一種竹復合綜合管廊的制作方法

本實用新型屬于市政設施
技術領域：
，更具體地，涉及一種竹復合綜合管廊，該竹復合綜合管廊是種無應力管廊。
背景技術：
：管廊是建于城市地下用于敷設市政管線的市政設施。其集電力、通信、廣電、燃氣、給排水、熱力等多種市政管線于一體，有效地利用了道路下的空間，節約地下空間資源，也杜絕了各專業管線分別不定期開挖，對道路通行和周邊環境造成的影響，徹底解決了“馬路拉鏈”、“空中蜘蛛網”等問題。目前，管廊不管是現澆式還是預制式，大多采用鋼筋混凝土結構，但是這種結構耗費材料多，建設工程量大，施工周期長，造價高，越來越難以適應現代化城市建設的需求。竹材料是可再生的綠色環保材料，近年來隨著竹纏繞復合相關技術的日益成熟(例如，中國專利文獻CN105546230A、CN101571213A、CN202327397U、CN104033724A等)，竹纏繞相關制品由于其制備成本低、制品性能良好、制備方法綠色環保的特點，受到了越來越多生產企業和消費者的重視，市場占有率也不斷提高。竹纏繞復合制品，如竹纏繞復合管道、電線桿、管廊、料倉、高鐵車廂外殼等，可廣泛的應用于各行各業。竹復合管廊(竹復合綜合管廊)作為一種新型管廊(如中國專利申請CN105042213A、CN105064399A等)，由于其采用生物基材料，尤其是竹材料這種可再生的綠色環保材料，造價低，并具有綠色環保、環境友好的特點。盡管竹復合管廊具有綠色環保的優點，但由于管廊的大口徑、且埋于地下的特點，應用時內部應力、以及外部壓力大，如何提高竹復合管廊的強度與穩定性、延長使用壽命仍是竹復合管廊應用中不可忽視的問題。技術實現要素：針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本實用新型的目的在于提供一種竹復合綜合管廊，其中通過對其關鍵管廊管體的結構設置等進行改進，與現有技術相比能夠有效解決竹復合管廊穩定性不高、壽命短的問題，并且該竹復合綜合管廊無應力、強度高，非常適合于嚴苛的管廊地下應用環境，能大大延長管廊的使用壽命。為實現上述目的，按照本實用新型，提供了一種竹復合綜合管廊，其特征在于，該管廊包括管體，所述管體沿管徑方向由內到外依次包括內襯層、結構層和外防護層；其中，所述內襯層是由包括內襯層樹脂、以及竹纖維無紡布在內的原材料經固化后得到的；所述結構層是由包括結構層樹脂、竹篾、生物基填料在內的原材料經固化后得到的；該結構層是由所述竹篾纏繞而成；此外，該管體的內徑不少于2000mm。作為本實用新型的進一步優選，所述結構層中的所述原材料還包括網格布，該網格布纏繞在所述竹篾的外部。作為本實用新型的進一步優選，對于所述結構層，所述竹篾為竹篾簾，該竹篾簾由多條竹篾片通過編制線連接形成，其中各竹篾片在竹篾片寬度方向上平行等距間隔排列，且所述竹篾簾包括軸向竹篾簾和環向竹篾簾，其中所述軸向竹篾簾的長度方向與其中的竹篾片寬度方向一致，所述環向竹篾簾的長度方向與其中的竹篾片長度方向一致。作為本實用新型的進一步優選，所述內襯層的厚度為4.5mm～5.5mm。作為本實用新型的進一步優選，在所述內襯層上還設置有內防水層，當所述管體水平放置時，該內防水層覆蓋高度小于預先設定高度值的所述內襯層的表面。作為本實用新型的進一步優選，該竹復合綜合管廊中還設置有內嵌式支撐構件，該支撐構件嵌裝在所述管體的內部，包括多個結構相同的支撐單元，其中：每個支撐單元包括承重鋼環和可拆卸式框架組件，所述可拆卸式框架組件安裝在所述承重鋼環內，其包括均位于垂直于該管廊軸向的平面上的水平支撐梁、豎直支撐柱和水平橫梁，其中，所述水平支撐梁水平設置在所述承重鋼環的底部；所述豎直支撐柱包括兩根主支撐柱和若干根副支撐柱，所述兩根主支撐柱豎直布置在承重鋼環和水平支撐梁之間，兩根主支撐柱之間的距離L被設定為≥1.0m；所述水平橫梁水平布置在承重鋼環的兩側，并位于主支撐柱和承重鋼環之間，上下兩根水平橫梁之間設置有所述副支撐柱，由此通過主支撐柱、副支撐柱和上、下兩根水平橫梁或主支撐柱、副支撐柱、水平橫梁和水平支撐梁組成一個用于布置管道的艙室，該艙室四個面與待布置管道的凈距bd被設定為≥100mm；所述多個支撐單元沿所述管廊的軸向布置，并且相鄰兩個支撐單元之間的間距Ld被設定為≤2m，兩個支撐單元上的對應的豎直支撐柱的上端之間通過連接桿相連，兩個支撐單元上的水平支撐梁上架設有底板，該底板上開設有排水孔，其與管廊內壁之間形成的空間用于布置最大管徑或最重的管道。作為本實用新型的進一步優選，所述承重鋼環的厚度為10～20mm，寬度為200～400mm，其為由若干弧形組件兩兩通過弧形連接板連接成具有兩個開口端的可漲緊的環形連接件，所述兩個開口端通過緊固件連接,所述弧形連接板中至少有一個設置有長形緊固孔。作為本實用新型的進一步優選，所述管體的內表面設置有與所述承重鋼環相匹配的環向凹槽，使該承重鋼環能夠漲緊并嵌在該環向凹槽內從而附著在所述管體內表面。作為本實用新型的進一步優選，所述水平支撐梁下方設置有兩根底柱，底柱與水平支撐梁之間設置有加強梁。通過本實用新型所構思的以上技術方案，與現有技術相比，由于將管廊管體的公稱直徑設置在2000mm以上(如3000mm到10000mm)，通過控制該管廊管體各個層的結構，使得竹復合綜合管廊具有大口徑、無應力、且強度高的優點，非常適合于埋設于地下作為綜合管廊使用，并能有效確保管廊的使用壽命。本實用新型中的無應力竹復合管廊是種高強度復合材料，其剛度和強度能承受所要求載荷，包括結構和設備自重、管廊內部管線自重、土壓力、地下水壓力和浮力、汽車載荷，以及其他地面動載荷；并需要滿足抗裂防水和抗震要求。該無應力竹復合管廊的設計使用年限為100年，結構重要系數1.1，抗震烈度7度，抗滲等級為P6，防腐等級為最高級，能夠應用于條件惡劣的地下環境，并確保使用壽命。附圖說明圖1是本實用新型中無應力竹復合管廊的結構示意圖。圖2是本實用新型管廊用內嵌式支撐構件結構圖；圖3是本實用新型管廊用內嵌式支撐構件的斷面結構示意圖；圖4是本實用新型內嵌式支撐構件與管廊的裝配圖；圖5是本實用新型承重鋼環的結構示意圖。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，并不用于限定本實用新型。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征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。實施例1本實用新型中的無應力竹復合管廊，可通過多個管體之間的相互連接形成，如圖1所示，任意一個管體，沿管徑方向由內到外依次包括內襯層、結構層和外防護層；其中，內襯層是由包括內襯層樹脂、以及竹纖維無紡布在內的原材料經固化后得到的；結構層是由包括結構層樹脂、竹篾、生物基填料、以及網格布在內的原材料經固化后得到的；該結構層是由所述竹篾纏繞而成，竹篾是邊纏繞邊淋添加有生物基填料的結構層樹脂，該結構層可以由竹篾和網格布疊加一起纏繞而成，竹篾和網格布是邊纏繞邊淋添加有生物基填料的結構層樹脂。本實用新型中無應力的竹復合綜合管廊，其內徑和外徑尺度可按表1進行控制。表1竹復合綜合管廊內直徑尺寸和偏差(單位：mm)管廊端面垂直度可按表2進行控制。表2端面垂直度偏差(單位：mm)本實施中，管廊管體內襯層的總厚度可以為5±0.5mm，其制備方式可參考竹纏繞復合管道中內襯層的制備，可以由浸潤樹脂的竹纖維無紡布纏繞而成，內襯層所采用的內襯樹脂可以是水溶性樹脂，如改性脲醛樹脂、水性聚氨酯樹脂、聚酯樹脂、改性有機硅；為了使內襯層具有耐候性、防火性、力學性能、以及防水性，對于竹纖維無紡布要求：竹纖維含量：≥98％；面密度：40～50g/m2；拉伸斷裂強力：縱向≥120N；橫向≥30N；含水率：8～15％；水浸透速率(25℃)：≤12s。結構層，其制備方法也可參考竹纏繞復合管道中結構層(也稱為增強層)的制備，即是由包括結構層樹脂、竹篾、生物基填料、以及網格布在內的原材料經固化后得到的；該結構層是由竹篾和網格布疊加一起纏繞而成，竹篾和網格布是邊纏繞邊淋添加有生物基填料的結構層樹脂。結構樹脂可以采用氨基樹脂，樹脂內可加入填料。基體樹脂固化成型后還應滿足表3的規定。表3基體樹脂固化后性能要求性能要求沖擊強度acu(懸臂梁法)KJ/m2≥50拉伸強度MPa≥20巴氏硬度≥40吸水率％≤0.5基體樹脂中所含填料為生物質粉末，性能應符合表4的規定。表4填料性能要求性能要求雜質含量％≤2.0纖維素含量％≥40細度P(目)60≤P≤80竹篾可采用環向竹篾帶和軸向竹篾帶，即，可以先將竹篾條編織成竹篾簾，即將多條竹篾片通過編制線連接形成竹篾簾，其中各竹篾片在竹篾片寬度方向上平行等距間隔排列，且所述竹篾簾包括軸向竹篾簾和環向竹篾簾，其中所述軸向竹篾簾的長度方向與其中的竹篾片寬度方向一致，所述環向竹篾簾的長度方向與其中的竹篾片長度方向一致，并要求：竹篾條的徑向拉伸強度為80±20MPa；竹纖維含量40±5％；含水率10±2％。抗拉強度：環向竹篾帶1500±100N，軸向竹篾帶200±20N。竹篾帶纏繞成型時應包裹網格布，網格布性能應符合以下要求：材質：聚酯滌綸；網孔中心距：4mm×4mm(即，縱向網孔中心距離為4mm，緯向網孔中心距離為4mm)；面密度：30～40g/m2；拉伸斷裂強力：縱向≥200N；緯向≥150N；斷裂伸長率(經、緯向)：≤5％；耐酸強力保留率(經、緯向)：≥90％。外防護層可通過涂覆膠衣樹脂膠粘劑獲得，或采用聚氨酯或聚脲防水涂料等，以使該外防腐材料具備防老化、耐介質、防水、耐沖擊和穿刺等性能，可參照標準《聚氨酯防水涂料》GB/T19250、《噴涂聚脲防護材料》HG/T3831的規定。本實用新型中竹纏繞復合管廊具有良好的耐熱防火性能(見表5，按照標準《建筑材料燃燒性能分級》GB8624分類標準)、抗滲性能(見表6)。表5竹纏繞復合管廊各部位燃燒等級材料防火等級管廊B1內部支撐A附屬結構A外防護B1表6竹纏繞復合管廊抗滲等級和表面吸水率管廊埋置深度H(m)抗滲等級H＜10P610≤H＜20P820≤H＜30P10H≥30P12本實用新型中竹復合綜合管廊環剛度等級SN分為5000N/m2，8000N/m2，10000N/m2，15000N/m2，20000N/m2，25000N/m2，30000N/m2，初始環剛度S0應不小于相應的環剛度等級值。抗壓強度fcc應滿足：埋地深度H≤3m，應滿足fc≥50MPa；埋地深度3m＜H＜5m，應滿足fc≥60MPa；埋地深度H≥5，應滿足fc≥80MPa。竹纏繞復合管廊材料沖擊強度ai應滿足：垂直層合方向，ai≥35KJ/m2；平行層合方向，ai≥25KJ/m2。軸向強力，如管廊壁軸向拉伸強力，如表7所示，軸向拉伸斷裂應變應不小于1.5％(表7也示出了環向拉伸強力的數據)。表7拉伸強度最小值(單位為兆帕)撓曲性，如竹纏繞復合管廊撓曲水平A和撓曲水平B，建立在安裝后長期使用的現場最大撓度為3％的基礎上，例如可以如表8所示。表8初始撓曲性的徑向變形率及要求環向彎曲強度，即管廊壁的環向彎曲強度Ftm應根據工程設計計算。本實用新型中，管體內的內防水層可位于管廊底端最內層(即位于內襯層表面，尤其覆蓋以預設高度為界，位于該預設高度下方的內襯層表面，如圖1所示)，用以排水時的防水，可采用防水涂料；內襯層功能：保證內表面光滑平整，富含樹脂，耐老化性好，不然竹篾暴露，還要抗沖擊、抗外力；外防護層功能：應具備防老化、耐介質、防水、耐沖擊和穿刺等性能，可采用防腐涂層。如圖2－圖5所示，管廊管體內還可設置有內嵌式支撐構件，該支撐構件包括兩個結構相同的支撐單元，其中，每個支撐單元包括承重鋼環1和可拆卸式框架組件，所述承重鋼環1用以連接內部管道支架等其他結構，以提供足夠的承載力，承重鋼環1可以是任意形狀通過粘接、鉚接等多種方式固定在管廊管體的內表面，在本實施例中，承重鋼環1優選為可漲緊的環形連接件，通過漲緊環形連接件，使其直接固定在管廊管體的內表面，不需要再進行粘接或鉚接，安裝方便，并且能夠不破壞管體的結構。承重鋼環1結構可以為多種，只要能實現縮放即可，一種具體實施方式如圖4所示，圖4是按照本發明一種實施例所設計的承重鋼環的結構示意圖，其厚度b為10～20mm，寬度為200～400mm，如此可保證充滿介質的內部管道在支撐框架上長期穩定的支撐，其由多個弧形組件1-1兩兩通過弧形連接板1-2連接成開口的承重鋼環1，開口處即具有兩個開口端1-3，該兩個開口端1-3通過緊固件如螺栓螺母組件連接，所述弧形連接板1-2中至少有一個設置有長形緊固孔1-4。所述弧形組件1-1與所述弧形連接板1-2之間通過螺栓螺母等緊固件連接，螺栓或螺桿等穿過設置在弧形連接板1-2上的長形緊固孔1-4，當調節開口端1-3的緊固件時，長形緊固孔1-4內的螺栓或螺桿等就可以在長形緊固孔1-3內移動從而實現漲緊調節。每個承重鋼環1承載總力小于等于2000kgf。為了降低管廊壁的厚度，以讓鋼環也能分擔一部分環剛度，承重鋼環可以設計成雙層夾芯結構，即鋼環截面為工字型結構，由內外兩層鋼環及中間鋼質肋板拼裝焊接而成，鋼環厚度10～20mm，寬度200～400mm；肋板尺寸厚度10～20mm，寬度50～100mm。此結構既能作為內部框架連接結構，也能作為管廊增強結構，大幅度提高管廊環向承載性能。為了提高水平支撐梁的支撐強度，在水平支撐梁2下方設置有兩根底柱6，底柱6與水平支撐梁2之間設置有加強梁。為了使固定方式更加可靠，在本實施例中，管廊管體內表面設置有與該承重鋼環1相匹配的環向凹槽，使該承重鋼環1能夠漲緊并嵌在該環向凹槽內從而附著在所述管體內表面。承重鋼環1優選在工廠內制作完管體后直接安裝上，安裝完畢后制成管節，之后將管節運往工程現場進行管節連接，連接完畢后在承重鋼環1上連接內部如管道支架等其他結構。在本實施例中，可拆卸式框架組件安裝在承重鋼環1內，其由水平支撐梁2、豎直支撐柱3和水平橫梁4拼裝完成，水平支撐梁2、豎直支撐柱3和水平橫梁4均位于垂直于該管廊軸向的平面上，各個梁之間用螺栓螺母連接，其中，水平支撐梁2水平設置，并距離承重鋼環1底部hk位置處，該hk由內管排布設計(基于空間考慮)和雨水排量確定；豎直支撐柱3包括兩根主支撐柱3-1和若干根副支撐柱3-2，兩根主支撐柱3-1豎直布置在承重鋼環1和水平支撐梁2之間，兩根主支撐柱3-1之間的空間作為檢修通道，兩者之間的距離L≥1.0m，由此可便于管廊內部的檢修以及管廊內部各管道的運輸，當需要采用檢修車或運輸車進行檢修與管道運輸時，距離L需≥2.2m；水平橫梁4水平布置在承重鋼環1的兩側，并位于主支撐柱3-1和承重鋼環1之間，上下兩根水平橫梁4之間設置有副支撐柱3-2，由此通過主支撐柱3-1、副支撐柱3-2和上、下兩根水平橫梁4組成一個用于布置管道的艙室或者主支撐柱3-1、副支撐柱3-2、水平橫梁4和水平支撐梁2組成一個用于布置管道的艙室，并且各個艙室均位于管廊管體的兩側，該艙室四個面與待布置管道的凈距bd≥100mm，以保證有足夠的空間容納管道補償器、壓力閥等配件，并能進行內部管道的連接操作。每個可拆卸式框架組件承載力小于等于500kgf。具體的，多個支撐單元沿管廊的軸向布置，并且相鄰兩個支撐單元之間的間距Ld≤2m，由此保證每個支撐單元所承受的承載力不超過其可承受的最大承載力，保證安全性。相鄰兩個支撐單元上的對應的豎直支撐柱3的上端之間通過連接桿相連，以保證支撐單元之間的連接強度，單個支撐單元上的兩根豎直支撐柱3的上端之間設置有連接桿，以保證支撐柱的支撐強度。在本實施例中，相鄰兩個支撐單元上的水平支撐梁2上架設有底板5，該底板5上開設有排水孔，底板5與管廊內壁之間形成的空間可作為排水通道，并且可用于布置最大管徑或最重的管道，在底板下方設置為排水通道可以充分利用管廊空間，使管廊具有及時排水功能，并且將最大管徑或最重的管道布置在底部，可降低對支撐構件整體支撐強度的要求。所述底板5下方的管道內表面設置有防水層，由防水材料制成。防水層的防水材料可以選擇不飽和聚酯樹脂、聚脲樹脂、聚酯樹脂、聚氨酯樹脂、環氧樹脂、瀝青、防水卷材中的一種。本實用新型中竹復合綜合管廊可通過多個管體之間的相互連接形成，單個管體的長度可設置為3～8米。竹復管的內表面應光滑平整，無對使用性能有影響的龜裂、分層、雜質、貧膠區、氣泡等現象；管端應平齊；邊棱應無毛刺；外表面無明顯缺陷。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，并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范圍之內。當前第1頁1 2 3