CN104204360A - 单桩式过渡连接件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种与单桩式结构一起使用的过渡连接件（10）、具有前述过渡连接件的单桩式结构、在单桩式结构中刚性隔离物的应用、安装所述过渡连接件的方法以及具有刚性隔离物和环形灌浆密封装置的装备。本发明的过渡连接件用于固定圆柱状地桩，该过渡连接件包括圆柱状过渡连接件主体（16）及从所述过渡连接件主体的圆筒状内壁伸出的多个刚性隔离物（14），每个刚性隔离物具有抵接端（26），该抵接端用以邻接所述地桩的一个外壁，所述隔离物可调整地连接至所述过渡连接件主体，因此，所述接触面与所述过渡连接件主体的内壁之间的距离是可调整。

Description

单桩式过渡连接件

技术领域

本发明涉及一种与单桩式结构(如应用在离海结构中的驱动式单桩基础)一起使用的过渡连接件。

背景技术

离岸结构，例如风力涡轮机，通常由一地桩结构支撑，例如，一个单桩式结构。安装在单桩式结构上的风力涡轮机具有一个圆柱形地桩，该圆柱形桩被打入海床。一个中空的圆柱体状过渡连接件位于所述地桩的顶部以提供一个水平的平台，该平台用以安装风力涡轮机。

所述过渡连接件通常为水平的，如果需要，该过渡连接件通过灌浆固定至所述圆柱形地桩。该灌浆可通过一个环形灌浆密封装置支持，该环形灌浆密封装置安装于所述过渡连接件或所述地桩。所述风力涡轮机被安装于例如所述水平过渡连接件的顶部。

然而，所述单桩式结构在安装之后通常会遭受到许多压力，如，海浪的冲力、风力和潮汐冲击力。施加在所述单桩式结构上的压力可能会导致灌浆的破裂，并且过渡连接件与地桩之间的灌浆连接可能会损坏恶化甚至连接失败。

发明内容

本发明的目的在于减少对安装后的单桩式结构的损坏。

较通用的是，本发明提供一种中空的圆柱状过渡连接件，该过渡连接件具有一个或多个刚性隔离物，每个刚性隔离物具有用于抵接一圆柱状地桩的接触面。

根据第一方面，本发明提供一种用于固定圆柱状的地桩的过渡连接件，所述过渡连接件包括一圆柱状的过渡连接件主体，所述过渡连接件主体具有一个用于容纳所述地桩的圆柱状的空腔，所述空腔具有一个开口，所述开口开设于所述过渡连接件主体的一端，用于容纳所述地桩；所述过渡连接件还包括多个刚性隔离物，所述多个刚性隔离物从所述过渡连接件主体的一圆筒状内壁突出至所述空腔内，每个刚性隔离物具有一个抵持所述地桩外壁的接触面，所述隔离物可调节地连接至所述过渡连接件主体，使得所述接触面与所述过渡连接件主体的内壁之间的距离可调节地确定。

本发明第一方面的刚性隔离物可被调整的，使得所述刚性隔离物在安装时所述接触面抵接所述圆柱状地桩。其结果是，所述刚性隔离物固定了所述过渡连接件主体的内壁与所述地桩的外壁之间的距离。基于此种方式，所述刚性隔离物有助于所述过渡连接件主体与所述地桩作为一组合物一起工作，并可减少由所述过渡连接件主体的变形引起的在灌浆内的应力。

同样地，施加在所述过渡连接件主体的一些应力可通过所述刚性隔离物而并非所述灌浆传导至所述单桩式结构，因此，施加在所述灌浆的应力可相应减少。

因此，本发明第一方面的过渡连接件提供了单桩式结构的一组件，基于此，作为由作用于所述过渡连接件外部的应力引起的结果，灌浆(一旦灌浆被加入到所述单桩式结构)是不太可能遭受损害的。

所述刚性隔离物沿着从所述过渡连接件主体的内壁到所述接触面延伸的至少一部分轴线方向为刚性的。在这种方式中，所述刚性隔离物固定了所述过渡连接件主体的内壁与所述地桩的外壁之间的距离。

在优选的实施方式中，所述刚性隔离物包括一刚性杆，该刚性杆具有一从所述接触面延伸至所述过渡连接件主体内壁的延伸轴，该刚性杆相对于其延伸轴是刚性的。所述接触面沿着所述刚性杆的延伸轴是刚性的。可选地，所述接触面在所述刚性杆的延伸轴的方向是刚性的。

所述刚性杆可具有螺纹以与一调节螺母啮合，从而以允许所述接触面与所述过渡连接件主体的内壁之间的距离可以调整。所述调节螺母具有互补的螺纹孔，用于容纳接收具有螺纹的刚性杆。

通常情况下，所述调节螺母可固定至具有螺纹孔的过渡连接件。在这种方式中，所述刚性隔离物被连接至所述过渡连接件的壁。所述调节螺母可安装至所述过渡连接件主体的内壁或该过渡连接件主体的外壁。

所述刚性隔离物还可包括固定装置，该固定装置用以相对于所述过渡连接件固定所述刚性杆。在一些实施例中，所述调节螺母可包括固定装置。在这种方式中，所述调节螺母允许所述接触面与所述过渡连接件主体的内壁之间的距离可调整至适当的距离，还可进一步允许所述距离为固定的，以使得所述刚性隔离物将所述过渡连接件主体的内壁与所述地桩的外壁之间保持在一个固定的最小距离。

所述刚性杆的长度大于所述过渡连接件主体与所述圆柱状地桩之前的环形间隙的尺寸。在这种方式中，所述刚性隔离物的接触面与所述过渡连接件主体的内壁之间的距离可调整的，以使得所述接触面可抵接所述地桩。相应地，所述刚性杆的一调节端可穿过所述过渡连接件的孔，以允许所述环形间隙的变化。所述刚性杆的调节端可用于调整所述接触面与所述过渡连接件主体的内壁之间的距离，例如，通过顺时针或逆时针调整带螺纹的刚性杆。该刚性杆的调节端可成形为便于调节的形状，例如一个螺母。

所述环形间隙可围绕着所述过渡连接件主体的圆周变化的。如果所述圆柱状地桩不垂直和所述过渡连接件主体是水平的，使得所述过渡连接件主体的圆筒状内壁和所述地桩的圆筒状外壁不平行的，这可能会发生。所述刚性隔离物的数量是可变化的，以适应例如所述地桩的直径。优选地，所述过渡连接件包括16个刚性隔离物，该16个刚性隔离物有助于均匀地分散施加在所述过渡连接件主体外部的力，因此减小了所述过渡连接件主体的变形。

所述刚性隔离物可安装于所述过渡连接件主体的任何位置。优选地，至少两个刚性隔离物安装于垂直于所述过渡连接件主体的轴线的一平面上。所述刚性隔离物可大致均等地分布于由垂直于所述过渡连接件主体的轴线的平面而生成的圆周上。在这种方式中，所述刚性隔离物产生的有益效果均等地体现在所述过渡连接件主体的圆周。特别地，当多个整体大致等间隔排列的刚性隔离物应用于本发明的过渡连接件主体内时，所述过渡连接件主体的横截面形状的变形可被大大地减少。

优选地，本发明的过渡连接件包括连接至所述过渡连接件主体的内壁的一环形灌浆密封装置。环形灌浆密封装置为已知的，并为位于所述过渡连接件主体的内壁与所述圆筒状地桩的外壁之间的环形间隙提供灌浆支持。

优选地，所述过渡连接件包括一环形灌浆密封装置，该灌浆密封装置连接至所述过渡连接件主体的内壁并用以支持灌浆。当灌浆密封装置是现有的时，所述过渡连接件可包括刚性隔离物组，该刚性隔离物组具有所述过渡连接件的两个或多个刚性隔离物，所述刚性隔离物组位于从所述环形灌浆密封装置到所述过渡连接件主体的灌浆长度的20％，所述灌浆长度是顺着所述环形灌浆密封装置到所述刚性隔离物组的方向，沿着所述过渡连接件主体的延伸轴从所述灌浆密封装置到所述过渡连接件主体的末端的距离。

灌浆的破裂更有可能发生在所述环形密封装置附近的灌浆的下端。所述刚性隔离物组的位置接近所述环形灌浆密封装置(即在所述过渡连接件主体的灌浆长度的百分比范围内)，每个刚性隔离物有助于减少对灌浆的损坏。所述刚性隔离物组可被放置于从所述环形灌浆密封装置大约2米或更小处、大约1.5米或更小处，大约1米或更小处。

优选地，本发明的过渡连接件包括连接至所述过渡连接件主体的内壁的钢筋组架，所述钢筋组架包括一第一加强线环及一第二加强线环，所述第一加强线环与所述第二加强线环通过一个或多个可变形的箍筋进行连接，并在所述过渡连接件主体的内壁的圆周延伸，所述可变形的箍筋包括一缓冲部、一固定部及一弹性变形部，所述缓冲部用以缓冲所述地桩，所述固定部将所述钢筋组架固定至所述过渡连接件主体的内壁，所述弹性变形部连接所述缓冲部及所述固定部使得该缓冲部与所述固定部之间的距离是可变化的；所述第一加强线环连接至所述可变性的箍筋的缓冲部，所述第二加强线环连接至所述固定部。

在这种方式中，所述第一加强线环提供一内加强线环，该内加强线环在所述地桩的外壁附近，所述第二加强线环提供一外加强线环，该外加强线环在所述过渡连接件主体的内壁附近。这种结构配置对灌浆(当灌浆被提供在所述环形间隙内时)提供了进一步的强化。所述箍筋的弹性可变形部分允许所述第一加强线环与所述第二加强线环进行连接，当所述第一加强线环与所述第二加强线环之间的距离方差适应环形间隙的变化。

所述第一加强线环与所述第二加强线环与所述圆柱状过渡连接件主体的圆周平行延伸。因此，所述加强线环可以为圆形或椭圆形。

优选地，所述钢筋组架包括一第三加强线环，该第三加强线环连接至所述可变性箍筋的缓冲部；和/或一第四加强线环，该第四加强线环连接至所述箍筋的固定部。在一些实施例中，所述第一和第二加强线环或所述第三和第四加强线环通过所述箍筋的另一可变性的部分进行连接。

所述弹性可变性部分可独立地由任意可压缩的或可弯折的材料制成，以允许所述环形间隙的变化。在优选的实施例中，所述弹性可变性部分是可弯曲的弯折线。在特别优选的实施方案中，固定部、缓冲部、可变性部以及另一可变性部(如果存在)由一条单一的线制成，所述可变形部包括一可弯曲的弯折线段。所述线通常由可变形的金属制成。

根据第二方面，本发明提供一种单桩式结构，该单桩式结构包括圆柱状地桩及本发明第一方面所述的中空圆柱状过渡连接件。

优选地，所述第二方面的单桩式结构包括位于所述圆筒状地桩的外壁与所述过渡连接件主体的内壁之间的环形间隙内的灌浆，所述灌浆由安装于所述过渡连接件主体的内壁的灌浆密封装置提供。

所述单桩式结构可包括固定于所述过渡连接件的一安装面的风力涡轮机。

根据第三方面，本发明提供一种将过渡连接件安装至一圆柱状地桩的方法，所述过渡连接件包括一圆柱状的过渡连接件主体，所述过渡连接件主体具有一个用于容纳所述地桩的圆柱状的空腔，所述空腔具有一个开口，所述开口开设于所述过渡连接件主体的一端，用于容纳所述地桩；所述方法包括：

放置所述地桩到所述过渡连接件主体的空腔内；

可选择地调平所述过渡连接件主体使得所述过渡连接件主体的一安装面处于水平的位置；及

调整从所述过渡连接件主体的圆筒状内壁突出的一个或多个刚性隔离物，使得所述刚性隔离物的接触面抵持所述地桩的外壁；以及

相对于所述过渡连接件主体的内壁固定每个刚性隔离物，使得所述过渡连接件主体的内壁到所述接触面之间的距离固定。

根据第四方面，本发明提供一种在单桩式结构中刚性隔离物的应用，所述单桩式结构包括圆柱状地桩及过渡连接件，所述过渡连接件具有一中空的圆柱状过渡连接件主体，其特征在于，所述刚性隔离物具有一个抵持所述地桩外壁的接触面，所述隔离物可调节地连接至所述过渡连接件主体，使得所述接触面与所述过渡连接件主体的内壁之间的距离可调节地确定。

根据第五方面，本发明提供一种使用单桩式结构的装备，所述单桩式结构包括圆柱状地桩及过渡连接件，所述过渡连接件具有一中空的圆柱状过渡连接件主体，所述装备包括：

一刚性隔离物具有一个抵持所述地桩外壁的接触面，所述隔离物可调节地连接至所述过渡连接件主体，使得所述接触面与所述过渡连接件主体的内壁之间的距离可调节地确定；及

一环形灌浆密封装置，用于连接到所述过渡连接件主体的内壁。

任何一个方面的上述可选的和优选的特征可与上述任意一个方面的其他任意可选的或优选的特征想组合。

为了避免生疑问，所述过渡连接件主体的圆柱形轴是可使所述圆柱体状过渡连接件主体绕其旋转对称的轴。通常情况下，所述过渡连接件主体相对于一个垂直于所述圆柱形轴和椭圆形的平面将具有一圆形或椭圆形的横截面，或相对于一个平行于所述圆柱形轴的平面具有一四边形的横截面。

附图说明

为了更清楚地说明和描述本发明的技术方案，将结合以下附图对本发明的进行详细地说明和介绍。

图1是本发明提供的安装在一圆柱形地桩上的过渡连接件。

图2是本发明提供的过渡连接件的刚性隔离物的一个实施例。

图3是本发明提供的钢筋组架的示意图。

图4A和4B是图1中所示已安装的过渡连接件的刚性隔离物、钢筋组架及灌浆密封装置的示意图。

具体实施方式

图1示出了具有过渡连接件10的单桩式结构8，所示过渡连接件10安装于圆柱状地桩12上。在本发明的实施例中，所示圆柱状地桩的直径大约为4600毫米，该地桩适用于支撑风力涡轮机结构。所述过渡连接件的直径大约为4900毫米。

若干刚性隔离物14安装于所述过渡连接件10的中空的圆柱状过渡连接件主体16。所述过渡连接件主体16具有一个圆柱体状的轴17，该轴17沿着所述过渡连接件主体16的伸长方向延伸。如图1所示，在图1中，共有16个刚性隔离物14。该16个刚性隔离物14等距离间隔地排列在所述圆柱状过渡连接件主体16的圆周上。

一个环形灌浆密封装置18安装于一个由所述过渡连接件主体16与所述圆柱状地桩12形成的环形间隙19内，并位于所述过渡连接件主体16的下端。一钢筋组架20固定于所述过渡连接件主体16的内壁，并位于所述刚性隔离物14与所述环形灌浆密封装置18之间并沿着圆柱状过渡连接件主体16的长度方向延长的位置处。所述刚性隔离物、钢筋组架及所述环形灌浆密封装置的放大视图具体在图4A和4B(分别在图1中标示为A和B)中示出。

在图2中，其示出了其中一个刚性隔离物14更多细节及详细构造。每个刚性隔离物14具有一刚性的圆柱状螺栓22。一个用于抵靠所述圆柱状地桩12的接触板24安装于所述螺栓22的抵接端26。

所述刚性螺栓22的横截面形状在垂直于所述刚性螺栓22的延伸轴的平面内不作具体特别的限制。所述刚性螺栓22的横截面形状可以为，例如，正方形、三角形、矩形、椭圆形或圆形。在本发明的实施例中，所述刚性螺栓22的横截面形状为圆形。

所述刚性隔离物14还具有一个隔板螺母28，该隔板螺母28围绕着所述刚性圆柱状螺栓22，并起到一个调节螺母的作用。所述隔板螺母28固定在所述过渡连接件主体16的圆柱形的内壁上，所述螺栓22可调节地与所述隔板螺母28的孔相啮合。所述隔板螺母28可固定在所述过渡连接件主体16的外壁上。在本发明的其他实施例中，所述隔板螺母28固定至所述过渡连接件主体16上的方式并没有特别具体限定。在本发明的实施例中，所述隔板螺母28通过两个固定螺栓30固定至所述过渡连接件主体16上，具体为，所述固定螺栓30穿过所述隔板螺母28及所述过渡连接件主体16，从而将所述隔板螺母28固定至所述过渡连接件主体16上。

通常情况下，所述螺栓22的外表面上具有螺旋状的螺纹，该螺纹与开设于所述隔板螺母28的孔的内壁上的互补凹槽相啮合。所述接触板24与所述过渡连接件主体16的内壁之间的距离可使用所述隔板螺母28与螺栓22进行调整。

所述隔板螺母还包括一个夹紧装置，其用于防止所述隔板螺母进一步转动。基于这种方式，所述接触板与所述过渡连接件主体的内壁之间的距离是固定的。此外，灌浆(当设置时)可防止所述隔板螺母的转动，以便于固定所述接触板与所述过渡连接件主体的内壁之间的距离。在本发明的其他实施例中，单独依靠所述灌浆也可以防止所述隔板螺母的转动。

在本发明的实施例中，所述刚性隔离物14的数量并没有特别具体限定，本领域的技术人员也可认识到，所述刚性隔离物14的数量可以适当调整以适应所述过渡连接件主体16和圆柱体状地桩12的说明。所以，例如，所述过渡连接件10可包括2个、3个、4个、5个、6个、8个、10个、12个、14个、16个、20个或24个刚性隔离物14。在本发明的实施例中，所述过渡连接件10具有16个刚性隔离物14。

所述刚性螺栓22的直径应该足够大，以便于能承受施加在其上的力。在一些实施例中，所述刚性螺栓22的直径至少为60毫米。该刚性螺栓22的直径上限并没有特别具体限定。在本发明的一些实施例中，所述刚性螺栓22的直径的取值范围为80毫米至200毫米，例如，80毫米、100毫米、120毫米、150毫米或200毫米。在本实施例中，所述刚性螺栓22的直径可为100毫米。

所述接触板24具有一个抵接所述圆柱状地桩12的接触面，其中，该地桩12大于所述刚性螺栓22的抵接端26的横截面。所述接触板24具有一个圆形的接触面，该圆形的接触面的直径可比所述刚性螺栓的抵接端的横截面的尺寸大1.1倍或以上、1.2倍或以上、1.3倍或以上、1.5倍或以上、1.75倍或以上、2倍或以上、2.5倍或以上、3倍或以上。在本实施例中，所述接触板24的接触面具有大约3倍于所述刚性螺栓22的抵接端26的横截面区域的表面区域。

所述接触板24可通过任意方式安装至所述刚性螺栓22。该接触板24可与所述刚性螺栓22一体成型，或可通过例如一个螺钉安装至所述刚性螺栓22。在本实施例中，所述接触板24安装至所述刚性螺栓22通过一球形轴承。

图3中更加详细地示出了所述钢筋组架20的结构。所述钢筋组架20具有四个加强环32，该四个加强环32在所述环形间隙19内沿着其圆周方向伸展。两个内加强环34位于所述圆柱状地桩12(图未示)的外壁附近，两个外加强线环36位于所述过渡连接件主体16的内壁附近。所述加强环32整体上是刚性的。

一个线状箍筋38与所述四个加强环32连接。所述箍筋38由单根线构成。该箍筋38的上端具有一可弯曲的弯折部40，该弯折部40与两个竖直部42和44相连接。所述加强环32安装至所述箍筋38的竖直部42和44。位于所述箍筋38下端的另一部分46与所述竖直部42和44连接并相交成角度，且该部分46具有一可弯曲的弯折部。

从图4A和4B可以看出，所述箍筋38可独立地变形的，以便于所述圆柱状地桩12的外壁与所述过渡连接件主体16的内壁之间的环形间隙19的变化可以得到适应性满足。当所述环形间隙19相对于位于所述单桩式结构8(如图4B所示)另一侧的环形间隙19变小时，如图4A中所示，所述箍筋的上部和下部发生弯折。

可变形的箍筋38的数量没有特别具体限制。所述箍筋可绕着所述过渡连接件主体的内圆周在15毫米至450毫米范围内的间隔排列。基于此种方式，所述箍筋的数量取决于所述过渡连接件主体的周长。

在本实施例中，有16个所述箍筋38。每个箍筋38安装于每个刚性隔离物14与所述环状灌浆密封装置18之间的过渡连接件主体16。在这种方式中，每个箍筋38可为每个刚性隔离物周围提供进一步的强化作用，从而在所述单桩式结构8安装之后减少对所述灌浆的损坏。

所述钢筋组架20将所述灌浆密封装置18与所述刚性隔离物14连结在一起，并提供抗剪强度，以帮助减少位于所述环形间隙19内的灌浆内裂纹的形成，该环形间隙19形成于所述圆柱状地桩12与所述过渡连接件主体16(当该过渡连接件主体16安装于所述地桩12上时)之间。

本发明的过渡连接件10对于具有较大直径的单桩式结构8特别有用。离岸结构的圆柱状地桩12的直径大约为2米至8米。所述过渡连接件主体16的内壁的直径通常比所述圆柱状地桩15的直径大了大约0.1米至0.4米，因此，所述过渡连接件主体16的内壁的直径大约为2.0米至8.5米。所述圆柱状过渡连接件主体16长度方向的延伸长度并没有特别具体限定，可以在4米至15米的范围内。

本发明中的过渡连接件10可包括一个或多个调平千斤顶48，该一个或多个调平千斤顶48固定于所述过渡连接件主体16的内壁，以调平所述过渡连接件主体16。通常情况下，所述调平千斤顶48安装于所述过渡连接件主体16的上端。基于此种方式，所述调平千斤顶48可与所述圆柱状地桩12的上表面衔接。所述调平千斤顶48为调平所述过渡连接件主体16的一个安装面50提供了一种便捷的方式。

如图1所示，若干调平千斤顶48固定于所述过渡连接件主体16的圆筒状内壁。所述调平千斤顶48具有一与所述圆柱状地桩12接触的调平面52。每个调平面52位于所述圆柱状地桩12的上端。所述调平面52与所述调平千斤顶48固定于所述过渡连接件主体的圆筒状内壁上的点之间的距离对每个调平千斤顶48而言，是可以独立地调节的，因此，所述过渡连接件主体16的垂直方向相对于所述圆柱状地桩12是可调节的。基于此种方式，所述调平千斤顶48允许所述过渡连接件10提供一个横向水平的安装面50，即使所述圆柱状地桩12并不沿着其圆柱体轴垂直。如此，一个风力涡轮机可以安装至所述横向水平的安装面50上。

环状灌浆密封装置18固定于所述过渡连接件主体16的下端。所述环形灌浆密封装置18包括连接部54及灌浆支撑部56。该连接部54连接至所述过渡连接件主体16，并将所述灌浆密封装置18相对于该过渡连接件主体16保持在一个固定位置。所述灌浆支撑部56用于支持灌浆。该灌浆支撑部56是可变形的，因此，围绕所述圆柱状地桩12的圆周的环形间隙19内的方差或变化是可以被接受的。

一旦所述过渡连接件10被放置于所述圆柱状地桩12的顶部并被放置平整(如果有必要)，则所述刚性隔离物14被调整，以至于所述接触板24抵接所述圆柱状地桩12。从图4A和4B中可以看出，对每个刚性隔离物14而言，从所述接触板24到所述过渡连接件主体16的圆筒状内壁之间的距离是可独立地调整的。所述接触板24与所述过渡连接件主体16之间的距离反映了所述过渡连接件10在该部分的环形间隙距离。

灌浆被添加至所述过渡连接件主体16的内壁与所述圆柱状地桩12的外壁之间的环形间隙19内。该灌浆被设置为用于将所述过渡连接件10固定至所述圆柱状地桩12。通常情况下，所述灌浆填充至从所述环形灌浆密封装置18到所述圆柱状地桩12的顶部周围之间的环形间隙19内。在图1所示的实施例中，沿着所述过渡连接件主体16的延伸轴的灌浆长度58大约为8300毫米。

所述刚性隔离物14位于距离所述环形灌浆密封装置大约900毫米处，这个距离大约为所述灌浆长度58的11％。结果是，所述刚性隔离物14的支撑作用发生于所述灌浆密封装置的更可能产生破裂的下端。

临近每个刚性隔离物14的过渡连接件主体16的区域通过该刚性隔离物14与所述圆柱状地桩12保持在一固定距离。基于这种方式，所述过渡连接件主体16的变形整体大幅减少，在使用时，压力作用对所述环形间隙19的压缩也相应减少。其结果是，施加在灌浆上的压力均匀地分布，并且灌浆发生破裂的可能性也减少了。

具体地，横截面相对于所述过渡连接件主体16的延伸轴的变形可能会减小。基于此种方式，过渡连接件上的应力可更均匀地分布在所述过渡连接件主体16的长边和圆周上，并且施加在所述灌浆上的应力也相对均匀。

具体实施例

为了描述本发明所示的应力减少，有限元分析(finite element analysis，FEA)被执行于类似于图1所示的单桩式结构的实施例中。测试是在无钢筋组架的条件下进行。

该测试是在具有16个等间距排列的刚性隔离物的过渡连接件上进行的。每个刚性隔离物放置于所述灌浆密封装置上方大约900毫米处。该单桩式结构的直径为4600毫米，该单桩式结构在垂直方向的偏移量为0.5'。最大的环形间隙为180毫米，灌浆长度大约为8300毫米。所述刚性隔离物具有一机加工的接触板，该接触板位于一个安装于直径为100毫米的刚性螺栓上的球形轴承，该球形轴承具有88毫米的内螺纹。直径为300毫米的调节螺母通过两个固定螺栓固定于所述过渡连接件的壁上。

具有过渡连接件而不具有刚性隔离物的同样的单桩式结构也被测试了。

分析的结果表明，所述刚性隔离物可减少在灌浆连接的底部的热点应力，该灌浆连接的范围为：在结合部分的压缩则和张力侧上从大于5牛/平方毫米到大约3牛/平方毫米。这会在应力上产生一个主要的减少，这在本质上将大大降低灌浆碎裂的可能性。

应力减少的主要原因是所述隔离物使得组合的地桩、灌浆及过渡连接件作为一个组合部进行操作。如果没有该隔离物，所述过渡连接件趋向于“椭圆形”，其结果为最大的应力趋向于集中在一个有限的弧上。基于所述组合部，则应力被分布在较宽的弧上，其结果是施加在所述灌浆上的应力大大减少了。

Claims (15)

1.一种用于固定圆柱状的地桩的过渡连接件，所述过渡连接件包括一圆柱状的过渡连接件主体，所述过渡连接件主体具有一个用于容纳所述地桩的圆柱状的空腔，所述空腔具有一个开口，所述开口开设于所述过渡连接件主体的一端，用于容纳所述地桩；所述过渡连接件还包括多个刚性隔离物，所述多个刚性隔离物从所述过渡连接件主体的一圆筒状内壁突出至所述空腔内，每个刚性隔离物具有一个抵持所述地桩外壁的接触面，所述隔离物可调节地连接至所述过渡连接件主体，使得所述接触面与所述过渡连接件主体的内壁之间的距离可调节地确定。

2.如权利要求1所述的过渡连接件，其特征在于，所述刚性隔离物均匀地间隔排列在所述圆柱状过渡连接件主体的圆周上。

3.如权利要求1或2所述的过渡连接件，其特征在于，所述过渡连接件包括16个刚性隔离物。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的过渡连接件，其特征在于，所述刚性隔离物包括接触板，该接触板连接至一杆状物的抵接端，所述杆状物沿其延伸轴的方向为刚性。

5.如权利要求1至4中任意一项所述的过渡连接件，其特征在于，所述过渡连接件包括连接至所述过渡连接件主体的内壁的钢筋组架，所述钢筋组架包括一第一加强线环及一第二加强线环，所述第一加强线环与所述第二加强线环通过一个或多个可变形的箍筋进行连接，并在所述过渡连接件主体的内壁的圆周延伸，所述可变形的箍筋包括一缓冲部、一固定部及一弹性变形部，所述缓冲部用以缓冲所述地桩，所述固定部将所述钢筋组架固定至所述过渡连接件主体的内壁，所述弹性变形部连接所述缓冲部及所述固定部使得该缓冲部与所述固定部之间的距离是可变化的；所述第一加强线环连接至所述可变性的箍筋的缓冲部，所述第二加强线环连接至所述固定部。

6.如权利要求5所述的过渡连接件，其特征在于，所述钢筋组架包括：

一第三加强线环，该第三加强线环连接至所述可变性箍筋的缓冲部；

和/或

一第四加强线环，该第四加强线环连接至所述箍筋的固定部。

7.如权利要求5或6所述的过渡连接件，其特征在于，所述第一加强线环和所述第二加强线环或第三加强线环和第四加强线环由所述箍筋的另一可变性的部分连接。

8.如权利要求1至7中任意一项所述的过渡连接件，其特征在于，所述过渡连接件还包括环形灌浆密封装置，所述灌浆密封装置与所述过渡连接件主体的内壁连接。

9.如权利要求8所述的过渡连接件，其特征在于，所述过渡连接件包括一刚性隔离物组，该刚性隔离物组具有所述过渡连接件的至少两个刚性隔离物，所述刚性隔离物组位于从所述环形灌浆密封装置到所述过渡连接件主体的灌浆长度的20%，所述灌浆长度是顺着所述环形灌浆密封装置到所述刚性隔离物组的方向，沿着所述过渡连接件主体的延伸轴从所述灌浆密封装置到所述过渡连接件主体的末端的距离。

10.如权利要求8或9所述的过渡连接件，其特征在于，所述过渡连接件包括一刚性隔离物组，该刚性隔离物组具有所述过渡连接件的至少两个刚性隔离物，所述刚性隔离物组在所述环形灌浆密封装置的2米范围内。

11.一种单桩式结构，其包括圆柱状地桩及权利要求1-10中任意一项所述的中空圆柱状过渡连接件。

12.一种将过渡连接件安装至一圆柱状地桩的方法，所述过渡连接件包括一圆柱状的过渡连接件主体，所述过渡连接件主体具有一个用于容纳所述地桩的圆柱状的空腔，所述空腔具有一个开口，所述开口开设于所述过渡连接件主体的一端，用于容纳所述地桩；所述方法包括：

（i）放置所述地桩到所述过渡连接件主体的空腔内；

（ii）可选择地调平所述过渡连接件主体使得所述过渡连接件主体的一安装面处于水平的位置；及

（iii）调整从所述过渡连接件主体的圆筒状内壁突出的一个或多个刚性隔离物，使得所述刚性隔离物的接触面抵持所述地桩的外壁；以及

（iv）相对于所述过渡连接件主体的内壁固定每个刚性隔离物，使得所述过渡连接件主体的内壁到所述接触面之间的距离固定。

13.一种在单桩式结构中刚性隔离物的应用，所述单桩式结构包括圆柱状地桩及过渡连接件，所述过渡连接件具有一中空的圆柱状过渡连接件主体，其特征在于，所述刚性隔离物具有一个抵持所述地桩外壁的接触面，所述隔离物可调节地连接至所述过渡连接件主体，使得所述接触面与所述过渡连接件主体的内壁之间的距离可调节地确定。

14.一种使用单桩式结构的装备，所述单桩式结构包括圆柱状地桩及过渡连接件，所述过渡连接件具有一中空的圆柱状过渡连接件主体，所述装备包括：

所述刚性隔离物具有一个抵持所述地桩外壁的接触面，所述隔离物可调节地连接至所述过渡连接件主体，使得所述接触面与所述过渡连接件主体的内壁之间的距离可调节地确定；及

一环形灌浆密封装置，用于连接到所述过渡连接件主体的内壁。

15.一种过渡连接件，其参照所述附图在此进行整体描述。