[发明专利]带有引导缝的钢衬钢筋混凝土管

说明书

技术领域

  本发明涉及一种带有引导缝的钢衬钢筋混凝土管。

背景技术

钢衬钢筋混凝土管是水电站压力钢管结构形式之一，由钢衬与钢筋混凝土组成并共同承载的压力钢管，工程上把敷设在混凝土坝下游坝面的外包钢筋混凝土的压力钢管又称为坝后背管。压力管道承受的内水压力较大，内水压力可在钢衬外包混凝土结构上产生2.0—3.0MPa环向拉应力，有的甚至达到4.0 MPa，大于混凝土强度标准值，甚至达到2.0—3.0倍，因此，钢衬外包混凝土结构在高内水压力作用下必然开裂，除管腰或管顶的外缘出现轴向裂缝外，还产生环向裂缝和一些次生裂缝。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种带有引导缝的钢衬钢筋混凝土管，以克服现有技术中存在的缺陷。

本发明的技术方案为： 一种带有引导缝的钢衬钢筋混凝土管，其特征在于：

包括由内至外依次设置于管道内表面的钢衬、内圈环向钢筋和外圈环向钢筋，所述钢衬外缘与内圈环向钢筋内缘之间包裹有厚度为10—15cm的钢筋混凝土，内圈环向钢筋外缘与外圈环向钢筋内缘之间包裹有钢筋混凝土，外圈环向钢筋外缘也包裹有厚度为8—10cm的钢筋混凝土；内圈环向钢筋内侧和外圈环向钢筋内侧紧贴设置有分布钢筋；

所述外圈环向钢筋外缘包裹的钢筋混凝土的横断面外缘0°和90°处分别设置填充有充填材料的引导缝；

所述外圈环向钢筋从引导缝底部穿过的部分为自由段钢筋。

所述引导缝宽度为20mm，引导缝长度为管道结构轴向长度，引导缝深度为外圈环向钢筋内缘至钢筋混凝土外表面的距离；

所述自由段钢筋长度为引导缝深度的2—2.5倍；

所述分布钢筋分别与内圈环向钢筋和外圈环向钢筋环向钢筋绑扎于一体，分布钢筋之间的间距为20—30cm。

所述充填材料为沥青、沥青混凝土或L—600闭孔低发泡塑料板。

所述内圈环向环向钢筋和外圈环向钢筋均为热轧钢筋HRB335或HRB400。

所述设置于内圈环向钢筋内侧的分布钢筋的截面面积为内圈环向环向钢筋截面面积的40—50%；设置于外圈环向钢筋内侧的分布钢筋的截面面积为外圈环向环向钢筋截面面积的40—50%。

所述内圈环向钢筋外缘与外圈环向钢筋内缘之间包裹的钢筋混凝土的厚度为管道内半径的0.3—0.7倍。

所述混凝土强度等级为C20或C25。

本发明的技术效果为：

结构构造、体形简单，易施工，可以有效控制钢衬外包钢筋混凝土结构外表面裂缝开展和分布及其宽度。

管道在内水压力作用下，由于引导缝的存在，一是可以使引导缝处的自由段钢筋充分受力，二是自由段钢筋能够把应力均匀地传到混凝土内部，从而达到如下目的：

1、引导钢衬外包钢筋混凝土结构外表面裂缝开展和延伸，有效控制裂缝产生和裂缝宽度增大；

2、有效抑制由内水压力作用产生的钢衬钢筋混凝土管结构外表面裂缝及其延伸和扩展的随机性，对提高钢衬钢筋混凝土管结构的耐久性具有重要作用。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为引导缝结构大样示意图。

附图标记为：

1—钢衬，2—内圈环向钢筋，3—外圈环向钢筋，4—混凝土，5—引导缝，6—分布钢筋，7—自由段钢筋，8—充填材料，9—引导缝深度。

具体实施方式

本发明涉及钢衬钢筋混凝土管结构体型设计领域，特别适用于坝后背管和地面敷设的钢衬外包混凝土管结构。

参见图1及图2，本发明涉及的一种带有引导缝的钢衬钢筋混凝土管的具体结构为：

包括由内至外依次设置于管道内表面的钢衬1、内圈环向钢筋2和外圈环向钢筋3，所述钢衬1外缘与内圈环向钢筋2内缘之间包裹有厚度为10—15cm的钢筋混凝土4，内圈环向钢筋2外缘与外圈环向钢筋3内缘之间包裹有钢筋混凝土4，外圈环向钢筋3外缘也包裹有厚度为8—10cm的钢筋混凝土4；内圈环向钢筋2内侧和外圈环向钢筋3内侧紧贴设置有分布钢筋6；

所述外圈环向钢筋3外缘包裹的钢筋混凝土4的横断面外缘0°和90°处分别设置填充有充填材料8的引导缝5；

所述外圈环向钢筋3从引导缝5底部穿过的部分为自由段钢筋7。

本发明中的引导缝5宽度为20mm，引导缝5长度为管道结构轴向长度，引导缝深度9为外圈环向钢筋3内缘至钢筋混凝土4外表面的距离；

所述自由段钢筋7长度为引导缝深度9的2—2.5倍；