专利名称：玻璃钢夹砂顶管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种玻璃钢夹砂顶管，特别是一种带有增强部件和加强层结构的具有优秀承受顶力能力的玻璃钢夹砂顶管。
背景技术：
在市政管道铺设工程中，现在一般有两种方式一种是开放式大开挖，即可将地面全面挖开，把管子相互套设连接放置下去，再重新回填即可，这种方式需要的管子是预制好的，连接和铺设时不承受压力或顶力，施工较为简单方便；另一种方式是当受到具体环境的限制，诸如建筑物等，而不能够采用大开挖方式铺设管道，只能预挖工作坑，在工作坑作业时，将管子一段一段在地下一定的深度位置向前顶进穿过，这种作业环境需要管子的端部设有顶管部分，管子之间的连接通过套环密封连接。
玻璃钢夹砂顶管作为一种新型的复合材料管道，具有质轻、高强、耐腐蚀、寿命长等特点，现已广泛应用于顶管工程中。现有技术的玻璃钢夹砂顶管一般由管头、管身和管尾组成，其中管头、管尾在施工时通过套环连接，管身采用纤维层和石英砂或碳酸钙层结构，管头和管尾采用纤维层结构。在上述结构中，管身的纤维层和石英砂或碳酸钙层结构主要用于提供所需的环向刚度，并降低生产成本，管头和管尾采用的纤维层结构主要用于提供顶进时所需的轴向强度。
由于施工顶进中管头和管尾受力很大，所以现有技术的管头和管尾均采用树脂基体的纤维层结构。为达到管头和管尾所需的壁厚，纤维布的层数较多，致使成本增加。
此外，现有技术玻璃钢夹砂顶管的管头、管尾外表面为树脂基体的纤维层，因传统加工工艺所至，不能保证管径尺寸和表面平整度，施工时管头、管尾与套管连接时存在不合理的配合间隙，使玻璃钢夹砂顶管在顶进过程中可能出现两管端的相对错动，使套管倾斜，导致顶进阻力迅速增加。轻者造成密封效果失效，重者造成管头、管尾撕裂，顶管施工停顿。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷而提供一种玻璃钢夹砂顶管，具有成本低、强度高、加工容易等优点，并且能够保证管道配合的合理间隙。
为了达到上述目的，本发明提供了一种玻璃钢夹砂顶管，包括管头、管身和管尾，所述管头、管尾外壁上设有凹台，管头、管尾通过设置在所述凹台上的套环连接，所述管头、管身和管尾以树脂为基体，以玻璃纤维为增强材料层，以石英砂或碳酸钙为填料层，所述管头和管尾端部设有增强部件。
在上述技术方案中，所述管头、管尾管壁的夹砂层总厚度小于管身管壁的夹砂层总厚度。所述管头和管尾的管壁还设置有金属或非金属材质的加强层，所述加强层可以为加强条或加强环，设置在管壁中。所述加强层是金属制品，可以设置在管头和管尾的管壁内，还可以设置在管头和管尾的外表面。
在上述技术方案中，所述增强部件可以为环形端盖，环形端盖扣合在管头和管尾端部，覆盖管头和管尾端部的截面；所述环形端盖还可以是内侧面设有插入管壁内的凸起部件；所述增强部件进一步可以是由环形套以及与之一体设置的环形端盖构成，其中环形套套设在管头、管尾段上，环形端盖扣合在管头和管尾端部，覆盖管头和管尾端部的截面。
本发明提供了一种新型结构的玻璃钢夹砂顶管，通过在管头和管尾设置增强部件提高了玻璃钢夹砂顶管承受顶力能力，增强部件很好地起到了保护管头和管尾的作用，同时将其承受的顶进压力均匀地传递出去。由于增强部件的作用，使本发明在保证管体整体刚度、强度前提下，可以在管头和管尾的管壁内设置夹砂层，最大限度地降低了玻璃钢夹砂顶管的成本。
本发明优选方案提供了一种带加强层的玻璃钢夹砂顶管，加强层可以根据施工顶进的受力状况设置一层或多层，可以仅设置在管头和管尾的管壁内，也可以连续设置在整个管道的管壁内形成筒体结构，进一步提高玻璃钢夹砂顶管承受顶力能力。同时，本发明优选方案还提供了一种带外加强层的玻璃钢夹砂顶管，由于管头和管尾的外表面为金属，可以精确地保证管头和管尾的外径精度，当与套管连接配合时，具有合理的配合间隙，顶进过程中不会出现管端错动，大大减少了顶进阻力。
以下结合附图对本发明做进一步详细地说明。
图1为本发明玻璃钢夹砂顶管结构示意图；图2为本发明环形端盖的结构示意图；图3为本发明带凸起的环形端盖的结构示意图；图4为本发明环形套的结构示意图；图5为本发明环形套的另一结构示意图；图6为本发明加强环的结构示意图；图7为本发明加强条的结构示意图；图8为本发明外加强环的结构示意图。
附图标记说明1-管身； 2-管头； 3-管尾；4-凹台； 5-增强部件； 51-环形端盖；52-环形套； 6-套环； 7-加强层；71-加强环； 72-加强条。
具体实施例方式
图1为本发明玻璃钢夹砂顶管的结构示意图，包括管身1、管头2和管尾3，均是以树脂为基体、以玻璃纤维为增强材料层、以石英砂或碳酸钙为填料层构成管壁，管头2和管尾3的外径小于管身1的外径，形成凹台4结构，同时管头2和管尾3的端部还设置有增强部件5。在施工顶进时，相邻两顶管的管头2和管尾3通过套环6连接，增强部件5直接接触。
本发明的技术方案是一种管头和管尾由纤维层和夹砂层构成管壁、管头和管尾的端部还设置有增强部件的组合结构。本发明的增强部件5提高了玻璃钢夹砂顶管承受顶力能力，很好地起到了保护管头和管尾的作用，同时将其承受的顶进压力均匀地传递出去。由于增强部件5的作用，使本发明在保证管体整体刚度、强度前提下，可以在管头和管尾的管壁内设置夹砂层，最大限度地降低了玻璃钢夹砂顶管的成本。既使在单次顶进长度较长、左右顶力不同或进行纠偏等操作时，本发明玻璃钢夹砂顶管也能保证良好的力学性能。
在上述技术方案的设计思想下，本发明玻璃钢夹砂顶管可以有多种结构形式，下面通过具体实施例予以说明。
实施例一图2为本发明环形端盖的结构示意图。在如图2所示的本实施例中增强部件5为环形端盖，扣合在管头和管尾的端部，覆盖端部的截面。研究表明，玻璃钢夹砂顶管在施工顶进中管头和管尾出现损伤乃至破坏情况很大程度是因为承受顶力能力不足。本实施例的技术方案采用增强部件5将管头和管尾有效地包覆起来，承受顶力能力可以提高4～7倍，提高了玻璃钢夹砂顶管承受顶力能力。在本实施例中，增强部件5可以为金属制品，也可以采用纤维制品。
实施例二图3为本发明带凸起的环形端盖的结构示意图。在实施例一技术方案基础上，本实施例的环形端盖带有凸起，设置在与管头和管尾端面连接的一侧。同时管头和管尾的端面上设置有与所述凸起相适配的凹槽，凸起与凹槽紧密配合。在图3所示的实施例中，凸起的宽度大于管头和管尾夹砂层的宽度，且为金属制品。该技术方案除具有实施例一的作用和效果外，进一步保证了环形端盖5与管头和管尾端面连接的可靠和稳定，同时确保环形端盖将压力传递给管头和管尾的纤维层。当然，环形端盖也可以凹槽，管头和管尾端面为凸起结构。
实施例三图4为本发明环形套的结构示意图。如图4所示，本实施例的增强部件5为环形套52以及与之一体设置的环形端盖51组成，其中环形套52套设在管头、管尾段上，环形端盖51扣合在管头和管尾端部，覆盖管头和管尾端部的截面。增强部件5可以为金属制品，也可以采用纤维制品。
本实施例主要通过环形端盖51和环形套52组成的增强部件5最大限度地发挥了其增强作用，环形端盖51覆盖在管头和管尾的端面，在顶进施工时，环形端盖51承受顶力能力是管头和管尾的4～7倍。与环形端盖51成一体结构的环形套52包覆在管头和管尾段的外表面上，可以进一步发挥环形端盖51的增强作用。
实施例四图5为本发明环形套的另一结构示意图。如图5所示，本实施例的环形套52套设在管头、管尾和管身与管头、管尾的连接段上，环形端盖51扣合在管头和管尾端部，覆盖管头和管尾端部的截面。增强部件5可以为金属制品，也可以采用纤维制品。本实施例能进一步提高管头和管尾的承受顶力能力。
实施例五图6为本发明加强环的结构示意图。本实施例的管头和管尾的管壁设置有加强层7，加强层7为加强环71，沿管壁同轴设置。增强部件5为环形端盖51，环形端盖51的表面与管头和管尾的端面贴合。在本实施例技术方案中，环形端盖51可以是金属制品，也可以是纤维制品，其作用和效果如前述实施例所述。加强环可以根据施工顶进的受力状况设置一层或多层，此外，加强环71可以仅设置在管头和管尾的管壁内，也可以连续设置在整个管道的管壁内。加强环71在管头和管尾的管壁内形成筒体结构，包含在纤维层内，可以从整体上提高玻璃钢夹砂顶管承受顶力能力。
如图6所示，本实施例的二层加强环71为金属制品，分别设置在夹砂层的两侧。环形端盖51也采用金属制品，与加强环71固接在一起。加强环71分别设置在夹砂层的两侧，可以将其承受的顶进压力均匀地传递出去，保证管头或管尾不会出现损坏。
实施例六图7为本发明加强条的结构示意图。本实施例的管头和管尾的管壁设置有加强层7，加强层7为加强条72，沿管壁环向间隔设置。加强条72可以沿管轴向连续设置在管头、管身和管尾的纤维层内，也可以仅仅设置在管头和管尾的纤维层内，以提高了玻璃钢夹砂顶管承受顶力能力，可以是金属制品，也可以是纤维制品。可以仅沿管壁环向设置，也可以沿管壁环向和径向二维设置。
如图7所示，本实施例的加强条72是一种薄形的纤维片，其纤维方向与玻璃钢夹砂顶管的轴向平行，因此具有轴向增强性能，极大地提高了管头和管尾承受顶力的能力。
实施例七图8为本发明外加强环的结构示意图。如图8所示，本实施例管头和管尾的管壁外表面设置了加强环71，增强部件5为环形端盖51结构，环形端盖51的表面与管头2和管尾3的端面贴合。在本实施例技术方案中，环形端盖51可以是金属制品，也可以是纤维制品，其作用和效果如前述实施例所述。加强环71除设置在管头和管尾的管壁外表面以外，还可以根据施工顶进的受力状况在纤维层内设置一层或多层。此外，加强环71可以仅设置在管头和管尾，也可以连续设置在整个管身。
在本实施例的技术方案中，根据施工顶进中管头和管尾与套管配合间隙不合理导致阻力增大的受力特点，合理地设计了加强环71的结构。由于管头和管尾的外表面为加强环71，可以精确地保证管头和管尾的外径，当与套环6连接配合时，具有合理的配合间隙，顶进过程中不会出现管端错动，大大减少了顶进阻力，且加工容易。加强环71和增强部件5的其他作用和效果同前所述。
现有技术由于施工顶进中管头和管尾的受力，套环6均为金属制品，无形中进一步加大了施工成本。本实施例由于管头和管尾的外表面为加强环71，所以套管6可以为金属，也可以为非金属。
显然，实施例一至实施例七的技术方案既可以单独存在，也可以相互组合成为新的技术方案，这里不再赘述。本发明玻璃钢夹砂顶管通过加强层和增强部件的结构设计，在具有优秀的力学性能基础上降低了成本，加工容易，并且能够保证管道结合部位安装配合的合理间隙。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明的具体实施方式
进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
权利要求
1.一种玻璃钢夹砂顶管，包括管头、管身和管尾，所述管头、管尾外壁上设有凹台，管头、管尾通过设置在所述凹台上的套环连接，其特征在于，所述管头、管身和管尾以树脂为基体，以玻璃纤维为增强材料层，以石英砂或碳酸钙为填料层，所述管头和管尾端部设有增强部件。
2.如权利要求1所述的玻璃钢夹砂顶管，其特征在于，所述管头、管尾管壁的夹砂层总厚度小于管身管壁的夹砂层总厚度。
3.如权利要求1所述的玻璃钢夹砂顶管，其特征在于，所述管头和管尾的管壁还设置有金属或非金属材质的加强层。
4.如权利要求3所述的玻璃钢夹砂顶管，其特征在于，所述加强层为加强条，设置在管壁中。
5.如权利要求3所述的玻璃钢夹砂顶管，其特征在于，所述加强层为加强环，设置在管壁中。
6.如权利要求3所述的玻璃钢夹砂顶管，其特征在于，所述加强层为金属制品，设置在管头和管尾的管壁内。
7.如权利要求3所述的玻璃钢夹砂顶管，其特征在于，所述加强层为金属制品，设置在管头和管尾的外表面。
8.如权利要求1-7任一所述的玻璃钢夹砂顶管，其特征在于，所述增强部件为环形端盖，环形端盖扣合在管头和管尾端部，覆盖管头和管尾端部的截面。
9.如权利要求1-7任一所述的玻璃钢夹砂顶管，其特征在于，所述环形端盖内侧面设有插入管壁内的凸起部件。
10.如权利要求1-6任一所述的玻璃钢夹砂顶管，其特征在于，所述增强部件由环形套以及与之一体设置的环形端盖构成，其中环形套套设在管头、管尾段上，环形端盖扣合在管头和管尾端部，覆盖管头和管尾端部的截面。
全文摘要
本发明涉及一种玻璃钢夹砂顶管，包括管头、管身和管尾，管头和管尾外壁上设有凹台，管头、管尾通过设置在凹台上的套环连接，管头、管身和管尾以树脂为基体，以玻璃纤维为增强材料层，以石英砂或碳酸钙为填料层，所述管头和管尾端部设有增强部件。所述增强部件可以是由环形套以及与之一体设置的环形端盖构成，环形套套设在管头、管尾段上，环形端盖扣合在管头和管尾端部，覆盖管头和管尾端部的截面。在本发明优选方案中，管头、管尾还设置有加强层，可以设置在管壁内，还可以设置在管壁外表面。本发明通过加强层和增强部件的结构设计，大大提高了玻璃钢夹砂顶管承受顶力能力，并最大限度地降低了玻璃钢夹砂顶管的成本。
文档编号F16L21/00GK1991224SQ20051013783
公开日2007年7月4日 申请日期2005年12月31日 优先权日2005年12月31日
发明者司金峰 申请人:陕西竞业玻璃钢有限公司