【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及混凝土管材，特别是涉及一种(j)pccp管芯缠丝工装及其缠丝方法。
技术介绍
1、现有的(j)pccp成品管内壁出现的环向裂缝或螺旋状裂缝是普遍存在的，在不同的条件下，裂缝宽度存在加宽加深的现实，对外观质量及耐久性产生一定影响。
2、为降低裂缝的影响，现有技术大多是针对插口端环向裂缝提出的治理方案，并没有针对内壁螺旋状裂缝的有效措施，且为解决(j)pccp插口端环向裂缝基本是采用提高材料性能或增设钢筋网、混凝土掺加纤维、控制蒸养温度等方式。现有文献对于(j)pccp管体内壁螺旋状裂缝主要从温度、干缩、蒸养、混凝土配合比、防风等因素进行定性分析，均是采用事后弥补或以增加较大成本前提下的被动应对措施，没有提出解决缺陷的比较经济实用的方案。
3、根据(j)pccp工程实际情况，内壁螺旋状裂缝目前依然大量存在，并未得到有效解决。因此，如何能够消除或减少或限制内壁螺旋状裂缝，对提高(j)pccp成品管的质量和耐久性能具有重要意义。
4、术语解释：
5、1、预应力钢筒混凝土管(简称pccp)
6、指在带有钢筒的混凝土管芯外侧缠绕环向预应力钢丝并制作水泥砂浆保护层而制成的管子，包括内衬式预应力钢筒混凝土管(pccpl)和埋置式预应力钢筒混凝土管(pccpe)。
7、用于顶进施工场景时，称作预应力钢筒混凝土顶管(简称jpccp)。
8、2、埋置式预应力钢筒混凝土管(简称pccpe)
9、指由钢筒和钢筒内、外两侧混凝土层组成管芯并在管芯混
10、3、双胶圈预应力钢筒混凝土管
11、指管子接头采用了两根橡胶密封圈进行柔性密封连接的预应力钢筒混凝土管，包括双胶圈内衬式预应力钢筒混凝土管(简称pccpdl)和双胶圈埋置式预应力钢筒混凝土管(简称pccpde)。
12、4、成品管内壁出现的环向裂缝：
13、距管子插口端300mm范围内出现的环向裂缝宽度。
14、5、成品管内壁出现的螺旋状裂缝：
15、与钢筒螺旋卷制焊接方向大致相同的内壁混凝土螺旋状裂缝。
16、6、缠绕预应力钢丝，
17、下文简称缠丝工序，指(j)pccp管芯混凝土应具备不低于28天标准抗压强度的70％时，采用后张法从管芯底部开始，螺旋上升的方式按照设定间距，连续在表面缠绕预应力钢丝，直到插口端混凝土边沿结束，在管芯混凝土中建立不超过管芯混凝土缠丝强度的55％的初始压应力。
18、7、工作压力(p)
19、指不包括水锤压力在内，由水力梯度产生于某段管线或某个管子内的最大内水压力或是由业主指定的静水压力。
20、8、覆土深度(h)
21、指埋地管线或顶进施工管体顶部至地表面之间的距离。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种(j)pccp管芯缠丝工装及其缠丝方法，以解决上述现有技术存在的问题，在管芯的外壁缠绕钢丝时，在管芯的内壁设置环向支撑结构，利用环向支撑结构对内壁提供环向支撑力，能够减小管芯轴向混凝土拉应力，消除或减少或限制内壁螺旋状裂缝，进而提高成品管的质量和耐久性。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、本专利技术提供一种(j)pccp管芯缠丝工装，包括升降装置以及设置在所述升降装置的移动端的环向支撑结构，所述环向支撑结构包括辐向设置的伸缩臂以及连接在所述伸缩臂的移动端的支撑轮，所述支撑轮的支撑点位于管芯的内径侧，所述管芯的外径侧具有与钢丝接触的缠丝点，所述支撑点和所述缠丝点在轴向具有间距，所述支撑点跟随所述缠丝点的移动进行轴向移动，在缠丝过程中所述支撑点位于所述缠丝点轴向移动方向的后方。
4、优选地，所述升降装置的固定端连接在缠丝机转盘上，位于承口环的内径侧，所述承口环套在定位用插口环外侧，用于稳定所述管芯。
5、优选地，所述环向支撑结构包括连接在所述升降装置的移动端的工作平台，所述工作平台上沿周向均匀分布有所述伸缩臂，所述伸缩臂连接有用于检测支撑力的传感器。
6、优选地，所述升降装置包括剪刀式折叠框架和液压油缸，所述剪刀式折叠框架的底部两支点分别连接有滑动支座和固定支座，所述剪刀式折叠框架的顶部两支点分别滑动连接和铰接连接所述工作平台，所述液压油缸的两端分别铰接连接在不同的杆件上。
7、优选地，所述液压油缸通过高压油管连接在液压泵站，所述高压油管由所述插口环的内径侧穿过所述缠丝机转盘中部预留孔，所述液压泵站位于所述缠丝机转盘的下方。
8、优选地，所述支撑轮包括轮架和转动设置在所述轮架上的尼龙滚轮，所述轮架连接在所述伸缩臂的移动端，不同的所述尼龙滚轮相互平行，所述尼龙滚轮的轴线垂直于所述管芯的轴线。
9、优选地，所述管芯的外侧设置有缠丝机导向轮，所述钢丝绕过所述缠丝机导向轮缠绕到所述管芯的外壁，所述缠丝机导向轮连接有链条升降结构。
10、本专利技术还提供一种缠丝方法，应用如前文记载的所述的(j)pccp管芯缠丝工装，包括以下内容：
11、吊装管芯到缠丝机转盘就位；
12、启动缠丝机，在所述管芯的外壁缠绕钢丝，同步启动(j)pccp管芯缠丝工装，伸长伸缩臂推动支撑轮向所述管芯的内壁施加环向支撑力，支撑点和缠丝点在轴向具有间距，所述支撑点位于所述缠丝点轴向移动方向的后方；
13、启动升降装置，升高环向支撑结构，提升速度与所述钢丝螺旋缠丝上升速度同步，所述支撑点跟随所述缠丝点的移动进行轴向移动；
14、缠丝作业停止，所述(j)pccp管芯缠丝工装同步停止，回缩所述伸缩臂收回所述支撑轮，所述管芯内壁施加的环向支撑力归零；
15、缠丝机归位，所述(j)pccp管芯缠丝工装归位；
16、缠丝完成，将所述管芯吊离所述缠丝机转盘。
17、优选地，在进行缠丝前，核算管芯内壁混凝土纵向拉应力，核算所述管芯内壁混凝土需要的环向支撑力，满足缠丝过程中在所述环向支撑力的作用下，使混凝土拉应力低于混凝土拉应力设计值。
18、优选地，所述支撑点和所述缠丝点在轴向的间距为50～350mm，在该间距范围内施加所述环向支撑力，减小所述混凝土拉应力，根据不同缠丝面积大小，优化所述环向支撑力大小，实现缠丝过程中整体兼顾效率和质量的效果。
19、本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
20、本专利技术在管芯的内径侧设置有(j)pccp管芯缠丝工装，在管芯的外径侧设置有缠丝机，(j)pccp管芯缠丝工装包括有升降装置和环向支撑结构，利用缠丝机在管芯的外壁缠绕钢丝时，能够利用环向支撑结构对内壁提供环向支撑力，利用环向支撑力能够减小混凝土拉应力，进而消除或减少内壁螺旋状裂缝，并且，环向支撑力的支撑点与缠丝的缠丝点之间具有间距，随着缠丝过程的进行，缠丝点和支撑点不断变化，利用本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种(J)PCCP管芯缠丝工装，其特征在于：包括升降装置以及设置在所述升降装置的移动端的环向支撑结构，所述环向支撑结构包括辐向设置的伸缩臂以及连接在所述伸缩臂的移动端的支撑轮，所述支撑轮的支撑点位于管芯的内径侧，所述管芯的外径侧具有与钢丝接触的缠丝点，所述支撑点和所述缠丝点在轴向具有间距，所述支撑点跟随所述缠丝点的移动进行轴向移动，在缠丝过程中所述支撑点位于所述缠丝点轴向移动方向的后方。
2.根据权利要求1所述的(J)PCCP管芯缠丝工装，其特征在于：所述升降装置的固定端连接在缠丝机转盘上，位于承口环的内径侧，所述承口环套在定位用插口环外侧，用于稳定所述管芯。
3.根据权利要求2所述的(J)PCCP管芯缠丝工装，其特征在于：所述环向支撑结构包括连接在所述升降装置的移动端的工作平台，所述工作平台上沿周向均匀分布有所述伸缩臂，所述伸缩臂连接有用于检测支撑力的传感器。
4.根据权利要求3所述的(J)PCCP管芯缠丝工装，其特征在于：所述升降装置包括剪刀式折叠框架和液压油缸，所述剪刀式折叠框架的底部两支点分别连接有滑动支座和固定支座，所述剪刀式折叠
5.根据权利要求4所述的(J)PCCP管芯缠丝工装，其特征在于：所述液压油缸通过高压油管连接在液压泵站，所述高压油管由所述插口环的内径侧穿过所述缠丝机转盘中部预留孔，所述液压泵站位于所述缠丝机转盘的下方。
6.根据权利要求1所述的(J)PCCP管芯缠丝工装，其特征在于：所述支撑轮包括轮架和转动设置在所述轮架上的尼龙滚轮，所述轮架连接在所述伸缩臂的移动端，不同的所述尼龙滚轮相互平行，所述尼龙滚轮的轴线垂直于所述管芯的轴线。
7.根据权利要求1所述的(J)PCCP管芯缠丝工装，其特征在于：所述管芯的外侧设置有缠丝机导向轮，所述钢丝绕过所述缠丝机导向轮缠绕到所述管芯的外壁，所述缠丝机导向轮连接有链条升降结构。
8.一种缠丝方法，其特征在于，应用如权利要求1-7任一项所述的(J)PCCP管芯缠丝工装，包括以下内容：
9.根据权利要求8所述的缠丝方法，其特征在于：在进行缠丝前，核算管芯内壁混凝土纵向拉应力设计值，核算所述管芯内壁混凝土需要的环向支撑力，满足缠丝过程中在所述环向支撑力的作用下，使混凝土拉应力低于混凝土拉应力设计值。
10.根据权利要求9所述的缠丝方法，其特征在于：所述支撑点和所述缠丝点在轴向的间距为50～350mm，在该间距范围内施加所述环向支撑力，减小所述混凝土拉应力，根据不同缠丝面积大小，优化所述环向支撑力大小，实现缠丝过程中整体兼顾效率和质量的效果。
...【技术特征摘要】
1.一种(j)pccp管芯缠丝工装，其特征在于：包括升降装置以及设置在所述升降装置的移动端的环向支撑结构，所述环向支撑结构包括辐向设置的伸缩臂以及连接在所述伸缩臂的移动端的支撑轮，所述支撑轮的支撑点位于管芯的内径侧，所述管芯的外径侧具有与钢丝接触的缠丝点，所述支撑点和所述缠丝点在轴向具有间距，所述支撑点跟随所述缠丝点的移动进行轴向移动，在缠丝过程中所述支撑点位于所述缠丝点轴向移动方向的后方。
2.根据权利要求1所述的(j)pccp管芯缠丝工装，其特征在于：所述升降装置的固定端连接在缠丝机转盘上，位于承口环的内径侧，所述承口环套在定位用插口环外侧，用于稳定所述管芯。
3.根据权利要求2所述的(j)pccp管芯缠丝工装，其特征在于：所述环向支撑结构包括连接在所述升降装置的移动端的工作平台，所述工作平台上沿周向均匀分布有所述伸缩臂，所述伸缩臂连接有用于检测支撑力的传感器。
4.根据权利要求3所述的(j)pccp管芯缠丝工装，其特征在于：所述升降装置包括剪刀式折叠框架和液压油缸，所述剪刀式折叠框架的底部两支点分别连接有滑动支座和固定支座，所述剪刀式折叠框架的顶部两支点分别滑动连接和铰接连接所述工作平台，所述液压油缸的两端分别铰接连接在不同的杆件上。
5.根据权利要求4所述的(j)pccp管芯缠丝工装，其特征在于：所...
【专利技术属性】
技术研发人员：王乃锋，范峰东，刘岩，王立成，
申请(专利权)人：湖北青龙管业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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