專利名稱：用來(lái)在混凝土管之間傳遞軸向的拉伸載荷的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1的前序部分所述的用來(lái)在第一混凝土管與第二混凝土管之間沿軸向傳遞拉伸(或張力)載荷的系統(tǒng)。
本發(fā)明也涉及一種在這樣的系統(tǒng)中使用的混凝土管，以及一種使用這樣系統(tǒng)的管線。
背景技術(shù)：
專利文件US 3212797公開(kāi)了一種混凝土管接頭。要采用已知的接頭連接起來(lái)的每個(gè)管道都設(shè)有一個(gè)錨固裝置(或固接裝置)，可以將此錨固裝置焊接到混凝土管中的一個(gè)鋼的增強(qiáng)柱體上，或者將此錨固裝置注制(或澆注)在管道的混凝土中。每個(gè)錨固裝置設(shè)有一個(gè)法蘭。將一個(gè)有大致U形截面的連接件應(yīng)用在這些法蘭上。當(dāng)一個(gè)拉伸載荷施加到這些混凝土管上時(shí)，U形連接件的腿將這些法蘭保持在一起。
當(dāng)在由多個(gè)管道(或管子)制成的高壓管線中使用混凝土管時(shí)，在管道系統(tǒng)中靠近彎頭的管道將會(huì)經(jīng)受一個(gè)拉伸載荷。當(dāng)這樣一種拉伸載荷施加到由比如由專利文件US 3212797已經(jīng)知道的管道接頭連接的混凝土管上時(shí)，錨固裝置和連接件將會(huì)經(jīng)受一種彎曲力矩，這個(gè)彎曲力矩會(huì)在錨固裝置中和在靠近該錨固裝置的那部分混凝土管中以及在連接件中產(chǎn)生很大的彎曲應(yīng)力。為了避免由于這些彎曲應(yīng)力造成損壞，需要將錨固裝置、靠近錨固裝置的那部分混凝土管道以及連接件設(shè)計(jì)成有相當(dāng)大的強(qiáng)度。
本發(fā)明的目的是提供一種用來(lái)在第一混凝土管與第二混凝土管之間沿軸向傳遞拉伸載荷的系統(tǒng)，在此系統(tǒng)中，與已知的系統(tǒng)相比可以使用不太笨重的設(shè)計(jì)。
發(fā)明內(nèi)容
通過(guò)按照權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。
在本發(fā)明類型的系統(tǒng)中出現(xiàn)彎曲力矩可能是由于在軸向載荷的載荷傳遞路徑中出現(xiàn)偏置，或者是由于外部原因比如土壤沉陷。通過(guò)設(shè)置能夠?qū)κ┘拥狡渖系膹澢刈鞒鲰憫?yīng)產(chǎn)生變形的彈性件可以減小這些彎曲力矩在系統(tǒng)中產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力。因?yàn)閺椥约膭偠让黠@地比系統(tǒng)的其它部分的剛度低，所以變形將出現(xiàn)在彈性件中。由于這種變形，系統(tǒng)的其它部分(比如兩個(gè)混凝土管道的錨固裝置)可以變形或者相對(duì)于彼此移動(dòng)，而不會(huì)產(chǎn)生明顯的彎曲應(yīng)力。
作為一個(gè)附加的優(yōu)點(diǎn)，彈性件的使用使得埋在地下的管線的一部分將像一個(gè)鉸鏈連接體，而不像一個(gè)剛硬的梁那樣對(duì)土壤的變形(比如由于沉陷或交通所產(chǎn)生的載荷)作出響應(yīng)，其中系統(tǒng)就使用在這些管線中。從而，按照本發(fā)明的系統(tǒng)應(yīng)用于其中的管線將更能夠依隨土壤的變形。其結(jié)果，在管線中由于土壤的變形所出現(xiàn)的作用力會(huì)比在采用已知的連接系統(tǒng)的管線中明顯地低。
通過(guò)在載荷傳遞路徑(即，載荷由一個(gè)混凝土管道傳遞到另一個(gè)混凝土管道的路徑)中設(shè)置彈性件，以最有效的方式利用彈性件的變形能力。
最好，設(shè)置多個(gè)連接裝置，它們?cè)诠艿赖膱A周上彼此間隔開(kāi)。這將使系統(tǒng)的組裝變得容易，并且提高系統(tǒng)克服未對(duì)準(zhǔn)、變形以及其它擾動(dòng)的能力。
最好，至少一個(gè)彈性件提供有預(yù)應(yīng)力，并且，預(yù)應(yīng)力的大小可以分開(kāi)地適應(yīng)每一單個(gè)連接裝置。也可以使用彈性件在系統(tǒng)中提供預(yù)應(yīng)力。當(dāng)使用多個(gè)連接件時(shí)，可以使預(yù)應(yīng)力適應(yīng)每個(gè)個(gè)別的連接裝置。這樣，可以對(duì)每個(gè)連接裝置施加最佳的預(yù)應(yīng)力。
最好，當(dāng)軸向上的拉伸載荷施加到混凝土管道上時(shí)，彈性件被壓縮。這樣，隨著載荷的增加，彈性件上的夾持將被夾得更緊。
在第一優(yōu)選實(shí)施例中，每個(gè)混凝土管的錨固裝置包括多個(gè)桿。這些桿由相應(yīng)的混凝土管的軸向表面基本上在軸向方向上伸展出。在使用中，第一與第二混凝土管道的軸向表面彼此面對(duì)，其方式使得第一混凝土管道的每個(gè)桿基本上與第二混凝土管道的桿并排地伸展。因此，當(dāng)安裝好時(shí)，在第一混凝土管道的軸向表面與第二混凝土管道的軸向表面之間的距離比第一混凝土管道的單一桿和第二混凝土管道的單一桿所增加的長(zhǎng)度要短。
可以把這些桿連接到嵌在混凝土中的軸向增強(qiáng)裝置上，但是最好將它們直接注制在管道的混凝土中。這使得管道的制造更為便宜。
在這個(gè)第一優(yōu)選實(shí)施例中，連接裝置包括多塊板。板的數(shù)目等于在第一和第二混凝土管道上的桿的總數(shù)。在使用中，每個(gè)桿設(shè)有一個(gè)板。每個(gè)板具有第一孔，用來(lái)容納其中一個(gè)混凝土管道中的相關(guān)的桿。為每個(gè)板-桿組合設(shè)置一個(gè)鎖定件，用來(lái)把每個(gè)板鎖定到它相關(guān)的桿上。
將板的尺寸做成使得當(dāng)安裝好時(shí)在管道的軸向方向上看時(shí)每個(gè)板至少部分地與相鄰的板重疊，其中相鄰的板與另一個(gè)混凝土管道的桿相關(guān)聯(lián)。
在這個(gè)第一優(yōu)選實(shí)施例中，連接裝置還包括多個(gè)彈性件，例如人造橡膠或者天然橡膠的塊體。每個(gè)彈性件適宜于被夾持在兩個(gè)相鄰的板(即，一個(gè)板與它相鄰的板)之間，從而使相鄰的板在混凝土管道的軸向方向上間隔開(kāi)。
因?yàn)榈谝换炷凉艿赖拿總€(gè)桿基本上與第二混凝土管道的桿并排地伸展，所以可以把板鎖定在桿上，其方式使得第一混凝土管道的桿的板被設(shè)置在比被鎖定在第二混凝土管道的桿上的板更靠近第二混凝土管道的軸向表面。通過(guò)把一個(gè)彈性件夾持在這些板之間，可以經(jīng)過(guò)第一混凝土管道的桿，與該桿相關(guān)的板，彈性件，以及與第二混凝土管道的與相鄰的板相關(guān)聯(lián)的桿相鄰的板傳遞拉伸載荷。
通過(guò)以另外的方式設(shè)置相鄰的板(即，把第一混凝土管道的桿的板設(shè)置成比被鎖定在第二混凝土管道的桿上的板離開(kāi)第二混凝土管道的軸向表面更遠(yuǎn))，可以傳遞軸向的壓縮作用力。
因?yàn)樵趥鬟f載荷中相互合作的相鄰的桿不是共軸線的，所以由于軸向載荷和在這些相鄰的桿之間有距離，在系統(tǒng)中將會(huì)產(chǎn)生彎曲力矩。當(dāng)施加拉伸載荷時(shí)，由于這個(gè)彎曲力矩，桿將會(huì)彎曲，彼此離開(kāi)，且板將試圖彎曲，離開(kāi)與這些板相關(guān)聯(lián)的桿連接的那個(gè)混凝土管道。
彈性件對(duì)此有兩種效應(yīng)第一，因?yàn)閺椥约膭偠冗h(yuǎn)比桿和板的剛度低，所以彈性件將承擔(dān)變形的主要部分。第二，彈性件容許桿和板變形，而不是抑制這種變形。由于容許桿和板變形，所以在桿和板中的彎曲應(yīng)力會(huì)減小。
同樣，由于彈性件，管線周?chē)耐寥赖淖冃螌a(chǎn)生比在已知的管線中要小的彎曲力矩，這是因?yàn)楣芫€將像一個(gè)鉸接連接體而不是像一個(gè)剛硬的梁那樣對(duì)這些變形作出響應(yīng)。
有利地，將相互合作的相鄰的桿之間的距離保持為盡可能地小。這樣將減小在系統(tǒng)中產(chǎn)生的彎曲力矩。
同樣，當(dāng)在這個(gè)系統(tǒng)中使用帶有軸向增強(qiáng)裝置的混凝土管道時(shí)，在與軸向的增強(qiáng)裝置相同的徑向位置設(shè)置桿是有利的。這樣也會(huì)減小在系統(tǒng)中的總彎曲力矩，這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)這樣做避免了由于在軸向的增強(qiáng)裝置與桿之間的偏置產(chǎn)生附加的彎曲力矩。
有利地，彈性件設(shè)有一個(gè)孔，用來(lái)容納相關(guān)的桿。通過(guò)穿過(guò)該孔設(shè)置桿，彈性件不可能由板滑開(kāi)，其中該彈性件就夾持在這些板之間。
可以使用彈性件施加預(yù)應(yīng)力。當(dāng)預(yù)期有拉伸載荷時(shí)，通過(guò)增加把彈性件夾持在板之間的夾緊作用力可以施加預(yù)應(yīng)力。
在一個(gè)有利的實(shí)施例中，桿設(shè)有帶螺紋的端部。這樣，可以使用螺母作為鎖定裝置。除了對(duì)于錨固裝置提供一種簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)以外，這也使得施加預(yù)應(yīng)力變得容易，這是因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)螺母上的擰緊扭矩確定夾緊作用力。
最好，鎖定裝置設(shè)有一個(gè)球形表面，該球形表面適宜于與一個(gè)板接合，并且其中，板設(shè)有一個(gè)形狀互補(bǔ)的球形表面，用來(lái)接納鎖定裝置的球形表面。這樣，把板鎖定到桿上不會(huì)出現(xiàn)桿與板的任何對(duì)不準(zhǔn)。
鎖定裝置的球形表面可以例如在螺母上或者在墊片上。
最好，板和/或桿設(shè)有防止板圍繞與它相關(guān)聯(lián)的桿轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置。
為了使組裝過(guò)程變得容易，借助于一個(gè)柔性窄帶比如鏈或帶將多個(gè)彈性件彼此連接起來(lái)。也可以設(shè)想，柔性窄帶是彈性的。
可以設(shè)想，一對(duì)相互合作的桿的板和彈性件設(shè)有第二孔，從而板和彈性件適宜于接納那對(duì)桿中的兩個(gè)桿。最好，在適于接納不是相關(guān)聯(lián)的桿的那個(gè)桿的板中的孔足夠地寬，可以允許變形和/或未對(duì)準(zhǔn)。
第二孔最好包括一個(gè)狹縫，該狹縫分別伸展到板的外邊緣或者彈性件的外邊緣。這使板和彈性件的安裝變得容易。
這樣，在第一優(yōu)選實(shí)施例的最基本的示例中使用多對(duì)桿，將桿對(duì)中的一個(gè)桿裝接到第一混凝土管道上，而將該桿對(duì)中的另一個(gè)桿裝接到第二混凝土管道上，借助于兩個(gè)板和彈性件在它們之間傳遞載荷。雖然在理論上可以僅只使用一對(duì)桿，但是實(shí)際上，為了避免引入力矩和不對(duì)稱的載荷，可使用多對(duì)桿。這些桿對(duì)最好在管道的圓周上基本上相等地分布。
然而，在第一優(yōu)選實(shí)施例的另一個(gè)示例中，所采用的彈性件具有一個(gè)用來(lái)容納一個(gè)桿的中心孔，并且這些彈性件由中心孔的兩側(cè)伸展。板也具有一個(gè)中心孔，并且這些板也由中心孔的兩側(cè)伸展。
在這個(gè)示例性的實(shí)施例中，兩個(gè)混凝土管道具有相同數(shù)目的桿，并且在兩個(gè)管道上以相同的節(jié)距設(shè)置這些桿。當(dāng)進(jìn)行組裝時(shí)，將管道定位成使得第一混凝土管道的桿與第二混凝土管道的相鄰的桿之間的距離大約為節(jié)距的一半。于是，在一個(gè)混凝土管道、例如在第一混凝土管道的桿上設(shè)置彈性件，并且將板設(shè)置在所有桿上。通過(guò)這樣做，第一混凝土管道的板中的每個(gè)板與一個(gè)彈性件接合，而第二混凝土管道的板中的每個(gè)板與兩個(gè)彈性件接合。
這樣，將載荷分布在管道的整個(gè)圓周上。
在一個(gè)不同的示例中，三個(gè)桿的組傳遞軸向載荷。將在這樣一組的中間那個(gè)桿連接到其中一個(gè)混凝土管道(例如第一管道)上，而將另兩個(gè)桿連接到另外的混凝土管道(在這里的情況下為第二管道)上。將一個(gè)彈性件在中心安裝到桿上。該彈性件朝向該組中外面的桿伸展。
將第一板在中心安裝到桿上，將第二和第三板安裝到外面的桿上。這樣，在一個(gè)側(cè)面上把彈性件夾緊在第一板與第二板之間，而在它的另一側(cè)面上把它夾緊在第一板與第三板之間。
雖然在理論上可以僅只使用一組桿，但是實(shí)際上，為了避免引入力矩和不對(duì)稱的載荷，將使用多組桿。這些桿組最好在管道的圓周上基本上相等地分布。
在第二優(yōu)選實(shí)施例中，在每個(gè)混凝土管道上的錨固裝置包括至少一個(gè)接合件，該接合件在徑向方向上由混凝土管道突伸出。在這個(gè)第二優(yōu)選實(shí)施例中，連接裝置包括至少一個(gè)第一彈性件，它適宜與第一混凝土管道的接合件接合，至少一個(gè)第二彈性件，它適宜與第二混凝土管道的接合件接合，以及至少一個(gè)連接裝置，它用來(lái)把第一和第二彈性件彼此連接起來(lái)，其方式使得可以將軸向載荷由第一混凝土管道傳遞到第二混凝土管道。
在這個(gè)實(shí)施例中，因?yàn)榻雍涎b置越過(guò)管道的外徑伸展，所以可能引入彎曲力矩。為了減小彎曲力矩，將接合件設(shè)置在軸向上盡可能地靠近軸向載荷的作用點(diǎn)的位置是有利的。
彈性件對(duì)于系統(tǒng)對(duì)這種彎曲力矩的反應(yīng)有兩種效應(yīng)第一，因?yàn)閺椥约膭偠冗h(yuǎn)比接合件和連接裝置的剛度低，所以彈性件將承擔(dān)變形的主要部分。第二，彈性件容許接合件和連接裝置變形，而不是抑制這種變形。由于容許接合件和連接裝置變形，所以在接合件和連接裝置中的彎曲應(yīng)力會(huì)減小。
在混凝土管線靠近彎頭的部分，采用大致在軸向上增強(qiáng)的混凝土管道。這些增強(qiáng)裝置常常包括增強(qiáng)絲(或金屬絲)，這些增強(qiáng)絲在鐘形部分向外偏轉(zhuǎn)。在按照本發(fā)明的系統(tǒng)中，最好在增強(qiáng)絲圖案的直徑以里把錨固裝置固定在管道的混凝土中。通過(guò)采用鐘形的形式，并且把鐘形的內(nèi)部體積注制成實(shí)體，按照本發(fā)明的管道的鐘形部分的混凝土段可以比已知的管道的鐘形部分的混凝土段局部地承受更大的彎曲力矩。
最好，連接裝置是一個(gè)夾子(或夾持裝置)，它包括用來(lái)與第一混凝土管道的接合件接合的第一夾緊件，用來(lái)與第二混凝土管道的接合件接合的第二夾緊件，以及用來(lái)把第一和第二夾緊件連接起來(lái)的一個(gè)連接器。這提供了一種簡(jiǎn)單但是有效的結(jié)構(gòu)。
最好，第一和第二夾緊件設(shè)有齒，用來(lái)將第一夾緊件與第二夾緊件相對(duì)于彼此鎖定。通過(guò)這樣做，增大了可以傳遞的載荷。
最好，混凝土管道中的至少一個(gè)管道的接合件是裝接到所述混凝土管道的軸向表面上的至少一個(gè)部分圓形的板。這提供了一種簡(jiǎn)單而有效的結(jié)構(gòu)。
可以設(shè)想，設(shè)置多個(gè)連接裝置，它們?cè)诠艿赖膱A周上分布。
在那種情況下，也可以設(shè)想，借助于至少一個(gè)柔性窄帶比如鏈或帶將多個(gè)彈性件彼此連接起來(lái)。
對(duì)于所有實(shí)施例，可以設(shè)想，至少一個(gè)混凝土管道包括裝接到錨固裝置上的密封裝置。
下面將參考著附圖更詳細(xì)地討論按照本發(fā)明的系統(tǒng)，這些附圖以非限制性的方式示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，在附圖制圖1是按照本發(fā)明的系統(tǒng)的第一優(yōu)選實(shí)施例的縱向剖面圖；圖2是按照本發(fā)明的系統(tǒng)的第一優(yōu)選實(shí)施例的第一示例按照?qǐng)D1的線A-A的視圖；圖3是按照本發(fā)明的系統(tǒng)的第一優(yōu)選實(shí)施例的第二示例按照?qǐng)D1的線A-A的視圖；圖4是圖3的實(shí)施例的一個(gè)變型；圖5是按照本發(fā)明的系統(tǒng)的第一優(yōu)選實(shí)施例的第三示例按照?qǐng)D1的線A-A的圖；圖6是圖5的實(shí)施例的一個(gè)變型的透視圖；圖7是按照本發(fā)明的系統(tǒng)的第一優(yōu)選實(shí)施例的第四示例按照?qǐng)D1的線A-A的圖；圖8是圖7的實(shí)施例的一個(gè)變型；圖9是一個(gè)設(shè)有球形表面的鎖定裝置；圖10是按照本發(fā)明的系統(tǒng)的第二優(yōu)選實(shí)施例的縱向剖面圖；圖11是接合件的示例；圖12是圖10的實(shí)施例的一個(gè)變型的透視圖；圖13是圖12的實(shí)施例的透視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了按照本發(fā)明的系統(tǒng)的第一優(yōu)選實(shí)施例的縱向剖面圖。
第一混凝土管1和第二混凝土管2受到一個(gè)軸向的拉伸載荷L。在這個(gè)示例中的混凝土管1，2是常規(guī)的鐘口類型(spigot-bell)的管道(或管子)，它們具有軸向的增強(qiáng)絲(或金屬絲)，用來(lái)對(duì)混凝土施加預(yù)應(yīng)力。然而，在按照本發(fā)明的系統(tǒng)中也可以使用其它類型的混凝土管。
可以將多個(gè)混凝土管1，2結(jié)合起來(lái)形成一條管線。特別是靠近高壓系統(tǒng)的彎頭部位，在管線中產(chǎn)生拉伸載荷，當(dāng)使用正常的鐘口連接時(shí)，這個(gè)拉伸載荷可能使各管道移動(dòng)，彼此離開(kāi)。為了能夠?qū)⒗燧d荷由一個(gè)管道傳遞到另一個(gè)管道，從而使得這些管道不會(huì)相互彼此移離開(kāi)，典型地采用設(shè)有嵌入到其中的鋼柱體的管道。通過(guò)將相鄰的管道的鋼柱體焊接在一起，可以傳遞這類拉伸載荷。然而，帶有鋼柱體的混凝土管道1，2非常昂貴，并且在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行焊接可能需要技巧。作為一種替代方案，采用例如由專利文件US 3212797知道的夾子，或者采用由標(biāo)準(zhǔn)鋼管連接件(或連接裝置)已經(jīng)知道的帶有螺栓的鋼法蘭。
在本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例中，通過(guò)錨固裝置4在第一與第二混凝土管道1，2之間傳遞軸向載荷L。通過(guò)連接裝置5把第一混凝土管道1的錨固裝置4與第二混凝土管道2的錨固裝置4彼此連接起來(lái)。在此第一優(yōu)選實(shí)施例中，混凝土管道1，2的典型直徑大約為1800毫米，而典型的壓力大約為6巴。
在圖1所示的實(shí)施例中，通過(guò)密封裝置6將錨固裝置4和連接裝置5與管線的內(nèi)容物分開(kāi)。在這個(gè)示例中，密封裝置6包括一個(gè)薄板，可以例如借助于一種敲擊配合連接(或卡扣配合連接)把它固定到錨固裝置4上。對(duì)于圖1中所示的密封裝置6的示例性實(shí)施例來(lái)說(shuō)，產(chǎn)生齊平的管道內(nèi)壁。然而，借助于附加的密封件7可以獲得對(duì)水的密封。
圖2示出了按照本發(fā)明的系統(tǒng)的第一優(yōu)選實(shí)施例的基本示例。
第一混凝土管道1設(shè)有多個(gè)桿11。這些桿11直接注制在管道1的混凝土中。第二混凝土管道2設(shè)有多個(gè)桿21。這些桿21直接注制在管道2的混凝土中。彼此面對(duì)的混凝土管道1，2的軸向表面之間的距離使得桿11，21彼此并排地伸展。
將一個(gè)板31安裝到桿11上。通過(guò)鎖定裝置61使板31保持在桿11上。類似地，將一個(gè)板41安裝到桿21上。通過(guò)鎖定裝置62使板41保持在桿21上。如由圖2清楚地看到的那樣，板31，41具有一個(gè)重疊的部分y。
在板31與41之間存在有一個(gè)彈性件51。在這個(gè)示例中，此彈性件51是橡膠塊體或氯丁橡膠塊體。
載荷L的傳遞路徑在圖2中用附圖標(biāo)記99表示。
由于軸向的載荷L和距離x，在連接裝置5中引入一個(gè)彎曲力矩。彈性件51對(duì)于這個(gè)彎曲力矩以兩種方式作出反應(yīng)。第一，因?yàn)閺椥约?1的剛度比桿11，21和板31，41低得多，所以它將承擔(dān)變形的主要部分。第二，彈性件51容許桿11，21和板31，41可以產(chǎn)生變形和/或相對(duì)移動(dòng)。
為了限制在連接裝置5中的彎曲載荷L，最好保持距離x盡可能地小。
彈性件除了傳遞由軸向載荷L引入的彎曲力矩以外，也可以傳遞不同來(lái)源的作用力和力矩，比如由于未對(duì)準(zhǔn)或者由于圍繞管道的土沉陷所產(chǎn)生的作用力和力矩。
雖然借助于僅只一對(duì)相互合作的桿11，21傳遞載荷L在理論上是可能的，但是為了傳遞載荷L采用多對(duì)相互合作的桿是優(yōu)選的。以與桿11，21相同的方式將其它對(duì)相互合作的桿連接起來(lái)。
在圖中未示出的一個(gè)替代實(shí)施例中，將桿11設(shè)置在與桿21不同的徑向位置。這樣，在管道的圓周上可以設(shè)置更多對(duì)的桿。
一般說(shuō)來(lái)，圖2的實(shí)施例的一個(gè)附加的優(yōu)點(diǎn)在于，可以由管線的內(nèi)側(cè)進(jìn)行調(diào)整和檢查系統(tǒng)，從而為了調(diào)整或者檢查不必須將管線挖開(kāi)。
圖3示出了本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例的一個(gè)替代示例。
在圖3的實(shí)施例中，板31，41設(shè)有第一孔70，80和第二孔71，81。第一孔容納與板相關(guān)聯(lián)的桿，這樣，板31的第一孔70容納桿11，而板41的第一孔80容納桿21。
第二孔用來(lái)容納那對(duì)相互合作的桿11，21中的另一個(gè)桿。這樣，板31的第二孔71容納桿21，而板41的第二孔81容納桿11。
第二孔足夠地寬，以使容納在第二孔中的桿可以變形或者未對(duì)準(zhǔn)。
為了能夠容易地組裝連接裝置5，第二孔71，81最好設(shè)有一個(gè)狹縫72，82，使得桿21，11可以分別穿過(guò)這些狹縫?？梢栽O(shè)想，在安裝之后，將板安裝在兩個(gè)桿上，可以將狹縫再一次地封閉起來(lái)。這樣，狹縫將對(duì)板的扭轉(zhuǎn)剛度的影響較小。
在這個(gè)實(shí)施例中，彈性件51也設(shè)有第一孔和第二孔。這些孔中的一個(gè)孔或者兩個(gè)孔可以設(shè)有一個(gè)狹縫，就像板31，41那樣。
一般說(shuō)來(lái)(因此不僅在這個(gè)實(shí)施例中)彈性件51設(shè)有一個(gè)孔是有利的，因?yàn)檫@將防止彈性件51由板31，41滑開(kāi)。替代地或者附加地，在所示出的所有實(shí)施例中，板也可以設(shè)有一個(gè)或多個(gè)突伸出的邊緣，這些邊緣將彈性件保持在其位置。
如圖2的實(shí)施例那樣，為了較好地傳遞載荷，圖3的實(shí)施例要求有多對(duì)相互合作的桿。
圖4示出了圖3實(shí)施例的一種變型。盡可能地減小在各桿上的彎曲力矩一般是有利的。在圖4的實(shí)施例中，為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)已經(jīng)對(duì)圖3的實(shí)施例作了改進(jìn)。
在圖4的實(shí)施例中，板31已設(shè)有一個(gè)延長(zhǎng)板38。當(dāng)施加載荷L時(shí)，延長(zhǎng)的板38將經(jīng)受一個(gè)壓縮載荷。與此有關(guān)，延長(zhǎng)板38抵消由載荷L和桿11與21之間的距離x在桿11中產(chǎn)生的彎曲力矩。
延長(zhǎng)板38設(shè)有一個(gè)倒圓的頂端39。這使得調(diào)節(jié)板38相對(duì)于混凝土管1可以有某種傾斜，而不會(huì)損壞混凝土管。
在這個(gè)實(shí)施例中，板41已設(shè)有孔83，該孔83適于接納調(diào)節(jié)桿48。借助于螺母47將調(diào)節(jié)桿48相對(duì)于板41固定，并且該調(diào)節(jié)桿48通過(guò)一個(gè)茶盤(pán)形狀的板49壓靠到混凝土管2上。螺母47使得可以調(diào)節(jié)板41與混凝土管2之間的距離。
調(diào)節(jié)桿48抵消由載荷L和桿11與21之間的距離x在桿21中產(chǎn)生的彎曲力矩，就像延長(zhǎng)板38那樣。
可以設(shè)想，對(duì)于兩塊板或者使用延長(zhǎng)板38，或者使用調(diào)節(jié)桿48。
圖5示出了本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例的另一個(gè)替代的示例。在這個(gè)實(shí)施例中，明顯地減小了由于軸向載荷L在各桿上產(chǎn)生的彎曲力矩。
在圖5的實(shí)施例中，兩個(gè)混凝土管道1，2具有相同數(shù)目的桿，并且在兩個(gè)管道上以相同的節(jié)距設(shè)置這些桿。當(dāng)組裝起來(lái)時(shí)，將這些管道定位成使得第一混凝土管道1的桿與第二混凝土管道2的相鄰的桿之間的距離大約為節(jié)距的一半。
在一個(gè)混凝土管道，在這里是第一混凝土管道的桿11，12，13上設(shè)置彈性件51，52，53，54。每個(gè)桿11，12，13，21，22設(shè)有一個(gè)板31，32，33，41，42。因此，與第一混凝土管道1的桿11，12，13相關(guān)聯(lián)的板31，32，33中的每個(gè)板與一個(gè)彈性件51，52接合，而與第二混凝土管道2的桿21，22相關(guān)聯(lián)的板41，42的每個(gè)板分別與兩個(gè)彈性件54和51，51和52，52和53接合。這個(gè)圖案圍繞管道的整個(gè)圓周伸展。
這樣，由于對(duì)稱地施加的載荷，明顯地減小了在每個(gè)桿11，12，13，21，22上所產(chǎn)生的彎曲力矩。
圖6示出了圖5的實(shí)施例的一種變型的透視圖。在這種變型中，代替帶有孔的彈性件，采用了比如在圖3中所示的彈性件。
雖然所示出的系統(tǒng)僅只為混凝土管道1的圓周的一部分，但是，這個(gè)實(shí)施例中的系統(tǒng)在混凝土管道的整個(gè)圓周上伸展。為了清楚，在圖6中已經(jīng)將混凝土管道2移開(kāi)。
圖6清楚地表明按照本發(fā)明的系統(tǒng)的部件的相對(duì)空間取向。
圖7示出了本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例的一個(gè)示例，在此示例中，三個(gè)桿11，12，21的組傳遞軸向載荷L。將在這樣一組的中間的桿21連接到混凝土管道1，2中的其中一個(gè)管道(在這里的情況下為第二管道)上，而將另兩個(gè)桿11，12連接到另外的混凝土管道2，1(在這里的情況下為第一管道)上。將彈性件51在中間安裝到桿21上。彈性件51朝向該組中的外面的桿11，12伸展。
將第一板41在中間安裝到桿21上，而將第二和第三板31，32安裝到外面的桿11，12上。這樣，在一個(gè)側(cè)面上把彈性件51夾緊在第一板41與第二板31之間，而在它的另一側(cè)面上把它夾緊在第一板41與第三板32之間。
雖然在理論上可以僅只使用一組桿，但是實(shí)際上，為了避免引入力矩和不對(duì)稱的載荷Ls，將使用多組桿。為了獲得載荷的均勻分布，這些桿的組最好在管道的圓周上基本上相等地分布。
在所有上面描述過(guò)的實(shí)施例中，可以設(shè)想用一個(gè)或多個(gè)柔性的窄帶比如鏈或帶將多個(gè)彈性件彼此連接起來(lái)。更可取地，這些窄帶是彈性的，從而可以容易地組裝連接裝置5。將彈性件彼此連接起來(lái)減少了散開(kāi)部件的數(shù)目，當(dāng)安裝載荷傳遞系統(tǒng)時(shí)，必須將這些散開(kāi)的部件帶到管道內(nèi)部。類似地，也可以將多塊板彼此連接起來(lái)。
圖8示出了圖7的實(shí)施例的一種變型。在圖8的實(shí)施例中，在板31和32上已設(shè)置了延長(zhǎng)板38。延長(zhǎng)板38抵消在桿11和12上的彎曲力矩。
圖9示出了一個(gè)設(shè)有一個(gè)球形表面65的鎖定件61，此球形表面65適于與板31接合。在這個(gè)實(shí)施例中，板31設(shè)有一個(gè)形狀互補(bǔ)的球形表面35，用來(lái)接納鎖定件61的球形表面65。這樣，將板鎖定到桿11上不會(huì)出現(xiàn)桿11與板31的任何對(duì)不準(zhǔn)。
在圖9的示例中，鎖定裝置61是一個(gè)螺母，它與桿11的帶螺紋的端部接合。替代地，可以采用標(biāo)準(zhǔn)的螺母與該螺母與板之間的一個(gè)墊片相結(jié)合，該墊片設(shè)有球形的表面。
最好，板和/或桿設(shè)有防止每個(gè)相應(yīng)的板圍繞與它相關(guān)的桿旋轉(zhuǎn)的裝置。在安裝過(guò)程中這是特別有利。這可以例如通過(guò)在桿上設(shè)置一個(gè)突出部來(lái)實(shí)現(xiàn)，由接納桿的板中的孔延伸的一條附加的狹縫容納該突出部。
圖10示出了按照本發(fā)明的系統(tǒng)的第二優(yōu)選實(shí)施例。
在圖10的實(shí)施例中，在每個(gè)混凝土管道上的錨固裝置4包括至少一個(gè)接合件101，102，103，104，105，106，107，108，這些接合件在徑向上由混凝土管突伸出。在這個(gè)實(shí)施例中，連接裝置5包括至少一個(gè)第一彈性件151，該第一彈性件適于與第一混凝土管1的接合件101，102，103，104，105，106，107，108接合，連接裝置5還包括至少一個(gè)第二彈性件152，該第二彈性件與第二混凝土管2的接合件101，102，103，104，105，106，107，108接合。連接裝置5進(jìn)一步包括至少一個(gè)連接裝置120，用來(lái)以下述方式將第一彈性件與第二彈性件152，151彼此連接起來(lái)使得可以將軸向的載荷L由第一混凝土管1傳遞到第二混凝土管2上。
在這個(gè)實(shí)施例中，因?yàn)榻雍涎b置越過(guò)管道的外徑伸展，所以可能引入彎曲力矩。同樣，由于不同的原因比如土壤的沉陷也可能產(chǎn)生彎曲力矩。
圖11示出了接合件的示例。在圖11a中，接合件是裝接到混凝土管道的軸向表面上的半圓形的板。在圖11b中，接合件是在管道的軸向表面上的小板，這些小板在管道的圓周上分布。
在圖10的示例中，在這個(gè)系統(tǒng)中使用的混凝土管1，2包括形式為軸向的增強(qiáng)絲(或金屬絲)3的增強(qiáng)裝置。在圖10的實(shí)施例中，把至少一個(gè)接合件連接到增強(qiáng)絲3上。
在圖10中用附圖標(biāo)記199表示出載荷L的載荷傳遞路徑。
連接裝置120是一種夾緊裝置，該夾緊裝置包括用來(lái)與第一混凝土管1的接合件101，102，103，104，105，106，107，108接合的第一夾緊件125，用來(lái)與第二混凝土管2的接合件101，102，103，104，105，106，107，108接合的第二夾緊件126，以及用來(lái)將第一和第二夾緊件125，126連接起來(lái)的連接器127。
如果連接器127容許第一和第二夾緊件125，126相對(duì)于彼此可以進(jìn)行調(diào)節(jié)是有利的。這可以例如借助于一個(gè)連接器127比如一個(gè)螺栓來(lái)實(shí)現(xiàn)，該螺栓容納在第二夾緊件126的一個(gè)帶狹縫的孔131中。
在圖10的實(shí)施例中，第一和第二夾緊件125，126設(shè)有齒128，用來(lái)把第一夾緊件125與第二夾緊件126相對(duì)于彼此鎖定。這樣，夾緊件將更好地彼此夾持。
最好設(shè)置多個(gè)連接裝置5，這些連接裝置分布在管道的圓周上。
在這種情況下，也可以設(shè)想，借助于至少一條柔性的窄帶比如鏈或帶將多個(gè)連接裝置5彼此連接起來(lái)。可以將這條柔性的窄帶裝接到連接器127上，但是也可以裝接到夾緊件之一上，或者裝到兩個(gè)夾緊件上。
圖12和13示出了圖10的實(shí)施例的一種變型。在這個(gè)變型中，夾緊件125和126已設(shè)有一個(gè)突出部129，可以將一條窄帶130施加在此突出部上。這個(gè)窄帶130對(duì)著相應(yīng)的混凝土管道1，2壓夾緊件125，126，這些夾緊件就固定到這些混凝土管道上。這樣，窄帶130抵消由于軸向的載荷L在夾緊裝置上產(chǎn)生的彎曲力矩。
在圖10的實(shí)施例中，借助于密封裝置6和7將連接裝置5與管線的內(nèi)容物隔離開(kāi)。
在這個(gè)示例中，密封裝置6為一個(gè)薄板?？梢岳缃柚谝环N敲擊配合連接(或卡扣配合連接)把它固定到錨固裝置4上的一個(gè)突伸出的桿上。這樣形成齊平的管道內(nèi)壁。
密封裝置7用于對(duì)水的密封，并且它包括第一突出部170和第二突出部171。在這個(gè)示例中，把每個(gè)突出部焊接到一個(gè)接合件上。第一突出部保持一個(gè)機(jī)械密封件173，此密封件可以為任何適當(dāng)?shù)囊阎愋偷拿芊饧５诙怀霾?71包括一個(gè)定位邊緣172，此邊緣使得當(dāng)把第一和第二混凝土管道1，2相對(duì)于彼此定位時(shí)組裝密封裝置6變得容易。在使用中機(jī)械密封件173同時(shí)與第一和第二突出部170，171接合。
可以與管道的直徑不容許由管道內(nèi)部組裝本發(fā)明的系統(tǒng)的管道結(jié)合起來(lái)使用此第二優(yōu)選實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用來(lái)在第一混凝土管與第二混凝土管之間沿軸向傳遞拉伸載荷的系統(tǒng)，其中所述第一混凝土管包括至少一個(gè)第一錨固裝置，并且其中所述第二混凝土管包括至少一個(gè)第二錨固裝置；所述系統(tǒng)包括至少一個(gè)連接裝置，用來(lái)把所述第一混凝土管的第一錨固裝置與所述第二混凝土管的相關(guān)的第二錨固裝置彼此連接起來(lái)，其連接方式使得可以在所述第一混凝土管與所述第二混凝土管之間沿軸向傳遞拉伸載荷；其特征在于，所述連接裝置包括至少一個(gè)彈性件，所述彈性件設(shè)置在所述第一混凝土管道與所述第二混凝土管道之間的載荷傳遞路徑上，所述彈性件由于在所述連接裝置中的彎曲力矩適宜于產(chǎn)生變形。
2.按照權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)置多個(gè)所述連接裝置，它們?cè)谒龉艿赖膱A周上彼此分離開(kāi)。
3.按照權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)彈性件提供有預(yù)應(yīng)力，其中，所述預(yù)應(yīng)力的水平可以分開(kāi)地適應(yīng)各個(gè)所述連接裝置。
4.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)在軸向上將拉伸載荷施加到所述混凝土管道上時(shí)，所述彈性件被壓縮。
5.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)所述混凝土管的所述錨固裝置包括多個(gè)桿，所述桿由相應(yīng)的所述混凝土管的軸向表面基本上在軸向方向上伸展，在使用中所述第一混凝土管道與所述第二混凝土管道的軸向表面彼此面對(duì)，其方式使得所述第一混凝土管道的每個(gè)桿基本上與所述第二混凝土管道的桿并排地伸展，以及其中，所述連接裝置包括多個(gè)板，所述板的數(shù)目等于在所述第一和第二混凝土管道上的所述桿的總數(shù)，每個(gè)板具有第一孔，用來(lái)容納其中一個(gè)所述混凝土管道的相關(guān)的桿；以及一定長(zhǎng)度，使得當(dāng)安裝起來(lái)時(shí)每個(gè)板在基本上與所述管道的軸向方向垂直的方向上至少部分地與相鄰的板重疊，所述相鄰的板與另一個(gè)混凝土管道的桿相關(guān)聯(lián)；多個(gè)彈性件，每個(gè)所述彈性件適宜于被夾在兩個(gè)相鄰的板之間，從而使所述相鄰的板在所述混凝土管道的軸向方向上間隔開(kāi)；多個(gè)鎖定件，用來(lái)把每個(gè)所述板鎖定到它相關(guān)的桿上。
6.按照權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，至少一個(gè)彈性件設(shè)有孔，用來(lái)容納桿。
7.按照權(quán)利要求5或6所述的系統(tǒng)，其特征在于，至少一個(gè)彈性件適宜于被夾在第一板與第二板之間，并且在所述第一板與第三板之間，所述第二板和所述第三板在所述第一板的不同側(cè)面與所述第一板相鄰。
8.按照權(quán)利要求5-7中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述桿設(shè)有帶螺紋的端部，并且所述鎖定件是螺母。
9.按照權(quán)利要求5-8中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述鎖定裝置設(shè)有球形表面，所述球形表面適宜于與板接合，且其中，所述板設(shè)有形狀互補(bǔ)的球形表面，用來(lái)接納所述鎖定裝置的所述球形表面。
10.按照權(quán)利要求5-9中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述彈性件是天然橡膠或者人造橡膠的塊體。
11.按照權(quán)利要求5-10中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，借助于至少一個(gè)柔性窄帶將多個(gè)彈性件彼此連接起來(lái)。
12.按照權(quán)利要求5-11中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，至少一個(gè)板設(shè)有第二孔，用來(lái)接納與所述相鄰的板有關(guān)的所述桿。
13.按照權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二孔的直徑比所述桿的外徑大得多。
14.按照權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二孔包括狹縫，所述狹縫延伸到所述板的外邊緣。
15.按照權(quán)利要求5-14中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，至少一個(gè)彈性件設(shè)有第二孔，用來(lái)接納與所述相鄰的板有關(guān)的所述桿。
16.按照權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二孔的直徑比桿的外徑大得多。
17.按照權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二孔包括狹縫，所述狹縫延伸所述彈性件的外邊緣。
18.按照權(quán)利要求5-17中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，至少一塊板和/或至少一個(gè)桿設(shè)有防止所述板圍繞與它相關(guān)的桿旋轉(zhuǎn)的裝置。
19.按照權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，在每個(gè)所述混凝土管道上的所述錨固裝置包括至少一個(gè)接合件，所述接合件在徑向方向上由所述混凝土管道突伸出，且其中，所述連接裝置包括至少一個(gè)第一彈性件，它適宜于與所述第一混凝土管道的接合件接合；至少一個(gè)第二彈性件，它適宜于與所述第二混凝土管道的接合件接合；至少一個(gè)連接裝置，用來(lái)把第一彈性件和第二彈性件彼此連接起來(lái)，其方式使得可以將軸向的載荷由所述第一混凝土管道傳遞到所述第二混凝土管道。
20.按照權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于，至少一個(gè)混凝土管道包括嵌在混凝土中的增強(qiáng)裝置，且其中，把至少一個(gè)接合件連接到所述這些增強(qiáng)裝置上。
21.按照權(quán)利要求19或20所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述連接裝置是夾緊裝置，它包括用來(lái)與所述第一混凝土管道的接合件接合的第一夾緊件，用來(lái)與所述第二混凝土管道的接合件接合的第二夾緊件，以及用來(lái)把所述第一夾緊件和第所述二夾緊件連接起來(lái)的連接器。
22.按照權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一夾緊件和所述第二夾緊件設(shè)有齒，用來(lái)將所述第一夾緊件與所述第二夾緊件相對(duì)于彼此鎖定。
23.按照權(quán)利要求19-22中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，混凝土管道中的至少一個(gè)管道的接合件是裝接到所述混凝土管道的軸向表面上的至少一個(gè)部分圓形的板。
24.按照權(quán)利要求19-23中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)置多個(gè)連接裝置，它們?cè)谒龉艿赖膱A周上分布。
25.按照權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其特征在于，借助于至少一條柔性窄帶將多個(gè)彈性件彼此連接起來(lái)。
26.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，至少一個(gè)混凝土管道包括裝接到所述錨固裝置上的密封裝置。
27.一種設(shè)置有按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的錨固裝置的混凝土管道。
28.一種包括借助于按照權(quán)利要求1-23中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)彼此連接起來(lái)的多個(gè)混凝土管道的管線。
全文摘要
一種用來(lái)在第一混凝土管(1)與第二混凝土管(2)之間沿軸向傳遞拉伸載荷(L)的系統(tǒng)，其中第一混凝土管(1)包括至少一個(gè)第一錨固裝置(4)，并且其中第二混凝土管(2)包括至少一個(gè)第二錨固裝置(4)。該系統(tǒng)包括至少一個(gè)連接裝置(5)，用來(lái)把第一混凝土管(1)的第一錨固裝置(4)與第二混凝土管(2)的相關(guān)的第二錨固裝置(4)彼此連接起來(lái)，其方式使得可以沿軸向傳遞拉伸載荷(L)。在該系統(tǒng)中，連接裝置(5)包括至少一個(gè)彈性件，該彈性件設(shè)置在第一與第二混凝土管道(1，2)之間的載荷傳遞路徑(99)上，該彈性件適宜于由于在連接裝置(5)中的彎曲力矩而產(chǎn)生變形。
文檔編號(hào)E21D11/08GK1997846SQ200480043559
公開(kāi)日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2004年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月9日
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