[发明专利]一种内设多个弧形加劲肋的钢管桩及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢管桩及其施工方法，尤其涉及一种内设多个弧形加劲肋的钢管桩及其施工方法。

背景技术

随着国家经济的发展和科技的进步，对于能源的开发正在由陆地向海洋推进，包括海洋石油、海上风电等。目前的海洋工程基础形式有重力式基础、单桩基础、多脚架基础、导管架基础、高桩承台基础、浮式基础和吸力筒式基础等形式，在设计条件合适的情况下，单桩基础在设计、制造和施工方面都有着明显的优势。以海上风电场为例，多数水深和风机荷载条件下，钢管桩单桩基础是优先考虑的基础形式。

随着海水水深的增加和风机机组单机容量的提高，单桩基础钢管的直径也越来越大。随着桩径的增加，按照规范的规定，钢管桩的壁厚也随之增大，且海上钢管桩单桩基础多为开口桩，现场测量实测数据显示，超大直径开口钢管桩土塞效应较弱，桩内部土体所能提供的侧摩阻力要差很多，桩端承载力很低，需要足够的桩长来保证单桩竖向承载力，以上因素均导致用钢量明显增加,材料成本增加，加工难度增大，结构自重导致的运输、施工等其他成本也相应增加，影响了工程项目的经济性。因此需要一种安全可靠、利于设计制造、减轻自重、降低材料及运输施工等成本的加肋钢管桩及其施工方法。

发明内容

为了解决上述问题中的不足之处，本发明提供了一种内设多个弧形加劲肋的钢管桩及其施工方法。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种内设多个弧形加劲肋的钢管桩，它由钢管和加劲肋组成；加劲肋均匀的设置在钢管的内侧壁上；加劲肋的两侧沿竖向采用角焊缝焊接在钢管的内侧壁上；加劲肋与钢管的内侧壁之间形成一个灌注区。

加劲肋的设置方式为通长设置或局部设置。加劲肋的数量为多个、形状为圆弧形。

其施工方法的步骤为：

a、在钢结构加工厂将钢管轧制成形并分段焊接形成整体；

b、将加劲肋2沿竖向采用角焊缝焊接于钢管的内侧壁上；

c、将组装后的整桩通过专用运输船舶运输至桩位，采用相应设备进行打桩施工并将桩身打至设计标高，然后进行抛石防冲刷处理；

d、根据设计需要，在加劲肋与钢管的内侧壁之间形成的灌注区内灌注混凝土，待其达到设计强度后进行后续其他施工和安装。

本发明设计更加科学、构造合理、受力性能优越、安全可靠、利于设计制造、自重轻、钢铁用料少、运输和施工成本低，更加方便实用。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的截面示意图（不灌注混凝土）。

图2为本发明的截面示意图（灌注混凝土）。

图3为图1的立体图（不灌注混凝土）。

图4为图2的立体图（灌注混凝土）。

具体实施方式

如图1-图4所示，本发明由钢管1和加劲肋2组成；加劲肋2均匀的设置在钢管1的内侧壁上，加劲肋2的设置方式为通长设置或局部设置。加劲肋2的数量为4个或多个，加劲肋2的形状为圆弧形或其它曲线形式。

加劲肋2的两侧沿竖向采用角焊缝3或其他方式焊接在钢管1的内侧壁1上；加劲肋2与钢管1的内侧壁之间形成一个灌注区；灌注区内可灌注或不灌注混凝土4。

本发明的施工方法为：

a、在钢结构加工厂将钢管1轧制成形并分段焊接形成整体；

b、将加劲肋2沿竖向采用角焊缝3或其他方式焊接于钢管1的内侧壁上，其他附属结构也可提前在工厂组装完毕；

c、将组装后的整桩通过专用运输船舶运输至桩位，采用相应设备进行打桩施工并将桩身打至设计标高，然后进行抛石防冲刷处理；

d、根据设计需要，在加劲肋2与钢管1的内侧壁之间形成的灌注区内灌注混凝土4，待其达到设计强度后进行后续其他施工和安装。

在大直径钢管桩中增设多个弧形加劲肋，可以降低钢管壁厚和总用钢量，弧肋形成的小区隔在打桩时形成完全土塞，可提高桩端承载力，根据设计需要可在土塞后弧形肋与钢管外壁间的区隔内灌注混凝土，从而可以提高桩身刚度，减小桩身受腐蚀面积，提高了结构耐久性，而圆弧肋自身稳定性很好，并提高桩内侧摩阻力和桩端承载力，弧形肋与钢管桩壁形成的区隔内可灌注混凝土，可明显提高桩身刚度，在相同的设计要求下，将有效减小桩长，降低材料、运输、施工等成本，具有较好的经济性。此外，当弧形肋与钢管桩壁形成的区隔内灌注混凝土时，还可减小桩身受腐蚀面积，提高了结构耐久性。

上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。