专利名称：一种新型插入式预应力灌浆钢管混凝土节点的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种土木技术，尤其是一种新型插入式预应力灌浆钢管混凝土节点。
背景技术：
目前，隧(巷)道支护的方式主要有锚杆支护，钢格栅支护，U型钢拱架支护等。锚杆支护方式存在湿作业多，耗时长，污染重等不足；钢格栅支护构件之间连接全部为焊接，现场施焊量大，还需设置中隔壁，用钢量较大#型钢拱架支护存在与围岩结合不紧密，不能有效发挥承载力，易发生侧向失稳等问题。薄壁钢管混凝土作为一种新型的随(巷)道支护方式，具有承载力高，用钢量小，现场施焊量低，加工安装方便等优点。常规的薄壁钢管混凝土的连接节点为刚性连接，无法在围岩压力作用下，与围岩同时发生可伸缩的变形，使得 围岩与钢管混凝土难以有效共同工作。因此要求薄壁钢管混凝土支护构件的连接节点在满足承载力要求的同时，还要有一定的可伸缩变形来释放围岩作用产生的附加应力。本发明即针对这一技术要求，对传统的薄壁钢管混凝土连接方法进行了改进。目前薄壁钢管混凝土构件的连接方式主要焊接连接，法兰连接以及灌浆套管连接。焊接连接刚度较大，但可缩性差，因现场施焊，焊接缺陷易削弱薄壁钢管的承载力。法兰连接不具有可缩性，而且法兰节点占用的空间多，不方便现场安装。灌浆套管连接最早应用于海洋平台基础部分的连接，为保证钢管和水泥石的共同工作通常在水泥中引入膨胀预应力，形成预应力灌浆套管。这种连接方式是由不同直径的钢管和预应力水泥浆构成的，钢管通过膨胀水泥浆连接在一起，水泥浆在膨胀过程中受到钢管的约束，在钢管和水泥间形成预压力，使两者密切连接为一体，但其伸缩性极小，无法满足隧(巷)道支护要求。
发明内容本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种新型插入式预应力灌浆钢管混凝土节点，其具有可伸缩性好，占用空间小，使得现场拼接更加方便，减少了现场
焊接量。为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案一种新型插入式预应力灌浆钢管混凝土节点，包括一根成阶梯状的第一钢管，第一钢管直径较小端插入到第二钢管中，第二钢管中的端部封头板上设有橡胶垫，第一钢管直径较小端与橡胶垫相接触，第一钢管和第二钢管外壁上均设有耳板，所述两钢管之间的耳板通过连接板连接。所述橡胶垫为GYZ板式橡胶支座，其内设有三层钢板。所述连接板上设有椭圆孔。所述第一钢管和第二钢管管壁之间的缝隙中填充有膨胀水泥。所述第二钢管端部与第一钢管阶梯处的缝隙采用防渗漏的消防胶泥填堵。所述第一钢管插入第二钢管内的长度为其壁厚的30倍。[0012]现场拼接钢管时，先将第一钢管插入第二钢管中，使第一钢管端部与预先粘贴在第二钢管端部的橡胶垫(在钢管加工时用环氧树脂胶粘贴在第二钢管端部封头板上)紧密接触，再用安装螺栓把开有椭圆孔的连接板与两段钢管外壁上的耳板栓接在一起，完成两段钢管的初步定位，待现场向所述两钢管中灌注混凝土完毕后，再把一定配合比的膨胀水泥浆灌入所述两钢管之间的缝隙中，将两段钢管连接成为一个整体。膨胀水泥由水泥、砂、膨胀剂、水和其他外加剂按一定的配合比配制而成，其为现有技术，在此不再赘述。膨胀水泥利用水化反应生成的膨胀物的膨胀变形补偿水泥自身的收缩，能够改善普通水泥易开裂的特性。本实用新型立足于灌浆套管节点承载力高的优良特性，又对其进行了改进，在连接端部设有橡胶垫，橡胶垫的弹性模量均比混凝土和钢材的低，因此提高了连接节点的可伸缩性，有利于围岩与薄壁钢管混凝土共同作用。对薄壁钢管与水泥浆接触面进行喷砂处理，必要时还可设置抗剪键，以增强钢管与水泥浆之间的机械咬合力，从而使两者更好共同 受力。这种新型的节点连接方法使得现场拼接更加方便，减少了现场焊接量，具有较好的经济效果。
图I是本实用新型结构示意图；图2是两钢管配合示意图；其中I.耳板，2.安装螺栓，3.橡胶垫，4.第二钢管端部封头板，5.第二钢管，6.第一钢管，7.连接板，8.第一钢管封头板，9.消防胶泥。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。如图1、2所示，新型插入式预应力灌浆钢管混凝土节点，包括一根成阶梯状第一钢管6，第一钢管6直径较小端插入到第二钢管5中，第二钢管端部封头板4上设有橡胶垫3，第一钢管6直径较小端与橡胶垫3相接触，第一钢管6和第二钢管外壁上均设有耳板1，所述两钢管之间的耳板I通过连接板7连接。连接板7上设有椭圆孔。第二钢管端部封头板4和第一钢管封头板8全部在钢管加工时焊接在相对应钢管上。为了防止灌注水泥砂浆时漏浆，在内外管缝隙下部可用消防胶泥9填堵。两段要连接的薄壁钢管支护构件，第二钢管5直径159mm，第一钢管6直径108mm。第一钢管6总长为250mm,其插入第二钢管5的长度L为230mm,约为第一钢管壁厚的30倍。第一钢管6外壁和第二钢管5内壁在加工时均做喷砂处理。第二钢管端部封头板4处用SK-138环氧树脂胶将圆形橡胶垫3粘贴在封头板中心处。橡胶垫3选用桥梁用的GYZ板式橡胶支座，橡胶垫直径140mm,厚20mm,内设3层钢板。具体连接方法步骤I、制备膨胀水泥砂浆，将20Kg的膨胀水泥干料和5. 7Kg的水混合在一起，用小型立式搅拌机搅拌，使水泥砂浆具有充分的流动性。步骤2、将第一钢管6插入第二钢管5，使第一钢管6的端部与第二钢管5内的橡胶垫3紧密接触。[0024]步骤3、将所述两钢管上的两侧耳板I位置对齐，用M14螺栓将2块连接板7 (如图2所示)和耳板I固定，完成两段薄壁钢管的初步固定。步骤4、向所述两钢管中灌注混凝土。步骤5、将配置好的膨胀水泥浆搅拌均匀后灌注满内外钢管之间的缝隙中，第二钢管端部与第一钢管阶梯处的缝隙采用防渗漏的消防胶泥9填堵，在20°C的条件下养护3-7天。上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。·
权利要求1.一种新型插入式预应力灌浆钢管混凝土节点，其特征是，包括一根成阶梯状的第一钢管，第一钢管直径较小端插入到第二钢管中，第二钢管中的端部封头板上设有橡胶垫，第一钢管直径较小端与橡胶垫相接触，第一钢管和第二钢管外壁上均设有耳板，所述两钢管之间的耳板通过连接板连接。
2.如权利要求I所述的混凝土节点，其特征是，所述橡胶垫为GYZ板式橡胶支座，其内设有三层钢板。
3.如权利要求I所述的混凝土节点，其特征是，所述连接板上设有椭圆孔。
4.如权利要求I所述的混凝土节点，其特征是，所述第一钢管和第二钢管管壁之间的缝隙中填充有膨胀水泥。
5.如权利要求I所述的混凝土节点，其特征是，所述第二钢管端部与第一钢管阶梯处的缝隙采用防渗漏的消防胶泥填堵。
6.如权利要求I所述的混凝土节点，其特征是，所述第一钢管插入第二钢管内的长度为其壁厚的30倍。
专利摘要本实用新型公开了一种新型插入式预应力灌浆钢管混凝土节点，包括一根成阶梯状第一钢管，第一钢管直径较小端插入到另一根钢管中，另一根钢管中的端部封头板上设有橡胶垫，第一钢管直径较小端与橡胶垫相接触，第一钢管和另一根钢管外壁上均设有耳板，所述两钢管之间的耳板通过连接板连接。其具有可伸缩性好，占用空间小，使得现场拼接更加方便，减少了现场焊接量。
文档编号E21D11/14GK202659250SQ20122033056
公开日2013年1月9日 申请日期2012年7月10日 优先权日2012年7月10日
发明者侯和涛, 王骞, 栾贻瑛, 金延俊, 金宝, 郭建, 刘立新 申请人:山东大学