专利名称：混凝土填充杆的制作方法
技术领域：
本发明涉及混凝土杆，具体而言，涉及具有极佳抗弯特性的混凝土填充金属杆。
背景技术：
在先前技术中，可发现许多混凝土填充钢柱，例如涉及一种混凝土填充钢管柱的美国专利第4,783,940号(“Sato”)，以及涉及混凝土填充钢沉箱的美国专利第4,018,055号(“Le Clercq”)。在某些实例中，例如在“Sato”中，管柱经预应力处理，因此，当管柱受到轴向负荷时，此负荷的大部分(如果不是全部的话)由抗压性极佳的混凝土承载，且仅有极少部分的负荷传递至钢壳体。在这些实例中，钢壳体可方便地用于在制造过程中容纳混凝土，且自钢壳体延伸至混凝土中的突出部分(如果有)可用于加强混凝土(而非钢杆)或能够将一预应力施加至管柱上，以便在施加负荷后使混凝土柱较佳地承载负荷(而非由钢壳体承载)。
柱子至少在两个位置处受到固定，一般在底部(通过埋藏或螺栓连接等方法固定于大地中)及顶部(其在此处连接至其它建筑物结构，例如，天花板、梁等)。轴向负荷抵抗能力非常重要，而弯曲负荷抵抗能力则不甚重要，这是因为当在至少两个位置处固定柱子时仅存在很小(如果有)的弯曲负荷。使用混凝土的原因是其具有极佳的抗压性(轴向负荷)，外壳在大部分情况下用于(如果不是专门用于)承载混凝土。径向延伸的突出部分(如Sato中所述)用于加强混凝土与壳体之间的结合，以便可向其施加后张负荷。
另一方面，一杆可仅在一个位置处受到固定(通常在一端通过螺栓连接至或埋藏于大地中)，其另一端支承一重量(诸如一轻固定件或自该杆悬挂之线路)，此可导致一悬臂负荷，由此会施加水平负荷(弯曲负荷)，这一问题必须加以解决。
一种可能的解决方案是增加钢杆的厚度，此会使成本显著增加。而且很快会达到一无法再形成此杆之厚度。此外，美国残疾人法案(Americans withDisabilities ActADA)要求沿街道及公路在任何人行道及路缘之间应至少具有24英时的空间。沿此等街道装设的任何杆通常必须适合此有限空间(通常为24英吋)且此因而变成杆底座处的最大尺寸，这将进一步限制钢杆的厚度。
发明内容
本发明提供一种混凝土填充钢质杆，其具有大致沿此钢杆长度方向延伸的轴向对准加强棒。该等加强棒较佳连续焊接于此钢杆上，且该等棒较佳沿所形成钢杆的纵向“弯曲”设置。此钢杆形成为两或更多部分以便为此等棒至此钢杆内表面的连续焊接提供途径，然后这些部分自身彼此之间相互固定在一起(例如，通过焊接或螺栓连接)以形成此钢杆。将混凝土浇注于该钢杆中，当混凝土硬化且经养护后，其将与此钢杆的内表面以及该等加强棒结合在一起。该等棒的作用是将负荷自外部钢壳传递至内部混凝土芯，且可在混凝土与钢之间提供额外的结合表面积，这会大大加强此钢杆，因而在钢杆弯曲时不会发生弯折或断裂。加强棒较佳由一种与将该等棒固定至钢杆上所用的焊条高度相容的材料制成。
图1展示一种根据本发明制成的混凝土填充钢杆的实例；图2是图1所示钢杆在填充混凝土之前的分解透视图；图3是图2所示钢杆在组装成可填充混凝土之状态时的端视图；图4是沿图1中线4-4的视图，其展示已组装并已填充好的钢杆之剖面。
具体实施例方式
图1至4展示一根据本发明制成且欲用于承载电功率的混凝土填充钢杆10之实例。当然，已知类似杆可用于其它用途，例如支撑轻固定件、通信天线、标志牌及其它结构。
参照图4，杆10包括一钢外壳12，此外壳用于界定一外表面14及一内表面16。在此实施例10中，外壳12为一钢壳体，但应了解，其可由其它材料制成，包括铁、铝、铜及其它材料。外壳12形成为一具有八边形截面的锥形中空长杆，但其亦可形成为具有诸如六边形或九边形等其它多边形截面的杆。该杆在其底座处具有一较大直径且在其顶端处具有一较小直径。杆10亦包括纵向延伸的加强棒18及一混凝土芯20，如下文之详述。
现参照图2，该实施例10的钢壳体12形成为相同的两半部分，每一部分皆形成此八边形截面的一半。该等部分在八边形截面(其中通过弯制或焊接一平板以形成该八边形截面)的顶点22处具有纵向延伸的折缝或缝，且加强棒18沿该等顶点22的内表面固定于壳体上，此固定较佳沿钢壳体12的内表面16通过焊接达成。加强棒18基本沿杆10的整个长度延伸，且该等棒较佳由可与所用焊条的材料相容的材料制成。较佳地，基本上沿棒18的整个长度将棒18焊接于壳体12上，而非以一定间隔对其进行定位焊或点焊。
如图3所示，当将棒18固定于壳体12的两半部分后，将该等部分靠近并固定在一起，此固定较佳通过焊接达成(但亦可使用其它方法，例如螺栓连接)，以制成具有加强棒18的整体钢壳体12。最后，如图4所示，浇注内部混凝土芯20以填充钢壳体12的内部，从而使混凝土20与钢壳体12的内表面16相接触且亦与加强棒18相接触。
所制成的混凝土填充钢杆10具有较薄的钢壳体12，且加强棒18增强了钢杆10的强度，此尤其有利于钢杆承载弯曲负荷且有助于将负荷自钢壳体12传递至混凝土20，同时提供了额外的表面供混凝土20与钢壳体12结合。
该具体实施例的加强棒沿壳体12的8个顶点中的6个设置。亦可在将此等两半部分壳体组装在一起之前将加强棒焊接至另外两个顶点。亦可视拟施加于杆上的负荷的需要沿交替顶点或以其它布置方式来焊接加强棒。
熟习此项技术者将易知可对上述实施例进行修改且不背离本发明之范畴。
权利要求
1.一种混凝土填充杆，其包括一金属长形外壳，所述外壳用于界定一内表面及一外表面且具有一界定多个顶点的多边形截面；若干金属长棒，此等棒沿所述顶点中至少一部分顶点的内表面延伸且沿所述顶点固定于所述外壳的所述内表面；及一混凝土内芯，其中所述棒基本沿所述杆的长度延伸且所述混凝土内芯与所述棒及所述壳体的所述内表面接触。
2.如权利要求1的混凝土填充杆，其中所述金属外壳因其底座处的直径较大顶部处的直径较小而呈锥形。
3.如权利要求1的混凝土填充杆，其中所述棒系焊接至所述外壳上。
4.如权利要求1的混凝土填充杆，其中所述多边形为一八边形。
5.一种用于制作一混凝土填充杆的方法，其包括下述步骤形成至少两个金属板，以界定等间距纵向延伸的顶点并界定一内表面及一外表面；沿所述顶点中至少一部分顶点的内表面焊接长棒；使所述板靠近并将所述板固定在一起以形成一具有一多边形截面的壳体；及将混凝土浇注于所述多边形壳体内部，以使所述混凝土实质上与所述内表面接触并与所述棒接触。
全文摘要
本发明揭示一种混凝土填充杆，其包括纵向对准的加强棒，该等加强棒沿壳体多边形截面的顶点固定至该壳体上，以增强该杆的弯曲负荷承载能力。
文档编号E04H12/12GK1671935SQ03818513
公开日2005年9月21日 申请日期2003年8月7日 优先权日2002年8月14日
发明者福阿德·H·福阿德, 韦斯利·詹姆斯·奥利芬特, C·杰里·王 申请人:佛蒙特工业股份有限公司, 佛罗里达电力电灯公司