曲線鋼頂管的鉸接管張開量控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及建筑工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種曲線鋼頂管的鉸接管張開量控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]為了適應(yīng)城市建設(shè)的需要和減少施工對(duì)城市人民生活的影響，長(zhǎng)距離、大口徑、小口徑、深埋、淺埋等頂管技術(shù)發(fā)展很快，地鐵、越江隧道以及污水管道等頂管工程的應(yīng)用也越來(lái)越多。作為一種非開挖的鋪設(shè)地下管道的施工方法，頂管頂進(jìn)施工方法對(duì)周圍環(huán)境影響小且成本相對(duì)較低。在頂管頂進(jìn)施工過程中，借助于來(lái)自油缸或千斤頂?shù)鹊捻斖屏⒕蜻M(jìn)機(jī)從工作井穿過沿線土層進(jìn)入接收井，與此同時(shí)，將緊隨其后的管道依次連接并埋設(shè)到連接所述工作井與接收井之間的管線土層中。頂管頂進(jìn)施工過程中采用的頂管一般有混凝土頂管、鋼管頂管、玻璃鋼夾砂頂管等。
[0003]其中，鋼管頂管的承壓能力強(qiáng)，密封性能好，抗地基變形能力強(qiáng)。但是，由于鋼管頂管的剛性較大，在曲線頂進(jìn)施工過程中糾偏困難。而且，鋼管進(jìn)行曲線頂進(jìn)施工時(shí)，頂力方向與管道軸線方向有一個(gè)夾角，從而會(huì)產(chǎn)生一個(gè)垂直軸線方向的分力，使管道在頂進(jìn)過程中不斷向外側(cè)漂移。此外，當(dāng)鋼管曲線頂進(jìn)的曲率半徑小于100m時(shí)，其彎曲弧度控制的難度更大。因此鋼管在曲線頂進(jìn)過程中，需要依靠鉸接管的承插口進(jìn)行轉(zhuǎn)折，鉸接管承插口的強(qiáng)度、剛度需滿足在曲線狀態(tài)下的受力要求。為了安全施工，需要根據(jù)鋼管頂管的長(zhǎng)度以及曲線段的曲率半徑，將鋼管的張開量控制在規(guī)范要求的范圍內(nèi)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種曲線鋼頂管的鉸接管張開量控制裝置，以滿足曲線鋼頂管頂進(jìn)時(shí)，其彎曲弧度符合規(guī)范要求。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0006]一種曲線鋼頂管的鉸接管張開量控制裝置，所述曲線鋼頂管包括頂管機(jī)頭、糾偏油缸單元、第一中繼間、第二中繼間和多個(gè)鉸接管；所述糾偏油缸單元設(shè)置于所述頂管機(jī)頭后段的斷面上；所述第一中繼間和第二中繼間分別設(shè)置于曲線段管節(jié)的前端和中端；所述曲線段管節(jié)包括多個(gè)鋼管管節(jié)，所述鉸接管設(shè)置于相鄰的所述鋼管管節(jié)之間，還包括用于限制所述鉸接管開口間隙的張開量控制裝置，所述張開量控制裝置為Π型卡箍，所述Π型卡箍與所述鋼管管節(jié)的鋼法蘭卡接。
[0007]進(jìn)一步地，所述Π型卡箍的厚度為28mm-40mm。
[0008]進(jìn)一步地，所述Π型卡箍由鋼板材料制作而成。
[0009]進(jìn)一步地，所述鉸接管包括前殼體和后殼體，所述前殼體和后殼體的內(nèi)側(cè)均設(shè)置有鋼法蘭，所述鋼法蘭上安裝有螺栓，所述前殼體和后殼體之間通過所述螺栓緊固為一整體。
[0010]進(jìn)一步地，所述鉸接管接頭處設(shè)置端法蘭，所述端法蘭上呈45°均布4X3只M30高強(qiáng)螺栓組。
[0011]進(jìn)一步地，相鄰所述端法蘭之間的距離為150mm。
[0012]進(jìn)一步地，所述前殼體和后殼體之間設(shè)置有一糾偏間隙，所述糾偏間隙的尺寸在I?3mm之間。
[0013]進(jìn)一步地，所述糾偏間隙處設(shè)置有雙道密封圈，所述密封圈用于止水。
[0014]在本實(shí)用新型實(shí)施例提供的曲線鋼頂管的鉸接管張開量控制裝置中，除了在頂管機(jī)頭、中繼間和鉸接管多組糾偏系統(tǒng)對(duì)鋼管曲線頂進(jìn)的軌跡進(jìn)行控制，還通過設(shè)置鉸接管張開量控制裝置輔助調(diào)整鉸接管的螺栓，以使得鉸接管的開口間隙符合設(shè)計(jì)要求，取代了傳統(tǒng)采用人工測(cè)量的方式。也就是說(shuō)，對(duì)于每一節(jié)到達(dá)起曲里程初始點(diǎn)處的鋼管管節(jié)，先松開鉸接管螺栓，并采用符合設(shè)計(jì)值尺寸的張開量控制裝置輔助調(diào)整鉸接管的螺栓，待相鄰兩節(jié)鋼管管節(jié)之間的張開量大小符合設(shè)計(jì)要求時(shí)，固定鉸接管的螺栓，從而保證在曲線段施工過程中，曲線鋼頂管以穩(wěn)定的曲率半徑進(jìn)行頂進(jìn)，避免了每個(gè)鉸接管到達(dá)曲線段起曲里程初始點(diǎn)時(shí)均需人工進(jìn)行測(cè)量糾偏工作，節(jié)省了施工時(shí)間。而且，本實(shí)用新型的張開量控制裝置為Π型卡箍，取材方便，制作簡(jiǎn)單，節(jié)省了施工成本。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例的曲線鋼頂管曲線頂進(jìn)時(shí)的位置示意圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例的鉸接管的剖視圖；
[0017]圖3是本實(shí)用新型一實(shí)施例的鉸接管的俯視圖；
[0018]圖4是本實(shí)用新型一實(shí)施例的曲線鋼頂管頂進(jìn)的軌跡控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖5是本實(shí)用新型一實(shí)施例的曲線鋼頂管曲線頂進(jìn)時(shí)直線狀態(tài)承插口的連接示意圖；
[0020]圖6是本實(shí)用新型一實(shí)施例的曲線鋼頂管曲線頂進(jìn)時(shí)曲線狀態(tài)承插口的連接示意圖；
[0021]圖7是本實(shí)用新型一實(shí)施例的鉸接管的螺栓組布置圖；
[0022]圖8是本實(shí)用新型一實(shí)施例的張開量控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖中:
[0024]A-曲線鋼頂管；12_頂管機(jī)頭；14_第一中繼間；16_第二中繼間；18_鉸接管；181-前殼體；182-后殼體；183-法蘭；184-螺栓；185-承插口 ；21_張開量控制裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型提出的曲線鋼頂管的鉸接管張開量控制裝置作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要求書，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例的目的。為敘述方便，下文中所述的“上”、“下”與附圖的上、下的方向一致，但這不能成為本實(shí)用新型技術(shù)方案的限制。
[0026]下面結(jié)合圖1至圖8詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的曲線鋼頂管的鉸接管張開量控制裝置。
[0027]實(shí)施例一
[0028]如圖1至圖3所示，鋼管曲線頂進(jìn)施工通常包括曲線段頂進(jìn)施工和直線段頂進(jìn)施工，曲線鋼頂管A包括曲線段管節(jié)和直線段管節(jié)。其中，曲線段管節(jié)和直線段管節(jié)均包括多個(gè)鋼管管節(jié)。曲線鋼頂管頂進(jìn)施工時(shí)，主要依靠鉸接管的承插口進(jìn)行轉(zhuǎn)折，以使得在曲線段施工過程中，曲線鋼頂管以穩(wěn)定的曲率半徑進(jìn)行頂進(jìn)施工。當(dāng)曲線鋼頂管曲線頂進(jìn)時(shí)，通過調(diào)節(jié)螺栓的長(zhǎng)度使得鋼頂管開口朝外，鋼管管節(jié)開口側(cè)的間隙寬度根據(jù)計(jì)算來(lái)調(diào)整。具體來(lái)說(shuō)，多個(gè)鋼管管節(jié)組成曲線段管節(jié)，曲線段管節(jié)的軸線實(shí)際上是由多個(gè)鋼管管節(jié)形成的折線，折線在宏觀上為圓弧曲線。在進(jìn)行施工之前，根據(jù)曲線段的弧長(zhǎng)D、曲率半徑R確定曲線段的鋼管管節(jié)的長(zhǎng)度L、數(shù)量和每節(jié)張開角度。每節(jié)張開角度是指前后兩節(jié)鋼管管節(jié)的承插口轉(zhuǎn)折量b，承插口轉(zhuǎn)折量b的計(jì)算公式如下:
[0029]b = 180 X sin Θ ；
[0030]其中，Θ為圓心角。圓心角Θ的計(jì)算公式如下:
[0031]Θ = 2Xarcsin((L+0.7)/2R)；
[0032]其中，L為鋼管管節(jié)的長(zhǎng)度，R為曲率半徑，Θ為圓心角。
[0033]在本實(shí)施例中，曲線段的弧長(zhǎng)D為224m，曲率半徑R為618m，圓心角Θ為0.34°，選擇的鋼管管節(jié)的長(zhǎng)度L為3m。從而計(jì)算得出張開量δ = 1432(鋼管外徑)Xsin Θ =8.5mm，相鄰兩節(jié)鋼管管節(jié)之間的承插口 185的轉(zhuǎn)折量b = 180 X sin Θ = 1.068mm，完全滿足轉(zhuǎn)折需要。根據(jù)實(shí)際工況，承插口 185的長(zhǎng)度為200mm。
[0034]請(qǐng)參考圖2，具體來(lái)說(shuō)，曲線鋼頂管在曲線段頂進(jìn)施工時(shí)，通過曲線頂進(jìn)的軌跡控制系統(tǒng)10來(lái)控制曲線鋼頂管曲線頂進(jìn)時(shí)的軌跡。曲線鋼頂管曲線頂進(jìn)的軌跡控制系統(tǒng)10包括頂管機(jī)頭糾偏系統(tǒng)、管節(jié)糾偏系統(tǒng)和輔助糾偏系統(tǒng)。其中，頂管機(jī)頭糾偏系統(tǒng)包括頂管機(jī)頭12和用于調(diào)整頂管機(jī)頭12姿態(tài)的四組糾偏油缸(圖中未示出)，糾偏油缸設(shè)置于頂管機(jī)頭12后段的斷面上；管節(jié)糾偏系統(tǒng)包括設(shè)置于曲線段管節(jié)前端的第一中繼間14和曲線段管節(jié)中端的第二中繼間16，用于調(diào)整曲線段管節(jié)的彎曲弧度；輔助糾偏系統(tǒng)包括多個(gè)鉸接管18，每個(gè)鉸接管18均設(shè)置于相鄰的鋼管管節(jié)之間，用于輔助調(diào)整曲線段管節(jié)的彎曲弧度。
[0035]請(qǐng)繼續(xù)參考圖2，特別地，在確定曲線段的鋼管管節(jié)的長(zhǎng)度L、數(shù)量和每節(jié)鋼管管節(jié)在起曲點(diǎn)的張開量之后，在曲線段的鋼管管節(jié)之間布置第一中繼間14、第二中繼間16和多個(gè)鉸接管18。如圖1所示，頂管機(jī)頭12的后面緊跟第一節(jié)鋼管管節(jié)G1，第一節(jié)鋼管管節(jié)Gl的后面緊跟第一中繼間14，第一中繼間14的后面緊跟第二節(jié)鋼管管節(jié)G2，第二節(jié)鋼管管節(jié)G2的后面緊跟第一個(gè)鉸接管18，第一個(gè)鉸接管18的后面緊跟第三節(jié)