CN103938912A - 用于连接高耸结构与地基连接装置及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及固定件领域，具体而言，涉及用于连接高耸结构与地基的连接装置及其制作方法。该用于连接高耸结构与地基的连接装置，包括：底环、多个锚杆、混凝土构成的灌浆槽和多个调平螺栓；所述底环设置在地基上；多个所述锚杆的下端穿过所述底环并与所述底环固定，所述锚杆的上端穿过所述灌浆槽的底部；每一个所述调平螺栓均包括螺纹杆和与其配合的螺母；所述螺纹杆的底端设置在所述灌浆槽的槽底；调节每一个所述螺母在相应所述螺纹杆上的位置，将所有的所述螺母的上表面位于同一水平面上。本发明提供的用于连接高耸结构与地基的连接装置及其制作方法，相对于现有技术，减少了调平难度，过程简单。

Description

用于连接高耸结构与地基连接装置及其制作方法

技术领域

本发明涉及固定件领域，具体而言，涉及用于连接高耸结构与地基的连接装置及其制作方法。

背景技术

高耸结构通常需要固定在一个刚性结构上，使得高耸结构在承载载荷后不会倒塌，不会影响其正常使用。高耸结构可以是风力发电机塔筒、电线杆或基站等。

相关技术中，如图1所示，采用立体可调节组合式锚栓来实现风力发电机塔筒和地基的固定连接，具体地，立体可调节组合式锚栓包括上锚板100、下锚板200、锚栓300、锚栓套管400和可调节锚栓支架500，上锚板100和下锚板200上均设置有通孔，锚栓300依次穿过上锚板100和下锚板200上的通孔，位于上锚板100和下锚板200之间的锚栓300，其外设置有锚栓套管400，下锚板200通过撑脚600固定在地基中，可调节锚栓支架500通过短桩固定与地基上。可调节锚栓支架500由调节螺杆501和微调螺母502组成，用于架立上锚板100，上锚板100包括顶板101和端横梁102，微调螺母502为两个，分别位于端横梁102的两端，使得端横梁102位于两个微调螺母502之间，通过调节微调螺母502在调节螺杆501上的位置调节上锚板100的顶板101的上表面的水平。

但是，相关技术中的立体可调节组合式锚栓，由于高耸结构的高度较高，因此对于连接处的水平精度要求较高。在需要调平时，首先将位于同一调节螺杆上的一个微调螺母旋拧，使其远离该调节螺杆上的另一个微调螺母，然后旋拧另一个微调螺母，使其靠近远离其的微调螺母，靠近的过程中，带动端横梁移动，从而实现对上锚板的顶板的微调，使得顶板的两端位于同一水平面上，即实现可调节锚栓支架进行顶板的上表面位于标准高度，但上述调平过程繁琐，实现困难。

发明内容

本发明的目的在于提供用于连接高耸结构与地基的连接装置，以解决上述的问题。

在本发明的实施例中提供了一种用于连接高耸结构与地基的连接装置，该高耸结构与基础的连接装置包括：底环、多个锚杆、混凝土构成的灌浆槽和多个调平螺栓；底环设置在地基上；多个锚杆的下端穿过底环并与底环固定，锚杆的上端穿过灌浆槽的底部；每一个调平螺栓均包括螺纹杆和与其配合的螺母；螺纹杆远离螺母的底端设置在灌浆槽的槽底；调节每一个螺母在相应螺纹杆上的位置，将所有的螺母的上表面位于同一水平面上。

进一步地，锚杆上设置的螺纹为360度连续性旋转的圆弧形螺纹。

进一步地，底环由多个分片式钢板拼接而成。

进一步地，灌浆槽是通过移除辅助工装环制成的。

进一步地，调平螺栓沿灌浆槽的周向均匀设置。

进一步地，辅助工装环是由第一钢环和泡沫板粘结而成的，第一钢环设置在泡沫板的上部；或，辅助工装环为第二钢环以及焊接在第二钢环上的挡板制成的槽体。

本发明提供的连接装置还可以包括：环形法兰；环形法兰的端面置于水平面上，且锚杆的上端均穿过环形法兰。

进一步地，该连接装置还包括：水泥结构件；水泥结构件用于填充环形法兰和灌浆槽之间形成的空隙。

进一步地，螺纹杆上的螺纹为细螺纹。

在本发明的另一个实施例中还提供了一种用于连接高耸结构与地基的连接装置的制作方法，该制作方法包括：固定底环；将锚杆的一端与所述底环固定，另一端与辅助工装环固定；浇筑结构混凝土，使得所述混凝土将所述辅助工装环完全覆盖；待所述混凝土初凝前，移除所述辅助工装环，形成灌浆槽；在所述灌浆槽内放置调平螺栓，调平后放置环形法兰；在所述灌浆槽内填充高强水泥，形成水泥结构件。

本发明上述实施例的用于连接高耸结构与地基的连接装置及其制作方法，锚杆顶端受到的应力经过锚杆、底环传递至其上设置有底环的地基上，通过设置在灌浆槽内的调平螺栓，通过调节螺母在螺纹杆上的位置，使得不平的灌浆槽的槽底经过调平螺栓，调平螺栓在螺纹杆上的调整范围内进行调整，使得螺母的上平面形成一个水平的承载面，在本发明中，仅需调整一个螺母就可以实现调平，相对于现有技术，减少了调平难度，过程简单。

附图说明

图1示出了相关技术中的连接装置的结构示意图；

图2示出了本发明提供的用于连接高耸结构与地基的连接装置的结构示意图；

图3示出了本发明提供的灌浆槽内的放大结构示意图；

图4示出了本发明提供的一种辅助工装环未移除时的状态图；

图5示出了本发明提供的另一种辅助工装环未移除时的状态图；

图6示出了本发明提供的用于连接高耸结构与地基的连接装置的制作方法的流程图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

结合图2-图5，在本发明的实施例中提供了一种用于连接高耸结构与地基的连接装置，该连接装置包括：底环1、多个锚杆2、混凝土构成的灌浆槽3和多个调平螺栓4；底环1设置在地基上；多个锚杆2的下端穿过底环1并与底环1固定，锚杆2的上端穿过灌浆槽3的底部；每一个调平螺栓4均包括螺纹杆和与其配合的螺母；螺纹杆远离螺母的底端设置在灌浆槽3的槽底；调节每一个螺母在相应螺纹杆上的位置，将所有的螺母的上表面位于同一水平面上。

具体地，底环1为环形钢板，钢板上设置有多个环形分布的通孔，该通孔用于固定锚杆2，通常可以采用垫片和螺栓配合的方式来固定锚杆2。底环1设置在地基上，通常可以通过支撑结构与地基连接，使得锚杆2的下端与地基之间形成一定的空隙，便于将锚杆2与底环1固定。

锚杆2可以是相关技术中的任意锚杆2，在此不做限制，优选地，可以采用锚杆2上设置的螺纹为360度连续性旋转的圆弧形螺纹(可参考申请号为201120148371.6的实用新型专利)，在实际应用中，采用上述锚杆2，在固定底环1时，采用圆弧形的螺纹，使得螺杆与螺母之间的接触面积增大，有效提高抗松性，同时也减少了固定后由于外力影响固定效果。

在实际应用中，调平螺栓4包括螺纹杆和螺母，调平螺栓4中的螺纹杆在实际应用中可以采用标准件还可以采用异型结构形式，调平螺栓4可以是一根标准件螺纹杆和两个螺母，螺纹杆的上端和下端各设置有一个螺母，下端的螺母用于增加与槽底的接触面积，上端的螺母用于调节，使其上表面位于同一水平面上，调平螺栓还可以采用一端大头的异型螺纹杆，和一个螺母，异型螺纹杆设置有大头的一端(类似与钉子头)与槽底接触，增大螺纹杆与槽底的接触面积，使得螺纹杆在槽底更加稳定更加有利于受力，螺纹杆的下端置于灌浆槽3的底部，灌浆槽3是由浇筑混凝土后，移除辅助工装环形成的，灌浆槽3的底部由于辅助工装环的制作工艺及固定放置过程中，灌浆槽3的底部混凝土表面平整度达不到安装精度要求，由于高耸结构的高度较高，对于底部的水平度要求极高，因为在底部的一个微小的角度的倾斜，当作用在高耸结构上时，高耸结构的顶部所产生的倾斜作用则极大，因此调平的重要性显而易见，本发明采用调平螺栓4，使得调平螺栓4的螺母的上表面可以经旋转螺母在螺纹杆上的位置，将多个调平螺栓4的螺母的上表面位于同一水平面上，实现调平。

进一步地，灌浆槽3是通过移除锚杆2上端连接的辅助工装环来制成的，关于灌浆槽3的具体工艺过程可以参照申请号为201120158593.6的实用新型专利，在此不再赘述。

本发明上述实施例的用于连接高耸结构与地基的连接装置，通过锚杆2顶端受到的应力经过锚杆2、底环1传递至其上设置有底环1的地基上，通过设置在灌浆槽3内的调平螺栓4，通过调节螺母在螺纹杆上的位置，使得不平的灌浆槽3的槽底经过调平螺栓4，调平螺栓4在螺纹杆上的调整范围内进行调整，使得螺母的上平面形成一个水平的承载面，在本发明中，仅需调整一个螺母就可以实现调平，相对于现有技术，减少了调平难度，过程简单。

优选地，锚杆2上设置的螺纹为360度连续性旋转的圆弧形螺纹。

在实际应用过程中，锚杆2上设置的螺纹可以根据实际需要进行选择，具体可以根据高耸结构的实际高度或是其他因素进行综合考量，当对于精度要求较高时，可以设置有360度连续性旋转的圆弧形螺纹的锚杆2，由于360度连续性旋转的圆弧形螺纹与螺母的接触面积较大，安全性相对与梯形螺纹与螺母的接触面积至少提高2倍，且圆弧形螺纹降低应力集中，相对与尖角螺纹使得锚杆的应力集中降低达48％，有效提高抗松性，提高固定效果，进而保证了上部高耸结构的稳定运行。

优选地，底环1由多个分片式钢板拼接而成。

在实际应用过程中，底环1可以采用多片弧形钢板拼接而成，由于底环1用于固定锚杆2，且底环1的上下均需要浇筑混凝土，因此在实际使用过程中，由于所承受的外力或是其他原因可能导致底环1损坏，若底环1采用整体结构一体成型，则需要全部更换，但是本发明提供的底环1采用的是拼接的方式制成，在实际使用中通常采用锚固件进行拼接，如此设置可以任意更换损坏的部分，无需整体更换，有助于节约钢材且方便运输。

优选地，灌浆槽3是通过移除辅助工装环制成的。

在实际应用中，灌浆槽3的内部放置调平螺栓4，为了制成用于放置调平螺栓4的灌浆槽3，可选地，在浇筑混凝土之前将辅助工装环固定在锚杆2上，待混凝土浇筑到一定高度，即到达辅助工装环的上表面后，在混凝土没有完全凝固时，将辅助工装环移除，从而形成了灌浆槽3，采用移除辅助工装环的方式制成灌浆槽3简单，方便。在本申请中，灌浆槽3还具有其他的作用，例如用于灌注高强水泥砂浆，提高连接装置的局部抗压能力以及传递预应力。

优选地，调平螺栓4沿灌浆槽3的周向均匀设置。

在实际应用中，调平螺栓4沿着灌浆槽3的周向均匀设置，如此设置，对每一个调平螺栓4进行调节后，使得调平效果更好，且使得浇灌水泥后形成的整体结构对称，均匀，对高耸结构所产生的应力分散更为均匀，保证连接装置的稳固性，延长其使用时间。可选地，调平螺栓可以是一圈还可以是多圈，在此不做限制。

进一步地，辅助工装环是由第一钢环71和泡沫板72粘结而成的，第一钢环71设置在泡沫板72的上部；或，辅助工装环为第二钢环73以及焊接在第二钢环73上的挡板74制成的槽体。

在实际应用中，灌浆槽3的深度一般是根据工程设计进行调整的，其调整的范围可以是从几厘米到几十厘米，在灌浆槽3为几十厘米时，可以采用几个钢环叠加的方式来制成满足深度要求的灌浆槽3，但是，采用上述方式形成的灌浆槽3，所需钢材的用量较大且移除时由于钢环本身的重量存在一定的困难。因此本发明对辅助工装环的结构进行了改进，即采用钢环和泡沫板粘结的方式制成，利用泡沫板的厚度增加辅助工装环的厚度，从而移除后使得灌浆槽3的深度满足要求，在本发明中还提供了另一种辅助工装环，即在钢环的外侧焊接挡板，从而钢环与挡板形成槽体，采用上述两种形式的辅助工装环均可以大大减少钢材的用量，且由于辅助工装环的重量也大大减小，移除更容易。

在实际应用中，为了便于辅助工装环的移除，可以将辅助工装环设置为上下直径不同的结构，即上部直径略大于下部直径的结构，如此设置便于工装环在浇筑混凝土后移除。

本发明提供的连接装置还可以包括：环形法兰5；环形法兰5的端面置于水平面上，且锚杆2的上端均穿过环形法兰5。

相关技术中采用反向平衡法兰实现连接装置与高耸结构的连接，本申请中也可以采用反向平衡法兰进行连接，优选地，可以采用环形法兰5，首选环形法兰5其用钢量小于反向平衡法兰，且环形法兰5造价低，采用环形法兰5，可以节约连接装置的经济成本，减少造价。通常环形法兰5的端面置于水平面上，锚杆2的上端仅穿过环形法兰5上设置的通孔，然后再利用垫片和螺母将环形法兰5固定在锚杆2上。

具体地，该环形法兰5可以是环形T法兰，还可以是其它具有端面的环形法兰，在此不一一列举。

进一步地，该连接装置还包括：水泥结构件6；水泥结构件6用于填充环形法兰5和灌浆槽3之间形成的空隙。

水泥构件是在环形法兰5的端面置于调平调平螺栓4上的螺母的上表面形成的平面上之后，向灌浆槽3内浇筑高强水泥，待水泥凝固后，形成水泥结构件6，水泥结构件6包裹着灌浆槽3内的调平螺栓4和环形法兰5的部分结构。

通过水泥结构件6，支撑起环形法兰5，使得环形法兰5上承受的高耸结构的重力通过水泥结构件6、混凝土等传递至地基，实现力的传递且便于安装高耸结构。

进一步地，螺纹杆上的螺纹为细螺纹。

在实际应用中，螺纹杆上的螺纹采用细螺纹，通过细螺纹和与细螺纹配合的螺母配合，由于采用细螺纹，螺母在螺纹杆上的旋进距离较小，便于微调，调节精度高。

如图6所示，在本发明中还提供了一种用于连接高耸结构与地基的连接装置的制作方法，该制作方法包括：

步骤S100：固定底环；

步骤S200：将锚杆的一端与底环固定，另一端与辅助工装环固定；

步骤S300：浇筑结构混凝土，使得混凝土将辅助工装环完全覆盖；

步骤S400：待混凝土初凝前，移除辅助工装环，形成灌浆槽；

步骤S500：在灌浆槽内放置调平螺栓，调平后放置环形法兰；

步骤S600：在灌浆槽内填充高强水泥，形成水泥结构件。

本发明提供的连接装置的制作方法，通过设置在灌浆槽内的调平螺栓，调节螺母在螺纹杆上的位置，使得不平的灌浆槽的槽底经过调平螺栓，调平螺栓在螺纹杆上的调整范围内进行调整，使得螺母的上平面形成一个水平的承载面，在本发明中，仅需调整一个螺母就可以实现调平，相对于现有技术，减少了调平难度，过程简单。

另外，本发明的实施例将结合实际生产中的具体的操作流程及制作工艺进行详细说明。

1、挖基坑。

2、浇筑垫层。

3、固定底环1。

在固定底环1后为了固定辅助工装环可以预先穿几根锚杆2和锚杆2套管，实现对共辅助工装环的固定。

4、固定辅助工装环。

5、穿剩余的锚杆2、锚杆2套管。

6、绑扎钢筋。

7、浇筑结构混凝土，养护。

8、移除辅助工装环，形成灌浆槽3。

9、在灌浆槽3内放置调平螺栓4，调平后放置环形法兰5。

10、在灌浆槽3内填充高强水泥，形成水泥结构件6。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于连接高耸结构与地基的连接装置，其特征在于，包括：底环、多个锚杆、混凝土构成的灌浆槽和多个调平螺栓；

所述底环设置在地基上；

多个所述锚杆的下端穿过所述底环并与所述底环固定，所述锚杆的上端穿过所述灌浆槽的底部；

每一个所述调平螺栓均包括螺纹杆和与其配合的螺母；所述螺纹杆的底端设置在所述灌浆槽的槽底；

调节每一个所述螺母在相应所述螺纹杆上的位置，将所有的所述螺母的上表面位于同一水平面上。

2.根据权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述锚杆上设置的螺纹为360度连续性旋转的圆弧形螺纹。

3.根据权利要求1所述连接装置，其特征在于，所述底环由多个分片式钢板拼接而成。

4.根据权利要求1所述连接装置，其特征在于，所述灌浆槽是通过移除辅助工装环制成的。

5.根据权利要求4所述的连接装置，其特征在于，所述调平螺栓沿所述灌浆槽的周向均匀设置。

6.根据权利要求4所述的高耸结构与基础的连接装置，其特征在于，所述辅助工装环是由第一钢环和泡沫板粘结而成的，所述第一钢环设置在所述泡沫板的上部；或，所述辅助工装环为第二钢环以及焊接在所述第二钢环上的挡板制成的槽体。

7.根据权利要求1所述的连接装置，其特征在于，还包括：环形法兰；

所述环形法兰的端面置于所述水平面上，且所述锚杆的上端均穿过所述环形法兰。

8.根据权利要求7所述的连接装置，其特征在于，还包括：水泥结构件；

所述水泥结构件用于填充所述环形法兰和所述灌浆槽之间形成的空隙。

9.根据权利要求1-8任一项所述的高耸结构与基础的连接装置，其特征在于，所述螺纹杆上的螺纹为细螺纹。

10.一种用于连接高耸结构与地基的连接装置的制作方法，其特征在于，包括：

固定底环；

将锚杆的一端与所述底环固定，另一端与辅助工装环固定；

浇筑结构混凝土，使得所述混凝土将所述辅助工装环完全覆盖；

待所述混凝土初凝前，移除所述辅助工装环，形成灌浆槽；

在所述灌浆槽内放置调平螺栓，调平后放置环形法兰；

在所述灌浆槽内填充高强水泥，形成水泥结构件。