竹複合管廊用轉角束節的製作方法

2023-05-18 17:43:41

本實用新型屬於管廊配套設備相關領域，更具體地，涉及一種竹複合管廊用轉角束節。

背景技術：

綜合管廊是鋪設在城市地下用於集中敷設電力、通信、給水、排水、熱力和燃氣等市政管線的公共隧道。我國正處於城鎮化進展的高速發展時期，而其相對照的卻是地下基礎設施建設嚴重滯後。2013年，國務院下發了「關於加強城市基礎設施建設的意見」(國發(2013)36號)，其中首次提出計劃開展城市地下綜合管廊試點，並在全國多個大中城市全面啟動地下綜合管廊試點工程。

現有技術中多採用鋼筋混凝土來製備管廊，但這種結構防滲漏性和抗震性較差，而且建設工程量大、成本高，施工周期長，因此難於適應現代化城市建設的要求。有鑑於此，本申請的實用新型人在CN201510565472.6等中已經提出了利用竹纖維作為主要增強材料、以樹脂作為粘結劑，並採用纏繞方式來加工成型的預製竹複合管廊，其不僅可將包括輸入管、配水管、再生水管、電力電纜、通信電纜等在內的多類型管道統一配置在廊內，而且充分利用了竹材軸向拉伸和抗彎強度最大化的特性，相應在管廊結構中形成無應力缺陷分布，使得產品達到承載要求。

隨著竹複合管廊在國內多個行業和項目的推廣和實際應用，進一步的研究表明，由於預製管廊是由多個預製直管拼裝而成的，如何快捷、便利地執行預製直管段之間的相互聯接，並有效確保兩者之間的密封性，正成為本領域亟需解決的關鍵技術問題之一。檢索發現，CN20161061389.2提出了一種採用卯眼與楔頭相配合的結構，並在接觸面之間預置防水密封墊片；CN20161054494.0提出了一種採用焊接方式將連接件與預埋件執行焊接的方法，CN20161008215.0提出了一種將對拉連接件插入相鄰管片預留吊拉點的方法；然而，上述現有技術均為針對鋼筋混凝土結構的管廊管段連接而設計，通常需要執行焊接等操作或是必需對管段加工預埋件，這樣不僅容易增加整體施工的複雜性和困難度，極大降低了施工效率，而且在實際使用中往往無法提供良好的管段密封性能。此外，鑑於實際施工過程中有些場合下，一些相鄰管廊管段之間不可避免地需要呈一定角度地聯接，在此情況下，如何在管段聯接處發生實際轉角的情況下仍提供可靠的密封聯接，同樣構成為值得重視的一個關鍵技術問題。

技術實現要素：

針對現有技術的以上不足或改進需求，本實用新型提供了一種竹複合管廊用轉角束節，其中通過綜合考慮竹複合綜合管廊自身結構及應用特點，相應對其管段連接件在其結構形狀、設置方式以及關鍵結構參數等多個方面作出針對性設計，較多的實際測試表明，即便在綜合管廊多個直管之間需要呈一定角度聯接的情況下，仍可以很好地完成竹複合綜合管廊多個直管之間的可靠聯接，並具備密封性和穩定性好、使用年限長和便於施工安裝等優點。

為實現上述目的，按照本實用新型，提供了一種竹複合管廊用轉角束節，其特徵在於，該轉角束節整體嵌合安裝在相鄰兩段管廊管段各自端部預留的環形插口處，並且其聯接部位的剖面被切割呈楔狀結構；該楔狀結構由水平延伸的平直上表面、左右對稱且延伸相交為銳角的左側面及右側面，以及同樣左右對稱的脊狀下表面共同組成，並且該脊狀下表面沿著中線兩側各自具備5°～10°的坡度；此外，該轉角束節的寬度沿著管廊管段的周向方向呈漸變縮小。

作為進一步優選地，所述轉角束節的左、右側面以及脊狀下表面均塗覆有膠黏劑，由此與管廊管段相接觸的所述環形插口之間執行粘合。

作為進一步優選地，所述轉角束節的外側還纏繞包裹有竹纖維，由此進一步增強其密封性。

作為進一步優選地，所述轉角束節的尺寸參數優選設計如下：其最大寬度也即所述平直上表面從左至右的最大距離為40mm～80mm，最小寬度也即所述平直上表面從左至右的最小距離為30mm～50mm。

作為進一步優選地，所述管廊管段端部預留的環形插口同樣具備5°～10°的坡度，並與所述管段連接件的脊狀下表面的一側形成互補。

作為進一步優選地，所述管段連接件沿其厚度方向從內到外依次包括內防護層、竹纏繞增強層和外防護層，其中該內防護層由浸有膠黏劑的無紡布固化製得，並形成光滑且防滲的內壁；該竹纏繞增強層由粘附有水溶性樹脂的竹篾片纏繞在所述內襯層外固化而成；該外防護層處於最外側，並起到防老化和防水功能。

作為進一步優選地，對於各管廊管段而言，其沿著徑向方向包括有彼此相鄰的內襯層和結構層，其中該內襯層由浸有膠黏劑的無紡布固化製得，並形成光滑且防滲的內壁；該結構層由粘附有水溶性樹脂且包裹網格布的竹篾簾多層纏繞在所述內襯層外固化而成，所述竹篾簾是由多個竹篾片通過編織線連接組成的簾狀結構。

作為進一步優選地，所述內襯層的無紡布優選為竹纖維無紡布，其中竹纖維含量大於或等於98％，面密度為40g/m2～50g/m2，含水率為8％～15％。

作為進一步優選地，所述結構層的竹篾簾包括環向竹篾簾和軸向竹篾簾，其中該環向竹篾簾也即所有竹篾片的長度方向均與其所組成的竹篾簾長度方向保持一致，該軸向竹篾簾也即所有竹篾片的長度方向均與其所組成的竹篾簾寬度方向保持一致；並且在整個所述結構層中，該軸向竹篾簾的纏繞層數大於該環向竹篾簾的纏繞層數；此外，所述竹篾片的徑向拉伸強度被設定為80±20MPa，並且竹纖維含量為40％±5％，含水率為10％±2％；此外，所述環形竹篾簾的抗拉強度為1500±100N，所述軸向竹篾簾的拉伸強度為200±20N。

作為進一步優選地，所述結構層的網格布優選由聚酯滌綸製成，並且其網孔中心距為4mm×4mm，面密度為30g/m2～40g/m2，經緯向的斷裂伸長率大於或小於5％。

作為進一步優選地，所述內襯層的內側還可設置有防水層，所述結構層的外側還可設置有外保護層。

總體而言，通過本實用新型所構思的以上技術方案與現有技術相比，通過對管段連接件自身的具體形狀結構及其設置方式做出針對性設計，在執行安裝時不僅能夠方便塗膠後交替承插到待裝配的管廊直管的插口中，而且其坡面設計能夠進一步增強與直管插口之間的摩擦和牢固粘合；尤其是，即便在實際裝配過程中需要使得兩段管廊直管之間呈一定角度，上述結構設計仍能夠很好地完成竹複合綜合管廊多個直管之間的可靠聯接及獲得基本無縫隙的效果；此外，通過對管段連接件的組成結構及其關鍵參數作出進一步的研究和設計，其能夠與竹複合材料製成的管廊管段更好地兼容使用，所獲得的產品不僅能夠高效率、質量可控地執行大批量管段之間的密封聯接，而且在長時期使用環境下也能夠確保質量和性能穩定性。

附圖說明

圖1是用於顯示待裝配的竹複合管廊管段的基本結構剖視圖，並更為具體地放大顯示了處於其右側管端處的環形插口；

圖2是按照本實用新型優選實施方式所設計的轉角束節的整體結構剖視圖，並更為具體地放大顯示了其用於與環形插口執行密封聯接部分的剖面形狀及其關鍵尺寸規格；

圖3是採用轉角聯接方式將管段連接件嵌合安裝在兩個管廊管段之間後的結構剖視圖；

圖4是採用轉角聯接方式將管段連接件嵌合安裝在兩個管廊管段之間後的結構立體圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。此外，下面所描述的本實用新型各個實施方式中所涉及到的技術特徵只要彼此之間未構成衝突就可以相互組合。

圖1是用於顯示待裝配的竹複合管廊管段的基本結構剖視圖，並更為具體地放大顯示了處於其右側管端處的環形插口，但其左側管端出的環形插口結構與之相同。如圖1中所示，作為竹複合管廊的基本組成部分，各管段呈長度為L0(優選為6000mm)、外內徑分別為Ф0和D0的直管形式，並在其左右端部各自統一預加工有環形插口。更具體地，該直管的內部可按照長度不一的間距(L1和L2)依次加工有深度為h1、寬度為d1的凹槽；然後在其端部首先沿著豎直方向切削掉高度為h2的管壁，然後沿著向下傾斜的方向形成為一個長度為d2且坡度為5°～10°的坡面，並使得處於最右端的管壁厚度保留為h3；以此方式，可獲得同時具備垂直接觸面和坡度接觸面的插口，以便於後續與連接件之間的密封聯接。

圖2是按照本實用新型優選實施方式所設計的轉角束節的整體結構剖視圖，並更為具體地放大顯示了其用於與環形插口執行密封聯接部位的剖面形狀，其中進一步顯示了寬度最大和寬度最小的聯接部位的具體剖面。如圖2中所示，該轉角束節的長度可根據管廊要求而確定，一般為400mm～600mm，並整體嵌合安裝在管廊管段的端部由此形成周長為Фw的圓環。更為具體地，該轉角束節用於將相鄰兩個管廊直管共同聯接的部位譬如可採用切割方式來形成呈楔狀結構的剖面，並且該轉角束節的寬度沿著管廊管段的周向方向呈漸變縮小；該楔狀結構由水平延伸的平直上表面(其最大寬度為La，最小寬度為Lb)、左右對稱且延伸相交為銳角的左側面及右側面(其對應於最大寬度處的高度均為t1，對應於最小寬度處的高度均為t2)，以及左右對稱的脊狀下表面共同組成，並且該脊狀下表面沿著中線兩側各自具備5°～10°的坡度(在最大寬度處，該坡面與垂線之間呈α的夾角；而在最小寬度處，該坡面與垂線之間呈β的夾角)。

通過以上構思，在執行裝配時，可以首先在管段連接件的左、右側面以及脊狀下表面均塗覆膠黏劑，然後將分別處於其兩側的待裝配管段相對於此連接件對置連接，由此利用楔狀結構與管廊管段相接觸的環形插口之間執行粘合。一方面，該連接件及管廊管段端面的坡面設計能夠進一步增強彼此之間的摩擦和牢固粘合；另一方面，其左右側面以及平直上表面的設計能夠在待裝配管段之間發生轉角的情況下仍能夠順利執行聯接，並確保最終完成裝配後的整個管廊可獲得可靠的密封聯接。

此外，按照本實用新型的優選實施例，還對上述轉角束節的關鍵尺寸參數設計如下：其最大寬度也即所述平直上表面從左至右的最大距離為40mm～80mm，最小寬度也即所述平直上表面從左至右的最小距離為30mm～50mm。較多的實際測試表明，上述尺寸參數可在最終可獲得的密封性能與所用材料量之間取得良好的平衡，同時便於對目前各類竹複合管廊直管的加工處理操作。

圖3和圖4分別顯示了採用轉角聯接方式將上述束節嵌合安裝在兩個管廊管段之間後的結構剖視圖和立體圖。如圖中所示，完成裝配後的兩個管廊管段表面基本光滑，並能夠與竹複合材料製成的管廊管段很好地兼容使用，所獲得的產品不僅能夠高效率、質量可控地執行大批量管段之間的密封聯接，而且在長時期使用環境下也能夠確保質量和性能穩定性，因而尤其適用於竹複合管廊管段之間的密封聯接應用場合。

本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。