一种端头加强型UHPC-PHC组合管桩预制结构的制作方法

本实用新型涉及组合管桩预制领域。更具体地说，本实用新型涉及一种端头加强型uhpc-phc组合管桩预制结构。

背景技术：

组合管桩广泛应用于桥梁、房屋建筑等工程的下部结构中，主要采用锤击法进行施工。现有组合管桩结构中，两种或多种管桩通过机械连接方式组合连接在一起。该连接方式结构复杂，增加了管桩制备工序及制造成本；且在组合管桩施工过程中，由于整体受力不均导致在桩头附近区域受到巨大的反复冲击荷载时，容易出现上部管桩开裂、上下部管桩脱开等质量问题，原位补桩或修复不仅增加了造价，还可能影响工期。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种端头加强型uhpc-phc组合管桩预制结构，通过一种新型隔离式钢筋笼结构实现了uhpc和phc两种材料的一体成型，取消了组合管桩中的机械连接结构。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种端头加强型uhpc-phc组合管桩预制结构，包括：隔离式钢筋笼，其包括钢筋笼，其包括主筋和分布于所述主筋上的箍筋；两个端板，其面积大于所述钢筋笼的截面面积，所述两个端板分别设于所述钢筋笼的两端的端面上并与其同轴设置，任一端板上设有供所述主筋插入的穿孔；隔离板，其面积大于所述钢筋笼的截面面积且小于所述端板的面积，所述隔离板设于所述钢筋笼的受力端近端面处并与其同轴设置，所述隔离板上设有供所述主筋穿过的穿孔，所述隔离板上还间隔设有多个小孔；

uhpc节段，其为中空结构，其设于所述隔离板至位于受力端的所述端板之间的所述钢筋笼上，并包覆所述钢筋笼；

phc节段，其为中空结构，其设于所述隔离板至另一端板之间的所述钢筋笼上，并包覆所述钢筋笼；

其中，所述phc节段和所述uhpc节段一体成型。

优选的是，所述端头加强型uhpc-phc组合管桩预制结构，还包括两个钢套箍，其分别套设在所述uhpc-phc组合管桩的两端。

优选的是，所述端头加强型uhpc-phc组合管桩预制结构，所述箍筋呈螺旋状环绕在所述主筋外侧。

优选的是，所述端头加强型uhpc-phc组合管桩预制结构，所述小孔孔径相同，其孔径大于phc材料中最大粒径的两倍，所述小孔开孔总面积不低于所述隔离板面积的50％。

优选的是，所述端头加强型uhpc-phc组合管桩预制结构，所述隔离板最外侧到所述端板最外侧的纵向距离为2cm。

优选的是，所述端头加强型uhpc-phc组合管桩预制结构，所述隔离板沿轴向到所述uhpc节段外侧端板的距离为2-3cm。

本实用新型至少包括以下有益效果：

uhpc材料与phc材料通过隔离式钢筋笼混合后一体成型，通过新型隔离式结构实现了两种材料布料时的初步隔离和离心时的均匀混合连接，从而取消中间的机械连接结构，简化了组合管桩结构，减少了管桩制作工序及制作成本。端头加强型uhpc-phc组合管桩与一般phc管桩相比，改善了沉桩质量，避免补桩及修复造成的造价增加、工期延误和安全隐患；与uhpc管桩相比，提升了经济性；与通过机械结构连接的组合管桩相比，提升了受力稳定性，可避免上下部管桩脱开等质量问题。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的端头加强型uhpc-phc组合管桩的结构示意图；

图2为上述实施例中所述隔离式钢筋笼的结构示意图；

图3为上述实施例中所述uhpc-phc组合管桩的侧面结构示意图；

图4为上述实施例中所述端板的结构示意图；

图5为上述实施例中所述隔离板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-5所示，本实用新型提供一种端头加强型uhpc-phc组合管桩预制结构，包括：隔离式钢筋笼，其包括钢筋笼，其包括主筋4和分布于所述主筋上的箍筋5；两个端板6，其面积大于所述钢筋笼的截面面积，所述两个端板分别设于所述钢筋笼的两端的端面上并与其同轴设置，任一端板上设有供所述主筋插入的穿孔8；隔离板7，其面积大于所述钢筋笼的截面面积且小于所述端板的面积，所述隔离板设于所述钢筋笼的受力端近端面处并与其同轴设置，所述隔离板上设有供所述主筋穿过的穿孔9，所述隔离板上还间隔设有多个小孔10；

uhpc节段1，其为中空结构，其设于所述隔离板至位于受力端的所述端板之间的所述钢筋笼上，并包覆所述钢筋笼；

phc节段2，其为中空结构，其设于所述隔离板至另一端板之间的所述钢筋笼上，并包覆所述钢筋笼；

其中，所述phc节段和所述uhpc节段一体成型。

上述技术方案中，所述隔离式钢筋笼的形状根据组合管桩的形状进行变化，可以是圆筒形，也可以是长方体形，优选为圆筒形；所述箍筋等距离焊接在所述主筋的外侧；所述端板形状根据组合管桩的形状进行变化，可以是圆环形，也可以是方环形，优选为圆环形，其外径等于组合管桩外径；隔离板形状根据组合管桩的形状进行变化，可以是圆形，也可以是方形，优选为圆形，其直径小于所述端板外径且大于所述钢筋笼截面直径；所述端板与隔离板均通过穿孔与主筋焊接在一起，其穿孔8与穿孔9一一对应。

本实用新型具有的新型隔离式钢筋笼结构，可用于高强度复合材料组合管桩的制备，在不使用机械连接结构的情况下使两种混凝土材料一体成型，且保持两种混凝土材料本身的特性。端头加强型的uhpc-phc组合管桩，仅在组合管桩端头部分使用uhpc材料，该结构增强了管桩受力端抗锤击能力；同时，一体成型的结构保证了组合管桩整体受力均匀，提升了稳定性。

在另一技术方案中，所述的端头加强型uhpc-phc组合管桩预制结构，还包括两个钢套箍3，其分别套设在所述uhpc-phc组合管桩的两端。这里，钢套箍3与端板6焊接在一起，作用于受锤击的端部区域，避免其发生变形。

在另一技术方案中，所述的端头加强型uhpc-phc组合管桩预制结构，所述箍筋5呈螺旋状环绕在所述主筋4外侧，通过紧密的箍筋结构，可有效限制预制成型后组合管桩内部核心混凝土的横向变形，提高组合管桩的承载能力。

在另一技术方案中，所述的端头加强型uhpc-phc组合管桩预制结构，所述小孔10孔径相同，其孔径大于phc材料中最大粒径的两倍，所述小孔开孔总面积不低于所述隔离板7面积的50％，以保证隔离板周围的uhpc材料与phc材料能够充分混合。

在另一技术方案中，所述的端头加强型uhpc-phc组合管桩预制结构，所述隔离板7半径比所述端板6外半径小2cm。

在另一技术方案中，所述的端头加强型uhpc-phc组合管桩预制结构，所述隔离板7沿轴向到所述uhpc节段外侧端板6的距离为2cm。

在本实施例中，组合管桩制备过程如下：

编笼：将多根主筋4穿过隔离板7上的穿孔9固定后送入滚焊机与箍筋5焊接成笼型结构，钢筋笼成型后主筋4的两端分别与两个端板6上的穿孔8焊接，端板6四周沿外轮廓焊接有薄钢板制成的钢套箍3。

钢筋笼安装：将隔离式钢筋笼放入离心圆桩的钢模具(下半模)内，两个端板6分别与模具两端的连接机构连接固定。

混凝土布料：将搅拌好的uhpc材料和phc材料以隔离板7为界分别填满左右两端的下半模。

合模：将离心圆桩的钢模(上半模与下半模)合装，并用螺栓固定。

预应力张拉：在钢模张拉端安装张拉螺栓，使用拉张机对合模后的钢筋笼进行预应力张拉。

离心预制：使用离心机对带模组合管桩进行离心，离心过程中在隔离板7周围的uhpc材料与phc材料通过小孔10充分混合，混凝土离心成型并在管桩内形成圆形内腔。

蒸汽养护：使用蒸汽养护装置对带模组合管桩进行蒸汽养护以提升混凝土强度。

脱模：卸下合模螺栓、拉张螺栓与固定螺栓，将组合管桩从模具取出后预制完成。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。