【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于管道和压力容器制造领域，特别是一种新型长距离大口径输排水管道与制作技术，尤其涉及一种改进型波纹钢筒纤维增强管及其制作方法。
技术介绍
1、在高压输水管道领域，传统的管道材料和结构在长期运行过程中易受腐蚀、磨损和压力波动的影响，导致管道破裂或渗漏。玄武岩纤维增强波纹钢混凝土复合管（bscp）作为一种新型的管道材料，因其优异的力学性能和耐腐蚀性，被广泛应用于水工建筑物中。但是，bscp在制造过程中，尤其是在纤维丝缠绕环节，纤维丝在波纹钢筒的波谷处容易滑落和集中，导致应力分布不均，影响管道的结构完整性和耐久性。传统的纤维丝缠绕方法存在缠绕效率低、质量不稳定、难以实现自动化控制等问题。此外，由于缺乏有效的纤维丝分布控制手段，纤维丝在波谷处的滑落和磨损问题难以解决，从而限制了bscp管道的应用范围和使用寿命。
2、针对上述问题，本专利技术旨在提出一种改进型波纹钢筒纤维增强管及其制作方法，通过采用螺旋形波纹钢筒代替环形波纹钢筒，加工波纹谷底并改进缠丝工艺，随后在钢筒上焊接环向及纵向钢筋，进而得到预应力损失更小且钢筒约束力更强的新型波纹钢筒复合管结构。本专利技术所涉及预应力纤维丝缠绕方法高效可行，所涉及新型波纹钢筒复合管结构抗断丝能力更强，有助于克服bscp管道断丝开裂问题，为水工建筑物的安全运行提供更为可靠的技术支持。
3、经查阅，已公开专利中极少涉及bscp管道结构创新和预应力纤维丝缠绕工艺优化，部分相关专利如下所示：
4、cn117450330a公开了一种大口径纤维增强波纹钢混凝土复合管
5、经查阅，已公开专利中少量涉及非bscp管道的改进缠丝方法，部分相关专利如下所示：
6、cn219768637u公开了一种管材外壁缠丝设备，能够将钢丝匀速等距的缠绕在管道的外表面，缠丝后能够做到上下缠绕的钢丝进行相互贴合，从而保证缠丝后管道的抗压强度；cn218664843u公开了一种管路缠丝机，能够对不同尺寸的管道进行固定，加快了管道的缠丝速度；cn215445390u公开了一种预应力钢筒混凝土管加工的管芯缠丝装置；上述专利均不能克服当预应力丝堆叠时的缠丝难题。
技术实现思路
1、根据上述提出的现有bscp难以高质量缠丝、难以解决断丝开裂的问题，提供一种改进型波纹钢筒纤维增强管及其制作方法，为bscp结构的优化和高质量生产提供更为可靠的技术支持。
2、本专利技术提供一种改进型波纹钢筒纤维增强管及其制作方法，其特征在于，所述改进型波纹钢筒纤维增强管结构包括掺纤维砂浆、螺旋型波纹钢筒和玄武岩纤维丝。
3、进一步的，所述玄武岩纤维丝缠绕在螺旋型波纹钢筒上，并覆盖了不饱和树脂。
4、作为优选的，所述不饱和树脂也可以替换为快固型ab胶或结构胶等能够快速形成强度的树脂类胶粘剂。
5、进一步的，掺纤维砂浆涂敷在螺旋型波纹钢筒的内部表面，并等待掺纤维砂浆固化后形成强度。
6、作为优选的，所述掺纤维砂浆中的纤维是玄武岩短纤维，主要作用是预防微裂缝，但也可以替换为微胶囊自修复混凝土、形状记忆合金混凝土等预防微裂缝发生的混凝土。
7、进一步的，所述螺旋型波纹钢筒上焊接了纵向钢筋和环向钢筋，所述纵向钢筋和环向钢筋的表面包裹了pe保护套。
8、作为优选的，所述螺旋型波纹钢筒上焊接的纵向钢筋和环向钢筋为螺纹钢，但也可以是钢制缆绳、钢制网格型加固件等强化部件。
9、进一步的，所述螺旋型波纹钢筒包括波峰和波谷，所述波谷中设置若干波纹。
10、作为优选的，所述波谷中设置的波纹深度不低于所述螺旋型波纹钢筒原有波谷深度的1/3。
11、进一步的，所述波纹的底部缠绕有第一层玄武岩纤维丝，在第一层玄武岩纤维丝上覆盖有第一层不饱和树脂，在第一层不饱和树脂上缠绕有第二层玄武岩纤维丝，在第二层玄武岩纤维丝上覆盖有第二层不饱和树脂，在第二层不饱和树脂上缠绕有第三层玄武岩纤维丝，在第三层玄武岩纤维丝上覆盖有第三层不饱和树脂。
12、作为优选的，所述波谷中设置了3层玄武岩纤维丝和不饱和树脂，但也可以根据需求添加更多的层数。
13、本专利技术提供的一种改进型波纹钢筒纤维增强管制作方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
14、s1：制作螺旋型波纹钢筒；
15、s2：在螺旋型波纹钢筒的内部表面喷涂掺纤维砂浆；
16、s3：将玄武岩纤维丝缠绕在螺旋型波纹钢筒的波谷；
17、s4：在螺旋型波纹钢筒的波谷填充不饱和树脂；
18、s5：在螺旋型波纹钢筒上焊接纵向钢筋和环向钢筋；
19、s6：波纹钢筒纤维增强管最外侧包裹pe保护套。
20、作为优选的，所述步骤s3和步骤s4还包括一种预应力玄武岩纤维丝缠绕与固化方法：将第一层玄武岩纤维丝缠绕在波谷底部，确保每一个波纹中都布置一根玄武岩纤维丝，缠绕过程中确保玄武岩纤维丝的预应力损失小于5%；采用第一层不饱和树脂将第一层玄武岩纤维丝完全覆盖，其高度到达波谷的1/3高度，并等待第一层不饱和树脂固化；在固化后的第一层不饱和树脂上缠绕第二层玄武岩纤维丝，并在第二层玄武岩纤维丝上覆盖第二层不饱和树脂，其高度到达波谷的2/3高度，并等待第二层不饱和树脂固化；在固化后的第二层不饱和树脂上缠绕有第三层玄武岩纤维丝，在第三层玄武岩纤维丝上覆盖第三层不饱和树脂，其高度完全填充满波谷，并于波峰的高度一致，并等待第三层不饱和树脂固化；
21、作为优选的，所述步骤s3和步骤s4中的缠丝过程中还可以采用预先在玄武岩纤维丝上涂敷不饱和树脂，并趁其尚未固化就在螺旋型波纹钢筒上进行缠绕。
22、作为优选的，所述步骤s5还包括一种纵向钢筋和环向钢筋布置方法：将纵向钢筋通过点焊的形式布置在螺旋型波纹钢筒的波峰位置，随后将环向钢筋布置在螺旋型波纹钢筒的端部，并通过点焊的形式与每一根纵向钢筋相连。
23、与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于：
24、本专利技术提供了一种改进型波纹钢筒纤维增强管及其制作方法，与现有技术相比，本专利技术通过采用螺旋形波纹钢筒代替环形波纹钢筒，增加了产品的抗剪能力；加工波纹谷底并改进缠丝工艺，增加了产品的抗断丝能力；在钢筒上焊接环向及纵向钢筋，降低了波纹钢筒发生应力集中的几率，降低了产品端部发生裂纹的可能性；最终得到预应力损失更小且钢筒约束力更强的新型波纹钢筒复合管结构。本专利技术所涉及预应力纤维丝缠绕方法高效可行，所涉及新型波纹钢筒复合管结构抗断丝能力更强，有助于克服bscp管道断丝开裂问题，为水工建筑物的安全运行提供更为可靠的技术支持。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种改进型波纹钢筒纤维增强管结构，其特征在于，所述改进型波纹钢筒纤维增强管结构包括掺纤维砂浆（1）、螺旋型波纹钢筒（2）和玄武岩纤维丝（3），所述玄武岩纤维丝（3）缠绕在螺旋型波纹钢筒（2）上，并覆盖了不饱和树脂（4），所述掺纤维砂浆（1）涂敷在螺旋型波纹钢筒（2）的内部表面；所述螺旋型波纹钢筒（2）上焊接了纵向钢筋（5）和环向钢筋（6），所述纵向钢筋（5）和环向钢筋（6）的表面包裹了PE保护套（7）；所述螺旋型波纹钢筒（2）包括波峰（8）和波谷（9），所述波谷（9）中设置若干波纹（10），所述波纹（10）的底部缠绕有第一层玄武岩纤维丝（11），在第一层玄武岩纤维丝（11）上覆盖有第一层不饱和树脂（12），在第一层不饱和树脂（12）上缠绕有第二层玄武岩纤维丝（13），在第二层玄武岩纤维丝（13）上覆盖有第二层不饱和树脂（14），在第二层不饱和树脂（14）上缠绕有第三层玄武岩纤维丝（15），在第三层玄武岩纤维丝（15）上覆盖有第三层不饱和树脂（16）。
2.一种改进型波纹钢筒纤维增强管制作方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一
4.根据权利要求2所述的一种改进型波纹钢筒纤维增强管制作方法，其特征在于，所述步骤S5还包括一种纵向钢筋（5）和环向钢筋（6）布置方法，所述纵向钢筋（5）和环向钢筋（6）布置方法包括：将纵向钢筋（5）通过点焊的形式布置在螺旋型波纹钢筒（2）的波峰（8）位置，随后将环向钢筋（6）布置在螺旋型波纹钢筒（2）的端部，并通过点焊的形式与每一根纵向钢筋（5）相连。
...【技术特征摘要】
1.一种改进型波纹钢筒纤维增强管结构，其特征在于，所述改进型波纹钢筒纤维增强管结构包括掺纤维砂浆（1）、螺旋型波纹钢筒（2）和玄武岩纤维丝（3），所述玄武岩纤维丝（3）缠绕在螺旋型波纹钢筒（2）上，并覆盖了不饱和树脂（4），所述掺纤维砂浆（1）涂敷在螺旋型波纹钢筒（2）的内部表面；所述螺旋型波纹钢筒（2）上焊接了纵向钢筋（5）和环向钢筋（6），所述纵向钢筋（5）和环向钢筋（6）的表面包裹了pe保护套（7）；所述螺旋型波纹钢筒（2）包括波峰（8）和波谷（9），所述波谷（9）中设置若干波纹（10），所述波纹（10）的底部缠绕有第一层玄武岩纤维丝（11），在第一层玄武岩纤维丝（11）上覆盖有第一层不饱和树脂（12），在第一层不饱和树脂（12）上缠绕有第二层玄武岩纤维丝（13），在第二层玄武岩纤维丝（13）上覆盖有第二层不饱和树脂（14），在第二层不饱和树脂（14）上缠绕有第三层玄武岩纤维丝（15），在第三层玄武岩纤维丝（15）上覆盖有第三层不饱和树脂（16）。
2.一种改进型波纹钢筒纤维增强管制作方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种改进型波纹钢筒纤维增强管制作方法，其特征在于，所述步骤s3和步骤s4还包括一种预应力玄武岩纤维丝缠绕与固化方法，所述预...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡少伟，单常喜，叶宇霄，刘小龙，张志伟，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：
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