CN112012191A - 一种双向立体拉伸土工格栅及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双向立体拉伸土工格栅及其制造方法，其中双向立体拉伸土工格栅包括肋板和设置在肋板上的若干结点单元，每个结点单元包括开设在肋板上的拉伸孔，以及位于拉伸孔外围且与肋板一体成型的四个结点，结点单元中各结点沿周向依次通过与肋板一体成型的筋板连接，拉伸孔位于结点单元中各筋板围成的区域内。本发明通过将相邻两结点利用一体成型的筋板连接，提高了格栅的抗拉强度，利用筋板和结点向外凸出于肋板的部分，实现了立体拉伸，并且增大了与土体的咬合力，更好地限制土体的移动。

Description

一种双向立体拉伸土工格栅及其制造方法

技术领域

本发明涉及基础设施建设的土工合成材料技术领域，尤其涉及到土工格栅领域，具体是指一种双向立体拉伸土工格栅及其制造方法。

背景技术

塑料土工格栅是一种重要的土工合成材料，采用高密度聚乙烯或聚丙烯为原材料，经塑化挤出、冲孔、整体拉伸而成的平面网状结构土工格栅，可有效增强加筋土体的稳定性，提高地基承载力。在软土地基加固、加筋土挡墙、边坡防护等工程中，起到十分重要的作用。

双向塑料拉伸土工格栅是塑料格栅的一种，能够双向受力，具有网格结构。双向塑料拉伸土工格栅可以使粒状填料与网格互相锁合在一起，形成稳定的平面；也可以有效地分散传递载荷，防止路面裂纹；也可防止翻浆造成的路面沉陷和裂纹。因此广泛用于堤坝和路基补强、边坡防护、洞壁补强，大型机场、停车场、码头货场等永久性承载的地基补强。

但是传统双向拉伸土工格栅都是平面结构，这种结构抗拉拔性能差、与土壤或内部填料的咬合力、摩擦力小，很难很好地约束限制土体。同时随着工程技术的不断进步，越来越需要高强度规格的整体拉伸塑料土工格栅，而现有的双向拉伸土工格栅的加工方法无法生产出更高规格的产品。

针对现有技术存在的不足，本次发明的双向立体拉伸土工格栅解决的主要问题：格栅抗拉强度低，格栅与土体间的抗拉拔力、咬合力和摩擦力小。

中国专利公开号CN 205712055 U于2016年11月23日公开了一种“一种双层拉伸立体格栅”，其提供一种双层拉伸立体格栅，包括双层平行和垂直格状排列的纵向筋和横向肋，纵向筋和横向肋相交形成节点，上、下两层相对应的节点通过竖向的柱状体连接在一起。双层立体格栅通过注塑、或挤出成型的具有一定孔阵列的聚合物板材，经过单向拉伸、或者纵向和横向双向拉伸而成。

上述专利产品主要问题是结构复杂，生产工艺繁琐，生产效率低且加工困难。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种双向立体拉伸土工格栅，结构简单，整体抗拉强度高，抗拉拔性能好。

本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种双向立体拉伸土工格栅，包括肋板和设置在肋板上的若干结点单元，每个结点单元包括开设在肋板上的拉伸孔，以及位于拉伸孔外围且与肋板一体成型的四个结点，结点单元中各结点沿周向依次通过与肋板一体成型的筋板连接，拉伸孔位于结点单元中各筋板围成的区域内。

本方案通过在结点之间设置筋板，提高了格栅的抗拉强度，并且利用筋板凸出于肋板的部分提高了与土体的咬合力，结点、筋板、肋板一体成型，生产工艺简单，有利于提高生产效率。

作为优化，拉伸孔各边分别与其所在结点单元的各筋板平行。通过本优化方案的设置，更方便对格栅的双向拉伸，避免拉伸时格栅出现扭曲变形，从而提高了产品质量。

作为优化，拉伸孔为正方形，且拉伸孔各边相交处通过圆弧过渡。本优化方案将拉伸孔设置为正方形，更方便结构布置，并且提高了格栅受力均匀性，拉伸孔各边通过圆弧过渡，一方面减小了应力集中，另一方面使结点周围的肋板留存量增加，强化了对结点处的加强作用，进一步提高了格栅的抗拉性能。

作为优化，结点厚度方向的两端均凸出于肋板，且肋板位于结点厚度方向的中间位置。本优化方案的结点自肋板向两侧延伸，进一步增加了结点的厚度，由于结点处没有经过拉伸，强度低于拉伸部分，是格栅中最薄弱的部分，因此加厚结点可以提高了格栅的整体强度；将肋板设置在结点中间位置，使结点向肋板两侧等距延伸，对生产设备的设置更加方便，减少了凹槽深度类型，互换性更强。

作为优化，肋板的两侧面均设有所述的筋板。本优化方案通过在肋板的两侧面均设置筋板，进一步提高了格栅抗拉强度，同时提高了结点处的受力均匀性，并且使格栅与填充料之间的咬合、镶嵌更好。

作为优化，筋板垂直于肋板设置，且筋板远离肋板的侧边为弧形，弧形中间部位至肋板的距离小于弧形两端至肋板的距离。本优化方案将筋板设置为与肋板垂直，方便一体成型制作，通过筋板的弧形设置，使靠近结点的筋板高度较大，提高了格栅抗拉强度，同时增大了结点 处与土体的咬合力。

作为优化，结点远离肋板的端面上设有凸出于结点的凸台，且凸台与结点一体成型。本优化方案通过设置凸台，提高了结点端部与土体的摩擦力，从而进一步提高了格栅对土体的限制性能。

本方案还提供一种双向立体拉伸土工格栅的制造方法，包括如下步骤：原料在熔融挤出后通过凹槽压光辊进行压制成型，形成具有若干结点单元的板材，每个结点单元包括呈矩形分布的四个凸起结点，以及连接相邻结点的横筋和纵筋；对每个结点单元的横筋、纵筋和凸起结点围成的四边形内部进行冲孔，形成拉伸孔。

作为优化，所述凹槽压光辊包括上、下设置的两辊体和驱动两辊体转动的驱动装置，所述辊体的外圆弧面上设有等间距分布的凹槽，凹槽的截面形状为圆弧形或矩形。本优化方案的凹槽压光辊结构简单，通过两辊体的挤压，使一部分物料进入凹槽而形成结点和筋板，同时减小了肋板厚度，方便冲孔，大幅降低了工艺难度。

本发明的有益效果为：通过将相邻两结点利用一体成型的筋板连接，提高了格栅的抗拉强度，利用筋板和结点向外凸出于肋板的部分，实现了立体拉伸，并且增大了与土体的咬合力，更好地限制土体的移动。

附图说明

图1为本发明土工格栅的结构示意图；

图2为本发明土工格栅的侧视剖视图；

图3为本发明土工格栅的俯视剖视图；

图4为本发明的双向立体土工格栅的工艺流程图；

图5为凹槽压光辊结构示意图；

图6为凹槽压光辊的侧视图；

图中所示：

1、拉伸孔，2、结点，3、纵筋，4、横筋，5、肋板，6、凸台。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

如图1所示一种双向立体拉伸土工格栅，包括肋板5和设置在肋板上的若干结点单元，每个结点单元包括开设在肋板上的拉伸孔1，以及位于拉伸孔外围且与肋板一体成型的四个结点2，每个结点单元中的四个结点呈四边形分布，结点单元中各结点沿周向依次通过与肋板一体成型的筋板连接，拉伸孔位于结点单元中各筋板围成的区域内，筋板包括连接纵向排布结点的纵筋3和连接横向排布结点的横筋4。

本实施例同一结点单元中的横筋、纵筋和结点形成正方形，拉伸孔也为正方形，且拉伸孔各边相交处通过圆弧过渡，拉伸孔各边分别与其所在结点单元的各筋板平行。

结点的横向两端和纵向两端均连接有筋板，结点的截面轮廓包括依次首尾相连的四条直段和四条内凹弧段，直段和内凹弧段间隔分布，且四条直段和四条内凹弧段均沿周向均匀分布，直段与筋板连接，内凹弧段则减小了结点处应力。结点自肋板的两面分别向两侧等距延伸，结点厚度方向的两端均凸出于肋板，且肋板位于结点厚度方向的中间位置，肋板的两侧面均设有所述的筋板，两节点之间位于肋板两侧的两筋板相对设置。结点远离肋板的端面上设有凸出于结点的凸台6，且凸台与结点一体成型，以进一步增加格栅的稳定性。

筋板垂直于肋板设置，且筋板远离肋板的侧边为弧形，弧形中间部位至肋板的距离小于弧形两端至肋板的距离。

本实施例土工格栅中，结点处厚度最大，且结点与横筋、纵筋圆弧过渡连接。由于结点处没有经过拉伸，强度低于拉伸部分，是格栅中最薄弱的部分，因此加厚结点可以提高了格栅的整体强度，横筋纵筋可以根据使用要求设计成不同宽度与厚度，既可以单面带筋也可以双面同时带筋，本实施例双面同时带筋。肋板的厚度根据设计要求通过调节两凹槽压光辊间的距离来实现。

本实施例一种双向立体拉伸土工格栅的制造方法，包括如下步骤：自动上料、挤出机挤出、挤出模具成型、凹槽压光机成型、牵引机牵引送料、冲床冲孔、纵向拉伸机拉伸、横向拉伸机拉伸、牵引机拉料、收卷。本制造方法与现有技术的区别在于，原料在熔融挤出后通过凹槽压光辊进行压制成型，形成具有若干结点单元的板材，每个结点单元包括呈矩形分布的四个凸起结点，以及连接相邻结点的横筋和纵筋；对每个结点单元的横筋、纵筋和凸起结点围成的四边形内部进行冲孔，形成拉伸孔。其中的凹槽压光辊包括上、下设置的两辊体和驱动两辊体转动的驱动装置，所述辊体的外圆弧面上设有等间距分布的凹槽，凹槽的截面形状为圆弧形、矩形或者组合图形，本实施例中凹槽截面为圆弧形与矩形的组合图形，以一次成型结点和筋板，提供生产效率。

凸起的板材结点、横筋、纵筋厚度远大于常规板材，为肋板厚度的3倍，而后续需要冲压处肋板厚度相对较小，因此可以做成强度更高的产品。经过双向拉伸后的最终产品厚度远大于普通双向格栅，与填充料之间的咬合、镶嵌更好，因此抗拉拔力、咬合力和摩擦力大。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。

Claims (9)

1.一种双向立体拉伸土工格栅，其特征在于：包括肋板（5）和设置在肋板上的若干结点单元，每个结点单元包括开设在肋板上的拉伸孔（1），以及位于拉伸孔外围且与肋板一体成型的四个结点（2），结点单元中各结点沿周向依次通过与肋板一体成型的筋板连接，拉伸孔位于结点单元中各筋板围成的区域内。

2.根据权利要求1所述的一种双向立体拉伸土工格栅，其特征在于：拉伸孔各边分别与其所在结点单元的各筋板平行。

3.根据权利要求2所述的一种双向立体拉伸土工格栅，其特征在于：拉伸孔为正方形，且拉伸孔各边相交处通过圆弧过渡。

4.根据权利要求1所述的一种双向立体拉伸土工格栅，其特征在于：结点厚度方向的两端均凸出于肋板，且肋板位于结点厚度方向的中间位置。

5.根据权利要求4所述的一种双向立体拉伸土工格栅，其特征在于：肋板的两侧面均设有所述的筋板。

6.根据权利要求1所述的一种双向立体拉伸土工格栅，其特征在于：筋板垂直于肋板设置，且筋板远离肋板的侧边为弧形，弧形中间部位至肋板的距离小于弧形两端至肋板的距离。

7.根据权利要求1所述的一种双向立体拉伸土工格栅，其特征在于：结点远离肋板的端面上设有凸出于结点的凸台（6），且凸台与结点一体成型。

8.一种双向立体拉伸土工格栅的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：原料在熔融挤出后通过凹槽压光辊进行压制成型，形成具有若干结点单元的板材，每个结点单元包括呈矩形分布的四个凸起结点，以及连接相邻结点的横筋和纵筋；

对每个结点单元的横筋、纵筋和凸起结点围成的四边形内部进行冲孔，形成拉伸孔。

9.根据权利要求8所述的一种双向立体拉伸土工格栅的制造方法，其特征在于：所述凹槽压光辊包括上、下设置的两辊体和驱动两辊体转动的驱动装置，所述辊体的外圆弧面上设有等间距分布的凹槽，凹槽的截面形状为圆弧形或矩形。

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