架空輸電線路用螺旋混凝土預製管樁的製作方法

2023-05-25 09:09:41

本發明屬於電力設備技術領域，尤其涉及一種架空輸電線路用螺旋混凝土預製管樁。

背景技術：

隨著電網技術的不斷發展，架空輸電線路的杆塔結構形式和基礎形式也在不斷的變化，其中，架空輸電線路杆塔是架空線路的主要支撐結構，多由鋼筋混凝土或鋼材構成，杆塔基礎為杆塔的主要支撐結構，杆塔基礎需依據杆塔基礎作用力的大小、地質地貌條件、施工機械設備等情況選用不同的基礎形式進行結構設計。

混凝土預製管樁應用於杆塔結構的基礎中，為使混凝土預製管樁在基礎中所承受拉力、壓力、拉彎、壓彎等各種作用力，需要對管樁的結構進行特殊設計，例如，授權公告號cn103352464b公開了一種用於輸電桿塔基礎的加強型錨杆及其計算方法，包括錨杆本體，錨杆本體表面設有螺紋，錨杆本體的大於一半長度的部分埋設於巖體內，錨杆本體的剩餘部分露在巖體外，錨杆本體表面每隔一段距離設有抗拔螺母，埋設於巖體內的錨杆本體按照需要的錨杆本體與灌漿料間粘結總強度通過灌漿料固定在錨樁內，露在巖體外的錨杆本體上端設有固定螺母，墊板通過所述固定螺母固定在巖體表面；申請公布號cn105113532a公開一種鐵塊式電力杆塔基礎，具有分體式結構主體，主體由若干下層預製鐵塊和若干上層預製鐵塊連接而成，下層預製鐵塊的側面設置掛件，上層預製鐵塊頂部設置掛件，上層預製鐵塊之間固定連接板，連接板上設置基礎短柱，基礎短柱上設有用於固定上部外接杆體結構的預埋地腳錨栓。上述兩種結構均的杆塔基礎在使用時，存在的問題是：在基礎作用力較大情況下，需要增加管樁的長度或增大管樁直徑來滿足輸電線路杆塔基礎所產生的摩擦力，但是增加管樁長度或增大管樁直徑直接影響到工程投資成本的增加。

授權公告號cn200985507y公開一種混凝土封底、帶樁帽和帶樁翼的管樁，其結構中設置豎直方向的樁翼，在受到架空輸電線路基礎傳遞拉力或者壓力過程中，豎直方向的樁翼與地面接觸面積有效，特別是土質鬆軟地址環境中植樁使用時，該結構存在鬆動的風險。

技術實現要素：

有鑑於此，本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種架空輸電線路用螺旋混凝土預製管樁，通過在管樁本體外壁設置螺旋凸起，不僅增大架空輸電線路杆塔基礎摩擦力，且不影響預製管樁的使用壽命，同時可以節省材料、降低成本，免維護。

為達到上述目的，本發明採用以下技術方案：

架空輸電線路用螺旋混凝土預製管樁，包括管樁主體和一體成型在管樁主體外壁的螺旋凸起，所述管樁主體的上端面設置連接螺栓。

進一步的，所述連接螺栓上套設墊板，所述墊板的下端面與管樁主體的上端面之間設置碟簧組件。

進一步的，所述管樁主體下端設置樁尖的形狀為螺旋鑽頭型。

進一步的，所述螺旋凸起為一個或多個。

進一步的，所述螺旋凸起的截面為三角形或者梯形。

進一步的，所述螺旋凸起的截面三角形結構，所述管樁主體下端的直徑等於上端的直徑。

進一步的，所述管樁主體的下端面設置樁尖，樁尖的形狀為螺旋鑽頭型。

本發明的有益效果是：

1.本發明在管樁主體的外壁設置螺旋凸起，首先本發明可以在工廠進行預製，其製作過程為：第一步，製作模具，模具採用鋼製結構包括法蘭連接的左半環模具和右半環模具，左半環模具和右半環模具均採用衝壓工藝製作出相匹配的螺旋凹槽；第二步，製作鋼筋框架，並在鋼筋框架的上端預設連接螺栓或者連接法蘭用於承接杆塔的下端；第三步，將模具套在鋼筋框架的外側，將混凝土灌澆在模具內，同時採用離心設備帶動模具、鋼筋框架旋轉，保證混凝土成型過程中均勻密實；第四步，待混凝土終凝前將左半環模具和右半環模具進行拆卸。

由上可知，本發明可以在工廠進行預製，相對現有技術中增加管樁長度或增大管樁直徑的方式，不僅可以提高整個管樁的抗拉、抗壓能力，滿足輸電線路杆塔基礎作用力，經實驗證明，單本發明螺旋凸起的厚度與管樁主體相同，相鄰兩個螺旋凸起之間的間距等於管樁主體外徑時，管樁的抗拉能力提高10%，螺旋凸起的結構設計可以有效增加本發明與地底土壤的接觸面積，並且將本發明植入地下後，土壤也可以填充在相鄰的兩個螺旋凸起之間，提高本發明的抗拔能力，預防鬆動的現象發生；同時，本結構設計也可以有效減小工程的混凝土用料和成本投入，製作出來的管樁重量較小，利於運輸和地表以下埋裝，需指出的是法蘭連接的模具可以快速拆裝並重複使用，本發明在埋裝時，對於土質較硬的地理環境可以採用植樁後混凝土灌漿方式，軟質泥土可採用螺旋旋入方式、錘擊法或靜壓法，從而保證預製螺旋凸起部分受力充分。

2.連接螺栓上套設墊板，墊板的下端面與管樁主體的上端面之間設置碟簧組件，本結構設計在使用過程中，遇到風雨天氣，杆塔在導線的帶動下做小幅度搖擺或者自身小幅度搖擺的情況下，碟簧組件為杆塔的下端提供充足的形變空間，從而預防杆塔的塔身、橫擔或者掛點發生硬性損傷，提高本發明使用過程中的穩定性和可靠性。

3.根據現場所需，土質較強且四季風力較小的地理位置可以將螺旋凸起設計為多個，從而達到解決混凝土用料的目的，螺旋凸起的截面可以設計為多種形狀，例如梯形或者三角形結構。

5.螺旋凸起的截面三角形結構，管樁主體下端的直徑等於上端的直徑，本結構設計可以通過旋轉設備將管樁快速旋入地表以下。

6.作為另外一種螺旋旋入地表以下的另一種實現方式，也可以將管樁主體的下端面設置螺旋鑽頭，實現管樁快速旋入至地表以下。

綜上所述，本發明在管樁本體外壁設置螺旋凸起，不僅增大架空輸電線路杆塔基礎作用力，且不影響預製管樁的使用壽命，同時可以節省材料、降低成本，免維護。

附圖說明

圖1為本發明實施例一的結構示意圖；

圖2為圖1的俯視結構示意圖；

圖3為本發明實施例一螺旋凸起截面的結構示意圖；

圖4為本發明實施例二的結構示意圖；

圖5為本發明實施例三螺旋凸起截面的結構示意圖；

圖6為本發明實施例三的結構示意圖。

圖中標號：1-管樁主體，2-螺旋凸起，3-連接螺栓，4-墊板，5-碟簧組件，6-樁尖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。

實施例一

如圖1至圖3所示，本發明包括管樁主體1和一體成型在管樁主體外壁的螺旋凸起2，管樁主體1為空心柱狀結構，螺旋凸起2為一條而且其截面呈梯形結構，管樁主體1的上端面預設連接螺栓3。

本發明的製作過程包括以下步驟：第一步，製作模具，模具採用鋼製結構包括法蘭連接的左半環模具和右半環模具，左半環模具和右半環模具採用衝壓裝置製作相匹配的螺旋凹槽；第二步，製作鋼筋框架，並在鋼筋框架的上端預設連接螺栓用於承接杆塔的下端；第三步，將模具套在鋼筋框架的外側，將混凝土灌澆在模具內，同時採用離心設備帶動模具、鋼筋框架旋轉，保證混凝土成型過程中均勻密實；第四步，待混凝土終凝前將左半環模具和右半環模具進行拆卸，再將本發明進行晾曬凝固。

需指出的是，在混凝土終凝前拆卸模具，有效預防模具與本發明外表面粘連的問題發生，提高脫模效率。

實施例二

如圖4所示，本發明包括管樁主體1和一體成型在管樁主體外壁的螺旋凸起2，螺旋凸起2為多條而且其端面呈臺階形結構，管樁主體1為空心柱狀結構，管樁主體1的上端面預設連接螺栓3，連接螺栓3上套設墊板4，墊板4的下端面與管樁主體1的上端面之間設置碟簧組件5。

本實施例與實施例一的結構基本相同，不同的是：在連接螺栓上套設碟簧組件5和墊板4，遇到風雨天氣，杆塔在導線的帶動下做小幅度搖擺或者自身小幅度搖擺的情況下，碟簧組件5為杆塔的下端提供充足的形變空間，從而預防杆塔的塔身、橫擔或者掛點發生硬性損傷，提高本發明使用過程中的穩定性和可靠性。

實施例三

如圖5和圖6所示，本發明包括管樁主體1和一體成型在管樁主體外壁的螺旋凸起2，管樁主體1為空心柱狀結構，管樁主體1下端的直徑等於上端的直徑，螺旋凸起2為多條而且其端面呈三角形結構，管樁主體1的上端面預設連接螺栓3，連接螺栓3上套設墊板4，墊板4的下端面與管樁主體1的上端面之間設置碟簧組件5，管樁主體1下端部一體成型樁尖6，樁尖6的外壁與一體成型有螺旋凸起2。

本實施例與實施例二的結構基本相同，不同的是：螺旋凸起2為多條而且其端面呈三角形結構，管樁主體下端樁尖的結構為螺旋鑽頭型，在軟質泥土或鬆散沙石環境中本結構設計可以通過旋轉設備將管樁快速螺旋旋入地表以下。

最後說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，本領域普通技術人員對本發明的技術方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發明技術方案的精神和範圍，均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。