[实用新型]巨型钢管内支撑结构

说明书

(一)技术领域

本实用新型涉及巨型钢管安装运输技术领域，具体为一种巨型钢管内支撑结构。

(二)背景技术

巨型压力钢管直径达十余米，而管壁较薄，厚度仅为26～58mm，绝大部分钢管在厂内两节拼焊成为制造管节后再运往现场安装，在每个制造管节中布置两榀内支撑，每个制造管节长度为一米余。为了保证巨型钢管的制造管节在运输和安装时不变形，其内一定要装设内支撑。

现有的内支撑每榀为平面的米字型结构，由处于轴心的中心体及辐射状与中心体连接的多根受压杆构成。因在巨型钢管装设后期，内支撑要切除，故内支撑不能与钢管搭焊。内支撑相邻的受压杆的外端之间有横杆连接，各受压杆的外端有顶丝，顶紧在钢管内壁上。每个管节中布置两榀内支撑，两榀间平行的受压杆之间有少量与钢管纵轴平行的竖杆连接，制造管节内的两榀形成双内支撑结构。

但是现有的内支撑结构的支撑强度不够。内支撑材料用量太多，因为在各榀的内支撑平面上，受压杆属长细杆，管节上半部内支撑受压力大(分重)，下半部内支撑受压力较小(分轻)，在钢管装设、运输以及管节安装等许多情况下每榀内支撑的平面外还要承受由结构自重产生的弯矩，在弯矩与轴心压力共同作用下，现有的内支撑结构的计算稳定承载能力将小于其许用值，另外因钢管管壁较薄，管节刚度差，内支撑安装时受压杆承受过大负荷，会在内支撑平面外产生明显弯曲变形导致管口“下椭”。在钢管管节装运过程中就会造成管口安装圆度严重超标的问题，甚至会发生钢管内支撑整体垮塌事故。对于洞内埋管，管节运输过程中需要多次翻转，对钢管刚度的要求更高。为满足巨型钢管在运输及安装时刚度的要求，不得不大幅度增加内支撑的刚度和支点密度，即增加受压杆的强度和数量，这导致各榀构件的重量增加，成本上升，有的工程巨型钢管内支撑结构的工程量达到巨型钢管工程量的10％以上。

(三)实用新型内容

本实用新型的目的是设计一种巨型钢管内支撑结构，每个管节中的两榀内支撑之间为交叉式斜腹杆连接，使双内支撑形成空间受力结构体系，稳定性大大加强。

本实用新型设计的巨型钢管内支撑结构，包括处于轴心的中心体及与中心体连接的2N根受压杆，N为4～10的正整数，受压杆以中心为对称形成平面的米字型结构，单榀平面结构的相邻受压杆有横杆连接，各受压杆的外端有顶丝，顶紧在钢管内壁上，受压杆受力支撑管壁；钢管的一个制造管节内安装两榀内支撑，内支撑的平面与管节中心轴线垂直，其不同之处在于，管节内的两榀内支撑的相对应的每两根平行的受压杆之间有n组交叉的斜腹杆连接，n为1～4的正整数，每根受压杆分为n段，2n根斜腹杆连接二榀的平行的一对受压杆每段的首尾端，每根受压杆可分为相等的n段。二榀的各受压杆和交叉的斜腹杆构成一个平面桁架体系，而平面桁架又在内支撑中心形成结点，使整个内支撑形成空间的结构体系。

所述单榀平面结构的相邻受压杆与横杆的连接点位于受压杆长度方向的中部。

本实用新型的巨型钢管内支撑结构的优点在于：1、处于各受压杆中部的横杆和交叉腹杆使内支撑的稳定性大大加强，承载能力大大提高，保证巨型钢管装运过程中变形量在规定范围内，保证管口的安装圆度不会超标；2、由于交叉式斜腹杆使内支撑主受力受压杆的计算长度大大减小，结构改进后单榀内支撑的受压杆和横杆的直径都可大为减小，材料用量大大减少，单榀内支撑的重量下降三分之一，成本降幅达35％；3、便于加工，易于推广应用，适用于各种不允许内支撑在管壁上搭焊的巨型钢管制作与安装工程。

(四)附图说明

图1为本巨型钢管内支撑结构实施例结构示意图；

图2为图1中的A-A向剖面图。

图内标号为：

1、钢管，2、受压杆，2-1、顶丝，3、中心体，4、横杆，5、斜腹杆。

(五)具体实施方式

本实用新型的巨型钢管内支撑结构实施例如图1和图2所示，包括处于钢管1轴心的中心体3及与中心体3连接的12根受压杆2，受压杆2以中心体3为对称形成平面的米字型结构，单榀平面结构的相邻受压杆2长度方向的中部有横杆4连接，相邻受压杆2与横杆4的连接点位于受压杆2长度方向的中点。各受压杆2的外端有顶丝2-1，顶紧在钢管1内壁上，受压杆2受力支撑管壁；钢管1的一个管节内安装两榀内支撑，内支撑的平面与管节中心轴线垂直，管节内的两榀内支撑的每两根相对的平行受压杆2之间有2组交叉的斜腹杆5焊接二榀的对应受压杆2。每根受压杆2分为相等的2段，24根斜腹杆5连接二榀的平行的每一对受压杆2每段的首尾端。二榀的各受压杆2构成一个平面桁架体系，而平面桁架又在内支撑中心形成结点，使整个内支撑形成空间的结构体系。