多片钢板组合无纵向焊缝的带锁扣钢管桩及预制方法
【专利摘要】多片钢板组合无纵向焊缝的带锁扣钢管桩及预制方法，该钢管桩包括两个～六个由宽度、长度、厚度相等的矩形钢板弯制形成一个圆心角大于200°的弧形体；矩形钢板一端向外成90°直角弯折形成一个外端带锁扣形钩、可相互咬合的连接部；且，沿弧形体对应圆周方向均匀设置至少两个螺栓孔，其中一螺栓孔靠近连接部弯折处，该螺栓孔中心线与连接部成一角度θ，θ小于10°，对应上述螺栓孔，沿弧形体长度方向等间距设置至少两个螺栓孔；这些弧形体相互套设形成封闭的圆环，并由螺栓连接形成钢管桩。本发明带锁扣钢管桩，解决钢管桩加工及安装问题，形成钢管桩便于加工、储运及安装。
【专利说明】
多片钢板组合无纵向焊缝的带锁扣钢管桩及预制方法
技术领域
[0001]本发明涉及粧基工程技术领域，特别涉及多片钢板组合无纵向焊缝的带锁扣钢管粧及预制方法，适用于基坑工程中作为围护结构的带锁扣钢管粧，或水利工程中作为隔水结构的带锁扣钢管粧。
【背景技术】
[0002]中国专利CN03129107.4涉及一种应用在沉管隧道工程中沉管段和暗埋段之间的钢管粧挡墙。该挡墙主要包括钢管粧、钻孔灌注粧，所述的钢管粧上带有锁口，钢管粧之间通过锁口依次相连接构成钢管粧挡墙，钻孔灌注粧位于钢管粧下部。其优点是，相对于钢管粧密排结构，有更好的防渗效果，易于达到较高的成墙精度要求，节省了工程造价。相对于地下连续墙结构而言，与沉管段连接部分，开口处理更方便。
[0003]中国专利号CN03129108.2涉及一种应用在沉管隧道工程中沉管段和暗埋段之间的钢管粧挡墙的施工方法。该方法是:(I)首先构筑导墙，顺次开挖槽段，并进行清底换浆；
(2)在每一幅槽段内连续插入钢管粧，钢管粧之间通过相邻锁口扣紧连接；(3)灌注固化泥浆；(4)进行钻孔灌注粧的施工。其优点是，相对于钢管粧密排，有更好的防渗效果，易于达到较高的成墙精度要求，节省了工程造价。相对于地下连续墙而言，与沉管段连接部分，开口处理方便。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种多片钢板组合无纵向焊缝的带锁扣钢管粧及预制方法，解决钢管障碍墙加工及安装问题，解决钢管粧加工及安装问题，形成钢管粧便于加工、储运及安装。
[0005]为达到上述目的，本发明的技术方案是:
[0006]多片钢板组合无纵向焊缝的带锁扣钢管粧，其包括两个?六个由宽度、长度、厚度相等的矩形钢板弯制形成一个圆心角大于200°的弧形体;矩形钢板一端向外成90°直角弯折形成一个外端带锁扣形钩、可相互咬合的连接部;且，沿弧形体对应圆周方向均匀设置至少两个螺栓孔，其中一螺栓孔靠近连接部弯折处，该螺栓孔中心线与连接部成一角度θ，θ小于10°，对应上述螺栓孔，沿弧形体长度方向等间距设置至少两个螺栓孔;该些弧形体相互套设形成封闭的圆环，并由螺栓连接形成钢管粧。
[0007]优选的，所述连接部长度小于2R，R为钢管粧的内半径。
[0008]优选的，所述矩形钢板的宽度大于1.0m、长度大于1.0m，厚度不小于3mm。
[0009]优选的，所述螺栓孔直径大于矩形钢板厚度。
[0010]优选的，所述钢管粧组合通过其外侧带锁扣形钩相互咬合连接形成墙体。
[0011]本发明所述的多片钢板组合无纵向焊缝的带锁扣钢管粧的预制方法，其特征是，包括如下步骤:
[0012]I)取M片宽度相等、长度相等且厚度相等的矩形钢板，M = 2?6;先分别将矩形钢板一端热弯或冷弯制成可相互咬合的锁扣形钩横截面，然后沿第一定位线热弯或冷弯制成90°直角，锁扣形钩横截面外边缘距第一定位线对应的宽度小于2R，R为待加工钢管粧的内半径，单位mm;
[0013]2)每片矩形钢板以第一定位线I为基准线，沿远离锁扣形横截面一端的方向，相距MR/ISO处平行于第一定位线确定第二定位线，Θ为第一定位线及中轴线所在平面与第二定位线及中轴线所在平面的夹角，Θ小于10° ;
[0014]3)每片矩形钢板以第二定位线为基准线，沿远离第一定位线的方向，依次相距(2R-t)/M平行于第二定位线确定第三定位线、第四定位线、...、第M+1定位线;钢板范围内的定位线称为有效定位线，钢板范围外的定位线称为无效定位线，t为矩形钢板的壁厚，单位mm;
[0015]4)每片矩形钢板沿每根有效定位线等间距各设置N个螺栓孔，N不小于2，螺栓孔直径大于钢板厚度；
[0016]5)每片矩形钢板自未弯制成锁扣形横截面一端至第一定位线I弯曲加工为半径为R的圆弧形断面，其对应的圆心角大于200° ;
[0017]6)将第二片矩形钢板绕圆弧形断面中心轴旋转360° (2-1)/Μ,...第M片钢板绕圆弧形断面中心轴旋转360° (M-l)/M，然后每片矩形钢板圆弧形断面利用其弹性变形能力绕共同的中心轴相互嵌套为阿基米德螺线形断面；
[0018]7)用NXM个螺栓或栓钉穿过M纵列且每列N个预留螺栓孔固定多片矩形钢板，这样多片矩形钢板组合成无纵向焊缝的钢管；螺栓或栓钉直径小于螺栓孔直径并大于钢板厚度，从而构成多片钢板组合的无纵向焊缝带锁扣钢管粧，钢管粧的内半径为R。
[0019]进一步，组合钢管粧通过其钢管外侧带锁扣形钩的连接部相互咬合并沉入地下，连接成线状或网粧墙体。
[0020]优选的，所述矩形钢板的宽度大于1.0m、长度大于1.0m，厚度不小于3mm。
[0021]本发明的有益效果:
[0022]本发明通过多个矩形钢板弯制形成弧形体相互套设形成封闭的圆环，在通过其外侧带锁扣形钩相互咬合连接形成墙体，便于加工、储运及安装。
【附图说明】
[0023]图1为本发明实施例矩形钢板的剖面图。
[0024]图2为本发明实施例弧形体的立体图。
[0025]图3为本发明实施例弧形体端面的结构示意图。
[0026]图4为本发明实施例一(三片钢板)的结构示意图。
[0027]图5为本发明实施例一组合形成墙体的结构示意图。
[0028]图6为本发明实施例二(四片钢板)的结构示意图。
[0029]图7为本发明实施例二组合形成墙体的结构示意图。
【具体实施方式】
[0030]下面结合实施例和附图对本发明做进一步说明。
[0031]参见图1?图5，其所示为本发明实施例一，在本实施例中，所述带锁扣钢管粧，包括三个由宽度、长度、厚度相等的矩形钢板弯制形成一个圆心角大于200°的弧形体1、2、3;矩形钢板一端向外成90°直角弯折形成一个外端带锁扣形钩、可相互咬合的连接部11(以弧形体I为例，下同)；且，沿弧形体对应圆周方向均匀设置三个螺栓孔101、102、103，其中一螺栓孔101靠近连接部11弯折处，该螺栓孔101中心线与连接部11成一角度θ，θ小于10°;对应螺栓孔101沿弧形体长度方向等间距设置至少两个螺栓孔111、121，对应螺栓孔102沿弧形体长度方向等间距设置至少两个螺栓孔112、122，对应螺栓孔103沿弧形体长度方向等间距设置至少两个螺栓孔113、123;这些弧形体相互套设形成封闭的圆环，并由螺栓401、402、403、411、412、413、421、422、423连接形成钢管粧。
[0032]优选的，所述连接部11对应的宽度W小于2R，R为钢管粧的内半径。
[0033]优选的，所述矩形钢板的宽度大于1.0m、长度大于1.0m，厚度不小于3mm。
[0034]优选的，所述螺栓孔101、102、103、111、112、113、121、122、123直径大于矩形钢板厚度。
[0035]优选的，所述钢管粧组合通过其外侧带锁扣形钩相互咬合连接形成墙体。
[0036]参见图6、图7，其所示为本发明实施例二，在本实施例中，采用四片矩形钢板形成四个弧形体组合形成钢管粧，并组合形成墙体。
[0037]实施例1(参见图2?图4)
[0038]I)取3片宽度都为2.50m、长度都为15.0m且厚度都为16mm的矩形钢板;先分别将矩形钢板一端热弯制成可相互咬合的锁扣形横截面，然后沿第一定位线LI热弯制成90°直角；锁扣形横截面外边缘距第一定位线LI对应的宽度等于0.25m，小于2R;R为待加工钢管粧的标准半径，取R=0.4m；
[0039]2)每片钢板以第一定位线LI为基准线，沿远离锁扣形横截面一端的方向，相距πθR/180 = 0.035m处平行于定位线LI确定第二定位线L2; Θ为第一定位线LI及中轴线所在平面与第二定位线L2及中轴线所在平面的夹角，取θ = 5°，小于10° ;
[0040]3)每片钢板以第二定位线L2为基准线，沿远离第一定位线LI的方向，依次相距
(2R-t)/3 = 0.821，平行于第二定位线L2确定第三定位线L3和第四定位线L4;第二定位线L3和定位线L4都在钢板范围内，所有定位线都为有效定位线；
[0041]4)每片钢板沿每根有效定位线等间距各设置15个螺栓孔，螺栓孔直径25mm，大于钢板厚度；
[0042]5)每片钢板自未弯制成锁扣形钩横截面一端至第一定位线I弯曲加工为半径为
0.4m的圆弧形断面，其对应的圆心角等于300°，大于200° ；
[0043]6)将第二片矩形钢板绕圆弧形断面中心轴旋转120°，第三片矩形钢板绕圆弧形断面中心轴旋转240°，然后每片钢板圆弧形断面利用其弹性变形能力绕共同的中心轴相互嵌套为阿基米德螺线形断面；
[0044]7)用45个栓钉穿过3纵列且每列15个预留螺栓孔固定3片钢板，这样3片钢板组合成无纵向焊缝的钢管;栓钉直径22mm，小于螺栓孔直径并大于钢板厚度;从而构成多片钢板组合的无纵向焊缝带锁扣钢管粧，钢管粧的内半径R = 0.4m ；
[0045]8)组合钢管粧通过其外侧带锁扣形钩的连接部相互咬合并沉入地下，连接成线状或网粧墙体。
[0046]实施例2(参见图6、图7)
[0047]I)取4片宽度都为1.45m、高度都为12.0m且厚度都为1mm的矩形钢板;先分别将矩形钢板一端冷弯制成可相互咬合的锁扣形钩横截面，然后沿第一定位线LI冷弯制成90°直角;锁扣形钩横截面外边缘距第一定位线LI对应的宽度等于0.15m，小于2R;R为待加工钢管粧的标准半径，取R = 0.25m;
[0048]2)每片钢板以第一定位线LI为基准线，沿远离锁扣形横截面一端的方向，相距πθR/180 = 0.022m处平行于第一定位线LI确定第二定位线L2; Θ为第一定位线LI及中轴线所在平面与第二定位线L2及中轴线所在平面的夹角，取θ = 5°，小于10° ;
[0049]3)每片钢板以第二定位线L2为基准线，沿远离第一定位线LI的方向，依次相距(2R-t)/4 = 0.385，平行于第二定位线L2确定第三定位线L3、第四定位线L4和第五定位线L5;第三定位线L3、第四定位线L4和第五定位线L5都在钢板范围内，所有定位线都为有效定位线；
[0050]4)每片钢板沿每根有效定位线等间距各设置12个螺栓孔，螺栓孔直径16mm，大于钢板厚度；
[0051]5)每片钢板自未弯制成锁扣形横截面一端至第一定位线LI弯曲加工为半径为
0.25m的圆弧形断面，其对应的圆心角等于300°，大于200° ；
[0052]6)将第二片矩形钢板绕圆弧形断面中心轴旋转90°，第三片矩形钢板绕圆弧形断面中心轴旋转180°，第四片矩形钢板绕圆弧形断面中心轴旋转270°，然后每片钢板圆弧形断面利用其弹性变形能力绕共同的中心轴相互嵌套为阿基米德螺线形断面；
[0053]7)用48副螺栓穿过4纵列且每列12个预留螺栓孔固定4片矩形钢板，这样4片钢板组合成无纵向焊缝的钢管;螺栓直径14_，小于螺栓孔直径并大于钢板厚度;从而构成多片钢板组合的无纵向焊缝带锁扣钢管粧，钢管粧的内半径R = 0.25m ；
[0054]8)组合钢管粧通过其外侧带锁扣形钩的连接部相互咬合并沉入地下，连接成线状或网粧墙体。
[0055]本发明为基坑工程提供一种围护结构、为水利工程提供一种隔水构障碍墙。本发明多片钢板组合无纵向焊缝钢管，便于加工、储运及安装。
【主权项】
1.多片钢板组合无纵向焊缝的带锁扣钢管粧，其特征在于，包括两个?六个由宽度、长度、厚度相等的矩形钢板弯制形成一个圆心角大于200°的弧形体;矩形钢板一端向外成90°直角弯折形成一个外端带锁扣形钩、可相互咬合的连接部;且，沿弧形体对应圆周方向均匀设置至少两个螺栓孔，其中一螺栓孔靠近连接部弯折处，该螺栓孔中心线与连接部成一角度θ，θ小于10°，对应上述螺栓孔，沿弧形体长度方向等间距设置至少两个螺栓孔;这些弧形体相互套设形成封闭的圆环，并由螺栓连接形成钢管粧。2.如权利要求1所述的多片钢板组合无纵向焊缝的带锁扣钢管粧，其特征在于，所述连接部长度小于2R，R为钢管粧的内半径。3.如权利要求1所述的多片钢板组合无纵向焊缝的带锁扣钢管粧，其特征在于，所述矩形钢板的宽度大于1.0m、长度大于1.0m，厚度不小于3mm。4.如权利要求1所述的多片钢板组合无纵向焊缝的带锁扣钢管粧，其特征在于，所述螺栓孔直径大于矩形钢板厚度。5.如权利要求1所述的多片钢板组合无纵向焊缝的带锁扣钢管粧，其特征在于，所述钢管粧组合通过其外侧带锁扣形钩相互咬合连接形成墙体。6.如权利要求1所述的多片钢板组合无纵向焊缝的带锁扣钢管粧的预制方法，其特征是，包括如下步骤: 1)取M片宽度相等、长度相等且厚度相等的矩形钢板，M= 2?6;先分别将矩形钢板一端热弯或冷弯制成可相互咬合的锁扣形钩横截面，然后沿第一定位线I热弯或冷弯制成90°直角，锁扣形钩横截面外边缘距第一定位线I对应的宽度小于2R，R为待加工钢管粧的内半径，单位mm; 2)每片矩形钢板以第一定位线I为基准线，沿远离锁扣形横截面一端的方向，相距MR/180处平行于第一定位线I确定第二定位线2，θ为第一定位线I及中轴线所在平面与定位线2及中轴线所在平面的夹角，Θ小于10° ; 3)每片矩形钢板以第二定位线2为基准线，沿远离第一定位线I的方向，依次相距3i(2R-t)/M平行于第二定位线确定第三定位线、第四定位线.....第M+1定位线；钢板范围内的定位线称为有效定位线，钢板范围外的定位线称为无效定位线，t为矩形钢板的壁厚，单位mm; 4)每片矩形钢板沿每根有效定位线等间距各设置N个螺栓孔，N不小于2，螺栓孔直径大于钢板厚度； 5)每片矩形钢板自未弯制成锁扣形横截面一端至第一定位线I弯曲加工为半径为R的圆弧形断面，其对应的圆心角大于200° ; 6)将第二片矩形钢板绕圆弧形断面中心轴旋转360°(2-1)/Μ,...第M片钢板绕圆弧形断面中心轴旋转360° (M-l)/M，然后每片矩形钢板圆弧形断面利用其弹性变形能力绕共同的中心轴相互嵌套为阿基米德螺线形断面； 7)用NXM个螺栓或栓钉穿过M纵列且每列N个预留螺栓孔固定多片矩形钢板，这样多片矩形钢板组合成无纵向焊缝的钢管；螺栓或栓钉直径小于螺栓孔直径并大于钢板厚度，从而构成多片钢板组合的无纵向焊缝带锁扣钢管粧，钢管粧的内半径为R。7.如权利要求6所述的多片钢板组合无纵向焊缝的带锁扣钢管粧的预制方法，其特征是，组合钢管粧通过其钢管外侧带锁扣形钩的连接部相互咬合并沉入地下，连接成线状或网粧墙体。8.如权利要求6所述的多片钢板组合无纵向焊缝的带锁扣钢管粧的预制方法，其特征是，所述矩形钢板的宽度大于1.0m、长度大于1.0m，厚度不小于3mm。
【文档编号】E02D5/28GK105862727SQ201610196766
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】王怀忠
【申请人】宝山钢铁股份有限公司