本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种混凝土支柱及其制造方法。
背景技术：
钢管混凝土指在钢管中填充混凝土。钢管混凝土构件的抗压承载力一般高于组成钢管混凝土的钢管和核心混凝土单独的承载力之和，实现了所谓的1 1>2的组合效果。
钢管混凝土的塑性和韧性较好。通常情况下，纯混凝土加载受压为脆性破坏，对于高强混凝土更为如此，其工作可靠性较低。钢管对混凝土的套箍约束作用，不仅改善了混凝土在试用阶段的弹性性质，而且在反复加载中，其滞回曲线饱满，延性高，吸收能力强。因此，钢管混凝土被广泛应用于桥梁、隧道和地铁等强度高、存在反复震动的场所。
煤矿沿空留巷巷道受到掘进、回采工作面的多次采动影响，适合采用钢管混凝土支柱。但与其他应用场所不同，煤矿巷道的顶、底板较软，作业空间狭窄。现有的钢管混凝土重量较大，不便于运输。同时，也不利于钢管混凝土的快速成型，且人工劳动强度较大。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种混凝土支柱及其制造方法。
一方面，本发明提供了一种混凝土支柱，包括：外筒体，所述外筒体由金属板卷曲构成，所述金属板的两个连接端沿所述外筒体的轴线方向折叠并相互钩扣连接，且在所述外筒体的内部灌注有混凝土。
根据本发明提供的一种混凝土支柱，所述混凝土支柱包括多个直径相同的所述外筒体，各所述外筒体同轴且首尾相接布置，在各所述外筒体的首尾相接处设置有连接卡箍，所述连接卡箍的外围上均匀安装有多个第一紧固螺栓。
根据本发明提供的一种混凝土支柱，所述混凝土支柱还包括内筒体，所述内筒体由钢筋网卷曲构成，所述内筒体的直径小于所述外筒体的直径，所述内筒体位于所述外筒体的内部，且所述内筒体至少布设在所述外筒体的顶部和底部。
根据本发明提供的一种混凝土支柱，在所述外筒体的外侧壁上还间隔设置有多个紧固卡箍，每个所述紧固卡箍的外围上均匀安装有多个第二紧固螺栓，且各相邻的紧固卡箍之间的间距不大于500mm。
根据本发明提供的一种混凝土支柱，所述外筒体与所述内筒体同轴设置，且所述内筒体的直径为所述外筒体的直径的二分之一至三分之二。
根据本发明提供的一种混凝土支柱，所述金属板为铁皮，所述铁皮的厚度小于2mm，且在所述铁皮的表面上镀锌。
根据本发明提供的一种混凝土支柱，所述铁皮的厚度为1.5mm。
根据本发明提供的一种混凝土支柱，每个所述内筒体的高度均不小于500mm。
根据本发明提供的一种混凝土支柱所述内筒体使用钢筋直径为6mm，网格尺寸为100×100mm的钢筋网卷曲构成。
另一方面，本发明提供了一种制造如上所述的混凝土支柱的方法，包括以下步骤：
将镀锌铁皮和钢筋网运输至井下，卷曲镀锌铁皮并使其两端相互折叠钩扣连接；
将多个紧固卡箍间隔安装在外筒体的外侧壁上，并且在各紧固卡箍的外围均安装多个第二紧固螺栓；
卷曲钢筋网卷曲以构成内筒体，并且在外筒体内侧的顶部和底部分别布设一个内筒体，然后人工吊挂外筒体和内筒体；
在外筒体和内筒体的内部灌注混凝土以形成混凝土支柱。
在本发明提供的混凝土支柱中，所述外筒体由金属板卷曲构成，所述金属板的两个连接端沿所述外筒体的轴线方向折叠并相互钩扣连接，且在所述外筒体的内部灌注有混凝土。
与现有技术相比，该混凝土支柱由金属板卷曲形成外筒体，并在外筒体内灌注混凝土构成。因此，可以将金属板运输至矿井下后进行卷曲和灌注以构成混凝土支柱，所以，该混凝土支柱具有便于运输，且能够快速成型的优势。同时，也极大减小了人工劳动强度。并且，该混凝土支柱还具有重量轻的优势，利于满足矿井的特殊使用需求。
进一步，在本发明提供的制造如上所述的混凝土支柱的方法中，将金属板运输至矿井下进行卷曲和灌注以构成混凝土支柱，具有便于运输、能够快速形成混凝土支柱的优势，同时，通过使用该方法制造混凝土支柱，能够极大减小人工劳动强度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的混凝土支柱的外部结构示意图一；
图2是本发明提供的混凝土支柱的外筒体的截面结构示意图；
图3是图2的局部放大图一；
图4是图2的局部放大图二；
图5是本发明提供混凝土支柱的内部结构示意图；
图6是本发明提供的混凝土支柱的外部结构示意图二；
图7是本发明提供制造混凝土支柱的方法的流程图一；
图8是本发明提供制造混凝土支柱的方法的流程图二。
附图标记：
1：外筒体；2：钩扣连接处；3：紧固卡箍；
4：第二紧固螺栓；5：连接卡箍；6：第一紧固螺栓；
7：内筒体；s101-s104：制造步骤；s201-s205：制造步骤。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合图1至8对本发明实施例提供的一种混凝土支柱及其制造方法进行描述。应当理解的是，以下所述仅是本发明的示意性实施方式，并不对本发明构成任何特别限定。
本发明的实施例提供了一种混凝土支柱，如图1至图4所示，该混凝土支柱包括：外筒体1，外筒体1由金属板卷曲构成，金属板的两个连接端沿外筒体1的轴线方向折叠并相互钩扣连接，且在外筒体1的内部灌注有混凝土。
此处应当说明的是，如图4所示，可以使用锤子在钩扣连接处2进行紧钉以提升金属板的两个连接端相互钩扣的紧固力。
此处还应说明的是，还可以在钩扣连接处2，沿着外筒体1的轴线方向安装多个紧固螺钉以实现加固钩扣连接处2。
与现有技术相比，该混凝土支柱由金属板卷曲形成外筒体1，并在外筒体1内灌注混凝土构成。因此，可以将金属板运输至矿井下后进行卷曲和灌注以构成混凝土支柱，所以，该混凝土支柱具有便于运输，且能够快速成型的优势。同时，也极大减小了人工劳动强度。并且，该混凝土支柱还具有重量轻的优势，利于满足矿井的特殊使用需求。
在本发明的一个实施例中，如图6所示，混凝土支柱包括多个直径相同的外筒体1，各外筒体1同轴且首尾相接布置，在各外筒体1的首尾相接处设置有连接卡箍5，连接卡箍5的外围上均匀安装有多个第一紧固螺栓6。
具体地，使用多块金属板卷曲形成多个直径相同的外筒体1，在各金属板的两个连接端处均沿外筒体1的轴线方向折叠并相互钩扣连接，使用锤头对各个外筒体1的钩扣连接处2进行紧钉紧固，将各个外筒体1同轴且首尾相接布置，在各个外筒体1的首尾相接处均安装有连接卡箍5，并在各连接卡箍5的外围上安装多个第一紧固螺栓6，以实现多个外筒体1的相互连接形成一体结构，在外筒体1内灌注混凝土以形成混凝土支柱。
此处应当说明的是，在各外筒体1的钩扣连接处2，沿着各外筒体1的轴线方向安装多个紧固螺钉以实现加固钩扣连接处2。
此处还应当说明的是，对于第一紧固螺栓6的数量和布置形式，本发明不作任何限定。例如，使用14个第一紧固螺栓6单排且均匀布设于连接卡箍5的外围以实现紧固连接作用。
通过这种结构设置，工作人员可以根据工况实际需要，自行拼接不同数量的外筒体1以形成高度不同的混凝土支柱，灵活性较高，适应性较强。
在本发明的一个实施例中，如图5所示，混凝土支柱还包括内筒体7，内筒体7由钢筋网卷曲构成，内筒体7的直径小于外筒体1的直径，内筒体7位于外筒体1的内部，且内筒体7至少布设在外筒体1的顶部和底部。
例如，将金属板卷曲以构成外筒体1，金属板的两个连接端沿外筒体1的轴线方向折叠并相互钩扣连接。使用锤头对外筒体1的钩扣连接处2进行紧钉紧固，并在钩扣连接处2沿着外筒体1轴线方向安装多个紧固螺钉。将两片钢筋网分别卷曲以构成两个内筒体7，内筒体7的直径小于外筒体1的直径。将两个内筒体7分别布设于外筒体1内侧的顶部和底部，且在外筒体1和内筒体7的内部灌注混凝土形成混凝土支柱。
进一步，在本发明的一个实施例中，外筒体1与内筒体7同轴设置，且内筒体7的直径为外筒体1的直径的二分之一至三分之二。
又例如，在本发明的一个实施例中，将金属板卷曲以构成外筒体1，金属板的两个连接端沿外筒体1的轴线方向折叠并相互钩扣连接。使用锤头对外筒体1的钩扣连接处2进行紧钉紧固，并在钩扣连接处2沿着外筒体1的轴线方向安装多个紧固螺钉。使用两片钢筋直径为6mm，网格尺寸为100×100mm的钢筋网分别卷曲以构成两个内筒体7，内筒体7的直径小于外筒体1的直径。将两个内筒体7分别布设于外筒体1内侧的顶部和底部，且在外筒体1和内筒体7的内部灌注混凝土形成混凝土支柱。
更具体地，在本发明的一个实施例中，每个内筒体7的高度均不小于500mm。
根据以上描述的实施例可知，在外筒体1内侧的顶部和底部同轴布设内筒体7，能够有效增大混凝土支柱的刚度和强度，极大提升混凝土支柱的承载能力。同时，钢筋网可以随意卷曲，方便工作人员将其运输至矿井下。并且，钢筋网属于成品，工作人员能够快速卷曲形成内筒体7，有助于快速形成混凝土支柱，提升工作效率。另外，钢筋网的质量较轻，有助于形成质量较轻的混凝土支柱较轻，更加适于矿井下特殊工况的使用。
在本发明的一个实施例中，如图1所示，在外筒体1的外侧壁上还间隔设置有多个紧固卡箍3，每个紧固卡箍3的外围上均匀安装有多个第二紧固螺栓4。
具体例如，将金属板卷曲以构成外筒体1，金属板的两个连接端沿外筒体1的轴线方向折叠并相互钩扣连接。使用锤头对外筒体1的钩扣连接处2进行紧钉紧固。在外筒体1的外侧壁上还间隔设置有多个紧固卡箍3，每个紧固卡箍3的外围上均匀安装有多个第二紧固螺栓4。
此处应当说明的是，为了实现更好的约束和紧固作用，各相邻的紧固卡箍3之间的间距不大于500mm。
通过设置内筒体7，加强了混凝土支柱的内部结构，提高了破坏前的峰值强度，通过设置紧固卡箍3，加强了混凝土支柱的外部约束，提高了破坏后的残余强度。从而能够很好地适应沿空留巷巷道的多动压，大变形的特点。
在本发明的一个实施例中，金属板为铁皮，铁皮的厚度小于2mm，且在铁皮的表面上镀锌。
例如，在本发明的一个实施例中，铁皮的厚度为1.5mm。
具体地，例如，将镀锌铁皮卷曲以构成外筒体1，镀锌铁皮的两个连接端沿外筒体1的轴线方向折叠并相互钩扣连接。使用锤头对外筒体1的钩扣连接处2进行紧钉紧固，并在钩扣连接处2沿着外筒体1的轴线方向安装多个紧固螺钉。将两片钢筋网分别卷曲以构成两个内筒体7，内筒体7的直径为外筒体1的直径的三分之二。将两个内筒体7分别同轴布设于外筒体1内侧的顶部和底部，且在外筒体1和内筒体7的内部灌注混凝土形成混凝土支柱。
根据以上描述的实施例可知，镀锌铁皮和钢筋网都为片状，与现有技术中的成型钢管相比，占用体积小，且更加方便运输，辅助运输量大大减少。并且，镀锌铁皮和钢筋网均属于成品，工作人员能够快速卷曲形成外筒体1和内筒体7，进而能够快速形成混凝土支柱，提升工作效率。另外，该混凝土支柱还能够有效降低成本。
经试验研究发现，以直径为400mm、厚度为5mm的钢管为例：采用钢管结构的混凝土支柱的重量为49.44kg/m，采用本发明的混凝土支柱的重量为16.55kg/m，其重量降低了67％。
以直径为820mm、厚度7mm的钢管为例：采用钢管结构的混凝土支柱的重量为140.85kg/m，采用本发明的混凝土支柱的重量为33.94kg/m，其重量降低了76％。
可见，本发明提供的混凝土支柱的重量大大减轻，更加适应矿井的生产环境。
另外，本发明的实施例还提供了一种制造如上所述的混凝土支柱的方法，如图7所示，包括以下步骤：
s101：将镀锌铁皮和钢筋网运输至井下，卷曲镀锌铁皮并使其两端相互折叠钩扣连接；
s102：将多个紧固卡箍3间隔安装在外筒体1的外侧壁上，并且在各紧固卡箍3的外围均安装多个第二紧固螺栓4；
s103：卷曲钢筋网卷曲以构成内筒体7，并且在外筒体1内侧的顶部和底部分别布设一个内筒体7，然后人工吊挂外筒体1和内筒体7；
s104：在外筒体1和内筒体7的内部灌注混凝土以形成混凝土支柱。
此处应当说明的是，上述制造混凝土支柱的步骤是针对混凝土支柱包含有一个外筒1的情形。
如图8所示，当混凝土支柱包含有多个外筒体1时，制造混凝土支柱的方法包括：
s201：将镀锌铁皮和钢筋网运输至井下，使用多张镀锌铁皮卷曲形成多个直径相同的外筒体1，在各镀锌铁皮的两个连接端处均沿外筒体1的轴线方向折叠并相互钩扣连接；
s202：将各外筒体1同轴且首尾相接布置，在各外筒体1的首尾相接处均安装连接卡箍5，并在各连接卡箍5的外围上安装多个第一紧固螺栓6；
s203：将多个紧固卡箍3间隔安装在各外筒体1的外侧壁上，并且在各紧固卡箍3的外围均安装多个第二紧固螺栓4；
s204：卷曲钢筋网卷曲以构成内筒体7，并且在整体外筒体内侧的顶部和底部分别布设一个内筒体7，然后人工吊挂外筒体1和内筒体7；
s205：在整体外筒体和内筒体7的内部灌注混凝土以形成混凝土支柱。
在本发明实施例提供的制造如上所述的混凝土支柱的方法中，将金属板运输至矿井下进行卷曲和灌注以构成混凝土支柱，具有便于运输、能够快速形成混凝土支柱的优势，同时，通过使用该方法制造混凝土支柱，能够极大减小人工劳动强度。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
1.一种混凝土支柱，其特征在于，包括：外筒体，所述外筒体由金属板卷曲构成，所述金属板的两个连接端沿所述外筒体的轴线方向折叠并相互钩扣连接，且在所述外筒体的内部灌注有混凝土。
2.根据权利要求1所述的混凝土支柱，其特征在于，所述混凝土支柱包括多个直径相同的所述外筒体，各所述外筒体同轴且首尾相接布置，在各所述外筒体的首尾相接处设置有连接卡箍，所述连接卡箍的外围上均匀安装有多个第一紧固螺栓。
3.根据权利要求1所述的混凝土支柱，其特征在于，所述混凝土支柱还包括内筒体，所述内筒体由钢筋网卷曲构成，所述内筒体的直径小于所述外筒体的直径，所述内筒体位于所述外筒体的内部，且所述内筒体至少布设在所述外筒体的顶部和底部。
4.根据权利要求1所述的混凝土支柱，其特征在于，在所述外筒体的外侧壁上还间隔设置有多个紧固卡箍，每个所述紧固卡箍的外围上均匀安装有多个第二紧固螺栓，且各相邻的紧固卡箍之间的间距不大于500mm。
5.根据权利要求3所述的混凝土支柱，其特征在于，所述外筒体与所述内筒体同轴设置，且所述内筒体的直径为所述外筒体的直径的二分之一至三分之二。
6.根据权利要求1或2所述的混凝土支柱，其特征在于，所述金属板为铁皮，所述铁皮的厚度小于2mm，且在所述铁皮的表面上镀锌。
7.根据权利要求6所述的混凝土支柱，其特征在于，所述铁皮的厚度为1.5mm。
8.根据权利要求3所述的混凝土支柱，其特征在于，每个所述内筒体的高度均不小于500mm。
9.根据权利要求3所述的混凝土支柱，其特征在于，所述内筒体使用钢筋直径为6mm，网格尺寸为100×100mm的钢筋网卷曲构成。
10.一种制造权利要求1至9中任一项所述的混凝土支柱的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将镀锌铁皮和钢筋网运输至井下，卷曲镀锌铁皮并使其两端相互折叠钩扣连接；
将多个紧固卡箍间隔安装在外筒体的外侧壁上，并且在各紧固卡箍的外围均安装多个第二紧固螺栓；
卷曲钢筋网卷曲以构成内筒体，并且在外筒体内侧的顶部和底部分别布设一个内筒体，然后人工吊挂外筒体和内筒体；
在外筒体和内筒体的内部灌注混凝土以形成混凝土支柱。
技术总结