能够提高水平承载力的加翼板风机大直径钢管桩制造技术

能够提高水平承载力的加翼板钢管桩，其特征在于，在钢管桩四周均匀固定有若干块矩形翼板，所述矩形翼板的短边方向与钢管桩轴线方向一致；所述矩形翼板的长边方向与钢管桩直径方向一致。本装置由矩形翼板和钢管桩焊接完成；所述矩形翼板两侧焊接有加劲槽钢，加劲槽钢长度方向与泥面平行，降低由于水平荷载引起的桩身较大弯矩和位移；所述翼板底部与翼板两侧底部加劲槽钢由薄钢板连接，减小由于加劲槽钢的存在提高的沉桩难度。本实用新型专利技术可以在不改变钢管桩桩径的基础上大幅度提高钢管桩的水平承载能力，降低工程造价。同时，装置可以在陆上焊接完成后运送到施工现场，工艺简单，特别适用于海上单桩风电基础等较为复杂恶劣的施工环境。

Large diameter steel pipe pile with wing plate fan capable of raising horizontal bearing capacity

The wing plate steel pipe pile which can improve the horizontal bearing capacity is characterized by a number of rectangular wing plates uniformly fixed around the steel pipe pile. The short side direction of the rectangular wing plate is the same as the axis direction of the steel pipe pile, and the long side direction of the rectangular wing plate is the same as the diameter direction of the steel pipe pile. The device is welded by a rectangular wing plate and a steel pipe pile. The rectangular wing plate is welded with stiffened channel steel on both sides, and the length direction of the stiffening channel steel is parallel to the mud surface, reducing the larger bending moment and displacement caused by the horizontal load; the bottom of the wing plate is connected to the bottom of the wing plate on both sides of the wing plate by the thin steel plate, reducing the stiffening slot. The existence of steel increases the difficulty of pile sinking. The utility model can substantially improve the horizontal bearing capacity of the steel pipe pile and reduce the project cost without changing the diameter of the steel pipe pile. At the same time, the device can be transported to the construction site after the completion of the land welding, and the process is simple. It is especially suitable for the complicated and abominable construction environment, such as the wind and electricity foundation of single pile at sea.

【技术实现步骤摘要】
能够提高水平承载力的加翼板风机大直径钢管桩
本技术是涉及一种能够提高水平承载力的加翼板风机大直径钢管桩，具体地说是涉及一种可显著降低钢管桩在水平荷载作用下的桩身水平位移和弯矩，提高钢管桩水平承载力的加翼板装置。
技术介绍
风能是一种开发潜力巨大的清洁可再生能源，近海风能资源约占我国风能总储量的75%。海上风机结构高耸，其基础在复杂的环境荷载作用下承受较大的水平荷载和弯矩。钢管单桩基础是目前工程中常用的一种风机基础形式，适用于中国近海的淤泥质、粉砂土软基地区，受力简单明确，施工周期短。然而大直径钢管桩制作成本高昂，施工沉桩困难，如东海上风电示范项目6.5m桩径钢管桩制作单价达1000万元，不利于单桩基础的发展应用。桩的水平承载能力主要由桩侧土抗力所控制，而桩侧土抗力大部分由浅层地基土发挥。为了提高钢管桩的水平承载力，通常通过扩大整桩桩径的方法进行，导致钢管桩制作成本大幅度增加，施工难度也大大提高。现有技术中急需并缺少一种能够在不提高工程造价的基础上大幅度提高钢管桩水平承载能力的技术方案。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种能够提高水平承载力的加翼板风机大直径钢管桩，该装置能够克服现有提高钢管桩水平承载能力方法的不足，通过在钢管桩上安装加翼板装置，降低钢管桩在水平荷载下的桩身弯矩和水平位移，在不提高工程造价的基础上大幅度提高钢管桩水平承载能力。为了实现上述目的，本技术是通过以下技术方案实现：一种能够提高水平承载力的加翼板风机大直径钢管桩，其特征在于，在钢管桩四周均匀固定有若干块矩形翼板，所述矩形翼板的短边方向与钢管桩轴线方向一致；所述矩形翼板的长边方向与钢管桩直径方向一致。所述的若干块矩形翼板，可以是三块或四块矩形翼板。本技术有以下优化方案：矩形翼板采用与钢管桩相同厚度的钢板制作。沉桩前将矩形翼板焊接在钢管桩上，焊接时短边与桩身焊接固定。矩形翼板两侧交错设置加劲槽钢来提高矩形翼板的抗弯刚度，加劲槽钢长度方向与泥面平行，焊接在矩形翼板上的适当位置。矩形翼板底部与底部加劲槽钢之间焊接两块薄钢板使翼板底部成尖状以提高沉桩的效率，改善由于加劲槽钢的安装引起沉桩难度增加的状况。矩形翼板边长不超过1.6D（D为钢管桩桩径），长高比为3:2。矩形翼板位置位于桩身泥面线以下0.2D的位置。换言之，参照图1-1和图1-2：本技术一种用于提高钢管桩水平承载力的加翼板装置由钢管桩1，矩形翼板2，加劲槽钢3，焊缝4，薄钢板5组成。其中，矩形翼板2采用与钢管桩相同厚度的钢板制作，短边边长不超过1.6D（D为钢管桩1桩径，下同），长高比为3:2，矩形翼板2沿钢管桩1的桩周均匀分布焊接，在钢管桩1与矩形翼板2的连接处形成焊缝4，焊接位置布置在钢管桩1泥面以下，以充分发挥矩形翼板2的作用。在矩形翼板2的两侧交错布置型号为10的加劲槽钢3，布置示意图见图3，加劲槽钢3等间距两侧布置，同时使其长度方向与泥面平行，以增大翼板的整体抗弯刚度，提高翼板的水平承载力。矩形翼板2两侧的薄钢板5两端分别焊接在矩形翼板2底部和加劲槽钢3上，焊接位置示意图如图3所示，在沉桩过程中薄钢板5的挤土作用可以减小加劲槽钢3所受到的阻力，利于钢管桩1的打入。整体焊接完成后，装置随着钢管桩1一起打入地基，完成装置安装的整个过程。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1、本技术用于提高钢管桩水平承载力的加翼板装置安装后，可以大幅度提高钢管桩的水平承载能力，降低由于水平荷载引起的桩身弯矩和水平位移，减小钢管桩桩径，节省工程费用。2、该装置可以在陆上安装焊接好，沉桩时随钢管桩打入地基，安装简便，适用于海上桩基等较为恶劣施工环境。附图说明图1-1、图1-2分别是本技术用于提高钢管桩水平承载力的加翼板装置三翼板和四翼板三维视图；图2是本技术用于提高钢管桩水平承载力的加翼板装置安装示意图；图3-1、图3-2分别是本技术用于提高钢管桩水平承载力的加翼板装置翼板主视图和侧视图。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本技术作进一步详细描述：图1-1、图1-2分别是本技术用于提高钢管桩水平承载力的加翼板装置三翼板和四翼板三维视图，本技术用于提高钢管桩水平承载力的加翼板装置，由钢管桩1，矩形翼板2，加劲槽钢3，焊缝4，薄钢板5组成。其中，矩形翼板2采用与钢管桩相同厚度的钢板制作，短边边长不超过1.6D，长高比为3:2，矩形翼板2沿钢管桩1的桩周均匀分布焊接，在钢管桩1与矩形翼板2的连接处形成焊缝4，焊接位置布置在钢管桩1泥面以下，以充分发挥矩形翼板2的作用。布置型号为10的加劲槽钢3在矩形翼板2的两侧，布置示意图见图3，加劲槽钢3等间距两侧交错布置，同时使其长度方向与泥面平行，以增大翼板的整体抗弯刚度，提高翼板的水平承载力。加劲槽钢3焊接完成后，在矩形翼板2底部和加劲槽钢3之间焊接薄钢板5，为保证挤土作用的充分发挥，薄钢板5长度要与加劲槽钢3的长度相同，加劲槽钢3、薄钢板5与矩形翼板2的焊接位置如图3所示。最后，将焊接好的矩形翼板2焊接在钢管桩1上，焊接位置位于钢管桩1泥面以下0.2D附近，随着钢管桩1的打入，完成整个的安装沉放过程。当钢管桩1桩顶受到较大的水平荷载时，矩形翼板2可以更好的将力传递到周围的土体上，减小由于受力过大引起的桩身的较大弯矩和泥面附近的较大位移，可以使得钢管桩的水平承载能力有较大提高，使得在满足相同承载力的条件下桩身更经济，降低工程的总体造价。同时，该装置在陆上焊接完成，随着钢管桩一起沉入地基，操作简单，对于较为恶劣的施工环境适应性较好。图2中的A为泥面。本技术中涉及的未说明部分与现有技术相同。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能够提高水平承载力的加翼板风机大直径钢管桩，其特征在于，在钢管桩四周均匀固定有若干块矩形翼板，所述矩形翼板的短边方向与钢管桩轴线方向一致；所述矩形翼板的长边方向与钢管桩直径方向一致；所述的矩形翼板采用与钢管桩相同厚度的钢板制作；沉桩前将矩形翼板焊接在钢管桩上，焊接时短边与桩身焊接固定；所述的矩形翼板两侧交错设置加劲槽钢来提高矩形翼板的抗弯刚度，该加劲槽钢长度方向与泥面平行，焊接在矩形翼板上；所述的矩形翼板底部与底部加劲槽钢之间焊接两块薄钢板使翼板底部成尖状。

【技术特征摘要】
1.一种能够提高水平承载力的加翼板风机大直径钢管桩，其特征在于，在钢管桩四周均匀固定有若干块矩形翼板，所述矩形翼板的短边方向与钢管桩轴线方向一致；所述矩形翼板的长边方向与钢管桩直径方向一致；所述的矩形翼板采用与钢管桩相同厚度的钢板制作；沉桩前将矩形翼板焊接在钢管桩上，焊接时短边与桩身焊接固定；所述的矩形翼板两侧交错设置加劲槽钢来提高矩形翼板的抗弯刚度，该加劲槽钢长度方向与泥面平行，焊接在矩形翼板上；所述的矩形翼板底部与底部加劲槽钢之间焊接两块薄钢板...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈灿明，苏晓栋，何建新，王曦鹏，胡烨之，黄卫兰，
申请(专利权)人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院，
类型：新型
国别省市：江苏,32