CN113898174A - 地下室管线管道减震结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及地下室管线管道减震结构，包括：支架，沿管道孔内壁长度方向设置有支架；支架呈圆环状；管道；管道沿支架内部长度方向布置，其内用于容纳管线；以及弹性缓冲器，支架和管道之间形成圆环形腔室，圆环形腔室内具有用于吸收震动的弹性缓冲器。本发明为了防止管道孔产生应力集中，一方面对管道施加预应力，减少应变；另一方面通过弹簧柱在结构上减少震动引起的应力集中。并通过采用自应力硅酸盐水泥混凝土来缓解应力集中现象，有效降低了因应力集中造成的混凝土开裂情况。
Description
技术领域
本发明涉及减震装置技术领域，更具体的说是涉及地下室管线管道减震结构。
背景技术
大量空调暖通管线一般设置在地下室，常规布置方法是把管线放在地下室混凝土梁下面，所以地下室净高相对比较低，从而影响地下室的使用功能，如把管线布置在地下室混凝土梁内，管道附近会出现应力集中，导致地下室混凝土梁在管线部位附近容易出现开裂现象。另外，在有震动的环境内，如果混凝土梁内设置管道应力集中会更加明显。因此，如何解决上述问题提供地下室管线管道减震结构是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
为此，本发明的目的在于提出地下室管线管道减震结构，解决管道孔设置梁内容易出现应力集中开裂的问题。
本发明提供了地下室管线管道减震结构，包括：
支架，沿管道孔内壁长度方向设置有所述支架；所述支架呈圆环状；
管道；所述管道沿所述支架内部长度方向布置，其内用于容纳管线；
以及弹性缓冲器，所述支架和所述管道之间形成圆环形腔室，所述圆环形腔室内具有用于吸收震动的所述弹性缓冲器。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了地下室管线管道减震结构，在管道孔内设置支架和管道，并在两者之间设置弹性缓冲器，用于吸收支架受到管道孔传递来的震动，降低震动引起的应力集中。
进一步地，所述管道在施工中采用注气或注水产生预应力，由此减少管道的应变，降低由于管道应变产生的应力集中。
预应力施工采用注气方案：管道留设注气孔，注气孔直径为8-12mm，通过空气泵在空腔内注入空气，在混凝土浇筑前产生空腔压力，待混凝土浇筑开始5min后再增加空腔压力。
预应力施工采用注水方案：管道留有注水孔，注水孔直径20-25mm，通过水泵在空腔内注入水，在混凝土浇筑前产生水压，待混凝土浇筑开始5min后再增加水压。
进一步地，所述管道孔所在的混凝土梁采用自应力硅酸盐水泥掺加0.4-0.6％的MF减水剂形成混凝土进行浇筑。由于硅酸盐自应力水泥混凝土会在水化过程中产生膨胀，从而缓解应力集中现象，有效降低了因应力集中造成的混凝土开裂情况。
进一步地，所述弹性缓冲器包括第一板体、第二板体及弹性柱；所述第一板体和所述第二板体均为弧形板体、且分别对应与所述支架内壁和所述管道外壁弧形面固定；所述弹性柱两端支撑地连接于所述第一板体和所述第二板体之间；由此第一板体将支架的震动传递至弹性柱，弹性柱起到缓冲作用，并将缓冲后的力通过第二板体传递至管道，因此减小了管道由于震动产生的应力集中。采用此方案弹性缓冲器可以为多个设置在圆环形腔室内。
弹性缓冲器也可以为一个整体结构，第一板体和第二板体整体形成两个同心圆环，两个圆环之间通过弹性柱连接，此方案安装性更好。
进一步地，所述第一板体和第二板体均为弧形钢板，且分别对应与所述支架内壁和所述管道外壁弧形面焊接。
进一步地，所述弹性柱包括：弹性外壳、弹簧及缓冲材料；所述弹性外壳呈长方体，其两端分别与所述第一板体和所述第二板体连接，其内部构成弹性腔，所述弹性腔内安装有所述弹簧和缓冲材料，所述缓冲材料为软质、可压缩的粉末或颗粒状材料。弹簧优选弹簧柱，缓冲材料可以为锯末、发泡颗粒或橡胶颗粒等，可衰减弹簧柱因震动产生的自振，辅助缓冲。显然地，更优的缓冲材料可以采用难燃的弹性树脂颗粒，在吸震的同时防火。弹性壳体是指在承力情况下外壳具有一定的延伸度，能够避免出现塑性破坏，弹性壳体可以采用聚氨酯弹性外壳、聚乙烯弹性外壳。
进一步地，所述支架包括直钢筋和环形钢筋；多根所述直钢筋沿所述管道孔内壁环向布置，通过所述环形钢筋将所述直钢筋连接成整体，且所述环形钢筋沿直钢筋长度方向均匀布置。
进一步地，所述支架外侧通过高强胶粘结设置有帆布层。由于帆布具有弹性，它可以承受注气或注水产生预应力，帆布具有较高的气密性，有利于注气或注水产生压力。
进一步地，所述帆布层外侧沿所述管道孔的长度方向等间距设置有多个环形钢筋箍。环形钢筋箍设置在帆布外侧，环形钢筋箍所形成圆环半径与支架所形成圆环半径相差40-50mm。目的是再次对管道孔进行加强。
进一步地，所述支架包括第一钢板、第二钢板及橡胶伸缩垫；所述橡胶伸缩垫两侧分别通过高强黏胶与所述第一钢板、所述第二钢板粘结形成整体。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的地下室管线管道减震结构的结构示意图；
图2附图示出了管道、支架及弹性缓冲器的连接示意图；
图3附图示出了弹性缓冲器的结构示意图；
图4附图示出了弹性柱的结构示意图；
图5附图示出了支架一个实施例的结构示意图；
图中：
1-管道，2-圆环形腔室，3-支架，4-帆布层，5-环形钢筋箍，6-弹性缓冲器，7-第一板体，8-第二板体，9-弹性柱，10-弹性外壳，11-弹簧，12-缓冲材料，13-第一钢板，14-第二钢板，15-橡胶伸缩垫。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了解决地下室管线管道孔应力集中问题，本发明实施例公开了地下室管线管道减震结构，参见附图1和2，具体包括：支架3，沿管道孔内壁长度方向设置有支架3；支架3呈圆环状；管道1；管道1沿支架3内部长度方向布置，其内用于容纳管线；以及弹性缓冲器6，支架3和管道1之间形成圆环形腔室2，圆环形腔室2内具有用于吸收震动的弹性缓冲器6。本发明公开提供了地下室管线管道减震结构，在管道孔内设置支架和管道，并在两者之间设置弹性缓冲器，用于吸收支架受到管道孔传递来的震动，降低震动引起的应力集中。
在本发明一实施例中，管道孔所在的混凝土梁采用自应力硅酸盐水泥掺加0.4-0.6％的MF减水剂形成混凝土进行浇筑。由于硅酸盐自应力水泥混凝土会在水化过程中产生膨胀，从而缓解应力集中现象，有效降低了因应力集中造成的混凝土开裂情况。
在本发明的另一个实施例中，管道1在施工中施加预应力；由此减少管道的应变，降低由于管道应变产生的应力集中。
具体而言，管道1采用注气或注水产生预应力。
本发明中采用注气形成预应力混凝土梁内管道孔的施工步骤包括：
(1)绑扎混凝土梁直钢筋及环形钢筋；
(2)支设支架，将支架与弹性缓冲器固定，将管道与弹性缓冲器固定，在支架外面包裹帆布；
(3)支设混凝土梁模板；
(4)通过管道的注气孔在空腔内注入空气，使空腔压力达到0.5-0.7MPa；
对于管道直径为160mm及以下，空腔压力达到0.5MPa；对于管道直径为170mm，空腔压力达到0.55MPa；对于管道直径为180mm，空腔压力达到0.6MPa；对于管道直径为190mm，空腔压力达到0.65MPa；对于管道直径为200mm及以上，空腔压力达到0.7MPa；
(5)浇筑混凝土；浇筑前将所有与混凝士接触的模板充分加以湿润，钢筋也要保持潮湿；采用插入式振捣器振捣混凝土时，插入式振捣器的移动间距不大于振捣器作用半径的1.4倍，与支架应保持50mm-100mm的距离；
(6)待混凝土浇筑开始5min后增加空腔压力；空腔压力增加至1.1-1.3MPa；对于管道直径为160mm及以下，空腔压力增加至1.1MPa；对于管道直径为170mm，空腔压力增加至1.15MPa；对于管道直径为180mm，空腔压力增加至1.2MPa；对于管道直径为190mm，空腔压力增加至1.25MPa；对于管道直径为200mm及以上，空腔压力增加至1.3MPa；混凝土浇筑完毕后打开注气孔使空腔内气体与外界连通。
(7)混凝土养护；自应力硅酸盐水泥混凝土浇筑后的保潮养护十分重要。浇筑后立即开始养护，养护时间不少于7d，以充分供应膨胀过程中需要的水分。养护方法采用塑料薄膜覆盖；
(8)待混凝土强度达到1.2MPa以上拆除模板。
本发明中采用注水形成预应力混凝土梁内管道孔的施工步骤包括：
(1)绑扎混凝土梁直钢筋及环形钢筋；
(2)支设支架，将支架与弹性缓冲器固定，将管道与弹性缓冲器固定，在支架外面包裹帆布；
(3)支设混凝土梁模板；
(4)通过管道的注水孔在空腔内注入水，使水压达到0.5-0.7MPa；对于管道直径为160mm及以下，水压达到0.5MPa；对于管道直径为170mm，水压达到0.55MPa；对于管道直径为180mm，水压达到0.6MPa；对于管道直径为190mm，水压达到0.65MPa；对于管道直径为200mm及以上，水压达到0.7MPa；
(5)浇筑混凝土；浇筑前将所有与混凝士接触的模板充分加以湿润，钢筋也要保持潮湿；采用插入式振捣器振捣混凝土时，插入式振捣器的移动间距不大于振捣器作用半径的1.4倍，与钢支架应保持50mm-100mm的距离；
(6)待混凝土浇筑开始5min后增加水压；水压增加至1.1-1.3MPa；对于管道直径为160mm及以下，空腔压力增加至1.1MPa；对于管道直径为170mm，空腔压力增加至1.15MPa；对于管道直径为180mm，空腔压力增加至1.2MPa；对于管道直径为190mm，空腔压力增加至1.25MPa；对于管道直径为200mm及以上，空腔压力增加至1.3MPa；混凝土浇筑完毕后放掉空腔内水。
(7)混凝土养护；自应力硅酸盐水泥混凝土浇筑后的保潮养护十分重要。浇筑后立即开始养护，养护时间不少于7d，以充分供应膨胀过程中需要的水分。养护方法采用塑料薄膜覆盖。
(8)待混凝土强度达到1.2MPa以上拆除模板。
参见附图3，弹性缓冲器6包括第一板体7、第二板体8及弹性柱9；第一板体7和第二板体8均为弧形板体、且分别对应与支架3内壁和管道1外壁弧形面固定；弹性柱9两端支撑地连接于第一板体7和第二板体8之间。由此第一板体将支架的震动传递至弹性柱，弹性柱起到缓冲作用，并将缓冲后的力通过第二板体传递至管道，因此减小了管道由于震动产生的应力集中。采用此方案弹性缓冲器可以为多个设置在圆环形腔室内。
弹性缓冲器也可以为一个整体结构，第一板体和第二板体整体形成两个同心圆环，两个圆环之间通过弹性柱连接，此方案安装性更好。
有利的是，第一板体7和第二板体8均为弧形钢板，且分别对应与支架3内壁和管道1外壁弧形面焊接。
参见附图4，弹性柱9包括：弹性外壳10、弹簧11及缓冲材料12；弹性外壳10呈长方体，其两端分别与第一板体7和第二板体8连接，其内部构成弹性腔，弹性腔内安装有弹簧11和缓冲材料12，缓冲材料12为软质、可压缩的粉末或颗粒状材料。弹簧优选弹簧柱，缓冲材料可以为锯末、发泡颗粒或橡胶颗粒等，可衰减弹簧柱因震动产生的自振，辅助缓冲。显然地，更优的缓冲材料可以采用难燃的弹性树脂颗粒，在吸震的同时防火。弹性壳体是指在承力情况下外壳具有一定的延伸度，能够避免出现塑性破坏，弹性壳体可以采用聚氨酯弹性外壳、聚乙烯弹性外壳。
上述实施例中，支架3包括直钢筋和环形钢筋；多根直钢筋沿管道孔内壁环向布置，通过环形钢筋将直钢筋连接成整体，且环形钢筋沿直钢筋长度方向均匀布置。支架3外侧通过高强胶粘结设置有帆布层4。由于帆布具有弹性，它可以承受注气或注水产生预应力，帆布具有较高的气密性，有利于注气或注水产生压力。
帆布层4外侧沿管道孔的长度方向等间距设置有多个环形钢筋箍5。环形钢筋箍设置在帆布外侧，环形钢筋箍所形成圆环半径与支架所形成圆环半径相差40-50mm。目的是再次对管道孔进行加强。
本发明中管道可采用钢管，管壁厚度10mm，管径180-200mm，圆环形腔室厚度为130-150mm，其中圆环形腔室厚度指支架形成的圆环直径和管道直径之差。
参见附图5，在本发明的另一个实施例中，所述支架3包括第一钢板13、第二钢板14及橡胶伸缩垫15；所述橡胶伸缩垫15两侧分别通过高强黏胶与所述第一钢板13、所述第二钢板14粘结形成整体。采用本实施例结构刚度更大，可以进一步提高预应力，缓解应力集中现象更明显，尤其是针对震动力较大的场所，如工业厂房。
本发明为了防止管道孔产生应力集中，一方面对管道施加预应力，减少应变；另一方面通过弹簧柱在结构上减少震动引起的应力集中。并通过采用自应力硅酸盐水泥混凝土来缓解应力集中现象，有效降低了因应力集中造成的混凝土开裂情况。
此外，在有震动的环境内，如果混凝土梁内设置管道应力集中会更加明显，因此本发明不仅可以应用至地下室，还可用于地铁巷道或煤矿巷道具有震动位置的梁内管道，解决管道在外部环境作用下产生较大的震动，从而降低因震动产生应力集中现象。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (9)
1.地下室管线管道减震结构，其特征在于，包括：
支架(3)，沿管道孔内壁长度方向设置有所述支架(3)；所述支架(3)呈圆环状；
管道(1)；所述管道(1)沿所述支架(3)内部长度方向布置，其内用于容纳管线；
以及弹性缓冲器(6)，所述支架(3)和所述管道(1)之间形成圆环形腔室(2)，所述圆环形腔室(2)内具有用于吸收震动的所述弹性缓冲器(6)。
2.根据权利要求1所述的地下室管线管道减震结构，其特征在于，所述管道(1)在施工中采用注气或注水产生预应力。
3.根据权利要求1所述的地下室管线管道减震结构，其特征在于，所述弹性缓冲器(6)包括第一板体(7)、第二板体(8)及弹性柱(9)；所述第一板体(7)和所述第二板体(8)均为弧形板体、且分别对应与所述支架(3)内壁和所述管道(1)外壁弧形面固定；所述弹性柱(9)两端支撑地连接于所述第一板体(7)和所述第二板体(8)之间。
4.根据权利要求3所述的地下室管线管道减震结构，其特征在于，所述第一板体(7)和第二板体(8)均为弧形钢板，且分别对应与所述支架(3)内壁和所述管道(1)外壁弧形面焊接。
5.根据权利要求4所述的地下室管线管道减震结构，其特征在于，所述弹性柱(9)包括：弹性外壳(10)、弹簧(11)及缓冲材料(12)；所述弹性外壳(10)呈长方体，其两端分别与所述第一板体(7)和所述第二板体(8)连接，其内部构成弹性腔，所述弹性腔内安装有所述弹簧(11)和缓冲材料(12)，所述缓冲材料(12)为软质、可压缩的粉末或颗粒状材料。
6.根据权利要求1所述的地下室管线管道减震结构，其特征在于，所述支架(3)包括直钢筋和环形钢筋；多根所述直钢筋沿管道孔内壁环向布置，通过所述环形钢筋将所述直钢筋连接成整体，且所述环形钢筋沿直钢筋长度方向均匀布置。
7.根据权利要求6所述的地下室管线管道减震结构，其特征在于，所述支架(3)外侧通过高强胶粘结有帆布层(4)。
8.根据权利要求7所述的地下室管线管道减震结构，其特征在于，所述帆布层(4)外侧沿所述管道孔的长度方向等间距设置有多个环形钢筋箍(5)。
9.根据权利要求1所述的地下室管线管道减震结构，其特征在于，所述支架(3)包括第一钢板(13)、第二钢板(14)及橡胶伸缩垫(15)；所述橡胶伸缩垫(15)两侧分别通过高强黏胶与所述第一钢板(13)、所述第二钢板(14)粘结形成整体。
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