一种具有刚度增强结构的管道的制作方法

本实用新型涉及管道（管桥）技术领域，具有涉及一种具有刚度增强结构的管道。

背景技术：

管道以桥梁形式跨越河道、湖泊、公路、山谷等天然或人工障碍，即为管桥。管桥的共同特点是充分利用管道的承载能力，以增加跨度。管桥的输水管道通常采用钢管，管桥设计时需要进行管道强度和挠度验算。强度是指某种材料抵抗破坏的能力，即材料破坏时所需要的应力，一般只是针对材料而言。挠度是指弯曲变形时横截面形心沿与轴线垂直方向的线位移，挠度与荷载大小、构件界面尺寸以及构件材料的物理力学性能有关。

对一般跨度的管桥而言，管道危险截面的最大正应力及剪应力均小于Q235钢的容许应力215MPa，钢管的强度可满足要求。

根据《水工混凝土结构设计规范》，架空管道受弯构件（l0>10m）挠度限值为l0/500 ，当管桥跨度较大时，所选钢管最大计算挠度可能大于挠度限值，难以满足规范要求。

对于此，一般设计做法，通常通过减少管道跨度来减少计算挠度，以满足规范要求。但对于跨溪沟管桥，减少跨度意味着增加桥跨数，使得桥墩落于河道中，不利于行洪，桥墩承受水流冲击力，也不利用管桥基础安全，同时，会增大施工难度，增加投资。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有技术中的管道不能适应大跨度设计规范的问题，提供一种具有刚度增强结构的管道。具体技术方案如下。

一种具有刚度增强结构的管道，其特征在于，包括设置在所述管道外表面上的刚度增强结构，所述刚度增强结构为沿着所述管道轴向延伸的钢材。

进一步地，所述刚度增强结构为角钢，所述角钢沿着所述管道的周向均匀设置。优选地，所述角钢设置有4根。

进一步地，所述角钢为等边角钢，且所述角钢的两个底角边焊接在所述管道的外表面。

本实用新型的有益效果体现在：通过在管道周向均匀焊接等边角钢来增强管道的抗变形能力，通过增加这一简单结构，增大了管道截面惯性矩，从而减少了受弯构件挠度，在管道四周焊接的等边角钢可视为一种加强大跨度管桥中输水管道抗变形能力的补偿结构。角钢的两个底角边便于与管道的表面焊接形成焊接线，有利于提高角钢和管道的连接强度及可靠性，角钢的独特构造能够大大地增强角钢和管道的抗变形能力。本实施例具有效果好、造价低、取材便捷、施工速度快等特点，具有较好的推广价值。

附图说明

图1是管桥立面图；

图2是图1中的输水管道横断面图。

图中：1-管道、2-角钢。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

参见图1-2，本实施例以云南省昭通市绥江县城供水工程为例进行说明。输水管道从现有泉水取水室引出，采用管桥跨铜厂河后上213国道，伴213国道顺河沟左岸而下，至小江坡煤场处，采用管桥跨大汶溪再沿溪沟右岸山坡敷设至绥江县城新址，输水距离12.5km。输水管道在铜厂河处及双河口下游大汶溪小江坡煤场处，均采用管桥跨溪沟。

管桥处输水管道采用钢管，规格DN400，外径426mm，壁厚10mm，跨铜厂河时采用管桥方式，小江坡管桥全长61.9m，连续3跨，为减少对河流主河槽行洪的影响，中间最大单跨长24m，采用无梁板等上部结构，管道直接连续支撑于下部结构桥墩上。小江坡管桥单跨跨度较大，输水钢管的受力较为不利，故以小江坡管桥的受力状态进行输水管道结构计算。

经计算危险截面最大正应力为141.7 MPa，最大剪应力为16.3MPa，均小于Q235钢的容许应力215MPa，所选钢管强度满足要求。

根据《水工混凝土结构设计规范》，架空管道受弯构件挠度限值为l0/500 （l0为计算跨度），即48mm。因所选钢管最大计算挠度为61.9mm，大于规范规定的挠度限值，因此在管道外壁对称加焊2根L100×10等边角钢，由平行移轴公式计算得加焊角钢后管道惯性矩为46270×104mm4，由平面刚桁架模块计算得管道最大挠度为34.6mm，小于规范规定的挠度限值，满足规范要求。同时偏安全考虑，拟在管道四周等距对称焊接4根L100×10等边角钢。

图2是图1中输水钢管横断面图，通过在管道四周等距对称焊接4根L100×10等边角钢，减少了架空管道的挠度，加强了管桥中输水管道抗变形能力。

本实施例具有效果好、造价低、施工速度快等特点，具有较好的推广价值。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。