一种钢顶管

摘要

一种钢顶管，包括：钢顶管本体；多个按预设间隔设置在所述钢顶管本体管道内的支撑件；所述支撑件包括：与所述钢顶管本体固定相连的、外壁与所述钢顶管本体内壁贴合的环形加劲肋；两个相互平行的、两端固定在所述环形加劲肋内壁上的第一顶撑；两条相互平行的、与所述第一顶撑垂直的、两端固定在所述环形加劲肋内壁上且与所述第一顶撑的两端相互固定的第二顶撑。上述方案通过在所述钢顶管内设置环形加劲肋，在所述环形加劲肋内设置有用于防止所述钢顶管径向变形的第一顶撑和第二顶撑，分担了原本作用在所述钢顶管本体上的力，因此使得所述钢顶管本体所需承担的力减小，进而防止了所述钢顶管本体的横断面发生形变。

权利要求

1.一种钢顶管，其特征在于，包括：

钢顶管本体；

多个按预设间隔设置在所述钢顶管本体管道内的支撑件；

所述支撑件包括：

与所述钢顶管本体固定相连的、外壁与所述钢顶管本体内壁贴合的环形加劲肋；

两个相互平行的、两端固定在所述环形加劲肋内壁上的第一顶撑；

两条相互平行的、与所述第一顶撑垂直的、两端固定在所述环形加劲肋内壁上且与所述第一顶撑的两端相互固定的第二顶撑；

所述环形加劲肋由多个预设厚度的弧形板拼接而成。

2.根据权利要求1所述的钢顶管，其特征在于，所述第一顶撑和/或第二顶撑由第一段工字钢、第二段工字钢和千斤顶组成；

所述千斤顶设置在所述第一段和第二段工字钢之间。

3.根据权利要求1所述的钢顶管，其特征在于，还包括：与所述第一顶撑垂直、一端固定在所述第一顶撑的腹板上、另一端固定在所述环形加劲肋的内壁上的第三顶撑。

4.根据权利要求1所述的钢顶管，其特征在于，所述环形加劲肋为采用6段大小相同的弧形工字钢结构拼接而成的环形加劲肋。

5.根据权利要求2所述的钢顶管，其特征在于，所述千斤顶的支座为十字形横截面钢，所述千斤顶的外围焊接有用于防止所述千斤顶变形的围板。

6.根据权利要求1所述的钢顶管，其特征在于，所述两个第一顶撑之间的距离不小于所述钢顶管本体内径的1/2、不大于所述钢顶管本体内径的2/3。

7.根据权利要求1所述的钢顶管，其特征在于，所述环形加劲肋的轴向长度不小于所述钢顶管本体内径的1/10、不大于所述钢顶管本体内径的1/8，所述预设间隔不小于所述钢顶管本体内径、不大于所述钢顶管本体内径的5/2。

说明书

一种钢顶管

技术领域

[0001] 本发明涉及顶管施工技术领域，更具体地说，涉及一种钢顶管。

背景技术

[0002] 顶管施工是指在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走。一节管子完成顶入土层之后，再下第二节管子继续顶进的施工方法。其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力，把工具管从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起，管道紧随工具管后，埋设在两工作坑之间，以期实现非开挖敷设地下管道。所以工作管在顶进过程中的形态与方向保持是决定顶管施工能否按计划成功推进的决定性因素。如果顶管横断面发生变形，将会直接影响推进方向，因此，如何防止顶管横断面变形成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种钢顶管，用于防止在顶管施工过程中钢顶管横断面发生变形。

[0004] 为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

[0005] 一种钢顶管，包括：

[0006] 钢顶管本体；

[0007] 多个按预设间隔设置在所述钢顶管本体管道内的支撑件；

[0008] 所述支撑件包括：

[0009] 与所述钢顶管本体固定相连的、外壁与所述钢顶管本体内壁贴合的环形加劲肋；

[0010] 两个相互平行的、两端固定在所述环形加劲肋内壁上的第一顶撑；

[0011] 两条相互平行的、与所述第一顶撑垂直的、两端固定在所述环形加劲肋内壁上且与所述第一顶撑的两端相互固定的第二顶撑。

[0012] 优选的，所述钢顶管中，所述环形加劲肋由多个预设厚度的弧形板拼接而成。

[0013] 优选的，所述钢顶管中，所述第一顶撑和/或第二顶撑由第一段工字钢、第二段工字钢和千斤顶组成；

[0014] 所述千斤顶设置在所述第一段和第二段工字钢之间。

[0015] 优选的，所述钢顶管中，还包括：

[0016] 与所述第一顶撑垂直、一端固定在所述第一顶撑的腹板上、另一端固定在所述环形加劲肋的内壁上的第三顶撑。

[0017] 优选的，所述钢顶管中，所述环形加劲肋为采用6段大小相同的弧形工字钢结构拼接而成的环形加劲肋。

[0018] 优选的，所述钢顶管中，所述千斤顶的支座为十字形横截面钢，所述千斤顶的外围焊接有用于防止所述千斤顶变形的围板。

[0019] 优选的，所述钢顶管中，所述两个第一顶撑之间的距离不小于所述钢顶管本体内径的1/2、不大于所述钢顶管本体内径的2/3。

[0020] 优选的，所述钢顶管中，所述环形加劲肋的轴向长度不小于所述钢顶管本体内径的1/10、不大于所述钢顶管本体内径的1/8，所述预设间隔不小于所述钢顶管本体内径、不大于所述钢顶管本体内径的5/2。

[0021] 通过以上方案可知，本发明实施例通过在所述钢顶管内设置环形加劲肋，在所述环形加劲肋内设置有用于防止所述钢顶管径向变形的第一顶撑和第二顶撑，当推进机构向尾部的钢顶管施加推进力时，所述作用在所述钢顶管径向方向上的力在作用在所述钢顶管本体时也会穿过所述钢顶管本体作用在所述环形加劲肋和与该力的方向相匹配的第一和/或第二顶撑上，由于所述环形加劲肋和所述第一、第二顶撑分担了原本作用在所述钢顶管本体上的力，因此使得所述钢顶管本体所需承担的力减小，进而防止了所述钢顶管本体的横断面发生形变。

附图说明

[0022] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0023] 图1为本申请实施例公开的一种钢顶管的横向截面的结构示意图；

[0024] 图2为本申请实施例公开的钢顶管的纵向截面的结构示意图；

[0025] 图3为本申请实施例公开的两段式顶撑的结构示意图。

具体实施方式

[0026] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0027] 通过研究发现现有技术中，在解决顶管变形的问题时，主要着手于测量与纠偏两方面，并未从根本上解决顶管的变形问题。

[0028] 由力学角度定性分析得出，现有技术中的钢顶管，在顶管施工过程中，出现偏差的原因在于顶管顶进过程中纵横向尺寸比越来越大，需要在尾部施加很大的推进力才能对所述钢顶管进行推进，该力必然会有一部分作用在所述钢顶管的径向方向上，进而导致位于尾部的钢顶管的横断面产生屈曲变形。

[0029] 图1为本申请实施例公开的一种钢顶管的横向截面的结构示意图；

[0030] 图2为本申请实施例公开的钢顶管的纵向截面的结构示意图。

[0031] 针对于上述问题，本申请提供了一种具有较大的横向刚度的钢顶管，用以防止顶管横断面变形，参见图1和图2，包括：

[0032] 钢顶管本体100；

[0033] 多个按预设间隔设置在所述钢顶管本体100的管道内的支撑件；

[0034] 所述支撑件包括：

[0035] 与所述钢顶管本体100固定相连的、外壁与所述钢顶管本体100的内壁贴合的环形加劲肋201；

[0036] 两个相互平行的、两端固定在所述环形加劲肋201内壁上的第一顶撑202；

[0037] 两条相互平行的、与所述第一顶撑202垂直的、两端固定在所述环形加劲肋201内壁上且与所述第一顶撑202的两端相互固定的第二顶撑203，即所述第二顶撑203固定在所述环形加劲肋201和第一顶撑202的连接处；

[0038] 参见本申请上述实施例公开的技术方案可见，在上述方案中为了防止所述钢顶管变形，在所述钢顶管内设置了环形加劲肋，且所述环形加劲肋内设置有用于防止所述钢顶管径向变形的第一顶撑和第二顶撑，当推进机构向尾部的钢顶管施加推进力时，所述作用在所述钢顶管径向方向上的力在作用在所述钢顶管本体时也会穿过所述钢顶管本体作用在所述环形加劲肋和与该力的方向相匹配的第一和/或第二顶撑上，由于所述环形加劲肋和所述第一、第二顶撑分担了原本作用在所述钢顶管本体上的力，因此使得所述钢顶管本体所需承担的力减小，进而防止了所述钢顶管本体的横断面发生形变。

[0039] 可以理解的是，为了防止因收到的径向力过大时，使得所述第一、第二顶撑发生变形，本申请上述实施例公开的技术方案中，还可以包括：第三顶撑和/或第四顶撑；

[0040] 参见图1，所述第三顶撑204与所述第一顶撑202垂直、一端固定在所述第一顶撑202的腹板上、另一端固定在所述环形加劲肋201的内壁上。其中，如图1所述，本申请公开的上述技术方案中可以具有4条所述第三顶撑204，其中，每一第一顶撑202对应两条第三顶撑
204，且所述两个第三顶撑布置在所述第一顶撑的三等分处。

[0041] 所述第四顶撑与所述第二顶撑203垂直、一端固定在所述第二顶撑203的腹板上、另一端固定在所述环形加劲肋201的内壁上。其中，与所述第三顶撑类似，所述第四顶撑的数量也可以为4个，其中，每一第二顶撑203对应两条第四顶撑，且所述两个第四顶撑布置在所述第二顶撑的三等分处。

[0042] 可以理解的是，本申请上述实施例中的所述第一、第二、第三、第四顶撑均为均经过钢结构设计与验算，以保证满足钢顶管抗过大变形要求的刚结构。

[0043] 可以理解的是，为了保证所述各个顶撑的抗变形强度，本申请上述任意一实施例中的各个顶撑均可为材质为Q235、规格不小于20a的工字钢结构。

[0044] 可以理解的是，为了方便在所述钢顶管本体内部设置所述环形加劲肋201，本申请上述实施例中的所述环形加劲肋201可以采用拼装形式组成，所述环形加劲肋的轴向长度可以为D，所述D不小于所述钢顶管本体内径的1/10、不大于所述钢顶管本体内径的1/8，所述每两个环形加劲肋之间的预设间隔可以为L，所述L不小于所述钢顶管本体内径、不大于所述钢顶管本体内径的5/2，且所述L不大于4m。

[0045] 其中，本申请上述实施例公开的所述环形加劲肋可以由多段弧形工字钢或钢片拼装而成，当然为了方便在所述钢顶管本体内敷设所述环形加劲肋，所述环形加劲肋可以由六条大小相等的弧形工字钢或钢片采用可拆卸方式拼接或焊接而成，并且，为了保证所述环形加劲肋的刚性强度，所述环形加劲肋的材质可选Q235型普通碳素结构钢，所述弧形钢片的厚度可以为1cm。

[0046] 可以理解的是，在敷设所述环形加劲肋时，由于工艺限制，所述第一或第二顶撑并不一定能够固定在所述环形加劲肋的预设的固定点上，因此，本申请上述实施例中的所述第一或第二顶撑可以采用两段式结构，即，参见图3，所述第一和/或第二顶撑由第一段工字钢a、第二段工字钢b和千斤顶组成c；所述千斤顶c设置在所述第一段工字钢a和第二段工字钢b之间，所述千斤顶c与所述第一段工字钢a和第二段工字钢b之间焊接，可通过对所述千斤顶c的长度进行调节实现对所述第一和/或第二顶撑的长度进行调节，为了保证所述千斤顶与所述工字钢之间连接的牢固性，参见图3，顶撑为具有十字形截面的、采用两工字钢交叉而成的顶撑，所述千斤顶的支座可以为十字形横截面钢，所述千斤顶的外围焊接有用于防止所述千斤顶变形的围板。所述围板可以是长度为所述千斤顶高度的2～3倍的钢筒。并且，所述千斤顶预张力还可参考具体工程竖向、横向土压力而定，即某一方向土压力明显大于另一方向时，可采用千斤顶在另一方向时间预应力来保证两侧土压力大致相同。

[0047] 可以理解的是，为了保证所述顶撑和所述加劲肋之间连接的稳定相，本申请上述任意一顶撑与所述加劲肋之间采用三面焊接的形式相连，更进一步的，本申请所有实施例中顶撑间可采用全焊接相连，所述环形加劲肋与所述钢顶管本体的管内壁间采用分段式焊接相连，所述顶撑端部与所述环形加劲肋之间采用三面围焊方式相连。

[0048] 可以理解的是，当所述钢顶管被推进土中以后，为了方便工作人员取土，本申请上述实施例中的所述钢顶管本体为内径不小于1.5m的钢顶管，所述两个第一顶撑之间的距离不小于所述钢顶管本体内径的1/2、不大于所述钢顶管本体内径的2/3。

[0049] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

[0050] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。