[實用新型]一種大口徑給、排水管

有效

• 申請號: 201420313850.2
• 申請日: 2014-06-13
• 公開（公告）號: CN203979683U
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 魏英華;李京;鮑文博;黃志強;于賀;呂晨曦;劉陽;趙國強;史杰智;李曉東
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: F16L9/153
• 分類號: F16L9/153
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 張晨

技術領域

本實用新型屬于市政、工業、礦業等用管道領域，特別提供一種大口徑給、排水管。

背景技術

隨著我國經濟的持續快速發展，城市規模迅速擴大，越來越多的城市出現供水、排水困難。建設大規模輸水工程已經刻不容緩，采用管道鋪設輸水管線是必須的選擇方案。目前，可供選擇的管線有鋼管、混凝土管、鋼筋混凝土管、預應力混凝土管。其中，管壁內不配置鋼構的混凝土管的最大公稱內徑只有600mm，只適合小供排量場合應用，大規模輸水工程必須選擇其他幾種管道。選擇管道時考慮的主要因素有：安全可靠程度、建設及維護成本兩個方面。

鋼管自重輕、剛度大，但成本高、易受環境腐蝕，后期維護費用高。為降低工程造價，建設者當前更多的是選用鋼和混凝土復合的管道。除了造價低外，兩種材料相互彌補了彼此的弱點，發揮各自的長處，從而使鋼/混凝土復合管具有很高的承載能力，一般都高于組成管道的鋼和混凝土單獨承載力之和。另外，由于混凝土自身的堿性可以使得鋼表面發生鈍化，大大提高了混凝土中鋼的耐腐蝕性。

但是，目前已有制作和應用標準的鋼構混凝土管又存在著不足，制約著應用。目前鋼構混凝土管中的鋼材大都采用高強度鋼，目的是提高承載能力以及降低自重。如《頂管用鋼筋混凝土管標準》中規定的螺紋鋼筋應滿足《JC/T540》，規定所用螺紋鋼最低屈服強度為550MPa。而預應力混凝土管(PCCP)中的冷拔鋼絲的屈服強度一般在1550MPa以上，按照國際鋼鐵協會用材料力學性能——強度來分類，這類鋼構屬于高強鋼(270——700MPa)和超高強鋼(>700MPa)。實踐表明，這類鋼對應力腐蝕開裂敏感。應力腐蝕開裂是材料在應力和腐蝕環境共同作用下引起的開裂，這是應力與腐蝕聯合作用的結果。如果只有一個方面，應力或者介質作用，開裂破壞不會發生，但當二者聯合作用時，卻能很快發生開裂。因此，發生應力腐蝕開裂時，應力可能是很低的，介質的腐蝕性可能也是很弱的，也正由于如此，應力腐蝕開裂經常受到忽視，導致意外事故不斷發生。普通碳鋼通常在特定的工業環境中發生應力腐蝕開裂，而高強鋼則在自然環境中、如雨水、海水中即可發生應力腐蝕開裂。另外，由于近代工業的發展，材料工作環境越來越苛刻，應力腐蝕問題也日益突出。

以目前標準制作的、采用高強鋼結構的混凝土管在其混凝土逐步失效的情況下，風險會不斷增加。而現階段對大規模輸運工程、如輸水管線的耐久性要求也較以往有很大提高，從20-30年提高至50-100年，因此，亟需發展耐久性更好的管材以滿足要求。

實用新型內容

本實用新型的目的在于解決現有技術存在的問題，本實用新型放棄高強度鋼、而采用普通碳鋼材料以增加其耐腐蝕性，為保證其強度，從鋼構混凝土復合管的鋼結構方式上進行改革，提供一種高強度、耐腐蝕、低成本、低重量的大口徑給、排水管。

本實用新型的技術方案是：一種大口徑給、排水管，所述大口徑給、排水管包括鋼筒1、內層混凝土層2、外層混凝土層3、增強結構4、混凝土填充結構5；所述增強結構4設于內層混凝土層2和鋼筒1之間，所述增強結構4具體為纏繞內層混凝土層2外且外沿與鋼筒1焊接固定的鋼帶，所述外層混凝土層3設于鋼筒1外部，所述混凝土填充結構5設于內層混凝土層2、鋼筒1和增強結構4之間的空隙中。

優選的，所述鋼筒1上設有多個開孔1a。所述開孔1a使得混凝土填充結構5的混凝土與外層混凝土層3的混凝土連接，連接點對外層混凝土層3起到錨固作用，增加外層混凝土層3與鋼筒1的結合強度。參見圖2。

優選的，所述鋼筒1外表面為不光滑表面。可以通過對鋼筒1進行噴砂打毛或制成沿軸向方向的凹凸面等方式制成不光滑表面，增加鋼筒1的粗糙度，有效增加鋼筒1外的外層混凝土層3的結合力。參見圖3。

優選的，所述鋼帶的數量為大于等于1條。當鋼帶的數量為1條時，所述鋼帶至少完成一個圓周纏繞；當鋼帶的數量為多條時，所述鋼帶沿著內層混凝土層2均勻布置。鋼帶的數量、沿大口徑給、排水管徑向的高度取決于設計強度、制作成本。增加鋼帶高度可以有效增加受力強度，同時需要增加成本。

優選的，所述鋼帶與內層混凝土層2的螺旋角度為5°～90°。所述螺旋角度為鋼帶在內層混凝土層2上的纏繞線與該點在內層混凝土層2徑向平面內切線的夾角。當螺旋角度為90°時，鋼帶沿內層混凝土層2軸向方向布置。

優選的，所述鋼帶的截面具體為長方形、梯形、波浪形、U形或V形。使管材具有優異的環向剛性和強度。

優選的，所述鋼帶沿大口徑給、排水管徑向的高度為20mm～150mm。在滿足剛性和硬度的同時節省原材料，同時降低重量。