Pccp管線打壓管密封雙面加筋平板堵頭裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種PCCP管線打壓管密封雙面加筋平板堵頭裝置，包括設(shè)置于打壓管內(nèi)部的封堵鋼板（1）和設(shè)置于封堵鋼板（1）兩側(cè)的加強筋板（2），封堵鋼板（1）的邊緣與打壓管的內(nèi)壁通過焊接密封連接，由封堵鋼板（1）將打壓管的內(nèi)部封隔為互不連通的兩個腔體。本實用新型的有益效果是：能夠有效降低鋼板的厚度，提高封堵板的焊接工藝，減少原材料的浪費；結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)簡便、快捷，通過優(yōu)化堵頭裝置結(jié)構(gòu)和打壓管結(jié)構(gòu)提高了打壓試驗成功率，效果顯著。
【專利說明】PCCP管線打壓管密封雙面加筋平板堵頭裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及PCCP管線水壓測試用密封裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地，涉及一種PCCP 管線打壓管密封雙面加筋平板堵頭裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP)是由薄鋼板、混凝土等材料構(gòu)成的復(fù)合管材，它充分 而又綜合地發(fā)揮了鋼材的抗拉、易密封和混凝土的抗壓、耐腐蝕性能，具有高密封性、高強 度和高抗?jié)B的特性。
[0003] 自九十年代初期國內(nèi)引進(jìn)預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管以來，預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管以其獨 特、全面的優(yōu)越性逐漸成為國內(nèi)輸水引水管線的主要管材，特別是在較大口徑較高工作壓 力的情況下更是管線設(shè)計的首選管材，管線造價低、維護(hù)費用低、抗外荷載抗內(nèi)水壓力強。
[0004] 遼西北工程采用預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP)雙線同槽鋪設(shè)（a、b線），為了檢驗 輸水管道在規(guī)定的內(nèi)水壓作業(yè)下的安全可靠性和嚴(yán)密性，同時也可檢驗與主管線配套的支 管線、閥門及其他配套設(shè)施等性能是否滿足設(shè)計要求，在連續(xù)安裝完成1公里管道后，應(yīng)進(jìn) 行首段水壓試驗，試驗段兩端采用打壓管作為封堵，由于PCCP管材試驗壓力為工作壓力加 0. 3MPa，水壓試驗壓力大，管線長，采用常規(guī)的鋼板堵頭、封堵氣囊進(jìn)行封堵無法滿足試驗 要求。 實用新型內(nèi)容
[0005] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種有效降低鋼板的厚度、提高封堵板的 焊接工藝、減少原材料的浪費、提高打壓試驗成功率的PCCP管線打壓管密封雙面加筋平板 堵頭裝置。
[0006] 本實用新型解決上述問題所采用的技術(shù)方案是：PCCP管線打壓管密封雙面加筋 平板堵頭裝置，包括設(shè)置于打壓管內(nèi)部的封堵鋼板和設(shè)置于封堵鋼板兩側(cè)的加強筋板，封 堵鋼板的邊緣與打壓管的內(nèi)壁通過焊接密封連接，由封堵鋼板將打壓管的內(nèi)部封隔為互不 連通的兩個腔體。
[0007] 對于管徑較大的管線打壓管若采用圓形平蓋封頭板，則需厚度很大鋼板，厚鋼板 焊接工藝差，無法保證焊接工藝水平。本實用新型通過采用在封堵鋼板的兩側(cè)設(shè)置加強筋 板的技術(shù)方案，能夠有效降低鋼板的厚度，提高封堵板的焊接工藝，減少原材料的浪費，生 產(chǎn)效率高，更能保證打壓試驗的一次成功率；并且結(jié)構(gòu)簡單方便加工。打壓管自身通過內(nèi)部 的密封雙面加筋平板堵頭裝置和打壓過程中管道之間的止推力來滿足水壓段管線的平衡， 以此來檢驗輸水管道在規(guī)定的內(nèi)水壓作業(yè)下的安全可靠性和嚴(yán)密性，使與主管線配套的支 管線、閥門及其他配套設(shè)施等性能滿足設(shè)計要求。
[0008] 所述的封堵鋼板兩側(cè)的加強筋板垂直于封堵鋼板，加強筋板包括多行平行設(shè)置的 筋板A和多行平行設(shè)置且垂直于筋板A的筋板B，筋板A和筋板B垂直交叉，任意兩個相互 平行且相鄰的加強筋板間的間距相等。筋板平行等間距設(shè)置及設(shè)置筋板A與筋板B垂直交 叉的結(jié)構(gòu)，使得封堵鋼板與其兩側(cè)的加強筋板組成了強度均勻的整體，既保證了結(jié)構(gòu)的穩(wěn) 固性，同時也是最節(jié)省材料、最節(jié)省體積的設(shè)置結(jié)構(gòu)。
[0009] 所述的打壓管包括圓筒形的主管和設(shè)置于主管側(cè)壁上的支管，封堵鋼板的邊緣與 主管的內(nèi)壁通過焊接密封連接，主管的兩端分別設(shè)置有呈環(huán)形的插口環(huán)和承口環(huán)，插口環(huán) 固定連接有插口鋼圈，承口環(huán)固定連接有承口鋼圈，主管和支管的內(nèi)壁和外壁均設(shè)置有水 泥砂漿層，插口鋼圈的內(nèi)壁和承口鋼圈的外壁設(shè)置水泥砂漿層。主管通過端部的插口環(huán)和 承口環(huán)連接插口鋼圈和承口鋼圈，保證了連接部的結(jié)構(gòu)強度，使得該打壓管結(jié)構(gòu)適用于大 直徑管線。
[0010] 所述的打壓管的主管在靠近插口環(huán)和承口環(huán)的位置處的外壁上均設(shè)置有一道呈 環(huán)形的加勁環(huán)A，插口環(huán)和承口環(huán)與主管的外壁之間均設(shè)置有加強肋A，且在主管的外壁沿 周向均布有多個的加強肋A。加勁環(huán)A和加強肋A的設(shè)置進(jìn)一步提高了主管兩端的穩(wěn)固性。
[0011] 所述的打壓管的主管在位于設(shè)置封堵鋼板處的外壁上設(shè)置有一道加勁環(huán)B，加勁 環(huán)B的側(cè)壁與主管的外壁之間設(shè)置有加強肋B，且在主管的外壁沿周向均布有多個的加強 肋B。加勁環(huán)B和加強肋B的設(shè)置提高了主管連接封堵鋼板處的結(jié)構(gòu)強度，保證了打壓試驗 及正常使用時打壓管的結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性。
[0012] 所述的封堵鋼板設(shè)置于主管的軸向中間位置處，位于封堵鋼板兩側(cè)的主管上均設(shè) 置有一個支管。該結(jié)構(gòu)的設(shè)置方便了打壓實驗時的操作。
[0013] 所述的打壓管的主管的內(nèi)徑為3860mm，打壓管的軸向長度為5000mmm，封堵鋼板 的厚度為40mm，加強筋板的厚度為40mm，加強筋板的高度為300mm，任意兩個相互平行且相 鄰的加強筋板間的間距為511mm。上述參數(shù)提供了適用于主管內(nèi)徑為3860mm的打壓管的雙 面加筋平板堵頭裝置，該雙面加筋平板堵頭裝置既能滿足打壓試驗強度需求，又能保證良 好的焊接連接；既節(jié)省了材料，又提高了打壓試驗成功率。
[0014] 綜上，本實用新型的有益效果是：
[0015] 1、對于3800X5000mm管線打壓管，若采用圓形平蓋封頭板，則需160mm厚鋼板，厚 鋼板焊接工藝差，無法保證焊接工藝水平；而本實用新型通過采用雙面加筋平板堵頭裝置， 能夠有效降低鋼板的厚度，提_封堵板的焊接工藝，減少原材料的浪費，生廣效率_，更能 保證打壓試驗的一次成功率。打壓管自身通過內(nèi)部的密封雙面加筋平板堵頭裝置和打壓過 程中管道之間的止推力來滿足水壓段管線的平衡，以此來檢驗輸水管道在規(guī)定的內(nèi)水壓作 業(yè)下的安全可靠性和嚴(yán)密性，使與主管線配套的支管線、閥門及其他配套設(shè)施等性能滿足 設(shè)計要求。
[0016] 2、本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)簡便、快捷，有效的解決了管道打壓試驗段打壓管堵 頭裝置質(zhì)量不易保障、材料浪費等問題，提高了打壓試驗成功率。本實用新型適用于市政給 排水工程、水電站壓力管道工程，相比現(xiàn)有技術(shù)手段，提高了生產(chǎn)效率、降低了成本、且能有 效的保證打壓試驗的成功率，效果顯著。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖2是圖1沿A-A截面的剖視圖；
[0019] 圖3是組合梁截面計算尺寸示意圖；
[0020] 圖4是打壓管制作操作流程圖；
[0021] 圖5是水壓試驗布置圖。
[0022] 附圖中標(biāo)記及相應(yīng)的零部件名稱：
[0023] 卜封堵鋼板，2_加強筋板，3_筋板A，4_筋板B，5_主管，6_支管，7_法蘭，8_插口 環(huán)，9-承口環(huán)，10-插口鋼圈，11-承口鋼圈，12-水泥砂漿層，13-加勁環(huán)A，14-加強肋A， 15-加勁環(huán)B，16-加強肋B，17-筋板AA，18-筋板AB，19-筋板AC，20-筋板BA，21-筋板BB， 22-筋板BC，23-筋板BD，24-補強板。

【具體實施方式】
[0024] 下面結(jié)合實施例及附圖，對本實用新型作進(jìn)一步地的詳細(xì)說明，但本實用新型的 實施方式不限于此。
[0025] 實施例：
[0026] 如圖1、圖2所示，PCCP管線打壓管密封雙面加筋平板堵頭裝置，包括設(shè)置于打壓 管內(nèi)部的封堵鋼板1和設(shè)置于封堵鋼板1兩側(cè)的加強筋板2,封堵鋼板1為圓形平板，封堵 鋼板1的邊緣與打壓管的內(nèi)壁通過焊接密封連接，由封堵鋼板1將打壓管的內(nèi)部封隔為互 不連通的兩個腔體。
[0027] 通過采用在封堵鋼板1的兩側(cè)設(shè)置加強筋板的技術(shù)方案，能夠有效降低鋼板的厚 度，提高封堵板的焊接工藝，減少原材料的浪費，生產(chǎn)效率高，更能保證打壓試驗的一次成 功率；并且結(jié)構(gòu)簡單方便加工。
[0028] 如圖2所示，所述的封堵鋼板1兩側(cè)的加強筋板2垂直于封堵鋼板1且在封堵鋼 板1的表面呈垂直交叉設(shè)置，即加強筋板2包括多行平行設(shè)置的筋板A3和多行平行設(shè)置且 垂直于筋板A3的筋板B4,筋板A3和筋板M垂直交叉，任意兩個相互平行且相鄰的加強筋 板2間的間距相等，加強筋板2與封堵鋼板1的表面焊接連接。
[0029] 筋板平行等間距設(shè)置及設(shè)置筋板A3與筋板M垂直交叉的結(jié)構(gòu)，使得封堵鋼板1 與其兩側(cè)的加強筋板組成了強度均勻的整體，既保證了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，同時也是最節(jié)省材 料、最節(jié)省體積的設(shè)置結(jié)構(gòu)。
[0030] 如圖1所示，所述的打壓管包括圓筒形的主管5和設(shè)置于主管5側(cè)壁上的支管6， 支管6的端部設(shè)置有法蘭7,主管5的兩端分別設(shè)置有呈環(huán)形的插口環(huán)8和承口環(huán)9,插口 環(huán)8固定連接有插口鋼圈10，承口環(huán)9固定連接有承口鋼圈11，主管5和支管6的內(nèi)壁和外 壁均設(shè)置有水泥砂漿層12,插口鋼圈10的內(nèi)壁和承口鋼圈11的外壁設(shè)置水泥砂漿層12。 主管5通過端部的插口環(huán)8和承口環(huán)9連接插口鋼圈10和承口鋼圈11，保證了連接部的結(jié) 構(gòu)強度，使得該打壓管結(jié)構(gòu)適用于大直徑管線。
[0031] 所述的打壓管的主管5在靠近插口環(huán)8和承口環(huán)9的位置處的外壁上均設(shè)置有一 道呈環(huán)形的加勁環(huán)A13,插口環(huán)8和承口環(huán)9與主管5的外壁之間均設(shè)置有加強肋A14,且 在主管5的外壁沿周向均布有多個的加強肋A14。加勁環(huán)A13的設(shè)置提高了打壓管插口側(cè) 和承口側(cè)的管體的強度，加強肋A14的設(shè)置則提高了插口環(huán)8和承口環(huán)9與主管5連接部 的強度，提高了打壓管的穩(wěn)固性。
[0032] 所述的打壓管的主管5在位于設(shè)置封堵鋼板1處的外壁上設(shè)置有一道加勁環(huán)B15， 加勁環(huán)B15與封堵鋼板1位于同一平面內(nèi)，加勁環(huán)B15的側(cè)壁與主管5的外壁之間設(shè)置有 加強肋B16,且在主管5的外壁沿周向均布有多個的加強肋B16。加勁環(huán)B15的設(shè)置則提高 了主管5連接封堵鋼板1處的強度，提高了主管5的承壓能力，使主管5結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固，而 加強肋B16的設(shè)置則提高了主管5與加勁環(huán)B15的連接的穩(wěn)固性。
[0033] 加勁環(huán)A13、加強肋A14、加勁環(huán)B15和加強肋B16的設(shè)置，共同達(dá)到了保證打壓管 整體強度穩(wěn)定，滿足水壓試驗要求，且有效保證試驗穩(wěn)定的技術(shù)效果。
[0034] 所述的封堵鋼板1設(shè)置于主管5的軸向中間位置處，位于封堵鋼板1兩側(cè)的主管 5上均設(shè)置有一個支管6,該結(jié)構(gòu)的設(shè)置便于水壓試驗時的操作，主管5連接支管6部的外 表面設(shè)置有一圈環(huán)繞支管6的補強板24,該結(jié)構(gòu)保證了主管5連接支管6處結(jié)構(gòu)的強度。
[0035] 所述的打壓管的主管5的內(nèi)徑為3860mm，打壓管的軸向長度為5000mmm，封堵鋼板 1的厚度為40mm，加強筋板2的厚度為40mm，加強筋板2的高度為300mm，加強筋板2的高 度即為加強筋板2沿垂直于封堵鋼板1方向超出封堵鋼板1表面的距離，任意兩個相互平 行且相鄰的加強筋板2間的間距為511mm，所述的位于插口環(huán)8側(cè)的加勁環(huán)A13距離插口 環(huán)8的距離為500mm,所述的位于承口環(huán)9側(cè)的加勁環(huán)A13距離承口環(huán)9的距離為500mm。 上述參數(shù)提供了適用于主管內(nèi)徑為3860mm的打壓管的雙面加筋平板堵頭裝置，該雙面加 筋平板堵頭裝置既能滿足打壓試驗強度需求，又能保證良好的焊接連接，既節(jié)省了材料，又 提高了打壓試驗成功率；加勁環(huán)A13的位置設(shè)置，提高了主管5兩端連接部位的強度。
[0036] 進(jìn)一步地，本實用新型中筋板A3包括三種尺寸的筋板A3,如圖2所示，分別為在 封堵鋼板1的上半圓部分從邊緣到中心依次布置的筋板AA17、筋板AB18和筋板AC19,筋 板AA17的尺寸為40_X 300_X 2513_，筋板AB18的尺寸為40_X 300_X 3342_，筋板 AC19的尺寸為40mmX300mmX3687mm，封堵鋼板1的下半圓部分對稱布置三個筋板A3 ;本 實用新型中的筋板M位于同一行的筋板M則由多個獨立的筋板構(gòu)成，具體說來，筋板M 則包括四種尺寸的筋板B4,如圖2所示，分別為設(shè)置在兩個相鄰筋板A3之間的筋板BA20 和在封堵鋼板1的左上四分之一圓部分沿從左到右方向依次布置在筋板M端部的筋板 BB21、筋板BC22和筋板BD23。 筋板BA20的尺寸為40_X 300_X 511_，筋板BB21的尺 寸為40mmX 300mmX 456mm，筋板BC22的尺寸為40mmX 300mmX 284臟，筋板BD23的尺寸為 40mmX300mmX445mm。上述提供了一種適用于主管內(nèi)徑為3860mm的打壓管的雙面加筋平 板堵頭裝置的筋板結(jié)構(gòu)組合，所述的筋板組合，既最大程度降低了筋板的種類數(shù)量，同時又 能滿足主管內(nèi)徑為3860mm的打壓管的封堵鋼板1的筋板需求，能夠順利在封堵鋼板1的 兩側(cè)布置厚度為40mm，高度為300mm，任意兩個相互平行且相鄰的加強筋板2間的間距為 511mm的加強筋板2。
[0037] 如上所述，可較好的實現(xiàn)本實用新型。
[0038] 下面以PCCPDE3800 X 5000mm管線為例，通過對比試驗計算數(shù)據(jù)對本實用新型做 進(jìn)一步說明：
[0039] 在打壓管內(nèi)部設(shè)置封堵鋼板作為堵頭時，通過以下結(jié)構(gòu)計算確定打壓管封堵板的 厚度。
[0040] 1.計算依據(jù)和條件
[0041] ①計算依據(jù)：
[0042] 1)CECS141 :2002《給水排水工程埋地鋼管管道結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》。
[0043] 2) GB/T 19685-2005《預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管》。
[0044] 3)GB50268《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》。
[0045] 4) GB150. 3-2011《壓力容器第3部分：設(shè)計》。
[0046] ②計算條件：
[0047] 1)管材內(nèi)徑：3800mm;
[0048] 2 )打壓管內(nèi)徑：3860mm;
[0049] 3)工作壓力：Pw 分別為 0? 6、0. 8、1. OMPa;
[0050] 4)管線試驗壓力：Pft分別為0? 9、1. 1、1. 3MPa ;
[0051] 5)接頭直徑：Dj=3973mm ;
[0052]6)管材外徑：Bc=4. 454m;
[0053] 2.打壓管結(jié)構(gòu)設(shè)計計算(依據(jù)GB150. 3-2011標(biāo)準(zhǔn)）
[0054] ①打壓管圓形平蓋封頭板厚計算
[0055] 平蓋厚度按式（1)計算，式中符號意義及取值：
[0056] Sp為計算板厚；
[0057] Dc為打壓管內(nèi)徑=3860mm ;
[0058] K為結(jié)構(gòu)特征系數(shù)，打壓管的封堵板與主管(設(shè)計板厚S =24mm)筒體內(nèi)直徑沿圓 周向連續(xù)焊接連接，屬于周邊固支情況，取值為〇. 188;
[0059] Pc為計算壓力，取管線試驗壓力最大值=L 3MPa;
[0060] 為設(shè)計溫度下選用材料的許用應(yīng)力，本工程中管配件材料牌號為Q345,查 GB150.2 表 2 取值=181 MPa;
[0061]小為焊接接頭系數(shù)，查GB150. 1取值為0. 8;

【權(quán)利要求】
1. PCCP管線打壓管密封雙面加筋平板堵頭裝置，其特征在于，包括設(shè)置于打壓管內(nèi)部 的封堵鋼板（1)和設(shè)置于封堵鋼板（1)兩側(cè)的加強筋板（2)，封堵鋼板（1)的邊緣與打壓管 的內(nèi)壁通過焊接密封連接，由封堵鋼板（1)將打壓管的內(nèi)部封隔為互不連通的兩個腔體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的PCCP管線打壓管密封雙面加筋平板堵頭裝置，其特征在于， 所述的封堵鋼板（1)兩側(cè)的加強筋板（2)垂直于封堵鋼板（1)，加強筋板（2)包括多行平行 設(shè)置的筋板A (3)和多行平行設(shè)置且垂直于筋板A (3)的筋板B (4)，筋板A (3)和筋板B (4)垂直交叉，任意兩個相互平行且相鄰的加強筋板（2)間的間距相等。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的PCCP管線打壓管密封雙面加筋平板堵頭裝置，其特征在于， 所述的打壓管包括圓筒形的主管（5)和設(shè)置于主管（5)側(cè)壁上的支管（6)，封堵鋼板（1)的 邊緣與主管（5 )的內(nèi)壁通過焊接密封連接，主管（5 )的兩端分別設(shè)置有呈環(huán)形的插口環(huán)（8 ) 和承口環(huán)（9)，插口環(huán)（8)固定連接有插口鋼圈（10)，承口環(huán)（9)固定連接有承口鋼圈（11)， 主管（5)和支管（6)的內(nèi)壁和外壁均設(shè)置有水泥砂漿層（12)，插口鋼圈（10)的內(nèi)壁和承口 鋼圈（11)的外壁設(shè)置水泥砂漿層（12)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的PCCP管線打壓管密封雙面加筋平板堵頭裝置，其特征在于， 所述的打壓管的主管（5)在靠近插口環(huán)（8)和承口環(huán)（9)的位置處的外壁上均設(shè)置有一道 呈環(huán)形的加勁環(huán)A (13)，插口環(huán)（8)和承口環(huán)（9)與主管（5)的外壁之間均設(shè)置有加強肋A (14)，且在主管（5)的外壁沿周向均布有多個的加強肋A (14)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的PCCP管線打壓管密封雙面加筋平板堵頭裝置，其特征在于， 所述的打壓管的主管（5)在位于設(shè)置封堵鋼板（1)處的外壁上設(shè)置有一道加勁環(huán)B (15)， 加勁環(huán)B (15)的側(cè)壁與主管（5)的外壁之間設(shè)置有加強肋B (16)，且在主管（5)的外壁沿 周向均布有多個的加強肋B (16)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的PCCP管線打壓管密封雙面加筋平板堵頭裝置，其特征在于， 所述的封堵鋼板（1)設(shè)置于主管（5)的軸向中間位置處，位于封堵鋼板（1)兩側(cè)的主管（5) 上均設(shè)置有一個支管（6 )。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的PCCP管線打壓管密封雙面加筋平板堵頭裝置，其特征在于， 所述的打壓管的主管（5)的內(nèi)徑為3860mm，打壓管的軸向長度為5000mmm，封堵鋼板（1)的 厚度為40mm，加強筋板（2)的厚度為40mm，加強筋板（2)的高度為300mm，任意兩個相互平 行且相鄰的加強筋板（2)間的間距為511mm。
【文檔編號】F16L55/10GK204127563SQ201420633942
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】何勇, 剛永才, 陳亮, 汪觀鴻, 楊開 申請人:中國水利水電第五工程局有限公司