CN108915733B - 一种适用真空吸盘吸附的钢管片结构及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适用真空吸盘吸附的钢管片结构，属于水利水电土建工程技术领域，在吸附钢板上预先开螺栓孔，使用带密封垫圈的螺栓连接在钢管片的内弧钢板上，吸附钢板外围采用焊接的方法与钢管片的内弧钢板连接，在拆除吸附钢板时，只需使用碳弧气刨将吸附钢板外围的焊缝吹除以及拆掉所有连接螺栓即可。解决了带真空吸盘的拼装机对有隔腔的钢管片拼装及后续拆除难的问题；钢管片结构运至施工现场后可直接进行拼装，缩短工期，较小的人员、材料投入，后期可对吸附钢板进行回收利用，使得钢管片拼装成本大大降低；在后期弧形吸附钢板拆除简单、速度快，可将钢管片的所有隔腔显现出来，不影响隧洞二次混凝土衬砌时对钢管片隔腔填充密实的要求。

Description

一种适用真空吸盘吸附的钢管片结构及其制作方法
技术领域
本发明属于水利水电土建工程技术领域，具体地说，涉及一种适用真空吸盘吸附的钢管片结构。
背景技术
在盾构隧洞的初次衬砌施工中，按照设计的要求，后期需要在管片上开孔，如地铁施工中的联络通道开孔，引、排水隧洞出水口开孔等。钢管片自身具有强度高、可切割、可焊接、流水线生产的属性特点是其他衬砌材料无法取代的，近年来，钢管片在盾构施工中的应用越来越广泛，其在各类基础设施建设中起到了关键作用。随着盾构施工中管片拼装技术的发展，各类盾构机配套的管片拼装机在抓取管片的过程中基本上都为真空吸盘吸取，施工效率高，而且可以较好的避免混凝土管片的损坏，但对真空吸盘改造很困难。
钢管片的结构特点是内弧面存在很多隔腔，不利于真空吸盘的直接吸附，管片加工时，在其内弧面增加一块弧形钢板为真空吸盘提供吸附面，成为钢管片拼装时行之有效的方法。然而大多数盾构隧洞在设计上要满足结构强度、耐久性及防水等要求，需要进行隧洞二次混凝土衬砌施工，钢管片的空隔腔必须使用混凝土填充密实，为此，钢管片的弧形吸附板在后期隧洞二次混凝土衬砌施工前必须拆除。弧形吸附版在拆除时要尽量便捷，结合钢管片的生产工艺，弧形吸附板在钢管片加工成型后再焊接，使得吸附板背后的焊缝无法进行焊接。
发明内容
为了克服背景技术中存在的问题，本发明提供了一种适用真空吸盘吸附的钢管片结构，在吸附钢板上预先开螺栓孔，使用带密封垫圈的螺栓连接在钢管片的内弧钢板上，吸附钢板外围采用焊接的方法与钢管片的内弧钢板连接，在拆除吸附钢板时，只需使用碳弧气刨将吸附钢板外围的焊缝吹除以及拆掉所有连接螺栓即可。吸附钢板的大小满足真空吸盘吸附面积即可，节省制作成本。
为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：
所述的适用真空吸盘吸附的钢管片结构包括吸附钢板1、螺栓2、钢管片4、密封垫圈5，所述的吸附钢板1与钢管片4为弯曲具有幅度的板结构，且吸附钢板1的弯曲幅度与钢管片4的弯曲幅度一致，吸附钢板1与钢管片4上开设有与螺栓2匹配的螺孔，螺栓2连接吸附钢板1与钢管片4，螺栓2连接吸附钢板1与钢管片4时吸附钢板1的内侧设置有密封螺孔的密封垫圈5，吸附钢板1与钢管片4通过螺栓2连接后，吸附钢板1的外围与钢管片4的内弧进行分段焊接。
作为优选，所述的吸附钢板1采用10mm厚钢板的制成。
作为优选，所述的适用真空吸盘吸附的钢管片结构还包括密封垫3，所述的密封垫3与吸附钢板1的周边焊缝连接。
一种适用真空吸盘吸附的钢管片结构的制作方法，包含以下步骤：
1）吸附钢板1的螺栓孔制作：首先在平面的钢板原材料上放出吸附钢板的轮廓线，并将所有螺栓孔的位置定位，然后使用钻机进行钢板钻孔并检查打磨平整。
2）钢管片4的螺栓孔制作：钢管片4加工时，在吸附钢板1螺栓对应的钢管片4内弧钢板上钻内螺纹孔，保证螺纹孔的径向垂直度。
3）吸附钢板1的弯卷：将钢板弯曲机床的参数设置好后，在将钻完孔的钢板通过钢板弯曲机，注意钢板的弯曲方向与钢管片4内弧面平行，弯曲完成后，检查无误后按照吸附钢板1的轮廓线进行切割。
4）吸附钢板1的安装：待钢管片4加工结束并完成检测和防腐工序后，①将吸附钢板1放置在钢管片4的内弧面并采用螺栓2连接，在采用螺栓2连接的同时安装密封垫圈5，为吸附钢板1提前受应力集中变形，不要将螺栓2完全紧固；②将吸附钢板1的外围与钢管片4内弧钢板进行分段焊接；③将所有螺栓完全紧固。
5）钢管片结构出厂运至施工现场后，同混凝土管片拼装方法一样进行钢管片结构的拼装施工。
本发明的有益效果：
本发明在吸附钢板上预先开螺栓孔，使用带密封垫圈的螺栓连接在钢管片的内弧钢板上，吸附钢板外围采用焊接的方法与钢管片的内弧钢板连接，在拆除吸附钢板时，只需使用碳弧气刨将吸附钢板外围的焊缝吹除以及拆掉所有连接螺栓即可。解决了带真空吸盘的拼装机对有隔腔的钢管片拼装及后续拆除难的问题，理论、技术上的可行性，在具体实施的过程中成为了可能；钢管片结构运至施工现场后可直接进行拼装，因简便的操作，拼装效率高，缩短工期，较小的人员、材料投入，后期可对吸附钢板进行回收利用，使得钢管片拼装成本大大降低；在后期弧形吸附钢板拆除简单、速度快，可将钢管片的所有隔腔显现出来，不影响隧洞二次混凝土衬砌时对钢管片隔腔填充密实的要求。
附图说明
图1为本发明的平面示意图；
图2为本发明吸的侧面示意图；
图3为本发明吸附钢板构造平面示意图；
图4为本发明吸附钢板剖面构造示意图；
图5为本发明吸附钢板螺栓连接示意图。
图中，1-吸附钢板、2-螺栓、3-密封垫、4-钢管片、5-密封垫圈。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。
如图1-5所示，所述的适用真空吸盘吸附的钢管片结构包括吸附钢板1、螺栓2、钢管片4、密封垫圈5，所述的吸附钢板1与钢管片4为弯曲具有一定幅度的板结构，且吸附钢板1的弯曲幅度与钢管片4的弯曲幅度一致，吸附钢板1与钢管片4上开设有与螺栓2匹配的螺孔，螺栓2连接吸附钢板1与钢管片4，螺栓2连接吸附钢板1与钢管片4时吸附钢板1的内侧设置有密封螺孔的密封垫圈5，吸附钢板1与钢管片4通过螺栓2连接后，吸附钢板1的外围与钢管片4的内弧进行分段焊接，吸附钢板1与系真空盘上的密封垫3接触，保证吸附钢板1能够利用真空稳当的被吸附起。
所述的吸附钢板1采用10mm厚钢板的制成，节省原料。
所述的适用真空吸盘吸附的钢管片结构还包括密封垫3，所述的密封垫3与吸附钢板1的周边焊缝连接，保证密封垫3与吸附钢板1连接的密封性。
本发明的制作方法：
1）吸附钢板1的螺栓孔制作：首先在平面的钢板原材料上放出吸附钢板的轮廓线，并将所有螺栓孔的位置定位，然后使用钻机进行钢板钻孔并检查打磨平整。
2）钢管片4的螺栓孔制作：钢管片4加工时，在吸附钢板1螺栓对应的钢管片4内弧钢板上钻内螺纹孔，保证螺纹孔的径向垂直度。
3）吸附钢板1的弯卷：将钢板弯曲机床的参数设置好后，在将钻完孔的钢板通过钢板弯曲机，注意钢板的弯曲方向与钢管片4内弧面平行，弯曲完成后，检查无误后按照吸附钢板1的轮廓线进行切割。
4）吸附钢板1的安装：待钢管片4加工结束并完成检测和防腐工序后，①将吸附钢板1放置在钢管片4的内弧面并采用螺栓2连接，在采用螺栓2连接的同时安装密封垫圈5，为吸附钢板1提前受应力集中变形，不要将螺栓2完全紧固；②将吸附钢板1的外围与钢管片4内弧钢板进行分段焊接；③将所有螺栓完全紧固。
5）钢管片结构出厂运至施工现场后，同混凝土管片拼装方法一样进行钢管片结构的拼装施工。
本发明在吸附钢板1上预先开螺栓孔，使用带密封垫圈5的螺栓2连接在钢管片4的内弧钢板上，吸附钢板1外围采用焊接的方法与钢管片4的内弧钢板连接，本发明的吸附钢板1可在工厂里与钢管片4生产同时制作并安装，在拆除吸附钢板1时，只需使用碳弧气刨将吸附钢板外围的焊缝吹除以及拆掉所有连接螺栓即可。
吸附钢板10mm厚钢板制作，采用数颗4.8级M18螺栓将其固定在钢管片4上，制作、拆除速度快，安全可靠，能节约成本，产生较好的社会和经济效益。
本发明解决了带真空吸盘的拼装机对有隔腔的钢管片拼装及后续拆除难的问题，理论、技术上的可行性，在具体实施的过程中成为了可能；钢管片结构运至施工现场后可直接进行拼装，因简便的操作，拼装效率高，缩短工期，较小的人员、材料投入，后期可对吸附钢板进行回收利用，使得钢管片拼装成本大大降低；在后期弧形吸附钢板拆除简单、速度快，可将钢管片的所有隔腔显现出来，不影响隧洞二次混凝土衬砌时对钢管片隔腔填充密实的要求。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。

Claims (3)

1.一种适用真空吸盘吸附的钢管片结构，其特征在于：所述的适用真空吸盘吸附的钢管片结构包括吸附钢板（1）、螺栓（2）、钢管片（4）、密封垫圈（5），所述的吸附钢板（1）与钢管片（4）为弯曲具有幅度的板结构，且吸附钢板（1）的弯曲幅度与钢管片（4）的弯曲幅度一致，吸附钢板（1）与钢管片（4）上开设有与螺栓（2）匹配的螺孔，螺栓（2）连接吸附钢板（1）与钢管片（4），螺栓（2）连接吸附钢板（1）与钢管片（4）时吸附钢板（1）的内侧设置有密封螺孔的密封垫圈（5），吸附钢板（1）与钢管片（4）通过螺栓（2）连接后，吸附钢板（1）的外围与钢管片（4）的内弧进行分段焊接；所述的适用真空吸盘吸附的钢管片结构的制作方法包含以下步骤：
1）吸附钢板（1）的螺栓孔制作：首先在平面的钢板原材料上放出吸附钢板的轮廓线，并将所有螺栓孔的位置定位，然后使用钻机进行钢板钻孔并检查打磨平整；
2）钢管片（4）的螺栓孔制作：钢管片（4）加工时，在吸附钢板（1）螺栓对应的钢管片（4）内弧钢板上钻内螺纹孔，保证螺纹孔的径向垂直度；
3）吸附钢板（1）的弯卷：将钢板弯曲机床的参数设置好后，在将钻完孔的钢板通过钢板弯曲机，注意钢板的弯曲方向与钢管片（4）内弧面平行，弯曲完成后，检查无误后按照吸附钢板（1）的轮廓线进行切割；
4）吸附钢板（1）的安装：待钢管片（4）加工结束并完成检测和防腐工序后，①将吸附钢板（1）放置在钢管片（4）的内弧面并采用螺栓（2）连接，在采用螺栓（2）连接的同时安装密封垫圈（5），为吸附钢板（1）提前受应力集中变形，不要将螺栓（2）完全紧固；②将吸附钢板（1）的外围与钢管片（4）内弧钢板进行分段焊接；③将所有螺栓完全紧固；
5）钢管片结构出厂运至施工现场后，同混凝土管片拼装方法一样进行钢管片结构的拼装施工。
2.根据权利要求1所述的一种适用真空吸盘吸附的钢管片结构，其特征在于：所述的吸附钢板（1）采用10mm厚钢板的制成。
3.根据权利要求1所述的一种适用真空吸盘吸附的钢管片结构，其特征在于：所述的适用真空吸盘吸附的钢管片结构还包括密封垫（3），所述的密封垫（3）与吸附钢板（1）的周边焊缝连接。
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