CN106247009A - 金属管轴向顶推力传递系统 - Google Patents

Abstract

本发明金属管轴向顶推力传递系统，包括套设在金属管外部的传力装置，所述传力装置的承口A内壁上设置有沿所述内壁径向向内伸出的顶推面，所述传力装置上还设置有顶推法兰，所述顶推法兰上连接有筋板，所述传力装置中部设置有若干个注浆孔，若干个注浆孔沿所述金属管的圆周方向分布，所述传力装置与金属管之间装设有密封胶圈。其目的是为了提供一种结构简单、操作简便、加工成本低、生产率高、质量控制效果好的金属管轴向顶推力传递系统。

Description

金属管轴向顶推力传递系统

技术领域

本发明涉及一种球墨铸铁顶管或桩管施工设备，特别是涉及一种金属管轴向顶推力传递系统。

背景技术

如图1a、图1b所示，现有非开挖用球墨铸铁顶管是在普通球墨铸铁管5＇的基础上进行改进而形成的一种应用于非开挖顶进施工的产品，其通过在普通球墨铸铁管5＇外壁衬上一定厚度的水泥砂浆4＇，并在插口部位焊接顶推法兰2＇及加强筋1＇，从而形成利用插口顶推法兰2＇顶推承口端面的顶推力传递结构，以此实现顶管的顶进施工。这种类型的球墨铸铁顶管产品采用传统的滑入式接口与密封胶圈3＇，密封可靠，安装简单方便，其顶推法兰2＇及加强筋1＇通过焊接方式固定在普通球墨铸铁管5＇的管体上。由于顶推法兰2＇及加强筋1＇与球墨铸铁管5＇管体材质不同，只能采用高镍焊材进行焊接，焊接工艺要求苛刻，焊接质量不易控制，焊接工艺也不易实现自动化，生产率极低的同时还大大增加了生产成本，不利于产品的未来发展。

如图2所示，现有的球墨铸铁桩管是通过承插口的锥面配合满足桩管安装和施工使用要求的，其接口形式简单，易于安装，通过承口外锥面7＇＇和插口内锥面5＇＇的配合进行桩管施工时夯击力传递并辅助定向。目前市场产品主要以小规格为主，但即使是小规格产品，由于其对于承口外锥面7＇＇和插口内锥面5＇＇的精度要求较为严格，所以加工成本较高。

鉴于球墨铸铁管产品较好的综合防腐能力及力学性能，国内几家较大的市政、工程设计院都提出扩大球墨铸铁桩管规格的想法，那么，使用上述现有的球墨铸铁桩管将面临两大难题，首先就是随着规格的增大，需要付出更大的加工代价以达到合格的承插口锥面精度，否则，在施工过程中极易出现管子被挤扁或插口插入超深越过承口内端面6＇＇的情况，从而导致不可预见的不利问题。同时，作为结构桩，产品的接口部位还要具有良好的抗拔脱特性，上述两大难题亟待解决。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、操作简便、加工成本低、生产率高、质量控制效果好的金属管轴向顶推力传递系统。

本发明金属管轴向顶推力传递系统，包括套设在金属管外部的传力装置，所述传力装置的承口A内壁上设置有沿所述内壁径向向内伸出的顶推面，所述传力装置上还设置有顶推法兰，所述顶推法兰上连接有筋板，所述传力装置中部设置有若干个注浆孔，若干个注浆孔沿所述金属管的圆周方向分布，所述传力装置与金属管之间装设有密封胶圈。

本发明金属管轴向顶推力传递系统，球墨铸铁顶管A的插口插入所述承口A内后其插口端面与所述顶推面面接触，所述传力装置的插口插入球墨铸铁顶管B的承口内后，所述顶推法兰与所述球墨铸铁顶管B的承口端面面接触。

本发明金属管轴向顶推力传递系统，球墨铸铁桩管A的插口插入所述承口A内后，所述球墨铸铁桩管A的插口端面与顶推面面接触且所述传力装置的承口内壁与所述球墨铸铁桩管A的插口外壁面之间过盈配合，所述传力装置的插口插入球墨铸铁桩管B的承口内且二者过盈配合，所述顶推法兰与球墨铸铁桩管B的承口端面面接触。

本发明金属管轴向顶推力传递系统，其中所述传力装置的承口A与球墨铸铁桩管A的插口之间通过销轴A固定，所述传力装置的插口与球墨铸铁桩管B的承口之间通过销轴B固定，所述销轴A、销轴B均沿承口A的圆周方向均布。

本发明金属管轴向顶推力传递系统，还包括圆锥形的顶推头，所述顶推头的粗端插入所述桩管的插口内后，所述桩管的插口内壁与所述粗端面接触且过盈配合。

本发明金属管轴向顶推力传递系统，其中所述顶推面上设置有环状凸缘，所述环状凸缘的截面为圆锥形。

本发明金属管轴向顶推力传递系统，其中所述顶推头的锥形角的角度θ为30～180度。

本发明中的传力装置作为独立的顶推力传递结构，可以一体铸造成型，大大提高了生产效率，降低了生产成本，质量控制较好，在此基础上，该传力装置还传承了现有技术中顶管接口安装简单、密封可靠的特点。

综上所述，本发明针对现有顶管及桩管的特点，提出了新的金属管轴向顶推力传递系统，该系统至少具有以下有益效果：

1、用于轴向顶推施工的金属管不再需要焊接顶推法兰及筋板，可以直接利用经过简单处理的无轴向力传递结构的普通球墨铸铁管即可实现轴向顶推管道施工；

2、传力装置可以进行轴向推力的稳定传递，该装置可一体铸造，无需焊接，生产率高，质量可控，颠覆了现有顶管、桩管产品；

3、采用配套的顶推头进行顶推施工时，可以保证管道安装方向的准确性，同时还可以减小阻力，能够适应各种土质。

下面结合附图对本发明金属管轴向顶推力传递系统作进一步说明。

附图说明

图1a为现有球墨铸铁顶管装配主视局部剖视图；

图1b为现有球墨铸铁顶管装配又一主视局部剖视图；

图2为现有球墨铸铁桩管主视剖视图；

图3a为本发明金属管轴向顶推力传递系统中顶推套的主视局部剖视图；

图3b为图3a的左视局部剖视图；

图4为利用本发明金属管轴向顶推力传递系统的传力装置进行顶管施工的主视局部剖视图；

图5为利用本发明金属管轴向顶推力传递系统的传力装置进行桩管施工的主视局部剖视图；

图6为本发明金属管轴向顶推力传递系统中顶推头和桩管装配状态主视局部剖视图。

具体实施方式

实施例一：

如图3a、图3b所示，本实施例中的金属管道为球墨铸铁顶管，传力装置15套设在球墨铸铁顶管外部，传力装置15的承口A8内壁上设置有沿内壁径向向内伸出的顶推面9，传力装置15上还设置有顶推法兰12，顶推法兰12上连接有筋板11，传力装置15中部设置有若干个注浆孔13，若干个注浆孔13沿球墨铸铁顶管的圆周方向分布，传力装置15与球墨铸铁顶管之间装设有密封胶圈3。

结合图4所示，为传力装置15用于顶管施工时的示意图：球墨铸铁顶管A14的插口插入承口A8内后其插口端面16与顶推面9面接触，实现顶推力的稳定传递。传力装置15的插口插入球墨铸铁顶管B18的承口内后，顶推法兰12与球墨铸铁顶管B18的承口端面面接触，实现顶推力的稳定传递。球墨铸铁顶管A14和球墨铸铁顶管B18均与传力装置15配合，三者的接口形式为普通滑入式接口，有环形密封胶圈3进行密封。球墨铸铁管A14插入传力装置15承口A8内时，为保证对中效果，可在顶推面9上设置环状凸缘10，环状凸缘10的截面为圆锥形，当球墨铸铁顶管A14的插口插入承口A8内时，球墨铸铁顶管A14的插口会顺着环状凸缘10的截面滑动进行自动对中校正，最终滑至顶推面9上。注浆孔13在必要的时候进行润滑注浆及反注浆，保证施工质量。

实施例二：

如图5所示，球墨铸铁桩管A19的插口插入承口A8内后，球墨铸铁桩管A19的插口端面与顶推面9面接触且传力装置15的承口内壁20与球墨铸铁桩管A19的插口外壁面之间过盈配合，传力装置15的插口插入球墨铸铁桩管B26的承口内且二者过盈配合，顶推法兰12与球墨铸铁桩管B26的承口端面面接触。上述过盈配合的设计避免了通过桩管锥面传递顶推力，降低了产品加工的难度及成本，同时保证了桩管安装的垂直度，保证桩管安装定向的准确性，而面接触的设置则有利于实现顶推力的可靠传递。为实现桩管与传力装置15接口处的自锁，传力装置15的承口A8与球墨铸铁桩管A19的插口之间通过销轴A21固定，传力装置15的插口与球墨铸铁桩管B26的承口之间通过销轴B25固定，销轴A21、销轴B25均沿承口A8的圆周方向均布，保证了桩管在使用过程中能够被锁定，保证接口的抗拔脱及抗弯性能，以适应地坑复杂、恶劣的结构桩受力状况。

本实施例中顶推力的传递形式与实施例一相同，保证了接口配合的紧密性与稳定性。

实施例三：

如图6所示，本发明金属管轴向顶推力传递系统还包括圆锥形的顶推头28，顶推头28左侧的粗端插入位于顶推头28左侧的桩管27的插口内后，桩管27的插口内壁30与粗端面接触且过盈配合，本实施例顶推力的传递方式与图5所示实施例二中球墨铸铁桩管A19与传力装置15传递顶推力的形式相同，即通过插口端面和与之接触的端面传递顶推力，保证接口配合的紧密性与稳定性，顶推头28的一端位于桩管27施工的起始端，其锥形角的结构形式保证了桩管27压入土壤中时定向与减阻的特点。顶推头28的锥形角的角度θ为30～180度，当然，该顶推头28的锥形角角度θ大小可根据土质情况进行调整，以满足桩管27在地下各种土质的定向顶进、保证较好承载力为准，此处不一一列举。

上述3个实施例中的顶管或桩管均为球墨铸铁管，本发明也适用于行业内常用的其它金属管，此处不赘述。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种金属管轴向顶推力传递系统，其特征在于：包括套设在金属管(14、18、19、26、27)外部的传力装置(15)，所述传力装置(15)的承口A(8)内壁上设置有沿所述内壁径向向内伸出的顶推面(9)，所述传力装置(15)上还设置有顶推法兰(12)，所述顶推法兰(12)上连接有筋板(11)，所述传力装置(15)中部设置有若干个注浆孔(13)，若干个注浆孔(13)沿所述金属管(14、18、19、26、27)的圆周方向分布，所述传力装置(15)与金属管(14、18、19、26、27)之间装设有密封胶圈(3)。

2.根据权利要求1所述的金属管轴向顶推力传递系统，其特征在于：球墨铸铁顶管A(14)的插口插入所述承口A(8)内后其插口端面(16)与所述顶推面(9)面接触，所述传力装置(15)的插口插入球墨铸铁顶管B(18)的承口内后，所述顶推法兰(12)与所述球墨铸铁顶管B(18)的承口端面面接触。

3.根据权利要求1所述的金属管轴向顶推力传递系统，其特征在于：球墨铸铁桩管A(19)的插口插入所述承口A(8)内后，所述球墨铸铁桩管A(19)的插口端面与顶推面(9)面接触且所述传力装置(15)的承口内壁(20)与所述球墨铸铁桩管A(19)的插口外壁面之间过盈配合，所述传力装置(15)的插口插入球墨铸铁桩管B(26)的承口内且二者过盈配合，所述顶推法兰(12)与球墨铸铁桩管B(26)的承口端面面接触。

4.根据权利要求3所述的金属管轴向顶推力传递系统，其特征在于：所述传力装置(15)的承口A(8)与球墨铸铁桩管A(19)的插口之间通过销轴A(21)固定，所述传力装置(15)的插口与球墨铸铁桩管B(26)的承口之间通过销轴B(25)固定，所述销轴A(21)、销轴B(25)均沿承口A(8)的圆周方向均布。

5.根据权利要求4所述的金属管轴向顶推力传递系统，其特征在于：还包括圆锥形的顶推头(28)，所述顶推头(28)的粗端插入所述桩管(27)的插口内后，所述桩管(27)的插口内壁(30)与所述粗端面接触且过盈配合。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的金属管轴向顶推力传递系统，其特征在于：所述顶推面(9)上设置有环状凸缘(10)，所述环状凸缘(10)的截面为圆锥形。

7.根据权利要求6所述的金属管轴向顶推力传递系统，其特征在于：所述顶推头(28)的锥形角的角度θ为30～180度。