CN110042832B - 一种自带减震装置的高性能管桩及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是涉及建筑基础工程技术领域，尤其涉及一种自带减震装置的高性能管桩及其制备方法，预应力钢筋混凝土管桩桩身由管桩高强混凝土浇筑制成，管桩高强混凝土两端分别设有管桩端板，预应力钢筋混凝土管桩桩身柱身上安装有管桩减震装置，管桩减震装置两侧分别与两端的管桩端板通过管桩预应力主筋固定连接；管桩减震装置外套有减震装置保护卡件。本发明提供的一种自带减震装置的高性能管桩的制备方法，自带减震装置大幅减少震动对管桩带来的损坏，减震装置通过高性能阻尼弹簧的阻力将震动能转化为内能，带动整个系统转动，通过自由震动衰减的各种阻碍作用，消耗减小运动能量的作用，从而提高管桩的抗震性能。
Description
技术领域
本发明是涉及建筑基础工程技术领域，尤其涉及一种自带减震装置的高性能管桩及其制备方法。
背景技术
随着国外对PHC管桩的抗震性能进行了深入的研究，并研究了其多方面的改进措施。其改进措施主要包括：管桩填芯、箍筋加密(配箍率)、高强箍筋、添加非预应力筋、采用高伸长率的预应力筋以及在塑性铰区域粘贴玻璃纤维等。其中尤以箍筋加密和加非预应力筋的研究最多。因为传统管桩用于抵抗水平剪力的箍筋主要由构造来保证，其纵向钢筋配筋率的高低影响着管桩的整体抗剪能力。现有管桩抗弯性能差，破坏为脆性破坏，延性差，管桩出现开裂后迅速蔓延，受拉区钢筋很快进入屈服和紧缩直至断裂，极限弯矩和开裂弯矩相差不大，这在地震中的反应尤其明显。
国内对PHC管桩的抗震性能研究几乎处于空白，绝大部分的研究都是静力试验或现场试验。而且国内厂家的管桩生产工艺也处于比较原始落后的状态，箍筋间距，预应力张拉等均得不到很好的保证。自引进PHC管桩开始，就没有对其抗震性能进行系统的研究，没能形成自己的理论体系。可以说国内PHC管桩无论是生产工艺还是研究水平都要远低于国外。自上海莲花河畔景苑7号楼整体倾覆事件后，国内才开始重视起PHC管桩的抗震性能，一些规范都进行了修订，但是其修订条文也缺乏理论依据。
目前，现有工艺生产的常规的预应力高强混凝土桩桩身强度很高，但抗弯性能差，破坏形式呈脆性破坏，当桩出现开裂后，裂缝迅速蔓延，受拉区钢筋很快进入屈服和紧缩状态直至断裂，同时具有极限弯矩和开裂弯矩相差不大的缺点。由于桩抗水平承载力不足，因此，在抗震设防烈度大于等于八度地区的建筑基础设计中，在基坑工程、边坡稳定工程、护岸工程以及软土地区建筑桩基中的应用受到限制。因此，发明一种自带减震装置的高性能管桩及生产方法显得非常必要。
发明内容
本发明目的在于提供一种自带减震装置的高性能管桩及生产方法，克服上述现有技术的不足，提高管桩自身的抗震性能，以解决现有的技术存在的抗弯性能差，破坏形式呈脆性破坏，抗震性能低，应用受到限制的问题。
本发明目的是通过以下技术方案实现的：
一种自带减震装置的高性能管桩，包括预应力钢筋混凝土管桩桩身、管桩减震装置；所述的预应力钢筋混凝土管桩桩身由管桩高强混凝土浇筑制成，管桩高强混凝土两端分别设有管桩端板，预应力钢筋混凝土管桩桩身柱身上安装有管桩减震装置，管桩减震装置两侧分别与两端的管桩端板通过管桩预应力主筋固定连接；管桩减震装置外套有减震装置保护卡件。
进一步的，所述的管桩减震装置包括外围钢圈装置、核心筒装置和多个阻尼高性能弹簧；外围钢圈装置、核心筒装置与预应力钢筋混凝土管桩桩身同轴心线安装，多个阻尼高性能弹簧轮辐状的均匀对称安装在外围钢圈装置、核心筒装置之间，所述的外围钢圈装置和核心筒装置均与管桩预应力主筋固定连接。
该自带减震装置的高性能管桩的制备方法，包括以下步骤：
(1)将管桩端板、管桩减震装置通过管桩预应力主筋连接，制作成钢筋笼半成品；
(2)将制作好的钢筋笼半成品放入管桩模具中，管桩端板与模具张拉装置完成固定；
(3)将管桩减震装置上的减震装置保护卡件取下，开始浇筑管桩高强混凝土；然后合模离心成型；将模具放入度养护池内开始养护；
(4)将完成养护的模具打开，将减震装置保护卡件安装在管桩减震装置上，将自带减震装置的高性能管桩起吊脱模，放入堆场待发货。
本发明提供的一种自带减震装置的高性能管桩的制备方法，自带减震装置大幅减少震动对管桩带来的损坏，减震装置通过高性能阻尼弹簧的阻力将震动能转化为内能，带动整个系统转动，通过自由震动衰减的各种阻碍作用，消耗减小运动能量的作用，从而提高管桩的抗震性能。
附图说明
图1是本发明剖面结构示意图。
图2是本发明管桩减震装置剖面结构示意图。
图3是本发明管桩减震装置俯视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
如图1所示，一种自带减震装置的高性能管桩，包括预应力钢筋混凝土管桩桩身1、管桩减震装置2、减震装置保护卡件3；
所述的预应力钢筋混凝土管桩桩身1由管桩高强混凝土5浇筑制成，管桩高强混凝土5两端分别设有管桩端板6，预应力钢筋混凝土管桩桩身1柱身上安装有管桩减震装置2，管桩减震装置2两侧分别与两端的管桩端板6通过管桩预应力主筋4固定连接；管桩减震装置2外套有减震装置保护卡件3。
所述的管桩减震装置2设置在预应力钢筋混凝土管桩桩身1上，管桩减震装置2和预应力钢筋混凝土管桩桩身1是整体成形，整体性好。
如图2所示，所述的管桩减震装置2包括外围钢圈装置7、核心筒装置8和多个阻尼高性能弹簧9；外围钢圈装置7、核心筒装置8与预应力钢筋混凝土管桩桩身1同轴心线安装，多个阻尼高性能弹簧9轮辐状的均匀对称安装在外围钢圈装置7、核心筒装置8之间，其中外围钢圈装置7和核心筒装置8均与管桩预应力主筋4连接，其连接方式采用锚固锁紧形式。
如图3所示，管桩减震装置2中，外围钢圈装置7和核心筒装置8通过阻尼高性能弹簧9连接；阻尼高性能弹簧9一般设置5～9根，均匀分布在管桩减震装置2内；管桩减震装置2中，外围钢圈装置7、核心筒装置8和预应力钢筋混凝土管桩桩身1为同一个圆心；并且阻尼高性能弹簧9也围绕着这个圆心布置，阻尼高性能弹簧9与阻尼高性能弹簧9的角距离相同；
该自带减震装置的高性能管桩的制备方法，包括以下步骤：
(1)将管桩端板6、管桩减震装置2通过管桩预应力主筋4连接，制作成钢筋笼半成品；
(2)将制作好的钢筋笼半成品放入管桩模具中，管桩端板6与模具张拉装置完成固定；
(3)将管桩减震装置2上的减震装置保护卡件3取下，开始浇筑管桩高强混凝土5；然后合模离心成型；将模具放入80度养护池内开始养护；
(4)将完成养护的模具打开，将减震装置保护卡件3安装在管桩减震装置2上，将自带减震装置的高性能管桩起吊脱模，放入堆场待发货。
Claims (2)
1.一种自带减震装置的高性能管桩，包括预应力钢筋混凝土管桩桩身(1)，其特征在于，还包括管桩减震装置(2)；所述的预应力钢筋混凝土管桩桩身(1)由管桩高强混凝土(5)浇筑制成，管桩高强混凝土(5)两端分别设有管桩端板(6)，预应力钢筋混凝土管桩桩身(1)柱身上安装有管桩减震装置(2)，管桩减震装置(2)两侧分别与两端的管桩端板(6)通过管桩预应力主筋(4)固定连接；管桩减震装置(2)外套有减震装置保护卡件(3)；
所述的管桩减震装置(2)包括外围钢圈装置(7)、核心筒装置(8)和多个阻尼高性能弹簧(9)；外围钢圈装置(7)、核心筒装置(8)与预应力钢筋混凝土管桩桩身(1)同轴心线安装，多个阻尼高性能弹簧(9)轮辐状的均匀对称安装在外围钢圈装置(7)、核心筒装置(8)之间，所述的外围钢圈装置(7)和核心筒装置(8)均与管桩预应力主筋(4)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种自带减震装置的高性能管桩的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将管桩端板(6)、管桩减震装置(2)通过管桩预应力主筋(4)连接，制作成钢筋笼半成品；
(2)将制作好的钢筋笼半成品放入管桩模具中，管桩端板(6)与模具张拉装置完成固定；
(3)将管桩减震装置(2)上的减震装置保护卡件(3)取下，开始浇筑管桩高强混凝土(5)；然后合模离心成型；将模具放入80度养护池内开始养护；
(4)将完成养护的模具打开，将减震装置保护卡件(3)安装在管桩减震装置(2)上，将自带减震装置的高性能管桩起吊脱模，放入堆场待发货。
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