图，该带有螺纹的异形加强筋上具有两个用以将其加工成根据图3的带有螺纹的异形加强筋的锯齿形滚筒切模；
图9是根据图1的带有螺纹的异形加强筋的侧视图，该带有螺纹的异形加强筋上具有两个用以将其加工成根据图3的带有螺纹的异形加强筋的平滑槽形滚筒切模；和
图10是根据图1的带有螺纹的异形加强筋的侧视图，该带有螺纹的异形加强筋上具有直接压在该纵向肋的多余部分上以将其加工成根据图3的带有螺纹的异形加强筋的多齿切模。
虽然在下文中通过图示实施例对本发明进行描述，但是应该理解本发明不限于所述实施例。相反，本发明旨在覆盖可包含在由所附技术方案所限定的本发明的精神和范围内的所有其他可选实施方式、变型和等效方式。
具体实施方式
在以下说明中，使用相近的附图标记表示图中相似的部件。
图1和图2部分地示出了根据本发明制造出的带有螺纹的异形加强筋10。该带有螺纹的异形加强筋10具有沿该带有螺纹的异形加强筋10的纵向轴线14对齐和设置以形成断开的螺纹图案的两个相对系列的倾斜横向肋12。在每一系列倾斜横向肋12内的每一单条肋沿该加强筋通过槽13与相邻所述肋纵向隔开。每一系列的倾斜横向肋12通过纵向延伸间隙与相邻系列的倾斜横向肋分隔开，在所述纵向延伸间隙中设置有纵向延伸肋18。该倾斜横向肋12基本上平行布置。
该带有螺纹的异形加强筋10的芯部20具有基本上为圆形的截面。
图3示出了根据本发明的第一实施例所述的一段经过精轧的带有螺纹的异形加强筋10，其中在靠近加强筋10的端部处，在区域16内的纵向肋18部分已被除去或被压平形成槽13。纵向肋18的部分19保持在原位，并且与肋12形成连续的螺旋形螺纹24。
图4示出了通过车有内螺纹的构件26连接在一起的根据第一实施例所述的两个经过精轧的带有螺纹的异形加强筋10。车有内螺纹的构件26具有尺寸与在经过精轧的带有螺纹的异形加强筋10上的该连续的螺旋形螺纹相匹配的内螺纹(未示出)。因此，该车有内螺纹的构件26与每一个经过精轧的带有螺纹的异形加强筋10螺纹接合。
图5示出了本发明的第二实施例，其中如图1所示的每一个加强筋10已经在靠近该加强筋端部的部段28中两侧上产生局部剪切，形成被压平的区域36。在该实施例中，在部段28中的该纵向肋18和一部分横向肋12已被剪切掉，留下断开的螺纹图案34。图5示出了根据该实施例所述的两个加强筋的端部，所述两个加强筋在其端部通过车有内螺纹的构件26连接在一起。
操作中，两个经过精轧的带有螺纹的异形加强筋10通过车有内螺纹的构件26连接在一起。该车有内螺纹的构件26通过使该经过精轧的带有螺纹的异形加强筋10的螺纹与在该车有内螺纹的构件26的第一端部处的内螺纹相配合而附接到第一经过精轧的带有螺纹的异形加强筋10上。然后将第二经过精轧的带有螺纹的异形加强筋10拧入车有内螺纹的构件26的第二端中，以紧固第一经过精轧的带有螺纹的异形加强筋10和第二经过精轧的带有螺纹的异形加强筋10。在该经过精轧的带有螺纹的异形加强筋10的一部分上没有纵向肋使得车有内螺纹的构件26平滑附接到经过精轧的带有螺纹的异形加强筋10上。
可制造出该加强筋，使其具有较高的抗拉强度。因此，所述加强筋有时可用作后张结构中的张力元件，如图6和图7所示。操作中，该经过精轧的带有螺纹的异形加强筋10被紧固在结构38内并受到预定张力。随后将螺母40附接到加强筋10上以保持张力。
可采用热轧工艺制造该带有螺纹的异形加强筋10。对钢坯进行热轧以改善其延展性。所得到的轧制钢筋进料通过对置的引导轧辊以产生异形钢筋。该异形钢筋一般沿其长度具有不一致的截面。在精轧步骤中，该异形钢筋进料通过精轧轧辊以在该异形钢筋上形成一系列倾斜横向肋12，槽13和纵向延伸肋18。该精轧轧辊具有适于形成倾斜横向肋12的切槽。在精轧步骤中，该异形钢筋的截面保持恒定。该纵向延伸肋18由来自该异形钢筋周部的多余钢材制成。
为使车有内螺纹的构件26螺纹连接到该带有螺纹的异形加强筋10上，在纵向延伸肋18成形之后，必须除去纵向延伸肋18在区域16中的部分。可使用多种方法去除该纵向延伸肋。
用于除去纵向延伸肋18在区域16中的部分的第一种方法是将那些部分剪切掉。可使用如图8所示的锯齿形滚筒切模50，或使用另一种适当的工具实施上述剪切工艺。该锯齿形滚筒切模50包括交错环以匹配横向肋12和槽13。更具体而言，该锯齿形滚筒切模50的槽环52与横向肋12相匹配，并且该锯齿形滚筒切模50的脊环54与槽13相匹配。该锯齿形滚筒切模的截面示出该交错设置的槽环52和脊环54形成锯齿构形。放置该锯齿形滚筒切模50，使得当该锯齿形滚筒切模50处于邻接该带有螺纹的异形加强筋10的位置时，该脊环54与纵向延伸肋18在区域16中的部分相接触。必须使用高功率马达旋转该锯齿形滚筒切模50以获得高速度，以便将纵向延伸肋18在区域16中的部分从该带有螺纹的异形加强筋10上剪切掉。可从该带有螺纹的异形加强筋10上完全剪切掉纵向延伸肋18在区域16中的部分或者剪切至少达到使车有内螺纹的构件26可被拧到带有螺纹的异形加强筋10上的程度。
另一种选择是，如图9所示，挤压纵向延伸肋18在加强筋10上的区域16中的部分。可使用平滑槽形滚筒切模56或者其它合适的工具进行实施，以形成经过精轧的带有螺纹的异形加强筋10。每个平滑槽形滚筒切模56具有类似于在锯齿形滚筒切模上的槽环和脊环的槽环58和脊环60。该槽环58与横向肋12相配合，并且该脊环60与槽13相配合。该平滑槽形滚筒切模56与锯齿形滚筒切模50的不同点在于：平滑槽形滚筒切模56的截面显示出该槽环58的壁部是不倾斜的。该平滑槽形滚筒切模56挤压住纵向延伸肋18在区域16中的部分，使得所述那些部分被压平至该加强筋10的芯部高度，或者至少达到使车有内螺纹的构件26可被拧到加强筋10上的程度。根据这一方法，不去除加强筋10，包括纵向延伸肋18，由此保持了加强筋10的强度。
另一种选择是，如图10所示，挤压纵向延伸肋18在加强筋10上的区域16中的部分。可将多齿切模70直接压到在加强筋10上的区域16中的纵向延伸肋18上，以形成经过精轧的带有螺纹的异形加强筋10。该多齿切模70具有与横向肋12相配合的凹槽71和与槽13相配合的脊部72。两个多齿切模70被附接到压缩机的相对侧上，在所述切模之间留有可插入加强筋10的足够大的间隙。在将加强筋10定位好后，多齿切模70将挤压纵向延伸肋18在区域16中的部分，使得所述那些部分被压平至该加强筋10的芯部高度，或者至少达到使车有内螺纹的构件26可被拧到加强筋10上的程度。该方法给出与如图9所示的平滑槽形滚筒切模56同样的效果。
用于除去纵向延伸肋18在加强筋10上的区域16中的部分的上述方法可被整合到用于形成带有螺纹的异形加强筋10的热轧工艺中。另一种选择是，也可以在轧钢厂外面，例如在预制车间或在施工现场处采用冷轧工艺除去纵向延伸肋18在区域16中的部分。将该工艺应用于已在轧钢厂中经过热轧加工的带有螺纹的异形加强筋10。在该冷轧工艺中，可使用便携式剪切机或者便携式压缩机。该便携式剪切机功能与锯齿形滚筒切模50相似，以除去纵向延伸肋18在区域16中的部分。该便携式压缩机功能与平滑槽形滚筒切模56相似，以挤压纵向延伸肋18在区域16中的部分。当使用便携式机械设备时，纵向延伸肋18在区域16中的部分不会去除得非常快。
如果在轧钢厂外面没有便携式机械设备，用于除去纵向延伸肋18在区域16中的部分的另一种选择是，可采用其它方法进行实施。再一次将该方法应用于已在轧钢厂中经过热轧加工的带有螺纹的异形加强筋10。纵向延伸肋18在区域16中的部分从带有螺纹的异形加强筋10上被剪切掉。可使用工具例如轮式研磨机进行实施，由此产生经过剪切的带有螺纹的异形加强筋10。该轮式研磨机从经过剪切的带有螺纹的异形加强筋10上剪切掉部分纵向延伸肋34，部分横向延伸肋30和可能还剪切掉部分在21处的芯部20，以便形成压平的区域36和断开的螺纹图案34。
用于制造带有螺纹的加强筋的上述方法与制造具有纵向肋的异形加强筋的成本大体相同。所述这些成本小于采用更加精细工艺制造没有纵向肋的带有螺纹的异形加强筋的成本。此外，这些方法可适用于在将其切成预定长度之前或之后的带有螺纹的加强筋。通过使用车有螺纹的连接件，所述带有螺纹的异形加强筋是易于连接的。
因此，明显的是根据本发明已提供一种带有螺纹的异形加强筋和一种用于制造所述加强筋的方法完全满足以上列出的目标、目的和优点。虽然结合实施例已对本发明进行描述，但是许多其它可选方式、变型和变化根据前述描述对于本领域技术人员来说是明显的。因此，在落入本发明的精神和较宽范围内的条件下，本发明旨在包括所有这些可选方式、变型和变化。