CN108396908A - 重型装配式注浆钢管叠合柱及加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种重型装配式注浆钢管叠合柱及加工方法，在管柱的一端设有扩边端头，在扩边端头的边缘设有扩边端头法兰；扩边端头形成包括多个侧壁的空腔，管柱的另一端能够被套合在所述空腔内，在管柱的所述另一端靠近端头的侧壁设有用于与扩边端头法兰连接的端头法兰。将竖板和补缝板按预设形状弯折成型；以扩边端头焊模和中部定位焊模将竖板、扩边端头板和补缝板焊接连接成型；焊接扩边端头法兰；通过以上步骤得到重型装配式注浆钢管叠合柱。通过采用套合连接和法兰连接的组合结构，大幅提高了重型装配式注浆钢管叠合柱的侧向受力强度，在相同的承载要求下，能够缩小重型装配式注浆钢管叠合柱体积。
Description
技术领域
本发明涉及用于高层建筑的注浆钢管领域，特别是一种重型装配式注浆钢管叠合柱及加工方法。
背景技术
现有的高层建筑要求承重柱具有较高的承载能力，因此发展出一种能够在钢管内腔和外壁灌浆的装配式立柱，其中重型的装配式注浆钢管单根重量能够达到上十吨。现有的安装结构如图10中所示，每根的装配式注浆钢管之间通过法兰连接，存在的问题是，高层建筑的承重柱除了承受轴向应力，可能还需要承受侧向应力，而法兰之间通过螺栓连接，剪切强度较弱，侧向受力较弱，因此通常需要通过增加直径来克服。但是这样会占用更多的建筑室内的空间。
中国专利文献CN206158011U记载了一种半装配式超高强钢管注浆叠合柱结构，该方案采用了利用环形连接隔板现场焊接连接的方式，但是该结构的施工效率较低，尤其是，现场的焊接施工条件较差，焊后质量难以保障，容易出现安全隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种重型装配式注浆钢管叠合柱，能够增强承重柱中钢管的强度，尤其是提高侧向应力的受力强度。
本发明所要解决的另一技术问题是提供一种重型装配式注浆钢管叠合柱的加工方法，能够加工出符合精度质量要求的重型装配式注浆钢管叠合柱，并且能够降低生产难度。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种重型装配式注浆钢管叠合柱，包括管柱，在管柱的一端设有扩边端头，在扩边端头的边缘设有扩边端头法兰；
扩边端头形成包括多个侧壁的空腔，管柱的另一端能够被套合在所述空腔内，在管柱的所述另一端靠近端头的侧壁设有用于与扩边端头法兰连接的端头法兰。
优选的方案中，在管柱的壁设有多个注浆孔。
优选的方案中，所述的扩边端头由多个竖板和多个补缝板连接而成；
所述的竖板包括直板段和弯折段，补缝板包括角板竖直段和角板弯折段，弯折段与角板竖直段通过侧边连接，直板段和弯折段之间的斜边与角板弯折段通过侧边连接。
优选的方案中，在扩边端头的空腔还设有扩边端头板；
扩边端头板的侧边与弯折段和角板弯折段焊接连接。
优选的方案中，所述的扩边端头法兰由转角法兰段和直法兰段组成，其中转角法兰段至少包覆补缝板的区域并与竖板焊接连接。
优选的方案中，管柱的另一端为缩边端头，缩边端头能够被套合在扩边端头形成的包括多个侧壁的空腔内。
一种用于上述的重型装配式注浆钢管叠合柱的加工方法，包括以下步骤：
s1、切割竖板和补缝板；
s2、将竖板和补缝板按预设形状弯折成型；
s3、以扩边端头焊模和中部定位焊模将竖板、扩边端头板和补缝板焊接连接成型；
s4、焊接扩边端头法兰；
通过以上步骤得到重型装配式注浆钢管叠合柱。
优选的方案中，在步骤s2中，将竖板加热至预定温度；
通过进料小车将竖板送入到折边装置中进行折边；
所述的折边装置中，在机架上设有限位压头和成型压头，在限位压头的底部设有压紧压头，在成型压头的底部设有上模具，上模具的下方设有下模具，上模具和下模具用于成型弯折段。
优选的方案中，所述的进料小车的顶部设有辊道，辊道通过千斤顶支承在可行走的车体上。
优选的方案中，在步骤s3中，所述的扩边端头焊模中，基板上设有与竖板相对应的边板挡块；设有与补缝板相对应的角板挡块，还设有定位凸台；
边板挡块与定位凸台之间的槽用于限位竖板；
角板挡块与定位凸台之间的槽用于限位补缝板；
在定位凸台上设有用于限位扩边端头板的端面和用于固定扩边端头板的端头板定位孔；
边板挡块与角板挡块之间的间隙将竖板与补缝板之间的焊缝暴露在外；
在焊接时，先将角板挡块与扩边端头板点焊在一起，然后再插入竖板进行焊接；
所述的中部定位焊模中，支撑底板上设有两个相对的限位底板，限位底板之间的槽用于限位底部的竖板，限位底板上设有两个侧限位板，侧限位板上设有顶限位板，限位底板与顶限位板之间形成槽用于限位两侧的竖板，顶限位板的内壁设有槽用于限位顶部的竖板，顶部的竖板用勾头螺栓穿过注浆孔固定。
本发明提供的一种重型装配式注浆钢管叠合柱及加工方法，通过采用套合连接和法兰连接的组合结构，大幅提高了重型装配式注浆钢管叠合柱的承载强度，尤其是大幅提高了重型装配式注浆钢管叠合柱的侧向受力强度，在相同的承载要求下，能够缩小重型装配式注浆钢管叠合柱体积。由于本发明的重型装配式注浆钢管叠合柱的尺寸较大，形状更为复杂后，对加工精度要求较高，加工难度相应增加，本发明还提供了一种加工方法，能够确保重型装配式注浆钢管叠合柱的尺寸加工精度，减少加工难度，提高加工效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明产品的整体结构示意图。
图2为本发明产品的另一整体结构示意图。
图3为本发明中竖板的立体图。
图4为本发明中补缝板的立体图。
图5为图1的A-A剖视示意图。
图6为本发明中扩边端头焊模的立体图。
图7为本发明中扩边端头焊模的平面图。
图8为本发明中中部定位焊模的横截面示意图。
图9为本发明中折边装置的结构示意图。
图10为现有技术中钢管叠合柱的主视结构示意图。
图中：管柱1，竖板11，补缝板12，待加工板100，扩边端头101，扩边端头法兰102，端头法兰103，注浆孔104，缩边端头105，直板段106，弯折段107，角板竖直段108，角板弯折段109，转角法兰段110，直法兰段111，扩边端头板112，缩边端头法兰113，扩边端头焊模2，边板挡块201，角板挡块202，基板203，定位凸台204，端头板定位孔205，中部定位焊模3，顶限位板31，顶垫块32，勾头螺栓33，侧限位板34，限位底板35，支撑底板36，折边装置4，进料小车41，限位压头42，成型压头43，机架44，下模具45，上模具46，压紧压头47，辊道48，千斤顶49。
具体实施方式
如图1、2中，一种重型装配式注浆钢管叠合柱，包括管柱1，在管柱1的一端设有扩边端头101，在扩边端头101的边缘设有扩边端头法兰102；
扩边端头101形成包括多个侧壁的空腔，管柱1的另一端能够被套合在所述空腔内，在管柱1的所述另一端靠近端头的侧壁设有用于与扩边端头法兰102连接的端头法兰103。由此结构，将一根管柱1的下端插入到另一根管柱1的上端，使其互相套合，然后再将扩边端头法兰102和扩边端头101连接在一起，从而实现叠合连接，大幅增强了注浆钢管叠合柱的承重能力，尤其是侧向受力条件大幅改善。
如图1、2中，优选的方案中，在管柱1的壁设有多个注浆孔104。由此结构，注浆孔104作为灌浆入口、排气出口和捣振棒的入口。
优选的方案如图1~5中，所述的扩边端头101由多个竖板12和多个补缝板11连接而成，由此结构，便于成型扩边端头101；
所述的竖板包括直板段106和弯折段107，补缝板11包括角板竖直段108和角板弯折段109，弯折段107与角板竖直段108通过侧边连接，直板段106和弯折段107之间的斜边与角板弯折段109通过侧边连接。根据尺寸的不同，角板竖直段108的水平截面为直线、折线或曲线，补缝板11的形状采用大型锻压机锻压成型。
优选的方案如图1、2、5中，在扩边端头101的空腔还设有扩边端头板112；
扩边端头板112的侧边与弯折段107和角板弯折段109焊接连接。由此结构，进一步增加扩边端头101的强度。
优选的方案如图5中，所述的扩边端头法兰102由转角法兰段110和直法兰段111组成，其中转角法兰段110至少包覆补缝板11的区域并与竖板焊接连接。由此结构，转角法兰段110能够很好的起到防止补缝板11位置焊缝断裂的效果，进一步增加扩边端头101的连接强度。
优选的方案如图2中，管柱1的另一端为缩边端头105，缩边端头105能够被套合在扩边端头101形成的包括多个侧壁的空腔内。由此结构，能够减少扩边端头101的加工变形量，确保尺寸精度。本例中的缩边端头105也采用类似图6中所示的扩边端头焊模2的结构辅助焊接，仅取消了角板挡块202的结构，且定位凸台204的高度更低。
实施例2：
一种用于上述的重型装配式注浆钢管叠合柱的加工方法，包括以下步骤：
s1、切割竖板12和补缝板11；本例中采用数控线切割机床进行切割，以确保尺寸精度。
s2、将竖板12和补缝板11按预设形状弯折成型；
优选的方案如图9中，在本步骤中，将竖板12加热至预定温度；根据材质不同，加热温度不同，本例中加热温度为900~1100摄氏度。
待加工板100，此处为竖板12从加热炉中出来，通过进料小车41将竖板12送入到折边装置4中进行折边；优选的方案中，所述的进料小车41的顶部设有辊道48，辊道48通过千斤顶49支承在可行走的车体上。
所述的折边装置4中，在机架44上设有限位压头42和成型压头43，在限位压头42的底部设有压紧压头47，在成型压头43的底部设有上模具46，上模具46的下方设有下模具45，上模具46和下模具45用于成型弯折段107。
压制时，将竖板12推送到上模具46和下模具45的限位块之间，进料小车41的辊道48下降，使竖板12落在下模具45上。先启动限位压头42，压紧压头47将竖板12可靠定位，然后启动成型压头43，将竖板12的端头压制出弯折段107。修毛边、打坡口后送入下一道工序。
在焊接之前，将竖板再次加热，矫形到符合要求。
s3、以扩边端头焊模2和中部定位焊模3将竖板12、扩边端头板112和补缝板11焊接连接成型；
优选的方案如图5~8中，在步骤s3中，所述的扩边端头焊模2中，基板203上设有与竖板11相对应的边板挡块201；设有与补缝板12相对应的角板挡块202，还设有定位凸台204；
边板挡块201与定位凸台204之间的槽用于限位竖板11；
角板挡块202与定位凸台204之间的槽用于限位补缝板12；
在定位凸台204上设有用于限位扩边端头板112的端面和用于固定扩边端头板112的端头板定位孔205；
边板挡块201与角板挡块202之间的间隙将竖板11与补缝板12之间的焊缝暴露在外，以便于进行精确焊接；
在焊接时，先将角板挡块202与扩边端头板112点焊在一起，然后再插入竖板11进行焊接；由此结构，确保扩边端头101的焊接精度。
如图8中，所述的中部定位焊模3中，支撑底板36上设有两个相对的限位底板35，限位底板35之间的槽用于限位底部的竖板11，限位底板35上设有两个侧限位板34，侧限位板34上设有顶限位板31，限位底板35与顶限位板31之间形成槽用于限位两侧的竖板11，顶限位板31的内壁设有槽用于限位顶部的竖板11，顶部的竖板11用勾头螺栓33穿过注浆孔104固定。如图8中，勾头螺栓33一端从注浆孔104穿过，另一端穿过顶限位板31和顶垫块32与螺母连接，该结构，取出时也非常方便，转动勾头螺栓33即可取出。在焊接过程中，采用分段交错焊接的方式，以减少由焊接造成的变形。在支撑底板36的底部设有用于调整高度的垫块。由此结构，便于调整整个竖板11和补缝板12的安装精度。
s4、焊接扩边端头法兰102和端头法兰103，或者如果是缩边端头105的话，焊接缩边端头法兰113；
通过以上步骤得到重型装配式注浆钢管叠合柱。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种重型装配式注浆钢管叠合柱，包括管柱（1），其特征是：在管柱（1）的一端设有扩边端头（101），在扩边端头（101）的边缘设有扩边端头法兰（102）；
扩边端头（101）形成包括多个侧壁的空腔，管柱（1）的另一端能够被套合在所述空腔内，在管柱（1）的所述另一端靠近端头的侧壁设有用于与扩边端头法兰（102）连接的端头法兰（103）。
2.根据权利要求1所述的一种重型装配式注浆钢管叠合柱，其特征是：在管柱（1）的壁设有多个注浆孔（104）。
3.根据权利要求1所述的一种重型装配式注浆钢管叠合柱，其特征是：所述的扩边端头（101）由多个竖板（12）和多个补缝板（11）连接而成；
所述的竖板包括直板段（106）和弯折段（107），补缝板（11）包括角板竖直段（108）和角板弯折段（109），弯折段（107）与角板竖直段（108）通过侧边连接，直板段（106）和弯折段（107）之间的斜边与角板弯折段（109）通过侧边连接。
4.根据权利要求3所述的一种重型装配式注浆钢管叠合柱，其特征是：在扩边端头（101）的空腔还设有扩边端头板（112）；
扩边端头板（112）的侧边与弯折段（107）和角板弯折段（109）焊接连接。
5.根据权利要求3所述的一种重型装配式注浆钢管叠合柱，其特征是：所述的扩边端头法兰（102）由转角法兰段（110）和直法兰段（111）组成，其中转角法兰段（110）至少包覆补缝板（11）的区域并与竖板焊接连接。
6.根据权利要求1所述的一种重型装配式注浆钢管叠合柱，其特征是：管柱（1）的另一端为缩边端头（105），缩边端头（105）能够被套合在扩边端头（101）形成的包括多个侧壁的空腔内。
7.一种用于权利要求1~6任一项所述的重型装配式注浆钢管叠合柱的加工方法，其特征是包括以下步骤：
s1、切割竖板（12）和补缝板（11）；
s2、将竖板（12）和补缝板（11）按预设形状弯折成型；
s3、以扩边端头焊模（2）和中部定位焊模（3）将竖板（12）、扩边端头板（112）和补缝板（11）焊接连接成型；
s4、焊接扩边端头法兰（102）；
通过以上步骤得到重型装配式注浆钢管叠合柱。
8.根据权利要求7所述的一种用于重型装配式注浆钢管叠合柱的加工方法，其特征是：在步骤s2中，将竖板（12）加热至预定温度；
通过进料小车（41）将竖板（12）送入到折边装置（4）中进行折边；
所述的折边装置（4）中，在机架（44）上设有限位压头（42）和成型压头（43），在限位压头（42）的底部设有压紧压头（47），在成型压头（43）的底部设有上模具（46），上模具（46）的下方设有下模具（45），上模具（46）和下模具（45）用于成型弯折段（107）。
9.根据权利要求8所述的一种用于重型装配式注浆钢管叠合柱的加工方法，其特征是：所述的进料小车（41）的顶部设有辊道（48），辊道（48）通过千斤顶（49）支承在可行走的车体上。
10.根据权利要求7所述的一种用于重型装配式注浆钢管叠合柱的加工方法，其特征是：在步骤s3中，所述的扩边端头焊模（2）中，基板（203）上设有与竖板（11）相对应的边板挡块（201）；设有与补缝板（12）相对应的角板挡块（202），还设有定位凸台（204）；
边板挡块（201）与定位凸台（204）之间的槽用于限位竖板（11）；
角板挡块（202）与定位凸台（204）之间的槽用于限位补缝板（12）；
在定位凸台（204）上设有用于限位扩边端头板（112）的端面和用于固定扩边端头板（112）的端头板定位孔（205）；
边板挡块（201）与角板挡块（202）之间的间隙将竖板（11）与补缝板（12）之间的焊缝暴露在外；
在焊接时，先将角板挡块（202）与扩边端头板（112）点焊在一起，然后再插入竖板（11）进行焊接；
所述的中部定位焊模（3）中，支撑底板（36）上设有两个相对的限位底板（35），限位底板（35）之间的槽用于限位底部的竖板（11），限位底板（35）上设有两个侧限位板（34），侧限位板（34）上设有顶限位板（31），限位底板（35）与顶限位板（31）之间形成槽用于限位两侧的竖板（11），顶限位板（31）的内壁设有槽用于限位顶部的竖板（11），顶部的竖板（11）用勾头螺栓（33）穿过注浆孔（104）固定。
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2018
- 2018-04-08 CN CN201810308126.3A patent/CN108396908B/zh not_active Expired - Fee Related
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