本申請涉及輸水管道，特別是涉及給排水承壓組合管道。

背景技術(shù)：

1、在某些特定應(yīng)用場景中，需要應(yīng)用高壓力或大口徑管道，其內(nèi)部壓力可能達到10mpa或更高，內(nèi)徑則可以達到4m或以上。在某些情況下，這些管道需要承受上部荷載，例如埋地管道需要承受土壤或堆積荷載。因此，對管道結(jié)構(gòu)的承載能力提出了極高的要求。

2、工程中常用的大口徑管道一般有鋼管、預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管(pccp)管等。當(dāng)使用純鋼管時，需要很厚的管壁才可以滿足承載力的要求。然而，厚管壁會因為其自重和體積使得加工、運輸以及施工等都有諸多不便。使用pccp管時，混凝土占了管道結(jié)構(gòu)的一大部分，因此此類管道自重較大，導(dǎo)致施工較為不便。除此之外，有若干工程案例是pccp管道突然爆裂，其主要原因都是管道上的預(yù)應(yīng)力鋼絲腐蝕問題。當(dāng)預(yù)應(yīng)力鋼絲腐蝕甚至斷裂后，失去預(yù)應(yīng)力的混凝土管道將無法承受拉應(yīng)力，從而導(dǎo)致管道爆裂。此類破壞為突然發(fā)生的脆性破壞，難以事先預(yù)知。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于此，有必要針對上述提及的技術(shù)問題，提供一種給排水承壓組合管道。

2、本申請?zhí)峁┝艘环N給排水承壓組合管道，所述給排水承壓組合管道包括：

3、內(nèi)管道，所述內(nèi)管道具有第一內(nèi)徑和第一外徑；

4、外管道，所述外管道具有第二內(nèi)徑和第二外徑，所述內(nèi)管道的第一外徑小于所述外管道的第二內(nèi)徑，所述內(nèi)管道設(shè)置在所述外管道的管道內(nèi)腔中，且所述內(nèi)管道的中心軸線和所述外管道的中心軸線重合，所述內(nèi)管道的管道外壁和所述外管道的管道內(nèi)壁之間具有夾層填充空間；

5、連接結(jié)構(gòu)，所述連接結(jié)構(gòu)包括若干第一結(jié)構(gòu)連接件和若干第二結(jié)構(gòu)連接件，若干所述第一結(jié)構(gòu)連接件設(shè)置在所述內(nèi)管道的管道外壁，若干所述第二結(jié)構(gòu)連接件設(shè)置在所述外管道的管道內(nèi)壁；

6、填充物質(zhì)，所述填充物質(zhì)填充在所述內(nèi)管道和所述外管道之間的夾層填充空間中，所述內(nèi)管道及其上的所述第一結(jié)構(gòu)連接件通過所述填充物質(zhì)與所述外管道及其上的所述第二結(jié)構(gòu)連接件相互固定。

7、在其中一個實施例中，所述內(nèi)管道的材料為鋼；和/或，

8、所述外管道的材料為鋼；和/或，

9、所述填充物質(zhì)為混凝土或砂漿。

10、在其中一個實施例中，所述內(nèi)管道的第一內(nèi)徑大于8m。

11、在其中一個實施例中，所述內(nèi)管道的管壁厚度在5mm至30mm之間；和/或，

12、所述外管道的管壁厚度在5mm至30mm之間。

13、在其中一個實施例中，所述夾層填充空間的徑向夾層厚度大于30mm。

14、在其中一個實施例中，每個所述第一結(jié)構(gòu)連接件均沿著所述內(nèi)管道的軸向方向延伸，且若干所述第一結(jié)構(gòu)連接件沿著所述內(nèi)管道的圓周方向分布；和/或，

15、每個所述第二結(jié)構(gòu)連接件沿著所述外管道的軸向方向延伸，且若干所述第二結(jié)構(gòu)連接件沿著所述外管道的圓周方向分布。

16、在其中一個實施例中，所述第一結(jié)構(gòu)連接件為長方形元件，所述第一結(jié)構(gòu)連接件的長邊與所述內(nèi)管道的中心軸線平行，所述第一結(jié)構(gòu)連接件的短邊與所述內(nèi)管道的中心軸線垂直，所述第一結(jié)構(gòu)連接件的短邊小于所述內(nèi)管道和所述外管道之間的徑向夾層厚度；和/或，

17、所述第二結(jié)構(gòu)連接件為長方形元件，所述第二結(jié)構(gòu)連接件的長邊與所述外管道的中心軸線平行，所述第二結(jié)構(gòu)連接件的短邊與所述外管道的中心軸線垂直，所述第二結(jié)構(gòu)連接件的短邊小于所述內(nèi)管道和所述外管道之間的徑向夾層厚度。

18、在其中一個實施例中，在所述內(nèi)管道設(shè)置的若干所述第一結(jié)構(gòu)連接件中，沿著所述內(nèi)管道的圓周方向相鄰的兩個所述第一結(jié)構(gòu)連接件之間具有第一間隔空間，在所述外管道設(shè)置的若干所述第二結(jié)構(gòu)連接件中，沿著所述外管道的圓周方向相鄰的兩個所述第二結(jié)構(gòu)連接件之間具有第二間隔空間；

19、所述內(nèi)管道設(shè)置的若干所述第一結(jié)構(gòu)連接件均與所述外管道上的若干第二間隔空間徑向相對，所述外管道設(shè)置的若干所述第二結(jié)構(gòu)連接件均與所述內(nèi)管道上的若干第一間隔空間徑向相對。

20、在其中一個實施例中，沿著所述內(nèi)管道和所述外管道的圓周方向，若干所述第一結(jié)構(gòu)連接件和若干所述第二結(jié)構(gòu)連接件一個一個地依次間隔分布。

21、在其中一個實施例中，所述第一結(jié)構(gòu)連接件與所述內(nèi)管道的管道外壁焊接；和/或，

22、所述第二結(jié)構(gòu)連接件與所述外管道的管道內(nèi)壁焊接；和/或，

23、所述第一結(jié)構(gòu)連接件被配置為徑向方向的截面形狀為t形或l形的肋板，所述第一結(jié)構(gòu)連接件的徑向最大寬度小于所述內(nèi)管道和所述外管道之間的徑向夾層厚度；和/或，

24、所述第二結(jié)構(gòu)連接件被配置為徑向方向的截面形狀為t形或l形的肋板，所述第一結(jié)構(gòu)連接件的徑向最大寬度小于所述內(nèi)管道和所述外管道之間的徑向夾層厚度；和/或，

25、所述第一結(jié)構(gòu)連接件上開設(shè)至少一個第一貫通孔；和/或，

26、所述第二結(jié)構(gòu)連接件上開設(shè)至少一個第二貫通孔。

27、上述給排水承壓組合管道中，若干第一結(jié)構(gòu)連接件和若干第二結(jié)構(gòu)連接件可相當(dāng)于內(nèi)管道和外管道之間的間接連接的連接件，但是上述結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點是第一結(jié)構(gòu)連接件僅與內(nèi)管道相連，并不與外管道形成接觸或連接，第二結(jié)構(gòu)連接件僅與外管道相連，并不與內(nèi)管道形成接觸或連接，若干第一結(jié)構(gòu)連接件和若干第二結(jié)構(gòu)連接件的間接連接功能體現(xiàn)在填充物質(zhì)在內(nèi)管道和外管道之間的夾層填充空間中的填充，即當(dāng)填充物質(zhì)在內(nèi)管道和外管道之間的夾層填充空間中填充滿并固化受力后，內(nèi)管道及其上的第一結(jié)構(gòu)連接件與外管道及其上的第二結(jié)構(gòu)連接件會基于填充物質(zhì)而形成協(xié)同受力。

28、基于上述的協(xié)同受力的結(jié)構(gòu)設(shè)計，給排水承壓組合管道中內(nèi)管道的管壁厚度和外管道的管壁厚度之和，可設(shè)計為比現(xiàn)有采用的純鋼管道更小，其中，不計算內(nèi)管道和外管道之間的填充物質(zhì)的厚度在內(nèi)，因此，可使得用鋼量更少，進而加工難度及加工費用也更小。經(jīng)過設(shè)計，上述給排水承壓組合管道可適用于大口徑管道，內(nèi)徑可超過8m，這在純鋼管道的結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要至少管壁厚度在50mm以上，而基于上述結(jié)構(gòu)設(shè)計，可使得內(nèi)管道和外管道的管壁厚度控制在5mm至30mm之間，甚至在5mm至20mm之間，該管壁厚度遠(yuǎn)小于50mm。

技術(shù)特征：

1.一種給排水承壓組合管道，其特征在于，所述給排水承壓組合管道包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的給排水承壓組合管道，其特征在于，所述內(nèi)管道的材料為鋼；和/或，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的給排水承壓組合管道，其特征在于，所述內(nèi)管道的第一內(nèi)徑大于8m。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的給排水承壓組合管道，其特征在于，所述內(nèi)管道的管壁厚度在5mm至30mm之間；和/或，

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的給排水承壓組合管道，其特征在于，所述夾層填充空間的徑向夾層厚度大于30mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的給排水承壓組合管道，其特征在于，每個所述第一結(jié)構(gòu)連接件均沿著所述內(nèi)管道的軸向方向延伸，且若干所述第一結(jié)構(gòu)連接件沿著所述內(nèi)管道的圓周方向分布；和/或，

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的給排水承壓組合管道，其特征在于，所述第一結(jié)構(gòu)連接件為長方形元件，所述第一結(jié)構(gòu)連接件的長邊與所述內(nèi)管道的中心軸線平行，所述第一結(jié)構(gòu)連接件的短邊與所述內(nèi)管道的中心軸線垂直，所述第一結(jié)構(gòu)連接件的短邊小于所述內(nèi)管道和所述外管道之間的徑向夾層厚度；和/或，

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的給排水承壓組合管道，其特征在于，在所述內(nèi)管道設(shè)置的若干所述第一結(jié)構(gòu)連接件中，沿著所述內(nèi)管道的圓周方向相鄰的兩個所述第一結(jié)構(gòu)連接件之間具有第一間隔空間，在所述外管道設(shè)置的若干所述第二結(jié)構(gòu)連接件中，沿著所述外管道的圓周方向相鄰的兩個所述第二結(jié)構(gòu)連接件之間具有第二間隔空間；

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的給排水承壓組合管道，其特征在于，沿著所述內(nèi)管道和所述外管道的圓周方向，若干所述第一結(jié)構(gòu)連接件和若干所述第二結(jié)構(gòu)連接件一個一個地依次間隔分布。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的給排水承壓組合管道，其特征在于，所述第一結(jié)構(gòu)連接件與所述內(nèi)管道的管道外壁焊接；和/或，

技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)峁┮环N給排水承壓組合管道，涉及輸水管道技術(shù)領(lǐng)域，內(nèi)管道設(shè)置在外管道的管道內(nèi)腔中，且內(nèi)管道的中心軸線和外管道的中心軸線重合，內(nèi)管道的管道外壁和外管道的管道內(nèi)壁之間具有夾層填充空間，連接結(jié)構(gòu)包括若干第一結(jié)構(gòu)連接件和若干第二結(jié)構(gòu)連接件，若干第一結(jié)構(gòu)連接件設(shè)置在內(nèi)管道的管道外壁，若干第二結(jié)構(gòu)連接件設(shè)置在外管道的管道內(nèi)壁，填充物質(zhì)填充在內(nèi)管道和外管道之間的夾層填充空間中，內(nèi)管道及其上的第一結(jié)構(gòu)連接件通過填充物質(zhì)與外管道及其上的第二結(jié)構(gòu)連接件相互固定。上述給排水承壓組合管道中的管壁厚度比純鋼管道更小，加工難度及加工費用也更小，內(nèi)徑可超過8m，內(nèi)管道和外管道的管壁厚度控制在5mm至30mm之間。

技術(shù)研發(fā)人員：樊健生
受保護的技術(shù)使用者：清華大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19