[发明专利]一种内壁带加强结构的钢管塔柱及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种塔柱结构及其制作方法，尤其涉及一种内壁带加强结构的钢管塔柱及其制作方法。

背景技术

目前工程上所使用的支撑承重结构主要有两种：线型结构与点式结构。线型结构虽然能够有效地支撑承重，但在许多场合中并不适用，例如桥梁支柱、风电塔筒等，这些场合必须使用支柱式点式支撑结构。以桥梁支柱式支撑结构为例，其支柱是连接上部结构和下部结构的重要结构部件，它能够将桥梁等建筑的上部结构的反力和变形可靠的传递给下部结构，从而起到有效地支撑承重作用。传统的桥梁等建筑的支柱一般使用的是先使用钢筋构模再用混凝土浇筑的模式，此类结构虽然有着强度较高、可模性好、防振较好等优点，但却会出现间层结合强度不一、抗裂能力差等问题，尤其对于大跨度结构、高层建筑结构，其抗震效果不佳，另外还有施工复杂、工期较长、运输不便等问题。再如管塔式结构，目前工程用塔形结构主要有2种形式：桁架式与管塔式。桁架式造价低廉，但维护极不方便(如高压电架等)；管塔式结构紧凑、安全可靠、维护方便、外形美观，虽造价偏高，但仍被广泛使用(如风电塔筒等)。传统管塔式塔架是采用平面钢板卷制焊接而成，但现代管塔设计容量越来越大(比如风电塔筒的顶部机舱重达几十吨，目前发电机组容量越来越大，最大的甚至已达数百吨)，塔架高度越来越高，传统钢板塔架的强度和承载力已不能满足上述要求。除此之外，传统钢板塔架还有运输与施工不便等缺点。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种大管径、薄管壁、能提高塔柱整体强度和承载力的内壁带加强结构的钢管塔柱；本发明的第二目的是提供该钢管塔柱的制作方法。

技术方案：本发明所述的钢管塔柱，塔柱内壁沿周向设置若干环形加强筋或螺旋状加强筋，该环形加强筋或螺旋状加强筋之间的塔柱内壁沿轴向间隔设置加强柱，该加强柱与环形加强筋或螺旋状加强筋之间形成纵横交错的加强结构。

其中，所述环形加强筋、螺旋状加强筋或加强柱的横截面为圆弧状、方形或梯形，并且该加强柱的横截面高度为环形加强筋或螺旋状加强筋横截面高度的至少两倍。

所述加强柱的内壁与塔柱内壁之间形成柱体空腔，该柱体空腔内沿轴向设置预应力钢缆或钢绞线，并填充混凝土。

所述加强筋或螺旋状加强筋的内壁与塔柱内壁之间形成空腔，该空腔内填充混凝土。

所述钢管塔柱由平钢板或平钢带卷制而成，塔柱上形成环形接缝，所述环形加强筋覆盖在该环形接缝处。

所述钢管塔柱由平钢带螺旋绕制而成，塔柱上形成螺旋接缝，所述螺旋状加强筋覆盖在该螺旋接缝处。

所述钢管塔柱自上而下直径相等、递增或递减。

所述加强柱的横截面高低不等。

本发明所述的钢管塔柱的制作方法，包括如下步骤：

制作塔柱主体：由平钢带卷制或螺旋卷制形成塔体，卷制的同时对平钢带之间形成的环形接缝或螺旋接缝进行焊接；

制作环形加强筋或螺旋状加强筋：由窄钢带弯曲、变形而成；

在塔柱柱体内壁周向辊压、卷制并焊接螺旋状加强筋或环形加强筋，所述环形加强筋覆盖在环形接缝处，或者所述螺旋状加强筋覆盖在螺旋接缝处；

制作加强柱：由窄钢带弯曲、变形而成；

加强柱沿塔柱主体的内部轴向穿入并焊接在主体塔柱的内壁上，加强柱与螺旋状加强筋或环形加强筋交叉的地方，在加强柱上切割出螺旋状加强筋或环形加强筋外轮廓尺寸的切口，使得螺旋状加强筋或环形加强筋从加强柱下方通过，并将螺旋状加强筋或环形加强筋与加强柱两者焊接在一起；加强柱安装完后，将带有塑料护套的钢缆穿入加强柱内，并做临时固定，向加强柱内浇筑混凝土，待加强柱内混凝土有一定强度后，张拉加强柱内钢缆，并锚固注浆。

其中，所述环形加强筋、螺旋状加强筋或加强柱的横截面为圆弧状、方形或梯形，并且该加强柱的横截面高度为环形加强筋或螺旋状加强筋横截面高度的至少两倍。

有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点为：本钢管塔柱的内壁采用纵横交错的加强结构，其中，环形加强筋或螺旋状加强筋增强了管道整体的周向/环向强度，增加了管壁的抗剪力，使得钢板的厚度可以大大减薄，能够制作出超大直径的钢管，并且环形加强筋或螺旋状加强筋还能保护塔柱制作时形成的接缝，加强了对接缝处的泄漏保护；同时，加强柱能增强管道整体的轴向强度，可以在加强柱内设置了钢缆或钢绞线并填充了混凝土，此时混凝土代替钢结构承受压应力，而钢缆或钢绞线承受风载形成的拉力，减少了塔顶的摆动幅度。本发明方法简单易行、容易实现，降低施工成本，提高生产效率。

附图说明