HDPE双壁波纹管道环刚度设计计算探讨.docVIP

HDPE双壁波纹管道环刚度设计计算探讨 HDPE双壁波纹管具有抗外压能力强、程造价低、施工方便、摩阻系数小，流量大、良好的耐低温，抗冲击性能、化学稳定性佳、使用寿命长、优异的耐磨性能等特点，已越来越多地被应用于排水管道工程，国产产品标准中管材环刚度有2、4、（6.3）、8、（12.5）、16等六个等级，而HDPE双壁波纹管环刚度的选用及管道埋深、沟槽的开挖与回填土要求之间的关系无疑是设计的重点，笔者根在总结设计及及施工的基础上探讨了环刚度的选用与管道埋深及沟槽开挖回填之间关系，供相关人员参考。 管材环刚度计算 （1）环刚度需满足公式 埋地塑料排水管道按“管土共同作用”机理承受外压荷载的作用，通常用控制埋设管道的变形率来选择所需的环刚度。根据《埋地塑料排水管道工程技术规程》CJJ143-2010中规定，在外压荷载作用下，塑料排水管道竖向直径变形率不应大于管道允许变形率的5%，即应满足下列公式： （1） （2） 考虑到管道设计安全系数1.5，则本次论文设计中按考虑。 式中： ----管道在组合荷载作用下的最大竖向变形(m)；该值不超过0.05，本次按0.033设计； -------变形滞后效应系数，取1.5计算； -------管道变形系数，按管道基础中心角时，取0.1计算； ------每延米长度管道管顶的竖向土压力标准值（KN/m）； -----地面荷载（车辆荷载或堆积荷载）对管道的作用，其准永久值系数，=0.5； -----车轮荷载传递到管顶处的竖向力标准值（kN/㎡）； -----管道计算直径（m）； -----管材的环刚度（KN/㎡）； -----管侧土的综合变形模量（KN/㎡）。 （2）不同管顶覆土厚度下延米管道管顶的竖向压力标准值可按下式计算： （KN/m） （3） ----每延米管道上管顶的竖向土压力标准值（KN/m）； ------回填土的重力密度，取18KN/m3； -----管顶至设计地面的覆土厚度（m）； -----管道外径（m）。 （3）作用在管道上的可变作用（地面车辆荷载或地面堆积荷载）标准值 根据《国标》，设计车辆荷载按《城市桥梁设计荷载标准》CJJ77-98中城A-A级和城-B级取值，地面堆积荷载按10kN/㎡计。两者取较大值计算。变作用（地面车辆荷载或地面堆积荷载）标准值计算结果： 作用在管道上的可变作用标准值 表-1 （m） 城---A级 城---B级 地面堆载 1 36.74 25.52 10 1.5 22.4 17.8 10 2 15.8 13.62 10 2.5 11.86 11.78 10 3 9.28 8.76 10 3.5 ----- ----- 10 4 ----- ----- 10 4.5 ----- ----- 10 5 ----- ----- 10 5.5 ----- ----- 10 6 ----- ----- 10 6.5 ----- ----- 10 7 ----- ----- 10 7.5 ----- ----- 10 8 ----- ----- 10 注：---车轮荷载传递到管顶处的竖向压力标准值（KN/㎡）； （4）管侧土的综合变形模量可按下式计算： （4） （5） 式中： ---------管侧回填土在要求的压实密度时相应的变形模量（MPa），应根据实验确定，当缺乏实验数据时，可参照表-4采用，根据《给排水管道工程施工验收规范》中要求，管侧回填土压实度不小于95%，所采用的回填土为≤40mm的碎石，综上分析，可按10考虑； --------基槽两侧原状土的变形模量（MPa），应根据实验确定，当缺乏实验数据时，可参照表1采用； ---------与（管中心槽宽）和（管外径）的比值有关的计算参数； ，-----与（管中心槽宽）和（管外径）的比值有关的计算参数； 参数 选用表 表-2 / / 1.5 2 2.5 3 4 5 0.1 3.06 2.04 1.63 1.4 1.17 1.05 0.2 2.5 1.83 1.52 1.34 1.15 1.04 0.4 1.8 1.52 1.35 1.24 1.11 1.03 0.6 1.43 1.29 1.21 1.15 1.07 1 0.8 1.8 1.13 1.09 1.07 1.03 1.01 1 1 1 1 1 1 1 1.5 0.73 0.78 0.82 0.86 0.93 0.98 2 0.57 0.64 0.7 0.76 0.