一种预制混凝土三圆拱涵管的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种预制混凝土三圆拱涵管，包括顶拱、两个侧板和底板，所述的顶拱由三条弧线组合而成，并且所述顶拱的两端分别与所述两侧板的一端固定连接，该两侧板的另一端分别固定连接在所述底板的两端上；所述顶拱为弧形板，所述两个侧板和所述底板分别为平面板。因此，本实用新型所述的预制混凝土三圆拱涵管能够具有较高的空间利用率和受力强度。
【专利说明】-种预制混凝土三圆拱涵管
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及建筑领域，特别是指一种预制混凝土三圆拱涵管。
【背景技术】
[0002] 混凝土管具有优良的抗裂功能和承载能力，能用于高覆土层管道、使用简易基础； 施工安装方便、速度快、工期短；主要使用地方性材料--砂、石、水泥，因而管子价格低廉； 混凝土材料耐腐蚀，使用寿命长，可达百年，远胜于钢材、塑料或铸铁材料制作的金属管材； 抗地震性能好，可在强震地区铺设应用。因而广泛用于城市雨水、污水、水利输水、农业灌 溉、工矿企业用水等输水管道中；大型混凝土管尚可用作地下蓄水池，防止城市内涝；也可 以作为城市政综合管廊，使各类市政管线安装于管廊内。
[0003] 现用于大型排水管道、蓄水池、综合管廊的预制混凝土涵管断面形式如图1、图2 所示型式：图1为圆形即圆管或管片；图2为矩形，即箱涵等。
[0004] 图1所示的圆形混凝土涵管制造工艺成熟，生产方便，结构所能承受的外力较大， 材料使用量较少，成本较为低廉，因而广泛用于输水管中。然而在地下综合管廊中应用的缺 点是，圆形断面中布置管道不尽方便，不能有效利用空间，空间利用率低，至使在管廊内布 置相同数量管线时圆管的直径需加大，增加工程成本，也增加了对地下空间断面的占用。最 大的缺陷是管径受运输等条件限止，管径不能超过4m，输水断面面积不能满足大型排水管 道、蓄水池、综合管廊的要求。
[0005] 图2所示的矩形混凝土涵管也称为箱涵或方涵，因其形状简单，空间大，可以按地 下空间要求改变宽和高的尺寸，因而至今是用得较多的一种管型。缺点是结构所能承受的 外力较低，相同内部空间的涵管，用钢量和混凝土材料用量较多，成本加大；同时大尺寸箱 涵难于应用顶进工法施工，只适用于开槽施工工法，限制了其使用范围。当前大型排水管 道、地下蓄水池、地下综合管廊大多需建在城市道路主干道下，大开槽施工对城市和居民生 活影响太大，箱涵顶进施工难度大、费用高，限制了箱涵在大型排水管道、蓄水池、地下综合 管廊中的应用。 实用新型内容
[0006] 有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种预制混凝土三圆拱涵管，能够具有较 高的空间利用率和受力强度。
[0007] 基于上述目的本实用新型提供的一种预制混凝土三圆拱涵管，包括顶拱、两个侧 板和底板，所述的顶拱由三条弧线组合而成，并且所述顶拱的两端分别与所述两侧板的一 端固定连接，该两侧板的另一端分别固定连接在所述底板的两端上；所述顶拱为弧形板，所 述两个侧板和所述底板分别为平面板。
[0008] 可选地，所述顶拱分别与该两侧板之间内、外轮廓都通过圆弧线连接。
[0009] 进一步地，所述底板分别与该两侧板的连接处设计为内轮廓为八字线，而外轮廓 为圆弧线；
[0010] 或者所述底板分别与该两侧板的连接处设计为内、外轮廓都是八字线；
[0011] 或者所述底板分别与该两侧板的连接处设计为内、外轮廓都是圆弧线；
[0012] 或者所述底板分别与该两侧板的连接处设计为内轮廓为圆弧线，而外轮廓为八字 线。
[0013] 进一步地，所述预制混凝土三圆拱涵管为单孔，或者为两孔、三孔，或者是多孔。
[0014] 进一步地，所述预制混凝土三圆拱涵管的每个部件之间的连接都是通过弹性密封 材料或者刚性密土材料进行连接的。
[0015] 进一步地，所述预制混凝土三圆拱涵管部件之间的连接方式为一平接口，即两部 件的连接处互相呈平行状态，并且通过一层弹性密封材料或者刚性密土材料连接起来。 [0016] 进一步地，所述预制混凝土三圆拱涵管部件之间的连接方式为一起口型接口，即 两部件的连接处互相呈平行状态，并且两部件的连接处分为互相平行的前、中、后段，分成 的前段平行于后段，该中段平行的两部件之间通过一层弹性密封材料或者刚性密土材料连 接起来。
[0017] 进一步地，所述预制混凝土三圆拱涵管部件之间的连接方式为一承插式接口，即 两部件的连接处分为前、中、后段，分成的前段平行于后段，并且前、后段分别连接处的两部 件之间也平行；同时，所述中段的两部件分别设置有一个凸起，并且两部件凸起的前半段互 相平行，两部件凸起的后半段互相平行；而且，两部件的凸起之间通过一层弹性密封材料连 接起来。
[0018] 进一步地，所述预制混凝土三圆拱涵管部件之间的连接方式为一带胶圈槽承插式 接口，即两部件的连接处分为前、中、后段，分成的前段平行于后段，并且前、后段分别连接 处的两部件之间也平行；同时，所述中段的位于下端部件上设置有两个凹面，并且两凹面与 所述中段的位于上端部件之间通过弹性密封材料连接；还有，在该两凹面上分别设置有一 层胶圈槽。
[0019] 进一步地，所述预制混凝土三圆拱涵管部件之间的连接方式为一钢承口带胶圈槽 承插式接口，即以钢板卷制加工成涵管的承口，钢制承口的一端与涵管的连接处的一部件 连成一体，钢制承口的另一端通过设置在另一部件且设计有胶圈的凹槽里的弹性密封材料 做到与涵管的连接处的另一部件固定连接。
[0020] 从上面所述可以看出，本实用新型提供的一种预制混凝土三圆拱涵管，所述的顶 拱由三条弧线组合而成，并且所述顶拱的两端分别与所述两侧板的一端固定连接，该两侧 板的另一端分别固定连接在所述底板的两端上；所述顶拱为弧形板，所述两个侧板和所述 底板分别为平面板。从而，本实用新型所述的预制混凝土三圆拱涵管解决了现有技术中的 缺陷，能够很好地适用于大型排水管道、地下蓄水池、地下综合管廊的新型混凝土涵管。
【专利附图】
【附图说明】
[0021] 图1为现有技术中圆形即圆管或管片的结构示意图；
[0022] 图2为现有技术中矩形即箱涵的结构示意图；
[0023] 图3为本实用新型实施例一种预制混凝土三圆拱涵管的结构示意图；
[0024] 图4为本实用新型实施例预制混凝土三圆拱涵管底角为内、外八字的结构示意 图；
[0025] 图5为本实用新型实施例预制混凝土三圆拱涵管底角为内、外圆弧的结构示意 图；
[0026] 图6为本实用新型实施例预制混凝土三圆拱涵管底角为外八字、内圆的结构示意 图；
[0027] 图7为本实用新型实施例多孔预制混凝土三圆拱涵管的结构示意图；
[0028] 图8为本实用新型实施例顶板和底板内轮廓线为三圆弧组合而成拱形的预制混 凝土三圆拱涵管的结构示意图；
[0029] 图9为本实用新型实施例预制混凝土三圆拱涵管部件之间的连接方式为一平接 口的结构不意图；
[0030] 图10为本实用新型实施例预制混凝土三圆拱涵管部件之间的连接方式为一起口 型接口的结构示意图；
[0031] 图11为本实用新型实施例预制混凝土三圆拱涵管部件之间的连接方式为一承插 式接口的结构示意图；
[0032] 图12为本实用新型实施例预制混凝土三圆拱涵管部件之间的连接方式为一带胶 圈槽承插式接口的结构示意图；
[0033] 图13为本实用新型实施例预制混凝土三圆拱涵管部件之间的连接方式为一钢承 口承插式接口的结构示意图；
[0034] 图14为本实用新型实施例预制混凝土三圆拱涵管部件之间的连接方式为一钢承 口带胶圈槽承插式接口的结构示意图。
【具体实施方式】
[0035] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并 参照附图，对本实用新型进一步详细说明。
[0036] 参阅图3所示，为本实用新型实施例一种预制混凝土三圆拱涵管的结构示意图， 所述的预制混凝土三圆拱涵管包括顶拱1、两个侧板2和底板3。其中，顶拱1的两端分别 与两侧板2的一端固定连接，该两侧板2的另一端分别固定连接在底板3的两端上。较佳 地，顶拱1为弧形板，两个侧板2和底板3分别为平面板。
[0037] 优选地，顶拱1由三条弧线组合而成的（图中未标出）。顶拱1是近似于圆弧的拱 形，结构受力合理。大型排水管道、地下蓄水池、地下综合管廊大多宽度要求大，所述的预制 混凝土三圆拱涵管通过合理选用断面形状提高涵管承载力，因而使用这类混凝土涵管节省 较多材料。
[0038] 所述预制混凝土三圆拱涵管设计平面板的底板3,相当于在管上预制有混凝土基 础，与圆管相比，可降低对地基承载力的要求及提高涵管承载能力；管道回填土层夯实易操 作、加快施工速度、保证密实效果，简化施工、减少费用。在不良地基软弱土层中应用，更显 其优越性。
[0039] 在本实用新型的另一个实施例中，如图3中，顶拱1分别与两侧板2之间内、外轮 廓都通过圆弧线连接。其中，可以通过改变实施例中圆弧线的半径，使顶拱1中的内力减 小。另外，底板3分别与两侧板2的连接处设计为内轮廓为八字线，而外轮廓为圆弧线。此 处的该设计可以加强结构的薄弱处的承载能力。
[0040] 还可以，参阅图4所示，底板3分别与两侧板2的连接处设计为内、外轮廓都是八 字线。
[0041] 还可以，参阅图5所示，底板3分别与两侧板2的连接处设计为内、外轮廓都是圆 弧线。
[0042] 还可以，参阅图6所示，底板3分别与两侧板2的连接处设计为内轮廓为圆弧线， 而外轮廓为八字线。
[0043] 图4、5、6中的设计是为了可以满足不同施工工艺和涵管内布置不同管线的要求， 同时还能够不同程度的加强结构薄弱处承载能力。另外，所述的预制混凝土三圆拱涵管外 形均可设计成弧线形，因而顶进法施工中降低对地层土壤稳定自立性要求，克服了矩形涵 管的缺点、也可使用于顶进法施工工程中。
[0044] 还需要说明的是，所述预制混凝土三圆拱涵管可以为单孔，也可以为两孔或三孔， 甚至是多孔（如图7所示）。根据实际需要可以将该预制混凝土三圆拱涵管设计为某个数 量的孔数，分割成多孔后，功能上更能满足进入的管线要求，而结构上内力减小，材料用量 更少，成本可下降。例如：高压电力电缆要求单独置孔，避免对通信等设施的干扰，也为保障 安全，因而随着综合管廊建设发展，将为双孔或者三孔。
[0045] 作为本实用新型的另一个实施例，参阅图8所示，为本实用新型实施例顶板和底 板内轮廓线为三圆弧组合而成拱形的预制混凝土三圆拱涵管的结构示意图。所述预制混凝 土三圆拱涵管的底板3也可以设置为和该顶拱1相同的三条弧线组合而成。
[0046] 作为本实用新型的另一个实施例，顶拱1分别与两个侧板2之间的连接处，以及底 板3分别与两个侧板2之间的连接处，都是通过弹性密封材料或者刚性密土材料进行连接。 较佳地，所述预制混凝土三圆拱涵管若是为多孔，则多孔的预制混凝土三圆拱涵管每个部 件之间的连接都是通过弹性密封材料或者刚性密土材料进行连接的。
[0047] 优选地，如图9所示，所述预制混凝土三圆拱涵管部件之间的连接方式为一平接 口，即两部件的连接处互相呈平行状态，并且通过一层弹性密封材料或者刚性密土材料连 接起来。
[0048] 优选地，如图10所示，所述预制混凝土三圆拱涵管部件之间的连接方式为一起口 型接口。具体来说，两部件的连接处互相呈平行状态，并且两部件的连接处分为互相平行的 前、中、后段，分成的前段平行于后段，该中段平行的两部件之间通过一层弹性密封材料或 者刚性密土材料连接起来。
[0049] 优选地，如图11所示，所述预制混凝土三圆拱涵管部件之间的连接方式为一承插 式接口。具体来说，两部件的连接处分为前、中、后段，分成的前段平行于后段，并且前、后段 分别连接处的两部件之间也平行。同时，所述中段的两部件分别设置有一个凸起，并且两部 件凸起的前半段互相平行，两部件凸起的后半段互相平行。而且，两部件的凸起之间通过一 层弹性密封材料连接起来。
[0050] 优选地，如图12所示，所述预制混凝土三圆拱涵管部件之间的连接方式为一带胶 圈槽承插式接口。具体来说，两部件的连接处分为前、中、后段，分成的前段平行于后段，并 且前、后段分别连接处的两部件之间也平行。同时，所述中段的位于下端部件上设置有两个 凹面，并且两凹面与所述中段的位于上端部件之间通过弹性密封材料连接。还有，在该两凹 面上分别设置有一层胶圈槽。
[0051] 优选地，如图13所示，所述预制混凝土三圆拱涵管部件之间的连接方式为一钢承 口承插式接口。具体来说，以钢板卷制加工成涵管的承口，钢制承口的一端与涵管的连接处 的一部件连成一体，钢制承口的另一端通过弹性密封材料做到与涵管的连接处的另一部件 固定连接。
[0052] 优选地，如图14所示，所述预制混凝土三圆拱涵管部件之间的连接方式为一钢承 口带胶圈槽承插式接口。具体来说，以钢板卷制加工成涵管的承口，钢制承口的一端与涵管 的连接处的一部件连成一体，钢制承口的另一端通过设置在另一部件且设计有胶圈的凹槽 里的弹性密封材料做到与涵管的连接处的另一部件固定连接。
[0053] 需要说明的是，所述预制混凝土三圆拱涵管使用橡胶圈柔性接口，能承受1. 0? 2. OMPa以上的抗渗要求，在地基发生不均匀沉降、顶进法施工中发生转角或受外荷载（地 震等）作用管道发生位移或转角时，仍能保持良好的闭水性能，抗地震功能极强。还有，图 10、11、12、13、14其接口具有一定转角范围，从而具有了良好的抗渗性。另外，弹性密封材料 可以使接口成为高级的柔性接口，允许发生一定范围的位移而接口仍具有良好的密封性。 再者，图13、14的钢承口承插式的接口使所述的涵管不但能用于开槽施工工艺，也可用于 先进的顶管施工工艺。
[0054] 从上面所述可以看出，本实用新型所提供的预制混凝土三圆拱涵管，创造性地顶 拱由三条弧线组合而成，并且顶拱的两端分别与两侧板的一端固定连接，该两侧板的另一 端分别固定连接在底板的两端上；顶拱为弧形板，两个侧板和所述底板分别为平面板；所 述的预制混凝土三圆拱涵管改变涵管断面形状，顶拱结构使其更为合理，承受荷载能力提 高；还能够减少材料用量，降低产品成本；而且，改变涵管断面形状，拱顶结构涵管应用于 顶进法不开槽施工中，管顶土层挖掘成拱形，提高其自立能力，简化了顶进法不开槽施工的 难度，提高适应土层能力，降低施工成本；可以按照地下空间使用规划，调整涵管的宽和高， 合理占用地下空间；可按照进入涵管的管线要求设计成理想的断面形状，优化布置，减小断 面尺寸；与此同时，所述的预制混凝土三圆拱涵管的两侧板为垂直直线，符合地层中的受力 特征，应用在综合管廊时，直线侧板挂靠管线支架更为方便，空间利用率也更充分；最后，整 个所述的预制混凝土三圆拱涵管结构简单、设计巧妙、易于使用。
[0055] 所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本实用新型的具体实施例而 已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同 替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种预制混凝土三圆拱涵管，其特征在于，包括顶拱、两个侧板和底板，所述的顶拱 由三条弧线组合而成，并且所述顶拱的两端分别与所述两侧板的一端固定连接，该两侧板 的另一端分别固定连接在所述底板的两端上；所述顶拱为弧形板，所述两个侧板和所述底 板分别为平面板。
2. 根据权利要求1所述的三圆拱涵管，其特征在于，所述顶拱分别与该两侧板之间内、 外轮廓都通过圆弧线连接。
3. 根据权利要求2所述的三圆拱涵管，其特征在于，所述底板分别与该两侧板的连接 处设计为内轮廓为八字线，而外轮廓为圆弧线； 或者所述底板分别与该两侧板的连接处设计为内、外轮廓都是八字线； 或者所述底板分别与该两侧板的连接处设计为内、外轮廓都是圆弧线； 或者所述底板分别与该两侧板的连接处设计为内轮廓为圆弧线，而外轮廓为八字线。
4. 根据权利要求1至3任意一项所述的三圆拱涵管，其特征在于，所述预制混凝土三圆 拱涵管为单孔，或者为两孔、三孔，或者是多孔。
5. 根据权利要求4所述的三圆拱涵管，其特征在于，所述预制混凝土三圆拱涵管的每 个部件之间的连接都是通过弹性密封材料或者刚性密土材料进行连接的。
6. 根据权利要求5所述的三圆拱涵管，其特征在于，所述预制混凝土三圆拱涵管部件 之间的连接方式为一平接口，即两部件的连接处互相呈平行状态，并且通过一层弹性密封 材料或者刚性密土材料连接起来。
7. 根据权利要求5所述的三圆拱涵管，其特征在于，所述预制混凝土三圆拱涵管部件 之间的连接方式为一起口型接口，即两部件的连接处互相呈平行状态，并且两部件的连接 处分为互相平行的前、中、后段，分成的前段平行于后段，该中段平行的两部件之间通过一 层弹性密封材料或者刚性密土材料连接起来。
8. 根据权利要求5所述的三圆拱涵管，其特征在于，所述预制混凝土三圆拱涵管部件 之间的连接方式为一承插式接口，即两部件的连接处分为前、中、后段，分成的前段平行于 后段，并且前、后段分别连接处的两部件之间也平行；同时，所述中段的两部件分别设置有 一个凸起，并且两部件凸起的前半段互相平行，两部件凸起的后半段互相平行；而且，两部 件的凸起之间通过一层弹性密封材料连接起来。
9. 根据权利要求5所述的三圆拱涵管，其特征在于，所述预制混凝土三圆拱涵管部件 之间的连接方式为一带胶圈槽承插式接口，即两部件的连接处分为前、中、后段，分成的前 段平行于后段，并且前、后段分别连接处的两部件之间也平行；同时，所述中段的位于下端 部件上设置有两个凹面，并且两凹面与所述中段的位于上端部件之间通过弹性密封材料连 接；还有，在该两凹面上分别设置有一层胶圈槽。
10. 根据权利要求5所述的三圆拱涵管，其特征在于，所述预制混凝土三圆拱涵管部件 之间的连接方式为一钢承口带胶圈槽承插式接口，即以钢板卷制加工成涵管的承口，钢制 承口的一端与涵管的连接处的一部件连成一体，钢制承口的另一端通过设置在另一部件且 设计有胶圈的凹槽里的弹性密封材料做到与涵管的连接处的另一部件固定连接。
【文档编号】E01F5/00GK203904857SQ201420272651
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年5月26日 优先权日:2014年5月26日
【发明者】方卫红, 曹生龙 申请人:中泰国际高新技术有限公司