CN202323991U - 一种后张法预应力墩基础结构 - Google Patents

一种后张法预应力墩基础结构 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种后张法预应力墩基础结构,包括:柱状支撑件、固定环、锚杆、和承台,所述承台上设有用于放置设备连接法兰的环状灌浆槽,所述锚杆所围成的至少一个柱状结构的端部由所述环状灌浆槽中伸出,并同置于所述灌浆槽内的设备连接法兰固定连接,底部同固定环连接固定。墩基础结构承台同设备相连部分设有含倒角的灌浆槽,设备连接法兰放置于浇筑在此槽内的高强自密实浆料上,高强浆料能够有效抵消施加外力,同时倒角能够降低边缘应力集中。

Description

一种后张法预应力墩基础结构
技术领域
[0001] 本实用新型涉及混凝土基础领域,适用于为电力线、街道照明及信号、桥墩、风轮机、商业标识、高速公路标识、滑雪缆车等提供支撑的高型、重型与/或大型塔支柱,具体地讲,涉及一种后张法预应力墩基础结构。
背景技术
[0002] 目前对于高耸结构多采用尺寸庞大的扩展基础,这样会导致施工复杂,成本很高。美国文献2,374,6¾披露了一种专门为信号杆、电源箱及信号提供支撑的基础。基础包括螺栓在一起的混凝土预浇段。复合基础埋入土壤中,如果在此基础上安装信号高杆段,可能会使基础承受一些倾覆力矩,而且由于基础是由预浇段构成,尺寸有限,此基础仅适用于支撑相对较小的结构。
[0003] 美国专利文献2,706,498透露了专门用作导管、混凝土桩及沉箱的预应力管状混凝土结构。预应力管状混凝土结构为分段预浇,因而能够进行端对端组装。提供纵向钢筋,并穿过空隙;此钢筋处于张拉状态,且灌浆严密,因此承受预应力的张拉螺旋状钢筋可提供环向预应力。此结构为预应力结构,但其尺寸不适合作为较高支撑塔或柱(承受高倾覆力矩)的基础,而且很难运输到偏远地区使用。
[0004] 美国专利文献2,724,261披露了一种预浇柱,可将柱连接到横向支承面(如基脚或墙壁)及其它不适用大型或较高塔基的结构。
[0005] 美国专利文献3,963,056披露了各类桥桩、杆或柱等,包括柱状预应力混凝土管或带钢管外壳的柱状预应力混凝土杆。虽然使用钢管作为外壳阻止了径向混凝土管或杆产生横向应力,从而增加了混凝土管或杆的抗压强度,但由于基础支撑的高塔可能摆动或左右运动,外部钢壳几乎无法抵抗混凝土上的张应力。
实用新型内容
[0006] 为了消除墩基础上的周期性交错压力及张力负荷,并大大减少墩基疲劳,提高了连接处的安全性,同时能够易于施工适用于更广泛的土质条件,本实用新型实施例提供了一种后张法预应力墩基础结构。所述技术方案如下:
[0007] 一种后张法预应力墩基础结构,包括:
[0008] 柱状支撑件,设置于基坑内;
[0009] 固定环,设置于所述支撑件内,并垂直于所述支撑件的轴线设置于靠近所述支撑件的下端面处;
[0010] 锚杆,沿所述固定环的周向设置多个,多个所述锚杆围接形成至少一个同所述支撑件同轴设置的柱状结构,所述锚杆的一端同所述固定环连接,其另一端平行于所述支撑件的轴线穿出所述支撑件的上端面;
[0011] 承台,设置于所述支撑件的上端面处,所述承台的外径大于所述支撑件的外径,所述锚杆的一端穿过所述承台的上端面并同所述承台固定连接,
4[0012] 所述承台上设有用于放置设备连接法兰的环状灌浆槽,所述锚杆所围成的至少一个柱状结构的端部由所述环状灌浆槽中伸出,并同置于所述灌浆槽内的设备连接法兰固定连接,所述灌浆槽的槽壁上成型有灌浆倒角。
[0013] 所述锚杆为合金钢材质,其外侧套设有塑料套管,沿所述锚杆上部以及下部长度方向设有机械加工外螺纹,所述锚杆的下端通过螺母同所述固定环连接,所述锚杆的上端通过螺母同设备的连接法兰固定连接,所述锚杆突出设备连接法兰上端面的部分设有防腐塑料保护套。
[0014] 所述防腐塑料套管的内径大于所述锚杆的外径5mm以上。
[0015] 所述基坑内所成型的墩基础结构,基础高度同其竖向高度范围内水平向的平均直径的比值(高宽比)小于3。
[0016] 所述支撑件为带有波纹的钢筒,多个所述锚杆所形成的柱状结构设置于所述钢筒内,所述钢筒内浇注有高强混凝土,所述钢筒与所述基坑之间的空间内浇注有低强混凝土或砂浆。
[0017] 优选地,所述支撑件为带有波纹的钢筒,其包括内筒体和外筒体,所述内筒体和外筒体通过固定件固定连接,多个所述锚杆所围成的柱状结构设置于所述内筒体和外筒体所形成的环状空间内,所述内筒体浇注有原状土,所述内筒体与外筒体之间浇注有高强混凝土,所述外筒体同所述基坑之间的空间内浇注有低强混凝土。
[0018] 优选地,所述支撑件有多个钢筋笼围接而成,多个所述锚杆所围成的柱状结构设置于所述钢筋笼内,所述基坑同所述钢筋笼之间及所述钢筋笼内浇注有高强混凝土。
[0019] 优选地,所述支撑件为带有波纹的钢筒,所述钢筒内浇注有原状土或高强混凝土,多个所述锚杆所形成的柱状结构设置于所述钢筒的外侧,所述钢筒同所述基坑之间浇注有高强混凝土。
[0020] 带波纹的所述钢筒通过波纹板材拼接而成或通过钢板整体加工成型。
[0021] 所述墩基础结构呈圆柱体或台体或着近似圆柱或台体形状,也可为其它形状。
[0022] 所述墩基础结构的上部开设有穿线通道,所述穿线通道将所述承台的上端面与所述墩基础结构的侧面连通。
[0023] 所述承台的中部设置一内凹台,所述内凹台设置于所述锚杆所形成的柱状空间内。
[0024] 所述墩基础承台的周边设有带有斜坡的斜台。
[0025] 本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果是:
[0026] 墩基础结构承台同设备相连部分设有含倒角的灌浆槽,设备连接法兰放置于此槽内并作于高强自密实浆料上,高强浆料能够有效抵消施加外力,同时倒角能够降低边缘应力集中。
[0027] 本实用新型长细比(高宽比)低于3,常规机器可以保证施工开挖。这样能够更容易的进行野外工程施工,同时在连接处采用浆料槽填充高强灌浆料来抵抗外部产生并且传递给混凝土的压力。通过调整支撑结构的外部开挖的形状可以控制开挖,更易于施工进行。
[0028] 本实用新型的连接不采用轧制的螺纹钢,而是使用机械加工的连续型圆弧螺纹的锚杆连接,因为轧制螺纹钢螺纹精度较低,施工安全以及运行隐患大,同时采用圆弧形螺纹能够有效的降低应力集中,通过同螺母的有效连接能够提高在低频往复振动荷载下的防松性能。
[0029] 本实用新型中的墩基通过对其中的锚杆施加预应力,这样混凝土部分的整个垂直范围可以承受远远超过预期拉力负荷的压力。
[0030] 本实用新型承台边缘的斜台可以用于排水,确保水或者其他的不进入基础结构内部,同时在锚杆头盖有塑料帽可以防止锚杆的腐蚀。
[0031] 本实用新型的外部支撑结构同土体之间添加混凝土,在大荷载情况下能够更好的抵抗外部的荷载对土体的冲击以及变形影响。同时在某些条件下添加混凝土取代外部支撑结构直接同土体接触能够更有效的提高墩基础的抗倾覆能力,防止额外的裂缝产生。对于土壤的使用条件大大降低,适用性得到更好改善。
附图说明
[0032] 为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033] 图1是本实用新型实施例一所提供的一种后张法预应力墩基础结构图;
[0034] 图2是本实用新型实施例二所提供的一种后张法预应力墩基础结构图;
[0035] 图3是本实用新型实施例三所提供的一种后张法预应力墩基础结构图;
[0036] 图4是本实用新型实施例四所提供的一种后张法预应力墩基础结构图;
[0037] 图5是本实用新型实施例五所提供的一种后张法预应力墩基础结构图;
[0038] 图6是本实用新型实施例一到五提供的承台顶部灌浆槽部分详图;
[0039] 图中:
[0040] 1、混凝土斜台 2、承台 3、灌浆槽 4、钢筋5、原状土
[0041] 6、低强混凝土或砂浆7、固定环8、钢筒81、外筒体82、内筒体
[0042] 9、钢筋笼10、防腐塑料套管11、锚杆12、螺母13、垫片14、螺母
[0043] 15、高强混凝土 16、箍筋17、混凝土找平台18、穿线通道19、固定件
[0044] 20、设备连接法兰21、塑料保护套22、基坑23、内凹台。
具体实施方式
[0045] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
[0046] 如图1-图5所示,本实用新型提供了一种后张法预应力墩基础结构,具体包括:
[0047] 柱状支撑件,设置于基坑内;
[0048] 固定环,设置于所述支撑件内,并垂直于所述支撑件的轴线设置于靠近所述支撑件的下端面处;
[0049] 锚杆,沿所述固定环的周向设置多个,多个所述锚杆围接形成至少一个同所述支撑件同轴设置的柱状结构,所述锚杆的一端同所述固定环连接,其另一端平行于所述支撑件的轴线穿出所述支撑件的上端面,所述锚杆之间通过箍筋固定连接;
[0050] 承台,设置于所述支撑件的上端面处,所述承台的外径大于所述支撑件的外径,所述锚杆的一端穿过所述承台的上端面并同所述承台固定连接,在承台的四周还设置有混凝土斜台。
[0051] 所述承台上设有用于放置设备连接法兰的环状灌浆槽,所述锚杆所围成的至少一个柱状结构的端部由所述环状灌浆槽中伸出,并同置于所述灌浆槽内的设备连接法兰固定连接,所述灌浆槽的槽壁上成型有灌浆倒角,设备连接法兰放置于此槽内并作于高强自密实浆料上,高强浆料能够有效抵消施加外力,同时倒角能够降低边缘应力集中。
[0052] 多个锚杆沿轴向呈至少一个圆周状均勻分布地插入所述承台和高强混凝土柱体内,所述锚杆的上端伸出设备连接法兰处部分套有防止腐蚀的头部保护套所述锚杆的下端设置在埋置于基础内的固定环内,所述锚杆外部有塑料套管,其大部分同混凝土连接,所述呈圆周状均勻分布的锚杆形成的环状结构的外圆周均勻箍勒有至少一个箍筋。
[0053] 所述锚杆为合金钢材质,其外侧套设有塑料套管,沿所述锚杆长度方向上设有高精度机机械加工外螺纹,所述锚杆的下端通过螺母同所述固定环连接,所述锚杆的上端通过垫片、螺母同设备的连接法兰固定连接。预应力锚杆不为任何螺纹形式的轧制螺纹钢。
[0054] 所述防腐塑料套管的内径大于所述锚杆的外径5mm以上。
[0055] 所述基坑内所成型的墩基础结构,基础高度同其竖向高度范围内水平向的平均直径的比值(高宽比)小于3,在墩基础结构的上部开设有穿线通道,穿线通道将承台的上端面与墩基础结构的侧面连通。
[0056] 所述的后张法预应力墩基础结构顶部承台内设有钢筋。
[0057] 实施例一
[0058] 如图1所示。
[0059] 其中的支撑件为带有波纹的钢筒,其包括内筒体和外筒体,所述内筒体和外筒体通过固定件将其二者的上部固定连接,多个锚杆所围成的柱状结构设置于所述内筒体和外筒体所形成的环状空间内,所述内筒体浇注有原状土,所述内筒体与外筒体之间浇注有高强混凝土,所述外筒体同所述基坑之间的空间内浇注有低强混凝土,其中的带波纹的钢筒通过波纹板材拼接而成或通过钢板整体加工成型。
[0060] 实施例二
[0061] 如图2所示。
[0062] 其中的支撑件为带有波纹的钢筒,多个所述锚杆所形成的柱状结构设置于所述钢筒内,所述钢筒内浇注有高强混凝土,所述钢筒与所述基坑之间的空间内浇注有低强混凝土,其中的带波纹的钢筒通过波纹板材拼接而成或通过钢板整体加工成型。
[0063] 实施例三
[0064] 如图3所示。
[0065] 其中的支撑件有多个钢筋笼围接而成,多个锚杆所围成的柱状结构设置于所述钢筋笼内,所述基坑同所述钢筋笼之间及所述钢筋笼内浇注有高强混凝土。
[0066] 实施例四
[0067] 如图4所示,所述支撑件为带有波纹的钢筒,所述钢筒内浇注有原状土或高强混凝土,多个所述锚杆所形成的柱状结构设置于所述钢筒的外侧,所述钢筒同所述基坑之间浇注有高强混凝土,其中的带波纹的钢筒通过波纹板材拼接而成或通过钢板整体加工成型。
7[0068] 实施例五
[0069] 如图5所示。
[0070] 多个锚杆所围成的柱状结构设置于土体基坑内,所述基坑内部浇注有高强混凝土。
[0071] 上述各实施例中的墩基础结构呈圆柱体或台体或着近似圆柱或台体形状,也可为其它形状,所述墩基础结构的外表面同轴覆盖有原状土体,在墩基础内部采用带波纹形式的钢筒或者能提供此种钢筒功能的钢筋形成空心或者实心的圆柱体,在此空心圆柱体内部填充混凝土材料。
[0072] 墩基础在基坑内成型,并进行内外回填,墩基础下端沿周长完全埋入一个固定环,并将沿周长内外分布的锚杆的下端锚固在固定环上,锚杆上端从墩基础顶部向外从顶部承台凸出,且中间大部分不与构成墩基础的粘结材料连接。设备连接法兰向下放置在墩基础上端或者其上的承台上端,至少一圈的锚杆的上端向上凸出并穿过设备连接法兰上的孔洞,且螺母以及垫片紧贴着设备连接法兰,并向下穿过锚杆上端。
[0073] 上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
[0074] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (14)

1. 一种后张法预应力墩基础结构,包括:柱状支撑件,设置于基坑内;固定环,设置于所述支撑件内,并垂直于所述支撑件的轴线设置于靠近所述支撑件的下端面处;锚杆,沿所述固定环的周向设置多个,多个所述锚杆围接形成至少一个同所述支撑件同轴设置的柱状结构,所述锚杆的一端同所述固定环连接,其另一端平行于所述支撑件的轴线穿出所述支撑件的上端面;承台,设置于所述支撑件的上端面处,所述承台的外径大于所述支撑件的外径,所述锚杆的一端穿过所述承台的上端面并同所述承台固定连接,其特征在于,所述承台上设有用于放置设备连接法兰的环状灌浆槽,所述锚杆所围成的至少一个柱状结构的端部由所述环状灌浆槽中伸出,并同置于所述灌浆槽内的设备连接法兰固定连接,所述灌浆槽的槽壁上成型有灌浆倒角。
2.根据权利要求1所述的后张法预应力墩基础结构,其特征在于,所述锚杆为合金钢材质,其外侧套设有塑料套管,沿所述锚杆上部以及下部长度方向设有机械加工外螺纹,所述锚杆的下端通过螺母同所述固定环连接,所述锚杆的上端通过螺母同设备的连接法兰固定连接,所述锚杆突出设备连接法兰上端面的部分设有防腐塑料保护套。
3.根据权利要求2所述的后张法预应力墩基础结构,其特征在于,所述防腐塑料套管的内径大于所述锚杆的外径5mm以上。
4.根据权利要求1-3任一所述的后张法预应力墩基础结构,其特征在于,所述基坑内所成型的基础结构,基础高度同其竖向高度范围内水平向的平均直径的比值(高宽比)小于3。
5.根据权利要求4所述的后张法预应力墩基础结构,其特征在于,所述支撑件为带有波纹的钢筒,多个所述锚杆所形成的柱状结构设置于所述钢筒内, 所述钢筒内浇注有高强混凝土,所述钢筒与所述基坑之间的空间内浇注有低强混凝土或砂浆。
6.根据权利要求4所述的后张法预应力墩基础结构,其特征在于,所述支撑件为带有波纹的钢筒,其包括内筒体和外筒体,所述内筒体和外筒体通过固定件固定连接,多个所述锚杆所围成的柱状结构设置于所述内筒体和外筒体所形成的环状空间内,所述内筒体浇注有原状土,所述内筒体与外筒体之间浇注有高强混凝土,所述外筒体同所述基坑之间的空间内浇注有低强混凝土。
7.根据权利要求4所述的后张法预应力墩基础结构,其特征在于,所述支撑件有多个钢筋笼围接而成,多个所述锚杆所围成的柱状结构设置于所述钢筋笼内,所述基坑同所述钢筋笼之间及所述钢筋笼内浇注有高强混凝土。
8.根据权利要求4所述的后张法预应力墩基础结构,其特征在于,所述支撑件为带有波纹的钢筒,所述钢筒内浇注有原状土或高强混凝土,多个所述锚杆所形成的柱状结构设置于所述钢筒的外侧,所述钢筒同所述基坑之间浇注有高强混凝土。
9.根据权利要求4所述的后张法预应力墩基础结构,其特征在于,多个所述锚杆所形成的柱状结构设置于墩基础内部,内部浇有高强混凝土。
10.根据权利要求5-9任一所述的后张法预应力墩基础结构,其特征在于, 带波纹的所述钢筒通过波纹板材拼接而成或通过钢板整体加工成型。
11.根据权利要求5-9任一所述的后张法预应力墩基础结构,其特征在于, 所述墩基础结构呈圆柱体或台体或着近似圆柱或台体形状。
12.根据权利要求5-9所述的后张法预应力墩基础结构,其特征在于,所述墩基础结构的上部开设有穿线通道,所述穿线通道穿过承台的上端面与所述墩基础结构的侧面。
13.根据权利要求5-9所述的后张法预应力墩基础结构,其特征在于,所述承台的中部设置一内凹台,所述内凹台设置于所述锚杆所形成的柱状空间内。
14.根据权利要求5-9所述的后张法预应力墩基础结构,其特征在于, 所述墩基础承台的周边设有带有斜坡的斜台。
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