一種大口徑給、排水管的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種大口徑給、排水管，所述大口徑給、排水管包括內(nèi)層鋼筒、外層鋼筒、增強(qiáng)結(jié)構(gòu)、混凝土填充結(jié)構(gòu)；所述增強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)于內(nèi)層鋼筒和外層鋼筒之間，所述增強(qiáng)結(jié)構(gòu)具體為纏繞內(nèi)層鋼筒外并與內(nèi)層鋼筒和外層鋼筒焊接固定的鋼帶，所述混凝土填充結(jié)構(gòu)位于內(nèi)層鋼筒、外層鋼筒和增強(qiáng)結(jié)構(gòu)之間的空隙中；所述外層鋼筒外還設(shè)有防護(hù)層。本實(shí)用新型所述的大口徑給、排水管，抗腐蝕效果好，經(jīng)久耐用，制作過程簡單，在滿足剛度和強(qiáng)度的同時(shí)降低重量和生產(chǎn)成本，具有較大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
【專利說明】一種大口徑給、排水管

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于市政、工業(yè)、礦業(yè)等用管道領(lǐng)域，特別提供一種大口徑給、排水管。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，城市規(guī)模迅速擴(kuò)大，越來越多的城市出現(xiàn)供水、排水困難。建設(shè)大規(guī)模輸水工程已經(jīng)刻不容緩，采用管道鋪設(shè)輸水管線是必須的選擇方案。目前，可供選擇的管線有鋼管、混凝土管、鋼筋混凝土管、預(yù)應(yīng)力混凝土管。其中，管壁內(nèi)不配置鋼構(gòu)的混凝土管的最大公稱內(nèi)徑只有600_，只適合小供排量場合應(yīng)用，大規(guī)模輸水工程必須選擇其他幾種管道。選擇管道時(shí)考慮的主要因素有:安全可靠程度、建設(shè)及維護(hù)成本兩個(gè)方面。
[0003]鋼管自重輕、剛度大，但成本高、易受環(huán)境腐蝕，后期維護(hù)費(fèi)用高。為降低工程造價(jià)，建設(shè)者當(dāng)前更多的是選用鋼和混凝土復(fù)合的管道。除了造價(jià)低外，兩種材料相互彌補(bǔ)了彼此的弱點(diǎn)，發(fā)揮各自的長處，從而使鋼/混凝土復(fù)合管具有很高的承載能力，一般都高于組成管道的鋼和混凝土單獨(dú)承載力之和。另外，由于混凝土自身的堿性可以使得鋼表面發(fā)生鈍化，大大提高了混凝土中鋼的耐腐蝕性。
[0004]但是，目前已有制作和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的鋼構(gòu)混凝土管又存在著不足，制約著應(yīng)用。目前鋼構(gòu)混凝土管中的鋼材大都采用高強(qiáng)度鋼，目的是提高承載能力以及降低自重。如《頂管用鋼筋混凝土管標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的螺紋鋼筋應(yīng)滿足《JC/T540》，規(guī)定所用螺紋鋼最低屈服強(qiáng)度為550MPa。而預(yù)應(yīng)力混凝土管(PCCP)中的冷拔鋼絲的屈服強(qiáng)度一般在1550MPa以上，按照國際鋼鐵協(xié)會(huì)用材料力學(xué)性能——強(qiáng)度來分類，這類鋼構(gòu)屬于高強(qiáng)鋼(270——700MPa)和超高強(qiáng)鋼(>700MPa)。實(shí)踐表明，這類鋼對應(yīng)力腐蝕開裂敏感。應(yīng)力腐蝕開裂是材料在應(yīng)力和腐蝕環(huán)境共同作用下引起的開裂，這是應(yīng)力與腐蝕聯(lián)合作用的結(jié)果。如果只有一個(gè)方面，應(yīng)力或者介質(zhì)作用，開裂破壞不會(huì)發(fā)生，但當(dāng)二者聯(lián)合作用時(shí)，卻能很快發(fā)生開裂。因此，發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂時(shí)，應(yīng)力可能是很低的，介質(zhì)的腐蝕性可能也是很弱的，也正由于如此，應(yīng)力腐蝕開裂經(jīng)常受到忽視，導(dǎo)致意外事故不斷發(fā)生。普通碳鋼通常在特定的工業(yè)環(huán)境中發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂，而高強(qiáng)鋼則在自然環(huán)境中、如雨水、海水中即可發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂。另外，由于近代工業(yè)的發(fā)展，材料工作環(huán)境越來越苛刻，應(yīng)力腐蝕問題也日益突出。
[0005]以目前標(biāo)準(zhǔn)制作的、采用高強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)的混凝土管在其混凝土逐步失效的情況下，風(fēng)險(xiǎn)會(huì)不斷增加。而現(xiàn)階段對大規(guī)模輸運(yùn)工程、如輸水管線的耐久性要求也較以往有很大提高，從20-30年提高至50-100年，因此，亟需發(fā)展耐久性更好的管材以滿足要求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型放棄高強(qiáng)度鋼、而采用普通碳鋼材料以增加其耐腐蝕性，為保證其強(qiáng)度，從鋼構(gòu)混凝土復(fù)合管的鋼結(jié)構(gòu)方式上進(jìn)行改革，提供一種高強(qiáng)度、耐腐蝕、低成本、低重量的大口徑給、排水管。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種大口徑給、排水管，所述大口徑給、排水管包括內(nèi)層鋼筒1、外層鋼筒2、增強(qiáng)結(jié)構(gòu)3、混凝土填充結(jié)構(gòu)4 ;所述增強(qiáng)結(jié)構(gòu)3設(shè)于內(nèi)層鋼筒I和外層鋼筒2之間，所述增強(qiáng)結(jié)構(gòu)3具體為纏繞內(nèi)層鋼筒I外并與內(nèi)層鋼筒I和外層鋼筒2焊接固定的鋼帶，所述混凝土填充結(jié)構(gòu)4位于內(nèi)層鋼筒1、外層鋼筒2和增強(qiáng)結(jié)構(gòu)3之間的空隙中；所述外層鋼筒2外還設(shè)有防護(hù)層。防護(hù)層防止外層鋼筒2受到腐蝕。
[0008]優(yōu)選的，所述外層鋼筒2外的防護(hù)層具體為外層混凝土層5。
[0009]優(yōu)選的，所述內(nèi)層鋼筒I內(nèi)還設(shè)有內(nèi)層混凝土層6。
[0010]優(yōu)選的，所述外層鋼筒2上設(shè)有多個(gè)開孔2a。所述開孔2a使得混凝土填充結(jié)構(gòu)4的混凝土與外層混凝土層5的混凝土連接，連接點(diǎn)對外層混凝土層5起到錨固作用，增加外層混凝土層5與外層鋼筒2的結(jié)合強(qiáng)度。參見圖4。
[0011]優(yōu)選的，所述外層鋼筒2外表面為不光滑表面?？梢酝ㄟ^對外層鋼筒2進(jìn)行噴砂打毛或制成沿軸向方向的凹凸面等方式制成不光滑表面，增加外層鋼筒2的粗糙度，有效增加外層鋼筒2外的外層混凝土層5的結(jié)合力。參見圖5。
[0012]優(yōu)選的，所述鋼帶的數(shù)量為大于等于I條。當(dāng)鋼帶的數(shù)量為I條時(shí)，所述鋼帶至少完成一個(gè)圓周纏繞；當(dāng)鋼帶的數(shù)量為多條時(shí)，所述鋼帶沿著內(nèi)層鋼筒I均勻布置。鋼帶的數(shù)量、沿大口徑給、排水管徑向的高度取決于設(shè)計(jì)強(qiáng)度、制作成本。增加鋼帶高度可以有效增加受力強(qiáng)度，同時(shí)需要增加成本。
[0013]優(yōu)選的，所述鋼帶與內(nèi)層鋼筒I的螺旋角度為5°?90°。所述螺旋角度為鋼帶在內(nèi)層鋼筒I上的焊接線與該點(diǎn)在內(nèi)層鋼筒I徑向平面內(nèi)切線的夾角。如將內(nèi)層鋼筒I展開，為焊接線與徑向的夾角Θ，參見附圖2和附圖3。當(dāng)螺旋角度為90°時(shí)，鋼帶沿內(nèi)層鋼筒I軸向方向焊接。
[0014]優(yōu)選的，所述鋼帶的截面具體為長方形、梯形、波浪形、U形或V形。使管材具有優(yōu)異的環(huán)向剛性和強(qiáng)度。
[0015]優(yōu)選的，所述鋼帶沿大口徑給、排水管徑向的高度為20mm?150mm。在滿足剛性和硬度的同時(shí)節(jié)省原材料，同時(shí)降低重量。
[0016]所述混凝土填充結(jié)構(gòu)4為C40以上的免振搗自密實(shí)混凝土。免振搗自密實(shí)混凝土是高性能混凝土的一種，其最主要的性質(zhì)是能夠在自重下不用振搗，自行填充模板內(nèi)的空間，形成密實(shí)的混凝土結(jié)構(gòu)。此外它還具有良好的力學(xué)性能與耐久性能，這是一種從混凝土拌合物開始直至硬化后的使用期都被全面考慮的高性能混凝土，其優(yōu)越性主要表現(xiàn)在:提高混凝土的密實(shí)性和耐久性，避免漏振、過振等施工中的人為因素以及配筋密集、結(jié)構(gòu)形成復(fù)雜等不利條件對施工質(zhì)量的影響；降低作業(yè)強(qiáng)度，節(jié)省勞力、振搗機(jī)具和電能消耗；可消除振搗噪聲，改善環(huán)境，緩解施工擾民的矛盾；簡化工序，縮短工期，提高效率。
[0017]免振搗自密實(shí)混凝土，按照相關(guān)免振搗自密實(shí)混凝土配制及施工的規(guī)范要求，采用坍落度250mm,擴(kuò)展度600mm,中邊差25mm,流下時(shí)間6-16S,四項(xiàng)指標(biāo)是可行的,有良好的粘聚性、流動(dòng)性和保水性，使混凝土自密實(shí)。
[0018]本實(shí)用新型具有以下有益的效果:
[0019]本實(shí)用新型所述的大口徑給、排水管，抗腐蝕效果好，經(jīng)久耐用，制作過程簡單，在滿足剛度和強(qiáng)度的同時(shí)降低重量和生產(chǎn)成本，具有較大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例內(nèi)層鋼筒和鋼帶的結(jié)合示意圖；
[0022]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例鋼帶在內(nèi)層鋼筒上的焊接線與徑向的夾角示意圖；
[0023]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例外層鋼筒不光滑表面示意圖；
[0024]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例外層鋼筒上帶有開孔的示意圖；
[0025]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例管接頭處理方式的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0027]實(shí)施例1
[0028]如圖1-6所示，一種大口徑給、排水管，所述大口徑給、排水管包括內(nèi)層鋼筒1、外層鋼筒2、增強(qiáng)結(jié)構(gòu)3、混凝土填充結(jié)構(gòu)4 ;所述增強(qiáng)結(jié)構(gòu)3設(shè)于內(nèi)層鋼筒I和外層鋼筒2之間，所述增強(qiáng)結(jié)構(gòu)3具體為纏繞內(nèi)層鋼筒I外并與內(nèi)層鋼筒I和外層鋼筒2焊接固定的鋼帶，所述混凝土填充結(jié)構(gòu)4位于內(nèi)層鋼筒1、外層鋼筒2和增強(qiáng)結(jié)構(gòu)3之間的空隙中。
[0029]所述外層鋼筒2外設(shè)有外層混凝土層5。
[0030]所述內(nèi)層鋼筒I內(nèi)還設(shè)有內(nèi)層混凝土層6。
[0031]所述外層鋼筒2上設(shè)有多個(gè)開孔2a。所述開孔2a使得混凝土填充結(jié)構(gòu)4的混凝土與外層混凝土層5的混凝土連接，連接點(diǎn)對外層混凝土層5起到錨固作用，增加外層混凝土層5與外層鋼筒2的結(jié)合強(qiáng)度。參見圖4。
[0032]優(yōu)選的，所述外層鋼筒2外表面為不光滑表面?？梢酝ㄟ^對外層鋼筒2進(jìn)行噴砂打毛或制成沿軸向方向的凹凸面等方式制成不光滑表面，增加外層鋼筒2的粗糙度，有效增加外層鋼筒2外的外層混凝土層5的結(jié)合力。參見圖5。
[0033]所述鋼帶的數(shù)量為大于等于I條。當(dāng)鋼帶的數(shù)量為I條時(shí)，所述鋼帶至少完成一個(gè)圓周纏繞；當(dāng)鋼帶的數(shù)量為多條時(shí)，所述鋼帶沿著內(nèi)層鋼筒I均勻布置。鋼帶的數(shù)量、沿大口徑給、排水管徑向的高度取決于設(shè)計(jì)強(qiáng)度、制作成本。增加鋼帶高度可以有效增加受力強(qiáng)度，同時(shí)需要增加成本。
[0034]所述鋼帶與內(nèi)層鋼筒I的螺旋角度為5°?90°。所述螺旋角度為鋼帶在內(nèi)層鋼筒I上的焊接線與該點(diǎn)在內(nèi)層鋼筒I徑向平面內(nèi)切線的夾角。如將內(nèi)層鋼筒I展開，為焊接線與徑向的夾角Θ，參見附圖2和附圖3。當(dāng)螺旋角度為90°時(shí)，鋼帶沿內(nèi)層鋼筒I軸向方向焊接。
[0035]所述鋼帶的截面具體為為長方形、梯形、波浪形、U形或V形。使管材具有優(yōu)異的環(huán)向剛性和強(qiáng)度。
[0036]所述鋼帶沿大口徑給、排水管徑向的高度為20mm?150mm。在滿足剛性和硬度的同時(shí)節(jié)省原材料，同時(shí)降低重量。
[0037]所述混凝土填充結(jié)構(gòu)4為C40以上的免振搗自密實(shí)混凝土。免振搗自密實(shí)混凝土是高性能混凝土的一種，其最主要的性質(zhì)是能夠在自重下不用振搗，自行填充模板內(nèi)的空間，形成密實(shí)的混凝土結(jié)構(gòu)。此外它還具有良好的力學(xué)性能與耐久性能，這是一種從混凝土拌合物開始直至硬化后的使用期都被全面考慮的高性能混凝土，其優(yōu)越性主要表現(xiàn)在:提高混凝土的密實(shí)性和耐久性，避免漏振、過振等施工中的人為因素以及配筋密集、結(jié)構(gòu)形成復(fù)雜等不利條件對施工質(zhì)量的影響；降低作業(yè)強(qiáng)度，節(jié)省勞力、振搗機(jī)具和電能消耗；可消除振搗噪聲，改善環(huán)境，緩解施工擾民的矛盾；簡化工序，縮短工期，提高效率。
[0038]免振搗自密實(shí)混凝土，按照相關(guān)免振搗自密實(shí)混凝土配制及施工的規(guī)范要求，采用坍落度250mm,擴(kuò)展度600mm,中邊差25mm,流下時(shí)間6-16S,四項(xiàng)指標(biāo)是可行的,有良好的粘聚性、流動(dòng)性和保水性，使混凝土自密實(shí)。
[0039]實(shí)施例2
[0040]制作過程:
[0041](I)鋼筒成型
[0042]首先制作內(nèi)層鋼筒1，采用螺旋鋼筒卷焊機(jī)焊制內(nèi)層鋼筒1，在焊接內(nèi)層鋼筒I時(shí)，沿著內(nèi)層鋼筒I焊縫處螺旋焊制鋼帶，鋼帶沿著內(nèi)層鋼筒I均勻布置，鋼帶數(shù)量可控制在1-15條之間，當(dāng)鋼帶的數(shù)量為I條時(shí)，鋼帶至少完成一個(gè)圓周纏繞，鋼帶螺旋角度控制在5°?90°之間。采用螺旋焊接時(shí)，要根據(jù)內(nèi)層鋼筒I直徑、鋼帶螺旋角度、所用鋼帶寬及所需搭接的鋼帶縫寬度來計(jì)算內(nèi)層鋼筒I螺旋周長(每一節(jié)距)以確保焊接質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)用料。
[0043](2)焊接外層鋼筒
[0044]沿著鋼帶外沿焊制外層鋼筒2，采用螺旋鋼筒卷焊機(jī)焊制外層鋼筒2，內(nèi)外鋼筒I通過鋼帶形成一個(gè)整體雙層鋼筒。
[0045](3)混凝土灌注
[0046]為了保證混凝土的順利灌注及充分密實(shí)，采用C40以上的免振搗自密實(shí)混凝土，從上至下一次性灌注成型外層混凝土層5、內(nèi)層混凝土層6、混凝土填充結(jié)構(gòu)4。
[0047]實(shí)施例3
[0048]頂管接頭的處理方式:
[0049]本實(shí)用新型對管接頭也進(jìn)行了新的設(shè)計(jì)，見圖6。由于管道主體采用了雙筒鋼筒，則本實(shí)用新型管接口采用剛性接口 11 (鋼環(huán))，將鋼環(huán)焊接在外層鋼筒2上，采用雙焊縫。接口 11自由部分Ila高于接口 11焊接部分Ilb,這樣保證空間承插到位。在未焊接的承插口 12的一側(cè)，預(yù)先留有用于密封的注膠孔13。在承插口 12安裝到位后，從管內(nèi)采用高壓注膠設(shè)備，將密封膠14注入承插口 12內(nèi)。密封膠14可以選擇聚硫橡膠等固類型，在施工要求的時(shí)間內(nèi)固化成型，經(jīng)打壓試驗(yàn)后確認(rèn)滿足密封要求。對于承插口 12，防腐十分關(guān)鍵，這里可能是腐蝕的重點(diǎn)區(qū)域。因此，在焊接完承插口 12后，用重腐蝕涂料，如無溶劑環(huán)氧等對承插口 12進(jìn)行防腐保護(hù)，尤其是對焊縫處，應(yīng)加強(qiáng)防腐處理。在承插口 12安裝到位后，檢查承插口 12的防腐情況，如果滿足要求，則在承插口 12外進(jìn)行混凝土包覆，包覆混凝土?xí)r需要采用外包帶。
[0050]實(shí)施例4
[0051]下面以如下尺寸的大口徑給、排水管為例，對比不同管線的重量和生產(chǎn)成本:
[0052]大口徑給、排水管的尺寸為:大口徑給、排水管管內(nèi)直徑為3000mm，管軸向長度為4000mm,管壁厚度為224mm ；
[0053]其中:內(nèi)層鋼筒I和外層鋼筒2的鋼板厚度為2mm ；內(nèi)層混凝土層6和外層混凝土層5的厚度為50mm ;鋼帶沿大口徑給、排水管徑向的高度為120mm,混凝土填充結(jié)構(gòu)4的厚度為120mm。
[0054]鋼帶的個(gè)數(shù)為10個(gè)，沿著內(nèi)層鋼筒I均勻布置，螺旋角度為30°，
[0055]以雙層鋼絲PCCP為單位重量，本實(shí)用新型的重量與雙層鋼絲的PCCP管接近，高于單層鋼絲PCCP管約3%。遠(yuǎn)低于頂進(jìn)法用的鋼筋混凝土管，重量下降約30%，這對于頂管施工而言會(huì)降低運(yùn)輸和施工成本。
[0056]按照2013年四季度的市場價(jià)格，包含加工成本，鋼管的價(jià)格遠(yuǎn)高于鋼混結(jié)構(gòu)管，高一倍以上。而在鋼混結(jié)構(gòu)管中，頂進(jìn)法施工的鋼筋混凝土成本最高，如采用本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)，成本將下降25%左右。此外，本實(shí)用新型成本較雙層鋼絲PCCP管低7%左右，比單層鋼絲PCCP管高9%左右。
[0057]實(shí)施例5
[0058]大口徑給、排水管模型試驗(yàn)計(jì)算:
[0059]經(jīng)過有限元軟件的計(jì)算，該管道結(jié)構(gòu)無論是在施工狀態(tài)下還是在正常使用狀態(tài)下均處于安全狀態(tài)，且有較大的安全系數(shù)。初步證明了該設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的合理性和可行性。但是因?yàn)橛邢拊浖臄?shù)值模擬存在模型簡化和近似計(jì)算等問題，可能還會(huì)與地下管道實(shí)際的工作情況有一定差異，為了進(jìn)一步驗(yàn)證所設(shè)計(jì)地下管道結(jié)構(gòu)的合理性，對其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)。
[0060]根據(jù)模型試驗(yàn)的相似原理(包括幾何相似、質(zhì)量相似、物理相似、荷載相似)，制定了以下試驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?br> [0061]主要尺寸有:
[0062](I)大口徑給、排水管管內(nèi)直徑為362mm,管軸向長度為700mm,管壁厚度為94mm,管外直徑550mm ；
[0063](2)鋼帶高度為30mm，鋼帶厚度為2mm，鋼帶數(shù)量為2個(gè)，螺旋角度為30° ;
[0064](3)外層鋼筒2鋼板厚度為2臟，內(nèi)層鋼筒I鋼板厚度為2mm ；
[0065](4)外層混凝土層5厚度為30mm,內(nèi)層混凝土層6厚度為30mm,混凝土填充結(jié)構(gòu)4厚度為30mm。
[0066]主要材料有:
[0067](I)鋼帶、外層鋼筒2、內(nèi)層鋼筒I采用Q235熱軋薄鋼板；
[0068](2)外層混凝土層5、內(nèi)層混凝土層6、混凝土填充結(jié)構(gòu)4采用C40以上的免振搗自密實(shí)混凝土。
[0069]單軸壓縮試驗(yàn)是模擬管道頂管施工的極端受力情況，也就是最不利受力情況。從單軸壓縮試驗(yàn)來看，試件軸向允許最大頂力為2700KN-2800KN。
[0070]徑向壓縮試驗(yàn)是在徑向最不利的受力情況，因?yàn)榇藭r(shí)管腰處會(huì)存在較大的拉應(yīng)力，從而破壞管道。而在實(shí)際管道服役過程中，該處會(huì)有周圍介質(zhì)的壓應(yīng)力從而使得管道可以承受更大的壓應(yīng)力。從徑向壓縮試驗(yàn)來看，試件徑向允許最大壓力為400KN，該值也能滿足管道服役的徑向壓力要求。
[0071]下面將本實(shí)施例大口徑給、排水管模型與正在采用的、商品化的鋼筋混凝土頂管進(jìn)行最大頂力比較，
[0072]在《給水排水工程頂管技術(shù)規(guī)程》中，根據(jù)鋼筋混凝土管承載能力極限狀態(tài)計(jì)算規(guī)定，管道允許最大頂力計(jì)算公式為
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[0073]^dc — U.^ ~7~ -tCj^p

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[0074]式中:Fd。-混凝土管道允許頂力設(shè)計(jì)值。
[0075]φ r混凝土材料受壓強(qiáng)度折減系數(shù)，可取0.90。
[0076]Φ2-偏心受壓強(qiáng)度提高系數(shù)，可取1.05。
[0077]φ 3-材料脆性系數(shù)，可取0.85。
[0078]φ 5-混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整系數(shù)，可取0.79。
[0079]fc-混凝土受壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。
[0080]Ap-管道的最小有效傳力面積。
[0081]YQd_頂力分項(xiàng)系數(shù)，可取1.3。
[0082]則計(jì)算在管道尺寸、混凝土強(qiáng)度相同情況下混凝土管道允許頂力設(shè)計(jì)值。這里混凝土受壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取為40KN/m2，管道的最小有效傳力面積Ap = 1/4.π [5502-3622]=
1.346' 105Him2n
[0083]則混凝土管道允許頂力設(shè)計(jì)值Fde為2105.5ΚΝ。
[0084]對比得知，在尺寸相同、混凝土強(qiáng)度相同情況下，本實(shí)施例大口徑給、排水管模型允許頂力設(shè)計(jì)值要比混凝土管道允許頂力設(shè)計(jì)值高28.2% -32.9%。
[0085]上述實(shí)施例只為說明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種大口徑給、排水管，其特征在于:所述大口徑給、排水管包括內(nèi)層鋼筒(I)、外層鋼筒(2)、增強(qiáng)結(jié)構(gòu)(3)、混凝土填充結(jié)構(gòu)(4);所述增強(qiáng)結(jié)構(gòu)(3)設(shè)于內(nèi)層鋼筒(I)和外層鋼筒(2)之間，所述增強(qiáng)結(jié)構(gòu)(3)具體為纏繞內(nèi)層鋼筒(I)外并與內(nèi)層鋼筒(I)和外層鋼筒(2)焊接固定的鋼帶，所述混凝土填充結(jié)構(gòu)(4)位于內(nèi)層鋼筒(I)、外層鋼筒(2)和增強(qiáng)結(jié)構(gòu)(3)之間的空隙中；所述外層鋼筒(2)外還設(shè)有防護(hù)層。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種大口徑給、排水管，其特征在于:所述外層鋼筒(2)外的防護(hù)層具體為外層混凝土層(5)。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種大口徑給、排水管，其特征在于:所述內(nèi)層鋼筒(I)內(nèi)還設(shè)有內(nèi)層混凝土層(6)。
4.按照權(quán)利要求2所述的一種大口徑給、排水管，其特征在于:所述內(nèi)層鋼筒(I)內(nèi)還設(shè)有內(nèi)層混凝土層(6)。
5.按照權(quán)利要求2所述的一種大口徑給、排水管，其特征在于:所述外層鋼筒(2)上設(shè)有多個(gè)開孔(2a)和/或外層鋼筒(2)外表面為不光滑表面。
6.按照權(quán)利要求4所述的一種大口徑給、排水管，其特征在于:所述外層鋼筒(2)上設(shè)有多個(gè)開孔(2a)和/或外層鋼筒(2)外表面為不光滑表面。
7.按照權(quán)利要求1-6任一所述的一種大口徑給、排水管，其特征在于:所述鋼帶的數(shù)量為大于等于I條。
8.按照權(quán)利要求7所述的一種大口徑給、排水管，其特征在于:所述鋼帶與內(nèi)層鋼筒(I)的螺旋角度為5°?90°。
9.按照權(quán)利要求8所述的一種大口徑給、排水管，其特征在于:所述鋼帶的截面具體為長方形、梯形、波浪形、U形或V形。
10.按照權(quán)利要求9所述的一種大口徑給、排水管，其特征在于:所述鋼帶沿大口徑給、排水管徑向的高度為20mm?150mm。
【文檔編號(hào)】F16L9/153GK204004847SQ201420313202
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】李京, 魏英華, 鮑文博, 黃志強(qiáng), 余芳, 呂晨曦, 劉陽, 趙國強(qiáng), 史杰智, 李曉東, 陸衛(wèi)中, 高英 申請人:中國科學(xué)院金屬研究所