CN207032066U - 公路钢波纹管异型涵洞及通道抗震减载结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种公路钢波纹管异型涵洞及通道抗震减载结构，包括波纹预制整管节Ⅰ、Ⅱ及连接结构，波纹预制整管节Ⅰ和Ⅱ连接端端面间设有一定间隙；波纹预制整管节Ⅰ、Ⅱ分别包括一体成型的管本体及异形波纹，异形波纹为椭圆弧长轴段结构连接构成，呈螺旋状旋绕在管本体外表面上；连接结构包括卡箍，卡箍包括压环和与压环相配套的C型密封圈，压环由两半部分扣合并通过紧固件连接而成；每部分压环包括压环本体，在压环本体内表面设有倒梯形凹槽，在倒梯形凹槽两侧设有凸缘，压环本体两固定端设有凸台，凸台上对应设有用于插接紧固件的安装孔。本实用新型能够最大程度地适应地形地貌，提高涵管使用寿命，有效克服管节本身的伸缩变形。

Description

公路钢波纹管异型涵洞及通道抗震减载结构

技术领域

本实用新型属于桥涵工程施工技术领域，特别是涉及一种公路钢波纹管异型涵洞及通道抗震减载结构。

背景技术

对一般的桥涵工程，若采用传统的钢筋混凝土和圬工砌体结构，施工难度大、工期长，工后容易造成涵头跳车、地基不均匀沉降、软土地基结构物与路堤交界处错台等各种质量问题。钢波纹管涵洞、通道是采用波纹状管或由波纹状弧形板通过连接、拼装形成的一种新型结构形式，由于轴向波纹的存在，能在轴向和径向同时分布因荷载引起的应力应变，可以更大程度上分散荷载的应力集中，更好地发挥钢结构的优势，具有优良的受力特征。

目前我国已经在常规圆形钢波纹管涵洞方面开展了相关应用及技术研究，并取得了阶段性的研究成果，但在覆土厚度较低条件下，为满足部分通道或明涵的净空要求，对普通圆形结构，一般采取加大孔径的方法，该条件下必须基础下挖或抬高涵顶标高，易造成成本增加，并且结构安全得不到保证。此外，现有的钢波纹涵管管节间连接多为硬性连接，对于不同地质、地形条件下所铺设的钢波纹涵管管道，无法解决管节本身的变形(伸缩变形)问题。因此，研究设计一种异形涵洞和通道等结构，以克服现场地形限制，最大程度地适应地形地貌，并且安全性好、使用寿命长，能有效克服管节本身的变形(伸缩变形)等，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题就是克服上述现有技术的不足，而提供一种能够克服现场地形限制，最大程度地适应地形地貌，并且一定程度上提高涵管使用寿命，且安全性能好，能有效克服管节本身的变形(伸缩变形)的公路钢波纹管异型涵洞及通道抗震减载结构。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

设计一种公路钢波纹管异型涵洞及通道抗震减载结构，包括波纹预制整管节Ⅰ、波纹预制整管节Ⅱ及连接结构，所述波纹预制整管节Ⅰ和波纹预制整管节Ⅱ的连接端的端面间设有一定间隙；所述波纹预制整管节Ⅰ、波纹预制整管节Ⅱ分别包括一体成型的管本体以及管本体上所设的异形波纹，所述异形波纹为椭圆弧长轴段结构连接构成，并呈螺旋状旋绕在管本体外表面上；

所述连接结构包括卡箍，其中卡箍包括压环和与压环相配套的C型密封圈，其中压环由两半部分扣合并通过紧固件连接而成；每部分压环包括压环本体，在压环本体内表面设有用于匹配容纳C型密封圈的倒梯形凹槽，在倒梯形凹槽两侧设有与波纹预制整管节Ⅰ和波纹预制整管节Ⅱ连接端上所设沟槽对应匹配卡接的凸缘，C型密封圈内径分别与波纹预制整管节Ⅰ和波纹预制整管节Ⅱ连接端外表面通过紧度公差配合，同时在压环本体两固定端设有凸台，所述压环两半部分固定端所设凸台的接触面上通过凹凸部匹配扣合，同时所述凸台上对应设有用于插接紧固件的安装孔。

优选地，在上述公路钢波纹管异型涵洞及通道抗震减载结构中，所述异形波纹的波峰距管本体轴中心线的距离大于压环边缘距管本体轴中心线的距离。

优选地，在上述公路钢波纹管异型涵洞及通道抗震减载结构中，所述波纹预制整管节Ⅰ和波纹预制整管节Ⅱ为Q235A热轧钢板制作的波纹整体管。

优选地，在上述公路钢波纹管异型涵洞及通道抗震减载结构中，所述波纹预制整管节Ⅰ和波纹预制整管节Ⅱ的内外表层为热镀锌防腐层。

优选地，在上述公路钢波纹管异型涵洞及通道抗震减载结构中，所述压环为ABS压环或等效工程塑料压环。

优选地，在上述公路钢波纹管异型涵洞及通道抗震减载结构中，所述C型密封圈为三元乙丙橡胶密封圈。

优选地，在上述公路钢波纹管异型涵洞及通道抗震减载结构中，所述紧固件为高强度螺栓及螺母，且紧固件的表层为热镀锌防腐层。

本实用新型技术方案的有益效果是：

1、在结构上，本实用新型通过将传统波纹涵管上半圆弧波纹改进为椭圆弧长轴段结构波纹，减小了波纹间的间距，增强了波纹管的径向刚度，提高了其抗震性并减载压力，因而安全性得到提高，同时还延长了波纹涵管的使用寿命。而且，本实用新型管节连接端端口间有一定间隙，且管节连接结构采用压环式柔性连接结构，可解决管节本身的变形(伸缩变形)问题，尤其适用于钢波纹涵管铺设的管道，使钢波纹涵管更适用于不同地质和地形。因而，应用广泛，适于推广实施。

2、在结构上，本实用新型异形波纹的波峰距管本体轴中心线的距离大于压环边缘距管本体轴中心线的距离。在具体使用过程中，压环本体并不受周边地质载荷的影响，周边地质载荷完全作用下异形波纹上，这样一来，有助于提高压环的使用寿命，而且管节伸缩变形也不受到影响。

3、在结构上，本实用新型采用特制压环紧固连接，连接处强度同样牢固，经上海市建筑科学研究院测试，以100米高的水柱压力（1Mpa）持续 100小时，压环连接处保持完好。因而抗冲击能力优良，尤其适用于涵洞排水使用。而且，本实用新型相邻两波纹预制整管节之间采用压环式柔性连接，利用C型三元乙丙橡胶圈内径和预制管节端口的外表面通过紧度公差配合，产生张力紧贴以及橡胶圈内部C型环形空囊产生内压，并用特制压环紧固定位，从而实现管节间双重密封，确保管道密封性和连接牢固。因而密封性好，安全可靠。

4、在结构上，本实用新型现场施工时采用机械连接方式，操作简单，安装快捷，无需任何特殊技术。不受施工环境、气候及温度等限制，安装过程中无须按顺序装配，不同位置可同时施工，大幅提高了施工进度，实践证明：较混凝土盖板涵相比，施工时间至少缩短一半以上。因而安装及维修方便、简单，安装拆卸简易便捷。而且，本实用新型采用压环柔性连接方式，管节和连接结构均可重复使用，每个连接点既是轴点又是维修口，都可以拆卸，可适应将来的灵活变化，无须增加额外的成本。因而实用性和经济价值高，节约资源，经济性好。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1为本实用新型公路钢波纹管异型涵洞及通道抗震减载结构的示意图；

图2为图1所示的半个压环的结构示意图；

图3为图2所示的半个压环的俯视结构示意图；

图中序号：1、管本体，2、异形波纹，3、C型密封圈，4、压环本体，5、倒梯形凹槽，6、沟槽，7、凸缘，8、凸台，9、安装孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本实用新型的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本实用新型，并不以任何方式限制本实用新型的范围，在以下实施例中所涉及的仪器元件如无特别说明，均为常规仪器元件。

实施例1：

参见图1-3，图中，本实用新型公路钢波纹管异型涵洞及通道抗震减载结构，包括波纹预制整管节Ⅰ、波纹预制整管节Ⅱ及连接结构。波纹预制整管节Ⅰ和波纹预制整管节Ⅱ的连接端的端面间设有一定间隙。

波纹预制整管节Ⅰ、波纹预制整管节Ⅱ分别包括一体成型的管本体1，管本体上设有异形波纹2，异形波纹为椭圆弧长轴段结构连接构成，并呈螺旋状旋绕在管本体外表面上。

连接结构包括卡箍，其中卡箍包括压环和与压环相配套的C型密封圈3。压环由两半部分扣合并通过高强度紧固螺栓及螺母连接而成。每部分压环包括压环本体4，在压环本体内表面设有用于匹配容纳C型密封圈的倒梯形凹槽5，在倒梯形凹槽两侧设有与波纹预制整管节Ⅰ和波纹预制整管节Ⅱ连接端上所设沟槽6对应匹配卡接的凸缘7。C型密封圈内径分别与波纹预制整管节Ⅰ和波纹预制整管节Ⅱ连接端外表面通过紧度公差配合。同时在压环本体两固定端设有凸台8，压环两半部分固定端所设凸台的接触面上通过凹凸部匹配扣合，凸台上对应设有用于插接紧固螺栓的安装孔9。

具体的，异形波纹的波峰距管本体轴中心线的距离大于压环边缘距管本体轴中心线的距离。在具体使用过程中，压环本体并不受周边地质载荷的影响，周边地质载荷完全作用下异形波纹上，这样一来，有助于提高压环的使用寿命，而且管节伸缩变形也不受到影响。

此外，波纹预制整管节Ⅰ和波纹预制整管节Ⅱ为Q235A热轧钢板制作的波纹整体管。采用Q235A热轧钢板制作涵管，钢板屈服强度不应小于235MPa，抗拉强度不应小于375MPa。而且波纹板焊接采用对焊接头。波纹预制整管节Ⅰ和波纹预制整管节Ⅱ的内外表层为热镀锌防腐层。管壁及配套附件均经过热浸镀锌处理，其镀锌层的平均厚度大于84um。涵管运至施工现场后，工地现场涂刷两边沥青。压环为ABS压环或等效工程塑料压环。C型密封圈为三元乙丙橡胶密封圈，密封材料还可采用耐久性能较好的方形石棉盘根密封条。高强度螺栓及螺母表层为热镀锌防腐层。沟槽的宽度为9mm，沟槽的深度范围为1.5～3.1mm，沟槽的内侧边缘距连接端端面的距离为14mm。

施工现场可根据现场实际情况选择实际施工形式。对于施工场地宽阔且涵管不设较集中的场地，可选择现场集中拼装涵管，利用机械安装涵管，进一步加快施工进度。钢波纹管涵涵管在施工过程中节约了大量的人力、物力，节省了施工成本，并且大大缩短了施工作业周期。对于项目管理，大大提高了经济效益。

本实用新型通过将传统波纹涵管上半圆弧波纹改进为椭圆弧长轴段结构波纹，减小了波纹间的间距，增强了波纹管的径向刚度，提高了其抗震性并减载压力，因而安全性得到提高，延长了波纹涵管的使用寿命。此外，还可解决管节本身的变形(伸缩变形)问题，尤其适用于钢波纹涵管铺设的管道，使钢波纹涵管更适用于不同地质和地形。因而，应用广泛，适于推广实施。

上面结合附图和实施例对本实用新型作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本实用新型宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本实用新型的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims (5)

1.公路钢波纹管异型涵洞及通道抗震减载结构，包括波纹预制整管节Ⅰ、波纹预制整管节Ⅱ及连接结构，所述波纹预制整管节Ⅰ和波纹预制整管节Ⅱ的连接端的端面间设有一定间隙；其特征是：所述波纹预制整管节Ⅰ、波纹预制整管节Ⅱ分别包括一体成型的管本体以及管本体上所设的异形波纹，所述异形波纹为椭圆弧长轴段结构连接构成，并呈螺旋状旋绕在管本体外表面上；

所述连接结构包括卡箍，其中卡箍包括压环和与压环相配套的C型密封圈，其中压环由两半部分扣合并通过紧固件连接而成；每部分压环包括压环本体，在压环本体内表面设有用于匹配容纳C型密封圈的倒梯形凹槽，在倒梯形凹槽两侧设有与波纹预制整管节Ⅰ和波纹预制整管节Ⅱ连接端上所设沟槽对应匹配卡接的凸缘，C型密封圈内径分别与波纹预制整管节Ⅰ和波纹预制整管节Ⅱ连接端外表面通过紧度公差配合，同时在压环本体两固定端设有凸台，所述压环两半部分固定端所设凸台的接触面上通过凹凸部匹配扣合，同时所述凸台上对应设有用于插接紧固件的安装孔。

2.根据权利要求1所述的公路钢波纹管异型涵洞及通道抗震减载结构，其特征是：所述异形波纹的波峰距管本体轴中心线的距离大于压环边缘距管本体轴中心线的距离。

3.根据权利要求1所述的公路钢波纹管异型涵洞及通道抗震减载结构，其特征是：所述波纹预制整管节Ⅰ和波纹预制整管节Ⅱ为Q235A热轧钢板制作的波纹整体管，且波纹预制整管节Ⅰ和波纹预制整管节Ⅱ的内外表层为热镀锌防腐层。

4.根据权利要求1所述的公路钢波纹管异型涵洞及通道抗震减载结构，其特征是：所述压环为ABS压环或等效工程塑料压环；所述C型密封圈为三元乙丙橡胶密封圈。

5.根据权利要求1所述的公路钢波纹管异型涵洞及通道抗震减载结构，其特征是：所述紧固件为高强度螺栓及螺母，且紧固件的表层为热镀锌防腐层。