[发明专利]一种带加强环的螺旋钢管及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢管，尤其涉及一种带加强环的螺旋钢管及其制作方法。

背景技术

目前有钢筋混凝土管道、塑料管道和钢质管道等多种管道，但上述管道的直径都不能太大，例如，钢筋混凝土管道直径超过2米时就很难制作，长度也不能太长，管体笨重，施工困难，易泄露，介质压力也不能太大，不可以用作压力管道使用；塑料管道的弹性模量小，做大口径管道使用时，环向刚度不能满足要求，也不能用作压力管道；钢质管道在口径太大时，为了满足最基本的抗压扁强度，也就是环向刚度时，就必须增加钢板厚度，成本很高，并且口径不能太大，当直径超过4米时，在重量影响下，生产时管道就可能变形，不易加工。当管道埋地时，超大口径管道很难抵抗两侧回填产生的压力。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种直径超大、管壁薄、环向刚度增加、对相邻管节的接缝有保护作用的带加强环的螺旋钢管；本发明的第二目的是提供该螺旋钢管的制作方法。

技术方案：本发明所述的螺旋钢管，包括由主钢带螺旋卷绕形成的螺旋管体，该螺旋管体相邻主钢带之间形成螺旋状接缝，加强环以螺旋方式卷绕扣合设于螺旋管体的外壁或内壁，以及螺旋状接缝处，所述加强环由窄钢带弯曲形成断面为圆弧状、方形或梯形。

其中，所述加强环形成的空腔内填充混凝土。

本发明所述带加强环的螺旋钢管的制作方法，包括如下步骤：

首先，预备用于制作螺旋管体的主钢带和用于制作加强环的窄钢带；

其次，将窄钢带弯曲形成断面为圆弧状、方形或梯形的加强环，并将至少一条加强环纵向扣合在主钢带上，该主钢带以螺旋方式卷绕形成外壁或内壁带有加强环的螺旋钢管，其中，所述加强环一侧纵向扣合在主钢带的边缘处，另一侧悬空露在主钢带外；当该主钢带卷绕形成螺旋钢管时，螺旋管体相邻主钢带之间形成螺旋状接缝，悬空露在主钢带外侧的加强环扣合在该螺旋状接缝处。

所述加强环形成的空腔内填充混凝土。

所述主钢带上纵向并列扣合三条加强环。

有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点为：

1、螺旋钢管管壁上的加强环能够增强管道整体的环向强度，管体厚度可以减薄一半以上，大大节约了成本，同时，管道周向断面惯性矩成几何倍数提高，比一般的加强方式提高很多，如此解决了大直径钢管特别是直径大于4米时的钢管生产时的变形问题，可以制作出超大直径(10米或10米以上)的钢管。

2、加强环的高度、宽度以及在管壁上的间距可以调整，使用时可以充分利用管土效应，周向力大部分由加强环承受，减少了管壁受力；管道埋地时，可以在加强环形成的空腔内填充高强度混凝土，巧妙利用混凝土钢管原理、钢管混凝土拱桥原理、管土共同受力产生管土效应原理和钢波纹管式公路涵洞的管壳效应原理，充分发挥混凝土的抗压优势，让混凝土代替钢结构承受压应力，保护管体内壁，而加强环腔体又对混凝土起了环向包裹作用，防止腔体内的混凝土柱体在受压时产生失稳等破坏，在埋地施工时，这本发明的钢管可以经受两侧的回填土对管侧的压力，钢管内壁不易变形。

3、在制作过程中，加强环与钢管壁可以同时加工成型；同时，钢管管壁的材质与加强环的材质可根据实际需要进行选择，特别是钢管管壁为特殊材料或者贵重金属时，加强环可选择其它材质，从而可以大大节约管体钢材的用量。

4、螺旋钢管相邻管节即主钢带之间形成的螺旋状接缝可通过加强环包裹起来，加强了接缝处的泄漏保护。同时，将空心的加强环与钢管形成空腔的两端堵住，形成密闭空腔，从加强环表面开一小孔，注水进行试压和检漏，如此容易对焊缝进行试压及检漏；而目前的大口径管，需要将管道两端端口封堵起来进行试压及检漏，注水量大，注水及放水时间长，试压工装体积太大，设备复杂，浪费大量的人力、物力和时间。

5、本发明的钢管在外壁上设置加强环时，内壁光滑，水流阻力小；在内壁上设置加强环时，可用于地铁枕木或地下管线等。

附图说明

图1为窄钢带摆放位置的结构示意图；

图2为窄钢带弯曲压制成圆弧状的结构示意图；

图3为主钢带焊接圆弧状窄钢带后的结构示意图；

图4为带加强环(空心)的主钢带进入三辊卷圆装置的结构示意图；

图5为本发明钢管成型过程中的三维示意图；

图6为图5的局部放大图；

图7为钢管成型后螺旋状焊缝所在位置的结构示意图；

图8为本发明钢管整体结构示意图；

图9为图8的A向三维示意图；