预制拼装钢混复合式钢管制造技术

本实用新型专利技术公开了一种预制拼装钢混复合式钢管，钢管包括由带弧度的单元板片沿周向拼装形成的管体；相邻单元板片通过侧边法兰连接，每个单元板片首尾两端均设有与单元板片截面形状相吻合的端部法兰，同时，单元板片的外表面设有弧度与单元板片一致的加强环，并且在该加强环内填充混凝土。由于该钢管采用单元板片拼装而得，单元板片可叠层运输，方便运输的同时节省运费，大大缩短施工周期，同时降低造价，竞争优势明显；该管体内部无螺栓孔及螺栓，密封性好，提高了安全性；管内底部专门设有防冲刷金属层，防腐性及耐磨性得到了提高，从而延长使用寿命；管体适应变形性好，强度提高，可以解决因地基不均匀沉降导致的钢管破坏。

【技术实现步骤摘要】

本技术公开了一种钢管，尤其设及一种预制拼装钢混复合式钢管。
技术介绍
管道一般是运送流体的主要结构。现有的管道一般分为钢管、混凝±管、有机非金 属管道、波纹钢管。当W上管道直径超过2. 5米时，属于超高运输。钢管的直径一般最大也 只能达到3米。国家标准的最大径口是2. 4米，并且管壁很厚，要达到18mm~25mm厚度， 造价高。混凝±管道的重量很大，是钢管的10倍左右，因此混凝±管管底的基础要做专项 处理，并且每节管节长度只有2米左右，安装完成后，接头太多，容易产生泄露。另外，混凝 ±管道是刚性的，所W容易开裂。有机非金属材质的管道，因该管道材料本身弹性模量的限 审IJ，管道口径不能太大，一般小于1. 5米。特别是该材质管道对溫度很敏感，低溫则脆，溫度 稍高则软，不耐火。钢板材质的钢波纹管涵则存在如下问题：①管体内部有波纹，流阻大。 所W设计时不得不加大一级管径；②由于有波纹的存在，容易积渺，导致后期的清渺困难； ③内壁布满轴向和周向螺栓孔，渗漏是工程难题；④螺栓及板片很容易被盗；⑥周向接缝 螺栓受剪力，是应力集中区域，是不安全因素；⑧管体要做热锻锋防腐，成本高且污染环境； ⑦管体内部波纹的迎水面易被冲刷、磨损W及防腐层会脱落；⑨管身柔性太大，易周向及轴 向变形；⑨周向及轴向接缝太多，密封性及管身整体强度降低；⑩安装要求太高，很难达到 设计要求；⑩制作精度难把控。
技术实现思路
[000引技术目的：本技术的目的是提供一种强度高、易于拼装和运输的预制拼 装钢混复合式钢管。 技术方案：本技术所述的钢管，包括由带弧度的单元板片沿周向拼装形成的 管体；相邻单元板片通过侧边法兰连接，每个单元板片首尾两端均设有与单元板片截面形 状相吻合的端部法兰，同时，单元板片的外表面设有弧度与单元板片一致的加强环，并且在 该加强环内填充混凝±。 由于钢管内部常年暴露在外、易受恶劣环境的腐蚀，同时钢管常常被水流冲刷，所 W在单元板片的内表面设有金属内衬。 本技术中的加强环的截面为闭合状或半闭合状。 本技术的管体可由主钢带螺旋卷绕形成螺旋状管体，相邻主钢带之间形成螺 旋型接缝，加强环可W螺旋方式卷绕扣合于管体的外壁W及螺旋形接缝处，用W保护接缝， 该加强环呈螺旋状；单元板片由螺旋状管体裁剪形成任意片数，例如3片或4片不等；本实 用新型的加强环还可W为套设于管体外壁的环状结构，每节管体上根据需要并列设置几个 加强环。 本技术预制拼装钢混复合式钢管的一种制作方法，包括如下步骤： A、准备用于制作管体的主钢带，将制作加强环的窄钢带，并将窄钢带弯曲成截面 为半闭合状的加强环； B、在主钢带的下表面贴合加强环形成复合型钢带，将该复合型钢带螺旋卷绕形成 外壁带加强环的管体； C、将管体切割成所需长度，并在其两端设置端部法兰； D、纵向切割管体得到单元板片； E、在单元板片的加强环内填充混凝± ; F、待混凝±凝固后，在单元板片两侧设置侧边法兰，得到无金属内衬的单元板 片； G、将单元板片沿周向拼装得到预制拼装钢混复合式钢管。 其中，在步骤A中，还可W准备用于制作金属内衬的衬里钢带；步骤B中，在主钢带 的下表面贴合窄钢带，上表面贴合衬里钢带，形成复合型钢带，将该复合型钢带螺旋卷绕形 成内壁带金属内衬、外壁带加强环的管体；按照步骤A-F制作得到带金属内衬的单元板片； 将带金属内衬的单元板片和无金属内衬的单元板片拼装得到水位线W下管体内壁上设有 金属内衬的预制拼装钢混复合式钢管。 本技术预制拼装钢混复合式钢管的另一种制作方法包括如下步骤：A、准备用于制作管体的主钢带，用于制作加强环的窄钢带； B、将主钢带螺旋卷绕形成管体； C、将窄钢带弯曲成截面为闭合状的加强环，该加强环为环状结构，其直径略大于 管体口径，且并列套设于管体外壁上； D、将管体切割成所需长度，并在其两端设置端部法兰； E、纵向切割管体得到单元板片； F、在单元板片的加强环内填充混凝± ; G、待混凝±凝固后，在单元板片两侧设置侧边法兰，得到无金属内衬的单元板 片；H、将单元板片沿周向拼装得到预制拼装钢混复合式钢管。 其中在步骤A中，还准备用于制作金属内衬的衬里钢带；步骤B中，在主钢带的上 表面贴合衬里钢带，形成复合型钢带，将该复合型钢带螺旋卷绕形成内壁带金属内衬的管 体；按照步骤A-G制作得到带金属内衬的单元板片；将带金属内衬的单元板片和无金属内 衬的单元板片拼装得到水位线W下管体内壁上设有金属内衬的预制拼装钢混复合式钢管。 技术原理：本技术巧妙的利用了石拱桥工作原理、管±受力原理和混凝 ±钢管工作原理。石拱桥原理是将块状的石材排列成圆弧状的拱，拱圈与周围的结构物或 ±石结合成稳定的承重结构。管±共同受力原理是管道在埋置后，管道上部的荷载不是靠 管道的刚性来承受的，而是靠管道与四周±石相互之间受力，相互作用，就形成了管±共同 受力作用，垂直向下的荷载就会转化为管体管壁子午向的内压力。而混凝±钢管工作原理 是在空屯、的钢管内充填混凝±，利用混凝±的承压能力和钢管对混凝±的包围作用，使钢 管的竖向承压能力增加的结构构件。另外，本技术将普通碳钢、不诱钢和混凝±立种材 料有机的结合在一起，并充分利用各自的特点优势，在结构中承担不同的作用。在本实用 新型中，首先利用石拱桥原理，将数片单元板片组装成圆管形或半圆管形。在管体周向回填 ±石之后，±石与管体之间相互受力，并将分片组装的管体结构稳定，管±共同受力效应形 成，此时，管体上部垂直向下的动荷载与静荷载就转化为管体管壁内部周向内压力，即单元 板片接触面的压力。运就要求管体管壁有很强的抗周向内压的能力，纵向截面就必须有较 大的惯性矩，加强环的存在成几何倍数的加大了运个惯性矩。而在加强环内诱混凝±后，混 凝±与包围它的钢板形成了混凝±钢管。根据混凝±钢管理论，混凝±钢管式组合结构，注 满混凝±的钢管中，混凝±代替管壁承受环向压力，使该组合结构承受环向压力的能力成 倍数提高。运个组合结构是对加强环承压能力的再次加强和提高，确保管壁在承压时不会 壁面失稳和弯曲变形。同时，还可W将管壁和加强环的钢板减薄使用，节省材料。在运Ξ个 原理的支持下预制拼装钢混复合式钢管就具备了优良的性能。 本技术的优势在于不仅可W用于城市污水和工业污水管道W及城市综合管 廊，还可W用作涵桐。此外，现有的钢管通常是先在工厂制作完成，然后运输至施工现场，由 于钢管体积和质量较大，运不仅对运输的交通工具提出了较高的要求，而且运费非常昂贵， 同时还存在现场施工难度大、造价高、工期长、易受气候等缺陷。同时，本技术的钢管 可W解决一般管道存在的一些缺陷，并有如下优越性：①方便运输；②降低造价；③强度提 高；④管体不易开裂；⑥内部平滑无流阻；⑧管内底部专口设置有不诱钢防冲刷层；⑦内部 无螺栓孔及螺栓，密封性好；⑨舍弃抗剪螺栓，提高了安全性；⑨防腐性及耐磨性提高，使 用寿命提高；⑩施工周期大大缩短；⑩可W解决因地基不均匀沉降而导致的管道破坏。 有益效果：与现有技术相比，本技术具有W下显著优点：该钢管时由单元板 片进行拼装的，可先将单元板片可叠层运输，运输至施工场地后才进行当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预制拼装钢混复合式钢管，其特征在于：包括由带弧度的单元板片(101)沿周向拼装形成的管体(100)；相邻单元板片(101)通过侧边法兰(200)连接，每个单元板片(101)首尾两端均设有与单元板片(101)截面形状相吻合的端部法兰(300)，同时，单元板片(101)的外表面设有弧度与单元板片(101)一致的加强环(400)，并且在该加强环(400)内填充混凝土(600)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：战福军，
申请(专利权)人：南京联众建设工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32