一种具有耐火耐候功能的钢制综合管廊的制作方法

1.本实用新型涉及一种具有耐火耐候功能的钢制综合管廊。


背景技术：

2.地下综合管廊是把城市的给水、排水、燃气、热力、电力、通信等管线集中布置在一定范围的地下空间内，形成集约化、规范化管理的新型市政公用基础设施。综合管廊目前的建设材料均为混凝土，产品形式单一，建设方式粗犷，建设速度慢，施工周期长，建设成本高，建筑耗能大等问题已成为制约其快速发展的瓶颈。
3.钢制综合管廊是将镀锌波纹钢板(管)通过高强度螺栓紧固连接，内部根据需要安装组合式支架，结合外部二次防腐，连接部位采用高科技防水手段和有效的消防耐火措施而成的新型管廊系统。钢制管廊具有施工简便、抗震抗变形能力强、工程造价低等特点。
4.钢制管廊的主要壳体材料为钢材，对耐火性和耐腐蚀性有较高要求。
5.钢材虽属于不燃材料，但导热系数却是混凝土的40倍以上，火灾一旦发生，钢构件升温非常快。随着温度的上升，会引起钢结构强度下降。按照《城市综合管廊工程技术规范》gb 50838的规定，耐火极限为3h。现有的q235、q345等钢制波纹板在3h的燃烧下无法满足强度的要求，常规做法是在波纹板的内部喷涂耐火涂料，以满足3h耐火极限的要求，但耐火涂料寿命只有10年
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20年，且不能长期耐潮，在寿命到期失效后重新涂刷时，由于内部管线及设施的存在，清除残余失效涂层的工作量大，涂刷新涂层更繁杂，费用较初次施工时大大增加，并且在管廊整个寿命周期内要多次更换防火涂层。
6.钢制管廊的防腐需求可以分为管廊内部和外部，内部影响因素为管廊位于地下，温度较低，水蒸气容易结露，造成管廊内壁腐蚀。外部影响因素为地下水、河水、雨水、其它地表水、微生物及细菌、电阻率等，由于后期要进行土壤回填，只能一次实施防腐保护。钢制管廊深埋地下，内外部腐蚀环境复杂，且需要满足100年的结构设计使用年限，钢制管廊的钢材性能具有重度防腐需求。
7.名词解释：
8.耐火钢，是指一般规定在600℃下1小时
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3小时内的屈服强度大于室温屈服强度的2/3，用于钢结构建筑或高层大型建筑的在一定条件下具有防火抗坍塌功能的工程结构钢。
9.耐候钢，即耐大气腐蚀钢，是介于普通钢和不锈钢之间的低合金钢系列，耐候钢由普碳钢添加少量铜、镍等耐腐蚀元素而成，具有优质钢的强韧、塑延、成型、焊割、磨蚀、高温、抗疲劳等特性；耐候性为普碳钢的2倍
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8倍，涂装性为普碳钢的1.5倍
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10倍。同时，它具有耐锈，使构件抗腐蚀延寿、减薄降耗，省工节能等特点。耐候钢主要用于铁道、车辆、桥梁、塔架、光伏、高速工程等长期暴露在大气中使用的钢结构。用于制造集装箱、铁道车辆、石油井架、海港建筑、采油平台及化工石油设备中含硫化氢腐蚀介质的容器等结构件。
10.耐火耐候钢是兼有耐火性能和耐侯性能的钢材，是各先进国家竞相开发的一种有广泛用途的特殊钢材，在高层、超高层大跨度、轻钢轻板建筑的防火、抗震、抗腐蚀等方面，均表现出良好的性能。
11.地下综合管廊是把城市的给水、排水、燃气、热力、电力、通信等管线集中布置在一定范围的地下空间内，形成集约化、规范化管理的新型市政公用基础设施。
12.钢制综合管廊是将镀锌波纹钢板(管)通过高强度螺栓紧固连接，内部根据需要安装组合式支架，结合外部二次防腐，连接部位采用高科技防水手段和有效的消防耐火措施而成的新型管廊系统。


技术实现要素：

13.为了满足钢制管廊防火防腐要求，本实用新型提供了一种具有耐火耐候功能的钢制综合管廊，该具有耐火耐候功能的钢制综合管廊满足了钢制管廊防火防腐要求，具有造周期短、建造成本低等优点，经济效益和社会效益显著。
14.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有耐火耐候功能的钢制综合管廊，包括钢制管廊主体结构，沿所述具有耐火耐候功能的钢制综合管廊的延伸方向，钢制管廊主体结构含有多个管廊段，沿所述具有耐火耐候功能的钢制综合管廊的周向，管廊段含有多个钢板块，钢板块的材质为耐火耐候钢。
15.管廊段包括第一管廊节段和第二管廊节段，第二管廊节段的断面与第一管廊节段的断面重合，沿所述具有耐火耐候功能的钢制综合管廊的延伸方向，第一管廊节段和第二管廊节段交替排布；第一管廊节段的断面呈管拱形，第一管廊节段含有上下设置的上半管体和下半管体，上半管体的断面为向上凸的弧形，下半管体的断面为向下凸的弧形。
16.沿所述具有耐火耐候功能的钢制综合管廊的周向，第一管廊节段的多个钢板块依次为右偏上钢板块、上偏左钢板块、左侧钢板块和下偏右钢板块；第一管廊节段的断面为轴对称图形，第一管廊节段的断面的对称轴线为直立状态。
17.沿左右方向，右偏上钢板块的左端到对称轴线的距离小于右偏上钢板块的右端到对称轴线的距离；沿上下方向，右偏上钢板块的左端高于右偏上钢板块的右端。
18.沿左右方向，上偏左钢板块的右端到对称轴线的距离小于上偏左钢板块的左端到对称轴线的距离；沿上下方向，上偏左钢板块的右端高于上偏左钢板块的左端。
19.沿左右方向，左侧钢板块的上端到对称轴线的距离大于左侧钢板块的下端到对称轴线的距离；沿上下方向，左侧钢板块的上端位于右偏上钢板块的左端和右偏上钢板块的右端之间，左侧钢板块的下端低于右偏上钢板块的右端。
20.沿左右方向，下偏右钢板块的左端到对称轴线的距离小于下偏右钢板块的右端到对称轴线的距离；沿上下方向，下偏右钢板块的左端低于下偏右钢板块的右端。
21.沿所述具有耐火耐候功能的钢制综合管廊的周向，第二管廊节段的多个钢板块依次为左偏上钢板块、上偏右钢板块、右侧钢板块和下偏左钢板块，右偏上钢板块与左偏上钢板块左右对称且互为镜像，上偏左钢板块与上偏右钢板块左右对称且互为镜像，左侧钢板块与右侧钢板块左右对称且互为镜像，下偏右钢板块与下偏左钢板块左右对称且互为镜像。
22.钢制管廊主体结构内含有管廊基础、管道支架、电缆支架和管道吊架，钢板块的内表面含有内镀锌层，钢板块的外表面含有依次层叠设置的外镀锌层、速凝橡胶沥青层和土工布层，钢板块为波纹钢板，沿所述具有耐火耐候功能的钢制综合管廊的延伸方向，相邻的两块钢板块之间铆接、螺栓连接或焊接；沿所述具有耐火耐候功能的钢制综合管廊的周向，
相邻的两块钢板块之间铆接、螺栓连接或焊接。
23.本实用新型的有益效果是：
24.1、钢制管廊的主体结构采用耐火耐候钢，在600℃条件下3小时后的屈服强度大于室温屈服强度的2/3，耐火性满足管廊防火设计要求，故表面可以不再需要涂覆防火材料层。
25.2、钢制管廊的主体结构采用耐火耐候钢，具有一定的防腐性能，根据现场腐蚀条件的不同，内外表面采用少量防腐涂层或不涂防腐涂层，即可满足管廊的百年防腐要求。
26.3、该耐火耐候钢是在耐火钢成分体系的基础上添加了耐候性元素cu和cr，提高了钢的耐腐蚀性能。且耐火性和耐腐蚀性具有永久性和自愈性，钢材在加工或者焊接后，以及在使用中发生擦碰或者火灾后，其耐火性和耐腐蚀性保持不变。应用在管廊中，可以不用或减少涂装，大大节约维护成本；钢材厚度也可减薄，节约综合成本。可以缩短建造周期，降低建造成本，具有显著的经济和社会效益。
附图说明
27.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
28.图1是本实用新型所述具有耐火耐候功能的钢制综合管廊的示意图。
29.图2是本实用新型所述具有耐火耐候功能的钢制综合管廊的使用状态示意图。
30.图3是管廊段为圆形时的示意图。
31.图4是管廊段为管拱形时的示意图。
32.图5是管廊段为拱形时的示意图。
33.图6是管廊段为马蹄形时的示意图。
34.图7是第一管廊节段的示意图。
35.图8是第二管廊节段的示意图。
36.图9是管廊段的断面结构示意图。
37.图10是钢板块的主视示意图。
38.图11是钢板块的俯视示意图。
39.图12是钢板块的左视示意图。
40.1、钢制管廊主体结构；2、管廊基础；3、管道支架；4、电缆支架；5、管道吊架；
41.11、管廊段；12、钢板块；13、内镀锌层；14、外镀锌层；15、速凝橡胶沥青层；16、土工布层；
42.111、第一管廊节段；112、第二管廊节段；113、上半管体；114、下半管体；115、对称轴线；
43.121、右偏上钢板块；122、上偏左钢板块；123、左侧钢板块；124、下偏右钢板块；125、左偏上钢板块；126、上偏右钢板块；127、右侧钢板块；128、下偏左钢板块。
具体实施方式
44.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
45.一种具有耐火耐候功能的钢制综合管廊，包括钢制管廊主体结构1，沿所述具有耐火耐候功能的钢制综合管廊的延伸方向，钢制管廊主体结构1含有多个管廊段11，沿所述具有耐火耐候功能的钢制综合管廊的周向，管廊段11含有多个钢板块12，钢板块12的材质为耐火耐候钢，如图1和图2所示。
46.钢制管廊主体结构1采用现有的耐火耐候钢，该耐火耐候钢可选择武钢wgj510c2或宝钢以及其他厂家的具有类似耐火耐候特性的钢种，可满足在600℃条件下3小时后的屈服强度大于室温屈服强度的2/3，耐火性满足管廊防火设计要求，故表面可以不再需要涂覆防火材料层。钢制管廊的主体结构采用耐火耐候钢，具有一定的防腐性能，根据现场腐蚀条件的不同，内外表面采用少量防腐涂层或不涂防腐涂层，即可满足管廊的百年防腐要求。
47.在本实施例中，管廊段11包括第一管廊节段111和第二管廊节段112，第二管廊节段112的断面与第一管廊节段111的断面重合，沿所述具有耐火耐候功能的钢制综合管廊的延伸方向，第一管廊节段111和第二管廊节段112交替排布；第一管廊节段111的断面可以呈圆形、管拱形、拱形或马蹄形，如图3至图6所示。
48.优选，第一管廊节段111的断面和第二管廊节段112的断面均为管拱形，即第一管廊节段111含有上下设置的上半管体113和下半管体114，上半管体113的断面为向上凸的弧形，下半管体114的断面为向下凸的弧形。组成第一管廊节段111的多个钢板块12的断面均为弧形。
49.在本实施例中，沿所述具有耐火耐候功能的钢制综合管廊的周向，第一管廊节段111的多个钢板块12依次为右偏上钢板块121、上偏左钢板块122、左侧钢板块123和下偏右钢板块124；第一管廊节段111的断面为轴对称图形，第一管廊节段111的断面的对称轴线115为直立状态，如图7所示，第一管廊节段111的断面沿对称轴线115折叠后可以左右重叠。
50.在本实施例中，沿左右方向，右偏上钢板块121的左端到对称轴线115的距离小于右偏上钢板块121的右端到对称轴线115的距离；沿上下方向，右偏上钢板块121的左端高于右偏上钢板块121的右端。
51.在本实施例中，沿左右方向，上偏左钢板块122的右端到对称轴线115的距离小于上偏左钢板块122的左端到对称轴线115的距离；沿上下方向，上偏左钢板块122的右端高于上偏左钢板块122的左端。
52.在本实施例中，沿左右方向，左侧钢板块123的上端到对称轴线115的距离大于左侧钢板块123的下端到对称轴线115的距离；沿上下方向，左侧钢板块123的上端位于右偏上钢板块121的左端和右偏上钢板块121的右端之间，左侧钢板块123的下端低于右偏上钢板块121的右端。
53.在本实施例中，沿左右方向，下偏右钢板块124的左端到对称轴线115的距离小于下偏右钢板块124的右端到对称轴线115的距离；沿上下方向，下偏右钢板块124的左端低于下偏右钢板块124的右端。第一管廊节段111设计成如此四段构造的优点在于既方便加工制作，又可以具有良好性能。
54.在本实施例中，沿所述具有耐火耐候功能的钢制综合管廊的周向，第二管廊节段112的多个钢板块12依次为左偏上钢板块125、上偏右钢板块126、右侧钢板块127和下偏左钢板块128，右偏上钢板块121与左偏上钢板块125左右对称且互为镜像，上偏左钢板块122与上偏右钢板块126左右对称且互为镜像，左侧钢板块123与右侧钢板块127左右对称且互
为镜像，下偏右钢板块124与下偏左钢板块128左右对称且互为镜像，如图7和图8所示。
55.在本实施例中，钢制管廊主体结构1内含有管廊基础2、管道支架3、电缆支架4和管道吊架5，管廊基础2可作为走道供人员通行。耐火耐候钢具有一定的防腐性能，根据现场腐蚀条件的不同，内外表面采用少量防腐涂层或不涂防腐涂层，即可满足管廊的百年防腐要求。为了钢制管廊使用具有广泛适用性的防腐措施，钢板块12的内表面含有内镀锌层13，钢板块12的外表面含有依次层叠设置的外镀锌层14、速凝橡胶沥青层15和土工布层16，以适应不同防腐情况，如图2和图9所示。
56.在本实施例中，钢板块12为波纹钢板，沿所述具有耐火耐候功能的钢制综合管廊的延伸方向，相邻的两块钢板块12之间铆接、螺栓连接或焊接；沿所述具有耐火耐候功能的钢制综合管廊的周向，相邻的两块钢板块12之间铆接、螺栓连接或焊接，如图1、图10至图12所示。
57.下面介绍一种具有耐火耐候功能的钢制综合管廊的制造方法，所述具有耐火耐候功能的钢制综合管廊的制造方法包括以下步骤：
58.步骤1、将耐火耐候钢钢板经过冷弯加工成带有波纹的弧形的钢板块12，钢板块12板件的弧度、厚度、波形经过载荷计算确定。
59.步骤2、多个钢板块12依次首尾连接成周向封闭的管廊段11(即第一管廊节段111和第二管廊节段112)，多个管廊段11依次首尾连接成上述的具有耐火耐候功能的钢制综合管廊，该具有耐火耐候功能的钢制综合管廊中的第一管廊节段111和第二管廊节段112交替排列、钢板块12错缝连接，可以使管廊整体的刚度大。
60.以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。