[发明专利]一种双钢筒预应力混凝土管及生产方法

说明书

本发明提供了预埋滴灌的一种双钢筒预应力混凝土管及生产方法，它包括管体部分，以及设置于管体部分两端的钢制插口环和钢制承口环；所述管体部分从外到内依次为外砂浆保护层、外钢筒、混凝土管芯、内钢筒和内砂浆保护层；所述外钢筒和内钢筒之间通过径向布置的连接钢筋固定相连。很好解决当前PCCP管砂浆保护层开裂、预应力丝断裂等引起的管道结构失效破坏；此外，内、外钢筒在防渗的同时还可承担管道内、外壁面拉应力，减小管芯混凝土开裂的可能。

技术领域

本发明涉及一种双钢筒预应力混凝土管及生产方法，属于混凝土管材领域。

背景技术

预应力钢筒混凝土管（简称PCCP ）是一种将高强钢丝的抗拉、混凝土的抗压和钢板的防渗有机结合起来的高品质输水管材，同时拥有了抗压、抗拉和抗渗的特性，广泛应用于世界各地的大型输水项目。PCCP管主要由混凝土管芯、钢筒、预应力钢丝、水泥砂浆保护层、钢制承口环、钢制插口环组成。混凝土管芯提供抗压性能，是管材承受内水压和外荷载的主要部分；钢筒厚度较薄，提供防渗和抗拉性能；预应力钢丝用于向混凝土管芯施加预压应力，提高混凝土管芯承受内压的能力；水泥砂浆保护层为预应力钢丝提供高碱性环境，保护预应力钢丝，避免其发生腐蚀；钢制承、插口环用于管道连接。按照结构形式，PCCP可分为内衬式预应力钢筒混凝土管（PCCPL）和埋置式预应力钢筒混凝土管（PCCPE）。PCCPL适用于作为小口径的PCCP管使用，通过离心技术在钢筒内部衬以混凝土，再在钢筒外面缠绕环向预应力丝，最后辊射砂浆保护层；PCCPE多作为大口径的PCCP管使用，采用立式振动技术将钢筒埋置于混凝土内部，再在混凝土外表面缠绕环向预应力丝，最后辊射砂浆保护层。

目前，PCCP管在制造及使用过程中主要存在以下问题：（1）砂浆保护层抗渗防裂效果不理想，容易在超压条件下开裂，进而使得预应力钢丝暴露在腐蚀环境中；（2）预应力钢丝容易遭受腐蚀而断裂，进而导致PCCP结构失效（预应力钢丝断裂是造成PCCP结构失效的主要原因）；（3）混凝土管芯容易在外荷载作用下由于受拉而开裂，进而造成钢筒腐蚀。

发明内容

本发明的目的是提供一种双钢筒预应力混凝土管及生产方法，很好解决当前PCCP管砂浆保护层开裂、预应力丝断裂等引起的管道结构失效破坏；此外，内、外钢筒在防渗的同时还可承担管道内、外壁面拉应力，减小管芯混凝土开裂的可能。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种双钢筒预应力混凝土管，它包括管体部分，以及设置于管体部分两端的钢制插口环和钢制承口环；所述管体部分从外到内依次为外砂浆保护层、外钢筒、混凝土管芯、内钢筒和内砂浆保护层；

所述外钢筒和内钢筒之间通过径向布置的连接钢筋固定相连。

所述连接钢筋的两端分别安装有垫圈和螺母，并用于调节混凝土管芯的预压应力。

所述连接钢筋沿管道环向等角度分布，多圈连接钢筋沿着管道轴向等间距布置。

所述钢制插口环和钢制承口环通过焊接方式与外钢筒焊接相连。

所述钢制插口环的外部套装有密封胶圈，所述密封胶圈与钢制承口环的内管壁相接触配合。

所述混凝土管芯采用普通硅酸盐混凝土振动浇筑成型。

所述内砂浆保护层与外砂浆保护层采用抗拉强度高、裂纹控制能力强的超高韧性水泥基复合材料，且其厚度需满足完全覆盖连接钢筋的要求。

双钢筒预应力混凝土管的生产方法，包括以下步骤：

步骤一，承插口环加工：按照图纸要求制定、加工插口用钢材和承口用钢材，经卷制、对焊、磨缝和金属冷加工环节生产加工成符合图纸尺寸的钢制插口环和钢制承口环；

步骤二，钢筒制作及检验：将规定厚度和长度的钢板经对接焊卷制内钢筒与外钢筒，并将加工完成的钢制插口环和钢制承口环焊接在外钢筒上；对内钢筒和外钢筒进行水压试验，以检验焊缝的渗漏情况；