專利名稱：大截面圓心應力抗震涵管的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種大截面圓心應力抗震涵管。
技術背景目前國內傳統的大型隧道常規施工技術有兩種，一種是用大型盾構機施工的地鐵工程，另一種是用人力開鑿施工的隧道工程。地鐵工程的內部結構是用預制管片組合成圓筒體，在用高壓砂漿泵往夾縫里注入大量混凝土，待混凝土凝固后，支架內模板澆筑圓筒型混凝土結構體。由人工開鑿的大型隧道的施工技術更為簡單，先用水泥漿噴一層加固外襯層，在支架內模板澆筑混凝土結構體。以上兩種傳統的常規技術由于結構簡單，承壓、抗震、抗裂的性能差，因此造成了土石方開挖的工程量特別大，所耗費的原材料特別多，工程造價也特別高，施工效率特別低，還因運輸量特別大，給現場施工造成很多不利影響，所以施工的工期特別長。由于客觀上的原因，大型的長距離的內徑超過4米的輸水管線國內還沒有工程實例。南水北調工程有多處地震區，要想滿足工程需要，節約資源，降低造價，研究大截面圓心應力抗震涵管是十分必要的。
發明內容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種可有效提高抗震、抗彎曲、抗位移性能的大截面圓心應力抗震涵管。
本實用新型采用如下技術方案本實用新型包括混凝土涵管體及設置在涵管體內的由縱筋和環筋制作的圓筒形骨架，其特征在于所述的圓筒形骨架由里層骨架、中層骨架和外層骨架構成，在里層骨架和中層骨架上分別均勻固定有和骨架中軸線呈斜向交叉設置的右斜筒管和左斜筒管，在筒管內穿有經張拉產生預應力的鋼絞線，在外層骨架上設置有環向筒管，環向筒管兩端通過設置在涵管體內壁上的錨具錨固，并在涵管體內壁上設置有和環向筒管內鋼絞線相連接的助拉錨具。
本實用新型在環向筒管內繞置涵管體一周的鋼絞線上設置有一個或一個以上的助拉錨具。
本實用新型在涵管外壁和混凝土外襯之間設置有橡塑隔離層，在助拉錨具)和環向鋼絞線連接處設置有固定鋼絞線的鎖扣。
本實用新型在助拉錨具通過鎖扣和設置在環向筒管內的鋼絞線相連接。
本實用新型在里層骨架上的縱向連接孔內設置有可以進行連續縱向張拉可把立式制作的5-7米的管道串聯起來的鋼絞線。
本實用新型在涵管體內設置的縱向連接孔內的預應力縱筋可將分段施工的涵管連接成長達60-210米的超長涵管體。
本實用新型所述的超長涵管體可以是在涵管洞內利用涵洞內壁經噴涂橡塑隔離層后施工，也可以是在平原開挖好的溝內，利用弧形管底座在支架外模板后，按工藝流程施工連接成超長涵管體。
本實用新型所述的超長涵管體也可以是在平原開挖好的溝內，利用弧形金屬管底座在支架外模板后，按工藝流程施工的連接成超長涵管體，也可是用立式施工工藝，然后在吊裝移位，用縱向預應力連接成超長涵管體。
本實用新型分段連接的管道對接用橡膠密封環密封，密封伸縮縫用橡膠止水帶密封。
本實用新型積極效果如下本實用新型在外層骨架內側或外側設置有環向筒管，環向筒管兩端通過設置在涵管體內壁中上方的錨具錨固，并在涵管體內壁中下方設置有和環向筒管內鋼絞線相連接的助拉錨具。本實用新型采用梯級張拉的新工藝，使管體環向受力更加合理。還由于在中層骨架和里層骨架采用了順管體布置的斜向交叉預應力筋，使整體結構形成了圓心應力，從而增強了涵管體上方“龍骨結構”的性能，提高了抗彎曲、抗位移、抗震的能力。
本實用新型解決了我國在多發地震區建設“南水北調”特大型引水工程用涵管輸水的難題，還可以滿足大型跨江河大通道的需要，也可滿足地震多發區建設穿山輸水涵洞和開鑿穿山隧道的需要。
本實用新型適用于多發地震區用大型盾構機開挖的大型地下長距離的涵管輸水工程，以及地鐵工程，還適用于跨江河大通道工程。
附圖1為本實用新型結構示意圖附圖2為本實用新型附圖1A-A向橫截面剖視圖附圖3為本實用新型附圖1的B部放大圖附圖4為本實用新型附圖2的D部放大圖附圖5為本實用新型涵管體連接示意圖附圖6為本實用新型附圖5的C部放大圖附圖7為本實用新型環向筒管繞置形態示意圖附圖8為本實用新型助拉錨具和鋼絞線連接示意圖在附圖中1、涵管體、2外層骨架、3環筋、4中層骨架、5縱筋、6環筋、7左斜筒管、8里層骨架、9、右斜筒管、10縱向連接孔、11環筋、12縱筋、13錨具、14鋼絞線、15縱筋、16環向筒管、17助拉錨具、18施工連接處、19橡膠止水帶、20橡塑隔離層、21涵洞外壁、22涵管伸縮縫、23混凝土外襯、24巖層、25鎖扣。
具體實施方式
如附圖所示，本實用新型包括混凝土涵管體1及設置在涵管體1內的由縱筋和環筋制作的圓筒形骨架，其特征在于所述的圓筒形骨架由里層骨架8、中層骨架4和外層骨架2構成，在里層骨架8和中層骨架4上分別均勻固定有和骨架中軸線呈斜向交叉設置的右斜筒管9和左斜筒管7，在筒管內穿有經張拉產生預應力的鋼絞線，在外層骨架2上設置有環向筒管16，環向筒管16兩端通過設置在涵管體1內壁上的錨具13錨固，并在涵管體1內壁上設置有和環向筒管16內鋼絞線相連接的助拉錨具17。
本實用新型在環向筒管16內繞置涵管體一周的鋼絞線14上設置有一個或一個以上的助拉錨具17。
本實用新型在涵管外壁21和混凝土外襯23之間設置有橡塑隔離層20，在助拉錨具17和環向鋼絞線14連接處設置有固定鋼絞線14的鎖扣25。
本實用新型在助拉錨具17通過鎖扣25和設置在環向筒管16內的鋼絞線14相連接。
本實用新型在里層骨架8上的縱向連接孔10內設置有可以進行連續縱向張拉可把立式制作的5-7米的管道串聯起來的鋼絞線。
本實用新型在涵管體1內設置的縱向連接孔10內的預應力縱筋可將分段施工的涵管連接成長達60-210米的超長涵管體1。
本實用新型所述的超長涵管體1可以是在涵管洞內利用涵洞內壁經噴涂橡塑隔離層后施工，也可以是在平原開挖好的溝內，利用弧形管底座在支架外模板后，按工藝流程施工連接成超長涵管體1。
本實用新型所述的超長涵管體1也可以是在平原開挖好的溝內，利用弧形金屬管底座在支架外模板后，按工藝流程施工的連接成超長涵管體，也可是用立式施工工藝，然后在吊裝移位，用縱向預應力連接成超長涵管體1。
本實用新型在于分段連接的管道對接用橡膠密封環密封，密封伸縮縫用橡膠止水帶19密封。
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種采用“環向網狀結構”的新模式，利用環向對應方式在管體內中上方部位相互交叉張拉，在張拉的中間上方部位，在涵管體1內設置加固張拉帶，使之形成龍骨結構體。能有效的聚集成倍的圓心應力，抵消由于管體承受內、外荷載所產生的拉應力。還由于采用了在涵管體1內壁上方部位設置了加固張拉帶，使超長管體增加了抗高壓、抗位移、抗彎曲的能力，提高了抗震的性能，能保證在多發地震區建設的輸水管線能夠正常的運行。
本實用新型還有一個特點，可以分段連續施工，還可以用立式工藝生產長5-7米的管道，在平原地區可以采用臥式工藝，先開槽再打墊層，制作金屬管臺，制造完畢后吊裝移位，利用縱向預應力技術用鋼絞線串聯在一起，用橡膠密封環密封，形成超長涵管體1，按設計長度制作伸縮縫。
本實用新型由于采用新結構、新技術、新工藝，減少了工程量，節省了資源，降低了工程造價，提高了工程效率，縮短了工期，同時還改變了施工方式，改善了施工條件，基本上達到了機械化施工的水平，提高了自動化的水平。
施工方法如下第一步混凝土外襯23的制作用盾構機或人工開挖好涵洞體后，把用φ6-φ10鋼筋制作的網片固定在涵洞外壁上21，支架好圓筒型組合外模板，澆筑夾縫混凝土外襯23。
第二步拆除組合外模板待外襯混凝土23凝固后，拆除組合外模板，并按順序往前推進，連接施工下一管段。
第三步橡塑隔離層20的制作用高彈、耐高壓、耐老化的橡塑合成材料利用噴涂或粘貼的工藝制作橡塑隔離層20。
第四步圓筒型骨架的制作，每10米為一個管段，分別制作圓筒型外層骨架2、中層骨架4、里層骨架8，并用徑向鋼筋連接成一體。
第五步加固張拉帶的制作在外層骨架2和中層骨架4還有里層骨架8之間用加大的鋼筋，分布在涵管體1上方寬1-2米部位設置加固張拉帶，形成“龍骨結構體”。
第六步環向筒管的制作在外層骨架的里層或外側分布環向筒管，相互交叉在涵管體1內上部“加固張拉帶”兩邊通向涵管體1的內壁左上方，右上方錨具13預留孔，并安裝好左中下方，右中下方或左中上方，右中上方的助拉錨具17。
第七步雙向交叉斜筒管的制作在中層骨架4的兩側或外側分布雙向交叉左斜筒管7、右斜筒管8，穿好管內鋼絞線14，安裝好固定錨具和張拉錨具13。
第八步內模板的安裝根據涵管體1內徑大小確定內模板并把端面模板和內模板連在一起。
第九步澆筑管體混凝土用高壓砂漿泵往模板內澆筑混凝土，并按工藝要求震搗成型。
第十步真空灌注，加壓封錨把所有筒管分段抽成真空，分別用高壓泵注入加膨脹劑、速凝劑的高標號水泥漿，并用特種水泥漿加壓封平預留錨孔。
第十一步預應力鋼絞線14的連接用連接器連接斜向、縱向鋼絞線14，用套筒連接縱筋5、12、15，重復上述步驟制作第二管段及其它管段。
第十三步涵管體1端部伸縮縫22的制作當管段連續構成的管體達到設計長度時，把橡膠止水帶19的一端澆筑于另一管段的端部，這樣重復制作若干涵管體1形成了輸水管線。
權利要求1.一種大截面圓心應力抗震涵管，包括混凝土涵管體(1)及設置在涵管體(1)內的由縱筋和環筋制作的圓筒形骨架，其特征在于所述的圓筒形骨架由里層骨架(8)、中層骨架(4)和外層骨架(2)構成，在里層骨架(8)和中層骨架(4)上分別均勻固定有和骨架中軸線呈斜向交叉設置的右斜筒管(9)和左斜筒管(7)，在筒管內穿有經張拉產生預應力的鋼絞線，在外層骨架(2)上設置有環向筒管(16)，環向筒管(16)兩端通過設置在涵管體(1)內壁上的錨具(13)錨固，并在涵管體(1)內壁上設置有和環向筒管(16)內鋼絞線相連接的助拉錨具(17)。
2.根據權利要求1所述的一種大截面圓心應力抗震涵管，其特征在于在環向筒管(16)內繞置涵管體一周的鋼絞線(14)上設置有一個或一個以上的助拉錨具(17)。
3.根據權利要求1或2所述的一種大截面圓心應力抗震涵管，其特征在于在涵管外壁(21)和混凝土外襯(23)之間設置有橡塑隔離層(20)，在助拉錨具(17)和環向鋼絞線(14)連接處設置有固定鋼絞線(14)的鎖扣(25)。
4.根據權利要求1或2所述的一種大截面圓心應力抗震涵管，其特征在于在助拉錨具(17)通過鎖扣(25)和設置在環向筒管(16)內的鋼絞線(14)相連接。
5.根據權利要求1或2所述的一種大截面圓心應力抗震涵管，其特征在于在里層骨架(8)上的縱向連接孔(10)內設置有可以進行連續縱向張拉可把立式制作的5-7米的管道串聯起來的鋼絞線。
6.根據權利要求1或2所述的一種大截面圓心應力抗震涵管，其特征在于在涵管體(1)內設置的縱向連接孔(10)內的預應力縱筋可將分段施工的涵管連接成長達60-210米的超長涵管體(1)。
7.根據權利要求6所述的一種大截面圓心應力抗震涵管，其特征在于所述的超長涵管體(1)可以是在涵管洞內利用涵洞內壁經噴涂橡塑隔離層后施工，也可以是在平原開挖好的溝內，利用弧形管底座在支架外模板后，按工藝流程施工連接成超長涵管體(1)。
8.根據權利要求6所述的一種大截面圓心應力抗震涵管，其特征在于所述的超長涵管體(1)也可以是在平原開挖好的溝內，利用弧形金屬管底座在支架外模板后，按工藝流程施工的連接成超長涵管體，也可是用立式施工工藝，然后在吊裝移位，用縱向預應力連接成超長涵管體(1)。
9.根據權利要求1或2所述的一種大截面圓心應力抗震涵管，其特征在于分段連接的管道對接用橡膠密封環密封，密封伸縮縫用橡膠止水帶(19)密封。
專利摘要本實用新型涉及一種大截面圓心應力抗震涵管，其圓筒形骨架由里層骨架、中層骨架和外層骨架構成，在里層骨架和中層骨架上分別均勻固定有和骨架中軸線呈斜向交叉設置的右斜筒管和左斜筒管，在筒管內穿有經張拉產生預應力的鋼絞線，在外層骨架上設置有環向筒管，環向筒管兩端通過設置在涵管體內壁上的錨具錨固，并在涵管體內壁上設置有和環向筒管內鋼絞線相連接的助拉錨具，本實用新型適用于多發地震區用大型盾構機開挖的大型地下輸水涵洞的結構工程，以及地鐵工程，還適用于跨江河大通道工程，還可以用于長距離大型引水工程的深埋專用管線。
文檔編號F16L9/00GK2787965SQ20052002369
公開日2006年6月14日 申請日期2005年3月25日 優先權日2005年3月25日
發明者張楸長, 吳曉星, 張雙久 申請人:衡水長江預應力有限公司