CN111676957A - 一种高强度钢管混凝土桩 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度钢管混凝土桩，具体涉及钢管混凝土技术领域，包括钢管，所述钢管顶部固定连接有第一固定环，所述钢管底部固定连接有第二固定环，所述第一固定环内固定连接有第一阳极环，所述第二固定环内固定连接有第二阳极环，所述第一阳极环和第二阳极环均与钢管相贴合，所述钢管内腔两侧均固定连接有卡座，所述卡座内腔底部固定连接有定位柱。本发明通过设置管体、第一固定环和第二固定环，从而表现出良好抗震性能，并且通过第一阳极环和第二阳极环作为保护极延缓整体钢管被腐蚀的速率，与现有技术相比从整体延长建筑物地基钢管混凝土的耐腐蚀性和抗震性，提高钢管整体强度，大大提高建筑安全性能。
Description
技术领域
本发明涉及钢管混凝土技术领域，更具体地说，本发明涉及一种高强度钢管混凝土桩。
背景技术
普通混凝土指以水泥为主要胶凝材料，与水、砂、石子，必要时掺入化学外加剂和矿物掺合料，按适当比例配合，经过均匀搅拌、密实成型及养护硬化而成的人造石材。混凝土主要划分为两个阶段与状态：凝结硬化前的塑性状态，即新拌混凝土或混凝土拌合物；硬化之后的坚硬状态，即硬化混凝土或混凝土，钢管混凝土就是把混凝土灌入钢管中并捣实以加大钢管的强度和刚度，我国钢管混凝土桩在桩基工程中的应用还较少，但都体现了它的许多优良特性。其外部钢管对内部混凝土产生约束，使得混凝土处于三向应力状态，其强度大大提高，塑性和韧性明显改善，具有优良的延性，且不产生任何局部屈曲。
现有技术中钢管混凝土桩表面因埋入地下容易被泥土中物质腐蚀钢管表面涂层，这就导致钢管容易被腐蚀导致支撑应力下降，在地震高发地区容易出现局部屈曲等危险情况发生，且埋入地下的钢管混凝土土桩无法在进行整修维护，导致建筑整体耐用寿命降低。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种高强度钢管混凝土桩，本发明所要解决的技术问题是：泥土中物质腐蚀钢管表面涂层，这就导致钢管容易被腐蚀导致支撑应力下降，在地震高发地区容易出现局部屈曲等危险情况发生的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高强度钢管混凝土桩，包括钢管，所述钢管顶部固定连接有第一固定环，所述钢管底部固定连接有第二固定环，所述第一固定环内固定连接有第一阳极环，所述第二固定环内固定连接有第二阳极环，所述第一阳极环和第二阳极环均与钢管相贴合，所述钢管内腔两侧均固定连接有卡座，所述卡座内腔底部固定连接有定位柱，所述卡座内腔顶部贴合有卡块，所述卡块底部开设有定位槽，所述定位柱卡接在定位槽内，且两侧卡块之间固定连接有加强筋环，所述第一固定环和第二固定环外侧壁两侧均固定连接有固定块，且两个固定块外侧壁套设有固定座，所述固定座和固定块顶部均开设有螺纹孔，且螺纹孔内螺纹连接有同一个第二固定螺栓，所述固定块一侧开设有卡孔，所述固定座内腔固定连有两个卡杆，所述卡杆卡接在卡孔内；
所述加强筋环顶部和底部均设有钢筋框架，所述钢筋框架内腔设有若干连接座，所述连接座两侧均设有第一固定螺栓，所述钢筋框架通过第一固定螺栓与加强筋环螺纹连接，所述钢筋框架套设在钢管内腔，且钢管内腔一侧固定连接有若干凸块。
通过将若干端管体埋入地基固定后，在管体两端分别焊接第一固定环和第二固定环，第一固定环和第二固定环内连接的第一阳极环和第二阳极环与管体连接，还原性较强的镁环作为保护极与被保护的金属管体相连接形成原电池，还原性较强的镁环将作为负极发生氧化反应而效果，在镁环未被氧化还原反应消耗完全时，被保护的钢管作为正极能够有效减少腐蚀，此种保护方法不需要外部电源，很少维护，小的电流输出导致小的或无杂散电流干扰，并且通过两侧固定座与两个固定块套接后，顶部的第二固定螺栓能够穿过多个螺纹孔对固定座和固定块进行装配，且固定座能够通过内腔卡杆卡入卡孔内，方便定位卡接，能够对第一固定环和第二固定环进行定位卡接，避免两侧钢管发生偏移错位，可实现结构体系的全螺栓装配式连接，容易进行安装，多数情况下易于增加阳极，提供均匀的电流分配，且钢管内腔的凸块能够对浇铸的混凝土进行吸附，提高多点支撑应力，且多个钢管通过整体浇铸的混凝土吸附，第一固定环和第二固定环之间的容差能够抵消地震带来的冲击，同时内部加强筋环能够通过两侧钢筋框架提高对地震剪力的吸收，有效通过多个节点的钢筋框架设置吸收地震偏移剪力，从而表现出良好抗震性能，提高钢管整体强度，并且通过第一阳极环和第二阳极环作为保护极延缓整体钢管被腐蚀的速率，从整体延长建筑物地基钢管混凝土的耐腐蚀性和抗震性，大大提高建筑安全性能。
在一个优选的实施方式中，所述第一阳极环和第二阳极环均为镁环，且第一阳极环和第二阳极环与钢管相连接，采用牺牲阳极保护法有效提高耐用性且便于维护。
在一个优选的实施方式中，所述定位柱的直径和定位槽内腔的直径相等，提高卡接稳定。
在一个优选的实施方式中，所述凸块焊接在钢管内壁，且凸块的横截面形状为弧形，提高接触面积。
在一个优选的实施方式中，所述连接座的横截面形状为L形，方便连接钢筋框架。
在一个优选的实施方式中，所述加强筋环为钢制金属构件，提高支撑力。
在一个优选的实施方式中，所述钢管包括管体，所述管体内喷涂有内涂层，所述管体外喷涂有外涂层，保证耐腐蚀效果，且管体与第一阳极环和第二阳极环接触处无涂层，从而确保电流行成。
在一个优选的实施方式中，所述管体为钢管，且管体的厚度为30-50，所述内涂层为环氧树脂涂层，且内涂层的厚度为5mm-10mm，所述外涂层为聚氯乙烯，所述外涂层的厚度为5-10mm，保证耐腐蚀效果。
1、本发明通过设置管体、第一固定环和第二固定环，第一阳极环和第二阳极环与管体作为保护极与被保护的金属管体相连接形成原电池，被保护的钢管作为正极能够有效减少腐蚀，有效通过多个节点的钢筋框架设置吸收地震偏移剪力，从而表现出良好抗震性能，并且通过第一阳极环和第二阳极环作为保护极延缓整体钢管被腐蚀的速率，与现有技术相比从整体延长建筑物地基钢管混凝土的耐腐蚀性和抗震性，提高钢管整体强度，大大提高建筑安全性能；
2、本发明通过设置加强筋环，两侧的卡座能够通过与钢管的焊接进行固定，并且加强筋环底部的定位槽与两侧卡座顶部的定位柱进行定位装配，定位柱的与定位槽的直径相等，保证卡接紧密性，通过内腔的多个连接座和第一固定螺栓进行螺纹装配，有效提高钢筋框架安装的便携性，满足使用建筑装配所需要便携性，留有足够的混凝土凝固时间。
3、本发明通过设置外涂层和内涂层，外涂层能够与阳极氧化层相配合提高整体耐用寿命，内涂层能够对浇铸的混凝土进行良好的贴合，同时具有良好的隔水性能，避免外部水液通过管体壁向混凝土内渗水，提高管体整体耐腐蚀性能。
附图说明
图1为本发明的正视剖面结构示意图。
图2为本发明的图1中A部分放大示意图。
图3为本发明的图1中B部分放大示意图。
图4为本发明的图1中C部分放大示意图。
图5为本发明的加强筋环立体结构示意图。
图6为本发明的第二固定环立体结构示意图。
图7为本发明的立体结构示意图。
图8为本发明的钢管正视剖面结构示意图。
附图标记为：1钢管、101管体、102外涂层、103内涂层、2第一固定环、3第一阳极环、4钢筋框架、5连接座、6第一固定螺栓、7加强筋环、8卡块、9定位槽、10定位柱、11卡座、12凸块、13固定块、14卡孔、15卡杆、16固定座、17螺纹孔、18第二固定螺栓、19第二固定环、20第二阳极环。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
本发明提供了一种高强度钢管混凝土桩，包括钢管1，所述钢管1顶部固定连接有第一固定环2，所述钢管1底部固定连接有第二固定环19，所述第一固定环2内固定连接有第一阳极环3，所述第二固定环19内固定连接有第二阳极环20，所述第一阳极环3和第二阳极环20均与钢管1相贴合，所述钢管1内腔两侧均固定连接有卡座11，所述卡座11内腔底部固定连接有定位柱10，所述卡座11内腔顶部贴合有卡块8，所述卡块8底部开设有定位槽9，所述定位柱10卡接在定位槽9内，且两侧卡块8之间固定连接有加强筋环7，所述第一固定环2和第二固定环19外侧壁两侧均固定连接有固定块13，且两个固定块13外侧壁套设有固定座16，所述固定座16和固定块13顶部均开设有螺纹孔17，且螺纹孔17内螺纹连接有同一个第二固定螺栓18，所述固定块13一侧开设有卡孔14，所述固定座16内腔固定连有两个卡杆15，所述卡杆15卡接在卡孔14内；
所述加强筋环7顶部和底部均设有钢筋框架4，所述钢筋框架4内腔设有若干连接座5，所述连接座5两侧均设有第一固定螺栓6，所述钢筋框架4通过第一固定螺栓6与加强筋环7螺纹连接，所述钢筋框架4套设在钢管1内腔，且钢管1内腔一侧固定连接有若干凸块12，所述凸块12焊接在钢管1内壁，且凸块12的横截面形状为弧形。
如图1-8所示，实施方式具体为：通过将若干端管体101埋入地基固定后，在管体101两端分别焊接第一固定环2和第二固定环19，第一固定环2和第二固定环19内连接的第一阳极环3和第二阳极环20与管体101连接，还原性较强的镁环作为保护极与被保护的金属管体101相连接形成原电池，还原性较强的镁环将作为负极发生氧化反应而效果，在镁环未被氧化还原反应消耗完全时，被保护的钢管1作为正极能够有效减少腐蚀，此种保护方法不需要外部电源，很少维护，小的电流输出导致小的或无杂散电流干扰，并且通过两侧固定座16与两个固定块13套接后，顶部的第二固定螺栓18能够穿过多个螺纹孔17对固定座16和固定块13进行装配，且固定座16能够通过内腔卡杆15卡入卡孔14内，方便定位卡接，能够对第一固定环2和第二固定环19进行定位卡接，避免两侧钢管1发生偏移错位，可实现结构体系的全螺栓装配式连接，容易进行安装，多数情况下易于增加阳极，提供均匀的电流分配，且钢管1内腔的凸块12能够对浇铸的混凝土进行吸附，提高多点支撑应力，且多个钢管1通过整体浇铸的混凝土吸附，第一固定环2和第二固定环19之间的容差能够抵消地震带来的冲击，同时内部加强筋环7能够通过两侧钢筋框架4提高对地震剪力的吸收，有效通过多个节点的钢筋框架4设置吸收地震偏移剪力，从而表现出良好抗震性能，并且通过第一阳极环3和第二阳极环20作为保护极延缓整体钢管1被腐蚀的速率，从整体延长建筑物地基钢管1混凝土的耐腐蚀性和抗震性，大大提高建筑安全性能。
所述钢筋框架4内腔设有若干连接座5，所述连接座5两侧均设有第一固定螺栓6，所述钢筋框架4通过第一固定螺栓6与加强筋环7螺纹连接，所述钢筋框架4套设在钢管1内腔，所述定位柱10的直径和定位槽9内腔的直径相等，所述连接座5的横截面形状为L形，所述加强筋环7为钢制金属构件。
如图1-5所示，实施方式具体为：当加强筋环7置入钢管1内腔时，两侧的卡座11能够通过与钢管1的焊接进行固定，并且加强筋环7底部的定位槽9与两侧卡座11顶部的定位柱10进行定位装配，定位柱10的与定位槽9的直径相等，保证卡接紧密性，并且能够定位顶部钢筋框架4的垂直角度确保后续混凝土浇灌后的支撑吸附效果，并且通过内腔的多个连接座5和第一固定螺栓6进行螺纹装配，连接座5和第一固定螺栓6均开设有对应的连接孔，有效提高钢筋框架4安装的便携性，满足使用建筑装配所需要便携性，能够进一步加速工期的完成，留有足够的混凝土凝固时间。
所述钢管1包括管体101，所述管体101内喷涂有内涂层103，所述管体101外喷涂有外涂层102，所述管体101为钢管1，且管体101的厚度为30-50，所述内涂层103为环氧树脂涂层，且内涂层103的厚度为5mm-10mm，所述外涂层102为聚氯乙烯，所述外涂层102的厚度为5-10mm。
如图7所示，实施方式具体为：钢管1表面的外涂层102能够有效抵抗外部泥土环境腐蚀，并且与阳极氧化层相配合提高整体耐用寿命，并且钢管1内部的内涂层103能够对浇铸的混凝土进行良好的贴合，同时具有良好的隔水性能，避免外部水液通过管体101壁向混凝土内渗水，提高管体101整体耐腐蚀性能，满足使用需要。
本发明工作原理：
参照说明书附图1-8，通过将若干端管体101埋入地基固定后，在管体101两端分别焊接第一固定环2和第二固定环19，第一固定环2和第二固定环19内连接的第一阳极环3和第二阳极环20与管体101连接，还原性较强的镁环作为保护极与被保护的金属管体101相连接形成原电池有效减少腐蚀，两侧固定座16与两个固定块13套接后，第二固定螺栓18能够穿过多个螺纹孔17对固定座16和固定块13进行装配，且固定座16能够通过内腔卡杆15卡入卡孔14内，方便定位卡接，能够对第一固定环2和第二固定环19进行定位卡接，且钢管1内腔的凸块12能够对浇铸的混凝土进行吸附，提高多点支撑应力，且多个钢管1通过整体浇铸的混凝土吸附，第一固定环2和第二固定环19之间的容差能够抵消地震带来的冲击，同时内部加强筋环7能够通过两侧钢筋框架4提高对地震剪力的吸收，有效通过多个节点的钢筋框架4设置吸收地震偏移剪力；
参照说明书附图1-5当加强筋环7置入钢管1内腔时，两侧的卡座11能够通过与钢管1的焊接进行固定，并且加强筋环7底部的定位槽9与两侧卡座11顶部的定位柱10进行定位装配，定位柱10的与定位槽9的直径相等，保证卡接紧密性，通过内腔的多个连接座5和第一固定螺栓6进行螺纹装配，连接座5和第一固定螺栓6均开设有对应的连接孔，有效提高钢筋框架4安装的便携性，满足使用建筑装配所需要便携性；
参照说明书附图8，钢管1表面的外涂层102能够有效抵抗外部泥土环境腐蚀，并且钢管1内部的内涂层103能够对浇铸的混凝土进行良好的贴合，同时具有良好的隔水性能，避免外部水液通过管体101壁向混凝土内渗水，提高管体101整体耐腐蚀性能。
最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种高强度钢管混凝土桩，包括钢管(1)，其特征在于：所述钢管(1)顶部固定连接有第一固定环(2)，所述钢管(1)底部固定连接有第二固定环(19)，所述第一固定环(2)内固定连接有第一阳极环(3)，所述第二固定环(19)内固定连接有第二阳极环(20)，所述第一阳极环(3)和第二阳极环(20)均与钢管(1)相贴合，所述钢管(1)内腔两侧均固定连接有卡座(11)，所述卡座(11)内腔底部固定连接有定位柱(10)，所述卡座(11)内腔顶部贴合有卡块(8)，所述卡块(8)底部开设有定位槽(9)，所述定位柱(10)卡接在定位槽(9)内，且两侧卡块(8)之间固定连接有加强筋环(7)，所述第一固定环(2)和第二固定环(19)外侧壁两侧均固定连接有固定块(13)，且两个固定块(13)外侧壁套设有固定座(16)，所述固定座(16)和固定块(13)顶部均开设有螺纹孔(17)，且螺纹孔(17)内螺纹连接有同一个第二固定螺栓(18)，所述固定块(13)一侧开设有卡孔(14)，所述固定座(16)内腔固定连有两个卡杆(15)，所述卡杆(15)卡接在卡孔(14)内；
所述加强筋环(7)顶部和底部均设有钢筋框架(4)，所述钢筋框架(4)内腔设有若干连接座(5)，所述连接座(5)两侧均设有第一固定螺栓(6)，所述钢筋框架(4)通过第一固定螺栓(6)与加强筋环(7)螺纹连接，所述钢筋框架(4)套设在钢管(1)内腔，且钢管(1)内腔一侧固定连接有若干凸块(12)。
2.根据权利要求1所述的一种高强度钢管混凝土桩，其特征在于：所述第一阳极环(3)和第二阳极环(20)均为镁环，且第一阳极环(3)和第二阳极环(20)与钢管(1)相连接。
3.根据权利要求1所述的一种高强度钢管混凝土桩，其特征在于：所述定位柱(10)的直径和定位槽(9)内腔的直径相等。
4.根据权利要求1所述的一种高强度钢管混凝土桩，其特征在于：所述凸块(12)焊接在钢管(1)内壁，且凸块(12)的横截面形状为弧形。
5.根据权利要求1所述的一种高强度钢管混凝土桩，其特征在于：所述连接座(5)的横截面形状为L形。
6.根据权利要求1所述的一种高强度钢管混凝土桩，其特征在于：所述加强筋环(7)为钢制金属构件。
7.根据权利要求1所述的一种高强度钢管混凝土桩，其特征在于：所述钢管(1)包括管体(101)，所述管体(101)内喷涂有内涂层(103)，所述管体(101)外喷涂有外涂层(102)。
8.根据权利要求7所述的一种高强度钢管混凝土桩，其特征在于：所述管体(101)为钢管(1)，且管体(101)的厚度为30-50，所述内涂层(103)为环氧树脂涂层，且内涂层(103)的厚度为5mm-10mm，所述外涂层(102)为聚氯乙烯，所述外涂层(102)的厚度为5-10mm。
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