專利名稱：玻璃鋼夾砂頂管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種玻璃鋼夾砂頂管，特別是一種帶有增強(qiáng)部件和加強(qiáng)層結(jié)構(gòu)的具有優(yōu)秀承受頂力能力的玻璃鋼夾砂頂管。
背景技術(shù)：
在市政管道鋪設(shè)工程中，現(xiàn)在一般有兩種方式一種是開放式大開挖，即可將地面全面挖開，把管子相互套設(shè)連接放置下去，再重新回填即可，這種方式需要的管子是預(yù)制好的，連接和鋪設(shè)時(shí)不承受壓力或頂力，施工較為簡單方便；另一種方式是當(dāng)受到具體環(huán)境的限制，諸如建筑物等，而不能夠采用大開挖方式鋪設(shè)管道，只能預(yù)挖工作坑，在工作坑作業(yè)時(shí)，將管子一段一段在地下一定的深度位置向前頂進(jìn)穿過，這種作業(yè)環(huán)境需要管子的端部設(shè)有頂管部分，管子之間的連接通過套環(huán)密封連接。
玻璃鋼夾砂頂管作為一種新型的復(fù)合材料管道，具有質(zhì)輕、高強(qiáng)、耐腐蝕、壽命長等特點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于頂管工程中。現(xiàn)有技術(shù)的玻璃鋼夾砂頂管一般由管頭、管身和管尾組成，其中管頭、管尾在施工時(shí)通過套環(huán)連接，管身采用纖維層和石英砂或碳酸鈣層結(jié)構(gòu)，管頭和管尾采用纖維層結(jié)構(gòu)。在上述結(jié)構(gòu)中，管身的纖維層和石英砂或碳酸鈣層結(jié)構(gòu)主要用于提供所需的環(huán)向剛度，并降低生產(chǎn)成本，管頭和管尾采用的纖維層結(jié)構(gòu)主要用于提供頂進(jìn)時(shí)所需的軸向強(qiáng)度。
由于施工頂進(jìn)中管頭和管尾受力很大，所以現(xiàn)有技術(shù)的管頭和管尾均采用樹脂基體的纖維層結(jié)構(gòu)。為達(dá)到管頭和管尾所需的壁厚，纖維布的層數(shù)較多，致使成本增加。
此外，現(xiàn)有技術(shù)玻璃鋼夾砂頂管的管頭、管尾外表面為樹脂基體的纖維層，因傳統(tǒng)加工工藝所至，不能保證管徑尺寸和表面平整度，施工時(shí)管頭、管尾與套管連接時(shí)存在不合理的配合間隙，使玻璃鋼夾砂頂管在頂進(jìn)過程中可能出現(xiàn)兩管端的相對(duì)錯(cuò)動(dòng)，使套管傾斜，導(dǎo)致頂進(jìn)阻力迅速增加。輕者造成密封效果失效，重者造成管頭、管尾撕裂，頂管施工停頓。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種玻璃鋼夾砂頂管，具有成本低、強(qiáng)度高、加工容易等優(yōu)點(diǎn)，并且能夠保證管道配合的合理間隙。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種玻璃鋼夾砂頂管，包括管頭、管身和管尾，所述管頭、管尾外壁上設(shè)有凹臺(tái)，管頭、管尾通過設(shè)置在所述凹臺(tái)上的套環(huán)連接，所述管頭、管身和管尾以樹脂為基體，以玻璃纖維為增強(qiáng)材料層，以石英砂或碳酸鈣為填料層，所述管頭和管尾端部設(shè)有增強(qiáng)部件。
在上述技術(shù)方案中，所述管頭、管尾管壁的夾砂層總厚度小于管身管壁的夾砂層總厚度。所述管頭和管尾的管壁還設(shè)置有金屬或非金屬材質(zhì)的加強(qiáng)層，所述加強(qiáng)層可以為加強(qiáng)條或加強(qiáng)環(huán)，設(shè)置在管壁中。所述加強(qiáng)層是金屬制品，可以設(shè)置在管頭和管尾的管壁內(nèi)，還可以設(shè)置在管頭和管尾的外表面。
在上述技術(shù)方案中，所述增強(qiáng)部件可以為環(huán)形端蓋，環(huán)形端蓋扣合在管頭和管尾端部，覆蓋管頭和管尾端部的截面；所述環(huán)形端蓋還可以是內(nèi)側(cè)面設(shè)有插入管壁內(nèi)的凸起部件；所述增強(qiáng)部件進(jìn)一步可以是由環(huán)形套以及與之一體設(shè)置的環(huán)形端蓋構(gòu)成，其中環(huán)形套套設(shè)在管頭、管尾段上，環(huán)形端蓋扣合在管頭和管尾端部，覆蓋管頭和管尾端部的截面。
本實(shí)用新型提供了一種新型結(jié)構(gòu)的玻璃鋼夾砂頂管，通過在管頭和管尾設(shè)置增強(qiáng)部件提高了玻璃鋼夾砂頂管承受頂力能力，增強(qiáng)部件很好地起到了保護(hù)管頭和管尾的作用，同時(shí)將其承受的頂進(jìn)壓力均勻地傳遞出去。由于增強(qiáng)部件的作用，使本實(shí)用新型在保證管體整體剛度、強(qiáng)度前提下，可以在管頭和管尾的管壁內(nèi)設(shè)置夾砂層，最大限度地降低了玻璃鋼夾砂頂管的成本。
本實(shí)用新型優(yōu)選方案提供了一種帶加強(qiáng)層的玻璃鋼夾砂頂管，加強(qiáng)層可以根據(jù)施工頂進(jìn)的受力狀況設(shè)置一層或多層，可以僅設(shè)置在管頭和管尾的管壁內(nèi)，也可以連續(xù)設(shè)置在整個(gè)管道的管壁內(nèi)形成筒體結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高玻璃鋼夾砂頂管承受頂力能力。同時(shí)，本實(shí)用新型優(yōu)選方案還提供了一種帶外加強(qiáng)層的玻璃鋼夾砂頂管，由于管頭和管尾的外表面為金屬，可以精確地保證管頭和管尾的外徑精度，當(dāng)與套管連接配合時(shí)，具有合理的配合間隙，頂進(jìn)過程中不會(huì)出現(xiàn)管端錯(cuò)動(dòng)，大大減少了頂進(jìn)阻力。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)地說明。


圖1為本實(shí)用新型玻璃鋼夾砂頂管結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型環(huán)形端蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型帶凸起的環(huán)形端蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型環(huán)形套的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型環(huán)形套的另一結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實(shí)用新型加強(qiáng)環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本實(shí)用新型加強(qiáng)條的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本實(shí)用新型外加強(qiáng)環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記說明1-管身； 2-管頭；3-管尾；4-凹臺(tái)； 5-增強(qiáng)部件；51-環(huán)形端蓋；52-環(huán)形套；6-套環(huán)；7-加強(qiáng)層；71-加強(qiáng)環(huán)；72-加強(qiáng)條。
具體實(shí)施方式
圖1為本實(shí)用新型玻璃鋼夾砂頂管的結(jié)構(gòu)示意圖，包括管身1、管頭2和管尾3，均是以樹脂為基體、以玻璃纖維為增強(qiáng)材料層、以石英砂或碳酸鈣為填料層構(gòu)成管壁，管頭2和管尾3的外徑小于管身1的外徑，形成凹臺(tái)4結(jié)構(gòu)，同時(shí)管頭2和管尾3的端部還設(shè)置有增強(qiáng)部件5。在施工頂進(jìn)時(shí)，相鄰兩頂管的管頭2和管尾3通過套環(huán)6連接，增強(qiáng)部件5直接接觸。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種管頭和管尾由纖維層和夾砂層構(gòu)成管壁、管頭和管尾的端部還設(shè)置有增強(qiáng)部件的組合結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的增強(qiáng)部件5提高了玻璃鋼夾砂頂管承受頂力能力，很好地起到了保護(hù)管頭和管尾的作用，同時(shí)將其承受的頂進(jìn)壓力均勻地傳遞出去。由于增強(qiáng)部件5的作用，使本實(shí)用新型在保證管體整體剛度、強(qiáng)度前提下，可以在管頭和管尾的管壁內(nèi)設(shè)置夾砂層，最大限度地降低了玻璃鋼夾砂頂管的成本。既使在單次頂進(jìn)長度較長、左右頂力不同或進(jìn)行糾偏等操作時(shí)，本實(shí)用新型玻璃鋼夾砂頂管也能保證良好的力學(xué)性能。
在上述技術(shù)方案的設(shè)計(jì)思想下，本實(shí)用新型玻璃鋼夾砂頂管可以有多種結(jié)構(gòu)形式，下面通過具體實(shí)施例予以說明。
實(shí)施例一圖2為本實(shí)用新型環(huán)形端蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。在如圖2所示的本實(shí)施例中增強(qiáng)部件5為環(huán)形端蓋，扣合在管頭和管尾的端部，覆蓋端部的截面。研究表明，玻璃鋼夾砂頂管在施工頂進(jìn)中管頭和管尾出現(xiàn)損傷乃至破壞情況很大程度是因?yàn)槌惺茼斄δ芰Σ蛔?。本?shí)施例的技術(shù)方案采用增強(qiáng)部件5將管頭和管尾有效地包覆起來，承受頂力能力可以提高4～7倍，提高了玻璃鋼夾砂頂管承受頂力能力。在本實(shí)施例中，增強(qiáng)部件5可以為金屬制品，也可以采用纖維制品。
實(shí)施例二圖3為本實(shí)用新型帶凸起的環(huán)形端蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。在實(shí)施例一技術(shù)方案基礎(chǔ)上，本實(shí)施例的環(huán)形端蓋帶有凸起，設(shè)置在與管頭和管尾端面連接的一側(cè)。同時(shí)管頭和管尾的端面上設(shè)置有與所述凸起相適配的凹槽，凸起與凹槽緊密配合。在圖3所示的實(shí)施例中，凸起的寬度大于管頭和管尾夾砂層的寬度，且為金屬制品。該技術(shù)方案除具有實(shí)施例一的作用和效果外，進(jìn)一步保證了環(huán)形端蓋5與管頭和管尾端面連接的可靠和穩(wěn)定，同時(shí)確保環(huán)形端蓋將壓力傳遞給管頭和管尾的纖維層。當(dāng)然，環(huán)形端蓋也可以凹槽，管頭和管尾端面為凸起結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例三圖4為本實(shí)用新型環(huán)形套的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，本實(shí)施例的增強(qiáng)部件5為環(huán)形套52以及與之一體設(shè)置的環(huán)形端蓋51組成，其中環(huán)形套52套設(shè)在管頭、管尾段上，環(huán)形端蓋51扣合在管頭和管尾端部，覆蓋管頭和管尾端部的截面。增強(qiáng)部件5可以為金屬制品，也可以采用纖維制品。
本實(shí)施例主要通過環(huán)形端蓋51和環(huán)形套52組成的增強(qiáng)部件5最大限度地發(fā)揮了其增強(qiáng)作用，環(huán)形端蓋51覆蓋在管頭和管尾的端面，在頂進(jìn)施工時(shí)，環(huán)形端蓋51承受頂力能力是管頭和管尾的4～7倍。與環(huán)形端蓋51成一體結(jié)構(gòu)的環(huán)形套52包覆在管頭和管尾段的外表面上，可以進(jìn)一步發(fā)揮環(huán)形端蓋51的增強(qiáng)作用。
實(shí)施例四圖5為本實(shí)用新型環(huán)形套的另一結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，本實(shí)施例的環(huán)形套52套設(shè)在管頭、管尾和管身與管頭、管尾的連接段上，環(huán)形端蓋51扣合在管頭和管尾端部，覆蓋管頭和管尾端部的截面。增強(qiáng)部件5可以為金屬制品，也可以采用纖維制品。本實(shí)施例能進(jìn)一步提高管頭和管尾的承受頂力能力。
實(shí)施例五圖6為本實(shí)用新型加強(qiáng)環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例的管頭和管尾的管壁設(shè)置有加強(qiáng)層7，加強(qiáng)層7為加強(qiáng)環(huán)71，沿管壁同軸設(shè)置。增強(qiáng)部件5為環(huán)形端蓋51，環(huán)形端蓋51的表面與管頭和管尾的端面貼合。在本實(shí)施例技術(shù)方案中，環(huán)形端蓋51可以是金屬制品，也可以是纖維制品，其作用和效果如前述實(shí)施例所述。加強(qiáng)環(huán)可以根據(jù)施工頂進(jìn)的受力狀況設(shè)置一層或多層，此外，加強(qiáng)環(huán)71可以僅設(shè)置在管頭和管尾的管壁內(nèi)，也可以連續(xù)設(shè)置在整個(gè)管道的管壁內(nèi)。加強(qiáng)環(huán)71在管頭和管尾的管壁內(nèi)形成筒體結(jié)構(gòu)，包含在纖維層內(nèi)，可以從整體上提高玻璃鋼夾砂頂管承受頂力能力。
如圖6所示，本實(shí)施例的二層加強(qiáng)環(huán)71為金屬制品，分別設(shè)置在夾砂層的兩側(cè)。環(huán)形端蓋51也采用金屬制品，與加強(qiáng)環(huán)71固接在一起。加強(qiáng)環(huán)71分別設(shè)置在夾砂層的兩側(cè)，可以將其承受的頂進(jìn)壓力均勻地傳遞出去，保證管頭或管尾不會(huì)出現(xiàn)損壞。
實(shí)施例六圖7為本實(shí)用新型加強(qiáng)條的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例的管頭和管尾的管壁設(shè)置有加強(qiáng)層7，加強(qiáng)層7為加強(qiáng)條72，沿管壁環(huán)向間隔設(shè)置。加強(qiáng)條72可以沿管軸向連續(xù)設(shè)置在管頭、管身和管尾的纖維層內(nèi)，也可以僅僅設(shè)置在管頭和管尾的纖維層內(nèi)，以提高了玻璃鋼夾砂頂管承受頂力能力，可以是金屬制品，也可以是纖維制品?？梢詢H沿管壁環(huán)向設(shè)置，也可以沿管壁環(huán)向和徑向二維設(shè)置。
如圖7所示，本實(shí)施例的加強(qiáng)條72是一種薄形的纖維片，其纖維方向與玻璃鋼夾砂頂管的軸向平行，因此具有軸向增強(qiáng)性能，極大地提高了管頭和管尾承受頂力的能力。
實(shí)施例七圖8為本實(shí)用新型外加強(qiáng)環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖8所示，本實(shí)施例管頭和管尾的管壁外表面設(shè)置了加強(qiáng)環(huán)71，增強(qiáng)部件5為環(huán)形端蓋51結(jié)構(gòu)，環(huán)形端蓋51的表面與管頭2和管尾3的端面貼合。在本實(shí)施例技術(shù)方案中，環(huán)形端蓋51可以是金屬制品，也可以是纖維制品，其作用和效果如前述實(shí)施例所述。加強(qiáng)環(huán)71除設(shè)置在管頭和管尾的管壁外表面以外，還可以根據(jù)施工頂進(jìn)的受力狀況在纖維層內(nèi)設(shè)置一層或多層。此外，加強(qiáng)環(huán)71可以僅設(shè)置在管頭和管尾，也可以連續(xù)設(shè)置在整個(gè)管身。
在本實(shí)施例的技術(shù)方案中，根據(jù)施工頂進(jìn)中管頭和管尾與套管配合間隙不合理導(dǎo)致阻力增大的受力特點(diǎn)，合理地設(shè)計(jì)了加強(qiáng)環(huán)71的結(jié)構(gòu)。由于管頭和管尾的外表面為加強(qiáng)環(huán)71，可以精確地保證管頭和管尾的外徑，當(dāng)與套環(huán)6連接配合時(shí)，具有合理的配合間隙，頂進(jìn)過程中不會(huì)出現(xiàn)管端錯(cuò)動(dòng)，大大減少了頂進(jìn)阻力，且加工容易。加強(qiáng)環(huán)71和增強(qiáng)部件5的其他作用和效果同前所述。
現(xiàn)有技術(shù)由于施工頂進(jìn)中管頭和管尾的受力，套環(huán)6均為金屬制品，無形中進(jìn)一步加大了施工成本。本實(shí)施例由于管頭和管尾的外表面為加強(qiáng)環(huán)71，所以套管6可以為金屬，也可以為非金屬。
顯然，實(shí)施例一至實(shí)施例七的技術(shù)方案既可以單獨(dú)存在，也可以相互組合成為新的技術(shù)方案，這里不再贅述。本實(shí)用新型玻璃鋼夾砂頂管通過加強(qiáng)層和增強(qiáng)部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在具有優(yōu)秀的力學(xué)性能基礎(chǔ)上降低了成本，加工容易，并且能夠保證管道結(jié)合部位安裝配合的合理間隙。
最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種玻璃鋼夾砂頂管，包括管頭、管身和管尾，其特征在于，所述管頭、管尾外壁上設(shè)有凹臺(tái)，管頭、管尾通過設(shè)置在所述凹臺(tái)上的套環(huán)連接，所述管頭、管身和管尾以樹脂為基體，以玻璃纖維為增強(qiáng)材料層，以石英砂或碳酸鈣為填料層，所述管頭和管尾端部設(shè)有增強(qiáng)部件。
2.如權(quán)利要求1所述的玻璃鋼夾砂頂管，其特征在于，所述管頭、管尾管壁的夾砂層總厚度小于管身管壁的夾砂層總厚度。
3.如權(quán)利要求1所述的玻璃鋼夾砂頂管，其特征在于，所述管頭和管尾的管壁還設(shè)置有金屬或非金屬材質(zhì)的加強(qiáng)層。
4.如權(quán)利要求3所述的玻璃鋼夾砂頂管，其特征在于，所述加強(qiáng)層為加強(qiáng)條，設(shè)置在管壁中。
5.如權(quán)利要求3所述的玻璃鋼夾砂頂管，其特征在于，所述加強(qiáng)層為加強(qiáng)環(huán)，設(shè)置在管壁中。
6.如權(quán)利要求3所述的玻璃鋼夾砂頂管，其特征在于，所述加強(qiáng)層為金屬制品，設(shè)置在管頭和管尾的管壁內(nèi)。
7.如權(quán)利要求3所述的玻璃鋼夾砂頂管，其特征在于，所述加強(qiáng)層為金屬制品，設(shè)置在管頭和管尾的外表面。
8.如權(quán)利要求1-7任一所述的玻璃鋼夾砂頂管，其特征在于，所述增強(qiáng)部件為環(huán)形端蓋，環(huán)形端蓋扣合在管頭和管尾端部，覆蓋管頭和管尾端部的截面。
9.如權(quán)利要求1-7任一所述的玻璃鋼夾砂頂管，其特征在于，所述環(huán)形端蓋內(nèi)側(cè)面設(shè)有插入管壁內(nèi)的凸起部件。
10.如權(quán)利要求1-6任一所述的玻璃鋼夾砂頂管，其特征在于，所述增強(qiáng)部件由環(huán)形套以及與之一體設(shè)置的環(huán)形端蓋構(gòu)成，其中環(huán)形套套設(shè)在管頭、管尾段上，環(huán)形端蓋扣合在管頭和管尾端部，覆蓋管頭和管尾端部的截面。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種玻璃鋼夾砂頂管，包括管頭、管身和管尾，管頭和管尾外壁上設(shè)有凹臺(tái)，管頭、管尾通過設(shè)置在凹臺(tái)上的套環(huán)連接，管頭、管身和管尾以樹脂為基體，以玻璃纖維為增強(qiáng)材料層，以石英砂或碳酸鈣為填料層，所述管頭和管尾端部設(shè)有增強(qiáng)部件。所述增強(qiáng)部件可以是由環(huán)形套以及與之一體設(shè)置的環(huán)形端蓋構(gòu)成，環(huán)形套套設(shè)在管頭、管尾段上，環(huán)形端蓋扣合在管頭和管尾端部，覆蓋管頭和管尾端部的截面。在本實(shí)用新型優(yōu)選方案中，管頭、管尾還設(shè)置有加強(qiáng)層，可以設(shè)置在管壁內(nèi)，還可以設(shè)置在管壁外表面。本實(shí)用新型通過加強(qiáng)層和增強(qiáng)部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，大大提高了玻璃鋼夾砂頂管承受頂力能力，并最大限度地降低了玻璃鋼夾砂頂管的成本。
文檔編號(hào)F16L21/00GK2872035SQ20052012878
公開日2007年2月21日 申請(qǐng)日期2005年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月31日
發(fā)明者司金峰 申請(qǐng)人:陜西競業(yè)玻璃鋼有限公司