架空输电线路用螺旋混凝土预制管桩的制作方法

本发明属于电力设备技术领域，尤其涉及一种架空输电线路用螺旋混凝土预制管桩。

背景技术：

随着电网技术的不断发展，架空输电线路的杆塔结构形式和基础形式也在不断的变化，其中，架空输电线路杆塔是架空线路的主要支撑结构，多由钢筋混凝土或钢材构成，杆塔基础为杆塔的主要支撑结构，杆塔基础需依据杆塔基础作用力的大小、地质地貌条件、施工机械设备等情况选用不同的基础形式进行结构设计。

混凝土预制管桩应用于杆塔结构的基础中，为使混凝土预制管桩在基础中所承受拉力、压力、拉弯、压弯等各种作用力，需要对管桩的结构进行特殊设计，例如，授权公告号cn103352464b公开了一种用于输电杆塔基础的加强型锚杆及其计算方法，包括锚杆本体，锚杆本体表面设有螺纹，锚杆本体的大于一半长度的部分埋设于岩体内，锚杆本体的剩余部分露在岩体外，锚杆本体表面每隔一段距离设有抗拔螺母，埋设于岩体内的锚杆本体按照需要的锚杆本体与灌浆料间粘结总强度通过灌浆料固定在锚桩内，露在岩体外的锚杆本体上端设有固定螺母，垫板通过所述固定螺母固定在岩体表面；申请公布号cn105113532a公开一种铁块式电力杆塔基础，具有分体式结构主体，主体由若干下层预制铁块和若干上层预制铁块连接而成，下层预制铁块的侧面设置挂件，上层预制铁块顶部设置挂件，上层预制铁块之间固定连接板，连接板上设置基础短柱，基础短柱上设有用于固定上部外接杆体结构的预埋地脚锚栓。上述两种结构均的杆塔基础在使用时，存在的问题是：在基础作用力较大情况下，需要增加管桩的长度或增大管桩直径来满足输电线路杆塔基础所产生的摩擦力，但是增加管桩长度或增大管桩直径直接影响到工程投资成本的增加。

授权公告号cn200985507y公开一种混凝土封底、带桩帽和带桩翼的管桩，其结构中设置竖直方向的桩翼，在受到架空输电线路基础传递拉力或者压力过程中，竖直方向的桩翼与地面接触面积有效，特别是土质松软地址环境中植桩使用时，该结构存在松动的风险。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种架空输电线路用螺旋混凝土预制管桩，通过在管桩本体外壁设置螺旋凸起，不仅增大架空输电线路杆塔基础摩擦力，且不影响预制管桩的使用寿命，同时可以节省材料、降低成本，免维护。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

架空输电线路用螺旋混凝土预制管桩，包括管桩主体和一体成型在管桩主体外壁的螺旋凸起，所述管桩主体的上端面设置连接螺栓。

进一步的，所述连接螺栓上套设垫板，所述垫板的下端面与管桩主体的上端面之间设置碟簧组件。

进一步的，所述管桩主体下端设置桩尖的形状为螺旋钻头型。

进一步的，所述螺旋凸起为一个或多个。

进一步的，所述螺旋凸起的截面为三角形或者梯形。

进一步的，所述螺旋凸起的截面三角形结构，所述管桩主体下端的直径等于上端的直径。

进一步的，所述管桩主体的下端面设置桩尖，桩尖的形状为螺旋钻头型。

本发明的有益效果是：

1.本发明在管桩主体的外壁设置螺旋凸起，首先本发明可以在工厂进行预制，其制作过程为：第一步，制作模具，模具采用钢制结构包括法兰连接的左半环模具和右半环模具，左半环模具和右半环模具均采用冲压工艺制作出相匹配的螺旋凹槽；第二步，制作钢筋框架，并在钢筋框架的上端预设连接螺栓或者连接法兰用于承接杆塔的下端；第三步，将模具套在钢筋框架的外侧，将混凝土灌浇在模具内，同时采用离心设备带动模具、钢筋框架旋转，保证混凝土成型过程中均匀密实；第四步，待混凝土终凝前将左半环模具和右半环模具进行拆卸。

由上可知，本发明可以在工厂进行预制，相对现有技术中增加管桩长度或增大管桩直径的方式，不仅可以提高整个管桩的抗拉、抗压能力，满足输电线路杆塔基础作用力，经实验证明，单本发明螺旋凸起的厚度与管桩主体相同，相邻两个螺旋凸起之间的间距等于管桩主体外径时，管桩的抗拉能力提高10%，螺旋凸起的结构设计可以有效增加本发明与地底土壤的接触面积，并且将本发明植入地下后，土壤也可以填充在相邻的两个螺旋凸起之间，提高本发明的抗拔能力，预防松动的现象发生；同时，本结构设计也可以有效减小工程的混凝土用料和成本投入，制作出来的管桩重量较小，利于运输和地表以下埋装，需指出的是法兰连接的模具可以快速拆装并重复使用，本发明在埋装时，对于土质较硬的地理环境可以采用植桩后混凝土灌浆方式，软质泥土可采用螺旋旋入方式、锤击法或静压法，从而保证预制螺旋凸起部分受力充分。

2.连接螺栓上套设垫板，垫板的下端面与管桩主体的上端面之间设置碟簧组件，本结构设计在使用过程中，遇到风雨天气，杆塔在导线的带动下做小幅度摇摆或者自身小幅度摇摆的情况下，碟簧组件为杆塔的下端提供充足的形变空间，从而预防杆塔的塔身、横担或者挂点发生硬性损伤，提高本发明使用过程中的稳定性和可靠性。

3.根据现场所需，土质较强且四季风力较小的地理位置可以将螺旋凸起设计为多个，从而达到解决混凝土用料的目的，螺旋凸起的截面可以设计为多种形状，例如梯形或者三角形结构。

5.螺旋凸起的截面三角形结构，管桩主体下端的直径等于上端的直径，本结构设计可以通过旋转设备将管桩快速旋入地表以下。

6.作为另外一种螺旋旋入地表以下的另一种实现方式，也可以将管桩主体的下端面设置螺旋钻头，实现管桩快速旋入至地表以下。

综上所述，本发明在管桩本体外壁设置螺旋凸起，不仅增大架空输电线路杆塔基础作用力，且不影响预制管桩的使用寿命，同时可以节省材料、降低成本，免维护。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图；

图2为图1的俯视结构示意图；

图3为本发明实施例一螺旋凸起截面的结构示意图；

图4为本发明实施例二的结构示意图；

图5为本发明实施例三螺旋凸起截面的结构示意图；

图6为本发明实施例三的结构示意图。

图中标号：1-管桩主体，2-螺旋凸起，3-连接螺栓，4-垫板，5-碟簧组件，6-桩尖。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

实施例一

如图1至图3所示，本发明包括管桩主体1和一体成型在管桩主体外壁的螺旋凸起2，管桩主体1为空心柱状结构，螺旋凸起2为一条而且其截面呈梯形结构，管桩主体1的上端面预设连接螺栓3。

本发明的制作过程包括以下步骤：第一步，制作模具，模具采用钢制结构包括法兰连接的左半环模具和右半环模具，左半环模具和右半环模具采用冲压装置制作相匹配的螺旋凹槽；第二步，制作钢筋框架，并在钢筋框架的上端预设连接螺栓用于承接杆塔的下端；第三步，将模具套在钢筋框架的外侧，将混凝土灌浇在模具内，同时采用离心设备带动模具、钢筋框架旋转，保证混凝土成型过程中均匀密实；第四步，待混凝土终凝前将左半环模具和右半环模具进行拆卸，再将本发明进行晾晒凝固。

需指出的是，在混凝土终凝前拆卸模具，有效预防模具与本发明外表面粘连的问题发生，提高脱模效率。

实施例二

如图4所示，本发明包括管桩主体1和一体成型在管桩主体外壁的螺旋凸起2，螺旋凸起2为多条而且其端面呈台阶形结构，管桩主体1为空心柱状结构，管桩主体1的上端面预设连接螺栓3，连接螺栓3上套设垫板4，垫板4的下端面与管桩主体1的上端面之间设置碟簧组件5。

本实施例与实施例一的结构基本相同，不同的是：在连接螺栓上套设碟簧组件5和垫板4，遇到风雨天气，杆塔在导线的带动下做小幅度摇摆或者自身小幅度摇摆的情况下，碟簧组件5为杆塔的下端提供充足的形变空间，从而预防杆塔的塔身、横担或者挂点发生硬性损伤，提高本发明使用过程中的稳定性和可靠性。

实施例三

如图5和图6所示，本发明包括管桩主体1和一体成型在管桩主体外壁的螺旋凸起2，管桩主体1为空心柱状结构，管桩主体1下端的直径等于上端的直径，螺旋凸起2为多条而且其端面呈三角形结构，管桩主体1的上端面预设连接螺栓3，连接螺栓3上套设垫板4，垫板4的下端面与管桩主体1的上端面之间设置碟簧组件5，管桩主体1下端部一体成型桩尖6，桩尖6的外壁与一体成型有螺旋凸起2。

本实施例与实施例二的结构基本相同，不同的是：螺旋凸起2为多条而且其端面呈三角形结构，管桩主体下端桩尖的结构为螺旋钻头型，在软质泥土或松散沙石环境中本结构设计可以通过旋转设备将管桩快速螺旋旋入地表以下。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。