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上海管道清洗 计算方式介绍

发布者: 发布日期:2018-05-29

作用在地下管道上的荷载,主要有管道自重、管内介质压力、竖向和水平土压力、地下水压力、地面活载(交通荷载)产生的竖向和水平压力以及地震作用等,其中除管自重和管内介质压力外,都直接或间接地与管道周围土体发生关系。土体不仅对管道施加荷载,而且对管道的变形起约束作用。圆形或椭圆形管道受到竖向土压后,竖向直径减小,水平向直径增大,但由于管道被土体包围,因此产生水平土压力。钢筋混凝土、铸铁、石棉水泥管等刚性管的刚度大,竖向和水平向变形都很小,由此引起的土的弹性抗力很小。因此,作用在管道上的水平土压力通常按主动土压力计算。对钢管、波纹钢管、玻璃管等柔性管,在竖向土压力作用下,其变形可达管直径的25%,相应的水平向变形受到土的弹性抗力的约束,从而使管道对竖向土压力的承载能力相应提高。

 

 

集中系数

管道上的竖向荷载应等于管道上部土体重量乘以大于1的系数,这个系数称集中系数。在中国一般采用1.051.4。而当槽宽很窄或不开槽埋管时,由于管道上部土体受到两侧土体的向上摩擦力,因此管道上的竖向荷载应等于管道上部土体重量乘以小于 1的集中系数。柔性管管体的竖向变位较大,上部土体之间摩擦力影响不大,竖向土压力取管道上部土体重量。

土体密实度的影响

土体的相对沉降和弹性抗力取决于土的性质和密实度。因此,对开槽埋设的管道,应要求管道两侧回填土的密实度达到90%以上,对柔性管应达到95%以上。管顶上部的回填土亦应根据不同部位提出相应的密实度要求,使作用在管道上的土压力值减小到最低限度。

地面车辆的作用

当管顶覆土较薄时,应考虑地面车辆通过土体传到管道上的压力。由于车辆以集中力的形式作用在地面上,因此,可采用布森涅斯克弹性半无限体理论来计算。在实用上可简化为分布角方法,即假定地面集中荷载按与竖直线成30°45°的分布角往下均匀传播。当管顶覆土超过2米时,车辆荷载的影响可以不计。

圆管荷载计算简图

对圆形刚性管道,一般是将竖向和水平土压力作为均布压力作用在管道顶部和两侧,基床反力在支承角范围内按均布或按一定的分布规律作用在管道上。当为土基床时可采用抛物线图形,如为混凝土基床则接近于均布甚至两侧反力大于管底反力。由于施工条件的限制,土基床的支承角2α≤90°,而混凝土基床的支承角最大可达180°,因此采用混凝土基床能提高管的承载能力,在工程实践中亦有人采用根据试验结果提出圆管上的土压力和土基床反力为圆弧形的假定。 对柔性管道,由于土的弹性抗力的作用,其两侧的荷载图形可用抛物线表示,在管中心处压力值最大。土的弹性抗力的大小,可根据两侧回填土的实测数据和工程实践的经验来确定。

断面计算

根据弹性理论求得管道各断面内力后,按强度选择断面尺寸。混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土管尚需进行抗裂度验算和控制裂缝宽度的计算。钢管还应验算稳定性和刚度。计算自应力混凝土管和铸铁管的强度,有时需做标准管段的强度对比试验。凡工厂生产的各种标准规格管,常按厂方提供的技术指标,核算管道的承载能力。

 

 

管道地基

开槽埋管时,管道地基上的附加荷载很小,因此只需把管道安放在可靠的原状土层上,地基可不作处理。但如果管道敷设在回填土、淤泥上,或在被施工超挖、原状地基被破坏的土层上,则必须对地基进行适当的处理后才能敷管。当管道沿长度方向通过不同地层或相邻区段,其竖向荷载变化较大时,管道沿纵向可能产生较大的不均匀沉陷,应该用柔性接口或沿纵向对地基进行处理,以防止管道断裂。

环形断面管多为工厂生产的标准化产品,分节运到现场就位安装和进行接口,同时支模和灌筑管基混凝土,这样可加快施工进度和保证工程质量。

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