CN206054961U - 压力钢管钢筋复合混凝土管及由其制成的管道 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种压力钢管钢筋复合混凝土管及由其制成的管道。其管体由从外至内依次排列的混凝土外管、橡胶管、钢管、混凝土内管组成；由其制成的管道是将一根管材的插口部伸入到另一根管材的承口部中，并在接缝处均匀涂布有聚硫密封膏。本实用新型是以钢筋骨架笼钢管混凝土为管体结构，内置一层可弹性收缩变化的橡胶管，管材所承受的内压由内置钢筒层完全承受，胶板参与补偿变形，管材所承受的外压荷载由钢筋骨架笼完全承受，所用混凝土采用添加钢筋阻锈剂的高强混凝土，从而构成复合材料压力管道。本实用新型产品能有效克服管材承受较高内外压时所造成管内外壁产生纵向裂缝现象，是一种经济实用、抗腐蚀、兼具传统产品优点的环保产品。

Description

压力钢管钢筋复合混凝土管及由其制成的管道

技术领域

本实用新型涉及输水管道领域，特别是涉及一种钢筋混凝土管。

背景技术

混凝土管主要用于输送水、油、气等流体，可分为素混凝土管、普通钢筋混凝土管、自应力钢筋混凝土管和预应力混凝土管等种类。按混凝土管内径的不同，可分为小直径管(内径400毫米以下)、中直径管(400～1400毫米)和大直径管(1400毫米以上)。按管子承受水压能力的不同，可分为低压管和压力管，压力管的工作压力一般有0.4、0.6、0.8、1.0、1.2兆帕等。混凝土管与钢管比较，按管子接头型式的不同，又可分为平口式管、承插式管和企口式管。其接口形式有水泥砂浆抹带接口、钢丝网水泥砂浆抹带接口、水泥砂浆承插和橡胶圈承插等。

混凝土管的制备方法有离心法、振动法、滚压法、真空作业法以及滚压、离心和振动联合作用的方法。

现有技术中，大部分管材承受较高的内外压时，管内外壁易产生纵向裂缝现象，因此急需开发一种可承受较高内外压、结构简单、经济实用、抗腐蚀、兼具传统产品优点的环保产品。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种压力钢管钢筋复合混凝土管；本实用新型的另外一个目的是提供一种由压力钢管钢筋复合混凝土管制成的管道。

本实用新型所述的压力钢管钢筋复合混凝土管，其管体由从外至内依次排列的混凝土外管、橡胶管、钢管、混凝土内管组成；

所述混凝土外管、橡胶管、钢管组成外筒；

所述外筒与混凝土内管沿轴向方向相互错开一段距离，其中，外筒的伸出部分形成承口部；混凝土内管的伸出部分形成插口部。

本实用新型所述的压力钢管钢筋复合混凝土管，其中，橡胶管为一次整体成型制成，其外表面设有多列相互平行的T型键，内表面设有若干个呈矩形阵列式排布的柔软吸盘；

所述橡胶管通过柔软吸盘与钢管的外表面紧密贴合在一起。

本实用新型所述的压力钢管钢筋复合混凝土管，其中，钢管位于承口部的部分优选为承口钢圈；所述承口钢圈与钢管焊接在一起；

所述橡胶管位于承口部的部分通过柔软吸盘与承口钢圈的外表面紧密贴合在一起；

所述混凝土内管位于插口部的部分的外表面覆盖有插口钢圈；

所述插口钢圈的一端沿钢管的内表面向承口部方向延伸一段距离，并与钢管焊接在一起。

本实用新型所述的压力钢管钢筋复合混凝土管，其中，T型键的列间距与柔软吸盘的列间距相等；每一列柔软吸盘设置于相邻两列T型键的中线对应的橡胶管内表面。

本实用新型所述的压力钢管钢筋复合混凝土管，其中，混凝土外管内部设有钢筋骨架笼；

所述钢筋骨架笼由若干根垂直于管体轴向方向的外环筋、管体径向方向的U型连接筋、垂直于管体轴向方向的内环筋、平行于管体轴向方向的外纵筋和平行于管体轴向方向的内纵筋组成；两根相邻的外环筋和内环筋处于同一平面内；两根相邻的外纵筋和内纵筋与管体的轴向中心线处于同一平面内；

所述U型连接筋将处于同一平面内的外环筋和内环筋连接在一起；每间隔三根外纵筋，设置一根U型连接筋；

所述外纵筋将所有的外环筋连接在一起；所述内纵筋将所有的内环筋连接在一起。

本实用新型所述的压力钢管钢筋复合混凝土管，其中，混凝土内管位于插口部的部分沿管体的径向方向开设有接口试验进水孔；所述接口试验进水孔的数量为两个，呈180°对称分布；

所述插口钢圈中远离钢管的一端的外表面设有三个凸台和两个凹槽；插口钢圈中连接钢管的一端的内表面设有两个阶梯式台阶；

所述凸台沿管体的径向方向开设有上部打压孔及下部打压孔，呈180°对称分布；

所述上部打压孔及下部打压孔与两个接口试验进水孔正对贯通；上部打压孔及下部打压孔均用M10高强螺栓紧固封堵；两个凹槽内均放置O型橡胶圈；

所述承口钢圈中连接钢管的一端向混凝土内管方向延伸并弯曲，埋入到混凝土内管中，埋入部分的直径沿埋入方向逐渐缩小；

所述承口钢圈中远离钢管的一端向混凝土外管方向弯曲，形成扩口部分。

本实用新型所述的任意一种压力钢管钢筋复合混凝土管，其中，混凝土外管及混凝土内管中的混凝土掺有钢筋阻锈剂，混凝土强度不低于C50；

所述外环筋、U型连接筋、内环筋、外纵筋和内纵筋均采用CRB550冷轧带勒钢筋制成；

所述橡胶管的材质为天然橡胶，其厚度不小于10mm；

所述钢管的材质等级不低于Q235B级，厚度不低于5mm；

所述插口钢圈及承口钢圈的材质等级均不低于Q235B级，内外表面均涂有防腐漆；

所述混凝土外管、橡胶管、钢管组成的外筒两端的端面涂有一层SUP聚氨酯防腐填补材料。

本实用新型所述的压力钢管钢筋复合混凝土管，其管径范围为DN1000～3600mm；承受内水压力为0.4MPa～2.0MPa；埋深≤10m；管道接口部位允许相对转角不小于0.5°。

采用本实用新型所述的任意一种压力钢管钢筋复合混凝土管制成的管道，其结构为：一根管材的插口部伸入到另一根管材的承口部中，并在接缝处均匀涂布有聚硫密封膏。

本实用新型是以钢筋骨架笼钢管混凝土为管体结构，内置一层可弹性收缩变化的橡胶管，管材所承受的内压由钢管完全承受，橡胶管参与补偿变形，管材所承受的外压荷载由钢筋骨架笼完全承受，所用混凝土采用添加钢筋阻锈剂的高强混凝土，从而构成的复合材料压力管道。

本实用新型产品能有效克服管材承受较高的内外压时所造成管内外壁产生纵向裂缝现象，其结构简单，是一种经济实用、抗腐蚀、兼具传统产品优点的环保产品。在沿袭传统混凝土管的经济实用、安装方便的优点外，还有着良好的抗变形，抗外壁裂缝等优点。

本实用新型提供的压力钢管钢筋复合混凝土管所产生的技术效果在于：

(1)橡胶管作为管道的一部分主要起到承压收缩变形，消除施加应力的作用，杜绝管材外壁细石保护层产生纵向裂缝，其与钢管的连接是采用真空吸盘连接方式；

(2)在橡胶管外表面有多列相互平行的T型键，灌注混凝土时，T型键与混凝土管体牢固结合为一体，解决了橡胶管表面光洁不易于与混凝土层可靠粘接的难题；

(3)橡胶管内表面设置有大量的柔软吸盘，通过人工按压即可与钢管进行紧密连接，施工简便，同时在承载过程中可随钢板变形自由伸缩调整；

(4)管口端面处涂刷一层聚氨酯柔性材料进行间隙填补及阻隔防腐；

(5)压力钢管钢筋复合混凝土管的承载力设计和内、外荷载计算依据SL281-2003《水电站压力钢管设计规范》、《混凝土压力管》(AWWAM9手册)和CECS143:2002《给水排水工程埋地预制混凝土圆形管道结构设计规程》，配筋设计依据GB50010-2002《混凝土结构设计规范》；

(6)承插口钢圈均采用Q235钢板材料制作，钢板内外使用耐腐蚀等级高、耐磨性好的ITW7000AR高端防腐漆涂刷2遍保护，施工完成后安装非常严密；

(7)接口连接采用双胶圈密封，承口与插口配合间隙小，密封胶圈紧紧卡在凹槽内，确保了管材接口具有极好密封性能，还可以保证使用过程中管子接头允许相对转角不小于0.5度，并可根据工程要求自由增大转角；因为采用柔性接口，适应地基的变化要好，地形适应性强，可有效防止由于地基，地震等引起的管接头渗漏问题；

(8)钢管的钢板厚度不小于5mm，漏点缺陷质量保证率高，外壁无预应力作用，整个管材内外壁不会产生环向及纵向裂纹，管材耐久性大大增加；

(9)端面涂刷SUP聚氨酯弹性材料可保证管材在受力微变形过程中依然保持良好的披挡封堵防腐效果；

(10)使用添加钢筋阻锈剂高强混凝土大大增加的内置钢筋骨架笼和钢管的使用寿命，能保证使用50年以上不会出现钢筋锈蚀故障破坏，增强管道运行安全，显著降低管道工程综合整体造价。

下面结合附图说明和具体实施例对本实用新型所述的压力钢管钢筋复合混凝土管及由其制成的管道作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型压力钢管钢筋复合混凝土管的轴向截面示意图；

图2为本实用新型压力钢管钢筋复合混凝土管按照图1中“I-I”处截开后的径向截面示意图；

图3为本实用新型压力钢管钢筋复合混凝土管的橡胶管沿图1中“II”箭头方向切开平展后的示意图；

图4为本实用新型压力钢管钢筋复合混凝土管的橡胶管沿图1中“II”箭头方向切开平展后的右视图；

图5为本实用新型压力钢管钢筋复合混凝土管的橡胶管沿图1中“II”箭头方向切开平展后的俯视图；

图6为本实用新型压力钢管钢筋复合混凝土管的橡胶管沿图1中“II”箭头方向切开平展后的仰视图；

图7为图1中“A”处的细节放大图；

图8为图1中“B”处的细节放大图；

图9为图1中“C”处的细节放大图；

图10为两根压力钢管钢筋复合混凝土管连接后的轴向截面示意图；

图11为图10中“D”处的细节放大图；

图12为承口钢圈的轴向截面示意图；

图13为插口钢圈的轴向截面示意图。

具体实施方式

结合图1、图2所示，压力钢管钢筋复合混凝土管的管体1由从外至内依次排列的混凝土外管2、橡胶管7、钢管8、混凝土内管9组成；混凝土外管2、橡胶管7、钢管8组成外筒，外筒与混凝土内管9沿轴向方向相互错开一段距离，其中，外筒的伸出部分形成承口部15；混凝土内管9的伸出部分形成插口部10。

结合图3～图6所示，橡胶管7为一次整体成型制成，其外表面设有多列相互平行的T型键71，内表面设有若干个呈矩形阵列式排布的柔软吸盘72；T型键71的列间距与柔软吸盘72的列间距相等；每一列柔软吸盘72设置于相邻两列T型键71的中线对应的橡胶管7内表面。

结合图1、图2所示，橡胶管7通过柔软吸盘72与钢管8的外表面紧密贴合在一起。

结合图1、图8所示，钢管8位于承口部15的部分为承口钢圈16；承口钢圈16与钢管8焊接在一起；橡胶管7位于承口部15的部分通过柔软吸盘72与承口钢圈16的外表面紧密贴合在一起；

结合图1、图7、图9所示，混凝土内管9位于插口部10的部分的外表面覆盖有插口钢圈11；插口钢圈11的一端沿钢管8的内表面向承口部15方向延伸一段距离，并与钢管8焊接在一起。

结合图1、图2所示，混凝土外管2内部设有钢筋骨架笼；钢筋骨架笼由若干根垂直于管体1轴向方向的外环筋3、管体1径向方向的U型连接筋4、垂直于管体1轴向方向的内环筋5、平行于管体1轴向方向的外纵筋61和平行于管体1轴向方向的内纵筋62组成；两根相邻的外环筋3和内环筋5处于同一平面内；两根相邻的外纵筋61和内纵筋62与管体1的轴向中心线处于同一平面内；U型连接筋4将处于同一平面内的外环筋3和内环筋5连接在一起；每间隔三根外纵筋61，设置一根U型连接筋4；外纵筋61将所有的外环筋3连接在一起；所述内纵筋62将所有的内环筋5连接在一起。

结合图7、图9、图13所示，混凝土内管9位于插口部10的部分沿管体1的径向方向开设有接口试验进水孔13；接口试验进水孔13的数量为两个，呈180°对称分布；插口钢圈11中远离钢管8的一端的外表面设有三个凸台111和两个凹槽112；插口钢圈11中连接钢管8的一端的内表面设有两个阶梯式台阶；凸台111沿管体1的径向方向开设有上部打压孔1131及下部打压孔1132，呈180°对称分布；上部打压孔1131及下部打压孔1132与两个接口试验进水孔13正对贯通；上部打压孔1131及下部打压孔1132均用M10高强螺栓紧固封堵；两个凹槽112内均放置O型橡胶圈12；

结合图8、图12所示，承口钢圈16中连接钢管8的一端向混凝土内管9方向延伸并弯曲，埋入到混凝土内管9中，埋入部分161的直径沿埋入方向逐渐缩小；承口钢圈16中远离钢管8的一端向混凝土外管2方向弯曲，形成扩口部分162。

结合图7～9所示，混凝土外管2、橡胶管7、钢管8组成的外筒两端的端面涂有一层SUP聚氨酯防腐填补材料。

混凝土外管2及混凝土内管9中的混凝土掺有钢筋阻锈剂，混凝土强度大于C50；外环筋3、U型连接筋4、内环筋5、外纵筋61和内纵筋62均采用CRB550冷轧带勒钢筋制成；橡胶管7的材质为天然橡胶，其密度为1.4g/cm³，扯断力为12MPa，伸长率为360％，硬度60°，耐油、绝缘、抗酸碱盐，其厚度为15mm；钢管8的材质等级为Q235B级，厚度为6mm；插口钢圈11及承口钢圈16的材质等级均为Q235B级，内外表面均使用ITW7000AR高端防腐漆涂刷2遍。

压力钢管钢筋复合混凝土管的管径为DN2600mm；可承受2.0MPa的内水压力；埋深可达10m；管道接口部位允许相对转角为0.5°。

管道安装施工方法：

(1)结合图10、图11所示，将一根管材的插口部10插入到另一根管材的承口部15中，并在接缝处均匀涂布聚硫密封膏17；

(2)管道连接完成后，需进行接口密封性试验，其方法为：卸掉上部打压孔1131及下部打压孔1132中的M10高强螺栓，用加压泵从下部打压孔1132压水，从上部打压孔1131进行排气，排气结束后，将上部打压孔1131用M10高强螺栓紧固封堵，从下部打压孔1132继续充水加压，加至规定试验压力，保证5min内无压降，即为合格，然后泄压放水，将下部打压孔1132用M10高强螺栓紧固封堵，最后用水灰比为1:2的水泥砂浆将接口试验进水孔13填充封堵。

制作所需生产线：采用常规预应力钢筒混凝土管的模具及生产线。

制作方法：

采用承口朝下的立式振捣工艺，步骤为：承口钢圈、插口钢圈制作→钢管制作→钢管除锈抛光→漏点检测→粘接橡胶管→钢筋骨架笼制作→安装内模→将钢管及钢筋骨架笼安装在底盘上→套入外模→混凝土入模→立式振捣成型→端口收平→脱内、外模→承口钢圈、插口钢圈表面涂刷防腐漆→端面涂刷聚氨酯→整修、检查→标示、养护→检验；

其中，承口钢圈、插口钢圈的制作方法为：钢板下料→卷圆→涨圆→制作承口钢圈、插口钢圈；

其中，钢管的制作方法为：钢板定尺下料→拼板对焊→与承口钢圈、插口钢圈焊接制成钢管；

其中，钢筋骨架笼的制作方法为：线材→冷轧带肋钢筋加工→制作钢筋骨架→组装钢筋骨架；

其中，混凝土的制备方法为：水泥、砂、石等原材料计量→搅拌→制备混凝土；

本实施例中的压力钢管钢筋复合混凝土管的承载力设计和内、外荷载计算依据SL281-2003《水电站压力钢管设计规范》、《混凝土压力管》(AWWAM9手册)和CECS143:2002《给水排水工程埋地预制混凝土圆形管道结构设计规程》，配筋设计依据GB50010-2002《混凝土结构设计规范》。

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

Claims (9)

1.一种压力钢管钢筋复合混凝土管，其特征在于：管体(1)由从外至内依次排列的混凝土外管(2)、橡胶管(7)、钢管(8)、混凝土内管(9)组成；

所述混凝土外管(2)、橡胶管(7)、钢管(8)组成外筒；

所述外筒与混凝土内管(9)沿轴向方向相互错开一段距离，其中，外筒的伸出部分形成承口部(15)；混凝土内管(9)的伸出部分形成插口部(10)。

2.根据权利要求1所述的压力钢管钢筋复合混凝土管，其特征在于：所述橡胶管(7)为一次整体成型制成，其外表面设有多列相互平行的T型键(71)，内表面设有若干个呈矩形阵列式排布的柔软吸盘(72)；

所述橡胶管(7)通过柔软吸盘(72)与钢管(8)的外表面紧密贴合在一起。

3.根据权利要求2所述的压力钢管钢筋复合混凝土管，其特征在于：所述钢管(8)位于承口部(15)的部分优选为承口钢圈(16)；所述承口钢圈(16)与钢管(8)焊接在一起；

所述橡胶管(7)位于承口部(15)的部分通过柔软吸盘(72)与承口钢圈(16)的外表面紧密贴合在一起；

所述混凝土内管(9)位于插口部(10)的部分的外表面覆盖有插口钢圈(11)；

所述插口钢圈(11)的一端沿钢管(8)的内表面向承口部(15)方向延伸一段距离，并与钢管(8)焊接在一起。

4.根据权利要求3所述的压力钢管钢筋复合混凝土管，其特征在于：所述T型键(71)的列间距与柔软吸盘(72)的列间距相等；每一列柔软吸盘(72)设置于相邻两列T型键(71)的中线对应的橡胶管(7)内表面。

5.根据权利要求4所述的压力钢管钢筋复合混凝土管，其特征在于：所述混凝土外管(2)内部设有钢筋骨架笼；

所述钢筋骨架笼由若干根垂直于管体(1)轴向方向的外环筋(3)、管体(1)径向方向的U型连接筋(4)、垂直于管体(1)轴向方向的内环筋(5)、平行于管体(1)轴向方向的外纵筋(61)和平行于管体(1)轴向方向的内纵筋(62)组成；两根相邻的外环筋(3)和内环筋(5)处于同一平面内；两根相邻的外纵筋(61)和内纵筋(62)与管体(1)的轴向中心线处于同一平面内；

所述U型连接筋(4)将处于同一平面内的外环筋(3)和内环筋(5)连接在一起；每间隔三根外纵筋(61)，设置一根U型连接筋(4)；

所述外纵筋(61)将所有的外环筋(3)连接在一起；所述内纵筋(62)将所有的内环筋(5)连接在一起。

6.根据权利要求5所述的压力钢管钢筋复合混凝土管，其特征在于：所述混凝土内管(9)位于插口部(10)的部分沿管体(1)的径向方向开设有接口试验进水孔(13)；所述接口试验进水孔(13)的数量为两个，呈180°对称分布；

所述插口钢圈(11)中远离钢管(8)的一端的外表面设有三个凸台(111)和两个凹槽(112)；插口钢圈(11)中连接钢管(8)的一端的内表面设有两个阶梯式台阶；

所述凸台(111)沿管体(1)的径向方向开设有上部打压孔(1131)及下部打压孔(1132)，呈180°对称分布；

所述上部打压孔(1131)及下部打压孔(1132)与两个接口试验进水孔(13)正对贯通；上部打压孔(1131)及下部打压孔(1132)均用M10高强螺栓紧固封堵；两个凹槽(112)内均放置O型橡胶圈(12)；

所述承口钢圈(16)中连接钢管(8)的一端向混凝土内管(9)方向延伸并弯曲，埋入到混凝土内管(9)中，埋入部分(161)的直径沿埋入方向逐渐缩小；

所述承口钢圈(16)中远离钢管(8)的一端向混凝土外管(2)方向弯曲，形成扩口部分(162)。

7.根据权利要求1-6中的任意一种压力钢管钢筋复合混凝土管，其特征在于：所述混凝土外管(2)及混凝土内管(9)中的混凝土掺有钢筋阻锈剂；

所述外环筋(3)、U型连接筋(4)、内环筋(5)、外纵筋(61)和内纵筋(62)均采用CRB550冷轧带勒钢筋制成；

所述橡胶管(7)的材质为天然橡胶，其厚度不小于10mm；

所述钢管(8)的材质等级不低于Q235B级，厚度不低于5mm；

所述插口钢圈(11)及承口钢圈(16)的材质等级均不低于Q235B级，内外表面均涂有防腐漆；

所述混凝土外管(2)、橡胶管(7)、钢管(8)组成的外筒两端的端面涂有一层SUP聚氨酯防腐填补材料(14)。

8.根据权利要求7所述的压力钢管钢筋复合混凝土管，其特征在于：管径范围为DN1000～3600mm；

承受内水压力为0.4MPa～2.0MPa；

埋深≤10m；

管道接口部位允许相对转角不小于0.5°。

9.采用权利要求1-8所述的任意一种压力钢管钢筋复合混凝土管制成的管道，其特征为：一根管材的插口部(10)伸入到另一根管材的承口部(15)中，并在接缝处均匀涂布有聚硫密封膏(17)。