專利名稱：鋼管樁結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及電力設施技術領域，尤其涉及一種鋼管樁結構。
背景技術：
現有技術中，鋼管樁結構一般包括鋼管樁基礎、設置于基礎中的基礎樁、與基礎樁固定連接的鋼管桿，基礎樁的直徑大于鋼管桿的直徑。并且，鋼管樁基礎中還設置有承臺。這樣的結構受力復雜，在實際工程中，當需要對鋼管桿相應桿型的基礎進行抗傾覆性能分析時，則需要考慮鋼管桿和承臺的抗傾覆效應。因此分析過程非常復雜，及計算量大，最后結果的誤差也比較大。因此，本領域的技術人員致力于開發一種計算簡單，但仍能滿足使用性能的單桿鋼管樁結構。
發明內容
有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種計算簡單的鋼管樁結構。為實現上述目的，本發明提供了一種鋼管樁結構，該結構由基礎、設置于基礎中的基礎樁和與所述基礎樁固定連接的鋼管桿組成。因此該結構中沒有設置承臺，從而簡化了計算。較佳的，所述基礎樁和所述鋼管桿為一體結構。較佳的，所述基礎樁和所述鋼管桿的直徑相等。本發明的有益效果是由于本發明省略了現有技術中的承臺結構，本發明的鋼管樁結構的結構簡單，成本低，因而抗傾覆設計計算簡單，在對鋼管樁基礎進行抗傾覆計算時，可大大縮短計算時間，提高工作效率。另一方面，如圖6 (參見具體實施例部分)所示，省去承臺結構后，對于整個鋼管樁基礎抗傾覆性能的影響較小，完全能夠滿足安全和使用性能。對省去承臺后的單桿鋼管樁進行抗傾覆計算的公式如下 b0=K0*b(I)
Sj ^ Y f*S0(2)
Mj^ Yf*(H0*S0)(3)
Sj=m*b0*ht~2/ ( μ * η)(4)
Mj=m*b0*ht~3/ μ(5)
=H0/ht(6)
μ =3/(1-2* θ ~3 )(7)
θ=t/ht (8)θ ~3+3* θ ~2* η/2-3* η /4-1/2=0 (9)
H0=M0/S0(10)其中=Stl-基面水平荷載設計值(kN) Wtl-基面力矩設計值(kN*m) 有效作用點高度(m) !Sj-極限傾覆力(kN) ;Μ」-極限傾覆力距(kN*m) ; Y f_基礎附加分項系數；b_樁的實際寬度(m) ;bQ-樁的計算寬度(m) ;m-土壓力參數(kN/m~3)。土壓力參數m、等待內摩阻角β可根據土層的性質按圖7 (參見具體實施例部分)確定。基礎附加分項系數Y f按圖8 (參見具體實施例部分)確定。空間增大系數Ktl值可查圖9 (參見具體實施例部分)確定，但仍舊耗時，對圖9內數值進行擬合，由于Ktl與ht/b成線性關系，于是
KQ=A*ht/b+B (11)
A、B為常數，取值見圖10(參見具體實施例部分)，根據圖9計算的Ktl值的誤差見圖10， 均在O. 6%范圍內(見圖11，參見具體實施例部分)，于是可采用圖10內的A、B值按式(11)
計算Ktl值，無需查表。θ、μ、η*μ值雖可根據η值查表確定，但實際的Π值未必就等于表中值，需按插值法計算以減小誤差。可事先在EXCLE里編好公式，然后在相應的位置輸入實際η值即可快速計算出θ、μ、η*μ值，θ、μ、η*μ值的計算見圖12 (參見具體實施例部分)。圖12中，前4列為《架空送電線路基礎設計技術規定》(DL/T 5219-2005)提供的參考值，后4列為計算值。以下將結合附圖對本發明的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本發明的目的、特征和效果。
圖I是本發明實施例I的結構示意 圖2是Ktl與ht/b的關系 圖3是本發明實施例I中抗傾覆計算的流程 圖4是％與1^的關系 圖5是Mj與μ的關系 圖6是承臺抗傾覆效應表；
圖7是等待內摩阻角β、土壓力參數m數據對照表；
圖8是基礎附加分項系數Yf數據對照表；
圖9是空間增大系數Ktl值數據對照表；
圖10是A、B值數據對照表；
圖11是空間增大系數Ktl的數據對照表；
圖12是θ、μ、η*μ值的計算數據表；
圖13是鋼管樁抗傾覆計算過程數值表。
具體實施例方式實施例I :
如圖I所示，本發明的鋼管樁結構的一實施例，該結構由基礎I、設置于基礎I中的基礎樁2和與基礎樁2固定連接的鋼管桿3組成。其中，基礎樁2和鋼管桿3為一體結構，并且基礎樁2和鋼管桿3的直徑相等。對省去承臺后的單桿鋼管樁進行抗傾覆計算的公式如下 b0=K0*b(I)
Sj ^ Y f*S0(2)
Mj^ Yf*(H0*S0)(3)
Sj=m*b0*ht~2/ ( μ * η)(4)
Mj=m*b0*ht~3/ μ(5)
=H0/ht(6)
μ =3/(1-2* θ ~3 )(7)
θ=t/ht (8)θ ~3+3* θ ~2* η/2-3* η /4-1/2=0 (9)
H0=M0/S0(10)
其中=Stl-基面水平荷載設計值(kN) Wtl-基面力矩設計值(kN*m ) 有效作用點高度(m) ；Sj -極限傾覆力(kN) ;Μ」-極限傾覆力距(kN*m) ； Yf -基礎附加分項系數；b_樁的實際寬度(m) ;bQ-樁的計算寬度(m) ;m-土壓力參數(kN/m~3)。土壓力參數m、等待內摩阻角β可根據土層的性質按圖7確定。基礎附加分項系數Yf按圖8確定。
空間增大系數Ktl值可查圖9確定，但仍舊耗時，對圖9內數值進行擬合，由于Ktl與ht/b成線性關系，如圖2所示，于是
KQ=A*ht/b+B (11)
A、B為常數，取值見圖10，根據圖9計算的Ktl值的誤差見圖10，均在O. 6%范圍內(見圖11)，于是可采用圖10內的A、B值按式(11)計算Ktl值，無需查表。θ、μ、η*μ值雖可根據η值查表確定，但實際的η值未必就等于表中值，需按插值法計算以減小誤差。可事先在EXCLE里編好公式，然后在相應的位置輸入實際η值即可快速計算出θ、μ、η*μ值，θ、μ、η*μ值的計算見圖12。圖12中，前4列為《架空送電線路基礎設計技術規定》(DL/T 5219-2005)提供的參考值，后4列為計算值。已知，大風工況下本實施例的鋼管桿基面水平荷載設計值S。為136. 02 kN，基面力矩設計值Mtl為1938. 25 kN*m，土層為粘土、軟塑粉質粘土、稍密的粉土。計算流程如圖3所示，具體數值見圖13。當ht為Ilm時，驗證結果如下，均滿足要求。Yf * S。(=1.6*136.02=217.63 kN) < Sj (=251.08 kN )
Yf * Mtl (=1. 6*1938. 25=3101. 20 kN *m) < Mj (=3577.83 kN*m )
另外，對圖13中的ht、μ、Μ」的數值進行擬合，ht、μ與Mj均近似表現出二次三項式關系，如圖4和圖5所示，而b與％表現為線性關系，于是在計算過程中應優先考慮增大ht，當ht受到限制時，可再考慮增大b值。以上詳細描述了本發明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術無需創造性勞動就可以根據本發明的構思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域中技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定 的保護范圍內。
權利要求
1.一種鋼管樁結構，其特征是該結構由基礎(I)、設置于基礎(I)中的基礎樁(2)和與所述基礎樁(2)固定連接的鋼管桿(3)組成。
2.如權利要求I所述的鋼管樁結構，其特征是所述基礎樁(2)和所述鋼管桿(3)為一體結構。
3.如權利要求I或2所述的鋼結構橋梁，其特征是所述基礎樁(2)和所述鋼管桿(3)的直徑相等。
全文摘要
本發明公開了一種鋼管樁結構，該結構由基礎(1)、設置于基礎(1)中的基礎樁(2)和與所述基礎樁(2)固定連接的鋼管桿(3)組成。這種鋼管樁結構的結構簡單，成本低，因而抗傾覆設計計算簡單，在對鋼管樁基礎進行抗傾覆計算時，可大大縮短計算時間，提高工作效率。
文檔編號E02D27/42GK102767188SQ20111011418
公開日2012年11月7日 申請日期2011年5月5日 優先權日2011年5月5日
發明者黃文歡 申請人:上海艾能電力工程有限公司