[發明專利]一種火藥引燃式焊接預制樁及其焊接方法

有效

• 申請號: 202110045025.3
• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN112779909B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 張楠;鄭宏利;周容名;李忠良
• 申請（專利權）人: 中鐵十六局集團路橋工程有限公司;長安大學
• 主分類號: E02D5/52
• 分類號: E02D5/52;B23K20/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 房鑫

1.一種火藥引燃式焊接預制樁，其特征在于，包括焊接槽（1）、火藥焊接裝置和焊接頭（12），所述焊接槽（1）預制在預制樁樁身焊接端部內，所述火藥焊接裝置預制在所述焊接槽（1）底部，所述焊接頭（12）與所述焊接槽（1）形狀相同，所述焊接頭（12）伸入焊接槽（1）中用于啟動火藥焊接裝置；

所述火藥焊接裝置包括火藥引燃啟動裝置（6）、彈簧（7）、火藥存儲盒（8）和電線（9），所述彈簧（7）與所述火藥引燃啟動裝置（6）連接，所述彈簧（7）用于控制所述火藥引燃啟動裝置（6）的開啟，所述火藥引燃啟動裝置（6）通過電線（9）連接所述火藥存儲盒（8）；所述火藥引燃啟動裝置（6）設置在所述焊接槽（1）底部外側的混凝土（2）中，所述焊接槽（1）底部開有通道，所述彈簧（7）穿過所述通道并高于所述通道；所述火藥存儲盒（8）連接在所述焊接槽（1）外表面上并且在兩者連接處焊接槽（1）上設置開口，所述開口為火藥存儲盒（8）開口，所述火藥存儲盒（8）開口處設置有密封蓋（11）；

所述預制樁內還設置有受力筋（3）、應變片（5）和應力應變傳感器（10），所述受力筋（3）預制在所述預制樁內，所述應變片（5）設置在靠近焊接端部的受力筋（3）上，所述應力應變傳感器（10）預制在所述預制樁焊接端部，所述應變片（5）用于監測焊接端部的受力筋的應力應變；所述應力應變傳感器（10）用于監測焊接端部的混凝土應力應變。

2.根據權利要求1所述的一種火藥引燃式焊接預制樁，其特征在于，所述焊接頭（12）采用鋼筋制成，所述焊接頭（12）分為焊接頭上段主體（14）和焊接頭下段主體（13），所述焊接頭上段主體（14）和焊接頭下段主體（13）形狀相同，所述焊接頭（12）上涂覆有防腐防銹層。

3.根據權利要求1所述的一種火藥引燃式焊接預制樁，其特征在于，所述焊接槽（1）和焊接頭（12）的材質相同，所述焊接槽（1）內表面設置有防滑層，所述防滑層用于防止焊接頭（12）伸入焊接槽（1）內出現滑動。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的一種火藥引燃式焊接預制樁的焊接方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1 預制預制樁，在預制的過程中將焊接槽（1）、受力筋（3）、應變片（5）、火藥引燃啟動裝置（6）、彈簧（7）、火藥存儲盒（8）、電線（9）和應力應變傳感器（10）設置在樁身內部設定位置，得到預制樁；

S2 取一個步驟S1制得的預制樁打入預設位置的地面內，并保證所述預制樁的中心線與水平線垂直，焊接端面未被損壞，得到下節預制樁；

S3 取一個步驟S1制得的預制樁，在火藥存儲盒（8）中放置火藥，再將焊接頭上段主體（14）伸入所述預制樁的焊接槽（1）內，焊接頭上段主體（14）啟動火藥焊接裝置實現焊接頭上段主體（14）與預制樁的焊接，得到上節預制樁；

S4 在步驟S2得到的下節預制樁的火藥存儲盒（8）中放置火藥，清理步驟S2得到的下節預制樁和步驟S3得到的下節預制樁的焊接面，將上節預制樁吊到接樁位置，并使下節預制樁與上節預制樁在同一直線上，上節預制樁下移，焊接頭下段主體（13）伸入下節樁焊接槽（1）中，焊接頭下段主體（13）啟動下節預制樁中的火藥焊接裝置，完成上節預制樁和下節預制樁的焊接；

S5焊接完成后冷卻監測應力應變，并將上節預制樁打入預設位置的地面內。

5.根據權利要求4所述的一種火藥引燃式焊接預制樁的焊接方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述焊接槽（1）形狀由所述焊接頭（12）形狀決定，所述火藥引燃啟動裝置（6）、電線（9）預先埋設在設置位置，將電線（9）與火藥存儲盒（8）連接好后預先檢測；所述焊接槽材料為鋼板，所述鋼板預先固定在所述預制樁樁身內。

6.根據權利要求4所述的一種火藥引燃式焊接預制樁的焊接方法，其特征在于，步驟S3中，所述上節預制樁的焊接面上還設置密封墊（4），所述密封墊（4）上預留有與焊接槽（1）對應的孔，所述密封墊（4）為防水材質，所述密封墊（4）內表面設置有粘膠體。