CN111395397A - 一种折弯型沉管防变形结构及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种折弯型沉管防变形结构及施工方法，属于沉管领域，本发明公开的一种折弯型沉管防变形结构，包括沉管本体，所述沉管本体包括第一管段和第二管段，所述第一管段与所述第二管段之间夹角为锐角；所述第一管段与所述第二管段上均套设有调距机构，所述调距机构可沿所述第一管段与所述第二管段轴线方向移动；每个所述调距机构上均连接有配重浮箱，所述配重浮箱与所述第一管段与所述第二管段轴线之间夹角可调。配重浮箱浮力垂直于其平面，改变其在沉管本体的位置以及与沉管本体之间的夹角，可以改变沉管沉放时的角度，从而使得沉放时受力均匀不易弯折变形。
Description
技术领域
本发明涉及沉管领域，尤其涉及一种折弯型沉管防变形结构及施工方法。
背景技术
浮箱吊沉法是比较新的一种管段沉放法。通常在管段上方放4只方形浮箱,用吊索直接将管段系吊，浮箱分成前后两组,每组两只浮箱用钢桁架联成整体,并用锚索将各组浮箱定位，在浮箱顶上安设起吊卷扬机和浮箱定位卷扬机。管段的定位须在其左右前后另用锚索牵拉，其定位卷扬机则设于定位塔的顶部。这一沉放法的主要特点是设备简单，适用于宽度20米以上的大、中型管段。
中国专利文献公开号CN104676108A公开的一种跨海钢沉管的设计方法。该跨海钢沉管的设计方法包括以下步骤：(1)所述跨海钢沉管包括同一平面上的曲率半径相等的两上弯段及两下弯段，根据海床地形，确定管道线路布置；(2)计算设计曲率半径：根据管道材料强度及其受力特性，按照规范计算得出设计曲率半径，根据管道线路布置及设计曲率半径，确定上弯段、下弯段弧长；(3)基于管道线路布置及设计曲率半径，在海床挖出与管道线路相匹配的基槽；(4)施工拖行管道，并且确保管道沉放后的曲率半径等于设计曲率半径。
在沉管安装时，在水域与陆地相接的地方为了更好的连接，该处位置的沉管需要制作成弯折的一体管道，同时为了防锈在管道外壁会覆盖涂层，而该种弯折的沉管安装时容易发生形变使得涂层容易脱落，导致沉管质量受损。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种折弯型沉管防变形结构，安装时改变沉管本体的沉放角度，使得受力均匀不易产生变形，使得沉管安装质量得到保证。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供的一种折弯型沉管防变形结构，包括沉管本体，所述沉管本体包括第一管段和第二管段，所述第一管段与所述第二管段之间夹角为锐角；所述第一管段与所述第二管段上均套设有调距机构，所述调距机构可沿所述第一管段与所述第二管段轴线方向移动；每个所述调距机构上均连接有配重浮箱，所述配重浮箱与所述第一管段与所述第二管段轴线之间夹角可调。
本发明优选地技术方案在于，所述调距机构包括两个并排的安装环，所述安装环内侧设置有若干个导向轮，所述沉管本体下侧设置有匹配的导向棱条槽，下侧的所述导向轮沿所述导向棱条槽长度方向移动，其余的所述导向轮与所述沉管本体侧壁相抵。
本发明优选地技术方案在于，所述调距机构还包括两个防水电机，两个所述安装环之间设置有固定平台，两个所述防水电机均固定于所述固定平台上；所述沉管本体两端以及转折处均设置有连接座，两个所述防水电机通过缆绳分别连接其两侧的两个所述连接座。
本发明优选地技术方案在于，所述配重浮箱的一侧下方设置有两个连接杆，两个所述连接杆的另一端固定连接有转轴，所述安装环的外侧设置匹配的有安装支座，所述转轴与所述安装支座转动连接，所述配重浮箱的另一侧下方设置有伸缩装置。
本发明优选地技术方案在于，所述伸缩装置包括防水伸缩杆，所述防水伸缩杆的一端固定于所述配重浮箱的下侧，所述防水伸缩杆的另一端设置有连接轴，所述安装环的外侧设置有滑接支座，所述滑接支座上设置有长条槽，所述连接轴转动连接于所述长条槽中，且可沿所述长条槽的长度方向移动。
本发明优选地技术方案在于，两个所述安装环之间设置有若干个固定杆。
本发明优选地技术方案在于，两个所述防水电机的安装朝向相反，以从两侧连接所述连接座，以使得传动力平衡。
一种折弯型沉管防变形结构施工方法，包括步骤S00：在沉管本体的外侧焊接导向棱条槽和连接座，然后在整个沉管本体外侧设置防锈涂层；步骤S10：通过固定杆将两个安装环焊接在一起，同时焊接上固定平台，在安装环上焊接上安装支座、滑接支座，将两个防水电机固定在固定平台上，将焊接好的安装环分别套入第一管段与第二管段，然后用缆绳连接防水电机输出轴和连接座；步骤S20：将安装好安装环的沉管本体吊装至水面，在水中完成配重浮箱的连接；步骤S30：启动防水电机调节配重浮箱的位置，同时调节防水伸缩杆的长度，使得配重浮箱处于水平状态时，第一管段与第二管段轴线方向与水平线方向构成等腰三角形；步骤S40：改变配重浮箱的浮力，使得沉管缓慢下沉，同时采用船吊配合安放，在下降时可根据沉管本体受力情况调节防水电机和防水伸缩杆；步骤S50：在沉管安放阶段，通过将第一管段的防水伸缩电机伸长，第二管段的防水伸缩电机缩短，同时改变配重浮箱的浮力，使得沉管本体达到需要安装的角度，然后完成安放；步骤S60：将安装环切割拆除，通过船吊将其提起，固定沉管本体。
本发明的有益效果为：
本发明提供的一种折弯型沉管防变形结构，包括沉管本体，所述沉管本体包括第一管段和第二管段，所述第一管段与所述第二管段之间夹角为锐角；所述第一管段与所述第二管段上均套设有调距机构，所述调距机构可沿所述第一管段与所述第二管段轴线方向移动；每个所述调距机构上均连接有配重浮箱，所述配重浮箱与所述第一管段与所述第二管段轴线之间夹角可调。配重浮箱浮力垂直于其平面，改变其在沉管本体的位置以及与沉管本体之间的夹角，可以改变沉管沉放时的角度，从而使得沉放时受力均匀不易弯折变形。
附图说明
图1是本发明具体实施方式中提供的折弯型沉管防变形结构整体结构示意图；
图2是本发明具体实施方式中提供的图1中A部分放大的示意图；
图3是本发明具体实施方式中提供的折弯型沉管防变形结构端面结构的示意图；
图中：
1、沉管本体；11、第一管段；12、第二管段；13、导向棱条槽；14、连接座；21、固定杆；22、固定平台；23、安装支座；24、导向轮；3、配重浮箱；31、连接杆；32、转轴；4、调距机构；41、防水电机；42、安装环；5、伸缩装置；51、防水伸缩杆；52、滑接支座；511、连接轴；521、长条槽。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1所示，本实施例中提供的一种折弯型沉管防变形结构，包括沉管本体1，所述沉管本体1包括第一管段11和第二管段12，所述第一管段11与所述第二管段12之间夹角为锐角；所述第一管段11与所述第二管段12上均套设有调距机构4，所述调距机构4可沿所述第一管段11与所述第二管段12轴线方向移动；每个所述调距机构4上均连接有配重浮箱3，所述配重浮箱3与所述第一管段11与所述第二管段12轴线之间夹角可调。由于配重浮箱3的浮力垂直于其平面，在沉放时，通过改变调距机构4在第一管段11和第二管段12的不同位置，同时调节两个配重浮箱3的浮力大小，使得可以改变第一管段11和第二管段12连接有安装环42位置的高低位置，从而改变沉管本体1沉放时的空间位置，使得在沉放时沉管本体1受力均匀，不易产生形变导致防锈涂层损坏。同时通过防水伸缩杆51调节配重浮箱3与沉管本体1之间的夹角，使得改变作用力方向，可以进一步辅助矫正沉管本体1的姿态。
优选的，所述调距机构4包括两个并排的安装环42，两个所述安装环42之间设置有若干个固定杆21。所述安装环42内侧设置有若干个导向轮24，所述沉管本体1下侧设置有匹配的导向棱条槽13，下侧的所述导向轮24沿所述导向棱条槽13长度方向移动，其余的所述导向轮24与所述沉管本体1侧壁相抵。在沉放时，沉管本体1下侧受力较大，通过设置导向棱条槽13可以将作用力都集中在导向棱条槽13中，从而使得沉管本体1其他地方不易变形，同时导向棱条槽13还可以很好的限制安装环42，使得其只能沿导向棱条槽13长度方向移动，不会产生转动。同时导向棱条槽13在沉管本体1安装之后也可以与地基更好的作用，提高安装强度。
优选的，所述调距机构4还包括两个防水电机41，两个所述防水电机41的安装朝向相反，以从两侧连接所述连接座14，以使得传动力平衡。两个所述安装环42之间设置有固定平台22，两个所述防水电机41均固定于所述固定平台22上；所述沉管本体1两端以及转折处均设置有连接座14，两个所述防水电机41通过缆绳分别连接其两侧的两个所述连接座14。第一管段11靠近管端面的防水电机41从固定平台22的一侧连接管端面处的连接座14，第一管段11靠近转折位置的防水电机41从固定平台22的另一侧连接转折处的连接座14。同理第二管段12的连接方式相同。在需要调节安装环42往折弯处移动时，靠近折弯处的防水电机41转动缩短缆绳，另一个防水电机41将缆绳放长，在作用时，两个防水电机41的作用力不在同一直线，从而会产生一点的扭转力，该扭转力可以与电机作用与安装环42一侧所产生的扭转力相互作用，从而使得安装环42受力更加均衡。
优选的，所述配重浮箱3的一侧下方设置有两个连接杆31，两个所述连接杆31的另一端固定连接有转轴32，所述安装环42的外侧设置匹配的有安装支座23，所述转轴32与所述安装支座23转动连接，所述配重浮箱3的另一侧下方设置有伸缩装置5。进一步地，所述伸缩装置5包括防水伸缩杆51，所述防水伸缩杆51的一端固定于所述配重浮箱3的下侧，所述防水伸缩杆51的另一端设置有连接轴511，所述安装环42的外侧设置有滑接支座52，所述滑接支座52上设置有长条槽521，所述连接轴511转动连接于所述长条槽521中，且可沿所述长条槽521的长度方向移动。在调节配重浮箱3与第一管段11或第二管段12的夹角时，改变防水伸缩杆51的长度，防水伸缩杆51的连接轴511将沿长条槽521的长度方向滑动，同时配重浮箱3另一端的转轴32会相应的旋转，配重浮箱3的浮力垂直于其平面，改变配重浮箱3与沉管本体1的夹角可以提供不同方向的作用力，从而可以方便改变沉管本体1的姿态，使得沉放时受力均匀，不易弯折损坏。
一种折弯型沉管防变形结构施工方法，包括步骤S00：在沉管本体1的外侧焊接导向棱条槽13和连接座14，然后在整个沉管本体1外侧设置防锈涂层；步骤S10：通过固定杆21将两个安装环42焊接在一起，同时焊接上固定平台22，在安装环42上焊接上安装支座23、滑接支座52，将两个防水电机41固定在固定平台22上，将焊接好的安装环42分别套入第一管段11与第二管段12，然后用缆绳连接防水电机41输出轴和连接座14；步骤S20：将安装好安装环42的沉管本体1吊装至水面，在水中完成配重浮箱3的连接；步骤S30：启动防水电机41调节配重浮箱3的位置，同时调节防水伸缩杆51的长度，使得配重浮箱3处于水平状态时，第一管段11与第二管段12轴线方向与水平线方向构成等腰三角形；步骤S40：改变配重浮箱3的浮力，使得沉管缓慢下沉，同时采用船吊配合安放，在下降时可根据沉管本体1受力情况调节防水电机41和防水伸缩杆51；步骤S50：在沉管安放阶段，通过将第一管段11的防水伸缩电机伸长，第二管段12的防水伸缩电机缩短，同时改变配重浮箱3的浮力，使得沉管本体1达到需要安装的角度，然后完成安放；步骤S60：将安装环42切割拆除，通过船吊将其提起，固定沉管本体1。
本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。
Claims (8)
1.一种折弯型沉管防变形结构，包括沉管本体(1)，所述沉管本体(1)包括第一管段(11)和第二管段(12)，所述第一管段(11)与所述第二管段(12)之间夹角为锐角；其特征在于：
所述第一管段(11)与所述第二管段(12)上均套设有调距机构(4)，所述调距机构(4)可沿所述第一管段(11)与所述第二管段(12)轴线方向移动；
每个所述调距机构(4)上均连接有配重浮箱(3)，所述配重浮箱(3)与所述第一管段(11)与所述第二管段(12)轴线之间夹角可调。
2.根据权利要求1所述的折弯型沉管防变形结构，其特征在于：
所述调距机构(4)包括两个并排的安装环(42)，所述安装环(42)内侧设置有若干个导向轮(24)，所述沉管本体(1)下侧设置有匹配的导向棱条槽(13)，下侧的所述导向轮(24)沿所述导向棱条槽(13)长度方向移动，其余的所述导向轮(24)与所述沉管本体(1)侧壁相抵。
3.根据权利要求2所述的折弯型沉管防变形结构，其特征在于：
所述调距机构(4)还包括两个防水电机(41)，两个所述安装环(42)之间设置有固定平台(22)，两个所述防水电机(41)均固定于所述固定平台(22)上；
所述沉管本体(1)两端以及转折处均设置有连接座(14)，两个所述防水电机(41)通过缆绳分别连接其两侧的两个所述连接座(14)。
4.根据权利要求1所述的折弯型沉管防变形结构，其特征在于：
所述配重浮箱(3)的一侧下方设置有两个连接杆(31)，两个所述连接杆(31)的另一端固定连接有转轴(32)，所述安装环(42)的外侧设置匹配的有安装支座(23)，所述转轴(32)与所述安装支座(23)转动连接，所述配重浮箱(3)的另一侧下方设置有伸缩装置(5)。
5.根据权利要求1所述的折弯型沉管防变形结构，其特征在于：
所述伸缩装置(5)包括防水伸缩杆(51)，所述防水伸缩杆(51)的一端固定于所述配重浮箱(3)的下侧，所述防水伸缩杆(51)的另一端设置有连接轴(511)，所述安装环(42)的外侧设置有滑接支座(52)，所述滑接支座(52)上设置有长条槽(521)，所述连接轴(511)转动连接于所述长条槽(521)中，且可沿所述长条槽(521)的长度方向移动。
6.根据权利要求2或3所述的折弯型沉管防变形结构，其特征在于：
两个所述安装环(42)之间设置有若干个固定杆(21)。
7.根据权利要求3所述的折弯型沉管防变形结构，其特征在于：
两个所述防水电机(41)的安装朝向相反，以从两侧连接所述连接座(14)，以使得传动力平衡。
8.一种折弯型沉管防变形结构施工方法，其特征在于，包括：
步骤S00：在沉管本体(1)的外侧焊接导向棱条槽(13)和连接座(14)，然后在整个沉管本体(1)外侧设置防锈涂层；
步骤S10：通过固定杆(21)将两个安装环(42)焊接在一起，同时焊接上固定平台(22)，在安装环(42)上焊接上安装支座(23)、滑接支座(52)，将两个防水电机(41)固定在固定平台(22)上，将焊接好的安装环(42)分别套入第一管段(11)与第二管段(12)，然后用缆绳连接防水电机(41)输出轴和连接座(14)；
步骤S20：将安装好安装环(42)的沉管本体(1)吊装至水面，在水中完成配重浮箱(3)的连接；
步骤S30：启动防水电机(41)调节配重浮箱(3)的位置，同时调节防水伸缩杆(51)的长度，使得配重浮箱(3)处于水平状态时，第一管段(11)与第二管段(12)轴线方向与水平线方向构成等腰三角形；
步骤S40：改变配重浮箱(3)的浮力，使得沉管缓慢下沉，同时采用船吊配合安放，在下降时可根据沉管本体(1)受力情况调节防水电机(41)和防水伸缩杆(51)；
步骤S50：在沉管安放阶段，通过将第一管段(11)的防水伸缩电机伸长，第二管段(12)的防水伸缩电机缩短，同时改变配重浮箱(3)的浮力，使得沉管本体(1)达到需要安装的角度，然后完成安放；
步骤S60：将安装环(42)切割拆除，通过船吊将其提起，固定沉管本体(1)。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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