[发明专利]具有抗剪连接结构的钢管复合桩及其抗剪连接结构

说明书

技术领域

本发明用于深水桥梁桩基础领域，特别是涉及一种具有抗剪连接结构的钢管复合桩及其抗剪连接结构。

背景技术

大直径钢管复合桩因单桩承载力较高、沉桩工艺相对简单、排土量较小及抗弯能力强，已越来越广泛地被应用于跨海大桥、大型深水港码头等重大工程中。由于施工的原因钢管内壁不可避免地会残留一定厚度的泥皮，海上施工期间为避免钢管内壁腐蚀而涂刷防腐涂层，两者的存在可能对钢管复合桩的受力与变形产生不利影响，使钢管与混凝土之间的粘结强度降低。

为增加两者之间的粘结，工程中常在钢管内壁焊接抗剪连接结构。目前，常用的抗剪连接结构形式主要有钢板环、钢筋环和钢筋钉。《钢管混凝土结构设计与施工规程》中推荐了钢板环(环形隔板)抗剪连接结构，限制钢板环的宽度小于d/15和不大于50mm。钢筋钉长度不宜太长，可限制其长径比不大于4。当连接件宽度为6mm～30mm时，连接件间距至少应保持在150mm～210mm之间。设置二层或多层钢筋钉时，建议每层钢筋钉的横向间距不小于4倍钢筋钉直径，层间距离应不小于6倍钢筋钉直径。

现有的钢管复合桩一般是不具备抗剪连接结构的，而具有抗剪连接结构的复合桩，其桩径一般都较小。对于不具备抗剪连接结构的钢管复合桩，由于钢管和核心混凝土之间存在滑移，不能协同受力共同抵抗外荷载，因此设计无抗剪连接结构的钢管复合桩一般不考虑钢管参与受力。小桩径的具有抗剪连接结构的钢管复合桩一般仅用于工业与民用建筑，桥梁工程应用尚未有先例，同时工业与民用建筑应用的小直径钢管复合桩的抗剪连接结构的构造形式也并不适用于桥梁工程中使用的大直径钢管复合桩。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为增强钢管与核心混凝土两者之间的粘结强度，本发明提供一种具有抗剪连接结构的钢管复合桩及其抗剪连接结构。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明提供了一种具有抗剪连接结构的钢管复合桩，包括中空的钢管和固设于该钢管内壁的抗剪连接结构，其中，该抗剪连接结构包括多个矩形金属条，该多个矩形金属条均具有一定厚度且贴合固设于钢管复合桩中空的钢管内壁，该多个矩形金属条在该钢管内壁的竖直方向等间距分布，且在该钢管内壁的水平方向至少设置一个矩形金属条。

优选地，所述矩形金属条的厚度为d2，宽度为m，且宽度m是厚度d2的两倍，厚度d2的取值范围是4mm～38mm。

优选地，在所述钢管内壁的竖直方向，各矩形金属条的行间距L是不大于钢管内部直径D的两倍，钢管内部直径D的取值范围足315mm～3612mm。

优选地，在所述钢管内壁的水平方向，等间距设置1至3个矩形金属条。

优选地，所述矩形金属条是采用角焊或点焊的方式贴合固设于钢管复合桩中空的钢管内壁。

为达到上述目的，本发明还提供了一种应用于所述的钢管复合桩的抗剪连接结构，包括多个矩形金属条，该多个矩形金属条均具有一定厚度且贴合固设于钢管复合桩中空的钢管内壁，该多个矩形金属条在该钢管内壁的竖直方向等间距分布，且在该钢管内壁的水平方向至少设置一个矩形金属条。

优选地，所述矩形金属条的厚度为d2，宽度为m，且宽度m是厚度d2的两倍，厚度d2的取值范围是4mm～38mm。

优选地，在所述钢管内壁的竖直方向，各矩形金属条的行间距L是不大于钢管内部直径D的两倍，钢管内部直径D的的取值范围是315mm～3612mm。

优选地，在所述钢管内壁的水平方向，等间距设置1至3个矩形金属条。

优选地，所述矩形金属条是采用角焊或点焊的方式贴合固设于钢管复合桩中空的钢管内壁。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的具有抗剪连接结构的钢管复合桩及其抗剪连接结构，采用的抗剪连接结构可以使钢管与核心混凝土协同受力，共同抵抗外荷载，有效降低工程造价。同时其适用范围更为广泛，可以用于桥梁工程中的大直径钢管复合桩。

2、本发明提供的具有抗剪连接结构的钢管复合桩及其抗剪连接结构，各矩形金属条之间的行间距对钢管复合桩粘结强度、刚度及承载性能有着显著影响，随其行间距的增加，钢管复合桩粘结强度、刚度和承载性能提高幅度降低。钢管复合桩中设置抗剪连接结构，从而使其整体受力及变形性能得到改善。

附图说明

图1是依照本发明实施例的具有抗剪连接结构的钢管复合桩在竖直方向的剖面示意图，其是在钢管内壁的竖直方向设置3个矩形金属条。