帶加強環的螺旋鋼管的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種帶加強環的螺旋鋼管，鋼管包括由主鋼帶螺旋卷繞形成的螺旋管體，該螺旋管體相鄰主鋼帶之間形成螺旋狀接縫，加強環以螺旋方式卷繞扣合設于螺旋管體的外壁或內壁，以及螺旋狀接縫處，所述加強環由窄鋼帶彎曲形成斷面為圓弧狀、方形或梯形。該加強環能增強管道整體的環向強度，管體厚度可以減薄一半以上，大大節約了成本，同時，管道周向斷面慣性矩成幾何倍數提高，比一般的加強方式提高很多，如此解決了大直徑鋼管特別是直徑大于4米時的鋼管生產時的變形問題，可以制作出超大直徑(10米或10米以上)的鋼管。同時螺旋鋼管相鄰管節之間形成的螺旋狀接縫可通過加強環包裹起來，加強了接縫處的泄漏保護。
【專利說明】帶加強環的螺旋鋼管
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種鋼管，尤其涉及一種帶加強環的螺旋鋼管。
【背景技術】
[0002] 目前有鋼筋混凝土管道、塑料管道和鋼質管道等多種管道，但上述管道的直徑都 不能太大，例如，鋼筋混凝土管道直徑超過2米時就很難制作，長度也不能太長，管體笨重， 施工困難，易泄露，介質壓力也不能太大，不可以用作壓力管道使用；塑料管道的彈性模量 小，做大口徑管道使用時，環向剛度不能滿足要求，也不能用作壓力管道；鋼質管道在口徑 太大時，為了滿足最基本的抗壓扁強度，也就是環向剛度時，就必須增加鋼板厚度，成本很 高，并且口徑不能太大，當直徑超過4米時，在重量影響下，生產時管道就可能變形，不易加 工。當管道埋地時，超大口徑管道很難抵抗兩側回填產生的壓力。 實用新型內容
[0003] 實用新型目的：本實用新型的目的是提供一種直徑超大、管壁薄、環向剛度增加、 對相鄰管節的接縫有保護作用的帶加強環的螺旋鋼管。
[0004] 技術方案：本實用新型所述的螺旋鋼管，包括由主鋼帶螺旋卷繞形成的螺旋管體， 該螺旋管體相鄰主鋼帶之間形成螺旋狀接縫，加強環以螺旋方式卷繞扣合設于螺旋管體的 外壁或內壁，以及螺旋狀接縫處，所述加強環由窄鋼帶彎曲形成斷面為圓弧狀、方形或梯 形。
[0005] 其中，所述加強環形成的空腔內填充混凝土。
[0006] 所述主鋼帶上縱向并列扣合三條加強環。
[0007] 有益效果：本實用新型與現有技術相比，其優點為：
[0008] 1、螺旋鋼管管壁上的加強環能夠增強管道整體的環向強度，管體厚度可以減薄一 半以上，大大節約了成本，同時，管道周向斷面慣性矩成幾何倍數提高，比一般的加強方式 提高很多，如此解決了大直徑鋼管特別是直徑大于4米時的鋼管生產時的變形問題，可以 制作出超大直徑（10米或10米以上）的鋼管。
[0009] 2、加強環的高度、寬度以及在管壁上的間距可以調整，使用時可以充分利用管土 效應，周向力大部分由加強環承受，減少了管壁受力；管道埋地時，可以在加強環形成的空 腔內填充高強度混凝土，巧妙利用混凝土鋼管原理、鋼管混凝土拱橋原理、管土共同受力產 生管土效應原理和鋼波紋管式公路涵洞的管殼效應原理，充分發揮混凝土的抗壓優勢，讓 混凝土代替鋼結構承受壓應力，保護管體內壁，而加強環腔體又對混凝土起了環向包裹作 用，防止腔體內的混凝土柱體在受壓時產生失穩等破壞，在埋地施工時，這本實用新型的鋼 管可以經受兩側的回填土對管側的壓力，鋼管內壁不易變形。
[0010] 3、在制作過程中，加強環與鋼管壁可以同時加工成型；同時，鋼管管壁的材質與加 強環的材質可根據實際需要進行選擇，特別是鋼管管壁為特殊材料或者貴重金屬時，加強 環可選擇其它材質，從而可以大大節約管體鋼材的用量。
[0011] 4、螺旋鋼管相鄰管節即主鋼帶之間形成的螺旋狀接縫可通過加強環包裹起來，力口 強了接縫處的泄漏保護。同時，將空心的加強環與鋼管形成空腔的兩端堵住，形成密閉空 腔，從加強環表面開一小孔，注水進行試壓和檢漏，如此容易對焊縫進行試壓及檢漏；而目 前的大口徑管，需要將管道兩端端口封堵起來進行試壓及檢漏，注水量大，注水及放水時間 長，試壓工裝體積太大，設備復雜，浪費大量的人力、物力和時間。
[0012] 5、本實用新型的鋼管在外壁上設置加強環時，內壁光滑，水流阻力小；在內壁上設 置加強環時，可用于地鐵枕木或地下管線等。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 圖1為窄鋼帶擺放位置的結構示意圖；
[0014] 圖2為窄鋼帶彎曲壓制成圓弧狀的結構示意圖；
[0015] 圖3為主鋼帶焊接圓弧狀窄鋼帶后的結構示意圖；
[0016] 圖4為帶加強環（空心）的主鋼帶進入三輥卷圓裝置的結構示意圖；
[0017] 圖5為本實用新型鋼管成型過程中的三維示意圖；
[0018] 圖6為圖5的局部放大圖；
[0019] 圖7為鋼管成型后螺旋狀焊縫所在位置的結構示意圖；
[0020] 圖8為本實用新型鋼管整體結構示意圖；
[0021] 圖9為圖8的A向三維示意圖；
[0022] 圖10為在加強環的空腔內加填混凝土的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023] 下面對本實用新型的技術方案作進一步說明。
[0024] 如圖1-3所示，根據所制作的螺旋焊接鋼管的直徑，將螺旋管整型機的成型角調 節為合適值。將窄鋼帶5經過放卷、矯平、修邊等工序后，按圖1所示位置排列，本實施例中， 窄鋼帶5擺放在主鋼帶1下方，由此可制作出外壁帶加強環的螺旋鋼管，如果窄鋼帶5放置 在主鋼帶1上方，則可制作出內壁帶加強環的螺旋鋼管。窄鋼帶5再經過彎曲機構，彎曲成 斷面為圓弧狀（本實施例，當然還可以為梯形、方形等）的加強環4,如圖2所示。然后將加 強環4上移，與主鋼帶1貼合，將加強環4的兩端與主鋼帶1接觸的部分焊接在一起，如圖 3所示，其中本實施例為每個主鋼帶1上縱向平行設置3個窄鋼帶5 (窄鋼帶5的數目根據 實際情況確定），其中，一個加強環一側7縱向扣合在主鋼帶1的邊緣處，另一側8懸空露在 主鋼帶1外（如圖7所示）；當該主鋼帶1卷繞形成螺旋管體2時，螺旋管體相鄰主鋼帶之 間形成螺旋狀接縫3,懸空露在主鋼帶外側的加強環4扣合在該螺旋狀接縫3處。
[0025] 再將圖3所示的帶有加強環4的主鋼帶板材送入三輥卷圓裝置中，如圖4、5所示， 按照一定的螺旋角，卷制成外壁帶螺旋空心加強環、內壁光滑的螺旋焊接鋼管。在成型的同 時對自身形成的螺旋狀焊縫3進行焊接，再將帶有空心的加強環在卷圓成型后未焊接的一 端（如圖6、7所示）與螺旋鋼管焊接，將螺旋狀焊縫3包裹起來。如此制作出的螺旋焊接 鋼管的三維示意圖如圖8、9所示。制作的螺旋鋼管，包括由主鋼帶1螺旋卷繞形成的螺旋 管體2,該螺旋管體相鄰主鋼帶之間形成螺旋狀接縫3,加強環4以螺旋方式卷繞扣合設于 螺旋管體的外壁或內壁，以及螺旋狀接縫處，所述加強環由窄鋼帶5彎曲形成斷面為圓弧 狀、方形或梯形。圖中只是螺旋焊接鋼管的一部分，可以制作出多段焊管，對接成需要的長 度。當為埋置式或半埋置式管道，可在空心的加強環空腔管內填高強度的混凝土 6,如圖10 所示。
[0026] 下面對本實用新型螺旋鋼管的機械性能進行測算。
[0027] (1)普通螺旋焊接鋼管強度計算
[0028] 根據普通流體輸送管道用螺旋縫埋弧焊鋼管標準SY/T5037-2000,根據類推法（
【權利要求】
1. 一種帶加強環的螺旋鋼管，其特征在于：包括由主鋼帶（1)螺旋卷繞形成的螺旋管 體（2)，該螺旋管體（2)相鄰主鋼帶之間形成螺旋狀接縫（3)，加強環（4)以螺旋方式卷繞 扣合設于螺旋管體（2)的外壁或內壁，以及螺旋狀接縫（3)處，所述加強環（4)由窄鋼帶 (5)彎曲形成斷面為圓弧狀、方形或梯形。
2. 根據權利要求1所述帶加強環的螺旋鋼管，其特征在于：所述加強環（4)形成的空 腔內填充混凝土（6)。
3. 根據權利要求1或2所述帶加強環的螺旋鋼管，其特征在于：所述主鋼帶（1)上縱 向并列扣合三條加強環（4)。
【文檔編號】B21C37/12GK204114367SQ201420539191
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月18日 優先權日:2014年9月18日
【發明者】戰福軍 申請人:南京聯眾建設工程技術有限公司