大直径钢管混凝土桩的制作方法

文档序号:11508850阅读:317来源:国知局

本发明涉及桥梁建筑结构领域,具体地,涉及大直径钢管混凝土桩。



背景技术:

钢管混凝土结构是在钢管内填入混凝土形成的一种轻质、高强、介于钢结构和混凝土结构之间的组合结构,借助内填混凝土增强钢管壁的稳定性,借助钢管对核心混凝土的套箍作用,使得核心混凝土处于三向受压状态,在提高核心混凝土承载力的同时,提高了其塑性性能。

目前,钢管混凝土被应用于拱桥拱肋和桥梁上部结构和桥墩、桥塔结构中,但是并没有合适的设计或施工方法将大直径钢管混凝土桩运用至桥梁桩基的建设中。

因此,急需要提供一种用于插入湖底参与制造桥梁且结构简单、强度高、稳定性强的大直径钢管混凝土桩。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种大直径钢管混凝土桩,该大直径钢管混凝土桩的结构简单、施工组装方便快捷,并且其强度高、稳定性强。

为了实现上述目的,本发明提供了一种大直径钢管混凝土桩,该大直径钢管混凝土桩用于插入湖底参与制造桥梁,包括钢护筒、第一钢管、钢筋笼和声测管;

钢护筒套设在第一钢管的外侧,并且,钢护筒与第一钢管同一轴线设置;

钢护筒的直径大于湖底中预先钻好的钻孔孔径,第一钢管的直径小于钻孔孔径,并且第一钢管自上而下端穿过钢护筒并延伸至钻孔中;

钢筋笼设置在第一钢管的内部并抵靠在第一钢管的内壁上,声测管沿第一钢管的长度方向延伸并固接在钢筋笼的内壁上;其中,

第一钢管和钻孔的内部以及钢护筒与第一钢管之间的缝隙填充有混凝土。

优选地,第一钢管内部还设有第二钢管,第二钢管与钢护筒、第一钢管同一轴线设置且底端延伸至钻孔中。

优选地,第一钢管的内壁上沿径向方向部分向外延伸形成有环形钢圈,环形钢圈为多个且沿第一钢管的轴线方向均匀分布。

优选地,环形钢圈与第一钢管为一体成型。

优选地,声测管绑扎或者焊接在钢筋笼上。

优选地,声测管为多根钢质波纹管首尾依次套接形成,并且,相邻钢质波纹管接头处使用更大直径的钢质波纹管套接。

优选地,钢筋笼多条沿周向设置的纵筋和环绕在纵筋外侧的环形箍筋。

优选地,钢护筒的筒底能够延伸至湖底与位于湖底深处的微风化顶之间的区域。

优选地,钢护筒与第一钢管之间的缝隙顶端还填充有碎石并压浆处理。

优选地,声测管的底端穿过第一钢管并延伸至钻孔底部。

根据上述技术方案,本发明将该大直径钢管混凝土桩用于插入湖底参与制造桥梁。其中,首先搭设水上施工平台,并插打钢护筒;接着,在钢护筒内部的基岩内钻孔至所需高度并清除钻孔内的杂物;然后将第一钢管从钢护筒的顶端插入并一直插进钻好的钻孔内;再将预先焊接的钢筋笼和声测管自上而下地布设在插好的第一钢管内侧;最后向第一钢管内灌注水下混凝土直至混凝土液面达到所需高度即可。如此制作而成的大直径钢管混凝土桩具有承载能力大、抗推刚度小的特点,将其应用于桥梁桩基的建设中能够解决长联连续刚构桥的设计难题,大大提高了桥梁建造使用的可靠性和安全性。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本发明,但并不构成对本发明的限制。在附图中:

图1是根据本发明提供的一种大直径钢管混凝土桩的结构示意图。

附图标记说明

1-钢护筒2-第一钢管

3-声测管4-钻孔

5-第二钢管6-环形钢圈

7-纵筋8-箍筋

9-湖底10-微风化顶

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。

在本发明中,在未作相反说明的情况下,“内、外、顶、底”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位,或为本领域技术人员理解的俗称,而不应视为对该术语的限制。

参见图1,本发明提供一种大直径钢管混凝土桩,该大直径钢管混凝土桩用于插入湖底9参与制造桥梁,包括钢护筒1、第一钢管2、钢筋笼和声测管3;

钢护筒1套设在第一钢管2的外侧,并且,钢护筒1与第一钢管2同一轴线设置;

钢护筒1的直径大于湖底9中预先钻好的钻孔4孔径,第一钢管2的直径小于钻孔4孔径,并且第一钢管2自上而下端穿过钢护筒1并延伸至钻孔4中;

钢筋笼设置在第一钢管2的内部并抵靠在第一钢管2的内壁上,声测管3沿第一钢管2的长度方向延伸并固接在钢筋笼的内壁上;其中,

第一钢管2和钻孔4的内部以及钢护筒1与第一钢管2之间的缝隙填充有混凝土。

通过上述技术方案,将该大直径钢管混凝土桩用于插入湖底参与制造桥梁。其中,首先搭设水上施工平台,并插打钢护筒1;接着,在钢护筒1内部的基岩内钻孔4至所需高度并清除钻孔4内的杂物;然后将第一钢管2从钢护筒1的顶端插入并一直插进钻好的钻孔4内;再将预先焊接的钢筋笼和声测管3自上而下地布设在插好的第一钢管2内侧;最后向第一钢管2内灌注水下混凝土直至混凝土液面达到所需高度即可。如此制作而成的大直径钢管混凝土桩具有承载能力大、抗推刚度小的特点,将其应用于桥梁桩基的建设中能够解决长联连续刚构桥的设计难题,大大提高了桥梁建造使用的可靠性和安全性。

在本实施方式中,为了大幅度地提高钢管混凝土桩的抗剪、抗压承载力以及延性和耗能能力,避免钢管混凝土桩发生剪切破坏和弯曲压溃,满足桥梁抵抗强烈震动的需要,优选地,第一钢管2内部还设有第二钢管5,第二钢管5与钢护筒1、第一钢管2同一轴线设置且底端延伸至钻孔4中。这样,还可以尽量降低钢管混凝土桩的造价,例如第二钢管内采用高强度水下混凝土,而第二钢管和第一钢管之间的混凝土可以采用普通强度的水下混凝土,如此在保证桥梁建设稳定性和安全性的同时节约生产建设成本,避免了大量混凝土的浪费。

然而,为了进一步地增强第一钢管2的强度,防止其在受重力时发生扭曲甚至破裂等危险情况,优选地,第一钢管2的内壁上沿径向方向部分向外延伸形成有环形钢圈6,环形钢圈6为多个且沿第一钢管2的轴线方向均匀分布。同样,也可以在第二钢管5上设计相同的环形钢圈6来增强该大直径钢管混凝土桩的整体强度。

在加工生产上述第一钢管2的过程中,为了避免后续加装焊接时环形钢圈6与第一钢管2内壁之间难以保证牢固,优选地,环形钢圈6与第一钢管2为一体成型。

声测管3材质优选钢质波纹管,钢质波纹管是一种较好的声测管材料,具有管壁薄、钢材省和抗渗、耐压、强度高、柔性好等特点。用于预应力结构中的后张法预留孔道,当其用做声测管时,可直接绑扎在钢筋骨架上,并且由于波纹管很轻,因而操作十分方便,只需在安装时注意保持其轴线的平直即可。

在声测管3安装过程中,多个钢质波纹管随钢筋笼分段安装,每段之间的接头可采用反螺纹套筒接口或套管焊接方案。若采用波纹管则可利用大一号的波纹管套接,并在套接管的两端用胶布缠绕密封。但是,无论哪种接头方案都必须保证在较高的静水压力下不漏浆,接口内壁应保持平整,不应有焊渣、毛刺等凸出物,以免妨碍探头的自如移动,声测管的底部也应密封,安装完毕后应将上口用木塞堵住,以免浇灌混凝土时落入异物,致使孔道堵塞。

此外,为了优化钢筋笼的结构,优选钢筋笼多条沿周向设置的纵筋7和环绕在纵筋7外侧的环形箍筋8。而箍筋8可以是水平平行设置,也可以是以一定间距沿纵筋7螺旋竖向布置。

当需要在湖底9并不是一个水平平面的区域下桩时,例如在一处桥墩桩基位于倾斜的湖底,湖地面较其他墩位处高,并且距离顺桥向温度位移零点最远,因此综合考虑桩基稳定性和承载能力,而设计钢护筒1的筒底能够延伸至湖底9与位于湖底9深处的微风化顶10之间的区域。

当钢管栽至设计标高后,开始向钢管内灌注水下混凝土,采用了外翻技术将混凝土压至钢管外侧设计理论的高度。而一旦外翻高度不够原有需求的设计高度,则需要迅速地采取补救措施,此时优选在钢护筒1与第一钢管2之间的缝隙顶端还填充有碎石并压浆处理。

另外,为了使得声测管3的测试范围更广,测试得到的结果更加精确,优选地,声测管3的底端穿过第一钢管2并延伸至钻孔4底部。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。

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