CN105369984A - 一种外衬不锈钢复合钢管混凝土构件及其加工制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种外衬不锈钢复合钢管混凝土构件，包括钢管和混凝土，所述混凝土填充在所述钢管内，所述钢管包括内层碳素钢管和套设在所述内层碳素钢管外的外层不锈钢管。本发明还涉及一种外衬不锈钢复合钢管混凝土构件的加工制作方法。本发明提供的复合钢管中的外层不锈钢管不仅参与承受外部荷载，还可有效保护内层碳素钢管免受外界环境因素的干扰，显著提高整体构件的耐腐蚀性能，避免或减少防腐处理工序和费用，具有节能环保的优点，同时，该构件原理清晰，构造简单，制作方便，性能可靠。

Description

一种外衬不锈钢复合钢管混凝土构件及其加工制作方法

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，尤其涉及一种外衬不锈钢复合钢管混凝土构件及其加工制作方法。

背景技术

钢管混凝土由钢管和核心混凝土两部分组成，是一种钢-混凝土组合构件。钢管混凝土中，钢管既与核心混凝土一起承担荷载，同时又约束核心混凝土的横向变形，使得混凝土处于三向受力状态，提高了混凝土的强度和变形能力。同时，核心混凝土为钢管提供支撑作用，有效防止钢管过早发生屈曲破坏。钢管和核心混凝土之间的相互作用和协同互补使得两种材料的强度均能得到较为充分的发挥，从而形成钢管混凝土优良的力学性能。

实际钢管混凝土构件中，钢管需定期进行严格的防腐处理，否则容易发生锈蚀，导致整体构件的力学性能和耐久性能受到影响。由于钢管的防腐能力较弱，不仅增加了钢管混凝土构件防腐处理的工序和费用，同时也限制了该类构件在某些特殊环境中的应用。因此，如何提高钢管混凝土构件的耐腐蚀性能，避免或减少防腐的处理工序，是提高钢管混凝土结构经济性、促进钢管混凝土结构更广泛应用的关键技术之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提供一种外衬不锈钢复合钢管混凝土构件，用以提高钢管混凝土构件的耐腐蚀性能，避免或减少防腐处理的工序和费用。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种外衬不锈钢复合钢管混凝土构件，包括钢管和混凝土，所述混凝土填充在所述钢管内，所述钢管包括内层碳素钢管和套设在所述内层碳素钢管外的外层不锈钢管。

其中，所述内层碳素钢管的外壁直径等于或略小于所述外层不锈钢管的内壁直径。

其中，所述内层碳素钢管的长度与所述外层不锈钢管的长度相同。

其中，所述外层不锈钢管的壁厚小于所述内层碳素钢管的壁厚。

其中，所述混凝土为钢筋混凝土、水泥砂浆、水泥浆或不同配比的混凝土。

其中，所述外衬不锈钢复合钢管混凝土构件的横截面形状为圆形、椭圆形或多边形。

本发明还提供一种外衬不锈钢复合钢管混凝土构件的加工制作方法，其包括如下步骤：

S1：材料准备：选取碳素钢管作为内层管，不锈钢管作为外层管，或者选取不锈钢板卷曲焊接并包裹碳素钢管，将内层碳素钢管和外层不锈钢管切割至同一长度后，对内层碳素钢管的外壁进行除锈、去污处理；

S2：套管处理：将S1中的内层碳素钢管套入到外层不锈钢管内或者将S1中卷曲焊接后的不锈钢板包裹碳素钢管，形成复合钢管，将复合钢管进行竖直固定，防止内外管在后续操作中发生错动；

S3：混凝土浇筑：按设计配比拌制混凝土，将混凝土浇筑在S2处理得到的复合钢管内，并充分振捣密实；

S4：混凝土养护：对浇筑完成的混凝土进行养护处理，得到外衬不锈钢复合钢管混凝土构件。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的一种外衬不锈钢复合钢管混凝土构件及其加工制作方法，其中外衬不锈钢复合钢管由内层碳素钢管和外层不锈钢管共同组成，能够有效约束混凝土，提高混凝土的承载力和变形能力，外层不锈钢管还能够提高整体构件的耐腐蚀性能，同时为内层碳素钢管提供约束作用，一定程度上延缓内层碳素钢管发生外凸屈曲破坏。该构件构造简单、性能可靠，能够减少防腐处理工序和费用，具有节能环保的优点；另外，该构件的加工制作方法原理清晰，制作安装方便，不需特殊的防腐处理，可在潮湿、有腐蚀性介质的环境中使用。

附图说明

图1为本发明提供的外衬不锈钢复合钢管混凝土构件的结构示意图；

图2为本发明提供的外衬不锈钢复合钢管混凝土构件的横截面示意图；

图3为本发明提供的外衬不锈钢复合钢管混凝土构件的加工制作方法流程图。

图中，1：混凝土；2：内层碳素钢管；3：外层不锈钢管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，为本发明提供的一种外衬不锈钢复合钢管混凝土构件，包括钢管和混凝土1，混凝土1填充在钢管内，钢管包括内层碳素钢管2和套设在内层碳素钢管2外的外层不锈钢管3，内层碳素钢管2可有效约束混凝土1，外层不锈钢管3能够提高整体构件的耐腐蚀性能，改善构件外观，同时为内层碳素钢管2提供约束作用，一定程度上延缓内层碳素钢管2发生外凸屈曲破坏；相比于碳素钢管混凝土构件，该构件可以节省钢管防腐处理的工序和费用；相比于不锈钢管混凝土构件，该构件的不锈钢用量较少，可以更有效的节约成本。

优选的，内层碳素钢管2的外壁直径等于或略小于外层不锈钢管3的内壁直径，使内层碳素钢管2能够套入到外层不锈钢管3内，同时，使内层碳素钢管2的外壁与外层不锈钢管3的内壁无缝隙或小缝隙连接，以便内层碳素钢管2和外层不锈钢管3能够更好的共同工作。

优选的，内层碳素钢管2的长度与外层不锈钢管3的长度相同，以便于内层碳素钢管2的外壁与外层不锈钢管3的内壁充分接触，同时，能够有效防止或延缓内层碳素钢管2发生锈蚀。

优选的，外层不锈钢管3的壁厚小于内层碳素钢管2的壁厚，以便于内层碳素钢管2起主要受力作用以及外层不锈钢管3能够提高整体构件的耐腐蚀性能。

优选的，混凝土1为钢筋混凝土、水泥砂浆、水泥浆或不同配比的混凝土，优选将不同强度、不同配比的混凝土1浇筑到构件内，以便于适应不同的工程需要。

优选的，外衬不锈钢复合钢管混凝土构件的横截面形状为圆形、椭圆形或多边形，如图2所示，外衬不锈钢复合钢管混凝土构件的横截面形状优选为圆形，圆形的构件受力均匀，性能更好。

如图3所示，本发明还提供一种外衬不锈钢复合钢管混凝土构件的加工制作方法，其包括如下步骤：

S1：材料准备：选取碳素钢管作为内层管，不锈钢管作为外层管，或者选取不锈钢板卷曲焊接并包裹碳素钢管，且不锈钢板的长度方向与碳素钢管的长度方向同向，其中不锈钢板的长度与碳素钢管的长度相同，不锈钢板的宽度等于或大于碳素钢管外壁周长，将不同规格要求的碳素钢管和不锈钢管切割至相同的设计长度，并将钢管的两端端面打磨平整，其中，内层碳素钢管2的外壁直径等于或略小于外层不锈钢管3的内壁直径，对内层碳素钢管2的外壁进行除锈、去污及平整处理；

S2：套管处理：将S1中的内层碳素钢管2套入到外层不锈钢管3内或者将S1中卷曲焊接后的不锈钢板包裹碳素钢管，形成复合钢管，之后将复合钢管的一端点焊到钢板上，使复合钢管可以竖直固定，用于防止内外管在后续操作中可能发生错动；

S3：混凝土浇筑：在拌制混凝土1时，可以根据不同组分比例进行拌制，以获得不同强度的混凝土1，然后将混凝土1填入S2处理得到的复合钢管内，并使钢管内完全填满，同时采用不同的振捣方式确保混凝土浇筑密实，从而形成核心混凝土；

S4：混凝土养护：将S3中制作好的由混凝土1、内层碳素钢管2和外层不锈钢管3构成的外衬不锈钢复合钢管混凝土构件按照混凝土相关规范进行养护处理，同时，养护过程中应避免对构件造成扰动。

综上所述，本发明提供的外衬不锈钢复合钢管混凝土构件，相比于碳素钢管混凝土构件具有更好的耐腐蚀性能，相比于不锈钢管混凝土构件可以更有效的节约成本；该构件原理清晰、构造简单及性能可靠，避免或减少了防腐处理工序和费用，具有节能环保的优点。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种外衬不锈钢复合钢管混凝土构件，包括钢管和混凝土(1)，所述混凝土(1)填充在所述钢管内，其特征在于，所述钢管包括内层碳素钢管(2)和套设在所述内层碳素钢管(2)外的外层不锈钢管(3)。

2.根据权利要求1所述的外衬不锈钢复合钢管混凝土构件，其特征在于，所述内层碳素钢管(2)的外壁直径等于或略小于所述外层不锈钢管(3)的内壁直径。

3.根据权利要求1所述的外衬不锈钢复合钢管混凝土构件，其特征在于，所述内层碳素钢管(2)的长度与所述外层不锈钢管(3)的长度相同。

4.根据权利要求1所述的外衬不锈钢复合钢管混凝土构件，其特征在于，所述外层不锈钢管(3)的壁厚小于所述内层碳素钢管(2)的壁厚。

5.根据权利要求1所述的外衬不锈钢复合钢管混凝土构件，其特征在于，所述混凝土(1)为钢筋混凝土、水泥砂浆、水泥浆或不同配比的混凝土。

6.根据权利要求1所述的外衬不锈钢复合钢管混凝土构件，其特征在于，所述外衬不锈钢复合钢管混凝土构件的横截面形状为圆形、椭圆形或多边形。

7.一种外衬不锈钢复合钢管混凝土构件的加工制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：材料准备：选取碳素钢管作为内层管，不锈钢管作为外层管，或者选取不锈钢板卷曲焊接并包裹碳素钢管，将内层碳素钢管(2)和外层不锈钢管(3)切割至同一长度后，对内层碳素钢管(2)的外壁进行除锈、去污处理；

S2：套管处理：将S1中的内层碳素钢管(2)套入到外层不锈钢管(3)内或者将S1中卷曲焊接后的不锈钢板包裹碳素钢管，形成复合钢管，将复合钢管进行竖直固定，防止内外管在后续操作中发生错动；

S3：混凝土浇筑：按设计配比拌制混凝土(1)，将混凝土(1)浇筑在S2处理得到的复合钢管内，并充分振捣密实；

S4：混凝土养护：对浇筑完成的混凝土(1)进行养护处理，得到外衬不锈钢复合钢管混凝土构件。