專利名稱：小直徑鋼管樁連接結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
小直徑鋼管粧連接結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及鋼管連接結(jié)構(gòu)，尤其是小直徑鋼管樁連接結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
[0002]小直徑鋼管樁是一種新型邊坡抗滑支擋結(jié)構(gòu)，將小直徑空心鋼管插入邊(滑)坡預(yù) 成孔中，然后在鋼管底高壓灌注水泥砂漿，樁頂采用橫縱聯(lián)系梁連接，形成的排樁框架一樁 周土體復(fù)合空間結(jié)構(gòu)承載體。小直徑鋼管樁能承受較大水平荷載的鋼管排樁結(jié)構(gòu)抗滑機理 主要包括鋼管樁對樁間土的強化作用、土拱效應(yīng)維持樁間土穩(wěn)定并加強排架結(jié)構(gòu)承載能 力、樁土相互作用下的復(fù)合承載、注漿加固作用等方面。相對于傳統(tǒng)的重型支擋結(jié)構(gòu)，小直 徑鋼管排樁具有施工快捷、安全簡便、經(jīng)濟效益高、適用條件廣、對環(huán)境影響小的突出優(yōu)點， 具有良好的工程應(yīng)用價值，在應(yīng)急搶險、滑坡治理、邊坡防護、基坑支護等方面具有廣闊推 廣應(yīng)用前景。用鋼管連接結(jié)構(gòu)連接鋼管樁，施工工藝先進、安全可靠、強度及防腐性好、工作 效率高。鋼管樁選用直徑為127 140mm，壁厚為4. 5 6mm的小直徑電焊直縫鋼管，出廠 每根長6m,而一般施工要求長度常大于6m,由于鋼材的生產(chǎn)的最大長度受限于鋼管廠生產(chǎn) 的設(shè)備和運輸?shù)确矫?，生產(chǎn)太長的鋼管需要的設(shè)備和運輸?shù)姆绞綄斐珊艽蟮睦щy，需 要連接鋼管?，F(xiàn)有的連接技術(shù)常采用在需要連接的兩根鋼管內(nèi)部套裝長度基本為25cm左 右的內(nèi)襯鋼管且僅在對接處把兩根鋼管與內(nèi)襯鋼管焊接到一起，連接處單截面焊接，此方 式鋼管連接強度低，結(jié)構(gòu)的抗滑支擋功能得不到發(fā)揮，致使結(jié)構(gòu)在推力作用下失效，引起工 程事故。實用新型內(nèi)容[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種連接強度高的小直徑鋼管樁連接結(jié) 構(gòu)。[0004]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是小直徑鋼管樁連接結(jié)構(gòu)，包括 對接在一起的第一鋼管與第二鋼管，在第一鋼管與第二鋼管的對接處套裝有內(nèi)襯鋼管，所 述內(nèi)襯鋼管的兩端分別伸入第一鋼管與第二鋼管內(nèi)，在第一鋼管與第二鋼管的對接處通過 焊縫將內(nèi)襯鋼管、第一鋼管與第二鋼管焊接為一體；第一鋼管與第二鋼管上均設(shè)置有預(yù)留 孔，所述預(yù)留孔正對內(nèi)襯鋼管，在預(yù)留孔處通過焊點分別將內(nèi)襯鋼管的兩端與第一鋼管、第 二鋼管固定焊接為一體。[0005]在第一鋼管與第二鋼管上均設(shè)置有四個預(yù)留孔，所述四個預(yù)留孔均布在同一截面 上。[0006]所述內(nèi)襯鋼管長度為80 120cm。[0007]焊縫采用坡口熔透焊接，坡口角為45°，第一鋼管與第二鋼管的對接處間隙為 20mmo[0008]焊縫與焊點外表面上設(shè)置有防腐層。[0009]防腐層包括內(nèi)層與外層，內(nèi)層是厚度為160 u m的鋒層，外層是厚度為50 y· m的環(huán)氧封閉涂層。[0010]本實用新型的有益效果是內(nèi)襯鋼管與第一鋼管和第二鋼管采用多截面焊接，連接強度高，不致因樁身接管處強度不足發(fā)生受彎受剪破壞，導(dǎo)致支擋結(jié)構(gòu)失效，引發(fā)工程事故；在預(yù)留孔處通過焊點分別將內(nèi)襯鋼管的兩端與第一鋼管、第二鋼管固定焊接為一體，連接方便，操作簡單，節(jié)約材料；在第一鋼管與第二鋼管上均設(shè)置有四個預(yù)留孔，四個預(yù)留孔均布在同一截面上，形成三截面焊接，在保證連接強度的情況下，操作方便、簡單；采用長度為80 120cm的內(nèi)襯鋼管，連接強度效果最好；焊縫處采用坡口熔透焊接，使電弧達(dá)到根部，保證根部焊透避免未焊和未熔合等缺陷，且坡口截面積最小，從而熔敷金屬填充量最少，焊接效率最高且焊后應(yīng)力及變形?。缓缚p與焊點外表面上有防腐層，保護焊接處，避免鋼管連接處受腐蝕導(dǎo)致連接失效。

[0011]圖1是小直徑鋼管樁連接結(jié)構(gòu)剖視圖；[0012]圖2是沿圖1中A-A剖面圖；[0013]圖3是圖1中I處的局部放大圖；[0014]圖4是沿圖1中B-B剖面圖；[0015]圖5是圖4中K處的局部放大圖；[0016]圖6是沿圖1中C-C剖面圖；[0017]圖中標(biāo)記1_第一鋼管，2-第二鋼管，3-內(nèi)襯鋼管，4-焊縫，5-焊點，6-防腐層，61-內(nèi)層，62-外層，α-坡口角。
具體實施方式
[0018]
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。[0019]如圖1、2、3、4、5、6所示，小直徑鋼管樁連接結(jié)構(gòu)，包括對接在一起的第一鋼管I與第二鋼管2，在第一鋼管I與第二鋼管2的對接處套裝有內(nèi)襯鋼管3，所述內(nèi)襯鋼管3的兩端分別伸入第一鋼管I與第二鋼管2內(nèi)，在第一鋼管I與第二鋼管2的對接處通過焊縫4 將內(nèi)襯鋼管3、第一鋼管I與第二鋼管2焊接為一體，第一鋼管I與第二鋼管2上均設(shè)置有預(yù)留孔，所述預(yù)留孔正對內(nèi)襯鋼管3，在預(yù)留孔處通過焊點5分別將內(nèi)襯鋼管3的兩端與第一鋼管1、第二鋼管2固定焊接為一體。傳統(tǒng)的連接方式僅僅只是在對接處將內(nèi)襯鋼管3與第一鋼管I和第二鋼管2焊接在一起。單截面焊接，易因樁身接管處強度不足發(fā)生受彎受剪破壞，導(dǎo)致支擋結(jié)構(gòu)失效，引發(fā)工程事故。為了增強鋼管的連接強度，最好采用多截面焊接，避免連接處脫落時，整個連接就會遭到破壞引起安全事故，所以在內(nèi)襯鋼管3兩端外的第一鋼管I和第二鋼管2采用點焊焊接，通過焊點5把第一鋼管1、第二鋼管2和內(nèi)襯鋼管3焊接在一起，增加了內(nèi)襯鋼管3、第一鋼管I與第二鋼管2的焊接截面，形成多截面焊接。 點焊焊接時間短、效率高、成本低、焊接表面光滑。傳統(tǒng)的點焊是直接在焊接處，利用電阻熱融化母材金屬，形成焊點5，焊接時間較長，定位困難。所以在焊接處預(yù)留出孔更加方便焊點 5的定位，簡化了焊接過程，提高焊接的效率，也改善了焊接安全衛(wèi)生條件。[0020]在第一鋼管I與第二鋼管2上可以設(shè)置一個孔、兩個孔、三個孔、四個孔或大于四個孔來增加連接強度，焊點5若通過一個孔和兩個孔焊接連接，受力連接強度較小，由于小直徑鋼管樁長期處于室外環(huán)境，連接強度要求高，所以最好選擇三個孔、四個孔或大于四個孔。由于小鋼管直徑較小，如果設(shè)置太多的孔，焊點5太多，操作復(fù)雜，效率低，焊點5之間距離太小容易引起應(yīng)力集中，導(dǎo)致連接失效。鋼管樁下入后，三個孔的位置可能有偏差，而未正對滑坡推力方向，受力不均，四孔對稱布置后可緩解這一情況，連接強度較高。若孔不在同一截面上，焊點5之間受力不均，也會導(dǎo)致連接失效，因此作為優(yōu)選的實施方式，如圖4 所示，在第一鋼管I與第二鋼管2上均設(shè)置有四個預(yù)留孔，所述四個預(yù)留孔均布在同一截面上。在保證連接強度的情況下，簡化步驟，避免應(yīng)力集中的情況，容易操作。[0021]普通的內(nèi)襯鋼管3長度基本為25cm左右，僅在對接處把第一鋼管1、第二鋼管2與內(nèi)襯鋼管3焊接到一起，此方式內(nèi)襯鋼管3長度較短，伸入第一鋼管I與第二鋼管2內(nèi)部的長度較短，焊接處失效后，內(nèi)襯鋼管3易從第一鋼管I與第二鋼管2內(nèi)部脫落，并且單截面焊接，所以鋼管連接強度低。若采用25cm左右的內(nèi)襯鋼管3，多截面焊接，內(nèi)襯鋼管3太短， 內(nèi)襯鋼管3上焊接處過于集中，內(nèi)襯鋼管3局部承受較大的力，焊接處受力過大，易脫落。焊接處較集中，不方便工人操作。結(jié)構(gòu)的抗滑支擋功能得不到發(fā)揮，致使.結(jié)構(gòu)在推力作用下失效，引起工程事故。而本實用新型通過大量實踐，當(dāng)選用的內(nèi)襯鋼管3長度80cm 120cm 時，內(nèi)襯鋼管3與第一鋼管1、第二鋼管2采用三截面焊接，內(nèi)襯鋼管3伸入第一鋼管I與第二鋼管2的部分較長，若其中一個焊接處脫落，內(nèi)襯鋼管3也不會從第一鋼管I和第二鋼管 3內(nèi)部脫落，連接強度高，所以作為優(yōu)選的實施方式，所述內(nèi)襯鋼管3長度為80 120cm。[0022]焊縫4的焊接可以采用壓焊、釬焊、熔焊，壓焊是在加壓條件下使工件在固態(tài)下實現(xiàn)原子間的結(jié)合。釬焊是使用比工件熔點低的金屬材料作釬料，填充接口間隙并與工件實現(xiàn)原子間的相互擴散，從而實現(xiàn)焊接的方法，釬焊接頭強度低，較多采用搭接形式，增加了母材的消耗和結(jié)構(gòu)的重量。由于小型鋼管樁大多用于室外環(huán)境，要求焊接方式簡單，焊接設(shè)備少，所以作為最優(yōu)的實施方式，如圖3所示，焊縫4采用坡口熔透焊接，坡口角α為45°， 對接處間隙為20mm。熔焊焊接時不需要加壓，熔焊使電弧達(dá)到接頭根部，焊接強度高，保證根部焊透避免未焊和未熔合等缺陷，且坡口截面積最小，從而熔敷金屬填充量最少，焊接效率最高且焊后應(yīng)力及變形小。由于小直徑鋼管連接樁管壁一般厚度較薄如4. 5mm、5. 75mm, 根據(jù)工作經(jīng)驗，當(dāng)坡口角選擇45°，對接處6間隙為20mm時，焊接強度最高。[0023]如圖2、3、4所示，焊縫4與焊點5外表面上設(shè)置有防腐層6。由于小直徑鋼管樁多用于滑坡、路堤邊坡、基坑等室外環(huán)境，容易受雨水腐蝕，尤其是焊接處容易受腐蝕破壞連接結(jié)構(gòu)，所以要求對焊接處外表面進行防腐保護，在焊縫4與焊點5外表面覆蓋防腐層6，使金屬制品與周圍腐蝕介質(zhì)隔離，如在焊縫4與焊點5外表面上涂油漆、覆蓋塑料等耐腐蝕的非金屬材料，或在焊縫4與焊點5外表面上涂金屬，金屬氧化后形成氧化物，金屬氧化物薄膜作為防腐層6，從而阻止水和空氣等腐蝕鋼管。[0024]小鋼管使用壽命較長，屬永久支檔工程，且長期受雨水腐蝕，若采用涂油漆作為防腐層6，油漆與鋼管的粘附強度較低，耐沖刷和顆粒磨損能力低，容易造成局部圖層脫落、損壞導(dǎo)致連接失效，油漆防腐一般只可使用十年或十五年，若采用覆蓋塑料作為防腐層6，覆蓋塑料不方便操作，且塑料污染環(huán)境。因此作為優(yōu)選的實施方式，如圖5所示，防腐層6包括內(nèi)層61和外層62，內(nèi)層61是厚度為160 μ m的鋅層，外層62是厚度為50 μ m的環(huán)氧封閉涂層。內(nèi)層61在焊點5上，外層62在內(nèi)層61上。焊縫4的防腐層6與焊點5的防腐層相同。由于鋼管長期用于室外環(huán)境，所以鋼管焊接處外表面的防腐年限要求較長，采用噴鋅年限可達(dá)三十年以上無需保養(yǎng)，若在噴鋅后再噴涂封閉涂層，其耐腐蝕性比單獨噴鋅耐腐蝕壽命值之和要高出50% 130%，所以在鋅外面涂上針對涂鋅的特點研制而成的環(huán)氧封閉涂層。[0025]實施例[0026]如圖1、2、3、4、5、6所示，小直徑鋼管樁連接結(jié)構(gòu)包括對接在一起的第一鋼管I與第二鋼管2，在第一鋼管I與第二鋼管2的對接處套裝有長度為80 120cm的內(nèi)襯鋼管3， 所述內(nèi)襯鋼管3的兩端分別伸入第一鋼管I與第二鋼管2內(nèi)，在第一鋼管I與第二鋼管2的對接處通過焊縫4將內(nèi)襯鋼管3、第一鋼管I與第二鋼管2焊接為一體，焊縫4采用坡口熔透焊接，坡口角α為45°，對接處間隙為20mm;第一鋼管I與第二鋼管2上均設(shè)置有四個均布在同一截面上的預(yù)留孔，所述預(yù)留孔正對內(nèi)襯鋼管3，在預(yù)留孔處通過焊點5分別將內(nèi)襯鋼管3的兩端與第一鋼管1、第二鋼管2固定焊接為一體，然后在焊縫4與焊點5外表面上涂防腐層6，防腐層包括內(nèi)層61和外層62，內(nèi)層61是厚度為160 μ m的鋅層，外層62是厚度為50 μ m的環(huán)氧封閉涂層。[0027]本實施例第一鋼管I和第二鋼管2套裝有內(nèi)襯鋼管3，所述內(nèi)襯鋼管3的兩端分別伸入第一鋼管I與第二鋼管2內(nèi)，增加了連接處的管壁厚度，管壁抗壓能力強；在第一鋼管 I與第二鋼管2的對接處通過焊縫4將內(nèi)襯鋼管3、第一鋼管I與第二鋼管2焊接為一體， 并且在預(yù)留孔處通過焊點5分別將內(nèi)襯鋼管3的兩端與第一鋼管1、第二鋼管2固定焊接為一體的三截面焊接，增加了連接強度，不致因樁身接管處強度不足發(fā)生受彎受剪破壞，導(dǎo)致支擋結(jié)構(gòu)失效，引發(fā)工程事故；焊點5通過四個均勻分布的孔把內(nèi)襯鋼管3和第一鋼管I與第二鋼管2焊接在一起，避免了應(yīng)力集中，焊接方便，操作簡單；在焊縫4與焊點5外表面上噴涂防腐層6 ，內(nèi)層61是厚度為160 μ m的鋅層，外層62是厚度為50 μ m的環(huán)氧封閉涂層， 避免了焊接處受腐蝕導(dǎo)致連接失效。
權(quán)利要求1.小直徑鋼管樁連接結(jié)構(gòu)，包括對接在一起的第一鋼管(I)與第二鋼管(2)，在第一鋼管(I)與第二鋼管(2)的對接處套裝有內(nèi)襯鋼管(3)，所述內(nèi)襯鋼管(3)的兩端分別伸入第一鋼管(I)與第二鋼管(2)內(nèi)，在第一鋼管(I)與第二鋼管(2)的對接處通過焊縫(4)將內(nèi)襯鋼管(3)、第一鋼管(I)與第二鋼管(2)焊接為一體，其特征在于第一鋼管(I)與第二鋼管(2)上均設(shè)置有預(yù)留孔，所述預(yù)留孔正對內(nèi)襯鋼管(3)，在預(yù)留孔處通過焊點(5)分別將內(nèi)襯鋼管(3)的兩端與第一鋼管(I)、第二鋼管(2)固定焊接為一體。
2.如權(quán)利要求1所述的小直徑鋼管樁連接結(jié)構(gòu)，其特征在于在第一鋼管(I)與第二鋼管(2)上均設(shè)置有四個預(yù)留孔，所述四個預(yù)留孔均布在同一截面上。
3.如權(quán)利要求1所述的小直徑鋼管樁連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述內(nèi)襯鋼管(3)長度為 80 120cm。
4.如權(quán)利要求1所述的小直徑鋼管樁連接結(jié)構(gòu)，其特征在于焊縫(4)采用坡口熔透焊接，坡口角(α )為45°，第一鋼管(I)與第二鋼管(2)的對接處間隙為20mm。
5.如權(quán)利要求1或4所述的小直徑鋼管樁連接結(jié)構(gòu)，其特征在于焊縫(4)與焊點(5) 外表面上設(shè)置有防腐層(6)。
6.如權(quán)利要求5所述的小直徑鋼管樁連接結(jié)構(gòu)，其特征在于防腐層(6)包括內(nèi)層 (61)與外層(62)，內(nèi)層(61)是厚度為160 μ m的鋅層，外層(62)是厚度為50 μ m的環(huán)氧封閉涂層。
專利摘要本實用新型公開了一種小直徑鋼管樁連接結(jié)構(gòu)，增加小直徑鋼管樁連接的強度。本實用新型包括對接在一起的第一鋼管與第二鋼管，在第一鋼管與第二鋼管的對接處套裝有內(nèi)襯鋼管，所述內(nèi)襯鋼管的兩端分別伸入第一鋼管與第二鋼管內(nèi)，在第一鋼管與第二鋼管的對接處通過焊縫將內(nèi)襯鋼管、第一鋼管與第二鋼管焊接為一體，第一鋼管與第二鋼管上均設(shè)置有預(yù)留孔，所述預(yù)留孔正對內(nèi)襯鋼管，在預(yù)留孔處通過焊點分別將內(nèi)襯鋼管的兩端與第一鋼管、第二鋼管固定焊接為一體。本實用新型連接強度高，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。
文檔編號E02D5/28GK202881934SQ201220616390
公開日2013年4月17日 申請日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者向波, 莊衛(wèi)林, 馬洪生, 馬建林, 何云勇 申請人:四川省交通運輸廳公路規(guī)劃勘察設(shè)計研究院