CN212178059U

CN212178059U - 一种既有大直径管道悬吊保护体系

Info

Publication number: CN212178059U
Application number: CN202020729721.7U
Authority: CN
Inventors: 王贤鹏; 宋琢; 李建明; 张迪; 周伟楠; 戚宇翔; 杨泽鑫; 曾宇河
Original assignee: GUANGZHOU MUNICIPAL ENGINEERING MACHINERY CONSTRUCTION CO LTD
Current assignee: GUANGZHOU MUNICIPAL ENGINEERING MACHINERY CONSTRUCTION CO LTD
Priority date: 2020-05-07
Filing date: 2020-05-07
Publication date: 2020-12-18
Anticipated expiration: 2030-05-07

Abstract

本实用新型涉及一种既有大直径管道悬吊保护体系，包括工字钢组合钢构体系、穿心式千斤顶同步提升装置和应力监测系统，管道通过穿心式千斤顶同步提升装置悬吊于工字钢组合钢构体系；应力监控系统包括检测系统和与检测系统分别连接的多个应变片，应变片设置在穿心式千斤顶同步提升装置承托管道的部位，以检测该部位承受的应力。本实用新型解决地下工程施工过程中既有大直径管道保护问题，施工工艺先进，有效避免施工过程中既有大直径管道悬吊保护安全风险，属于地下工程技术领域。

Description

一种既有大直径管道悬吊保护体系

技术领域

本实用新型涉及地下工程技术领域，具体涉及一种既有大直径管道悬吊保护体系。

背景技术

近年来，国家连续出台一系列文件，积极鼓励开展地下综合管廊建设工作。随着地下综合管廊建设的高速发展，地下工程建设对地下空间结构形式、地下管线保护提出了更高要求。

地下工程施工过程中不可避免会遇到大直径地下管网。对于大直径管线，受管道自身条件、预算造价或环境限制等因素影响，不宜采用迁改方式，多采用悬吊保护方式。大直径污水管网由于内外巨大压力差对管道悬吊保护体系要求极其严格，选择有效安全的悬吊保护体系是地下工程施工质量与安全的关键。

现有的大直径管道悬吊保护体系主要有如下缺点：1.功能单一，仅有悬吊功能，没有应力监控功能，操作全凭经验，容易存在某个支撑点应力过大的问题；2.通过钢索直接接触管道悬挂，容易损坏管道。

实用新型内容

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种对支撑点的应力进行监测从而保证每个支撑点的实际应力均在合理范围的既有大直径管道悬吊保护体系。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种既有大直径管道悬吊保护体系，包括工字钢组合钢构体系、穿心式千斤顶同步提升装置和应力监测系统，管道通过穿心式千斤顶同步提升装置悬吊于工字钢组合钢构体系；应力监控系统包括检测系统和与检测系统分别连接的多个应变片，应变片设置在穿心式千斤顶同步提升装置承托管道的部位，以检测该部位承受的应力。

作为一种优选，穿心式千斤顶同步提升装置包括多组沿着管道长度方向排列的提升单元；每组提升单元均包括上部小横梁、下部小横梁、钢棒、穿心式千斤顶、固定钢板、外包钢管片、支撑钢板；钢棒的上端从上往下依次穿过穿心式千斤顶和上部小横梁，钢棒的下端穿过下部小横梁且下端用螺母连接；圆弧形的外包钢管片固定在下部小横梁的上端，且外包钢管片位于左右两根钢棒之间，外包钢管片的外侧与下部小横梁之间设有固定钢板，外包钢管片的内侧设有多块支撑钢板，多块支撑钢板沿着圆弧均匀分布，管道支撑在支撑钢板上。

作为一种优选，每组提升单元还包括上部钢垫板和下部钢垫板；上部钢垫板设置在穿心式千斤顶和上部小横梁之间以分散负荷，下部钢垫板设置在下部小横梁和螺母之间以分散负荷。

作为一种优选，外包钢管片为半圆形，内表面每隔30度焊接一块支撑钢板。

作为一种优选，上部小横梁和下部小横梁均由两条工字钢拼接而成，中间留有间隙，间隙宽度大于钢棒直径从而钢棒从间隙中穿过。

作为一种优选，每组提升单元对应设有一个应变片，应变片设置在下部小横梁的底部中心位置。

作为一种优选，工字钢组合钢构体系包括两个钢管桩基础、四条钢管桩、两条横梁、两条纵梁；钢管桩底部与钢管桩基础连接；钢管桩上端开槽，横梁搭接在开槽中从而横梁架设在左右两钢管桩之间，横梁上表面与钢管桩上端面等高；纵梁搭接在钢管桩上端中心线位置，与横梁上表面焊接；上部小横杆横跨在左右两根纵梁之间，且固定在纵梁的上端。

作为一种优选，横梁为双拼工字钢，纵梁由两条工字钢拼接而成，两条工字钢之间留有间隙，间隙宽度大于钢棒的直径从而钢棒从间隙中穿过。

作为一种优选，钢管桩外贴加劲板，加劲板位于开槽的下方紧贴开槽设置。

一种既有大直径管道悬吊保护方法，采用一种既有大直径管道悬吊保护体系，通过应变片测得下部小横梁承受实际值应力，与实际水位情况下计算所得下部小横梁理论值应力进行比较，若实际值与理论值差值超过10％，通过同步提升或同步下降两侧钢棒上部穿心式千斤顶，对应力异常段下部小横梁进行调整，直至应力理论值与实际值相应，使得下部小横梁起到支撑大直径管道作用。

本实用新型的原理是：架设工字钢组合钢构体系，并在工字钢组合钢构体系上安装穿心式千斤顶同步提升装置，通过穿心式千斤顶同步提升装置承托和保护既有管道。穿心式千斤顶同步提升装置包括多个提升单元，每个提升单元与管道之间均形成一个支撑点，由于每个支撑点均设置应变片，通过检测系统即时监测每个支撑点的实际应力，及时对应力过大的部位进行调整，由此实现通过简易的悬吊保护体系支撑大直径管道，而无需采用每个支撑点承载力均很大的悬吊保护体系来支撑大直径管道。

总的说来，本实用新型具有如下优点：

1.本悬吊保护体系可以解决地下工程既有大直径管道施工保护问题。

2.本悬吊保护体系应力监测系统，可时刻监测下部小横梁工字钢托架应力状态，判断该悬吊保护体系是否处于异常工作状态。

3.本悬吊保护体系利用穿心式千斤顶同步提升装置，通过提升两侧钢棒上部穿心式千斤顶，逐渐缓慢同步调整受力异常段两侧千斤顶，使下部小横梁承担混凝土管自重，避免管道悬空引起底部应力过大产生裂缝，并起到保护作用。

4.设置加劲板，防止钢管桩开槽部位因截面削弱引起的钢板挤压破坏。

5.设置下部小横梁、固定钢板、外包钢管片、支撑钢板组成的承托结构，在保证管道均匀受力的情况下，能通过测量下部小横梁底部应变准确获知该处管道的应力状态。

6.易于现场取材制作，易于施工。

附图说明

图1是一种既有大直径管道悬吊保护体系的立体图。

图2是一种既有大直径管道悬吊保护体系的左视图。

图3是一种既有大直径管道悬吊保护体系的主视图。

图4是一种既有大直径管道悬吊保护体系的俯视图。

图5是提升单元的立体图。

图6是提升单元的另一视角的立体图。

图7是钢管桩的上端的局部放大图。

其中，1为上部小横梁；2为穿心式千斤顶；3为上部钢垫板；4为纵梁；5为钢棒；6为下部小横梁；7为混凝土管；8为下部钢垫板；9为固定钢板；10为外包钢管片；11为横梁；12为加劲板；13为钢管桩；14为钢管桩基础；15为应变片；16为支撑钢板。

具体实施方式

下面将结合具体实施方式来对本实用新型做进一步详细的说明。

一种既有大直径管道悬吊保护体系，包括工字钢组合钢构体系、穿心式千斤顶同步提升装置和应力监测系统。

工字钢组合钢构体系包括两个钢管桩基础、四条钢管桩、两条横梁、两条纵梁、加劲板。工字钢组合钢构体系所有连接位置视施工需求选择焊接或者螺栓连接。

穿心式千斤顶同步提升装置包括多组沿着管道长度方向排列的提升单元；每组提升单元均包括上部小横梁、下部小横梁、钢棒、穿心式千斤顶、固定钢板、外包钢管片、支撑钢板、上部钢垫板和下部钢垫板。

应力监控系统包括检测系统和与检测系统分别连接的多个应变片。

先浇筑钢管桩混凝土基础。钢管桩(φ800)上端开槽，槽口尺寸基于横梁确定，取630mm×360mm，下端与混凝土基础进行连接。

横梁为双拼工字钢I63a。横梁横跨放置于左右钢管桩上端槽口位置，与钢管桩接触位置外贴加劲板(选用Q235钢板)进行补强，横梁与钢管桩通过焊缝连接。横梁上表面与钢管桩上端面齐平。

纵梁由两条工字钢I63a组成，两工字钢间隔32mm(钢棒为φ30mm)。两条工字钢与上部钢垫板(300mm×300mm×30mm)通过焊缝连接形成整体。两条工字钢下部与钢管桩和横梁上表面焊缝连接。

上部小横梁由两条工字钢I45a组成，每隔2m布置一道。两条工字钢中间间隔32mm(钢棒为φ30mm)。上部小横梁两条工字钢通过与上部钢垫板焊接形成整体。上部钢垫板中间开洞，洞口直径约32mm。

穿心式千斤顶放置于上部钢垫板之上，与钢棒进行连接，通过与钢棒之间的作用力挤压在上部钢垫板。

下部小横梁由两条工字钢I22a组成，每隔2m布置一道，与上部小横梁配套布置。两条工字钢中间间隔32mm(钢棒为φ30mm)。下部小横梁两条工字钢通过与下部钢垫板(200mm×200mm×20mm)焊接形成整体。下部钢垫板中间开洞，洞口直径约32mm。钢棒与下部钢垫板通过螺母连接。

外包钢管片不直接与混凝土管接触，其长度为混凝土管外径半个圆周长，宽度取1m，内表面每隔30度圆心角焊接一块20mm厚支撑钢板，共六块，外表面通过固定钢板(厚度为20mm)与下部小横梁焊接。

应变片贴在下部小横梁底部中心。

图1所示有5道穿心式千斤顶同步提升装置的提升单元，每道提升单元的下部小横梁两条工字钢底部中心都贴应变片。通过应变片测得下部小横梁承受应力(实际值)，与实际水位情况下计算所得下部小横梁应力(理论值)进行比较，若实际值与理论值差值超过10％，通过同步提升或下降两侧钢棒上部穿心式千斤顶，对应力异常段下部小横梁进行调整，直至应力理论值与实际值接近，使得下部小横梁起到支撑大直径管道作用。

本实用新型利用工字钢组合钢构体系、穿心式千斤顶同步提升装置和应力监测系统，解决地下工程施工过程中既有大直径管道保护问题，施工工艺先进，有效避免施工过程中既有大直径管道悬吊保护安全风险。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种既有大直径管道悬吊保护体系，其特征在于：包括工字钢组合钢构体系、穿心式千斤顶同步提升装置和应力监测系统，管道通过穿心式千斤顶同步提升装置悬吊于工字钢组合钢构体系；应力监控系统包括检测系统和与检测系统分别连接的多个应变片，应变片设置在穿心式千斤顶同步提升装置承托管道的部位，以检测该部位承受的应力。

2.按照权利要求1所述的一种既有大直径管道悬吊保护体系，其特征在于：穿心式千斤顶同步提升装置包括多组沿着管道长度方向排列的提升单元；每组提升单元均包括上部小横梁、下部小横梁、钢棒、穿心式千斤顶、固定钢板、外包钢管片、支撑钢板；钢棒的上端从上往下依次穿过穿心式千斤顶和上部小横梁，钢棒的下端穿过下部小横梁且下端用螺母连接；圆弧形的外包钢管片固定在下部小横梁的上端，且外包钢管片位于左右两根钢棒之间，外包钢管片的外侧与下部小横梁之间设有固定钢板，外包钢管片的内侧设有多块支撑钢板，多块支撑钢板沿着圆弧均匀分布，管道支撑在支撑钢板上。

3.按照权利要求2所述的一种既有大直径管道悬吊保护体系，其特征在于：每组提升单元还包括上部钢垫板和下部钢垫板；上部钢垫板设置在穿心式千斤顶和上部小横梁之间以分散负荷，下部钢垫板设置在下部小横梁和螺母之间以分散负荷。

4.按照权利要求2所述的一种既有大直径管道悬吊保护体系，其特征在于：外包钢管片为半圆形，内表面每隔30度焊接一块支撑钢板。

5.按照权利要求2所述的一种既有大直径管道悬吊保护体系，其特征在于：上部小横梁和下部小横梁均由两条工字钢拼接而成，中间留有间隙，间隙宽度大于钢棒直径从而钢棒从间隙中穿过。

6.按照权利要求2所述的一种既有大直径管道悬吊保护体系，其特征在于：每组提升单元对应设有一个应变片，应变片设置在下部小横梁的底部中心位置。

7.按照权利要求2所述的一种既有大直径管道悬吊保护体系，其特征在于：工字钢组合钢构体系包括两个钢管桩基础、四条钢管桩、两条横梁、两条纵梁；钢管桩底部与钢管桩基础连接；钢管桩上端开槽，横梁搭接在开槽中从而横梁架设在左右两钢管桩之间，横梁上表面与钢管桩上端面等高；纵梁搭接在钢管桩上端中心线位置，与横梁上表面焊接；上部小横杆横跨在左右两根纵梁之间，且固定在纵梁的上端。

8.按照权利要求7所述的一种既有大直径管道悬吊保护体系，其特征在于：横梁为双拼工字钢，纵梁由两条工字钢拼接而成，两条工字钢之间留有间隙，间隙宽度大于钢棒的直径从而钢棒从间隙中穿过。

9.按照权利要求7所述的一种既有大直径管道悬吊保护体系，其特征在于：钢管桩外贴加劲板，加劲板位于开槽的下方紧贴开槽设置。