專利名稱：一種鋼管砼柱結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
[0001]本實用新型涉及機械施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于超高層施工的鋼管砼柱結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在機械施工技術(shù)領(lǐng)域，對高層建筑進(jìn)行施工時，需要設(shè)計豎向柱體對上層結(jié)構(gòu)進(jìn) 行支撐，對此，業(yè)內(nèi)普遍采用鋼筋混凝土柱、全鋼結(jié)構(gòu)的鋼柱等方式實現(xiàn)此目的。然而，采用 鋼筋混凝土柱需要耗費大量的混凝土，而采用全鋼結(jié)構(gòu)則不僅需要耗費大量鋼材，提高建 筑成本，而且當(dāng)大型全鋼結(jié)構(gòu)用于工業(yè)廠房設(shè)計是，其設(shè)計難度高，又需要克服普通鋼結(jié)構(gòu) 鋼柱存在的局部失穩(wěn)的缺點。因此業(yè)界開發(fā)出了鋼管砼柱結(jié)構(gòu)以克服上述缺陷，目前，現(xiàn)有技術(shù)的鋼管砼柱結(jié) 構(gòu)，普遍采用鋼管加設(shè)置于鋼管之間的加強筋構(gòu)建而成，其灌注方式通常采用柱頂開孔搭 架由高向低灌入砼，直至柱滿為止；或者采用鋼管柱分段開孔灌注。上述兩種灌注方式均存 在很明顯的缺陷，其中，采用柱頂開孔搭架由高向低灌入砼，容易造成混凝土中的石子直接 落入柱底，柱頂出現(xiàn)浮漿，柱內(nèi)混凝土不均勻，并易出現(xiàn)斷縫、空洞，質(zhì)量不能保證等缺點， 同時采用柱頂開孔搭架的施工方式也大大地提高了施工難度，易在高空作業(yè)時形成危險 源；而采用鋼管柱分段開孔灌注雖然利用泵車連續(xù)灌漿快，但是易造成柱內(nèi)混凝土出現(xiàn)斷 縫，不能保證鋼管混凝土柱整體強度達(dá)到設(shè)計質(zhì)量要求。有鑒于此，開發(fā)出一種設(shè)計合理的鋼管砼柱結(jié)構(gòu)，并且對其混凝土的灌注方法進(jìn) 行相應(yīng)地的改進(jìn)，在保證鋼管砼柱結(jié)構(gòu)良好的強度性能的前提下，降低施工難度和施工風(fēng) 險是業(yè)界亟待解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容基于以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種鋼管砼 柱結(jié)構(gòu)，其通過在所述鋼管底部開設(shè)混凝土灌注孔，使混凝土連續(xù)不斷地自下而上灌入鋼 管柱內(nèi)，無需振搗即可保證砼強度，且施工時不用在柱頂開孔搭架，降低了施工難度，減少 了高空作業(yè)的危險源。本實用新型所要解決的技術(shù)問題還在于提供一種鋼管砼柱結(jié)構(gòu)，其通過向細(xì)鋼管 中灌注混凝土形成鋼管砼柱結(jié)構(gòu)，施工方便，工期短，且能夠節(jié)約大量的混凝土和鋼材，并 在設(shè)計難度和局部穩(wěn)定性方面均有顯著的優(yōu)勢。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型的實施例提供一種鋼管砼柱結(jié)構(gòu)，包括鋼管 和設(shè)置于鋼管之間的加強筋，所述鋼管豎直固定于素土夯實的地基上，所述鋼管中灌注的 混凝土形成砼柱，所述鋼管上開設(shè)有混凝土灌注孔，該灌注孔開設(shè)于所述鋼管底部的一側(cè)， 且灌注孔的開孔位置在所述地基的上方。作為本實用新型鋼管砼柱結(jié)構(gòu)的優(yōu)選方案，本實用新型的實施例提供的一種鋼管 砼柱結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括以下技術(shù)特征的部分或全部[0009]優(yōu)選地，所述鋼管在地基俯視面上排布成矩形，所述鋼管位于矩形的四個端點，所 述加強筋連接相鄰排布的鋼管或者成對角的鋼管。通過設(shè)置加強筋能夠提高鋼管砼柱結(jié)構(gòu) 的整體強度，且對鋼管砼柱結(jié)構(gòu)的切向拉伸性能有顯著地改善。所述灌注孔對稱設(shè)置于所述鋼管底部的一側(cè)，灌注孔的孔口焊接形成一連接管，所述連接管設(shè)置為與所述鋼管形成一角度。優(yōu)選地，所述連接管設(shè)置與所述鋼管之間成 45°角，且連接管口斜向下。進(jìn)一步地，所述灌注孔還連接有灌注裝置和進(jìn)料輸送管，所述進(jìn)料輸送管與灌注 孔的孔口形成的連接管相連，所述進(jìn)料輸送管與所述灌注孔之間設(shè)置有一間門。所述閘門 的閘門板筒采用厚鋼板加工而成，在鋼板上開設(shè)有一通孔，鋼板的兩端均設(shè)置有限止位，使 閘門板筒在該限止位限制的方位內(nèi)運動，從而實現(xiàn)混凝土輸送管的開啟或者閉合。優(yōu)選地，所述進(jìn)料輸送管設(shè)置為多段，進(jìn)料輸送管之間通過接頭扣相連，進(jìn)料輸送 管與地面固定承臺之間設(shè)置有使其平衡、穩(wěn)固的木制支撐點。優(yōu)選地，為了保證灌注壓力， 所述進(jìn)料輸送管長度不大于8米，而為了使進(jìn)料輸送管平衡、穩(wěn)固，所述木制支撐點呈間距 不大于3米布置。優(yōu)選地，為了避免出現(xiàn)灌注空隙，所述鋼管頂端設(shè)置有柱頂蓋板，所述柱頂蓋板設(shè) 有排氣孔。施工時，當(dāng)鋼管柱頂蓋板上留有的排氣孔中有混凝土溢出后，將留有排氣孔的層 間橫隔板或封頂板緊壓在管頂端，隨即點焊，待混凝土強度達(dá)到設(shè)計值的50%后，再將橫隔 板或封頂板按設(shè)計要求進(jìn)行補焊。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型實施例的鋼管砼柱結(jié)構(gòu)至少具有如下有益效果本實用新型提供的鋼管砼柱結(jié)構(gòu)，其通過在所述鋼管底部開設(shè)混凝土灌注孔，使 混凝土連續(xù)不斷地自下而上灌入鋼管柱內(nèi)，施工時不用在柱頂開孔搭架，降低了施工難度， 減少了高空作業(yè)的危險源，由于工藝上相對簡單，同時減少了高空作業(yè)量，在安全保障方面 可有較大改善，并且具有時間短、費用低等優(yōu)點。采用鋼管砼柱時可節(jié)省大量的建筑材料，且素混凝土無須振搗，施工方便，工期 短。根據(jù)計算，與鋼筋混凝土柱相比，可節(jié)約混凝土 60-70%，同時降低造價。若與全鋼結(jié)構(gòu) 的鋼柱相比，則可節(jié)約鋼材50%，其工程造價也可降低45%。另外，在大型鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房 設(shè)計中，鋼管砼可以僅控制長細(xì)比而不必限制軸壓比。此外因其整體性能好，還克服了普通 鋼結(jié)構(gòu)鋼柱存在的局部失穩(wěn)的缺點。因此，與鋼筋混凝土柱相比，截面設(shè)計可以減少60%以 上。
圖1為本實用新型實施例的鋼管砼柱結(jié)構(gòu)及其進(jìn)料輸送管的俯視圖；圖2為本實用新型實施例的鋼管砼柱結(jié)構(gòu)的俯視圖；圖3為圖2沿C-C’方向的剖視圖；圖4為本實用新型實施例的鋼管砼柱結(jié)構(gòu)的閘門板筒的示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實用新型，其作為本說明書的一部分，通過實施例來說 明本實用新型的原理，本實用新型的其他方面、特征及其優(yōu)點通過該詳細(xì)說明將會變得一目了然。在所參照的附圖中，不同的圖中相同或相似的部件使用相同的附圖標(biāo)號來表示，且附圖表示的是本實用新型鋼管砼柱結(jié)構(gòu)的一種具體實施方式
，并不對本實用新型的鋼管砼 柱結(jié)構(gòu)的整體形狀和設(shè)計思路產(chǎn)生限制。如圖1-3所示，本實用新型實施例提供的鋼管砼柱結(jié)構(gòu)，包括鋼管10和設(shè)置于鋼管10之間的加強筋20，鋼管10豎直固定于素土夯實的地基30中，鋼管10中灌注的混凝土 形成砼柱，鋼管10上開設(shè)有混凝土灌注孔11，該灌注孔開設(shè)于鋼管底部的一側(cè)，且灌注孔 的開孔位置在地基的上方。在本實用新型優(yōu)選是實施例中，鋼管10在地基俯視面上排布成 矩形，鋼管10位于矩形的四個端點，加強筋連接相鄰排布的鋼管或者成對角的鋼管。通過 設(shè)置加強筋能夠提高鋼管砼柱結(jié)構(gòu)的整體強度，且對鋼管砼柱結(jié)構(gòu)的切向拉伸性能有顯著 地改善。灌注孔11對稱設(shè)置于鋼管底部的一側(cè)，灌注孔的孔口焊接形成一連接管，連接管設(shè)置為與鋼管形成一角度14。在本實用新型優(yōu)選是實施例中，連接管設(shè)置與鋼管之間成 45°角，且連接管口斜向下。在具體實現(xiàn)時，每組鋼柱由4根小鋼管圓柱連接組成，開孔時 應(yīng)分批分組進(jìn)行，每次開孔為2根，被開開孔的鋼管成對角設(shè)置，這樣可防止開孔時溫度過 高引起鋼柱變形，保證施工質(zhì)量。灌注孔11還連接有灌注裝置和進(jìn)料輸送管40，進(jìn)料輸送管40與灌注孔11的孔口 形成的連接管相連，進(jìn)料輸送管與灌注孔之間設(shè)置有一閘門42。如圖4所示，閘門42的閘 門板筒采用厚鋼板加工而成，在鋼板421上開設(shè)有一通孔422，鋼板的兩端均設(shè)置有限止位 423，使閘門板筒在該限止位限制的方位內(nèi)運動，從而實現(xiàn)混凝土輸送管的開啟或者閉合。具體實現(xiàn)時，進(jìn)料輸送管40設(shè)置為多段，進(jìn)料輸送管40之間通過接頭扣43相連， 進(jìn)料輸送管與地面固定承臺之間設(shè)置有使其平衡、穩(wěn)固的木制支撐點41。在本實用新型是 實施例中，為了保證灌注壓力，進(jìn)料輸送管長度不大于8米，而為了使進(jìn)料輸送管平衡、穩(wěn) 固，木制支撐點呈間距不大于3米布置。另外，在輸送管與鋼管之間設(shè)置有鋼筋50將二者 拉結(jié)牢固，以使施工過程中進(jìn)料輸送管平衡、穩(wěn)固。為了避免出現(xiàn)灌注空隙，所述鋼管頂端設(shè)置有柱頂蓋板13，所述柱頂蓋板設(shè)有排 氣孔12。施工時，當(dāng)鋼管柱頂蓋板上留有的排氣孔中有混凝土溢出后，將留有排氣孔的層間 橫隔板或封頂板緊壓在管頂端，隨即點焊，待混凝土強度達(dá)到設(shè)計值的50%后，再將橫隔板 或封頂板按設(shè)計要求進(jìn)行補焊。以下結(jié)合本實用新型的鋼管砼柱結(jié)構(gòu)在具體灌注施工時的工藝方法介紹本實用 新型，以進(jìn)一步揭示本實用新型的結(jié)構(gòu)和工作原理。施工時，本實用新型實施例的鋼管砼柱結(jié)構(gòu)的灌注過程主要包括以下步驟步驟一、鋼管柱灌注孔開設(shè)。將灌注孔開設(shè)于所述鋼管底部的一側(cè)，且灌注孔的開 孔位置在所述地基的上方，在本實施例中，灌注孔開設(shè)于地基至地基以上0. 8米的鋼管上。步驟二、焊接進(jìn)料輸送管。將進(jìn)料輸送管與灌注孔的孔口焊接形成一連接管焊接 相連。具體實現(xiàn)時，連接管設(shè)置為與鋼管形成一角度14，在本實用新型優(yōu)選是實施例中，連 接管設(shè)置與鋼管之間成45°角。步驟三、安裝閘門及管道。將焊接于灌注孔的孔口的進(jìn)料輸送管安裝固定于承臺 或者其他相應(yīng)的支撐位置，為了保證灌注壓力，進(jìn)料輸送管長度不大于8米，而為了使進(jìn)料 輸送管平衡、穩(wěn)固，木制支撐點呈間距不大于3米布置。另外，在輸送管與鋼管之間設(shè)置有鋼筋50將二者拉結(jié)牢固，以使施工過程中進(jìn)料輸送管平衡、穩(wěn)固。同時在灌注孔11與進(jìn)料 輸送管40之間安裝閘門42。步驟四、灌水濕潤管道。以提高管道的浸潤效果，除去管道中可能存在的殘留物。步驟五、放入砂漿潤滑管道。步驟六、連接管道與泵車。步驟七、泵送混凝土。通過泵車向鋼管中泵入混凝土，此時，沿B方向開啟閘門42， 混凝土在進(jìn)料輸送管中沿A方向經(jīng)由灌注孔泵入鋼管中，在鋼管中，位于灌注孔上方的位 置，混凝土沿D方向由下至上連續(xù)不斷地進(jìn)入到鋼管的各個位置，由于混凝土由下至上流 動，且此時泵車能夠提供足夠灌注壓力，所以無需振搗即可使混凝土在鋼管中均勻分布，不 會出現(xiàn)浮漿和石子沉積等現(xiàn)象，同時也不會出現(xiàn)如分段開孔灌注砼時出現(xiàn)裂縫且整體強度 無法滿足設(shè)計要求的缺陷。當(dāng)停止灌注時，沿B’方向關(guān)閉閘門42，同時處于關(guān)閉狀態(tài)的閘 門也能夠防止未凝固的混凝土通過灌注孔流出鋼管。步驟八、填平柱頂端混凝土。當(dāng)鋼管柱頂蓋板上留有的排氣孔中有混凝土溢出后， 將留有排氣孔的層間橫隔板或封頂板緊壓在管頂端，隨即點焊，填平柱頂端混凝土。步驟九、封壓柱頂蓋板焊接。待混凝土強度達(dá)到設(shè)計值的50%后，再將橫隔板或封 頂板按設(shè)計要求進(jìn)行補焊，封壓柱頂蓋板。采用上述實施例的技術(shù)方案，在設(shè)計方案、結(jié)構(gòu)選擇和施工工藝方面均表現(xiàn)出優(yōu) 于現(xiàn)有技術(shù)的諸多優(yōu)點本實用新型提供的鋼管砼柱結(jié)構(gòu)，其通過在所述鋼管底部開設(shè)混凝土灌注孔，使 混凝土連續(xù)不斷地自下而上灌入鋼管柱內(nèi)，施工時不用在柱頂開孔搭架，降低了施工難度， 減少了高空作業(yè)的危險源，由于工藝上相對簡單，同時減少了高空作業(yè)量，在安全保障方面 可有較大改善，并且具有時間短、費用低等優(yōu)點。采用鋼管砼柱時可節(jié)省大量的建筑材料，且素混凝土無須振搗，施工方便，工期 短。根據(jù)計算，與鋼筋混凝土柱相比，可節(jié)約混凝土 6070%，同時降低造價。若與全鋼結(jié)構(gòu) 的鋼柱相比，則可節(jié)約鋼材50%，其工程造價也可降低45%。另外，在大型鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房 設(shè)計中，鋼管砼可以僅控制長細(xì)比而不必限制軸壓比。此外因其整體性能好，還克服了普通 鋼結(jié)構(gòu)鋼柱存在的局部失穩(wěn)的缺點。因此，與鋼筋混凝土柱相比，截面設(shè)計可以減少60%以 上。以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤 飾也視為本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種鋼管砼柱結(jié)構(gòu)，包括鋼管和設(shè)置于鋼管之間的加強筋，所述鋼管豎直固定于素土夯實的地基上，所述鋼管中灌注的混凝土形成砼柱，該鋼管砼柱結(jié)構(gòu)的特征在于所述鋼管上開設(shè)有混凝土灌注孔，該灌注孔開設(shè)于所述鋼管底部的一側(cè)，且灌注孔的開孔位置在所述地基的上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼管砼柱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述鋼管在地基俯視面上排布成矩形，所述鋼管位于矩形的四個端點，所述加強筋連 接相鄰排布的鋼管或者成對角的鋼管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼管砼柱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述灌注孔對稱設(shè)置于所述鋼管底部的一側(cè)，灌注孔的孔口焊接形成一連接管，所述 連接管設(shè)置為與所述鋼管形成一角度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼管砼柱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述灌注孔還連接有灌注裝置和進(jìn)料輸送管，所述進(jìn)料輸送管與灌注孔的孔口形成的 連接管相連，所述進(jìn)料輸送管與所述灌注孔之間設(shè)置有一閘門。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋼管砼柱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述進(jìn)料輸送管設(shè)置為多段，進(jìn)料輸送管之間通過接頭扣相連，進(jìn)料輸送管與地面固 定承臺之間設(shè)置有使其平衡、穩(wěn)固的木制支撐點。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼管砼柱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述鋼管頂端設(shè)置有柱頂蓋板， 所述柱頂蓋板設(shè)有排氣孔。
專利摘要本實用新型公開了一種鋼管砼柱結(jié)構(gòu)，其包括鋼管和設(shè)置于鋼管之間的加強筋，所述鋼管豎直固定于素土夯實的地基上，所述鋼管中灌注的混凝土形成砼柱，所述鋼管上開設(shè)有混凝土灌注孔，該灌注孔開設(shè)于所述鋼管底部的一側(cè)，且灌注孔的開孔位置在所述地基的上方。本實用新型的技術(shù)方案，其通過在所述鋼管底部開設(shè)混凝土灌注孔，使混凝土連續(xù)不斷地自下而上灌入鋼管柱內(nèi)，無需振搗即可保證砼強度，且施工時不用在柱頂開孔搭架，降低了施工難度，減少了高空作業(yè)的危險源；另外，本實用新型的技術(shù)方案施工方便，工期短，且能夠節(jié)約大量的混凝土和鋼材，并在設(shè)計難度和局部穩(wěn)定性方面均有顯著的優(yōu)勢。
文檔編號E04C3/293GK201554155SQ20092006160
公開日2010年8月18日 申請日期2009年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
發(fā)明者丁昌銀, 何炳泉, 葉彬彬, 李首君, 柯德輝, 梁志鋒, 洪城, 陳慕貞, 雷雄武, 黎丁 申請人:廣州市建筑機械施工有限公司