控制大型柔性管竖向变形的临时支撑装置的制作方法

本实用新型属于大型柔性管涵埋设支撑处理装置，尤其涉及一种控制大型柔性管竖向变形的临时支撑装置。

背景技术：

随着我国国民经济的发展，公路及市政建设的规模也不断扩大，柔性管材的应用范围广泛，如硬聚氯乙烯管(UPVC)、HDPE双壁波纹管、HDPE中空壁缠绕管、玻璃夹砂管以及钢塑复合管或是低刚度的钢波纹管等。柔性管道的失效通常是因管道的环向变形过大造成的，故柔性管预变形的防护是形成良好管土作用最关键的一个施工环节。预变形控制正是刚性管与柔性管回填埋设施工中一个重要的区别，因此柔性排水管道沟槽回填时应严格控制竖向变形，一些施工单位往往忽视了柔性管的特性，采用与刚性管相同的回填施工，不设置或设置不正确临时支撑，导致柔性管变形率过大，承载能力下降。

《埋地塑料排水管道工程技术规程(CJJ143-2010)》建议对于管径大于800mm，可在管内设置临时竖向支撑或采取预变形措施，然而规范没有具体介绍临时支撑的方法，相关文献也少有报道具体通用的临时支撑装置及方法。根据施工经验，一些施工单位采用枕木或临时支架沿管径顶起产生一定的竖向变形，临时支撑可待回填完成后一段时间再去除，课时这些临时做法无法均匀准确的控制管材竖向变形。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种简易实用、效果可靠的控制大型柔性管竖向变形的临时支撑装置。

为解决上述技术问题，本实用性采用以下技术方案：

控制大型柔性管竖向变形的临时支撑装置，主要包括竖向槽钢、横向槽钢和支撑钢管，两块竖向槽钢顶部和底部分别搭接上横向槽钢和下横向槽钢构成矩形支撑骨架，横向槽钢内放置支撑钢管。

支撑钢管的支撑面设置防滑橡胶垫。

竖向槽钢或横向槽钢由多块槽钢通过在槽钢上开孔固定卡扣连接。

竖向槽钢底部插有槽钢垫片和测力环。

横向槽钢长0.9-1.2m，横向槽钢开口宽度b与支撑钢管直径d之比为0.8-1.0。

针对大管径柔性管材(d≥1000mm，特别是1200mm以上)缺乏控制施工期竖向变形的有效措施，发明人设计并制作了一种控制大型柔性管竖向变形的临时支撑装置，主要包括竖向槽钢、横向槽钢和支撑钢管，两块竖向槽钢顶部和底部分别搭接上横向槽钢和下横向槽钢构成矩形支撑骨架，横向槽钢内放置支撑钢管。使用该装置在施工期间提供反向预变形，一方面可加大管侧的被动土压力提升约束变形的效果，另一方面增大环向密实度可以加大土的分担荷载作用及减少管壁内的应力。总之，本实用新型具有拆装方便、施工简易、可重复利用等特点，能准确均匀地控制各段管径的预变形量并能测量径向受力(施加测力环)，因此，工程应用前景巨大。

与现有技术相比，本实用新型的突出优势在于：

1)可有效控制管道竖向变形率，保证管道圆滑、无破裂，两壁无脱开，管材壁结构在竖向不发生永久性的屈取变形、凹陷和突起。

2)可保证管土共同作用，使两部分协调变形，共同受力。

2)可保证管材的抗拉屈服强度不受施工回填而降低，从而避免大型柔性管的性能失效。

4)可保证排水管道在回填至设计高程后的竖向变形率满足要求，控制施工变形、荷载变形，保障管道的安全运行。

附图说明

图1是本实用新型控制大型柔性管竖向变形的临时支撑装置的安装示意图。

图2是本实用新型控制大型柔性管竖向变形的临时支撑装置的使用状态示意图。

图中：1竖向槽钢，2上横向槽钢，3支撑钢管，4下横向槽钢，5防滑橡胶垫，6槽钢垫片，7测力环，8外管。

具体实施方式

一、基本结构

如图1和图2所示，本实用新型的控制大型柔性管竖向变形的临时支撑装置，主要包括竖向槽钢、横向槽钢和支撑钢管，两块竖向槽钢1顶部和底部分别搭接上横向槽钢2和下横向槽钢4构成矩形支撑骨架，横向槽钢内放置支撑钢管3，支撑钢管的支撑面设置防滑橡胶垫5。

二、安装使用

1)根据管道内径尺寸，选用固定尺寸的开孔槽钢，利用螺母或固定卡扣将短槽钢连接起来形成足够尺寸的竖向槽钢或横向槽钢，将两块竖向槽钢顶部和底部分别搭接上横向槽钢和下横向槽钢构成矩形支撑骨架，将支撑钢管放置于横向槽钢内，钢管外部支撑面布设防滑橡胶垫紧贴钢管，竖向钢槽上下对称布置横向槽钢、钢管、防滑橡胶垫构成整体临时支撑装置。临时支撑装置每隔2m～3m布设一处，全方位控制管道竖向变形。

2)如整体临时支撑装置与外管8壁仍存在一定的缝隙不能完全贴合，则可利用千斤顶先将管壁顶起，将3mm的槽钢垫片6插入竖向槽钢底部，完成紧密贴合管道内壁的临时支撑装置。

3)横向槽钢长度为1m，横槽钢开口宽度b与钢管直径d呈b＝0.8～1.0d，方便安装，并保持无缝隙贴合，受力均匀。

4)竖向槽钢底部还可设置测力环7测量径向受力，每隔3m布设一处，实时监控管道管壁竖向变形。

5)利用临时支撑装置在施工期间提供反向预变形，加大管侧的被动土压力起到约束变形效果，环向密实可加大土体分担荷载作用减少管壁内竖向应力。

6)待施工安装阶段和沟槽回填至设计标高阶段，管道竖向变形已达稳定，检测管道的变形率满足3％控制要求，拆除临时支撑装置。

三、应用实例

实例1

某道路埋设大型柔性排水管道，因工期紧未采用控制竖向变形的措施，在施工验收时根据检测结果显示，现局部存在0.5％～5.2％的竖向变形率。根据规范CJJ143-2010对于管道变形率的要求，部分已施工完毕的管道变形率虽在规范允许范围内，但影响整体排水管道的受力效果，对其服务功能留下安全隐患。为此，对部分变形较大的管道采取了以下措施进行处理：挖出回填土至露出85％管道、对由损伤的管道进行了修补；对管道变形率超过5％的部分，采取挖出重新埋设，并参照前述装置及其安装使用方法控制竖向变形，处理完成后竖向变形率符合规范要求。

实例2

研究依托某道路埋设大型柔性排水管道工程，平均覆土高度4.5m，由于施工工期紧，但为保证管道的承载力及使用功能，在施工安装阶段及沟槽回填阶段，对管道的竖向变形提出了很高的要求。

为此，参照前述装置及安装使用方法设置支撑装置，其中，管道内径为1000mm，采用400mm的开孔槽钢作为竖向支撑骨架，横向槽钢长为1000mm，高为200mm，将外径为200mm钢管放置于横向槽钢内，钢管外部布设防滑橡胶垫紧贴钢管，利用槽钢垫片控制装置的临时距差，竖向钢槽两侧对称布置横向槽钢、钢管、防滑橡胶垫。每隔2000mm布设一处临时支撑装置，每隔3m布设一处测力装置。施工过程中，通过临时支撑装置提供反向预变形来抵消一部分垂直荷载引起的管道竖向变形，施工后待两侧土体沉降稳定后，管道周围土体的密实度达到了规范要求，此时拆除临时支撑装置，保证了柔性管道的竖向变形很小。施工完成后，在施工验收时根据检测结果显示，竖向变形率仅在0.1％～0.15％范围内，远小于允许值。目前该管道已使用了14个月，使用状况良好，未出现破裂，两壁脱开，管材壁结构的屈取变形、凹陷和突起破坏。