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摘要
申请专利号：	CN201110114181.7	申请日：	2011.05.05
公开号：	CN102767188A	公开日：	2012.11.07
当前法律状态：	撤回	有效性：	无权
法律详情：	发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):E02D 27/12申请公布日:20121107\|\|\|公开
IPC分类号：	E02D27/12; E02D27/42	主分类号：	E02D27/12
申请人：	上海艾能电力工程有限公司
发明人：	黄文欢
地址：	201201 上海市浦东新区唐镇金丰路42号4幢105室
优先权：
专利代理机构：	上海硕力知识产权代理事务所 31251	代理人：	刘峰
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内容摘要

本发明公开了一种钢管桩结构，该结构由基础（1）、设置于基础（1）中的基础桩（2）和与所述基础桩（2）固定连接的钢管杆（3）组成。这种钢管桩结构的结构简单，成本低，因而抗倾覆设计计算简单，在对钢管桩基础进行抗倾覆计算时，可大大缩短计算时间，提高工作效率。

权利要求书

1：一种钢管桩结构，其特征是：该结构由基础（1）、设置于基础（1）中的基础桩（2）和与所述基础桩（2）固定连接的钢管杆（3）组成。
2：如权利要求 1 所述的钢管桩结构，其特征是：所述基础桩（2）和所述钢管杆（3）为一体结构。
3：如权利要求 1 或 2 所述的钢结构桥梁，其特征是：所述基础桩（2）和所述钢管杆（3）的直径相等。

说明书

钢管桩结构
    【技术领域】
     本发明涉及电力设施技术领域，尤其涉及一种钢管桩结构。背景技术现有技术中，钢管桩结构一般包括钢管桩基础、设置于基础中的基础桩、与基础桩固定连接的钢管杆，基础桩的直径大于钢管杆的直径。并且，钢管桩基础中还设置有承台。这样的结构受力复杂，在实际工程中，当需要对钢管杆相应杆型的基础进行抗倾覆性能分析时，则需要考虑钢管杆和承台的抗倾覆效应。因此分析过程非常复杂，及计算量大，最后结果的误差也比较大。
     因此，本领域的技术人员致力于开发一种计算简单，但仍能满足使用性能的单杆钢管桩结构。
     发明内容有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种计算简单的钢管桩结构。
     为实现上述目的，本发明提供了一种钢管桩结构，该结构由基础、设置于基础中的基础桩和与所述基础桩固定连接的钢管杆组成。因此该结构中没有设置承台，从而简化了计算。
     较佳的，所述基础桩和所述钢管杆为一体结构。
     较佳的，所述基础桩和所述钢管杆的直径相等。
     本发明的有益效果是：由于本发明省略了现有技术中的承台结构，本发明的钢管桩结构的结构简单，成本低，因而抗倾覆设计计算简单，在对钢管桩基础进行抗倾覆计算时，可大大缩短计算时间，提高工作效率。
     另一方面，如图 6（参见具体实施例部分）所示，省去承台结构后，对于整个钢管桩基础抗倾覆性能的影响较小，完全能够满足安全和使用性能。
     对省去承台后的单杆钢管桩进行抗倾覆计算的公式如下： b0=K0*b (1) Sj ≥ γf*S0 (2) Mj ≥ γf*(H0*S0) (3) Sj=m*b0*ht^2/(μ*η) (4) Mj=m*b0*ht^3/μ (5) η=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： S0- 基面水平荷载设计值 (kN) ； M0- 基面力矩设计值 (kN*m) ； H0- 有效作用点高度 (m) ； Sj- 极限倾覆力 (kN) ； Mj- 极限倾覆力距 (kN*m) ； γf- 基础附加分项系数； b- 桩的实际宽度 (m) ； b0- 桩的计算宽度 (m) ； m- 土压力参数 (kN/m^3)。
     土压力参数 m、等待内摩阻角 β 可根据土层的性质按图 7（参见具体实施例部分）确定。
     基础附加分项系数 γf 按图 8（参见具体实施例部分）确定。
     空间增大系数 K0 值可查图 9（参见具体实施例部分）确定，但仍旧耗时，对图 9 内数值进行拟合，由于 K0 与 ht/b 成线性关系，于是 : K0=A*ht/b+B （11） A、 B 为常数，取值见图 10 （参见具体实施例部分），根据图 9 计算的 K0 值的误差见图 10，均在 0.6% 范围内（见图 11，参见具体实施例部分），于是可采用图 10 内的 A、 B 值按式（11）计算 K0 值，无需查表。
     θ、 μ、 η*μ 值虽可根据 η 值查表确定，但实际的 η 值未必就等于表中值，需按插值法计算以减小误差。可事先在 EXCLE 里编好公式，然后在相应的位置输入实际 η 值即可快速计算出 θ、 μ、 η*μ 值， θ、 μ、 η*μ 值的计算见图 12（参见具体实施例部分）。
     图 12 中，前 4 列为《架空送电线路基础设计技术规定》（DL/T 5219-2005）提供的参考值，后 4 列为计算值。
     以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。附图说明
     图 1 是本发明实施例 1 的结构示意图；图 2 是 K0 与 ht/b 的关系图；图 3 是本发明实施例 1 中抗倾覆计算的流程图；图 4 是 Mj 与 ht 的关系图；图 5 是 Mj 与 μ 的关系图；图 6 是承台抗倾覆效应表；图 7 是等待内摩阻角 β、土压力参数 m 数据对照表；图 8 是基础附加分项系数 γf 数据对照表；图 9 是空间增大系数 K0 值数据对照表；图 10 是 A、 B 值数据对照表；图 11 是空间增大系数 K0 的数据对照表；图 12 是 θ、 μ、 η*μ 值的计算数据表；图 13 是钢管桩抗倾覆计算过程数值表。具体实施方式
     实施例 1 ：如图 1 所示，本发明的钢管桩结构的一实施例，该结构由基础 1、设置于基础 1 中的基础桩 2 和与基础桩 2 固定连接的钢管杆 3 组成。其中，基础桩 2 和钢管杆 3 为一体结构，并且基础桩 2 和钢管杆 3 的直径相等。
     对省去承台后的单杆钢管桩进行抗倾覆计算的公式如下： b0=K0*b (1) Sj ≥ γf*S0 (2) Mj ≥ γf*(H0*S0) (3) Sj=m*b0*ht^2/(μ*η) (4) Mj=m*b0*ht^3/μ (5) η=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： S0- 基面水平荷载设计值 (kN) ； M0- 基面力矩设计值 (kN*m) ； H0- 有效作用点高度 (m) ； Sj - 极限倾覆力 (kN) ； Mj - 极限倾覆力距 (kN*m) ； γf - 基础附加分项系数； b- 桩的实际宽度 (m) ； b0- 桩的计算宽度 (m) ； m- 土压力参数 (kN/m^3)。土压力参数 m、等待内摩阻角 β 可根据土层的性质按图 7 确定。
     基础附加分项系数 γf 按图 8 确定。空间增大系数 K0 值可查图 9 确定，但仍旧耗时，对图 9 内数值进行拟合，由于 K0 与 ht/ b 成线性关系，如图 2 所示，于是 : K0=A*ht/b+B （11） A、 B 为常数，取值见图 10，根据图 9 计算的 K0 值的误差见图 10，均在 0.6% 范围内（见图 11），于是可采用图 10 内的 A、 B 值按式（11）计算 K0 值，无需查表。
     θ、 μ、 η*μ 值虽可根据 η 值查表确定，但实际的 η 值未必就等于表中值，需按插值法计算以减小误差。可事先在 EXCLE 里编好公式，然后在相应的位置输入实际 η 值即可快速计算出 θ、 μ、 η*μ 值， θ、 μ、 η*μ 值的计算见图 12。
     图 12 中，前 4 列为《架空送电线路基础设计技术规定》（DL/T 5219-2005）提供的参考值，后 4 列为计算值。
     已知，大风工况下本实施例的钢管杆基面水平荷载设计值 S0 为 136.02 kN，基面力矩设计值 M0 为 1938.25 kN*m，土层为粘土、软塑粉质粘土、稍密的粉土。计算流程如图 3 所示，具体数值见图 13。
     当 ht 为 11m 时 , 验证结果如下 , 均满足要求。
     γf * S0 (=1.6*136.02=217.63 kN) ＜ Sj (=251.08 kN ) γf * M0 (=1.6*1938.25=3101.20 kN *m) ＜ Mj (=3577.83 kN*m ) 另外，对图 13 中的 ht、 μ、 Mj 的数值进行拟合， ht、 μ 与 Mj 均近似表现出二次三项式关系，如图 4 和图 5 所示，而 b 与 Mj 表现为线性关系，于是在计算过程中应优先考虑增大 ht，当 ht 受到限制时，可再考虑增大 b 值。
     以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术
     方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

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1、10申请公布号CN102767188A43申请公布日20121107CN102767188ACN102767188A21申请号201110114181722申请日20110505E02D27/12200601E02D27/4220060171申请人上海艾能电力工程有限公司地址201201上海市浦东新区唐镇金丰路42号4幢105室72发明人黄文欢74专利代理机构上海硕力知识产权代理事务所31251代理人刘峰54发明名称钢管桩结构57摘要本发明公开了一种钢管桩结构，该结构由基础（1）、设置于基础（1）中的基础桩（2）和与所述基础桩（2）固定连接的钢管杆（3）组成。这种钢管桩结构的结构简单，成本低，。

2、因而抗倾覆设计计算简单，在对钢管桩基础进行抗倾覆计算时，可大大缩短计算时间，提高工作效率。51INTCL权利要求书1页说明书4页附图10页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图10页1/1页21一种钢管桩结构，其特征是该结构由基础（1）、设置于基础（1）中的基础桩（2）和与所述基础桩（2）固定连接的钢管杆（3）组成。2如权利要求1所述的钢管桩结构，其特征是所述基础桩（2）和所述钢管杆（3）为一体结构。3如权利要求1或2所述的钢结构桥梁，其特征是所述基础桩（2）和所述钢管杆（3）的直径相等。权利要求书CN102767188A1/4页3钢管桩结构技术领域000。

3、1本发明涉及电力设施技术领域，尤其涉及一种钢管桩结构。背景技术0002现有技术中，钢管桩结构一般包括钢管桩基础、设置于基础中的基础桩、与基础桩固定连接的钢管杆，基础桩的直径大于钢管杆的直径。并且，钢管桩基础中还设置有承台。这样的结构受力复杂，在实际工程中，当需要对钢管杆相应杆型的基础进行抗倾覆性能分析时，则需要考虑钢管杆和承台的抗倾覆效应。因此分析过程非常复杂，及计算量大，最后结果的误差也比较大。0003因此，本领域的技术人员致力于开发一种计算简单，但仍能满足使用性能的单杆钢管桩结构。发明内容0004有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种计算简单的钢管桩结构。0005为实。

4、现上述目的，本发明提供了一种钢管桩结构，该结构由基础、设置于基础中的基础桩和与所述基础桩固定连接的钢管杆组成。因此该结构中没有设置承台，从而简化了计算。0006较佳的，所述基础桩和所述钢管杆为一体结构。0007较佳的，所述基础桩和所述钢管杆的直径相等。0008本发明的有益效果是由于本发明省略了现有技术中的承台结构，本发明的钢管桩结构的结构简单，成本低，因而抗倾覆设计计算简单，在对钢管桩基础进行抗倾覆计算时，可大大缩短计算时间，提高工作效率。0009另一方面，如图6（参见具体实施例部分）所示，省去承台结构后，对于整个钢管桩基础抗倾覆性能的影响较小，完全能够满足安全和使用性能。0010对省去承台后。

5、的单杆钢管桩进行抗倾覆计算的公式如下B0K0B1SJFS02MJFH0S03SJMB0HT2/4MJMB0HT3/5H0/HT63/123）7T/HT8332/23/41/209H0M0/S010说明书CN102767188A2/4页4其中S0基面水平荷载设计值KN；M0基面力矩设计值KNM；H0有效作用点高度M；SJ极限倾覆力KN；MJ极限倾覆力距KNM；F基础附加分项系数；B桩的实际宽度M；B0桩的计算宽度M；M土压力参数KN/M3。0011土压力参数M、等待内摩阻角可根据土层的性质按图7（参见具体实施例部分）确定。0012基础附加分项系数F按图8（参见具体实施例部分）确定。0013空间增。

6、大系数K0值可查图9（参见具体实施例部分）确定，但仍旧耗时，对图9内数值进行拟合，由于K0与HT/B成线性关系，于是K0AHT/BB（11）A、B为常数，取值见图10（参见具体实施例部分），根据图9计算的K0值的误差见图10，均在06范围内（见图11，参见具体实施例部分），于是可采用图10内的A、B值按式（11）计算K0值，无需查表。0014、值虽可根据值查表确定，但实际的值未必就等于表中值，需按插值法计算以减小误差。可事先在EXCLE里编好公式，然后在相应的位置输入实际值即可快速计算出、值，、值的计算见图12（参见具体实施例部分）。0015图12中，前4列为架空送电线路基础设计技术规定（DL。

7、/T52192005）提供的参考值，后4列为计算值。0016以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。附图说明0017图1是本发明实施例1的结构示意图；图2是K0与HT/B的关系图；图3是本发明实施例1中抗倾覆计算的流程图；图4是MJ与HT的关系图；图5是MJ与的关系图；图6是承台抗倾覆效应表；图7是等待内摩阻角、土压力参数M数据对照表；图8是基础附加分项系数F数据对照表；图9是空间增大系数K0值数据对照表；图10是A、B值数据对照表；图11是空间增大系数K0的数据对照表；图12是、值的计算数据表；图13是钢管桩抗倾覆计算过程数值。

8、表。具体实施方式0018实施例1如图1所示，本发明的钢管桩结构的一实施例，该结构由基础1、设置于基础1中的基础桩2和与基础桩2固定连接的钢管杆3组成。其中，基础桩2和钢管杆3为一体结构，并且说明书CN102767188A3/4页5基础桩2和钢管杆3的直径相等。0019对省去承台后的单杆钢管桩进行抗倾覆计算的公式如下B0K0B1SJFS02MJFH0S03SJMB0HT2/4MJMB0HT3/5H0/HT63/123）7T/HT8332/23/41/209H0M0/S010其中S0基面水平荷载设计值KN；M0基面力矩设计值KNM；H0有效作用点高度M；SJ极限倾覆力KN；MJ极限倾覆力距KNM；。

9、F基础附加分项系数；B桩的实际宽度M；B0桩的计算宽度M；M土压力参数KN/M3。0020土压力参数M、等待内摩阻角可根据土层的性质按图7确定。0021基础附加分项系数F按图8确定。空间增大系数K0值可查图9确定，但仍旧耗时，对图9内数值进行拟合，由于K0与HT/B成线性关系，如图2所示，于是K0AHT/BB（11）A、B为常数，取值见图10，根据图9计算的K0值的误差见图10，均在06范围内（见图11），于是可采用图10内的A、B值按式（11）计算K0值，无需查表。0022、值虽可根据值查表确定，但实际的值未必就等于表中值，需按插值法计算以减小误差。可事先在EXCLE里编好公式，然后在相应的。

10、位置输入实际值即可快速计算出、值，、值的计算见图12。0023图12中，前4列为架空送电线路基础设计技术规定（DL/T52192005）提供的参考值，后4列为计算值。0024已知，大风工况下本实施例的钢管杆基面水平荷载设计值S0为13602KN，基面力矩设计值M0为193825KNM，土层为粘土、软塑粉质粘土、稍密的粉土。计算流程如图3所示，具体数值见图13。0025当HT为11M时,验证结果如下,均满足要求。0026FS0161360221763KNSJ25108KNFM016193825310120KNMMJ357783KNM另外，对图13中的HT、MJ的数值进行拟合，HT、与MJ均近似表。

11、现出二次三项式关系，如图4和图5所示，而B与MJ表现为线性关系，于是在计算过程中应优先考虑增大HT，当HT受到限制时，可再考虑增大B值。0027以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术说明书CN102767188A4/4页6方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。说明书CN102767188A1/10页7图1说明书附图CN102767188A2/10页8图2图3说明书附图CN102767188A3/10页9图4图5说明书附图CN102767188A4/10页10图6图7说明书附图CN102767188A105/10页11图8说明书附图CN102767188A116/10页12图9说明书附图CN102767188A127/10页13图10说明书附图CN102767188A138/10页14图11说明书附图CN102767188A149/10页15图12说明书附图CN102767188A1510/10页16图13说明书附图CN102767188A16。

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