专利名称：混凝土井盖及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种井盖技术领域，具体是一种具有拱形外形、边界倾斜面支承和立体骨架增强的混凝土井盖及其制造方法。
背景技术：
传统的混凝土井盖往往采用板式外形，随着道路汽车超载现象日渐严重，该类板式的钢筋混凝土井盖由于整体的强度较低，在使用过程中极易破坏，从而威胁到交通通行和行人安全。此外，其它的两类井盖也存在如下的缺陷铸铁井盖因回收价值较大，容易 被盗；复合塑料井盖虽然美观轻便，但承载力不高。因此，在市政工程中急需开发高强、安全、价格低廉的新型井盖。根据检索，中国发明专利CN1401466A公开了一种钢丝网增强混凝土井盖的制作方法，主要是在纤维混凝土井盖的结构中增加了一层或多层钢丝，以提高井盖的抗裂性能和耐久性。该方法能够提高混凝土的开裂性能，但由于结构形式仍为传统的板式结构和未考虑设置抗剪筋，混凝土的抗弯性能和抗冲切性能提高有限。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的不足和缺陷，提供一种混凝土井盖及其制造方法，根据拱形结构的压弯组合受力特性，利用拱形结构的倾斜支座产生面内压应力作用，从而提高了井盖的抗冲切能力和抗弯能力。同时在上下表面分别采用钢丝/钢筋网和竖向拉结筋焊接形成立体骨架进行增强，使其能够大大改善传统混凝土窨井盖的抗裂性能和抗冲击性能，提高承载力。本发明的技术解决方案如下
一种混凝土井盖，包括盖板和井座，其特点在于，所述的盖板上表面为水平，下表面为拱形，盖板内部设有立体骨架。所述的立体骨架由上层钢丝网、下层钢筋网和竖向钢丝焊接而成。利用细的钢丝和粗的钢筋相结合通过焊接形成骨架，对混凝土在三维空间上进行增强。所述的钢丝直径为2mm 5mm ;钢筋直径为6mm 25mm ;水平方向的网格间距为30mm IOOmm0所述的盖板下表面用中心对称的球面和椭球面几何公式表达。所述的盖板与井座的结合面全部为倒锥形或者部分为倒锥形。所述倒锥形的锥顶角的半角为3(Γ65度，优选45度或60度角。通过具有一定斜率的井座，使井座能够在外力作用时对盖板产生面内反力，从而使盖板的受力形式从平板变为壳体，受力更趋于合理。所述盖板下表面外圈设有水平的抬肩。盖板上表面水平，下表面为拱形，下表面可以用中心对称的球面和椭球面几何公式表达；盖板中心厚度最薄，以盖板中心向边缘逐步增厚；盖板与支座的边界面为倒锥形面。盖板混凝土中央部位较薄而边缘支座处较厚，能够使井盖混凝土用量比较经济，且盖板边缘的较厚的厚度能够使盖板在支座反力作用时不致引起破坏。盖板的平面形状可以为圆形或矩形或其它形状，但以圆形为优选。为了提高边缘的抗冲击性能，可在盖板的外边缘设钢围板来包裹混凝土。盖板内部设有钢丝和钢筋组成的立体骨架，上层受压面采用双向钢丝网片，下层球面或椭球面采用双向钢筋网片，上层钢丝和下层钢筋在节点上有垂直拉结钢丝焊接形成立体骨架。由于钢丝和钢筋组成立体骨架整体性好，使井盖的受力分散比较均匀，不再容易出现局部的破坏。骨架底部采用较粗的钢筋，能够承受井盖底部的拉力，上部细密的钢丝则 分散了汽车的冲击荷载和温度应力，垂直方向的钢丝则起到传递剪切应力的作用。井盖混凝土采用细骨料混凝土，最大骨料粒径为20mm。除钢丝和钢筋组成的立体骨架作为主要增强材料外，可另在混凝土掺入一种或多种短纤维材料作为次要增强材料。一种混凝土井盖的制造方法，其特点在于，该方法包括如下步骤
(I)立体骨架的预制裁制钢丝和钢筋，焊接成上表面钢丝网片和下表面钢筋网片，将下表面钢筋网片冲压成球面或椭球面，根据井盖厚度和保护层厚度将竖向拉结钢丝焊接在上表面钢丝网片和下表面钢筋网片节点之上，形成立体骨架。(2)裁制井座用钢筋并绑扎。(3)分别制作盖板模板和井座模板。(4)将立体骨架安置于盖板模板内，将普通钢筋安置于井座模板内，并固定。(5)拌制混凝土或纤维混凝土，分别浇筑盖板和井座。(6)养护25-30天后，拆模。与现有技术相比本发明具有以下优点利用拱形盖板形成空间意义上的壳体来承受面内压力和面外弯矩，而立体骨架增强混凝土后的井盖在抗冲击性能和抗疲劳性能方面均优于混凝土平板井盖，大大提高了混凝土井盖在市政工程中的使用寿命。由于材料中钢的含量很低，避免出现铸铁井盖那样容易被盗的问题。
图I为本发明混凝土井盖的平面示意图。图2为本发明混凝土井盖的剖面图(全部倒锥形)。图3为本发明混凝土井盖的剖面图(部分倒锥形)。图4为本发明混凝土井盖的三维剖面图(全部倒锥形)。图5为本发明混凝土井盖三维剖面图(部分倒锥形)。
具体实施例方式为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，但不应以此限制本发明的保护范围。一种混凝土井盖，包括盖板I和井座2，盖板上表面为水平，下表面为拱形1，下表面可以用中心对称的球面和椭球面几何公式表达；盖板由混凝土浇筑而成，混凝土内可以掺入一种或多种短纤维材料作为次要增强材料。盖板内部设有立体骨架3。立体骨架3由上层钢丝网31、下层钢筋网32和竖向钢丝33焊接而成。盖板下表面外圈设有水平的抬肩50井座2为钢筋增强的混凝土结构，盖板I与井座2的结合面全部为倒锥形(参见图I )，倒锥形的锥顶角的半角为30度 65度，优选的，45度或60度角。为了施工方便，盖板I与井座2的结合面也可以是部分倒锥形(图2)，由上部的垂直面41和下部的斜面42组成，但上部垂直面不超过总界面的面积的50%。本发明混凝土井盖的制造方法如下
(I)裁制井盖用钢丝和钢筋，焊接成上表面钢丝网片和下表面钢筋网片，将下表面钢筋网片冲压成球面或椭球面，根据井盖厚度和保护层厚度将竖向拉结钢丝焊接在上表面钢丝网片和下表面钢筋网片节点之上，形成立体骨架。
(2)裁制井座用钢筋并绑扎。 (3)分别制作盖板和井座的模板。(4)将立体骨架安置与盖板模板内，将普通钢筋安置于井座模板内，并固定。(5)拌制混凝土或纤维混凝土,烧筑盖板和井座。(6)养护25-30天后，拆模。实施例I :
一种拱形混凝土井盖为B级井盖。混凝土采用C30细骨料混凝土，钢丝直径为3mm，钢筋直径为16mm,双向网格间距均为80mm,井盖形心厚度为60mm,井盖抬肩处厚度为120mm。盖板边界为60度全部倾斜。本实例比同样混凝土强度的普通混凝土井盖的破坏荷载提高了约 120%ο实施例2
一种拱形混凝土井盖为A级井盖。混凝土采用离心式生产，蒸汽养护，混凝土强度达到C70。钢丝直径为5mm，钢筋直径为20mm，双向网格间距均为50臟，井盖形心厚度为80臟，井盖抬肩处厚度为160mm。盖板边界为45度全部倾斜。本实例比同样混凝土强度的普通混凝土井盖的破坏荷载提高了约90%。
权利要求
1.一种混凝土井盖，包括盖板(I)和井座(2)，其特征在于，所述的盖板上表面为水平，下表面为拱形(I)，盖板内部设有立体骨架(3 )。
2.根据权利要求I所述的混凝土井盖，其特征在于，所述的立体骨架(3)由上层钢丝网(31)、下层钢筋网(32)和竖向钢丝(33)焊接而成。
3.根据权利要求2所述的混凝土井盖，其特征在于，所述的钢丝直径为2mm 5mm;钢筋直径为6mm 25mm ;水平方向的网格间距为30mm 100mm。
4.根据权利要求2所述的混凝土井盖，其特征在于，所述的盖板(I)下表面用中心对称的球面和椭球面几何公式表达。
5.根据权利要求I所述的混凝土井盖，其特征在于，所述的盖板(I)与井座(2)的结合面全部为倒锥形或者部分为倒锥形。
6.根据权利要求5所述的混凝土井盖，其特征在于，所述倒锥形的锥顶角的半角为45度或60度角。
7.根据权利要求1-6任一项所述的混凝土井盖，其特征在于，所述盖板下表面外圈设有水平的抬肩(5)。
8.—种混凝土井盖的制造方法，其特征在于，该方法包括如下步骤 (1)立体骨架的预制裁制钢丝和钢筋，焊接成上表面钢丝网片和下表面钢筋网片，将下表面钢筋网片冲压成球面或椭球面，根据井盖厚度和保护层厚度将竖向拉结钢丝焊接在上表面钢丝网片和下表面钢筋网片节点之上，形成立体骨架； (2)裁制井座用钢筋并绑扎； (3)分别制作盖板模板和井座模板； (4)将立体骨架安置于盖板模板内，将普通钢筋安置于井座模板内，并固定； (5)拌制混凝土或纤维混凝土，分别浇筑盖板和井座； (6)养护25-30天后，拆模。
全文摘要
本发明公开了一种混凝土井盖，包括盖板和井座，盖板上表面为水平，下表面为拱形，盖板内部设有立体骨架，立体骨架由上层钢丝网、下层钢筋网和竖向钢丝焊接而成。本发明利用拱形盖板形成空间意义上的壳体来承受面内压力和面外弯矩，而立体骨架增强混凝土后的井盖在抗冲击性能和抗疲劳性能方面均优于混凝土平板井盖，大大提高了混凝土井盖在市政工程中的使用寿命。由于材料中钢的含量很低，避免出现铸铁井盖那样容易被盗的问题。
文档编号E02D29/14GK102852163SQ201210389168
公开日2013年1月2日 申请日期2012年10月15日 优先权日2012年10月15日
发明者王增春, 沈成蹊, 叶珺 申请人:上海交通大学