專利名稱：混凝土填充桿的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及混凝土桿，具體而言，涉及具有極佳抗彎特性的混凝土填充金屬桿。
背景技術：
在先前技術中，可發(fā)現(xiàn)許多混凝土填充鋼柱，例如涉及一種混凝土填充鋼管柱的美國專利第4,783,940號(“Sato”)，以及涉及混凝土填充鋼沉箱的美國專利第4,018,055號(“Le Clercq”)。在某些實例中，例如在“Sato”中，管柱經(jīng)預應力處理，因此，當管柱受到軸向負荷時，此負荷的大部分(如果不是全部的話)由抗壓性極佳的混凝土承載，且僅有極少部分的負荷傳遞至鋼殼體。在這些實例中，鋼殼體可方便地用于在制造過程中容納混凝土，且自鋼殼體延伸至混凝土中的突出部分(如果有)可用于加強混凝土(而非鋼桿)或能夠將一預應力施加至管柱上，以便在施加負荷后使混凝土柱較佳地承載負荷(而非由鋼殼體承載)。
柱子至少在兩個位置處受到固定，一般在底部(通過埋藏或螺栓連接等方法固定于大地中)及頂部(其在此處連接至其它建筑物結構，例如，天花板、梁等)。軸向負荷抵抗能力非常重要，而彎曲負荷抵抗能力則不甚重要，這是因為當在至少兩個位置處固定柱子時僅存在很小(如果有)的彎曲負荷。使用混凝土的原因是其具有極佳的抗壓性(軸向負荷)，外殼在大部分情況下用于(如果不是專門用于)承載混凝土。徑向延伸的突出部分(如Sato中所述)用于加強混凝土與殼體之間的結合，以便可向其施加后張負荷。
另一方面，一桿可僅在一個位置處受到固定(通常在一端通過螺栓連接至或埋藏于大地中)，其另一端支承一重量(諸如一輕固定件或自該桿懸掛之線路)，此可導致一懸臂負荷，由此會施加水平負荷(彎曲負荷)，這一問題必須加以解決。
一種可能的解決方案是增加鋼桿的厚度，此會使成本顯著增加。而且很快會達到一無法再形成此桿之厚度。此外，美國殘疾人法案(Americans withDisabilities ActADA)要求沿街道及公路在任何人行道及路緣之間應至少具有24英時的空間。沿此等街道裝設的任何桿通常必須適合此有限空間(通常為24英吋)且此因而變成桿底座處的最大尺寸，這將進一步限制鋼桿的厚度。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種混凝土填充鋼質桿，其具有大致沿此鋼桿長度方向延伸的軸向對準加強棒。該等加強棒較佳連續(xù)焊接于此鋼桿上，且該等棒較佳沿所形成鋼桿的縱向“彎曲”設置。此鋼桿形成為兩或更多部分以便為此等棒至此鋼桿內表面的連續(xù)焊接提供途徑，然后這些部分自身彼此之間相互固定在一起(例如，通過焊接或螺栓連接)以形成此鋼桿。將混凝土澆注于該鋼桿中，當混凝土硬化且經(jīng)養(yǎng)護后，其將與此鋼桿的內表面以及該等加強棒結合在一起。該等棒的作用是將負荷自外部鋼殼傳遞至內部混凝土芯，且可在混凝土與鋼之間提供額外的結合表面積，這會大大加強此鋼桿，因而在鋼桿彎曲時不會發(fā)生彎折或斷裂。加強棒較佳由一種與將該等棒固定至鋼桿上所用的焊條高度相容的材料制成。


圖1展示一種根據(jù)本發(fā)明制成的混凝土填充鋼桿的實例；圖2是圖1所示鋼桿在填充混凝土之前的分解透視圖；圖3是圖2所示鋼桿在組裝成可填充混凝土之狀態(tài)時的端視圖；圖4是沿圖1中線4-4的視圖，其展示已組裝并已填充好的鋼桿之剖面。
具體實施例方式
圖1至4展示一根據(jù)本發(fā)明制成且欲用于承載電功率的混凝土填充鋼桿10之實例。當然，已知類似桿可用于其它用途，例如支撐輕固定件、通信天線、標志牌及其它結構。
參照圖4，桿10包括一鋼外殼12，此外殼用于界定一外表面14及一內表面16。在此實施例10中，外殼12為一鋼殼體，但應了解，其可由其它材料制成，包括鐵、鋁、銅及其它材料。外殼12形成為一具有八邊形截面的錐形中空長桿，但其亦可形成為具有諸如六邊形或九邊形等其它多邊形截面的桿。該桿在其底座處具有一較大直徑且在其頂端處具有一較小直徑。桿10亦包括縱向延伸的加強棒18及一混凝土芯20，如下文之詳述。
現(xiàn)參照圖2，該實施例10的鋼殼體12形成為相同的兩半部分，每一部分皆形成此八邊形截面的一半。該等部分在八邊形截面(其中通過彎制或焊接一平板以形成該八邊形截面)的頂點22處具有縱向延伸的折縫或縫，且加強棒18沿該等頂點22的內表面固定于殼體上，此固定較佳沿鋼殼體12的內表面16通過焊接達成。加強棒18基本沿桿10的整個長度延伸，且該等棒較佳由可與所用焊條的材料相容的材料制成。較佳地，基本上沿棒18的整個長度將棒18焊接于殼體12上，而非以一定間隔對其進行定位焊或點焊。
如圖3所示，當將棒18固定于殼體12的兩半部分后，將該等部分靠近并固定在一起，此固定較佳通過焊接達成(但亦可使用其它方法，例如螺栓連接)，以制成具有加強棒18的整體鋼殼體12。最后，如圖4所示，澆注內部混凝土芯20以填充鋼殼體12的內部，從而使混凝土20與鋼殼體12的內表面16相接觸且亦與加強棒18相接觸。
所制成的混凝土填充鋼桿10具有較薄的鋼殼體12，且加強棒18增強了鋼桿10的強度，此尤其有利于鋼桿承載彎曲負荷且有助于將負荷自鋼殼體12傳遞至混凝土20，同時提供了額外的表面供混凝土20與鋼殼體12結合。
該具體實施例的加強棒沿殼體12的8個頂點中的6個設置。亦可在將此等兩半部分殼體組裝在一起之前將加強棒焊接至另外兩個頂點。亦可視擬施加于桿上的負荷的需要沿交替頂點或以其它布置方式來焊接加強棒。
熟習此項技術者將易知可對上述實施例進行修改且不背離本發(fā)明之范疇。
權利要求
1.一種混凝土填充桿，其包括一金屬長形外殼，所述外殼用于界定一內表面及一外表面且具有一界定多個頂點的多邊形截面；若干金屬長棒，此等棒沿所述頂點中至少一部分頂點的內表面延伸且沿所述頂點固定于所述外殼的所述內表面；及一混凝土內芯，其中所述棒基本沿所述桿的長度延伸且所述混凝土內芯與所述棒及所述殼體的所述內表面接觸。
2.如權利要求1的混凝土填充桿，其中所述金屬外殼因其底座處的直徑較大頂部處的直徑較小而呈錐形。
3.如權利要求1的混凝土填充桿，其中所述棒系焊接至所述外殼上。
4.如權利要求1的混凝土填充桿，其中所述多邊形為一八邊形。
5.一種用于制作一混凝土填充桿的方法，其包括下述步驟形成至少兩個金屬板，以界定等間距縱向延伸的頂點并界定一內表面及一外表面；沿所述頂點中至少一部分頂點的內表面焊接長棒；使所述板靠近并將所述板固定在一起以形成一具有一多邊形截面的殼體；及將混凝土澆注于所述多邊形殼體內部，以使所述混凝土實質上與所述內表面接觸并與所述棒接觸。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種混凝土填充桿，其包括縱向對準的加強棒，該等加強棒沿殼體多邊形截面的頂點固定至該殼體上，以增強該桿的彎曲負荷承載能力。
文檔編號E04H12/12GK1671935SQ03818513
公開日2005年9月21日 申請日期2003年8月7日 優(yōu)先權日2002年8月14日
發(fā)明者福阿德·H·福阿德, 韋斯利·詹姆斯·奧利芬特, C·杰里·王 申請人:佛蒙特工業(yè)股份有限公司, 佛羅里達電力電燈公司