一种带缓冲弹簧结构的钢纤维井盖的制作方法

本发明涉及市政设施，具体是一种带缓冲弹簧结构的钢纤维井盖。

背景技术：

1、井盖是市政道路工程中不可或缺的配套设施，广泛应用于城市道路、人行道、广场、绿化带等场所的给排水检查井、电力通信管井、燃气阀门井等井口处。井盖在长期使用过程中需承受车辆反复碾压和行人踩踏，其耐久性、安全性和使用舒适性直接关系到城市道路的运行质量和公众出行体验。

2、目前，钢纤维混凝土井盖因其抗压强度高、抗冲击性能好、成本相对较低且无回收利用价值从而不易被盗等优势，已在市政工程中得到了广泛应用。然而，现有钢纤维井盖在实际使用中仍存在以下技术问题：

3、第一，现有井盖普遍缺乏有效的缓冲减振结构。钢纤维混凝土井盖虽然具有较高的承载能力，但其材料本身为脆性复合材料，在受到车辆高速碾压时，冲击载荷瞬间传递至井盖整体结构，易导致井盖内部产生微裂纹并逐步扩展，最终发生开裂或破碎失效。特别是在井盖与井座的接触部位，由于缺乏弹性缓冲，井盖与井座之间形成刚性碰撞，不仅产生巨大的撞击噪音，还加剧了井盖边缘和井座承托面的磨损，大幅缩短了井盖的使用寿命。

4、第二，少数带有缓冲结构的井盖设计方案中，缓冲功能较为单一。现有带弹簧结构的井盖，其弹簧多设置于井盖与井座之间的单一方向，仅能提供竖向的缓冲吸能，而井盖在实际使用过程中不仅承受竖向的车轮碾压荷载，还承受车辆起步、制动或转向时产生的水平剪切力以及路面不平整导致的侧向振动。仅具有竖向缓冲功能的井盖，难以有效应对水平方向的多维冲击，导致井盖在使用过程中发生水平窜动，加速井盖外缘与井座内壁之间的磨损，并产生持续的噪音污染。

5、第三，现有井盖的缓冲弹簧缺乏可靠的导向和限位保护机构。弹簧在长期往复压缩过程中，若无径向限位约束，极易发生侧向弯曲变形，导致弹簧的有效弹性行程减小、刚度发生变化，甚至发生弹簧断裂失效。一旦弹簧失效，缓冲功能完全丧失，井盖将恢复至刚性接触状态，产生安全隐患。此外，现有结构缺少对弹簧压缩行程的机械限位设计，在极端超载情况下，弹簧可能被完全压并导致无法恢复，或井盖产生过大的下沉位移，影响路面平整度和行车安全。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种带缓冲弹簧结构的钢纤维井盖，通过竖向两级缓冲弹簧的复合配置、水平径向缓冲组件的独立设置、弹簧导向限位保护机构以及预埋式一体化连接结构的协同作用，从多个维度提升了钢纤维井盖的抗冲击性能、降噪效果和使用寿命。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种带缓冲弹簧结构的钢纤维井盖，包括井盖主体和井座主体，所述井盖主体设有导向筒，所述导向筒内设有活塞板，所述活塞板与所述导向筒之间设有一级缓冲弹簧，所述活塞板连有活塞杆，所述活塞杆上设有承托板，所述承托板与所述活塞板之间设有二级缓冲弹簧；所述井座主体设有与所述承托板对应的承托座；所述井盖主体设有伸缩座，所述伸缩座上设有导向钢珠，所述井座主体设有与所述导向钢珠配合的环形槽，所述伸缩座与所述井盖主体之间设有支撑弹簧。

3、本发明的进一步设置为：所述导向筒的顶端设有法兰盘，所述法兰盘上设有抗拉杆，所述法兰盘和所述抗拉杆预埋于所述井盖主体内。

4、本发明的进一步设置为：所述导向筒的底端设有限位折边，用于限制所述承托板的上行行程。

5、本发明的进一步设置为：所述导向筒的内壁设有限位槽，所述活塞板的外缘设有与所述限位槽滑动配合的限位块。

6、本发明的进一步设置为：所述限位槽为四条，四条所述限位槽沿所述导向筒的内壁周向均匀分布；所述限位块的数量与所述限位槽的数量相同且一一对应。

7、本发明的进一步设置为：所述活塞杆的底端设有螺纹段，所述承托板通过螺纹连接于所述螺纹段并由锁定螺母锁紧。

8、本发明的进一步设置为：所述承托座通过多个连接柱与所述井座主体的内壁固定连接。

9、本发明的进一步设置为：所述连接柱为三个以上，且沿所述井座主体的内壁周向均匀分布。

10、本发明的进一步设置为：所述井盖主体的外边缘设有伸缩槽，所述伸缩座滑动设于所述伸缩槽内，所述伸缩槽内设有导向槽，所述伸缩座设有与所述导向槽滑动配合的导向块。

11、本发明的进一步设置为：所述伸缩座的数量为六个以上，且沿所述井盖主体的外边缘周向均匀分布。

12、综上所述，本发明具有以下有益效果：

13、第一，本发明实现了竖向多级渐进缓冲；通过设置一级缓冲弹簧和二级缓冲弹簧，且二级缓冲弹簧的刚度小于一级缓冲弹簧的刚度，在小荷载工况下，二级缓冲弹簧首先被压缩，提供灵敏的初始缓冲响应，有效吸收路面微小振动和冲击噪音，适用于行人、非机动车及小型车辆通行场景；在中大荷载工况下，一级缓冲弹簧和二级缓冲弹簧协同承载，实现渐进式增刚缓冲效果，避免缓冲突变的顿挫感，适用于重型车辆碾压场景；两级弹簧的复合配置使得井盖在承受不同量级荷载时均能保持良好的缓冲性能，大幅降低了车辆通过时产生的撞击噪音。

14、第二，本发明实现了竖向与水平双向多维缓冲；竖向通过导向筒、活塞板、活塞杆、承托板与承托座的配合，由一级缓冲弹簧和二级缓冲弹簧完成竖向冲击能量的吸收；水平方向通过伸缩座、支撑弹簧、导向钢珠与环形槽的滚动配合，当井盖受到侧向冲击力时，导向钢珠沿环形槽滚动，伸缩座压缩支撑弹簧吸收水平冲击能量，车辆驶离后在支撑弹簧的作用下自动复位；双向多维缓冲机制显著提高了井盖在复杂受力工况下的稳定性和耐久性，减少了井盖外缘与井座内壁之间的磨损。

15、第三，本发明提供了可靠的弹簧导向与过载保护；导向筒内壁的限位槽与活塞板外缘的限位块滑动配合，约束活塞板仅能沿轴向滑动而无法转动，确保一级缓冲弹簧和二级缓冲弹簧在压缩过程中始终沿自身轴线方向受力，避免了弹簧因侧向弯曲而失效；导向筒底端的限位折边对活塞板的下行构成机械限位，在极端超载情况下强制终止活塞板的继续下行，防止缓冲弹簧被过度压缩而产生不可逆的塑性变形或断裂，同时避免井盖产生过大的下沉位移影响路面平整度和行车安全。

16、第四，本发明优化了缓冲结构与钢纤维井盖本体的结合方式；导向筒通过法兰盘和抗拉杆预埋于井盖主体内部，在井盖主体浇筑成型过程中即与钢纤维混凝土形成一体，无需后期加装，结构融合度高；法兰盘和抗拉杆的预埋结构能够将缓冲弹簧传递的荷载均匀分散至井盖主体的钢纤维混凝土内部，避免应力集中导致的局部开裂；抗拉杆的弯折端或异形端埋设于混凝土内部，增强了与井盖主体之间的锚固力，防止导向筒在受到向上拉力时从井盖主体内部脱出。

1.一种带缓冲弹簧结构的钢纤维井盖，包括井盖主体（1）和井座主体（2），其特征在于：所述井盖主体（1）设有导向筒（4），所述导向筒（4）内设有活塞板（5），所述活塞板（5）与所述导向筒（4）之间设有一级缓冲弹簧（502），所述活塞板（5）连有活塞杆（503），所述活塞杆（503）上设有承托板（6），所述承托板（6）与所述活塞板（5）之间设有二级缓冲弹簧（505）；所述井座主体（2）设有与所述承托板（6）对应的承托座（203）；所述井盖主体（1）设有伸缩座（3），所述伸缩座（3）上设有导向钢珠（302），所述井座主体（2）设有与所述导向钢珠（302）配合的环形槽（202），所述伸缩座（3）与所述井盖主体（1）之间设有支撑弹簧（303）。

2.根据权利要求1所述的带缓冲弹簧结构的钢纤维井盖，其特征在于：所述导向筒（4）的顶端设有法兰盘（401），所述法兰盘（401）上设有抗拉杆（402），所述法兰盘（401）和所述抗拉杆（402）预埋于所述井盖主体（1）内。

3.根据权利要求1所述的带缓冲弹簧结构的钢纤维井盖，其特征在于：所述导向筒（4）的底端设有限位折边（403），用于限制所述承托板（6）的上行行程。

4.根据权利要求1所述的带缓冲弹簧结构的钢纤维井盖，其特征在于：所述导向筒（4）的内壁设有限位槽（404），所述活塞板（5）的外缘设有与所述限位槽（404）滑动配合的限位块（501）。

5.根据权利要求4所述的带缓冲弹簧结构的钢纤维井盖，其特征在于：所述限位槽（404）为四条，四条所述限位槽（404）沿所述导向筒（4）的内壁周向均匀分布；所述限位块（501）的数量与所述限位槽（404）的数量相同且一一对应。

6.根据权利要求1所述的带缓冲弹簧结构的钢纤维井盖，其特征在于：所述活塞杆（503）的底端设有螺纹段，所述承托板（6）通过螺纹连接于所述螺纹段并由锁定螺母（504）锁紧。

7.根据权利要求1所述的带缓冲弹簧结构的钢纤维井盖，其特征在于：所述承托座（203）通过多个连接柱（204）与所述井座主体（2）的内壁固定连接。

8.根据权利要求7所述的带缓冲弹簧结构的钢纤维井盖，其特征在于：所述连接柱（204）为三个以上，且沿所述井座主体（2）的内壁周向均匀分布。

9.根据权利要求1所述的带缓冲弹簧结构的钢纤维井盖，其特征在于：所述井盖主体（1）的外边缘设有伸缩槽（101），所述伸缩座（3）滑动设于所述伸缩槽（101）内，所述伸缩槽（101）内设有导向槽（102），所述伸缩座（3）设有与所述导向槽（102）滑动配合的导向块（301）。

10.根据权利要求9所述的带缓冲弹簧结构的钢纤维井盖，其特征在于：所述伸缩座（3）的数量为六个以上，且沿所述井盖主体（1）的外边缘周向均匀分布。