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1、硫磷设计与粉体工程·14·SP＆BMHRELATEDENGINEERING2010年第4期埋地塑料管道覆土深度的设计探讨李娇(中国石化集团南京工程有限公司,江苏南京211100)摘要:针对埋地塑料管道的特点,结合工程实例,通过计算探讨了由管壁环向强度验算确定压力流管道覆土深度的重要性,并对稳定计算中管壁截面失稳的Fcr,k值计算式的应用效果提出了看法,认为压力流埋地塑料管道应通过计算确定覆土深度,用《给水排水塑料管道设计施工手册》提出的Fcr,k计算式,其计算结果与工程实况一致。关键词:塑料管+埋地;强度验算;稳定验算;实例探讨中图分类号:TU81文献标识码:B文章编号:10
2、09-1904(2010)04-0014-04以下,设计时应先了解项目所在地的气象资料,弄清1概述当地的冻土层厚度。有的地方冻土层很厚,为了节塑料管有许多优于金属管的优点:强度高、质量省投资、提高效益,当该地区或条件相似地区有浅埋轻、耐腐蚀,绝缘性好、材料致密不渗水、耐冲击,加经验或采取相应的措施时,也可埋设在冰冻线以上,工容易、搬运方便、便于施工等。因此在给排水管、具体埋设深度应能保证管道长期运行的安全性。燃气管、护套管领域,工业和农业领域都得到了广泛在非冰冻地区和土壤冻深较浅的地区,为防止应用。在给排水领域中应用的塑料管一般包括硬聚管壁荷载因数起主要作用而破坏埋地塑料管时
3、,宜氯乙烯、聚乙烯和聚丙烯等管材。这些管材在设计对覆土深度进行计算。中有应用在地面上的,也有埋地的,而埋地塑料管的埋地塑料管道所受的荷载包括永久荷载(垂直应用最广、用量最大。在设计埋地塑料管时,其上的土压力、管道自重和管内水重等)和可变荷载(地面覆土深度是设计者必须考虑的,埋得太浅,管道会抵人群荷载、车辆荷载和堆积物荷载、管道内水压力、抗不了冰冻或荷载的影响而丧失承载能力,直至被真空压力、地表水或地下水的作用等)。管道所承破坏;埋得越深,造价越高,施工期也越长。在实际受的荷载一般是以上各种荷载的组合作用。管道结工程中,对于同一直径管道采用的管材,其接口和基构设计,即对埋设一定
4、深度的管道在各种荷载组合础形式均相同,但因埋设深度不同,管道单位长度的作用下,进行管道强度、变形、稳定和抗浮等计算。工程费用相差很大。因此,为了达到安全运行要求,满足这些验算,则管道设计是安全可靠的,不会因此又节省土方工程量,降低工程造价,取得较高的经济而破坏,此时的最小覆土深度就是该埋地塑料管设效益,设计时合理地确定其埋深是十分重要的。计应满足的必要条件。管道覆土深度通常要满足三个因数:①防止管2验算覆土深度的必要性道内的水冰冻和因土壤冻胀而损坏管道,②防止管壁因荷载而受到破坏,③无压管还必须满足上游管管道结构设计要进行承载能力和正常使用两种线衔接的要求。极限状态下的组合荷
5、载计算。所谓承载能力极限状对于每一条管道,从这三个不同的因素出发可态的组合荷载计算,即在组合荷载作用下对管壁截以得出三个不同的管顶覆土厚度值,取三个中的最面环向强度和环向稳定进行验算,并对管道结构的大值就可以同时满足上述三个因数的要求,这就是抗浮稳定进行验算。所谓正常使用极限状态的组合管道允许的最小覆土厚度,也是设计时的重要依据。荷载计算,即在组合荷载作用下,对埋设管道的最大一般情况下,塑料管道应该埋设在土壤冰冻线竖向变形进行验算,要求变形不超过管道直径的2010年第4期李娇.埋地塑料管道覆土深度的设计探讨·15·5%,即变形率不得大于5%。为满足上述各项验算埋深大于0.7m
6、,但如果采用很可能发生管道破坏,[1]应考虑的荷载组合见表1。而PE100级的可以满足结构计算要求。业主看了我方管道结构设计计算书后,同意使用PE100级管表1各验算项目的荷载组合道,已运行一年一切正常。验算项目荷载组合由上述可见,管道结构设计计算在设计埋地塑以管道满负荷状态荷载验算,荷载组合=垂直土压强度验算+活荷载+管内设计水压料管道时,覆土深度计算应予以重视。稳定验算以管道工作时突然断流下的状态荷载验算,荷载组管道分为刚性管道和柔性管道两种,常用的塑合=垂直土压+活荷载+真空压力埋设在地表水或地下水位以下的浅埋塑料管道放空料管材一般包括硬聚氯乙烯管、聚乙烯管、聚丙烯管抗
7、浮稳定验算状态荷载验算,荷载组合=垂直土压等,这些都为柔性管道。埋地塑料管道结构设计应以放空水流状态下的荷载验算,荷载组合=垂直土变形验算压+活荷载进行强度、稳定、抗浮稳定、变形和纵向变形验算,本纵向变形验算由管道安装时闭合连接和管道工作时的温差来计算文仅就强度验算和稳定验算结合笔者的工程实践进注:埋地塑料管道一般不考虑纵向变形验算;活荷载中,地面堆行探讨。积荷载和车辆荷载不叠加,两者中取大值。3强度验算通常规范上规定在车行道下,管道最小覆土深笔者按《给水排水工程管道结构设计规范》度是0.7m。我们大多
