具有抗剪连接结构的钢管复合桩及其抗剪连接结构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种具有抗剪连接结构的钢管复合桩及其抗剪连接结构。具有抗剪连接结构的钢管复合桩包括中空的钢管和固设于该钢管内壁的抗剪连接结构，其中，该抗剪连接结构包括多个矩形金属条，该多个矩形金属条均具有一定厚度且贴合固设于钢管复合桩中空的钢管内壁，该多个矩形金属条在该钢管内壁的竖直方向等间距分布，且在该钢管内壁的水平方向至少设置一个矩形金属条。钢管复合桩中设置抗剪连接结构，从而使其整体受力及变形性能得到改善。本发明采用的抗剪连接结构可以使钢管与核心混凝土协同受力，共同抵抗外荷载，有效降低工程造价。同时其适用范围更为广泛，可以用于桥梁工程中的大直径钢管复合桩。
【专利说明】具有抗剪连接结构的钢管复合桩及其抗剪连接结构
【技术领域】
[0001]本发明用于深水桥梁粧基础领域，特别是涉及一种具有抗剪连接结构的钢管复合粧及其抗剪连接结构。
【背景技术】
[0002]大直径钢管复合粧因单粧承载力较高、沉粧工艺相对简单、排土量较小及抗弯能力强，已越来越广泛地被应用于跨海大桥、大型深水港码头等重大工程中。由于施工的原因钢管内壁不可避免地会残留一定厚度的泥皮，海上施工期间为避免钢管内壁腐蚀而涂刷防腐涂层，两者的存在可能对钢管复合粧的受力与变形产生不利影响，使钢管与混凝土之间的粘结强度降低。
[0003]为增加两者之间的粘结，工程中常在钢管内壁焊接抗剪连接结构。目前，常用的抗剪连接结构形式主要有钢板环、钢筋环和钢筋钉。《钢管混凝土结构设计与施工规程》中推荐了钢板环(环形隔板)抗剪连接结构，限制钢板环的宽度小于d/15和不大于50mm。钢筋钉长度不宜太长，可限制其长径比不大于4。当连接件宽度为6mm?30mm时，连接件间距至少应保持在150mm?210mm之间。设置二层或多层钢筋钉时，建议每层钢筋钉的横向间距不小于4倍钢筋钉直径，层间距离应不小于6倍钢筋钉直径。
[0004]现有的钢管复合粧一般是不具备抗剪连接结构的，而具有抗剪连接结构的复合粧，其粧径一般都较小。对于不具备抗剪连接结构的钢管复合粧，由于钢管和核心混凝土之间存在滑移，不能协同受力共同抵抗外荷载，因此设计无抗剪连接结构的钢管复合粧一般不考虑钢管参与受力。小粧径的具有抗剪连接结构的钢管复合粧一般仅用于工业与民用建筑，桥梁工程应用尚未有先例，同时工业与民用建筑应用的小直径钢管复合粧的抗剪连接结构的构造形式也并不适用于桥梁工程中使用的大直径钢管复合粧。
【发明内容】
[0005](一 )要解决的技术问题
[0006]为增强钢管与核心混凝土两者之间的粘结强度，本发明提供一种具有抗剪连接结构的钢管复合粧及其抗剪连接结构。
[0007]( 二)技术方案
[0008]为了达到上述目的，本发明提供了一种具有抗剪连接结构的钢管复合粧，包括中空的钢管和固设于该钢管内壁的抗剪连接结构，其中，该抗剪连接结构包括多个矩形金属条，该多个矩形金属条均具有一定厚度且贴合固设于钢管复合粧中空的钢管内壁，该多个矩形金属条在该钢管内壁的竖直方向等间距分布，且在该钢管内壁的水平方向至少设置一个矩形金属条。
[0009]优选地，所述矩形金属条的厚度为d2，宽度为m，且宽度m是厚度d2的两倍，厚度d2的取值范围是4mm?38mm。
[0010]优选地，在所述钢管内壁的竖直方向，各矩形金属条的行间距L是不大于钢管内部直径D的两倍，钢管内部直径D的取值范围足315mm?3612mm。
[0011]优选地，在所述钢管内壁的水平方向，等间距设置I至3个矩形金属条。
[0012]优选地，所述矩形金属条是采用角焊或点焊的方式贴合固设于钢管复合粧中空的钢管内壁。
[0013]为达到上述目的，本发明还提供了一种应用于所述的钢管复合粧的抗剪连接结构，包括多个矩形金属条，该多个矩形金属条均具有一定厚度且贴合固设于钢管复合粧中空的钢管内壁，该多个矩形金属条在该钢管内壁的竖直方向等间距分布，且在该钢管内壁的水平方向至少设置一个矩形金属条。
[0014]优选地，所述矩形金属条的厚度为d2，宽度为m，且宽度m是厚度d2的两倍，厚度d2的取值范围是4mm?38mm。
[0015]优选地，在所述钢管内壁的竖直方向，各矩形金属条的行间距L是不大于钢管内部直径D的两倍，钢管内部直径D的的取值范围是315mm?3612mm。
[0016]优选地，在所述钢管内壁的水平方向，等间距设置I至3个矩形金属条。
[0017]优选地，所述矩形金属条是采用角焊或点焊的方式贴合固设于钢管复合粧中空的钢管内壁。
[0018](三)有益效果
[0019]从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果:
[0020]1、本发明提供的具有抗剪连接结构的钢管复合粧及其抗剪连接结构，采用的抗剪连接结构可以使钢管与核心混凝土协同受力，共同抵抗外荷载，有效降低工程造价。同时其适用范围更为广泛，可以用于桥梁工程中的大直径钢管复合粧。
[0021]2、本发明提供的具有抗剪连接结构的钢管复合粧及其抗剪连接结构，各矩形金属条之间的行间距对钢管复合粧粘结强度、刚度及承载性能有着显著影响，随其行间距的增加，钢管复合粧粘结强度、刚度和承载性能提高幅度降低。钢管复合粧中设置抗剪连接结构，从而使其整体受力及变形性能得到改善。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是依照本发明实施例的具有抗剪连接结构的钢管复合粧在竖直方向的剖面示意图，其是在钢管内壁的竖直方向设置3个矩形金属条。
[0023]图2-图4是依照本发明实施例的具有抗剪连接结构的钢管复合粧在水平方向的横截面示意图；
[0024]其中，图2-图4分别是在钢管内壁的水平方向等间距设置1、2及3个矩形金属条。
【具体实施方式】
[0025]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
[0026]本发明提供的是一种具有抗剪连接结构的钢管复合粧及其抗剪连接结构，抗剪连接结构又被称为抗剪连接件，是在深水桥梁钢管复合粧基础设计中，考虑钢管内壁泥皮和防腐涂层弱化效应的条件，为增强钢管与核心混凝土之间的抗剪粘结强度而在钢管内壁增设的结构。
[0027]本发明提供的具有抗剪连接结构的钢管复合粧，包括中空的钢管和固设于该钢管内壁的抗剪连接结构，其中，该抗剪连接结构包括多个矩形金属条，该多个矩形金属条均具有一定厚度且贴合固设于钢管复合粧中空的钢管内壁，该多个矩形金属条在该钢管内壁的竖直方向等间距分布，且在该钢管内壁的水平方向至少设置一个矩形金属条。
[0028]如图1所示，图1是依照本发明实施例的具有抗剪连接结构的钢管复合粧在竖直方向的剖面示意图，其是在钢管内壁的竖直方向等间距设置3行矩形金属条，在钢管内壁的水平方向等间距设置3个矩形金属条，即在每行等间距设置有3个矩形金属条。
[0029]一般情况下，在钢管内壁的水平方向可以等间距设置有I至3个矩形金属条。图2-图4是依照本发明实施例的具有抗剪连接结构的钢管复合粧在水平方向的横截面示意图，其中图2-图4分别是在钢管内壁的水平方向等间距设置1、2及3个矩形金属条。
[0030]在本发明一个实施例中，矩形金属条的厚度为d2，宽度为m，优选地，宽度m是厚度d2的两倍，厚度d2的取值范围是4mm?38mm。
[0031]抗剪连接结构是将同等强度等级的矩形金属条，例如钢片，选取适当的行间距L焊接于钢管内壁。矩形金属条的行间距L的取值对钢管复合粧粘结强度、刚度及承载性能有着显著影响，随其行间距L的增加，钢管复合粧粘结强度、刚度和承载性能提高幅度降低。钢管复合粧中设置抗剪连接结构，从而使其整体受力及变形性能得到改善。优选地，在钢管内壁的竖直方向，各矩形金属条的行间距L是不大于钢管内部直径D的两倍，而钢管内部直径D的取值范围是315mm?3612mm。
[0032]在本发明一个实施例中，为保证钢管与抗剪连接结构的连接，矩形金属条是采用角焊或点焊的方式贴合固设于钢管复合粧中空的钢管内壁，优选地，矩形金属条是采用角焊的方式贴合固设于钢管复合粧中空的钢管内壁。
[0033]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种具有抗剪连接结构的钢管复合粧，其特征在于，包括中空的钢管和固设于该钢管内壁的抗剪连接结构，其中，该抗剪连接结构包括多个矩形金属条，该多个矩形金属条均具有一定厚度且贴合固设于钢管复合粧中空的钢管内壁，该多个矩形金属条在该钢管内壁的竖直方向等间距分布，且在该钢管内壁的水平方向至少设置一个矩形金属条。
2.根据权利要求1所述的具有抗剪连接结构的钢管复合粧，其特征在于，所述矩形金属条的厚度为d2，宽度为m，且宽度m是厚度d2的两倍，厚度d2的取值范围是4mm?38mm。
3.根据权利要求1所述的具有抗剪连接结构的钢管复合粧，其特征在于，在所述钢管内壁的竖直方向，各矩形金属条的行间距L是不大于钢管内部直径D的两倍，钢管内部直径D的取值范围是315mm?3612mm。
4.根据权利要求1所述的具有抗剪连接结构的钢管复合粧，其特征在于，在所述钢管内壁的水平方向，等间距设置I至3个矩形金属条。
5.根据权利要求1所述的具有抗剪连接结构的钢管复合粧，其特征在于，所述矩形金属条是采用角焊或点焊的方式贴合固设于钢管复合粧中空的钢管内壁。
6.一种应用于权利要求1至5中任一项所述的钢管复合粧的抗剪连接结构，其特征在于，包括多个矩形金属条，该多个矩形金属条均具有一定厚度且贴合固设于钢管复合粧中空的钢管内壁，该多个矩形金属条在该钢管内壁的竖直方向等间距分布，且在该钢管内壁的水平方向至少设置一个矩形金属条。
7.根据权利要求6所述的抗剪连接结构，其特征在于，所述矩形金属条的厚度为d2，宽度为m，且宽度m是厚度d2的两倍，厚度d2的取值范围是4mm?38mm。
8.根据权利要求6所述的抗剪连接结构，其特征在于，在所述钢管内壁的竖直方向，各矩形金属条的行间距L是不大于钢管内部直径D的两倍，钢管内部直径D的的取值范围是315mm ?3612mm0
9.根据权利要求6所述的抗剪连接结构，其特征在于，在所述钢管内壁的水平方向，等间距设置I至3个矩形金属条。
10.根据权利要求6所述的抗剪连接结构，其特征在于，所述矩形金属条是采用角焊或点焊的方式贴合固设于钢管复合粧中空的钢管内壁。
【文档编号】E02D5/30GK104452744SQ201410722727
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月2日 优先权日:2014年12月2日
【发明者】吴伟胜, 孟凡超, 刘明虎, 马建林, 张革军, 张梁, 邓科, 张敏 申请人:中交公路规划设计院有限公司