一种钢管拱肋外包板连接接头的制作方法

本实用新型涉及钢管接头领域，特别涉及一种钢管拱肋外包板连接接头。

背景技术：

钢管混凝土拱桥具有良好的受力性能，具有施工方便，经济美观等优点，随着我国桥梁建造技术的日趋成熟，钢管混凝土拱桥得到了快速发展，至今已有400余座。然而，大量工程实践表明，在钢管拱肋与拱肋连接处的外包板接头处，没有采取任何有利于焊接的措施，降低了外包板与拱肋的焊缝质量，出现拱肋气密性差、外包板焊缝受力不均匀等现象。气密性差会导致钢管拱肋灌注混凝土期间出现界面分离的现象，焊缝受力不均匀会导致拱肋接头外包板处发生溢浆现象，严重的会发生爆浆事故，究其原因，大多是因为钢管拱肋接头在外包板焊接时，外包板难以在拱肋上定位焊接，增加了焊接难度，致使焊接不均匀、焊接不密实、焊缝受力不均匀，从而使接头外包板在灌注混凝土时，出现质量事故，若是由焊缝引起的气密性差就会导致混凝土灌注不充分，出现混凝土和钢管拱肋界面分离的现象，若是由焊缝引起的外包板受力不均匀就会导致混凝土灌注时包板受力不均匀，发生外包板胀裂，出现溢浆爆浆现象。目前，对于拱肋外包板接头的研究鲜有报道，施工中外包板的焊接质量不高，仍然会导致整个钢管混凝土拱肋出现受力不合理和质量缺陷，基于此，一种钢管拱肋外包板连接接头技术有待研究。

技术实现要素：

本实用新型的目的旨在解决现有钢管拱肋连接接头结构存在的问题，而提出一种能显著提高钢管拱肋焊接强度，保证连接接头牢固性，增强钢管混凝土拱肋气密性，使外包板焊缝受力均匀，实现现场施工作业快速化的钢管拱肋外包板连接接头。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种钢管拱肋连接接头结构，包括钢管拱肋、连接法兰、环形定位圈和外包板接头，相邻两个所述钢管拱肋对接的部位形成连接接头，所述钢管拱肋内设置有所述连接法兰，相邻两个所述钢管拱肋通过连接法兰连接，所述钢管拱肋的端部内壁均设置有所述环形定位圈，所述环形定位圈沿钢管拱肋的轴向向外延伸3-5cm，所述环形定位圈外设置有所述外包板接头，所述外包板接头卡接在相邻的两个钢管拱肋之间的接缝处并与所述环形定位圈的外壁焊接。

进一步的，所述连接法兰包括中空圆环状的法兰体以及与所述法兰体连接的连接肋板，所述法兰体的圆心与所述钢管拱肋的圆心重合，法兰体的连接端面凸出于环形定位圈向外延伸的端面，并且所述法兰体的外径小于所述环形定位圈的内径，所述连接肋板的一端与所述法兰体连接，所述连接肋板的另一端与所述钢管拱肋的内壁连接，所述法兰体上均匀设置有若干个螺栓孔，相邻两个连接法兰通过螺栓固定连接。

进一步的，所述外包板接头由两个对称的半圆形的外包板构成。

进一步的，所述环形定位圈由两个对称的半圆形钢圈构成。

进一步的，所述环形定位圈的厚度为4-8mm。

进一步的，所述外包板的两端设置有焊接孔。

进一步的，所述环形定位圈与所述钢管拱肋的内壁通过焊接连接，所述环形定位圈与钢管拱肋的连接端设置有焊接孔。

进一步的，所述环形定位圈的内侧设置有加强筋。

进一步的，所述外包板的外径与所述钢管拱肋的外径相同，所述外包板的长度与相连两个钢管拱肋之间的接缝长度相等。

由于采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型提供的钢管拱肋连接接头结构施工安装便捷，连接措施安全，整体连接牢靠，适宜复杂施工环境，大大缩短作业工期，可用于钢管混凝土拱桥的施工，通过在所述钢管拱肋的端部内壁均设置有所述环形定位圈，在焊接外包板时，可以将外包板准确的放置于环形定位钢圈上，使外包板与拱肋接头的相对位置稳定，方便焊接，降低了由于外包板与拱肋接头定位不准带来的焊接难度，从而减少了焊接质量带来的不利后果。

2、本实用新型能够保证连接接头牢固性，增强钢管混凝土拱肋气密性，不会出现混凝土和钢管拱肋界面分离的现象，能够使外包板焊缝受力均匀，不会发生外包板胀裂，出现溢浆爆浆现象，尤其连接接头具有良好的轴向受力性能，受弯性能和抗疲劳性能，具有良好的应用空间和良好的使用效果。

3、本实用新型先采用所述连接法兰将所述钢管拱肋连接，然后在钢管拱肋的端部内壁均设置环形定位圈后，再用外包板垫于环形定位圈的外壁上进行焊接，使用法兰固定可以增强钢管拱肋的连接强度，防止焊接时钢管拱肋移动，能显著提高焊接质量。

附图说明

图1是本实用新型一种钢管拱肋连接接头结构的示意图。

图2是本实用新型钢管拱肋、连接法兰与环形定位圈的结构示意图。

图3是本实用新型环形定位圈的结构示意图。

图4是本实用新型外包板接头的结构示意图。

其中，附图中标记为：1-钢管拱肋；2-连接法兰；3-环形定位圈；4-外包板接头；5-法兰体；6-连接肋板；7-螺栓孔；8-焊接孔；9-加强筋。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，一种钢管拱肋连接接头结构，包括钢管拱肋1、连接法兰2、环形定位圈3和外包板接头4，相邻两个钢管拱肋1对接的部位形成连接接头，钢管拱肋1内设置有连接法兰2，相邻两个钢管拱肋1通过连接法兰2连接，钢管拱肋1的端部内壁均设置有环形定位圈3，环形定位圈3沿钢管拱肋1的轴向向外延伸3-5cm，环形定位圈3外设置有外包板接头4，外包板接头4卡接在相邻的两个钢管拱肋1之间的接缝处并与环形定位圈3的外壁焊接。

本实用新型通过在钢管拱肋1的端部内壁均设置有环形定位圈3，在焊接外包板时，可以将外包板准确的放置于环形定位钢圈上，使外包板与拱肋接头的相对位置稳定，避免外包板在焊接时与钢管拱肋1接头产生相对滑移，方便焊接，降低了由于外包板与拱肋接头定位不准带来的焊接难度，从而减少了焊接质量带来的不利后果。

连接法兰2包括中空圆环状的法兰体5以及与法兰体5连接的连接肋板6，该连接法兰2中空的设计便于钢管拱肋1浇筑混凝土，法兰体5的圆心与钢管拱肋1的圆心重合，法兰体5的连接端面凸出于环形定位圈3向外延伸的端面，并且法兰体5的外径小于环形定位圈3的内径，连接肋板6的一端与法兰体5连接，连接肋板6的另一端与钢管拱肋1的内壁连接，法兰体5上均匀设置有若干个螺栓孔7，相邻两个连接法兰2通过螺栓固定连接。连接法兰2的设置可增加钢管拱肋1的强度，增大钢管拱肋1的承压能力，提高焊接质量和钢管拱肋1的使用寿命，避免外包板在焊接时与钢管拱肋1接头产生相对滑移。

为了提高现拱肋气密性，使环形定位圈3和外包板焊缝受力均匀，便于施工焊接，外包板接头4由两个对称的半圆形的外包板构成，环形定位圈3由两个对称的半圆形钢圈构成。

环形定位圈3的厚度优选为4-8mm，本实用新型实施例环形定位圈3的厚度为5mm，环形定位圈3采用此厚度一方面不会出现焊穿的情况，另一方面能够与外包板和连接法兰2合理配合使用。

为了提高焊接质量，外包板的两端设置有焊接孔8，环形定位圈3与钢管拱肋1的内壁通过焊接连接，环形定位圈3与钢管拱肋1的连接端设置有焊接孔8。

为了提高环形定位圈3的强度，避免其出现变形现象，环形定位圈3的内侧设置有加强筋9，加强筋9纵向或横向设置在环形定位圈3的内壁上。

实际使用中，外包板的制作应尽量与钢管拱肋1接头处尺寸一致，因此外包板的外径与钢管拱肋1的外径相同，外包板的长度与相连两个钢管拱肋1之间的接缝长度相等，使外包板与钢管拱肋1相匹配。

本实用新型的钢管拱肋连接接头结构的连接方法及原理为：先采用连接法兰2将钢管拱肋1连接，连接法兰2螺纹连接或焊接在钢管拱肋1的内壁上，将相邻的两个连接法兰2用螺栓连接，然后在钢管拱肋1的端部内壁焊接环形定位圈3后，再用外包板垫于环形定位圈3的外壁上进行焊接。通过设置环形定位圈3能够保证连接接头牢固性，增强钢管混凝土拱肋气密性，不会出现混凝土和钢管拱肋1界面分离的现象，能够使外包板焊缝受力均匀，不会发生外包板胀裂，出现溢浆爆浆现象，并且连接接头具有良好的轴向受力性能，受弯性能和抗疲劳性能。

本实用新型提供的钢管拱肋连接接头结构施工安装便捷，连接措施安全，整体连接牢靠，适宜复杂施工环境，大大缩短作业工期，降低成本，可用于钢管混凝土拱桥的施工。

上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。