CN105042213A - 一种预制竹复合管廊及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预制竹复合管廊，由若干个预制管节连接而成，该管节包括管体、承力构件、竖直支撑梁、水平支撑梁和管道支架，该管体径向由内至外依次包括内衬层、结构层和外防护层，该内衬层包括阻燃树脂和阻燃织物，该结构层至少包括若干层粘附有水溶性树脂的竹篾层，该外防护层至少包括阻燃树脂，该承力构件固定在该管体的内表面上。还公开了一种制作预制竹复合管廊的方法，包括管体的制备，该管体的制备方法包括：（1）制备内衬层，（2）制备结构层，（3）制备外防护层。本发明利用竹材制成预制管廊，强度好、质量轻，成本低，防渗性好，抗震性强，施工方便，由此解决了现有综合管廊耗材多，建设工程量大，施工周期长，造价高的技术问题。

Description

一种预制竹复合管廊及其制作方法

技术领域

本发明属于市政设施领域，尤其涉及一种预制竹复合管廊及其制作方法。

背景技术

综合管廊是建于城市地下用于敷设市政管线的市政设施。其集电力、通信、广电、燃气、给排水、热力等多种市政管线于一体，有效地利用了道路下的空间，节约地下空间资源，也杜绝了各专业管线分别不定期开挖，对道路通行和周边环境造成的影响，彻底解决了“马路拉链”、“空中蜘蛛网”等问题。

目前，综合管廊不管是现浇式还是预制式，大多采用钢筋混凝土结构，但是这种结构防渗漏性和抗震性较差，并且耗费材料多，建设工程量大，施工周期长，造价高，越来越难以适应现代化城市建设的需求。

发明内容

针对现有技术的以上问题，本发明的目的在于提供一种预制竹复合管廊及其制作方法，利用绿色环保、资源可再生的竹材制成预制管节再连接成管廊，防渗防水性好，抗震性强，强度高、质量轻、材料成本低、生产和施工方便，替代现有的钢筋混凝土结构，由此解决现有综合管廊防渗漏性和抗震性较差，耗材多，建设工程量大，施工周期长，造价高的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种预制竹复合管廊，该管廊的断面呈圆形，由若干个预制管节连接而成，该管节包括管体、承力构件、竖直支撑梁、水平支撑梁和管道支架，该竖直支撑梁和水平支撑梁均位于垂直于该管体轴向的平面上，该管体径向由内至外依次包括内衬层、结构层和外防护层，该内衬层包括阻燃树脂和阻燃织物，该结构层至少包括若干层粘附有水溶性树脂的竹篾层，该外防护层至少包括阻燃树脂，该承力构件固定在该管体的内表面上，该竖直支撑梁、水平支撑梁和管道支架均连接在该承力构件上。

本发明上述技术方案与现有技术相比，创新性地采用竹材作为主要增强材料，绿色环保，资源可再生，使制得的竹复合管廊生产成本低、生产过程节能环保，而且由于竹材优异的弹性模量使制得的管廊抗形变能力强，进而具有比钢筋混凝土结构更好的抗震性和抗地质沉降能力，使其对地基强度要求较低，减小了工程量，而且质量轻使得施工方便，采用预制管节的方式连接成管廊，使得工程量小，施工方便，减少工程周期，造价低。完全可以替代现有的钢筋混凝土结构应用于地下管廊结构。具体而言，管节的管体利用阻燃树脂和阻燃织物制成内衬层，形成光滑、防渗防水、耐腐蚀的管体内壁，利用阻燃树脂制成的外防护层，保护内部结构，使管体外表面具有防渗防水、耐腐蚀性，并且由于内衬层、结构层、外防护层树脂均采用阻燃或难燃树脂，且内衬层使用的织物是具有阻燃性的阻燃织物，使得制得的管体整体具有防火性。在管体内部设置竖直支撑梁和水平支撑梁为管体提供水平方向和竖直方向的支撑力，使整体结构稳固耐用。在管体内表面上设置承力构件与其他内部结构连接，保证给予其他内部结构足够的支承力。由管体、承力构件、竖直支撑梁、水平支撑梁、管道支架共同组装成管节。这样的结构设置使整个管节耐腐蚀性高、防渗防水性好、抗震性强、防火性好，结构稳固，使用寿命长。再由预制好的管节连接成管廊，使得工程量小，施工方便，减少工程周期，造价低。

可选地，该竹篾层的水溶性树脂为水溶性氨基树脂。水溶性树脂与植物具有很好的亲合性，而水溶性氨基树脂与竹材具有更好的结合性，制得的结构层强度高，质量好，使用寿命长。

可选地，该承力构件呈圆环形，该承力构件固定在该管体的内表面上的固定方式是粘接在该管体的内表面上。采用圆环形承力构件粘接在管体内表面上使得节省材料的同时连接牢固可靠。

可选地，在该管体外表面上对应该管体内表面连接有该承力构件的位置套装有不锈钢护套。这样可以进一步加强受力点的管壁强度，使结构更加稳固耐用。

可选地，该水平支撑梁位于该管体圆形断面圆心的下方，该水平支撑梁沿该管体轴向在同一平面上平行布置多个，在该平行的水平支撑梁之间及不同该管节的该水平支撑梁之间连接有连杆，在该连杆和水平支撑梁上铺设有盖板，该盖板上设置有栅格，该盖板的下方设置为排水沟。这样的结构设置，在保证提供水平方向的支撑力的同时，还可以利用其构造成支撑底板供人或车辆行走，在盖板上设置栅格可以使管廊内的管道漏水等产生的水分通过栅格流到盖板下方，将盖板下方与管体形成的空间设置为排水沟就可以直接将水排出去。

可选地，该承力构件、竖直支撑梁、水平支撑梁、管道支架、盖板和连杆均为不锈钢材质。采用不锈钢材质刚度高，经久耐用，耐腐蚀，使用寿命长。

可选地，在垂直于该管体轴向的同一平面内该竖直支撑梁设置为两个，分列于该管体两侧，该竖直支撑梁沿该管体轴向平行布置多个，两列相对设置的该竖直支撑梁之间形成检修通道，在该管体两侧该竖直支撑梁与该承力构件之间连接有管道支架。采用这种结构可以充分利用管廊内部空间，中间设置为检修通道，两边设置管道支架，方便检修。

可选地，该管节连接成管廊的连接方式是法兰连接或套管连接。采用法兰或套管可以将直筒形的管节稳固连接起来，使管节仅需要加工成直筒装即可，加工方便，节省生产时间。

可选地，该结构层还包括由矿砂和树脂混合而成的砂胶层，该砂胶层位于该竹篾层之间。在结构层增加砂胶层，可以进一步增大管壁的刚度。

按照本发明的另一个方面，还提供了一种制作预制竹复合管廊的方法，包括管体的制备，该管体的制备方法包括如下步骤：

（1）制备内衬层：将粘附有阻燃树脂的阻燃织物在管模具上缠绕若干层，经固化后形成内衬层；

（2）制备结构层：将竹篾连接成连续长的竹篾带，将竹篾带粘附上阻水溶性树脂后缠绕在该内衬层上若干层，经固化后形成结构层；

（3）制备外防护层：在该结构层上均匀涂覆一层阻燃树脂，经固化后形成外防护层。

采用缠绕工艺将竹篾制成管状，生产效率高，生产周期短，并且能够最大化的发挥竹材的拉伸强度且制得的管体无应力缺陷分布，保留了竹材自身优异的拉伸强度和弹性模量使树脂交联固化后形成的管壁强度高，弹性模量高，抗震性好。

附图说明

图1是本发明实施例1中的预制竹复合管廊断面结构示意图；

图2是本发明实施例2中的预制竹复合管廊断面结构示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的结构，其中：1-管体；11-内衬层；12-结构层；13-外防护层；14-砂胶层；2-承力构件；3-竖直支撑梁；4-水平支撑梁；5-管道支架；6-排水沟；7-检修通道。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例1

本发明的一个实施例如图1所示，图1为一种预制竹复合管廊断面结构示意图，该管廊断面呈圆形，由若干段预制管节连接而成。该管节包括管体1、承力构件2、竖直支撑梁3、水平支撑梁4和管道支架5。管体1径向由内至外依次为内衬层11、结构层12和外防护层13，内衬层11和外防护层13均用以保护结构层12，使管体1防水、防渗漏、耐腐蚀，延长使用寿命，结构层12为管体1的主要增强结构。内衬层11包括阻燃树脂和阻燃织物，阻燃树脂可以为乙烯基酯树脂、环氧树脂等防水性、耐腐蚀性好的树脂，还可以在树脂中加入固化剂等填料，阻燃织物可以为具有阻燃性的无纺布、网格布、针织毡等织物；外防护层13至少包括阻燃树脂，可以为乙烯基酯树脂、环氧树脂等防水性、耐腐蚀性好的树脂，还可以加入固化剂、染料等填料；结构层12至少包括若干层粘附有水溶性树脂的竹篾层。该竹篾层所使用的水溶性树脂优选为水溶性氨基树脂，因为水溶性氨基树脂与竹篾的结合性最好。由于结构层12采用竹篾制成，使得管体1及其生产制作过程绿色环保，在保证强度的同时，质量轻，运输及施工方便，且竹子为可再生资源，原材料成本低。由于管体1的内衬层11和外防护层13均使用的是阻燃树脂，结构层12使用的是水溶性氨基树脂，水溶性氨基树脂本身就具有很高的难燃性，可以达到难燃A级，因此管体1整体具有很好的防火性。在管体1的内表面上固定有承力构件2，用以支承连接竖直支撑梁3、水平支撑梁4和管道支架5，为竖直支撑梁3、水平支撑梁4和管道支架5连接到管体1上提供足够的支承力。承力构件2可以为任意形状，只要能够起到增大承力作用即可，但为了既节省材料又保证承力构件2与管体1连接牢靠且使加工使用方便，优选为呈圆环形，该圆环形承力构件2可以为一体式也可以为分体式，分体式即承力构件2由多段弧形分构件连接成圆环形整体。在本实施例中，承力构件2为圆环形，该承力构件固定在该管体的内表面上的固定方式可以是预埋在该管体的内衬层中、粘接在该管体的内表面上等多种方式。由于粘接方式加工简单且连接牢靠，优选采用粘接方式。可以利用环氧树脂、橡胶型树脂等胶黏剂进行粘接，之后固化完成粘接。该竖直支撑梁3和水平支撑梁4均位于垂直于该管体1轴线的平面上，用以给圆筒形的管体1提供竖直方向和水平方向的支撑力，以使其能够被长久、安全、稳固的使用下去。在本实施例中，水平支撑梁4位于管体1圆形断面圆心的下方，沿管体1轴向在同一平面上平行设置多个，在平行的水平支撑梁4之间及不同管节的水平支撑梁4之间连接有连杆，在该连杆和水平支撑梁4上铺设有盖板，形成用以行走的支撑底板。该盖板的下方设置为排水沟6，该盖板上设置有栅格，用以使管廊内的积水（如管道漏水等）从栅格中漏到排水沟6内排出。本实施例中，竖直支撑梁3一端连接在承力构件2上，另一端连接在水平支撑梁4上，在垂直于管体1轴向的同一平面内该竖直支撑梁3设置为两个，分列于管体1的两侧，该竖直支撑梁3沿管体1轴向平行布置多个，两列相对设置的竖直支撑梁3之间形成检修通道7，在管体1两侧该竖直支撑梁3与该承力构件2之间连接有管道支架5。管道支架5一端连接在承力构件2上，另一端连接在竖直支撑梁3上，用以架设管道。为了使管道架设方便，可以将竖直支撑梁3从下至上分段连接，每连接好一段竖直支撑梁3，在其与承力构件2之间水平方向就连接好一层管道支架5，然后将需要铺设在该管道支架5上的管道架设上，再进行更上一层的竖直支撑梁3和管道支架5的连接，直至连接到管体1的顶端。上述水平支撑梁4、竖直支撑梁3、管道支架5、承力构件2、盖板和连杆优选采用不锈钢材质，耐腐蚀，使用寿命长，刚度高。上述水平支撑梁4、竖直支撑梁3、管道支架5与承力构件2的连接方式及水平支撑梁4与竖直支撑梁3、管道支架5与竖直支撑梁3之间的连接方式可以采用螺栓连接或焊接等方式。将管体1与承力构件2、竖直支撑梁3、水平支撑梁4和管道支架5组装成管节，然后再将组装好的管节连接成管廊。管体1如果口径不大适宜运输时可以在工厂内生产好后运到工程现场进行装配，如果口径较大不适宜运输时，可以直接在工程现场生产，制作好后直接在现场装配连接，生产施工周期省去了运输的时间，更加提高效率。多个管节连接成管廊的连接方式优选为法兰连接或套管连接，这样管体1只需要制成直筒型，生产方便，效率高。连接好管节后，在不同管节的水平支撑梁4之间连接连杆，在水平支撑梁4和连杆上铺设盖板。为了使水平支撑梁4、连杆和盖板形成的支撑底板稳固可靠，还可以在该水平支撑梁4下方与承力构件2之间连接竖直支撑梁3，尤其是在该水平支撑梁4上方连接有竖直支撑梁3的位置对应的下方也连接竖直支撑梁3，增大该受力点的承力能力。可以将需要入廊的管道架设在管道支架5上，也可以在盖板上增加管道支座用以支承给水管道、再生水管道等。为了增大承力构件2处的支承力，可以在管体1外表面对应承力构件2所在位置设置不锈钢护套。

实施例2

本发明的一个实施例如图2所示，图2为一种预制竹复合管廊断面结构示意图，本实施例中结构层12还包括由矿砂和树脂混合而成的砂胶层14，该砂胶层14位于竹篾层之间。在竹篾层之间夹砂胶层14，可以增大管体1的刚度。其他同实施例1。

本发明实施例1-2所述的预制竹复合管廊采用竹材制成，绿色环保，资源可再生，材料成本低廉，制得的管廊强度高，质量轻，防渗漏性好，抗震性强，生产效率高，施工方便。

实施例3

一种制作预制竹复合管廊的方法，首先要制备管节的管体1，该管体1的制备方法包括如下步骤：

（1）制备内衬层11：将粘附有阻燃性树脂（如乙烯基酯树脂、环氧树脂等，也可以根据具体需要，在树脂中添加固化剂等填料）的阻燃性织物（如无纺布、针织毡、网格布等）在管模具上缠绕若干层，经固化后形成内衬层；具体在本实施例中可以操作如下：取阻燃性环氧树脂按比例加入固化剂，混合均匀，然后取具有阻燃性的玻璃纤维针织毡用该配制好的树脂浸透，缠绕在管模具上，缠绕2层后，进行固化，固化后形成内衬层11；

（2）制备结构层12：将竹篾制成连续状（例如，可以将竹篾平行紧密排列成行，沿纵向排列多行，将其缝合成连续长的竹篾带），卷成卷装在缠绕机上，在缠绕机的树脂槽内加入水溶性树脂（也可以根据具体需要，在树脂中添加填料，如固化剂等），本实施例中，加入水溶性氨基树脂并在其中混入一定比例的固化剂，然后开始缠绕工作，竹篾通过树脂槽粘附上水溶性树脂后螺旋交叉缠绕或环向排列缠绕在内衬层11上，缠绕若干层至设计厚度，经过固化后形成结构层；当结构层11还包括砂胶层14时，先将矿砂（如石英砂等）与树脂（如环氧树脂等）混合搅拌均匀，形成砂胶，然后在卷绕竹篾的同时，将该砂胶均匀淋在竹篾上，使砂胶随竹篾的缠绕一起缠绕进去，根据需要缠绕若干层，不需要继续缠绕砂胶层14时只需要停止淋浇；本实施例中可以采用80%质量比的石英砂与20%质量比的环氧树脂混合搅拌均匀制成砂胶；

（3）制备外防护层13：在结构层12上均匀涂覆一定厚度的阻燃树脂（如乙烯基酯树脂、环氧树脂等，也可以根据具体需要，在树脂中添加填料如防辐射填料），固化后即形成外防护层13。

制备好管体1后在其内壁上连接承力构件2，连接方式可以有很多种，如预埋，直接粘接等。如果采用预埋的方式，可以在缠绕内衬层11之前先在管模具上固设上承力构件2，然后在承力构件2的表面制作内衬层11，可以根据具体需要在管模具上平行布设多个承力构件2。如果采用粘接的方式，可以在管体1制备完成后，在其内表面上用环氧树脂等胶黏剂将承力构件2粘接上去，固化后形成稳固的连接；也可以制成内表面具有与承力构件2相匹配的凹槽的管体1，将承力构件2通过胶黏剂粘嵌在凹槽内，使连接更为稳固。承力构件2可以采用任意形状，本实施例中采用圆环形，可以将其制成多段，一段段粘接，最后连成完整的圆环形承力构件2粘接在管体1的内表面上。当承力构件2为圆环形时，为了进一步增大管壁的承力能力，优选在制得连接有该承力构件2的管体1后在其外表面上相应位置套装不锈钢护套。

采用本实施例所述的方法制备预制竹复合管廊，可以最大化的发挥竹材的拉伸强度和弹性模量，使得管廊强度高，管壁无应力缺陷分布，抗形变能力好，抗震能力强，抗地质沉降能力强。

管节内部结构可以根据实际需要进行调整，附图1-2只是提供一种结构方式。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种预制竹复合管廊，该管廊的断面呈圆形，其特征在于，该管廊由若干个预制管节连接而成，该管节包括管体、承力构件、竖直支撑梁、水平支撑梁和管道支架，该竖直支撑梁和水平支撑梁均位于垂直于该管体轴向的平面上，该管体径向由内至外依次包括内衬层、结构层和外防护层，该内衬层包括阻燃树脂和阻燃织物，该结构层至少包括若干层粘附有水溶性树脂的竹篾层，该外防护层至少包括阻燃树脂，该承力构件固定在该管体的内表面上，该竖直支撑梁、水平支撑梁和管道支架均连接在该承力构件上。

2.如权利要求1所述的预制竹复合管廊，其特征在于，该竹篾层的水溶性树脂为水溶性氨基树脂。

3.如权利要求1所述的预制竹复合管廊，其特征在于，该承力构件呈圆环形，该承力构件固定在该管体的内表面上的固定方式是粘接在该管体的内表面上。

4.如权利要求3所述的预制竹复合管廊，其特征在于，在该管体外表面上对应该管体内表面连接有该承力构件的位置套装有不锈钢护套。

5.如权利要求1所述的预制竹复合管廊，其特征在于，该水平支撑梁位于该管体圆形断面圆心的下方，该水平支撑梁沿该管体轴向在同一平面上平行布置多个，在该平行的水平支撑梁之间及不同该管节的该水平支撑梁之间连接有连杆，在该连杆和水平支撑梁上铺设有盖板，该盖板上设置有栅格，该盖板的下方设置为排水沟。

6.如权利要求1或5所述的预制竹复合管廊，其特征在于，该承力构件、竖直支撑梁、水平支撑梁、管道支架、盖板和连杆均为不锈钢材质。

7.如权利要求1或5所述的预制竹复合管廊，其特征在于，在垂直于该管体轴向的同一平面内该竖直支撑梁设置为两个，分列于该管体两侧，该竖直支撑梁沿该管体轴向平行布置多个，两列相对设置的该竖直支撑梁之间形成检修通道，在该管体两侧该竖直支撑梁与该承力构件之间连接有管道支架。

8.如权利要求1所述的预制竹复合管廊，其特征在于，该管节连接成管廊的连接方式是法兰连接或套管连接。

9.如权利要求1所述的预制竹复合管廊，其特征在于，该结构层还包括由矿砂和树脂混合而成的砂胶层，该砂胶层位于该竹篾层之间。

10.一种制作权利要求1-9任意一项所述的预制竹复合管廊的方法，其特征在于，包括管体的制备，该管体的制备方法包括如下步骤：

（1）制备内衬层：将粘附有阻燃树脂的阻燃织物在管模具上缠绕若干层，经固化后形成内衬层；

（2）制备结构层：将竹篾连接成连续长的竹篾带，将竹篾带粘附上水溶性树脂后缠绕在该内衬层上若干层，经固化后形成结构层；

（3）制备外防护层：在该结构层上均匀涂覆一层阻燃树脂，经固化后形成外防护层。