一种带拉筋中空夹层钢管混凝土浇筑体的制作方法

本实用新型涉及建筑技术领域，具体为一种带拉筋中空夹层钢管混凝土浇筑体。

背景技术：

钢管混凝土浇筑体是在钢管中充填混凝土而制成的建筑构件，兼具钢材与混凝土各自优良的力学特征，成为超高层建筑、大跨度桥梁、隧道、深井、海洋平台和输电铁塔等土木工程领域常用的结构构件。

其中，中空夹层钢管混凝土浇筑体是在内外两层同心钢管之间浇筑素混凝土而形成的一种新型组合柱，除了具备传统钢管混凝土浇筑体的抗压承载力高、塑性和韧性良好、便于施工、耐火性好以及节约造价等优势之外，还具备自重轻、抗弯刚度大、抗震性能好、连接处理便捷等特点。

中空夹层钢管混凝土浇筑体的内外层钢管取代了传统钢筋混凝土柱中的钢筋，可以利用其内层钢管孔洞作为管线的竖向运输通道及桥梁拉索的锚固端，适用于超高层建筑、高架桥的桥墩、海洋平台结构的支架柱、巨型组合框架柱、输变电杆塔、大尺寸灌注桩及可能遭遇冰冻荷载作用的土木工程领域。

但是中空夹层钢管混凝土浇筑体在实际的应用中也存在着一些不足。中空夹层钢管混凝土浇筑体存在内、外钢管对混凝土约束不足的缺陷，内层钢管尤甚；且随着空心率的增大，中空夹层钢管混凝土浇筑体的承载力将明显削弱。

技术实现要素：

本实用新型解决了现有技术的不足而提供了一种自重轻、承载力高、延性好、施工方便的带拉筋中空夹层钢管混凝土浇筑体，结合了中空夹层钢管焊接、节点处理简易方便和拉筋对钢管有效拉结两者的优势；通过采用对拉拉筋约束方式，将拉筋制成钢筋笼的形式，与内、外方钢管壁通过焊接与相切套设形成有效连接，节省用钢量、降低焊接操作难度的同时，增强了中空夹层钢管混凝土浇筑体中内、外钢管对混凝土的约束效果，并且拉筋直径越大，增强效果越明显。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种带拉筋中空夹层钢管混凝土浇筑体，包括内钢管、同轴安装在内钢管外侧的外钢管以及浇筑在内、外钢管之间夹层内的混凝土，所述内、外钢管之间的夹层内安装有钢筋笼，所述钢筋笼内外两侧分别与内钢管和外钢管固定，通过所述钢筋笼将内、外钢管两者相对的面以及外钢管相对的面固定连接。

进一步的，所述钢筋笼为双向对拉箍筋笼，所述双向对拉箍筋笼包括多根沿高度方向布设、起定位作用的定位纵筋和固定在定位纵筋上横向布设双向对拉箍筋，所述双向对拉箍筋在定位纵筋上沿定位纵筋延伸方向、以一定间距布设有多层，所述双向对拉箍筋的两端分别固定在内、外钢管相对面以及外钢管相对面，所述双向对拉箍筋的中部固定在定位纵筋上，所述双向对拉箍筋笼为现有钢筋笼的一种发展，将现有钢筋笼以纵筋受力为主、箍筋受力为辅的方式发展为双向对拉箍筋受力为主、纵筋仅起定位作用的方式，利用与内、外钢管连接的双向对拉箍筋，将受力传到内、外钢管，利用双向对拉箍筋和内、外钢管作为主要受力，从而提高钢管混凝土浇筑体的承载力与延性。

进一步的，所述带拉筋中空夹层钢管混凝土浇筑体为钢管混凝土柱或钢管混凝土墙。

进一步的，所述双向对拉箍筋的直径大于定位纵筋的直径。

进一步的，处于同一层所述双向对拉箍筋在水平方向布置间距为150～200mm，相邻层的双向对拉箍筋纵向布置间距为100mm。

进一步的，所述外钢管包括普通钢板构件和弯钩钢板构件，所述弯钩钢板构件包括钢板构件和固定在钢板构件内侧的弯钩，所述双向对拉箍筋笼与弯钩钢板构件连接处设有与弯钩位置对应横向布设的横向钢筋，所述横向钢筋焊接在双向对拉箍筋的端部，将处于同一层的同一方向布设的双向对拉箍筋连接成一整体，至少一块所述普通钢板构件焊接在所述双向对拉箍筋笼上，所述弯钩钢板构件通过弯钩挂装固定在所述双向对拉箍筋笼的横向钢筋上，相邻普通钢板构件、相邻弯钩钢板构件以及相邻普通钢板构件和弯钩钢板构件之间焊接。

进一步的，所述弯钩钢板构件在双向对拉箍筋笼上预设的安装位置为焊接施工活动区域，所述焊接施工活动区域方便工人对普通钢板构件与双向对拉箍筋笼进行焊接活动，在普通钢板构件焊接完成后，所述弯钩钢板构件通过弯钩挂装固定在所述双向对拉箍筋笼的横向钢筋上，并且所述弯钩钢板构件与双向对拉箍筋笼外侧相切。

进一步的，所述弯钩钢板构件内侧设有多组弯钩，每一组所述弯钩的位置与双向对拉箍筋笼上每一层双向对拉箍筋相对应，每组弯钩包括沿横向钢筋布设的多个弯钩。

进一步的，所述内钢管和外钢管为为矩形钢管或圆形钢管或椭圆形或圆端形钢管。

进一步的，所述弯钩为钢筋弯折成三段构成的、开口朝下的槽型弯钩，所述弯钩的一端焊接在在钢板构件内壁上。

采用上述技术方案后，本实用新型具有以下优点：

1、经济效益高。

本实用新型通过采用双向对拉箍筋约束、焊接、套设相结合的方式，集中空夹层钢管焊接、节点处理简易方便和拉筋对钢管进行有效拉结两者的优势于一身，形成了一种自重轻、承载力高、延性好、施工方便的中空夹层钢管混凝土浇筑体，具有良好的经济效益。

2、形式简单、操作便利。

本实用新型采用矩形钢管，相比于圆钢管，节点处理更为简便；本实用新型将双向对拉箍筋以及定位纵筋合并成双向对拉箍筋笼放置于中空钢管夹层中，相比于在钢管内部通长设置拉杆、加劲肋、采用圆环箍筋等措施，形式简单，同时利用内、外钢管按照预设的顺序放置相关构件，采用焊接拉筋笼与弯钩套设相结合的工法，能够避免钢管开孔，保持钢管外观的整洁，而且工序明了，操作简便。

3、增强约束效果。

本实用新型的双向对拉箍筋加强了外、内钢管的端点和中点对混凝土的约束作用，增强了钢管壁的稳定性，有效推迟并减缓了钢管的外鼓屈曲，并且拉筋直径越大，增强效果越明显。

4、结构性能进一步优化。

带拉筋中空夹层钢管混凝土浇筑体与普通中空夹层钢管混凝土浇筑体相比，承载力、刚度与延性显著提高。双向对拉箍筋直径越大，承载力与延性越高。

综上所述，本实用新型通过采用焊接和弯钩套设的连接手段，将中空夹层钢管和双向对拉箍筋笼形成整体，将矩形钢管焊接拉筋对钢管进行有效拉结的优势相结合，施工操作简易方便，弥补中空夹层钢管混凝土浇筑体内外钢管对混凝土的约束效果不足、内层钢管对混凝土无约束作用的缺陷，提高中空夹层钢管混凝土浇筑体的承载力，使其结构性能得到进一步优化。本实用新型可以利用其内层钢管孔洞作为管线的竖向运输通道及桥梁拉索的锚固端，适用于超高层建筑、高架桥的桥墩、海洋平台结构的支架柱、巨型组合框架柱、输变电杆塔、大尺寸灌注桩及可能遭遇冰冻荷载作用的土木工程领域。

附图说明

图1是本实用新型带拉筋中空夹层钢管混凝土柱的结构剖面示意图。

图2为本实用新型的弯钩的结构示意图。

图3为本实用新型的结构柱中部区段平面示意图。

图4为本实用新型的外钢管的结构示意图。

图5为本实用新型的钢板构件的结构示意图。

图6(a)为本实用新型的带弯钩钢板构件的侧视图。

图6(b)为本实用新型的带弯钩钢板构件的主视图。

图7为本实用新型双向对拉箍筋笼的立体图。

图8(a)为图7的俯视图。

图8(b)为图7的主视图。

图9为本实用新型横截面为矩形混凝土高墩的实施例图。

图10为本实用新型横截面为圆形混凝土高墩的实施例图

图11为本实用新型横截面为椭圆/圆端形混凝土高墩的实施例图

图中：1.内钢管、2.外钢管、3.双向对拉箍筋、4.混凝土、5.普通钢板构件、6.弯钩钢板构件、7.弯钩、8.定位纵筋、9.横向钢筋。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合附图及实施实例，对实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

本实例公开了带拉筋中空夹层钢管混凝土柱的构造，适用于两同心方钢管等间距放置的中空夹层钢管混凝土柱。

如附图1和附图3所示，为带拉筋中空夹层钢管混凝土柱包括由直钢板构件组装焊接而成的内钢管1和外钢管2，内钢管1与外钢管2之间的中空夹层内置有双向对拉箍筋笼，并浇筑有混凝土4。

如附图2所示，弯钩7由直钢筋弯折三段而成，且三段长度皆为20mm。

如附图4、5所示，内钢管1由普通钢板构件5组装焊接而成。

如附图6(a)、附图6(b)所示，外钢管由普通钢板构件5和弯钩钢板构件6组合构成，弯钩钢板构件6由在钢板构件上焊接弯钩7构成。

如附图3、图7、附图8(a)、附图8(b)所示，所述双向对拉箍筋笼包括多根沿高度方向布设、起定位作用的定位纵筋8和固定在定位纵筋上横向布设双向对拉箍筋3，所述双向对拉箍筋3在定位纵筋8上沿定位纵筋8延伸方向、以一定间距布设有多层，所述双向对拉箍筋3的两端分别固定在内、外钢管相对面以及外钢管相对面上，所述双向对拉箍筋3的中部固定在定位纵筋8上，所述双向对拉箍筋笼与弯钩钢板构件6连接处设有与弯钩位置对应横向布设的横向钢筋9，所述横向钢筋9焊接在双向对拉箍筋的端部，将处于同一层的同一方向布设的双向对拉箍筋连接成一整体，

为了提高焊接强度，双向对拉箍筋与内、外钢管焊接的两端弯折，并与内、外钢管内壁相切套设，然后通过焊接固定在内、外钢管的内壁上，这样弯折处可以增加焊接面积及提高焊接强度，双向对拉箍筋垂直相交处采用点焊连接，

双向对拉箍筋3水平方向布置间距为150～200mm，纵向布置间距为100mm，定位纵筋8通长设置，双向对拉箍筋3与定位纵筋8垂直相交处采用点焊连接。

内钢管1连接于底板或基础后，下放双向对拉箍筋笼套在内钢管1外侧，先通过焊接将双向对拉箍筋笼内侧同内钢管1外壁连接在一起，之后将两块普通钢板构件5同底板或基础相连接，将双向对拉箍筋笼外围同普通钢板构件5进行焊接连接，焊接处可以增加焊接面积及提高焊接强度，之后再将带有弯钩钢板构件6和双向对拉箍筋笼的指定侧相套设，形成带拉筋中空夹层钢管柱。

本实施例的带拉筋中空夹层钢管混凝土柱的施工方法包括以下步骤：

(1)根据实际需要进行设计，确定内、外钢管的尺寸以及对拉箍筋的型号、布置间距；

(2)照图纸设计的尺寸，选取普通钢板构件5组装焊接成内钢管1；选取普通钢板构件5四块，分别记为a、b、c、d，在钢板构件a、c上进行套设点定位标记；

(3)按照设计要求，加工双向对拉箍筋笼和弯钩7；双向对拉箍筋笼内的双向对拉箍筋3沿矩形钢管长度与高度方向等间距排列，同定位纵筋8焊接成一体，钢筋垂直相交处采用点焊连接；

(4)在钢板构件a、c上的定位标记处焊接弯钩7，形成弯钩钢板构件6，之后将弯钩钢板构件a、c，普通钢板构件b、d以及双向对拉箍筋笼运至施工现场，在施工场地划出其定位基准线，通过焊接或者其他连接方式先将内钢管1连接于底板或基础上；

(5)将预制好的双向对拉箍筋笼下放，套在内钢管1的外侧，双向对拉箍筋笼内侧同内钢管1外壁焊接；

(6)将普通钢板构件b、d连接于底板或基础，将双向对拉箍筋笼外围同普通钢板构件b、d进行焊接连接；将弯钩钢板构件a、c同拉筋笼指定侧进行套设操作，通过焊接或者其他连接方式将弯钩钢板构件a、c连接于底板或基础；将弯钩钢板构件a、c同普通钢板构件b、d进行焊接组装，形成内置双向对拉箍筋笼的中空夹层方钢管柱；

(7)往中空钢管柱夹层内浇筑混凝土4并振捣密实。

实施例：

如图9、图10、图11所示，采用本实用新型的结构和方法，制作的中空夹层带拉筋钢管混凝土高墩。混凝土高墩的横截面可以为矩形、圆形、椭圆形或圆端形。

此外，需要说明的是，本专利不局限于上述实施方式，只要其零件未说明具体尺寸或形状的，则该零件可以为与其结构相适应的任何尺寸或形状，且不论在其材料构成上作任何变化，凡是采用本实用新型所提供的结构设计，都是本实用新型的一种变形，均应认为在本实用新型保护范围之内。