一種帶加強環(huán)的螺旋鋼管及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種帶加強環(huán)的螺旋鋼管及其制作方法，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(huán)以螺旋方式卷繞扣合設于螺旋管體的外壁或內(nèi)壁，以及螺旋狀接縫處，所述加強環(huán)由窄鋼帶彎曲形成斷面為圓弧狀、方形或梯形。該加強環(huán)能增強管道整體的環(huán)向強度，管體厚度可以減薄一半以上，大大節(jié)約了成本，同時，管道周向斷面慣性矩成幾何倍數(shù)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(chǎn)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(jié)之間形成的螺旋狀接縫可通過加強環(huán)包裹起來，加強了接縫處的泄漏保護。
【專利說明】-種帶加強環(huán)的螺旋鋼管及其制作方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鋼管，尤其涉及一種帶加強環(huán)的螺旋鋼管及其制作方法。

【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(huán)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(huán)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(chǎn)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(chǎn)生的壓力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 發(fā)明目的：本發(fā)明的第一目的是提供一種直徑超大、管壁薄、環(huán)向剛度增加、對相 鄰管節(jié)的接縫有保護作用的帶加強環(huán)的螺旋鋼管；本發(fā)明的第二目的是提供該螺旋鋼管的 制作方法。
[0004] 技術方案：本發(fā)明所述的螺旋鋼管，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(huán)以螺旋方式卷繞扣合設于螺旋管體的外壁 或內(nèi)壁，以及螺旋狀接縫處，所述加強環(huán)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(huán)形成的空腔內(nèi)填充混凝土。
[0006] 本發(fā)明所述帶加強環(huán)的螺旋鋼管的制作方法，包括如下步驟：
[0007] 首先，預備用于制作螺旋管體的主鋼帶和用于制作加強環(huán)的窄鋼帶；
[0008] 其次，將窄鋼帶彎曲形成斷面為圓弧狀、方形或梯形的加強環(huán)，并將至少一條加強 環(huán)縱向扣合在主鋼帶上，該主鋼帶以螺旋方式卷繞形成外壁或內(nèi)壁帶有加強環(huán)的螺旋鋼 管，其中，所述加強環(huán)一側縱向扣合在主鋼帶的邊緣處，另一側懸空露在主鋼帶外；當該主 鋼帶卷繞形成螺旋鋼管時，螺旋管體相鄰主鋼帶之間形成螺旋狀接縫，懸空露在主鋼帶外 側的加強環(huán)扣合在該螺旋狀接縫處。
[0009] 所述加強環(huán)形成的空腔內(nèi)填充混凝土。
[0010] 所述主鋼帶上縱向并列扣合三條加強環(huán)。
[0011] 有益效果：本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其顯著優(yōu)點為：
[0012] 1、螺旋鋼管管壁上的加強環(huán)能夠增強管道整體的環(huán)向強度，管體厚度可以減薄一 半以上，大大節(jié)約了成本，同時，管道周向斷面慣性矩成幾何倍數(shù)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(chǎn)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。
[0013] 2、加強環(huán)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(huán)承受，減少了管壁受力；管道埋地時，可以在加強環(huán)形成的空 腔內(nèi)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(chǎn) 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(fā)揮混凝土的抗壓優(yōu)勢，讓 混凝土代替鋼結構承受壓應力，保護管體內(nèi)壁，而加強環(huán)腔體又對混凝土起了環(huán)向包裹作 用，防止腔體內(nèi)的混凝土柱體在受壓時產(chǎn)生失穩(wěn)等破壞，在埋地施工時，這本發(fā)明的鋼管可 以經(jīng)受兩側的回填土對管側的壓力，鋼管內(nèi)壁不易變形。
[0014] 3、在制作過程中，加強環(huán)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(huán)的材質可根據(jù)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(huán)可選擇其它材質，從而可以大大節(jié)約管體鋼材的用量。
[0015] 4、螺旋鋼管相鄰管節(jié)即主鋼帶之間形成的螺旋狀接縫可通過加強環(huán)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(huán)與鋼管形成空腔的兩端堵住，形成密閉空 腔，從加強環(huán)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。
[0016] 5、本發(fā)明的鋼管在外壁上設置加強環(huán)時，內(nèi)壁光滑，水流阻力??；在內(nèi)壁上設置加 強環(huán)時，可用于地鐵枕木或地下管線等。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1為窄鋼帶擺放位置的結構示意圖；
[0018] 圖2為窄鋼帶彎曲壓制成圓弧狀的結構示意圖；
[0019] 圖3為主鋼帶焊接圓弧狀窄鋼帶后的結構示意圖；
[0020] 圖4為帶加強環(huán)（空心）的主鋼帶進入三輥卷圓裝置的結構示意圖；
[0021] 圖5為本發(fā)明鋼管成型過程中的三維示意圖；
[0022] 圖6為圖5的局部放大圖；
[0023] 圖7為鋼管成型后螺旋狀焊縫所在位置的結構示意圖；
[0024] 圖8為本發(fā)明鋼管整體結構示意圖；
[0025] 圖9為圖8的A向三維示意圖；
[0026] 圖10為在加強環(huán)的空腔內(nèi)加填混凝土的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0027] 下面對本發(fā)明的技術方案作進一步說明。
[0028] 如圖1-3所示，根據(jù)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(jié)為合適值。將窄鋼帶5經(jīng)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(huán)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(nèi)壁帶加強環(huán)的螺旋鋼管。窄鋼帶5再經(jīng)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(huán)4,如圖2所示。然后將加 強環(huán)4上移，與主鋼帶1貼合，將加強環(huán)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(shù)目根據(jù) 實際情況確定），其中，一個加強環(huán)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(huán)4扣合在該螺旋狀接縫3處。
[0029] 再將圖3所示的帶有加強環(huán)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(huán)、內(nèi)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(huán)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(huán)4以螺旋方式卷繞扣合設于 螺旋管體的外壁或內(nèi)壁，以及螺旋狀接縫處，所述加強環(huán)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(huán)空腔管內(nèi)填高強度的混凝土 6,如圖10 所示。
[0030] 下面對本發(fā)明螺旋鋼管的機械性能進行測算。
[0031] (1)普通螺旋焊接鋼管強度計算
[0032] 根據(jù)普通流體輸送管道用螺旋縫埋弧焊鋼管標準SY/T5037-2000,根據(jù)類推法

【權利要求】
1. 一種帶加強環(huán)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(huán)（4)以螺旋方式卷繞 扣合設于螺旋管體（2)的外壁或內(nèi)壁，以及螺旋狀接縫（3)處，所述加強環(huán)（4)由窄鋼帶 (5)彎曲形成斷面為圓弧狀、方形或梯形。
2. 根據(jù)權利要求1所述的螺旋鋼管，其特征在于：所述加強環(huán)（4)形成的空腔內(nèi)填充 混凝土（6)。
3. 根據(jù)權利要求1所述帶加強環(huán)的螺旋鋼管的制作方法，其特征在于包括如下步驟： 首先，預備用于制作螺旋管體（2)的主鋼帶（1)和用于制作加強環(huán)（4)的窄鋼帶（5); 其次，將窄鋼帶（5)彎曲形成斷面為圓弧狀、方形或梯形的加強環(huán)（4)，并將至少一條 加強環(huán)（4)縱向扣合在主鋼帶（1)上，該主鋼帶（1)以螺旋方式卷繞形成外壁或內(nèi)壁帶有 加強環(huán)（4)的螺旋鋼管，其中，所述加強環(huán)（4) 一側縱向扣合在主鋼帶（1)的邊緣處，另一 側懸空露在主鋼帶（1)外側；當該主鋼帶（1)卷繞形成螺旋鋼管時，螺旋管體（2)相鄰主鋼 帶之間形成螺旋狀接縫（3)，懸空露在主鋼帶（1)外側的加強環(huán)（4)扣合在該螺旋狀接縫 ⑶處。
4. 根據(jù)權利要求3所述帶加強環(huán)的螺旋鋼管的制作方法，其特征在于：所述加強環(huán)（4) 形成的空腔內(nèi)填充混凝土（6)。
5. 根據(jù)權利要求3或4所述帶加強環(huán)的螺旋鋼管的制作方法，其特征在于：所述主鋼 帶（1)上縱向并列扣合三條加強環(huán)（4)。
【文檔編號】F16L9/04GK104266006SQ201410477708
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月18日 優(yōu)先權日:2014年9月18日
【發(fā)明者】戰(zhàn)福軍 申請人:南京聯(lián)眾建設工程技術有限公司