[发明专利]一种缓粘结预应力FRP束钢筒混凝土管道及生产方法

说明书

本发明公开一种缓粘结预应力FRP束钢筒混凝土管道及生产方法，包括由玻璃纤维内管、内层混凝土、筛孔式钢筒、外层混凝土、缓粘结预应力FRP束和砂浆保护层构成的管道结构，管道结构两端分别设有承口钢环和插口钢环，插口钢环内壁上设有可调防渗胶圈；本发明通过筛孔式钢筒的设置使得内层混凝土和外层混凝土通过圆孔相互融通形成类似栓钉的内部构造，有效提高了钢筒与混凝土两者之间的连接性能，增强了管道的抗剪承载力，使管道的抗震、抗压性能强，耐久性能好，接口密封性好，同时缓粘结预应力FRP束配合砂浆保护层使得管道具有较长的使用寿命、良好的密闭性，尤其适用于长间隔输水干线和一些重大城市地下综合管廊工程中。

技术领域

本发明涉及埋地管道技术领域，尤其涉及一种缓粘结预应力FRP 束钢筒混凝土管道及生产方法。

背景技术

随着我国近年来城市地下综合管廊工程的蓬勃发展，埋地管道已经成为其中一种重要的基础设施，它广泛应用于市政、水利、运输和能源等领域，在现代工农业和人民生活中起着重要的作用，所以铺设地下管道有助于缓解城市拥挤，可以节省大量土地；

传统的预应力钢筒混凝土管已经逐渐不能满足一些工程所要求的大截面、高承压的特点，此外，在长距离输送途中，需要经过恶劣的自然环境、复杂的地质条件区域，这些不利因素都对埋地管道提出了更高的要求，因此，本发明提出一种缓粘结预应力FRP束钢筒混凝土管道及生产方法以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提出一种缓粘结预应力FRP束钢筒混凝土管道及生产方法，该缓粘结预应力FRP束钢筒混凝土管道及生产方法通过筛孔式钢筒的设置使得内层混凝土和外层混凝土通过圆孔相互融通形成类似栓钉的内部构造，有效提高了钢筒与混凝土两者之间的连接性能，增强了管道的抗剪承载力，使管道的抗震、抗压性能强，耐久性能好，接口密封性好，同时缓粘结预应力FRP束配合砂浆保护层使得管道具有较长的使用寿命、良好的密闭性。

为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种缓粘结预应力FRP束钢筒混凝土管道，包括由玻璃纤维内管、内层混凝土、筛孔式钢筒、外层混凝土、缓粘结预应力FRP束和砂浆保护层构成的管道结构，所述玻璃纤维内管外侧设有内层混凝土，所述内层混凝土外侧设有筛孔式钢筒，所述筛孔式钢筒上设有圆孔，所述筛孔式钢筒外侧设有外层混凝土，所述外层混凝土外侧设有缓粘结预应力FRP 束，所述缓粘结预应力FRP束外侧设有砂浆保护层，所述管道结构两端分别设有承口钢环和插口钢环，所述插口钢环内壁上设有可调防渗胶圈，所述可调防渗胶圈为磁流变弹性体制作而成，可在磁场的作用下调节刚度的胶圈。

进一步改进在于：所述圆孔等间隔设置在筛孔式钢筒表面区段，所述承口钢环与插口钢环分别焊接在筛孔式钢筒两端。

进一步改进在于：所述缓粘结预应力FRP束采用束状复合材料和缓凝粘合剂结合而成，所述束状复合材料成分为碳纤维、芳纶纤维及玻璃纤维的混合物。

一种缓粘结预应力FRP束钢筒混凝土管道生产方法，包括以下步骤：

步骤一、制备筛孔式钢筒，采用直缝焊接和旋转焊接两种工艺加工，在焊接成型后的筛孔式钢筒筒壁上分区段开设圆孔，并将承口钢环焊接在筛孔式钢筒左端，将插口钢环焊接在筛孔式钢筒右端；

步骤二、将制备好的筛孔式钢筒以及提前准备的玻璃纤维内管分别吊入模具中，浇筑内层混凝土和外层混凝土，采用高频强力振动，使得混凝土密实成型，同时内层混凝土与玻璃纤维内管紧密连接成整体；

步骤三、将内层混凝土和外层混凝土经过蒸汽养护、脱模后，在外层混凝土的外表面上缠绕多层环向和纵向的缓粘结预应力FRP束，形成缓粘结预应力FRP束钢筒混凝土管道主体结构；

步骤四、使用砂轮锯切除管道主体结构插口钢环端的管端内层混凝土至筛孔式钢筒，再使用砂轮锯切除管道主体结构承口钢环端的管端外层混凝土，切除范围为沿口端轴向长度120mm，并在承口钢环端和插口钢环端的切口位置采用砂浆保护层沿切割面修复成1:1的坡度；