CN2787965Y - 大截面圆心应力抗震涵管 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种大截面圆心应力抗震涵管，其圆筒形骨架由里层骨架、中层骨架和外层骨架构成，在里层骨架和中层骨架上分别均匀固定有和骨架中轴线呈斜向交叉设置的右斜筒管和左斜筒管，在筒管内穿有经张拉产生预应力的钢绞线，在外层骨架上设置有环向筒管，环向筒管两端通过设置在涵管体内壁上的锚具锚固，并在涵管体内壁上设置有和环向筒管内钢绞线相连接的助拉锚具，本实用新型适用于多发地震区用大型盾构机开挖的大型地下输水涵洞的结构工程，以及地铁工程，还适用于跨江河大通道工程，还可以用于长距离大型引水工程的深埋专用管线。

Description

大截面圆心应力抗震涵管

技术领域

本实用新型涉及一种大截面圆心应力抗震涵管。

技术背景

目前国内传统的大型隧道常规施工技术有两种，一种是用大型盾构机施工的地铁工程，另一种是用人力开凿施工的隧道工程。地铁工程的内部结构是用预制管片组合成圆筒体，在用高压砂浆泵往夹缝里注入大量混凝土，待混凝土凝固后，支架内模板浇筑圆筒型混凝土结构体。由人工开凿的大型隧道的施工技术更为简单，先用水泥浆喷一层加固外衬层，在支架内模板浇筑混凝土结构体。以上两种传统的常规技术由于结构简单，承压、抗震、抗裂的性能差，因此造成了土石方开挖的工程量特别大，所耗费的原材料特别多，工程造价也特别高，施工效率特别低，还因运输量特别大，给现场施工造成很多不利影响，所以施工的工期特别长。由于客观上的原因，大型的长距离的内径超过4米的输水管线国内还没有工程实例。南水北调工程有多处地震区，要想满足工程需要，节约资源，降低造价，研究大截面圆心应力抗震涵管是十分必要的。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可有效提高抗震、抗弯曲、抗位移性能的大截面圆心应力抗震涵管。

本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型包括混凝土涵管体及设置在涵管体内的由纵筋和环筋制作的圆筒形骨架，其特征在于所述的圆筒形骨架由里层骨架、中层骨架和外层骨架构成，在里层骨架和中层骨架上分别均匀固定有和骨架中轴线呈斜向交叉设置的右斜筒管和左斜筒管，在筒管内穿有经张拉产生预应力的钢绞线，在外层骨架上设置有环向筒管，环向筒管两端通过设置在涵管体内壁上的锚具锚固，并在涵管体内壁上设置有和环向筒管内钢绞线相连接的助拉锚具。

本实用新型在环向筒管内绕置涵管体一周的钢绞线上设置有一个或一个以上的助拉锚具。

本实用新型在涵管外壁和混凝土外衬之间设置有橡塑隔离层，在助拉锚具)和环向钢绞线连接处设置有固定钢绞线的锁扣。

本实用新型在助拉锚具通过锁扣和设置在环向筒管内的钢绞线相连接。

本实用新型在里层骨架上的纵向连接孔内设置有可以进行连续纵向张拉可把立式制作的5-7米的管道串联起来的钢绞线。

本实用新型在涵管体内设置的纵向连接孔内的预应力纵筋可将分段施工的涵管连接成长达60-210米的超长涵管体。

本实用新型所述的超长涵管体可以是在涵管洞内利用涵洞内壁经喷涂橡塑隔离层后施工，也可以是在平原开挖好的沟内，利用弧形管底座在支架外模板后，按工艺流程施工连接成超长涵管体。

本实用新型所述的超长涵管体也可以是在平原开挖好的沟内，利用弧形金属管底座在支架外模板后，按工艺流程施工的连接成超长涵管体，也可是用立式施工工艺，然后在吊装移位，用纵向预应力连接成超长涵管体。

本实用新型分段连接的管道对接用橡胶密封环密封，密封伸缩缝用橡胶止水带密封。

本实用新型积极效果如下：本实用新型在外层骨架内侧或外侧设置有环向筒管，环向筒管两端通过设置在涵管体内壁中上方的锚具锚固，并在涵管体内壁中下方设置有和环向筒管内钢绞线相连接的助拉锚具。本实用新型采用梯级张拉的新工艺，使管体环向受力更加合理。还由于在中层骨架和里层骨架采用了顺管体布置的斜向交叉预应力筋，使整体结构形成了圆心应力，从而增强了涵管体上方“龙骨结构”的性能，提高了抗弯曲、抗位移、抗震的能力。

本实用新型解决了我国在多发地震区建设“南水北调”特大型引水工程用涵管输水的难题，还可以满足大型跨江河大通道的需要，也可满足地震多发区建设穿山输水涵洞和开凿穿山隧道的需要。

本实用新型适用于多发地震区用大型盾构机开挖的大型地下长距离的涵管输水工程，以及地铁工程，还适用于跨江河大通道工程。

附图说明

附图1为本实用新型结构示意图

附图2为本实用新型附图1A-A向横截面剖视图

附图3为本实用新型附图1的B部放大图

附图4为本实用新型附图2的D部放大图

附图5为本实用新型涵管体连接示意图

附图6为本实用新型附图5的C部放大图

附图7为本实用新型环向筒管绕置形态示意图

附图8为本实用新型助拉锚具和钢绞线连接示意图

在附图中：1、涵管体、2外层骨架、3环筋、4中层骨架、5纵筋、6环筋、7左斜筒管、8里层骨架、9、右斜筒管、10纵向连接孔、11环筋、12纵筋、13锚具、14钢绞线、15纵筋、16环向筒管、17助拉锚具、18施工连接处、19橡胶止水带、20橡塑隔离层、21涵洞外壁、22涵管伸缩缝、23混凝土外衬、24岩层、25锁扣。

具体实施方式

如附图所示，本实用新型包括混凝土涵管体1及设置在涵管体1内的由纵筋和环筋制作的圆筒形骨架，其特征在于所述的圆筒形骨架由里层骨架8、中层骨架4和外层骨架2构成，在里层骨架8和中层骨架4上分别均匀固定有和骨架中轴线呈斜向交叉设置的右斜筒管9和左斜筒管7，在筒管内穿有经张拉产生预应力的钢绞线，在外层骨架2上设置有环向筒管16，环向筒管16两端通过设置在涵管体1内壁上的锚具13锚固，并在涵管体1内壁上设置有和环向筒管16内钢绞线相连接的助拉锚具17。

本实用新型在环向筒管16内绕置涵管体一周的钢绞线14上设置有一个或一个以上的助拉锚具17。

本实用新型在涵管外壁21和混凝土外衬23之间设置有橡塑隔离层20，在助拉锚具17和环向钢绞线14连接处设置有固定钢绞线14的锁扣25。

本实用新型在助拉锚具17通过锁扣25和设置在环向筒管16内的钢绞线14相连接。

本实用新型在里层骨架8上的纵向连接孔10内设置有可以进行连续纵向张拉可把立式制作的5-7米的管道串联起来的钢绞线。

本实用新型在涵管体1内设置的纵向连接孔10内的预应力纵筋可将分段施工的涵管连接成长达60-210米的超长涵管体1。

本实用新型所述的超长涵管体1可以是在涵管洞内利用涵洞内壁经喷涂橡塑隔离层后施工，也可以是在平原开挖好的沟内，利用弧形管底座在支架外模板后，按工艺流程施工连接成超长涵管体1。

本实用新型所述的超长涵管体1也可以是在平原开挖好的沟内，利用弧形金属管底座在支架外模板后，按工艺流程施工的连接成超长涵管体，也可是用立式施工工艺，然后在吊装移位，用纵向预应力连接成超长涵管体1。

本实用新型在于分段连接的管道对接用橡胶密封环密封，密封伸缩缝用橡胶止水带19密封。

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种采用“环向网状结构”的新模式，利用环向对应方式在管体内中上方部位相互交叉张拉，在张拉的中间上方部位，在涵管体1内设置加固张拉带，使之形成龙骨结构体。能有效的聚集成倍的圆心应力，抵消由于管体承受内、外荷载所产生的拉应力。还由于采用了在涵管体1内壁上方部位设置了加固张拉带，使超长管体增加了抗高压、抗位移、抗弯曲的能力，提高了抗震的性能，能保证在多发地震区建设的输水管线能够正常的运行。

本实用新型还有一个特点，可以分段连续施工，还可以用立式工艺生产长5-7米的管道，在平原地区可以采用卧式工艺，先开槽再打垫层，制作金属管台，制造完毕后吊装移位，利用纵向预应力技术用钢绞线串联在一起，用橡胶密封环密封，形成超长涵管体1，按设计长度制作伸缩缝。

本实用新型由于采用新结构、新技术、新工艺，减少了工程量，节省了资源，降低了工程造价，提高了工程效率，缩短了工期，同时还改变了施工方式，改善了施工条件，基本上达到了机械化施工的水平，提高了自动化的水平。

施工方法如下：

第一步混凝土外衬23的制作：用盾构机或人工开挖好涵洞体后，把用φ6-φ10钢筋制作的网片固定在涵洞外壁上21，支架好圆筒型组合外模板，浇筑夹缝混凝土外衬23。

第二步拆除组合外模板：待外衬混凝土23凝固后，拆除组合外模板，并按顺序往前推进，连接施工下一管段。

第三步橡塑隔离层20的制作：用高弹、耐高压、耐老化的橡塑合成材料利用喷涂或粘贴的工艺制作橡塑隔离层20。

第四步圆筒型骨架的制作，每10米为一个管段，分别制作圆筒型外层骨架2、中层骨架4、里层骨架8，并用径向钢筋连接成一体。

第五步加固张拉带的制作：在外层骨架2和中层骨架4还有里层骨架8之间用加大的钢筋，分布在涵管体1上方宽1-2米部位设置加固张拉带，形成“龙骨结构体”。

第六步环向筒管的制作：在外层骨架的里层或外侧分布环向筒管，相互交叉在涵管体1内上部“加固张拉带”两边通向涵管体1的内壁左上方，右上方锚具13预留孔，并安装好左中下方，右中下方或左中上方，右中上方的助拉锚具17。

第七步双向交叉斜筒管的制作：在中层骨架4的两侧或外侧分布双向交叉左斜筒管7、右斜筒管8，穿好管内钢绞线14，安装好固定锚具和张拉锚具13。

第八步内模板的安装：根据涵管体1内径大小确定内模板并把端面模板和内模板连在一起。

第九步浇筑管体混凝土：用高压砂浆泵往模板内浇筑混凝土，并按工艺要求震捣成型。

第十步真空灌注，加压封锚：把所有筒管分段抽成真空，分别用高压泵注入加膨胀剂、速凝剂的高标号水泥浆，并用特种水泥浆加压封平预留锚孔。

第十一步预应力钢绞线14的连接：用连接器连接斜向、纵向钢绞线14，用套筒连接纵筋5、12、15，重复上述步骤制作第二管段及其它管段。

第十三步涵管体1端部伸缩缝22的制作：当管段连续构成的管体达到设计长度时，把橡胶止水带19的一端浇筑于另一管段的端部，这样重复制作若干涵管体1形成了输水管线。

Claims (9)

1、一种大截面圆心应力抗震涵管，包括混凝土涵管体(1)及设置在涵管体(1)内的由纵筋和环筋制作的圆筒形骨架，其特征在于所述的圆筒形骨架由里层骨架(8)、中层骨架(4)和外层骨架(2)构成，在里层骨架(8)和中层骨架(4)上分别均匀固定有和骨架中轴线呈斜向交叉设置的右斜筒管(9)和左斜筒管(7)，在筒管内穿有经张拉产生预应力的钢绞线，在外层骨架(2)上设置有环向筒管(16)，环向筒管(16)两端通过设置在涵管体(1)内壁上的锚具(13)锚固，并在涵管体(1)内壁上设置有和环向筒管(16)内钢绞线相连接的助拉锚具(17)。

2、根据权利要求1所述的一种大截面圆心应力抗震涵管，其特征在于在环向筒管(16)内绕置涵管体一周的钢绞线(14)上设置有一个或一个以上的助拉锚具(17)。

3、根据权利要求1或2所述的一种大截面圆心应力抗震涵管，其特征在于在涵管外壁(21)和混凝土外衬(23)之间设置有橡塑隔离层(20)，在助拉锚具(17)和环向钢绞线(14)连接处设置有固定钢绞线(14)的锁扣(25)。

4、根据权利要求1或2所述的一种大截面圆心应力抗震涵管，其特征在于在助拉锚具(17)通过锁扣(25)和设置在环向筒管(16)内的钢绞线(14)相连接。

5、根据权利要求1或2所述的一种大截面圆心应力抗震涵管，其特征在于在里层骨架(8)上的纵向连接孔(10)内设置有可以进行连续纵向张拉可把立式制作的5-7米的管道串联起来的钢绞线。

6、根据权利要求1或2所述的一种大截面圆心应力抗震涵管，其特征在于在涵管体(1)内设置的纵向连接孔(10)内的预应力纵筋可将分段施工的涵管连接成长达60-210米的超长涵管体(1)。

7、根据权利要求6所述的一种大截面圆心应力抗震涵管，其特征在于所述的超长涵管体(1)可以是在涵管洞内利用涵洞内壁经喷涂橡塑隔离层后施工，也可以是在平原开挖好的沟内，利用弧形管底座在支架外模板后，按工艺流程施工连接成超长涵管体(1)。

8、根据权利要求6所述的一种大截面圆心应力抗震涵管，其特征在于所述的超长涵管体(1)也可以是在平原开挖好的沟内，利用弧形金属管底座在支架外模板后，按工艺流程施工的连接成超长涵管体，也可是用立式施工工艺，然后在吊装移位，用纵向预应力连接成超长涵管体(1)。

9、根据权利要求1或2所述的一种大截面圆心应力抗震涵管，其特征在于分段连接的管道对接用橡胶密封环密封，密封伸缩缝用橡胶止水带(19)密封。

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