CN213173796U - 一种复合钢管桩与承台的连接结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种复合钢管桩与承台的连接结构，涉及桥梁工程技术领域。该连接结构包括承台；复合钢管桩，与承台固定连接，复合钢管桩包括钢管和部分包覆在钢管外表面的外包件；其中，外包件由超高性能混凝土形成；锚固钢筋，沿钢管的长度延伸方向部分设置于承台内，并与钢管的内壁面相邻。本实用新型的连接结构提高了连接的耐久性。

Description

一种复合钢管桩与承台的连接结构

技术领域

本实用新型涉及桥梁工程技术领域，更具体的，涉及一种复合钢管桩与承台的连接结构。

背景技术

复合钢管桩与承台的连接部位的结构，涉及到钢混结合传力的有效性及耐久性，该部位是该类型基础的关键部位。

相关的钢管桩与承台的连接结构设计，采用管桩一端与承台直接连接，并在管桩的一端设置锚固筋，该连接结构布置方式简单，钢管与承台混凝土的连接强度欠佳，且结构的耐久性难以保证。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种复合钢管桩与承台的连接结构，以解决如何提高复合钢管桩与承台的连接结构的耐久性的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

本实用新型提供一种复合钢管桩与承台的连接结构，包括：承台；复合钢管桩，与所述承台固定连接，所述复合钢管桩包括钢管和部分包覆在所述钢管外表面的外包件；其中，所述外包件由超高性能混凝土形成；锚固钢筋，沿所述钢管的长度延伸方向部分设置于所述承台内，并与所述钢管的内壁面相邻。

进一步地，所述复合钢管桩与承台的连接结构还包括：第一连接筋，位于所述外包件的上方，沿所述钢管的长度延伸方向设置在所述承台内，并与所述钢管连接；第二连接筋，所述第二连接筋的一端设置于所述外包件内，所述第二连接筋的与所述一端相对的另一端与所述第一连接筋连接。

进一步地，所述钢管包括：管体，所述管体围合形成空腔；所述管体的外表面部分被所述外包件包覆；钢板，设置于所述管体的一端，所述钢板开设有与所述空腔连通的第一通孔；其中，所述锚固钢筋与所述第一连接筋均与所述钢板连接；端板，设置于所述空腔内，并位于所述管体的另一端，所述端板与所述管体连接。

进一步地，沿所述钢板的径向，所述钢板的内缘和外缘均开设有缺口槽，所述锚固钢筋的端部位于所述内缘的所述缺口槽内，所述第一连接筋的所述一端位于所述外缘的所述缺口槽内。

进一步地，所述锚固钢筋包括第一钢筋，所述第一钢筋关于所述轴线方向对称设置，并与所述管体的内壁面连接，所述第一钢筋部分伸入所述承台内，并位于所述内缘的所述缺口槽内。

进一步地，所述锚固钢筋还包括第二钢筋，沿垂直于所述轴线方向设置于所述空腔内，所述第二钢筋位于所述端板的上方，并与所述端板连接；其中，所述第二钢筋连接所述第一钢筋相对的另一端，并与所述第一钢筋一体成型。

进一步地，所述端板具有与所述空腔连通的出气孔；所述连接结构还包括盖板，设置于所述端板上，用于封闭所述出气孔。

进一步地，所述空腔用于放置填芯混凝土。

进一步地，所述复合钢管桩与承台的连接结构还包括第一剪力钉，设置于所述外包件内，所述第一剪力钉连接所述外包件和所述管体。

进一步地，所述复合钢管桩与承台的连接结构还包括第二剪力钉，设置于所述空腔内，连接所述填芯混凝土和所述管体。

本实用新型提供的一种复合钢管桩与承台的连接结构，包括承台、复合钢管桩和锚固钢筋。通过将复合钢管桩与承台连接，锚固钢筋一部分设置在承台内，另一部分与复合钢管桩连接，通过各部件之间的连接，进一步提高了连接结构连接的耐久性。

附图说明

图1为本实用新型实施例的复合钢管桩与承台的连接结构示意图；

图2为另一种复合钢管桩与承台的连接结构的端板和锚固钢筋的结构示意图；

图3为本实用新型实施例的复合钢管桩与承台的连接结构的钢板结构示意图；

图4为本实用新型实施例的复合钢管桩与承台的连接结构的端板和锚固钢筋的结构示意图；

图5为本实用新型实施例的复合钢管桩与承台的连接结构的钢板缺口槽的结构示意图；

图6为另一种复合钢管桩与承台的连接结构的钢板结构示意图。

附图标记说明：

10-复合钢管桩，11-钢管，111-管体，1111-空腔，112-钢板，1121-第一通孔，1122-缺口槽，1123-第二通孔，113-端板，1131-焊缝，1132-柔性封堵，1133-出气孔，114-盖板，12-外包件，13-箍筋，141-第一剪力钉，142-第二剪力钉，20-锚固钢筋，21-第一钢筋，22-第二钢筋，31-第一连接筋，32-第二连接筋，C-承台，O＇-中心轴线，L₁-外包件的上端面与管体上端面之间的距离

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在具体实施例中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如通过不同的具体技术特征的组合可以形成不同的实施例和技术方案。为了避免不必要的重复，本实用新型中各个具体技术特征的各种可能的组合方式不再另行说明。

在以下的描述中，所涉及的术语“第一\第二”仅仅是区别不同的对象，不表示二者之间具有相同或联系之处。应该理解的是，所涉及的方位描述“上方”、“下方”均为正常使用状态时的方位。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。术语“连接”在未特别说明的情况下，既包括直接连接也包括间接连接。“相邻”的含义是指对应的两部件相接触或者虽未接触但是两部件之间的间隙宽度远小于两部件中任一部件的宽度。

本实用新型提供一种连接结构，可以广泛应用于桥梁工程领域，其可作为连接部件连接桥梁的管桩和承台。还可以作为基础应用于码头或者港口等海工工程的建设中。需要说明的是，本实用新型的应用场景类型并不对本实用新型的连接结构产生限定。

如图1所示，本实用新型的实施例的复合钢管桩与承台的连接结构可以包括承台C、复合钢管桩10和锚固钢筋20。需要说明的是，承台C是桩体与柱体或墩体的联系部分，承台C可以承受、分布由墩身传递的荷载，承台C是在桩基顶部设置的联结各桩顶的钢筋混凝土平台。例如，在本实用新型实施例中，承台C位于桥梁的桥墩下，连接复合钢管桩10和桥梁桥墩。复合钢管桩10与承台C固定连接。具体的，复合钢管桩10可以是长条形柱体，复合钢管桩10的上端与现浇的承台C形成一体，使复合钢管桩10与承台C形成连接。

如图1所示，复合钢管桩10包括钢管11和部分包覆在钢管11外表面的外包件12。具体的，为加强钢管11和外包件12与承台C之间的连接，在现浇承台C的施工过程中，将混凝土浇筑于钢管11的上端和外包件12的上端形成承台C，也就是说，钢管11的上端和外包件12的上端均嵌入在现浇承台C中。因此，钢管11的上端面和外包件12的上端面均高出承台C的下端面一定距离。钢管11的数量任意，可以是一个，也可以是多个，多根管可以采用首尾拼接的方式设置。钢管11的截面形状任意，可以是圆形，也可以是矩形，还可以是多边形，需要说明的是，截面是指与钢管11长度延伸方向垂直的面。在示例性的实施例中，采用截面为圆形的钢管11进行后续说明。钢管11可以是实心的圆柱体，也可以具有一定壁厚的空心圆柱体，考虑到经济性，本实施例中采用具有一定壁厚的空心圆柱体做后续阐述。实际应用中，钢管11在海水等具有腐蚀性的恶劣环境中，由于海水长期持续的侵蚀作用，钢管11易被破坏而影响其支撑的耐久性。外包件12作为一种耐腐蚀性好的材料包覆在钢管11的外表面，可以保护钢管11免受外界环境的侵蚀。此外，管桩需要足够的结构强度承受承台C以及梁体的重力作用，外包件12具有一定的厚度，包覆于钢管11外表面，可以参与结构受力，与钢管11一同分担来自管桩以上结构物的重力作用。钢管11的上端高出外包件12的上端距离L₁，在示例性的实施例中，L1的距离为10～15cm。这样在施工下沉钢管11的过程中，外包件12靠近上端的部分不会因为下沉钢管11的施工操作而导致外包件12遭受破坏。即所述的钢管11的外表面部分包覆外包件12。

外包件12由超高性能混凝土形成。具体的，超高性能混凝土，简称UHPC(Ultra-High Performance Concrete)，UHPC是一种超高强、高韧性、高耐久性和体积稳定性良好的水泥基复合材料。具有极低的渗透性、较高的抗环境介质侵蚀能力和良好的耐磨性。这种材料能适应海洋恶劣的环境，有效地阻止海水、腐蚀性空气对钢管的侵蚀，显著提高复合钢管桩的耐腐蚀性能。

如图1所示，锚固钢筋20沿钢管11的长度延伸方向部分设置于承台C内，并与钢管11的内壁面相邻。具体的，钢管11的中心轴线为O＇，锚固钢筋20关于中心轴线为O＇对称设置，锚固钢筋20的上端伸入承台C内并与承台C固定连接。锚固钢筋20与钢管11的内壁面相邻设置，需要说明的是，相邻是指对应的两部件相接触或者虽未接触但是两部件之间的间隙宽度远小于两部件中任一部件的宽度。具体的，锚固钢筋20与钢管11的内壁面之间可以是相连接的关系，也可以保持一定的间隙。锚固钢筋20可以通过焊接的方式与钢管11固定连接，锚固钢筋20还可以直接贴附于钢管11的内壁面上。钢管11内部的空间可以浇筑混凝土。锚固钢筋20可以有多个，沿钢管11的圆周方向间隔设置。

本实用新型实施例的锚固钢筋20的结构还可以有其他的具体实现方式。例如，图2所示的锚固钢筋20关于中心轴线为O＇对称设置，锚固钢筋20的上端设置在承台C内，并与钢管11的内壁面相邻。

本实用新型实施例的复合钢管桩与承台的连接结构通过在钢管的外表面部分包覆外包件，并将钢管和外包件的一端埋入承台内，使钢管和外包件与承台形成固定连接，锚固钢筋与钢管相邻设置，并部分埋入承台内，使锚固钢筋和承台形成固定连接。连接结构的多个部件通过多层次的设置，使各部件之间彼此联系和联结，从而形成牢固紧密的连接。本实用新型实施例的复合钢管桩与承台的连接结构大大提升了连接的耐久性。

在一些实施例中，如图1所示，复合钢管桩与承台的连接结构还包括第一连接筋31和第二连接筋32。具体的，第一连接筋31和第二连接筋32均为长条形钢筋，长度的延伸方向均为中心轴线O＇的方向。第一连接筋31和第二连接筋32的数量均任意，可以有多个，沿钢管11的周向间隔设置。

第一连接筋31位于外包件12的上方，沿钢管11的长度延伸方向设置在承台C内，并与钢管11连接。具体的，第一连接筋31设置在承台C内，且与钢管11的上端连接。第一连接筋31不仅可以加强承台C的结构强度，还可以进一步加强钢管11的上端与承台C之间的连接。第二连接筋32的一端设置于外包件12内，第二连接筋32的与一端相对的另一端与第一连接筋31连接。具体的，第二连接筋32一部分设置在外包件12内，另一部分突出于外包件12上端伸入承台C内，并与第一连接筋31的末端固定连接。一方面，第二连接筋32可以提高外包件12沿中心轴线O＇方向的整体结构强度及延伸性，另一方面，第二连接筋32进一步加强了外包件12的上端与承台C之间的连接，也加强了外包件12的上端与钢管11的上端之间的连接。

通过设置第一连接筋进一步加强钢管与承台的连接，设置第二连接筋进一步加强外包件与承台和钢管之间的连接。该设置方式灵活巧妙，使各部件之间彼此连接，同时也易于施工。

可选的，外包件12内可以设置箍筋13，箍筋13可以是圆环形钢筋，围绕钢管11设置，箍筋13的数量可以有多个，沿中心轴线O＇方向间隔设置，箍筋13可以提高外包件12在水平方向的结构强度。

在一些实施例中，如图1和图2所示，钢管11包括管体111、钢板112和端板113。管体111围合形成空腔1111，管体111的外表面部分被外包件12包覆。具体的，管体111为长型柱体，其截面形状任意，可以是圆形、矩形和多边形，在示例性的实施例中，管体111采用截面形状为圆形的柱体做后续阐述。管体111具有贯穿一端至相对的另一端的空腔1111。如图1所示，管体111的外表面敷设有外包件12，用于保护管体111的外表面免受外界环境的侵蚀。外包件12的长度小于管体1111的长度，外包件12的上端面距离管体1111的上端面为L₁，这样，外包件12靠近上端的部分不会因为下沉钢管11的施工操作而导致外包件12遭受破坏。并且管体1111靠近上端的部分位于承台C内，这部分不敷设外包件12。

如图2所示，钢板112设置于管体111的一端，钢板112开设有与空腔1111连通的第一通孔1121。具体的，钢板112设置在承台C内，位于管体111的上端面，并与管体111固定连接。如图3所示，钢板112可以是圆环形的钢板，圆环中间的通孔即为所述的第一通孔1121。如图2所示，第一通孔1121与空腔1111连通，第一通孔1121可以作为钢管11浇筑混凝土的入口。如图1所示，锚固钢筋20和第一连接筋31均与钢板112连接。具体的，锚固钢筋20和第一连接筋31均穿设于钢板112中，锚固钢筋20和第一连接筋31可以与钢板112焊接，也可以通过混凝土浇筑的方式与钢板112形成固定连接。

如图1所示，端板113设置于空腔1111内，并位于管体111的另一端，端板113与管体111连接。具体的，靠近空腔1111的下端，水平设置有端板113，端板113的形状根据管体111的形状而定，本实用新型实施例中的端板113采用圆形端板，端板113的直径与管体111的直径大致相同。端板113可以通过焊接或者粘接等方式与管体111的内壁面固定连接。如图2所示，可以通过在端板113的外缘设置焊缝1131，与管体111焊接在一起，如图4所示，还可以通过在端板113的上端面外缘设置柔性封堵1132，使端板113与管体111连接，同时还能保证底部所围合空间具有较好的密封性，该空间内可以浇筑混凝土。另外，端板113的支撑作用还可以提高管体111下端的结构强度。

通过将钢管设置成管体、钢板和端板，并且各部件之间相互联系，且与锚固钢筋和连接筋连接，进一步提高了连接结构连接的可靠性和耐久性。

在一些实施中，如图5所示，沿钢板112的径向，钢板112的内缘和外缘均开设有缺口槽1122，锚固钢筋20的端部位于内缘的缺口槽1122内，第一连接筋31的一端位于外缘的缺口槽1122内。具体的，沿钢板112的圆周方向，在钢板112的内缘和外缘开设有多个缺口槽1122，缺口槽1122的形状任意，在示例性的实施例中，缺口槽1122可以是U型槽，即槽口的弧形边连接两个直边。内缘的缺口槽1122宽度大于锚固钢筋20的直径，使锚固钢筋20能够穿设于缺口槽1122内。需要说明的是，宽度是指缺口槽相对的两个直边之间的距离。锚固钢筋20通过内缘的缺口槽1122与钢板112连接。外缘的缺口槽1122宽度大于第一连接筋31的宽度，使第一连接筋31能够穿设于缺口槽1122内，第一连接筋31通过外缘的缺口槽1122与钢板112连接。通过在钢板的边缘开设缺口槽，并将锚固钢筋和第一连接筋设置于缺口槽内，实现各钢筋与钢板之间的连接，该设置方式结构简单且易于施工。

可选的，如图6所示，可在钢板112开设第二通孔1123，锚固钢筋20和第一连接筋31穿过第二通孔1123与钢板112形成连接。

在一些实施中，如图2所示，锚固钢筋20包括第一钢筋21，第一钢筋21关于轴线方向对称设置，并与管体111的内壁面连接。具体的，第一钢筋21可以是长条形钢筋，其长度的延伸方向与中心轴线O＇的方向相同。第一钢筋21与管体111的内壁面相邻设置，第一钢筋21的下端可以通过焊接或者粘接等方式与管体111的内壁面形成固定连接。在示例性的实施例中，可以通过在第一钢筋21和管体111的内壁面之间设置焊缝1131，将第一钢筋21和管体111焊接在一起。第一钢筋21部分伸入承台C内，并位于内缘的缺口槽1122内。具体的，第一钢筋21的上端埋入承台C内，并伸入缺口槽1122与钢板112连接。通过将锚固钢筋设置成长条形的第一连接筋，并将第一连接筋埋入承台内，并与钢管连接，进一步加强了各个部件之间的连接，提升了连接结构的耐久性和可靠性；并且该结构简单，设置较为灵活。

在另一些实施中，如图4所示，锚固钢筋20还包括第二钢筋22，沿垂直于轴线方向设置于空腔1111内，第二钢筋22位于端板113的上方，并与端板113连接；其中，第二钢筋22连接第一钢筋21相对的另一端，并与第一钢筋21一体成型。具体的，第二钢筋22可以是弧形钢筋，关于中心轴线O＇对称设置，第二钢筋22位于第一钢筋21的下方，并与第一钢筋21一体成型，第二钢筋22与第一钢筋21形成圆弧过渡。第二钢筋22可以通过焊缝1131与端板113形成固定连接，有效降低第二钢筋22移位的风险。通过第一钢筋和第二钢筋一体成型形成U形钢筋，U形钢筋可以提高空腔内混凝土的结构强度，从而进一步提高连接结构的耐久性和可靠性。

在一些实施中，如图2所示，端板113具有与空腔1111连通的出气孔1133。具体的，端板113的大致中间区域开设有出气孔1133，用于管体111内气体的排出，出气孔1133的直径远小于端板113的直径。连接结构还包括盖板114，设置于端板113上，用于封闭出气孔1133。具体的，盖板114位于端板113上表面的大致中间区域，盖板114的形状任意，在示例性的实施例中，盖板114可以是圆形盖板，且直径大于出气孔1133的直径，使盖板114能够封闭住出气孔1133，保证管体111下端的密封性。

在一些实施中，如图2所示，空腔1111用于放置填芯混凝土。具体的，管体111的空腔1111用于充注填芯混凝土，并与锚固钢筋20形成一体。填芯混凝土施工方便，使用寿命长，工程造价低。

在一些实施中，如图1所示，复合钢管桩与承台的连接结构还包括第一剪力钉141，设置于外包件12内，第一剪力钉141连接外包件12和管体111。具体的，第一剪力钉141可有多个，沿中心轴线O＇的方向间隔设置，并围绕管体111的周向间隔设置。第一剪力钉141与第二连接筋32相邻，第一剪力钉141的一端与管体111固定连接，这样可以将外包件12牢固的依附于管体111的外表面上，提高二者之间连接的紧密性，降低外包件12与管体111之间随使用年限的增加而逐渐脱层的风险。通过在外包件内设置第一剪力钉加强外包件和主体之间的连接关系，并且该设置方式结构简单。

在一些实施中，如图1所示，复合钢管桩与承台的连接结构还包括第二剪力钉142，设置于空腔1111内，连接填芯混凝土和管体111。具体的，第二剪力钉142可有多个，沿中心轴线O＇的方向间隔设置，并围绕管体111内表面的周向间隔设置。第二剪力钉142与锚固钢筋20相邻，第二剪力钉142的一端与管体111的内壁面固定连接，这样可以加强填芯混凝土与管体111内壁面之间的连接。通过在空腔内设置第二剪力钉加强填芯混凝土和主体之间的连接关系，并且该设置方式结构简单。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种复合钢管桩与承台的连接结构，其特征在于，包括：

承台；

复合钢管桩，与所述承台固定连接，所述复合钢管桩包括钢管和部分包覆在所述钢管外表面的外包件；其中，所述外包件由超高性能混凝土形成；

锚固钢筋，沿所述钢管的长度延伸方向部分设置于所述承台内，并与所述钢管的内壁面相邻。

2.如权利要求1所述的复合钢管桩与承台的连接结构，其特征在于，所述连接结构还包括：

第一连接筋，位于所述外包件的上方，沿所述钢管的长度延伸方向设置在所述承台内，并与所述钢管连接；

第二连接筋，所述第二连接筋的一端设置于所述外包件内，所述第二连接筋的与所述一端相对的另一端与所述第一连接筋连接。

3.如权利要求2所述的复合钢管桩与承台的连接结构，其特征在于，所述钢管包括：

管体，所述管体围合形成空腔；所述管体的外表面部分被所述外包件包覆；

钢板，设置于所述管体的一端，所述钢板开设有与所述空腔连通的第一通孔；其中，所述锚固钢筋和所述第一连接筋均与所述钢板连接；

端板，设置于所述空腔内，并位于所述管体的另一端，所述端板与所述管体连接。

4.如权利要求3所述的复合钢管桩与承台的连接结构，其特征在于，沿所述钢板的径向，所述钢板的内缘和外缘均开设有缺口槽，所述锚固钢筋的端部位于所述内缘的所述缺口槽内，所述第一连接筋的所述一端位于所述外缘的所述缺口槽内。

5.如权利要求4所述的复合钢管桩与承台的连接结构，其特征在于，所述锚固钢筋包括第一钢筋，所述第一钢筋关于轴线方向对称设置，并与所述管体的内壁面连接，所述第一钢筋部分伸入所述承台内，并位于所述内缘的所述缺口槽内。

6.如权利要求5所述的复合钢管桩与承台的连接结构，其特征在于，所述锚固钢筋还包括第二钢筋，沿垂直于所述轴线方向设置于所述空腔内，所述第二钢筋位于所述端板的上方，并与所述端板连接；其中，所述第二钢筋连接所述第一钢筋相对的另一端，并与所述第一钢筋一体成型。

7.如权利要求3所述的复合钢管桩与承台的连接结构，其特征在于，所述端板具有与所述空腔连通的出气孔；所述连接结构还包括盖板，设置于所述端板上，用于封闭所述出气孔。

8.如权利要求3所述的复合钢管桩与承台的连接结构，其特征在于，所述空腔用于放置填芯混凝土。

9.如权利要求3所述的复合钢管桩与承台的连接结构，其特征在于，所述连接结构还包括第一剪力钉，设置于所述外包件内，所述第一剪力钉连接所述外包件和所述管体。

10.如权利要求8所述的复合钢管桩与承台的连接结构，其特征在于，所述连接结构还包括第二剪力钉，设置于所述空腔内，连接所述填芯混凝土和所述管体。

Images