专利名称：小直径钢管桩连接结构的制作方法
技术领域：
小直径钢管粧连接结构技术领域[0001]本实用新型涉及钢管连接结构，尤其是小直径钢管桩连接结构。
背景技术：
[0002]小直径钢管桩是一种新型边坡抗滑支挡结构，将小直径空心钢管插入边(滑)坡预 成孔中，然后在钢管底高压灌注水泥砂浆，桩顶采用横纵联系梁连接，形成的排桩框架一桩 周土体复合空间结构承载体。小直径钢管桩能承受较大水平荷载的钢管排桩结构抗滑机理 主要包括钢管桩对桩间土的强化作用、土拱效应维持桩间土稳定并加强排架结构承载能 力、桩土相互作用下的复合承载、注浆加固作用等方面。相对于传统的重型支挡结构，小直 径钢管排桩具有施工快捷、安全简便、经济效益高、适用条件广、对环境影响小的突出优点， 具有良好的工程应用价值，在应急抢险、滑坡治理、边坡防护、基坑支护等方面具有广阔推 广应用前景。用钢管连接结构连接钢管桩，施工工艺先进、安全可靠、强度及防腐性好、工作 效率高。钢管桩选用直径为127 140mm，壁厚为4. 5 6mm的小直径电焊直缝钢管，出厂 每根长6m,而一般施工要求长度常大于6m,由于钢材的生产的最大长度受限于钢管厂生产 的设备和运输等方面，生产太长的钢管需要的设备和运输的方式将会造成很大的困难，需 要连接钢管。现有的连接技术常采用在需要连接的两根钢管内部套装长度基本为25cm左 右的内衬钢管且仅在对接处把两根钢管与内衬钢管焊接到一起，连接处单截面焊接，此方 式钢管连接强度低，结构的抗滑支挡功能得不到发挥，致使结构在推力作用下失效，引起工 程事故。实用新型内容[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种连接强度高的小直径钢管桩连接结 构。[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是小直径钢管桩连接结构，包括 对接在一起的第一钢管与第二钢管，在第一钢管与第二钢管的对接处套装有内衬钢管，所 述内衬钢管的两端分别伸入第一钢管与第二钢管内，在第一钢管与第二钢管的对接处通过 焊缝将内衬钢管、第一钢管与第二钢管焊接为一体；第一钢管与第二钢管上均设置有预留 孔，所述预留孔正对内衬钢管，在预留孔处通过焊点分别将内衬钢管的两端与第一钢管、第 二钢管固定焊接为一体。[0005]在第一钢管与第二钢管上均设置有四个预留孔，所述四个预留孔均布在同一截面 上。[0006]所述内衬钢管长度为80 120cm。[0007]焊缝采用坡口熔透焊接，坡口角为45°，第一钢管与第二钢管的对接处间隙为 20mmo[0008]焊缝与焊点外表面上设置有防腐层。[0009]防腐层包括内层与外层，内层是厚度为160 u m的锋层，外层是厚度为50 y· m的环氧封闭涂层。[0010]本实用新型的有益效果是内衬钢管与第一钢管和第二钢管采用多截面焊接，连接强度高，不致因桩身接管处强度不足发生受弯受剪破坏，导致支挡结构失效，引发工程事故；在预留孔处通过焊点分别将内衬钢管的两端与第一钢管、第二钢管固定焊接为一体，连接方便，操作简单，节约材料；在第一钢管与第二钢管上均设置有四个预留孔，四个预留孔均布在同一截面上，形成三截面焊接，在保证连接强度的情况下，操作方便、简单；采用长度为80 120cm的内衬钢管，连接强度效果最好；焊缝处采用坡口熔透焊接，使电弧达到根部，保证根部焊透避免未焊和未熔合等缺陷，且坡口截面积最小，从而熔敷金属填充量最少，焊接效率最高且焊后应力及变形小；焊缝与焊点外表面上有防腐层，保护焊接处，避免钢管连接处受腐蚀导致连接失效。
[0011]图1是小直径钢管桩连接结构剖视图；[0012]图2是沿图1中A-A剖面图；[0013]图3是图1中I处的局部放大图；[0014]图4是沿图1中B-B剖面图；[0015]图5是图4中K处的局部放大图；[0016]图6是沿图1中C-C剖面图；[0017]图中标记1_第一钢管，2-第二钢管，3-内衬钢管，4-焊缝，5-焊点，6-防腐层，61-内层，62-外层，α-坡口角。
具体实施方式
[0018]
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。[0019]如图1、2、3、4、5、6所示，小直径钢管桩连接结构，包括对接在一起的第一钢管I与第二钢管2，在第一钢管I与第二钢管2的对接处套装有内衬钢管3，所述内衬钢管3的两端分别伸入第一钢管I与第二钢管2内，在第一钢管I与第二钢管2的对接处通过焊缝4 将内衬钢管3、第一钢管I与第二钢管2焊接为一体，第一钢管I与第二钢管2上均设置有预留孔，所述预留孔正对内衬钢管3，在预留孔处通过焊点5分别将内衬钢管3的两端与第一钢管1、第二钢管2固定焊接为一体。传统的连接方式仅仅只是在对接处将内衬钢管3与第一钢管I和第二钢管2焊接在一起。单截面焊接，易因桩身接管处强度不足发生受弯受剪破坏，导致支挡结构失效，引发工程事故。为了增强钢管的连接强度，最好采用多截面焊接，避免连接处脱落时，整个连接就会遭到破坏引起安全事故，所以在内衬钢管3两端外的第一钢管I和第二钢管2采用点焊焊接，通过焊点5把第一钢管1、第二钢管2和内衬钢管3焊接在一起，增加了内衬钢管3、第一钢管I与第二钢管2的焊接截面，形成多截面焊接。 点焊焊接时间短、效率高、成本低、焊接表面光滑。传统的点焊是直接在焊接处，利用电阻热融化母材金属，形成焊点5，焊接时间较长，定位困难。所以在焊接处预留出孔更加方便焊点 5的定位，简化了焊接过程，提高焊接的效率，也改善了焊接安全卫生条件。[0020]在第一钢管I与第二钢管2上可以设置一个孔、两个孔、三个孔、四个孔或大于四个孔来增加连接强度，焊点5若通过一个孔和两个孔焊接连接，受力连接强度较小，由于小直径钢管桩长期处于室外环境，连接强度要求高，所以最好选择三个孔、四个孔或大于四个孔。由于小钢管直径较小，如果设置太多的孔，焊点5太多，操作复杂，效率低，焊点5之间距离太小容易引起应力集中，导致连接失效。钢管桩下入后，三个孔的位置可能有偏差，而未正对滑坡推力方向，受力不均，四孔对称布置后可缓解这一情况，连接强度较高。若孔不在同一截面上，焊点5之间受力不均，也会导致连接失效，因此作为优选的实施方式，如图4 所示，在第一钢管I与第二钢管2上均设置有四个预留孔，所述四个预留孔均布在同一截面上。在保证连接强度的情况下，简化步骤，避免应力集中的情况，容易操作。[0021]普通的内衬钢管3长度基本为25cm左右，仅在对接处把第一钢管1、第二钢管2与内衬钢管3焊接到一起，此方式内衬钢管3长度较短，伸入第一钢管I与第二钢管2内部的长度较短，焊接处失效后，内衬钢管3易从第一钢管I与第二钢管2内部脱落，并且单截面焊接，所以钢管连接强度低。若采用25cm左右的内衬钢管3，多截面焊接，内衬钢管3太短， 内衬钢管3上焊接处过于集中，内衬钢管3局部承受较大的力，焊接处受力过大，易脱落。焊接处较集中，不方便工人操作。结构的抗滑支挡功能得不到发挥，致使.结构在推力作用下失效，引起工程事故。而本实用新型通过大量实践，当选用的内衬钢管3长度80cm 120cm 时，内衬钢管3与第一钢管1、第二钢管2采用三截面焊接，内衬钢管3伸入第一钢管I与第二钢管2的部分较长，若其中一个焊接处脱落，内衬钢管3也不会从第一钢管I和第二钢管 3内部脱落，连接强度高，所以作为优选的实施方式，所述内衬钢管3长度为80 120cm。[0022]焊缝4的焊接可以采用压焊、钎焊、熔焊，压焊是在加压条件下使工件在固态下实现原子间的结合。钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料，填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散，从而实现焊接的方法，钎焊接头强度低，较多采用搭接形式，增加了母材的消耗和结构的重量。由于小型钢管桩大多用于室外环境，要求焊接方式简单，焊接设备少，所以作为最优的实施方式，如图3所示，焊缝4采用坡口熔透焊接，坡口角α为45°， 对接处间隙为20mm。熔焊焊接时不需要加压，熔焊使电弧达到接头根部，焊接强度高，保证根部焊透避免未焊和未熔合等缺陷，且坡口截面积最小，从而熔敷金属填充量最少，焊接效率最高且焊后应力及变形小。由于小直径钢管连接桩管壁一般厚度较薄如4. 5mm、5. 75mm, 根据工作经验，当坡口角选择45°，对接处6间隙为20mm时，焊接强度最高。[0023]如图2、3、4所示，焊缝4与焊点5外表面上设置有防腐层6。由于小直径钢管桩多用于滑坡、路堤边坡、基坑等室外环境，容易受雨水腐蚀，尤其是焊接处容易受腐蚀破坏连接结构，所以要求对焊接处外表面进行防腐保护，在焊缝4与焊点5外表面覆盖防腐层6，使金属制品与周围腐蚀介质隔离，如在焊缝4与焊点5外表面上涂油漆、覆盖塑料等耐腐蚀的非金属材料，或在焊缝4与焊点5外表面上涂金属，金属氧化后形成氧化物，金属氧化物薄膜作为防腐层6，从而阻止水和空气等腐蚀钢管。[0024]小钢管使用寿命较长，属永久支档工程，且长期受雨水腐蚀，若采用涂油漆作为防腐层6，油漆与钢管的粘附强度较低，耐冲刷和颗粒磨损能力低，容易造成局部图层脱落、损坏导致连接失效，油漆防腐一般只可使用十年或十五年，若采用覆盖塑料作为防腐层6，覆盖塑料不方便操作，且塑料污染环境。因此作为优选的实施方式，如图5所示，防腐层6包括内层61和外层62，内层61是厚度为160 μ m的锌层，外层62是厚度为50 μ m的环氧封闭涂层。内层61在焊点5上，外层62在内层61上。焊缝4的防腐层6与焊点5的防腐层相同。由于钢管长期用于室外环境，所以钢管焊接处外表面的防腐年限要求较长，采用喷锌年限可达三十年以上无需保养，若在喷锌后再喷涂封闭涂层，其耐腐蚀性比单独喷锌耐腐蚀寿命值之和要高出50% 130%，所以在锌外面涂上针对涂锌的特点研制而成的环氧封闭涂层。[0025]实施例[0026]如图1、2、3、4、5、6所示，小直径钢管桩连接结构包括对接在一起的第一钢管I与第二钢管2，在第一钢管I与第二钢管2的对接处套装有长度为80 120cm的内衬钢管3， 所述内衬钢管3的两端分别伸入第一钢管I与第二钢管2内，在第一钢管I与第二钢管2的对接处通过焊缝4将内衬钢管3、第一钢管I与第二钢管2焊接为一体，焊缝4采用坡口熔透焊接，坡口角α为45°，对接处间隙为20mm;第一钢管I与第二钢管2上均设置有四个均布在同一截面上的预留孔，所述预留孔正对内衬钢管3，在预留孔处通过焊点5分别将内衬钢管3的两端与第一钢管1、第二钢管2固定焊接为一体，然后在焊缝4与焊点5外表面上涂防腐层6，防腐层包括内层61和外层62，内层61是厚度为160 μ m的锌层，外层62是厚度为50 μ m的环氧封闭涂层。[0027]本实施例第一钢管I和第二钢管2套装有内衬钢管3，所述内衬钢管3的两端分别伸入第一钢管I与第二钢管2内，增加了连接处的管壁厚度，管壁抗压能力强；在第一钢管 I与第二钢管2的对接处通过焊缝4将内衬钢管3、第一钢管I与第二钢管2焊接为一体， 并且在预留孔处通过焊点5分别将内衬钢管3的两端与第一钢管1、第二钢管2固定焊接为一体的三截面焊接，增加了连接强度，不致因桩身接管处强度不足发生受弯受剪破坏，导致支挡结构失效，引发工程事故；焊点5通过四个均匀分布的孔把内衬钢管3和第一钢管I与第二钢管2焊接在一起，避免了应力集中，焊接方便，操作简单；在焊缝4与焊点5外表面上喷涂防腐层6 ，内层61是厚度为160 μ m的锌层，外层62是厚度为50 μ m的环氧封闭涂层， 避免了焊接处受腐蚀导致连接失效。
权利要求1.小直径钢管桩连接结构，包括对接在一起的第一钢管(I)与第二钢管(2)，在第一钢管(I)与第二钢管(2)的对接处套装有内衬钢管(3)，所述内衬钢管(3)的两端分别伸入第一钢管(I)与第二钢管(2)内，在第一钢管(I)与第二钢管(2)的对接处通过焊缝(4)将内衬钢管(3)、第一钢管(I)与第二钢管(2)焊接为一体，其特征在于第一钢管(I)与第二钢管(2)上均设置有预留孔，所述预留孔正对内衬钢管(3)，在预留孔处通过焊点(5)分别将内衬钢管(3)的两端与第一钢管(I)、第二钢管(2)固定焊接为一体。
2.如权利要求1所述的小直径钢管桩连接结构，其特征在于在第一钢管(I)与第二钢管(2)上均设置有四个预留孔，所述四个预留孔均布在同一截面上。
3.如权利要求1所述的小直径钢管桩连接结构，其特征在于所述内衬钢管(3)长度为 80 120cm。
4.如权利要求1所述的小直径钢管桩连接结构，其特征在于焊缝(4)采用坡口熔透焊接，坡口角(α )为45°，第一钢管(I)与第二钢管(2)的对接处间隙为20mm。
5.如权利要求1或4所述的小直径钢管桩连接结构，其特征在于焊缝(4)与焊点(5) 外表面上设置有防腐层(6)。
6.如权利要求5所述的小直径钢管桩连接结构，其特征在于防腐层(6)包括内层 (61)与外层(62)，内层(61)是厚度为160 μ m的锌层，外层(62)是厚度为50 μ m的环氧封闭涂层。
专利摘要本实用新型公开了一种小直径钢管桩连接结构，增加小直径钢管桩连接的强度。本实用新型包括对接在一起的第一钢管与第二钢管，在第一钢管与第二钢管的对接处套装有内衬钢管，所述内衬钢管的两端分别伸入第一钢管与第二钢管内，在第一钢管与第二钢管的对接处通过焊缝将内衬钢管、第一钢管与第二钢管焊接为一体，第一钢管与第二钢管上均设置有预留孔，所述预留孔正对内衬钢管，在预留孔处通过焊点分别将内衬钢管的两端与第一钢管、第二钢管固定焊接为一体。本实用新型连接强度高，结构简单，操作方便。
文档编号E02D5/28GK202881934SQ201220616390
公开日2013年4月17日 申请日期2012年11月20日 优先权日2012年11月20日
发明者向波, 庄卫林, 马洪生, 马建林, 何云勇 申请人:四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院