一种承插式钢顶管接头制造技术

本发明专利技术涉及一种承插式钢顶管接头，包括分别焊接在钢管管节两端的承口连接件和插口连接件，插口连接件内表面光滑且内径与钢管管节相同，插口连接件的外表面分布多个锥形脊，所述多个锥形脊在插口连接件内表面形成第一锯齿形连接面；承口连接件外表面光滑且外径与钢管管节相同，承口连接件的内表面间隔分布与插口连接件相配合的多个锥形脊，所述多个锥形脊在承口连接件外表面形成第二锯齿形连接面。本发明专利技术的技术特点在于：1、该接口的焊接工作在工厂完成，焊接完成后运送到顶管施工现场直接进行组装，可更好的保证焊接的质量，又可减少现场的施工工期。2、该接口完成后，接口处内径与外径及光滑程度基本与标准管节一致，便于顶管施工。

【技术实现步骤摘要】
一种承插式钢顶管接头
：本专利技术专利是一种承插式钢顶管接头，可用于输水管道和其它输送管道的连接。
技术介绍
：目前，我国输水管道工程的扩建、修复和更换经常需要采用非开挖技术，尤其是在城市和环境敏感地区，非开挖施工过程不需要大面积开挖路面，可以将社会影响和环境影响降至最低。相比传统开挖方式，非开挖方式有许多优势，并随着技术水平和机械设备的不断发展而变得更具成本效益。顶管是最常见的输水管道非开挖技术的一种，管材的选择可以主要从以下各方面选择：力学性能、接口连接方式及性能、使用寿命、加工难度、施工难度、运输难度。常用的有钢管、球墨铸铁管、预应力钢筒混凝土管。传统的钢顶管一般均采用现场焊接的连接方式，虽然钢管的力学性能虽然较好，管材运输方便，但钢管焊接接头会耗费大量的人力、物力、财力以及时间成本，焊接的质量难控制、防腐做法不达标也会大大降低管材的使用寿命，且由于接头为刚性，可弯曲的余地较小，即施工中可纠偏的余地较小。由于传统钢顶管存在以上不足，随着工程要求的提高，市场上出现了新型球墨铸铁顶管以及PCCP顶管。新型球墨铸铁顶管由于接口为外扩承插口，需在外层增加钢筋混凝土外包层以保证通体直径一致，该管材存在强度较低、单重大、管节短、接口多、外包层钢筋混凝土质量难保证、大口径管道(≥1000)造价高、刚性材质接头对接难度大等问题。而PCCP管同样存在上述类似问题，另外PCCP管在美国已经使用了多年，但从1990年开始，美国的PCCP管道频繁出现由于高强钢丝断裂导致的爆管事故，美国相关管理部门提出在这个问题解决之前，压力管道不推荐选择PCCP管。相比国内，国外承插式连接的钢管已经使用了超过60年，针对顶管工程的承插式连接钢管也已经使用了超过20年，均运行良好。近年来，我国针对钢管的承插式接头的研究刚刚起步，但还是处于小范围的试验和完善阶段，也没有相对应的设计规范和标准，而针对承插式钢顶管的研究更是少之又少。综上所述，国内有必要开展对新型承插式钢顶管的应用研究，且应该满足以下技术要求：1、管节接头的现场拼接操作应方便、高效。2、接头连接在外部水土荷载、内水荷载、顶管推力等各种工况组合下应能满足强度、变形、水密性等设计要求。3、相邻管节之间的连接接头需具有一个光滑且连续的外表面，以减小顶进过程中作用于管节外表面上摩擦力，以及减少管节的外表面与钻孔内壁之间的空隙，以避免顶管路线上方发生明显地面沉降，这也是非开挖技术的基本要求。4、相邻管节之间的连接接头需具有一个光滑且连续的内表面，以避免流体在管道中产生湍流或空化现象。5、相邻管节之间的连接接头需满足一定水密性，具体应满足设计要求。6、相邻管节之间的连接接头应能达到一定的弯曲角度，并能够传递相邻管段之间的弯矩，具体应满足设计要求。
技术实现思路
：本专利技术的目的在于克服目前各种顶管的不足，提供一种安全、经济、适用、高效的承插式钢顶管接头。本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种承插式钢顶管接头，包括分别焊接在钢管管节两端的承口连接件和插口连接件，其特征在于插口连接件内表面光滑且内径与钢管管节相同，插口连接件的外表面分布多个锥形脊，所述多个锥形脊在插口连接件内表面形成第一锯齿形连接面；承口连接件外表面光滑且外径与钢管管节相同，承口连接件的内表面间隔分布与插口连接件相配合的多个锥形脊，所述多个锥形脊在承口连接件外表面形成第二锯齿形连接面。进一步地，相邻两个钢管管节连接时，将一个钢管管节的插口连接件压入另一钢管管节的承口连接件内，以完成两段钢管的连接，承口连接件的各锥形脊与插口连接件的锥形脊相互贴合，以保证该钢管管节连接节点能传递一定的轴向压力、弯矩。进一步地，所述插口连接件的外表面和承口连接件的内表面涂抹密封材料或设置密封胶条，已达到密封的效果。进一步地，所述插口连接件包括用于连接钢管管节的插口焊接端，以及用于连接另一钢管管节的插口端，所述第一锯齿形连接面位于插口端，所述第一锯齿形连接面包括若干个节断，沿插口焊接端向插口端方向，每个节断包括依次连接的环形凹平面、环形垂直面、环形凸平面、环形斜面，并在最靠近插口端节断末端的环形斜面后连接末端环形凹平面；且沿插口焊接端向插口端方向，节断的环形凹平面、环形垂直面、环形凸平面的截面半径逐渐减小；所述承口连接件包括用于连接钢管管节的承口焊接端，以及用于连接另一钢管管节的承口端，所述第二锯齿形连接面位于承口端，所述第二锯齿形连接面包括若干个节断，沿承口焊接端向承口端方向，每个节断包括依次连接的环形斜面、环形凹平面、环形垂直面、环形凸平面，并在最靠近承口焊接端节断的起始端设置与插口连接件的末端环形凹平面相配合的起始端环形凸平面，且沿承口焊接端向承口端方向，节断的环形凹平面、环形垂直面、环形凸平面的截面半径逐渐增大。进一步地，插口连接件的插口焊接端外侧切割成插口环形焊接斜面，插口环形焊接斜面通过焊缝连接到钢管管节的端头；承口连接件的承口焊接端外侧切割成承口环形焊接斜面，承口环形焊接斜面通过焊缝连接到钢管管节的端头。本专利技术的技术特征在于1、本接口由承口连接件和插口连接组件组成。承口连接件和插口连接件可在工厂焊接到需要拼接的钢管管节两端，运送到现场后，可在现场直接拼装，或结合顶管顶进设备进行拼接，减少了现场焊接工作产生的人工、设备成本和时间成本，可更好的保证焊接的质量，又可减少现场的施工工期。2、本接口中的插口连接件内表面光滑且内径同钢管管节，承口连接件外表面光滑且外径同钢管管节，当承口连接件与插口连接件拼接完成后，即形成内、外表面均光滑且内、外径均与钢管管节相同的连接接头。该接口完成后，接口处内径与外径及光滑程度基本与标准管节一致，便于顶管施工。3、在连接件拼装之前，将密封材料(比如有机密封硅胶)涂抹到所述插口连接件的外表面和承口连接件的内表面，或设置密封胶条，既可起到拼装过程中的润滑作用，又可在密封材料凝固后起到密封作用，并根据设计要求，在顶进之前进行试水试验，确保水密性。4、当该承插式接口连接完成后，承口连接件的各锥形脊与插口连接件的锥形脊应相互贴合，以保证该节点能传递一定的轴向压力、弯矩。附图说明：图1为本专利技术承插式接头操作环境的透视图；图2为图1中的本专利技术承插式接头的A-A局部剖视图；图3为本专利技术承插式接头拼装完成后的局部剖视图。图中包括：1、第一钢管管节，2、第二钢管管节，3、插口连接件，4、承口连接件，5、顶管洞口，6、顶管工作井，7、第一圆柱形外表面，8、第一圆柱形内表面，9、承口连接件圆柱形外表面，10、承口连接件圆柱形内表面，11、第一锯齿形连接面，12、第二锯齿形连接面，13、第二锯齿形连接面右端面，14、第一锯齿形连接面右端面，15、第二锯齿形连接面左端面，16、第一锯齿形连接面左端面，17、插口焊接端，18、第一钢管管节端头，19、插口环形焊接斜面，20、焊缝，21、承口焊接端，22、第二钢管管节端头，23、承口环形焊接斜面，24、焊缝，25、插口连接件第一环形凹平面，35、插口连接件第二环形凹平面，45、插口连接件第三环形凹平面，55、插口连接件末端环形凹平面，26、插口连接件环形第一凸平面，36、插口连接件第二环形凸平面，46、插口连接件第三环形凸平面，27、插口连接件第一环形垂直面，37、插口连接件环第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种承插式钢顶管接头，包括分别焊接在钢管管节两端的承口连接件和插口连接件，其特征在于插口连接件内表面光滑且内径与钢管管节相同，插口连接件的外表面分布多个锥形脊，所述多个锥形脊在插口连接件内表面形成第一锯齿形连接面；承口连接件外表面光滑且外径与钢管管节相同，承口连接件的内表面间隔分布与插口连接件相配合的多个锥形脊，所述多个锥形脊在承口连接件外表面形成第二锯齿形连接面。

【技术特征摘要】
1.一种承插式钢顶管接头，包括分别焊接在钢管管节两端的承口连接件和插口连接件，其特征在于插口连接件内表面光滑且内径与钢管管节相同，插口连接件的外表面分布多个锥形脊，所述多个锥形脊在插口连接件内表面形成第一锯齿形连接面；承口连接件外表面光滑且外径与钢管管节相同，承口连接件的内表面间隔分布与插口连接件相配合的多个锥形脊，所述多个锥形脊在承口连接件外表面形成第二锯齿形连接面。2.根据权利要求1所述的承插式钢顶管接头，其特征在于相邻两个钢管管节连接时，将一个钢管管节的插口连接件压入另一钢管管节的承口连接件内，以完成两段钢管的连接，承口连接件的各锥形脊与插口连接件的锥形脊相互贴合，以保证该钢管管节连接节点能传递一定的轴向压力、弯矩。3.根据权利要求1所述的承插式钢顶管接头，其特征在于所述插口连接件的外表面和承口连接件的内表面涂抹密封材料或设置密封胶条，以达到密封的效果。4.根据权利要求2所述的承插式钢顶管接头，其特征在于所述插口连接件包括用于连接钢管管节的插口焊接端，以及用于连接另一钢管管节的插口端，所述第一锯齿形连接面位于插口端，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：许大鹏，周质炎，夏连宁，崔龙飞，李汝江，宣锋，
申请(专利权)人：上海市政工程设计研究总院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31