一种拼装式钢波纹管涵 |
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| 申请号 | CN202010614069.9 | 申请日 | 2020-06-30 | 公开(公告)号 | CN111926724B | 公开(公告)日 | 2022-04-08 |
| 申请人 | 中船重工海为郑州高科技有限公司; 中国船舶重工集团公司第七一三研究所; | 发明人 | 张永; 王建楹; 白洁; 杨中桂; 丁永春; 王自强; 王海峰; 李丹阳; 刘恺; 李梦晗; | ||||
| 摘要 | 一种拼装式 钢 波纹管 涵，包括沿轴向方向依次排列的至少两个管涵单元，每一个管涵单元的波纹板均设置与下一管涵单元轴向连接的轴向连接部；下一管涵单元的波纹板依次贴合在上一管涵单元的内侧和外侧，使下一管涵单元的波纹板的轴向连接部依次位于上一管涵单元的周向拼接双层部的内侧和外侧，使上一管涵单元的多个轴向拼接双层部依次形成下一管涵单元的波纹板的轴向连接部位于下层的下层周向拼接三层部和位于上层的上层周向拼接三层部，所述下层周向拼接三层部和上层周向拼接三层部通过 螺栓 组件固连。本 发明 的拼装式钢波纹钢管涵不需生产不同尺寸的产品，在现场施工时不需对波纹板进行区分，提高了生产及拼装施工效率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种拼装式钢波纹管涵，包括沿轴向方向依次排列的至少两个管涵单元，每个管涵单元均包括至少两块呈弧形设置的波纹板，每一个管涵单元均由至少两块呈弧形设置的波纹板沿周向顺序搭接拼接形成，相邻两块波纹板的拼接处形成周向拼接双层部； |
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| 说明书全文 | 一种拼装式钢波纹管涵技术领域[0001] 本发明属于波纹管涵技术领域，涉及一种简单可靠的拼装式钢波纹管涵。 背景技术[0002] 钢波纹管最早诞生于英国，经过一百多年的工程实际应用，作为一种典型的空间结构，以其结构简单、性能优越，质量稳定易于控制、环境适应性强且施工便捷等优势，逐步开始取代传统的混凝土结构以及钢框架结构，广泛应用于建筑基础、涵洞、便道、桥涵修复、防洪、城市排水与排污、雨水收集与排放、农林灌溉、低压供水、电缆埋地护套、风机基础等领域。 [0003] 目前，拼装式波纹管涵轴向上的拼装一般采用内外层扣搭法或穿插搭接法。内外层扣搭法即宽度方向上同一波形(波峰、波谷相同)的波纹板沿轴向采用内外层扣搭方式进行拼装，即一段拼装好的圆周状的波纹管构成内层波纹管，与其轴向相邻的另一段拼装好的圆周状的波纹管构成外层波纹管，内层波纹管的一端插入外层波纹管与之相邻端部内侧并使用螺栓进行连接，在管体圆周方向上通过波纹板间搭接过程中产生变形来实现拼装成型，见图8。对于固定波形的波纹板，搭扣后形成的波纹管的内外层的贴合度不够紧密，波纹板相互扣合的地方形成很大间隙，从设计制造上无法避免，不利于波纹管形成更大刚性和强度，且密封性差。而穿插搭接法中相邻的两块波纹板的周向搭接处构成周向拼装双层部，一个波纹管段的各块波纹板的一端分别沿轴向插入且固定夹设于相邻另一个波纹管段的对应的周向拼装双层部的一端，见图9。此种拼装方式从一定程度上解决了内外层扣搭法存在的拼装密封性差、刚性和强度无法保证等问题，但其拼装方式复杂，施工不便，效率较为低下。 [0004] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种拼装式钢波纹管涵，不仅密封性较佳，且管涵易于拼装方便、效率较高。 发明内容[0005] 本发明提供一种拼装式钢波纹管涵，以解决现有技术存在的问题。 [0006] 本发明采用以下技术方案： [0007] 一种拼装式钢波纹管涵，包括沿轴向方向依次排列的至少两个管涵单元，每个管涵单元均包括至少两块呈弧形设置的波纹板，每一个管涵单元均由至少两块呈弧形设置的波纹板沿周向顺序搭接拼接形成，相邻两块波纹板的拼接处形成周向拼接双层部； [0008] 每一个管涵单元的波纹板均设置与下一管涵单元轴向连接的轴向连接部； [0009] 下一管涵单元的波纹板依次贴合在上一管涵单元的内侧和外侧，使下一管涵单元的波纹板的轴向连接部依次位于上一管涵单元的周向拼接双层部的内侧和外侧，使上一管涵单元的多个轴向拼接双层部依次形成下一管涵单元的波纹板的轴向连接部位于下层的下层周向拼接三层部和位于上层的上层周向拼接三层部，所述下层周向拼接三层部和上层周向拼接三层部通过螺栓组件固连。 [0010] 所述每一个管涵单元均由至少两块呈弧形设置的波纹板沿周向顺序搭接拼接形成，每一个波纹板的两端分别设置为周向内搭接波纹部和周向外搭接波纹部，相邻波纹板中一个波纹板的周向外搭接波纹部贴合在另一波纹板的周向内搭接部的外侧形成周向拼接双层部。 [0011] 所述下一管涵单元的波纹板依次贴合在上一管涵单元的内侧和外侧、且通过螺栓组件对下层周向拼接三层部和上层周向拼接三层部固连后，对位于上一管涵单元内侧和外侧的下一管涵单元的至少两个波纹板沿周向顺序搭接拼接，对相邻两块波纹板的拼接处形成的周向拼接双层部通过螺纹组件固连。 [0012] 形成每一个管涵单元的波纹板尺寸相同。 [0013] 本发明的有益效果： [0014] （1）本发明的拼装式钢波纹钢管涵，使用的拼装式波纹板的尺寸及弧度完全一致，不需生产不同尺寸的产品，在现场施工时不需对波纹板进行区分，提高了生产及拼装施工效率。 [0015] （2）本发明的拼装式钢波纹钢管涵，管径值稳定、密封性强。自第二个管涵单元开始波纹板分别以安装于上个管涵单元的外侧、内侧、外侧、内侧、外侧、内侧的顺序进行拼装，安装于外侧的波纹板将导致此个管涵单元的管径变大，于此同时安装于内侧的波纹板将导致此个管涵单元的管径变小，在连接螺栓的紧固力作用下，外侧波纹板向内微量变形，内侧波纹板向外微量变形，最终导致此个管涵单元的管径与首个管涵单元的管径接近，从而整个拼装式钢波纹管涵的管径值比较稳定。 [0016] （3）本发明的拼装式钢波纹管涵，拼装过程中首个管涵单元的波纹板首尾搭接，第二个及后续管涵单元的波纹板直接在上个管涵单元的外侧及内侧进行拼装，无需将波纹板插入相邻另一个管涵单元对应的周向拼装双层部，大大减小拼装难度，从而提升拼装效率，节约施工成本。附图说明 [0017] 图1是本发明的拼装方法拼装的钢波纹管涵的结构示意图； [0018] 图2是本发明的拼装钢波纹管涵的第一个管涵单元波纹板的拼装方式； [0019] 图3是本发明的拼装钢波纹管涵的第二个管涵单元波纹板的拼装方式； [0020] 图4是本发明的拼装钢波纹管涵中A方向第一个管涵单元两块波纹板拼接处连接螺栓与螺母的安装方式； [0021] 图5是图4的C详图； [0022] 图6是本发明的拼装钢波纹管涵中B方向第二个管涵单元波纹板安装于第一个管涵单元外侧时三块波纹板拼接处连接螺栓与螺母的安装方式； [0023] 图7是本发明的拼装钢波纹管涵中B方向第二个管涵单元波纹板安装于第一个管涵单元内侧时三块波纹板拼接处连接螺栓与螺母的安装方式； [0024] 图8是现有内外层扣搭方式拼装的钢波纹管涵相邻波纹管段轴向拼接处截面的剖视图； [0025] 图9是现有穿插搭接法拼装的钢波纹管涵相邻波纹管段轴向拼接处截面的剖视图。 [0026] 附图标号说明：1‑第一个管涵单元、2‑第二个管涵单元、11‑第一个管涵单元波纹板、21‑外侧拼接莫问版、22‑内侧拼接波纹板、3‑连接螺栓、4‑垫圈、5‑螺母、31‑内外层扣搭方式中第一个管涵单元中的波纹板、41‑内外层扣搭方式中第二个管涵单元中的波纹板、51‑穿插搭接法中第一个管涵单元中的波纹板、61‑穿插搭接法中第二个管涵单元中的波纹板、7周向拼接双层部、8‑上层周向三层拼接部、9下层周向三层拼接部。 具体实施方式[0027] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。 [0028] 应该指出，以下详细说明都是例式性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的技术含义相同。 [0029] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。此外还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。 [0030] 其中，附图说明中，图1示出的是本发明的拼装方法拼装的钢波纹管涵的结构示意图；图2示出的是本发明的拼装钢波纹管涵的第一个管涵单元波纹板的拼装方式；图3示出的是本发明的拼装钢波纹管涵的第二个管涵单元波纹板的拼装方式；图4示出的是本发明的拼装钢波纹管涵中A方向第一个管涵单元两块波纹板拼接处连接螺栓与螺母的安装方式；图5示出的是图4的C详图；图6示出的是本发明的拼装钢波纹管涵中B方向第二个管涵单元波纹板安装于第一个管涵单元外侧时三块波纹板拼接处连接螺栓与螺母的安装方式；图7示出的是本发明的拼装钢波纹管涵中B方向第二个管涵单元波纹板安装于第一个管涵单元内侧时三块波纹板拼接处连接螺栓与螺母的安装方式；图8示出的是现有内外层扣搭方式拼装的钢波纹管涵相邻波纹管段轴向拼接处截面的剖视图；图9示出的是现有穿插搭接法拼装的钢波纹管涵相邻波纹管段轴向拼接处截面的剖视图。 [0031] 基于上述的图1 7所示，本发明提供一种拼装式钢波纹管涵，其中，图1是两个管涵~单元拼接形成的管涵的示意图，该示意图中，包括第一管涵单元1和第二管涵单元2，第一管涵单元1拼接完成后，在第一管涵单元1的轴向边缘开始拼接第二管涵单元2，形成拼装式波纹管涵，当管涵由多个沿轴向方向依次排列的管涵单元拼接完成时，下一管涵单元均拼装在前一管涵单元的轴向边缘。 [0032] 如图1所示，上述中，每个管涵单元均包括至少两个波纹板，且至少两个波纹板均呈弧形设置，每个管涵单元的波纹板数量根据管涵单元的直径设置。图1中，第一管涵单元1通过五片第一管涵单元波纹板搭接形成，第二管涵单元2通过五片第二管涵单元波纹板搭接而成。 [0033] 第一管涵单元1的波纹板的搭接拼接方式为现有的波纹板拼接方式。具体如图2所示，每一个波纹板的两端分别设置为周向内搭接波纹部和周向外搭接波纹部，相邻波纹板中一个波纹板的周向外搭接波纹部贴合在另一波纹板的周向内搭接部的外侧形成周向拼接双层部7。 [0034] 上述的轴向拼接双层部7通过螺栓组件固定连接，如图4所示，为图1中拼装钢波纹管涵中A方向第一个管涵单元1两块波纹板拼接处连接螺栓与螺母的安装方式，如图5为图4的C处细节图，螺栓3穿过轴向双层拼接部7后，螺母3通过垫圈4进行固定。 [0035] 在本发明中，每一个管涵单元的波纹板均设置与下一管涵单元轴向连接的轴向连接部；如图3所示，当第一管涵单元1搭接拼接完成后，第二管涵单元2的波纹板21依次贴合在第一管涵单元1的内侧和外侧，使第二管涵单元2的波纹板的轴向连接部依次位于上一管涵单元的周向拼接双层部的内侧和外侧，使第一管涵单元1的多个轴向拼接双层部依次形成下一管涵单元的波纹板的轴向连接部位于下层的下层周向拼接三层部和位于上层的上层周向拼接三层部，所述下层周向拼接三层部和上层周向拼接三层部通过螺栓组件固连。 [0036] 如图3所示，当第一管涵单元1搭接拼接完成后，第二管涵单元2的外侧拼接波纹板21的轴向拼接部贴合在第一管涵单元1的轴向拼接部的外侧，且外侧拼接波纹板21贴合在第一管涵单元1的一个周向双层拼接部7的外侧，使在周向双层拼接部7形成第二管涵单元2的外侧拼接波纹板21在第一管涵单元1的外侧的上层周向三层拼接部8，然后通过螺栓组件将上层周向三层拼接部8固定在一起。如图6所示为上层周向三层拼接部8处的螺栓组件固定结构，此时第二管涵单元2的波纹板21位于两个贴合在一起的第一管涵单元1的波纹板11的外侧，连接螺栓3穿过三层波纹板后，通过垫圈4和螺母5对三层波纹板进行固定。 [0037] 如图3所示，与上述第二管涵单元2的外层拼接波纹板21相邻的下一个波纹板的内层拼接波纹板22，该第二管涵单元2的内侧拼接波纹板22的轴向拼接部贴合在第一管涵单元1的轴向拼接部的内侧，且内侧拼接波纹板21贴合在第一管涵单元1的下一个周向双层拼接部的内侧，如图3所示，使在周向双层拼接部7形成第二管涵单元2的内侧拼接波纹板21在第一管涵单元1的外侧的下层周向三层拼接部9，然后通过螺栓组件将下层周向三层拼接部9固定在一起。如图7所示为下层周向三层拼接部9处的螺栓组件固定结构，此时第二管涵单元2的波纹板22位于两个贴合在一起的第一管涵单元1的波纹板11的内侧，连接螺栓3穿过三层波纹板后，通过垫圈4和螺母5对三层波纹板进行固定。 [0038] 当第二管涵单元2的所有波纹板的轴向拼接部贴合在第一管涵单元1的轴向拼接部后，形成如图3所示的第二管涵单元2的波纹板内侧和外侧交叉设置在第一管涵单元1的轴向拼接部的结构，在拼接过程中，需要保证第二管涵单元2的相邻波纹板同时形成搭接拼接结构，用于在三层波纹板固定完成后，对第二管涵单元2的相邻波纹板进行搭接拼接，因为第二管涵单元2的相邻波纹板分别位于第一管涵单元1的内侧和外侧，因此在固定三层波纹板时只要保证其相邻波纹板的周向内搭接波纹部和周向外搭接波纹部在轴向重合在一起，即可保证第二管涵单元2的相邻波纹板形成搭接的结构，搭接处形成的周向拼接双层部通过一排螺栓组件固定，使多个波纹板固定后形成第二管涵单元2。 [0039] 如图1和3所示，第二个管涵单元2从第一块波纹板开始分别以安装于上个管涵单元的外侧、内侧、外侧、内侧、外侧、内侧的顺序进行拼装后，安装于外侧的波纹板将导致此管涵单元的管径变大，与此同时，安装于内侧的波纹板将导致此管涵单元的管径变小，对位于内侧和外侧的波纹板进行固定时，在连接螺栓的紧固力作用下，外侧波纹板向内微量变形，内侧波纹板向外微量变形，最终导致此管涵单元的管径与首个管涵单元的管径接近，从而整个拼装式钢波纹管涵的管径值比较稳定。 [0040] 上述的贴合为使互相贴合的波纹板的波峰与波峰贴合，波谷与波谷贴合，尽量减少贴合部的间隙。当然，在一些实施例中，也可在贴合部的贴合面上设置弹性件（如塑胶），使贴合部无间隙或者间隙很小。 [0041] 在一个或者多个可行的实施方式中，形成每一个管涵单元的波纹板尺寸相同，即拼装式波纹板的尺寸及弧度完全一致，不需生产不同尺寸的产品，在现场施工时不需对波纹板进行区分，提高了生产及拼装施工效率。 [0042] 同时，本发明的拼装式钢波纹管涵，拼装过程中首个管涵单元的波纹板首尾搭接，第二个及后续管涵单元的波纹板直接在上个管涵单元的外侧及内侧进行拼装，无需将波纹板插入相邻另一个管涵单元对应的周向拼装双层部，大大减小拼装难度，从而提升拼装效率，节约施工成本。 [0043] 本发明具有以下优点： [0044] （1）本发明的拼装式钢波纹钢管涵，使用的拼装式波纹板的尺寸及弧度完全一致，不需生产不同尺寸的产品，在现场施工时不需对波纹板进行区分，提高了生产及拼装施工效率。 [0045] （2）本发明的拼装式钢波纹钢管涵，管径值稳定、密封性强。自第二个管涵单元开始波纹板分别以安装于上个管涵单元的外侧、内侧、外侧、内侧、外侧、内侧的顺序进行拼装，安装于外侧的波纹板将导致此个管涵单元的管径变大，于此同时安装于内侧的波纹板将导致此个管涵单元的管径变小，在连接螺栓的紧固力作用下，外侧波纹板向内微量变形，内侧波纹板向外微量变形，最终导致此个管涵单元的管径与首个管涵单元的管径接近，从而整个拼装式钢波纹管涵的管径值比较稳定。 [0046] （3）本发明的拼装式钢波纹管涵，拼装过程中首个管涵单元的波纹板首尾搭接，第二个及后续管涵单元的波纹板直接在上个管涵单元的外侧及内侧进行拼装，无需将波纹板插入相邻另一个管涵单元对应的周向拼装双层部，大大减小拼装难度，从而提升拼装效率，节约施工成本。 [0047] 以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。 [0048] 上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。 |
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