专利名称：大型钢筋混凝土肋型拼装式压力圆管的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种钢筋混凝土肋型拼装式压力圆管。
属于F17D管路。
当前国内外很多领域中采用的混凝土圆管，均系管壁均匀，管厚沿管轴方向无变化。这种圆管都是随管径的增大管壁厚度也随之加厚，当管径达到3.0米以上时，在设计、施工、运行、管理各方面都产生一系列问题。一般施工中，管径较小的圆管多采用工厂予制，但当管径较大时，由于自重较大(例如9.0米以上管径的圆管每节管重可达几百吨)，采用工厂予制需大型生产设备，专用运输车辆，修筑专用运输道路及较大型的吊装工具。因此常采用现场浇注，而这又需要模板制作、安装、拆卸、现场混凝土浇注、养护等也有很多不便，同时现场浇注工期拖长，原材料消耗大，有些情况下常需跨季节施工，又需增加很多设施，如冬季施工要增加防冻保暖设施，雨季施工要增加防雨设施，否则就可能造成断续停止生产，总之难于保证混凝土浇注质量，经济效益显著降低。但这种圆型等厚的混凝土压力管型自问世以来，沿袭至今，在型式上一直没有变化。
本发明的目的在于提供一种压力圆管新的结构型式和设计型式——一种大型的肋型薄管壁可拼装的压力圆管结构。
本结构的特点是圆管按设计需要及施工条件可以分成3.0米至6.0米长的管段，每个管段按管径的大小及应力条件，分成若干个等中心角的圆柱形壳体(即1／n圆管，n＝4，8，……)，每个壳体的四周加环形肋及纵向肋，并与壳体浇注成整体构件，增加了壳体强度，就整体构件而言是一种不等厚的异型壳体构件。(其环形肋在需要时，也可沿壳体的纵方向增多设置)，按设计将几个异型壳体拼装成圆管，再将不同管段拼接而成钢筋混凝土压力圆管。其具体构造为1.外肋型压力圆管多用于水利、给排水工程引水管道，见附图1。其外环向肋在5.0米以下管径时采用20.0cm×20.0cm，当压力加大或管径增大时可适当增大及加多设置。外纵向肋在5.0米以下管径时可采用20cm×20cm，当管径增加或外荷载变大可适当加大其截面尺寸，但为便于施工，纵肋高度最好与环肋高度取为一致为最佳选择、其壳体管壁，5.0米以下管径时圆管壁厚可采用16.0cm，当管径加大及外荷载加大时可相应加大到16.0cm－35.0cm。在拼装时用于固定及保证整体受力的需要，在接缝处予埋的钢制型材(钢板或角钢)间用带钢焊接，其尺寸可采用10.0cm×0.6cm的带钢，这样处理同时起到管段间两环向肋及壳体块间两纵向肋之间拼装缝的连接及缝间止水作用，在环、纵向接缝处另外还要加橡胶或油毛毡作水处理。环肋〔1〕及纵肋〔2〕上均予留螺栓孔，拼装时以螺栓连接以保证缝间接合紧密，其孔径与孔距随管径、受力状况而定，为结合紧密要双螺栓帽拧紧。螺栓、螺帽、垫块等均需作防锈蚀处理。
2。内肋型圆型围堰见附图2，可用于桥梁工程中桥墩、施工围堰工程。
一般在每块壳体上下两端设两个环向肋，视挡水、土深度的情况，需要时也可增多，其截面尺寸可采用20.0cm×20.0cm；每块壳体左右两侧设两条纵向肋，截面尺寸20.0cm×20.0cm，随挡水土深度的增加可适当增大纵肋靠近下层的截面尺寸，但为施工方便，上下尺寸应取一致为宜；壳体壁厚一般采16.0cm，当挡水土深度大于50.0米时，其厚度可增为20.0cm－25.0cm，壳体分块视管径大小而定，管径在4.0米以下时可分为4块，中心角为90°，当大于4.0米时可分为6－8块，其中心角为60°－45°；大于8.0米的管径可考虑分为8块或更多。接缝间用螺栓连接，设焊接件、作止水处理均与1外肋型压力圆管相同。
3.柱肋型立式贮仓用于各类仓库结构见附图3。
由于立式贮仓的圆形直径均较大，可按图3(b)形式拼装，共由8块柱形肋壳体组成，柱肋的截面尺寸为20.0cm×20.0cm，如圆形贮仓直径较小时，可采4块柱形肋壳体拼装而成，其他各种结构要求及处理如予埋件，接缝连接均与1，2两种结构相同。
以上各类结构的具体连接详图见附图4、5、6、7。
本发明是对传统的古典钢筋混凝土圆管型构造设计的一次革新。从而使大型钢筋混凝土压力圆管工厂生产成为可能，也使一些结构较复杂、管径较大的圆管型结构工程成为可能实施的工程，实现工厂化生产，既保证了结构的质量，生产管理的科学化，又能节省大量原材料和缩短工期，保证施工质量，提高运行的安全性。其显著的经济效益将会在国民经济的许多领域得到体现。以3.7米管径压力圆管为例所需混凝土用量，肋型的比等厚的节省混凝土方量50－60％，其适用性强、用途广泛，如水利工程中的涵管、倒虹吸、渡槽工程；给排水工程中的输水管路、水池、水塔等；道路工程中的斜拉桥或大型桥梁工程中的桥墩及桥墩施工用围堰；海运工程和食品工程中的立式贮仓；还有可能运用海上采油混凝土平台的桩腿结构工程上，以及某些压力容器中。而且由于装配式结构可周转重复使用，用于某些临时性建筑更具特点。
图1，外肋型压力圆管异型壳体块图图2，内肋型圆型围堰异型壳体块图图3，柱肋型立式贮仓图4，外肋型压力圆管立面图图5，图4的1－1剖面图图6，图4的a处纵向(环肋)接头图图7，图5的b处环向(纵肋)接头图图中1环肋2纵肋3管壁壳体4高强混土保护层(或高强水泥砂浆喷涂保护)5带型钢(焊接件)6(带钢与角钢)间的焊缝7钢制型材(角钢或钢板)8橡胶止水带9钢筋(壳体内)10紧固螺栓11D＝3700um，L＝3600mm，B＝200mm，H＝200mm，t＝150mm，δ＝10mm本发明以倒虹工程为实例，进行有限元计算分析其结构性能如下1.壳体采用中心角为90°2.壳体尺寸长4.0米，管径3.7米3.环肋采20.0×20.0cm纵肋采20.0×20.0cm4.圆管上部承受1.5米的土层厚度和土层以上5.0米的水深荷载。
5.圆管放置于粉砂质土层上6.有限元析计算和优化分析壳体最佳厚度为12.0cm－16.0cm7.在最佳厚度范围内，在2.6条件下异型壳体表面环向最大拉应力最小，其拉应力值小于1.5kg／cm2符合工程要求。
权利要求1.一种用于水利、桥梁、给排水以及海运、食品等工程的钢筋混凝土肋型拼装式压力圆管，其特征是由若干块壳体[3]四周与环肋[1]及纵肋[2]整体浇注形成的异型壳体构件拼装而成的一种肋型拼装式圆管结构。
2.按照权利要求1所说的钢筋混凝土肋型拼装式压力圆管，其特征是管段中带有环肋〔1〕及纵肋〔2〕的异形壳体构件均为按相等中心角分割的若干圆弧异型壳体结构。
3.按照权利要求1所说的钢筋混凝土肋型拼装式压力圆管，其特征是管段端部环肋〔1〕予留螺栓孔，管端之间用螺栓〔10〕固定连接，环缝内外两侧予埋钢质型材〔7〕，与相邻管端的型材对焊。
4.按照权利要求1及权利要求2所说的钢筋混凝土肋型拼装式压力圆管，其特征是异形壳体块之间纵肋上予留螺栓孔，用螺栓〔10〕固定两异型壳体。纵向接缝处可用二期混凝土，也可予埋钢质型材〔7〕，与相邻壳体对焊。
5.按照权利要求1所说的肋型拼装式压力圆管其特征是可以做成内肋式、外肋式、外肋式及柱肋式不同的加肋方式圆管式结构。
专利摘要一种新型的钢筋混凝土肋型拼装式压力圆管属于F17D管路，其特征是以若干块在壳体上带有环肋及纵肋的构件拼装而成一种肋型拼装式圆管结构，可用于水利工程、给排水工程、桥梁工程以及海运和食品等诸多领域。使大型钢筋混凝土压力圆管工厂生产成为可能，也为一些结构较复杂管径较大的圆管型结构工程成为可实施的工程。工厂化生产则为节省原材料；缩短工期、保证质量提供了可靠条件。
文档编号F16L9/00GK2041384SQ8820825
公开日1989年7月19日 申请日期1988年7月15日 优先权日1988年7月15日
发明者张崇文, 张社荣 申请人:天津大学