用穿插搭接法拼接的钢制波纹管的制作方法

本发明涉及城市地下设施技术领域，尤其涉及一种用穿插搭接法拼接的钢制波纹管。

背景技术：

钢制波纹管广泛应用于公路、铁路、桥梁、通道、挡土墙以及各种矿场、巷道挡墙支护等工程中的涵洞内，特别应用于崭新前沿领域——城市管廊。

目前用于钢制波纹管的波纹板90的外形如图13所示，板宽方向(波纹管9的轴向)上包含定量的波数，波纹板90的弧长为定长，多个弧长一定的波纹板沿周向首尾搭接围成一段圆周状的波纹管段。

目前，波纹管9轴向上的拼接一般采用内外层扣搭，即宽度方向上同一波形(波峰波谷相同)的波纹板沿轴向采用内外层扣搭方式进行拼接，如图12所示，即一段拼接好的圆周状的波纹管构成内层波纹管91，与其轴向相邻的另一段拼接好的圆周状的波纹管构成外层波纹管92，内层波纹管91的一端插入外层波纹管92与之相邻端部内侧并使用螺栓进行把合连接，在管体通长方向上通过波纹板间搭接过程中产生变形来实现拼接成型，对于固定波形的波纹板，搭扣后形成的波纹管的内外层的贴合度不够紧密，波纹板相互扣合的地方形成很大间隙，从设计制造上无法避免，不利于波纹管形成更大刚性和强度，且密封性差。

同时，如图14、图15所示，该搭接方法中轴向相邻的内层波纹管91和外层波纹管92搭接直接使用螺栓93连接，内层波纹管91和外层波纹管92的周向拼接也直接采用螺栓93连接，螺栓93直接穿设在连接用通孔中并通过螺母把合，连接时靠板间摩擦力来防止错动，螺栓93往往承受很大的剪切力，存在易剪断的问题，螺栓93强度及安全性降低，连接性能非常不可靠。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种用穿插搭接法拼接的钢制波纹管，以克服现有技术的缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用穿插搭接法拼接的钢制波纹管，克服现有技术中存在的拼接密封性差、刚性和强度无法保证等问题，该钢制波纹管拼接方式更为可靠，波纹管的刚性、强度和密封性得到有效提升。

本发明的另一目的在于提供一种用穿插搭接法拼接的钢制波纹管，通过增加抗剪锥套组提高连接可靠性，提高管体承载能力。

本发明的目的是这样实现的，一种用穿插搭接法拼接的钢制波纹管，包括多个沿轴向拼接的波纹管段，各所述波纹管段由多个呈弧形设置的波纹板沿周向顺序搭接拼接构成，相邻的两个波纹板的周向搭接处构成周向拼接双层部，一所述波纹管段的各所述波纹板的一端沿轴向分别插入且固定夹设于相邻另一所述波纹管段的对应的周向拼接双层部的一端。

在本发明的一较佳实施方式中，设定轴向相邻的两个波纹管段为第一波纹管段和第二波纹管段，所述第一波纹管段的一端与相邻的所述第二波纹管段的一端呈穿插搭接拼接设置，设定构成所述第一波纹管段的波纹板为第一波纹板，设定构成所述第二波纹管段的波纹板为第二波纹板，所述第一波纹板的数量与所述第二波纹板的数量相同，各所述第二波纹管段的周向拼接双层部与所述第一波纹管段的周向拼接双层部沿周向交错设置，各所述第二波纹板的一端分别沿轴向插入且固定夹设于所述第一波纹管段的对应的周向拼接双层部的一端，各所述第二波纹板的一端与所述第一波纹管段的对应的周向拼接双层部的一端贴合构成第一三层拼接部，各所述第一波纹板的一端分别沿轴向插入且固定夹设于所述第二波纹管段的对应的周向拼接双层部的一端，各所述第一波纹板的一端与所述第二波纹管段的对应的周向拼接双层部的一端贴合构成第二三层拼接部。

在本发明的一较佳实施方式中，所述周向拼接双层部由周向相邻的两个所述波纹板的周向端部叠置构成，所述周向拼接双层部处沿轴向间隔设置多组连接通孔，各所述连接通孔内穿设抗剪锥套组，所述抗剪锥套组上设置贯通的螺栓过孔，所述螺栓过孔内穿设通过连接螺栓，各连接螺栓的自由端通过螺母固定。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一三层拼接部处沿周向间隔设置多组连接通孔，各所述连接通孔内穿设抗剪锥套组，所述抗剪锥套组上设置贯通的螺栓过孔，所述螺栓过孔内穿设通过连接螺栓，各连接螺栓的自由端通过螺母固定。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第二三层拼接部处沿周向间隔设置多组连接通孔，各所述连接通孔内穿设抗剪锥套组，所述抗剪锥套组上设置贯通的螺栓过孔，所述螺栓过孔内穿设通过连接螺栓，各连接螺栓的自由端通过螺母固定。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一波纹板的一端与相邻的所述第二波纹板的一端之间贴合构成轴向拼接双层部，所述轴向拼接双层部处沿周向间隔设置多组连接通孔，各所述连接通孔内穿设抗剪锥套组，所述抗剪锥套组上设置贯通的螺栓过孔，所述螺栓过孔内穿设通过连接螺栓，各连接螺栓的自由端通过螺母固定。

在本发明的一较佳实施方式中，所述抗剪锥套组包括能相互楔合的外锥套和内锥套，所述外锥套内设置直径向下渐缩的内锥孔，所述外锥套的侧壁上设置贯通的周向伸缩狭缝，所述内锥套的外壁上设置能与所述内锥孔匹配楔合的外锥部，所述内锥套的内腔构成所述螺栓过孔，所述外锥套的外径尺寸和所述内锥套的最大外径尺寸均与所述连接通孔的内径尺寸相同设置，所述抗剪锥套组的长度尺寸与所述连接通孔的长度尺寸匹配设置。

在本发明的一较佳实施方式中，所述外锥套自所述波纹板的内凹壁向所述波纹板的外凸壁的方向延伸穿入所述连接通孔，所述内锥套自所述波纹板的外凸壁向所述波纹板的内凹壁的方向延伸穿入所述连接通孔，所述内锥套的外锥部穿入且楔合于所述外锥套的内锥孔内。

在本发明的一较佳实施方式中，所述连接螺栓的一端位于所述波纹板的内凹壁的内侧位置处套设有凸垫块，所述凸垫块的凸起部顶抵于所述波纹板的内凹壁上，所述凸垫块与所述凸起部相对的端面呈平面设置；所述连接螺栓的另一端位于所述波纹板的外凸壁的外侧位置处套设有凹垫块，所述凹垫块的内凹部顶抵于所述波纹板的外凸壁上，所述凹垫块与所述内凹部相对的端面呈平面设置。

在本发明的一较佳实施方式中，所述用穿插搭接法拼接的钢制波纹管的横截面呈圆形、簸箕形、马蹄形、拱形或梨形设置。

由上所述，本发明的用穿插搭接法拼接的钢制波纹管具有如下有益效果：

本发明的用穿插搭接法拼接的钢制波纹管使用新型的轴向拼接方法，采用穿插搭接法代替现有技术中内外层扣搭法，大大减小穿插搭接的波纹板之间的沿径向的缝隙，提高贴合度，拼接方式更为可靠，波纹管的刚性、强度和密封性得到有效提升；本发明的用穿插搭接法拼接的钢制波纹管中，各波纹管段的波纹板的周向拼接双层部和轴向拼接处的连接通孔内均加设抗剪锥套组，连接螺栓预紧时抗剪锥套组外胀胀紧连接通孔，连接螺栓的螺杆部得到可靠的径向防护，抗剪锥套组能够提高连接螺栓的抗剪性能，抗剪锥套组能够防止贴合的波纹板之间的错动，抗剪锥套组能够提高各波纹管段的轴向和周向拼接连接的可靠性，有效地提高了管体的承载能力；本发明的用穿插搭接法拼接的钢制波纹管的轴向和周向拼接可靠，能够形成多种截面形状的钢制波纹管，适用范围更加广泛。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1：为本发明的用穿插搭接法拼接的钢制波纹管的结构示意图。

图2：为图1中相邻波纹管段轴向拼接处a截面的剖视图。

图3：为图1中b截面处剖视图。

图4：为图3中ⅰ处放大图。

图5：为图3中ⅱ处放大图。

图6：为图3中ⅲ处放大图。

图7：为本发明的抗剪锥套组的结构示意图。

图8：为本发明的外锥套的结构示意图。

图9：为本发明的内锥套的结构示意图。

图10：为本发明的凸垫块的结构示意图。

图11：为本发明的凹垫块的结构示意图。

图12：为现有钢制波纹管内外层扣搭处的截面示意图。

图13：为波纹板的结构示意图。

图14：为现有的双层板结构处的连接示意图。

图15：为现有的三层板结构处的连接示意图。

图中：

100、用穿插搭接法拼接的钢制波纹管；

101、周向拼接双层部；102、轴向拼接双层部；

1、第一波纹管段；11、第一波纹板；

2、第二波纹管段；21、第二波纹板；

31、第一三层拼接部；32、第二三层拼接部；

40、连接通孔；

41、抗剪锥套组；

410、螺栓过孔；

411、外锥套；4111、内锥孔；4112、周向伸缩狭缝；

412、内锥套；4121、外锥部；

42、连接螺栓；

43、螺母；

44、凸垫块；

45、凹垫块；

9、波纹管；

90、波纹板；91、内层波纹管；92、外层波纹管；93、螺栓。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1至图11所示，本发明提供一种用穿插搭接法拼接的钢制波纹管100，包括多个沿轴向拼接的波纹管段，各波纹管段由多个呈弧形设置的波纹板沿周向顺序搭接拼接构成，相邻的两个波纹板的周向搭接处构成周向拼接双层部101(沿波纹管段的轴向设置)，一波纹管段的各波纹板的一端分别沿轴向插入且固定夹设于相邻另一波纹管段的对应的周向拼接双层部的一端。本发明的用穿插搭接法拼接的钢制波纹管100使用新型的轴向拼接方法，采用穿插搭接法代替现有技术中内外层扣搭法，大大减小穿插搭接的波纹板之间的沿径向(即钢制波纹管的横截面直径方向)的缝隙，提高贴合度，拼接方式更为可靠，波纹管的刚性、强度和密封性得到有效提升。

进一步，如图1(图1中a剖切面为相邻两个波纹管段轴向拼接处的横截面，b剖切面为沿钢制波纹管轴向的纵切面)所示，设定轴向相邻的两个波纹管段为第一波纹管段1和第二波纹管段2，第一波纹管段1的一端与相邻的第二波纹管段2的一端呈穿插搭接拼接设置，设定构成第一波纹管段1的波纹板为第一波纹板11，设定构成第二波纹管段2的波纹板为第二波纹板21，所述第一波纹板的数量与所述第二波纹板的数量相同，各第二波纹管段2的周向拼接双层部与第一波纹管段1的周向拼接双层部沿周向交错设置，各第二波纹板21的一端分别沿轴向插入且固定夹设于第一波纹管段1的对应的周向拼接双层部的一端，第二波纹板21的一端插入第一波纹管段1的周向拼接双层部内的距离为1～2个波纹的长度(具体距离根据实际情况确定)，各第二波纹板21的一端与第一波纹管段1的对应的周向拼接双层部的一端贴合构成第一三层拼接部31，各第一波纹板11的一端分别沿轴向插入且固定夹设于第二波纹管段2的对应的周向拼接双层部的一端，第一波纹板11的一端插入第二波纹管段2的周向拼接双层部内的距离为1～2个波纹的长度(具体距离根据实际情况确定)，各第一波纹板11的一端与第二波纹管段2的对应的周向拼接双层部的一端贴合构成第二三层拼接部32。

进一步，如图5、图7所示，周向拼接双层部101由周向相邻的两个波纹板的周向端部叠置构成(第一波纹管段1的周向拼接双层部101由周向相邻的两个第一波纹板11的周向端部叠置构成，第二波纹管段2的周向拼接双层部由周向相邻的两个第二波纹板21的周向端部叠置构成)，周向拼接双层部处沿轴向间隔设置多组连接通孔40，构成周向拼接双层部的两层波纹板的周向端部都设有相对的透孔，两个透孔对应并连通构成前述的连接通孔40，各连接通孔40内穿设抗剪锥套组41，抗剪锥套组41上设置贯通的螺栓过孔410，螺栓过孔内穿设通过连接螺栓42，各连接螺栓42的自由端通过螺母43固定。

进一步，如图4、图7所示，第一三层拼接部31处沿周向间隔设置多组连接通孔40，在本实施方式中，第一三层拼接部31处沿周向间隔设置两组连接通孔40，即构成第一三层拼接部31的两层第一波纹板11以及二者之间夹设的第二波纹板21上都设有相对的透孔，三个透孔对应并连通构成前述的连接通孔40；各连接通孔40内穿设抗剪锥套组41，抗剪锥套组41上设置贯通的螺栓过孔410，螺栓过孔内穿设通过连接螺栓42，各连接螺栓42的自由端通过螺母43固定。

进一步，如图6、图7所示，第二三层拼接部32处沿周向间隔设置多组连接通孔40，在本实施方式中，第二三层拼接部32处沿周向间隔设置两组连接通孔40，即构成第二三层拼接部32的两层第二波纹板21以及二者之间夹设的第一波纹板11上都设有相对的透孔，三个透孔对应并连通构成前述的连接通孔40；各连接通孔40内穿设抗剪锥套组41，抗剪锥套组41上设置贯通的螺栓过孔410，螺栓过孔内穿设通过连接螺栓42，各连接螺栓42的自由端通过螺母43固定。

进一步，如图2、图7所示，第一波纹管段1的一端与第二波纹管段2的一端呈穿插设置，在本实施方式中穿插距离为1～2个波纹的长度，从而第一波纹板11的一端与相邻的第二波纹板21的一端之间贴合构成轴向拼接双层部102(沿波纹管段的周向设置)，轴向拼接双层部102处沿周向间隔设置多组连接通孔40，各连接通孔40内穿设抗剪锥套组41，抗剪锥套组41上设置贯通的螺栓过孔410，螺栓过孔内穿设通过连接螺栓42，各连接螺栓42的自由端通过螺母43固定。

本发明的用穿插搭接法拼接的钢制波纹管100中，各波纹管段的周向拼接双层部101的连接通孔40内加设抗剪锥套组41，各波纹管段的轴向拼接处(第一三层拼接部31、第二三层拼接部32和轴向拼接双层部102)的连接通孔40内加设抗剪锥套组41，连接螺栓42预紧时抗剪锥套组41外胀胀紧连接通孔40，连接螺栓42的螺杆部得到抗剪锥套组41可靠的径向防护，抗剪锥套组41能够提高连接螺栓42的抗剪性能，抗剪锥套组41能够防止贴合的波纹板之间的错动，抗剪锥套组41能够提高各波纹管段的轴向和周向拼接连接的可靠性，有效地提高了管体的承载能力。

进一步，如图4至图9所示，抗剪锥套组41包括能相互楔合的外锥套411和内锥套412，外锥套411内设置直径向下渐缩的内锥孔4111，外锥套411的侧壁上设置贯通的周向伸缩狭缝4112，内锥套412的外壁上设置能与内锥孔4111匹配楔合的外锥部4121，内锥套412的内腔构成螺栓过孔410，外锥套411的外径尺寸和内锥套412的最大外径尺寸均与连接通孔40的内径尺寸相同设置，抗剪锥套组41的长度尺寸与连接通孔40的长度尺寸匹配设置。周向伸缩狭缝4112能够满足内锥套412和外锥套411的楔紧需求，连接螺栓42穿设于抗剪锥套组41的螺栓过孔内，由于周向伸缩狭缝4112的存在，连接螺栓42预紧时外锥套411外胀胀紧连接通孔40，连接螺栓42的螺杆部(现有技术)得到可靠的径向(螺杆部横截面的直径方向)防护，抗剪锥套组41能够提高连接螺栓42的抗剪性能，提高连接的可靠性。

进一步，如图4、图5、图6所示，在本发明的一具体实施例中，外锥套411自波纹板的内凹壁向波纹板的外凸壁的方向延伸穿入连接通孔40，内锥套412自波纹板的外凸壁向波纹板的内凹壁的方向延伸穿入连接通孔40，内锥套412的外锥部穿入且楔合于外锥套411的内锥孔4111内。外锥套411和内锥套412的穿入方向也可以对调调整，以方便安装为宜。

进一步，如图4、图5、图6、图10、图11所示，在本发明的一具体实施例中，连接螺栓42的一端位于波纹板的内凹壁的内侧位置处套设有凸垫块44，凸垫块44的凸起部顶抵于波纹板的内凹壁上，凸垫块44与凸起部相对的端面呈平面设置，连接螺栓42的头部端面通过弹性垫圈顶抵于该平面端面上；连接螺栓42的另一端位于波纹板的外凸壁的外侧位置处套设有凹垫块45，凹垫块45的内凹部顶抵于波纹板的外凸壁上，凹垫块45与内凹部相对的端面呈平面设置。在本实施方式中，各螺母43的一端顶抵于凹垫块45与凸起部相对的端面上。凸垫块44和凹垫块45使得连接螺栓42的头部、螺母43与波纹板之间稳定可靠地顶抵，从而使连接螺栓42对波纹板的连接更加稳定可靠。

进一步，用穿插搭接法拼接的钢制波纹管100采用穿插搭接的轴向拼接法，相邻波纹管段的拼接处更加贴合紧密，轴向拼接可靠，因波纹板的波纹弧的曲率半径不同、搭接位置有别而能够围成不同的形状，用穿插搭接法拼接的钢制波纹管的横截面可以呈圆形、簸箕形、马蹄形、拱形或梨形设置。

由上所述，本发明的用穿插搭接法拼接的钢制波纹管具有如下有益效果：

本发明的用穿插搭接法拼接的钢制波纹管使用新型的轴向拼接方法，采用穿插搭接法代替现有技术中内外层扣搭法，大大减小穿插搭接的波纹板之间的沿径向的缝隙，提高贴合度，拼接方式更为可靠，波纹管的刚性、强度和密封性得到有效提升；本发明的用穿插搭接法拼接的钢制波纹管中，各波纹管段的波纹板的周向拼接双层部和轴向拼接处的连接通孔内均加设抗剪锥套组，连接螺栓预紧时抗剪锥套组外胀胀紧连接通孔，连接螺栓的螺杆部得到可靠的径向防护，抗剪锥套组能够提高连接螺栓的抗剪性能，抗剪锥套组能够防止贴合的波纹板之间的错动，抗剪锥套组能够提高各波纹管段的轴向和周向拼接连接的可靠性，有效地提高了管体的承载能力；本发明的用穿插搭接法拼接的钢制波纹管的轴向和周向拼接可靠，能够形成多种截面形状的钢制波纹管，适用范围更加广泛。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。