第一章地下管道

1、第1章 地下管道 干線（長輸）管道中98%是地下； 管道地下敷設(shè)的優(yōu)點(diǎn)施工簡單、占地面積小，節(jié)省投資，容易受到保護(hù)，不影響交通和農(nóng)業(yè)耕作 管道過沼澤、高地下水位和重鹽堿土地區(qū)時，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，可采用土堤敷設(shè)。1-1 荷載和作用力 荷載是管道及其附件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)依據(jù)。 實(shí)際中存在多種荷載，各具不同特征，造成的材料破壞形式和機(jī)理也存在差異。 荷載分類：永久荷載可變荷載偶然荷載 設(shè)計(jì)時組合。永久荷載（恒荷載） 輸送介質(zhì)的內(nèi)壓力； 鋼管及其附件、絕緣層、保溫層、結(jié)構(gòu)附件等的自重； 輸送介質(zhì)的重量； 橫向和豎向的土壓力； 靜水壓力和水浮力； 溫度應(yīng)力以及靜止流體由于受熱膨脹而增加的力； 由于連接構(gòu)件相

2、對位移而產(chǎn)生的作用力。 可變荷載（活荷載） 試運(yùn)行時的水重量； 附在管道上的冰雪荷載； 由于內(nèi)部高落差或風(fēng)、波浪、水流等外部因素產(chǎn)生的沖擊力； 車輛及行人荷載； 清管荷載； 檢修荷載； 施工過程中的各種作用力。偶然荷載 位于地震基本烈度七度及七度以上地區(qū)的管道，由地震引起的活動斷層位移、沙土液化、地基滑坡施加在管道上的力； 由于振動和共振所引起的應(yīng)力； 凍土或膨脹土中的膨脹壓力； 沙漠中沙丘移動的影響； 地基沉降附加在管道的荷載。 環(huán)向應(yīng)力環(huán)向應(yīng)力是由管道輸送介質(zhì)是由管道輸送介質(zhì)內(nèi)壓內(nèi)壓產(chǎn)生的。產(chǎn)生的。 內(nèi)壓內(nèi)壓是影響管道強(qiáng)度的是影響管道強(qiáng)度的主要主要荷載之一，可產(chǎn)荷載之一，可產(chǎn)生環(huán)向應(yīng)力、軸

3、向應(yīng)力、徑向應(yīng)力。生環(huán)向應(yīng)力、軸向應(yīng)力、徑向應(yīng)力。 厚壁管道厚壁管道：環(huán)向應(yīng)力、軸向應(yīng)力、徑向應(yīng)力環(huán)向應(yīng)力、軸向應(yīng)力、徑向應(yīng)力 薄壁管道薄壁管道：環(huán)向應(yīng)力、軸向應(yīng)力環(huán)向應(yīng)力、軸向應(yīng)力1-2 環(huán)向應(yīng)力環(huán)向應(yīng)力薄壁管道環(huán)向應(yīng)力環(huán)向應(yīng)力hpD 22pDh（Barlow公式）因此，可考慮用環(huán)向應(yīng)力大小確定壁厚。該式表明：管壁厚越厚，環(huán)向應(yīng)力越小，管線越不易破壞。該式表明：管壁厚越厚，環(huán)向應(yīng)力越小，管線越不易破壞。取單位長度管道ppDDhh軸向應(yīng)力精確解：442pDDDpAFa222224dDpddDFa近似解（薄壁）：Fap薄壁管道截面系數(shù)求解也存在類似的截面系數(shù)求解也存在類似的問題問題例1-1：管道

4、外徑273mm，壁厚9mm，內(nèi)壓10Mpa，分別按精確值和薄壁近似公式計(jì)算管道的軸向應(yīng)力，并比較兩種計(jì)算方法的差別。解：已知： 軸向應(yīng)力精確解： MPapmmdmmmmD10,255,9,273MPadDpda46825527325510222222.MPa.pDa87594273104近似值：兩者的相對誤差為10.8 管道軸向應(yīng)力近似值的保守性隨比值D增大而增大，一般而言，如果D比值小于20，則應(yīng)按厚壁管考慮。 上例中，若將壁厚換成14mm，相對誤差可達(dá)到17.8%。厚壁管道有徑向應(yīng)力epipir0rrh)()()(220222202202iieiihrrrrrrprrrp)()()(220

5、222202202iieiirrrrrrrprrrp徑向應(yīng)力環(huán)向應(yīng)力若僅有內(nèi)壓厚壁管道環(huán)向應(yīng)力校核應(yīng)取最大值厚壁管道環(huán)向應(yīng)力校核應(yīng)取最大值內(nèi)壁處。內(nèi)壁處。）1（2202202rrrrrpiiih）1（2202202rrrrrpiiir環(huán)向應(yīng)力徑向應(yīng)力達(dá)到最大時，當(dāng)hirr220220）（iiihrrrrp)(max環(huán)向應(yīng)力的大小與位置有關(guān)，校核時應(yīng)校核最大值。比較和結(jié)論 厚壁和薄壁環(huán)向應(yīng)力比較（例1-2） 環(huán)向應(yīng)力厚壁和薄壁計(jì)算結(jié)果誤差較小 環(huán)向應(yīng)力和軸向應(yīng)力比較（例1-1，1-2） 環(huán)向應(yīng)力比軸向應(yīng)力大（1倍），因此管道破壞時通常是沿著縱向開裂的。 壁厚設(shè)計(jì)時，主要應(yīng)考慮環(huán)向應(yīng)力，油氣管道多

6、屬于薄壁管道，因此可采用薄壁管道環(huán)向應(yīng)力公式計(jì)算。1-3 許用應(yīng)力與壁厚設(shè)計(jì)許用應(yīng)力與壁厚設(shè)計(jì) 管徑、壓力由工藝確定，壁厚由強(qiáng)度確定。sK 式中: 許用應(yīng)力 許用應(yīng)力焊縫系數(shù) 鋼管最低屈服強(qiáng)度S設(shè)計(jì)系數(shù)，按規(guī)范取值 K輸油站外一般地段取0.72，穿越段按規(guī)范取值鋼管的最低屈服強(qiáng)度和焊縫系數(shù)（一）鋼管標(biāo)準(zhǔn)名稱鋼號或鋼級最低屈服強(qiáng)度（Mpa）焊縫系數(shù)備注輸送流體用無縫鋼管Q295295（d16mm為285）1d為鋼管公稱壁厚GB/T 8163-1999Q345295（d16mm為315）20245（d16mm為235）石油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨條件第1部分：A 級 鋼 管 G B / T 9711

7、.1-1997L175(A25)175(172)1L210(A)210(207)L245(B)245(241)L290(X42)290(289)L320(X46)320(317)L360(X52)360(358)L390(X56)390(386)L415(X60)415(413)L450(X65)450(448)L485(X70)485(482)L555(X80)555(551)鋼管的最低屈服強(qiáng)度和焊縫系數(shù)（二）鋼管標(biāo)準(zhǔn)名稱鋼號或鋼級最低屈服強(qiáng)度(Mpa）焊縫系數(shù)備注石油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨條件第2部分：B級鋼管GB/T 9711.1-1999L245NB245440*1B級管的質(zhì)量和試驗(yàn)要

8、求高于A級管L245MBL290NB290440*L290MBL360NB360510*L360QBL360MBL415NB415565*L415QBL415MBL450QB450570*L450MBL485QB485605*L485MBL555QB555675*L555MBNB為無縫管和焊接管用鋼，QB為無縫管用鋼，MB為焊接管用鋼；*為0.5%應(yīng)變的應(yīng)力值。輸油管道直管段的壁厚設(shè)計(jì)公式 2pD式中: 壁厚，mmp設(shè)計(jì)壓力，MPaD管道直徑，mm鋼管的許用應(yīng)力，MPa 管道出現(xiàn)的最高操作壓力（水擊）輸氣管道壁厚設(shè)計(jì)公式 式中: p設(shè)計(jì)壓力，MPaD管道直徑，mmF設(shè)計(jì)系數(shù) t溫度折減系數(shù)，當(dāng)

9、溫度低于120C時，取 t=1.0 鋼管的最低屈服強(qiáng)度，MPas焊縫系數(shù)FtpDS2計(jì)算得到的壁厚應(yīng)計(jì)算得到的壁厚應(yīng)向上向上圓整至鋼管的圓整至鋼管的公稱壁厚公稱壁厚輸氣管道的強(qiáng)度設(shè)計(jì)系數(shù) 地區(qū)等級（沿管道中心線兩側(cè)各200m范圍內(nèi)，任意劃分成長度為2km并能包括最大聚居戶數(shù)的若干地段 ）一級地區(qū)：戶數(shù)在15戶或以下的區(qū)段；二級地區(qū)：戶數(shù)在15戶以上、100戶以下的區(qū)段；三級地區(qū)：戶數(shù)在100戶或以上的區(qū)段，包括市郊居住區(qū)、商業(yè)區(qū)、工業(yè)區(qū)、發(fā)展區(qū)以及不夠四級地區(qū)條件的人口稠密區(qū) 四級地區(qū)：系指四層及四層以上樓房（不計(jì)地下室層數(shù)）普通集中、交通頻繁、地下設(shè)施多的地區(qū)。地區(qū)等級強(qiáng)度設(shè)計(jì)系數(shù)一級地區(qū)0

10、.72二級地區(qū)0.6三級地區(qū)0.5四級地區(qū)0.4穿越鐵路、公路及輸氣站內(nèi)管道的強(qiáng)度設(shè)計(jì)系數(shù) 管道及管段地區(qū)等級一二三四強(qiáng)度設(shè)計(jì)系數(shù)（F）有套管穿越、級公路的管道0.7無套管穿越、級公路的管道0.4有套管穿越、級公路，高速公路、鐵路的管道0.4輸氣站內(nèi)管道及其上、下游各200m管道，截?cái)嚅y室管道及其上、下游各50m管道（其距離從輸氣站和閥室邊界線起算）0.4人群聚集場所的管道0.4管道跨越強(qiáng)度設(shè)計(jì)系數(shù) 工程等級大型中型小型設(shè)計(jì)系數(shù)跨越工程分類輸氣輸油輸氣輸油輸氣輸油甲類0.40.450.450.50.50

11、.55乙類0.50.550.55工程等級總跨長度（m）主跨長度（m）大型300150中型10030050150小型1000)12TT式中：管道的安裝溫度； 管道的工作溫度。熱伸長LTTL1212TTEAEALLP12TTEAP熱應(yīng)力LPLL作用力P與管長無關(guān)，與截面積有關(guān)。P為負(fù)拉支座P為正推支座與管長和截面積無關(guān)，與管材、溫度和約束條件有關(guān)。為負(fù)拉應(yīng)力為正壓應(yīng)力2.泊松效應(yīng)及軸向應(yīng)力由環(huán)向應(yīng)力的泊松效應(yīng)產(chǎn)生的軸向應(yīng)變應(yīng)變?yōu)?管道完全嵌固時，總的軸向應(yīng)力應(yīng)力：TEhtpLTEpDa2Ehp總的軸向應(yīng)變應(yīng)變（如果可以自由伸縮）：“-”表示該軸向應(yīng)變?yōu)閴嚎s應(yīng)變。對于直線埋地管道

12、，在進(jìn)入土壤一定距離后就因土壤摩擦力的積累而不能產(chǎn)生軸向位移，可視為完全嵌固。例1-3：直徑762mm管道，壁厚22.2mm，內(nèi)壓5MPa，溫度升高了90。管材的彈性模量E=210Gpa，泊松系數(shù)=0.3，線膨脹系數(shù)。試按上述公式計(jì)算軸向應(yīng)力的泊松效應(yīng)分量、溫度分量以及總的軸向應(yīng)力。解：泊松效應(yīng)的應(yīng)力分量為 MPapDap2 .772 .222762153 . 02溫度應(yīng)力分量總的軸向應(yīng)力為MPaTEat8 .22690102 . 11021053MPaatapa6 .1498 .2262 .773.出（入）土段的管道的熱伸縮與應(yīng)力ll 出入土點(diǎn)處（a、a點(diǎn)）與管道與土壤之間摩擦力為0，該處可

13、自由伸縮，變形量最大。 往埋土段延伸，管道與土壤之間摩擦力越來越大，線性分布，到b、b點(diǎn)處約束。過渡段，變形量l=? 假設(shè)管道周圍摩擦力相等，并且忽略管道自重，則管道單位長度的摩擦阻力為： b,b點(diǎn)處，摩擦阻力與熱伸縮力相平衡AlfasaptEfAlsDpf EAfldxEAfxll220，則該段的變形量為截面處的摩擦阻力為段內(nèi)設(shè)xfxl為自由伸縮量的一半大小取決于土質(zhì)和管道的性質(zhì)土壤種類摩擦系數(shù)砂土: 密實(shí)和中等密實(shí)的礫質(zhì)砂和粗砂 密實(shí)的中等粒度的砂子 中等密度的中粒砂 密實(shí)細(xì)砂 中等密度的細(xì)砂 密實(shí)粉砂 中等密實(shí)的粉砂亞粘土: 密實(shí)的亞粘土 塑性亞粘土粘土: 密實(shí)的粘土 塑性粘土0.70/

14、0.650.72/0.600.65/0.600.65/0.550.57/0.550.62/0.500.53/0.400.55/0.350.47/0.250.60/0.400.50/0.25所引發(fā)的不利后果 管道進(jìn)入閥室或泵房，會對設(shè)備造成推擠，損害設(shè)備 固定支墩 補(bǔ)償器解決辦法1-5 固定支墩的設(shè)計(jì)計(jì)算固定支墩的設(shè)計(jì)計(jì)算固定支墩的作用是防止管線的軸向運(yùn)動。固定支墩保護(hù)：地下管道出土進(jìn)入泵房或閥室；管道彎頭、三通。 固定支墩設(shè)計(jì)上需考慮的問題支墩受力平衡支墩不傾覆支墩下面的土壤有足夠的耐壓強(qiáng)度一、固定支墩的受力平衡計(jì)算 0HHP設(shè)計(jì)時，應(yīng)保證支墩受力滿足以下條件：支墩的阻力的推力管道作用在固定支

15、墩上管道作用在固定支墩上的推力（完全錨固且被保護(hù)段完全自由）p安裝溫度1T2T運(yùn)行溫度泊松系數(shù)設(shè)計(jì)壓力p軸向力aF橫截面面積A彈性模量E膨脹系數(shù)固定端自由端)(2412pDpDTTEAP1241pD42pDTE推力折減系數(shù) 考慮到固定支墩不可能絕對固定(設(shè)備和管件也能夠承受一定推力)，允許稍有位移，這樣使推力大大減小。工程上使用折減系數(shù)。折減系數(shù)取1/31/2。視具體情況而定： 重要出土處，取1/21/3； 跨越或架空管出土處，取1/2； 水下穿越兩端的彎頭處，取1/3； 地下埋土彎頭（拐角15），取1/31/2PPP)(2131實(shí)際推力支墩的阻力（摩擦力+土壓力） 在支墩的四個面上存在土壤的

16、摩擦力： 上部的垂直壓力為墩頂土重 底部的垂直反力為墩頂土重和墩本身的重量 左右面上的土壓力00sH ab000sH abHab200024522sHHtgHb 支墩前后面上的土壓力： 支墩后面受主動土壓力 支墩前面受被動土壓力20004522sHHtgHa20004522sHHtgHa土壓力 按擋土結(jié)構(gòu)的位移方向、大小及土體所處的極限平衡狀態(tài)，分為：1.靜止土壓力 擋土結(jié)構(gòu)在土壓力的作用下，其本身不發(fā)生變形和任何位移（移動或轉(zhuǎn)動），土體處于彈性平衡狀態(tài)則作用在擋土結(jié)構(gòu)上的土壓力稱為靜止土壓力。2.主動土壓力 擋土結(jié)構(gòu)在土壓力作用下向離開土體的方向移動，當(dāng)土體達(dá)到主動極限平衡狀態(tài)時，作用在擋土

17、結(jié)構(gòu)上的土壓力稱為主動土壓力。3.被動土壓力 擋土結(jié)構(gòu)在土壓力作用下向土體方向移動，使土體達(dá)到被動極限平衡狀態(tài)時的土壓力稱為被動土壓力。支墩阻力的計(jì)算公式1.2KK安全系數(shù)，一般取；折減系數(shù)。PKT校核條件：二、支墩的傾覆校核要求支墩在水平推力作用下不沿支墩的前邊緣傾覆。kPHbHababHs2000式中：k安全系數(shù)，一般取k=1.2。促使支墩傾覆的力矩抗傾覆反向力矩：土重和自重對前邊緣力矩0HHP三、地耐壓校核min0max00式中允許的地耐壓力。校核條件：最大地基反力不超過土壤的允許壓力最小反力不小于零202020202055 /45 /30 35 /20 30 /10 45 /t mt

18、mt mt mt m礫砂、粗砂中砂細(xì)砂 粉砂粘性土000BsGH abHabminmax3babminmax21垂直作用在地基上的總荷載為支墩的前邊緣對地基的壓力最大，以 表示，后邊緣壓力最小，以 表示。maxminHababHGsB000PHBGe在水平推力 的作用下，對于支墩地基，相當(dāng)于使垂直荷載產(chǎn)生了一個偏心，偏心距e為：PBGPHe 對支墩中點(diǎn)取力矩平衡可得：聯(lián)立以上兩式得：maxmin2BabGmaxmin223BbbabG emax61BGeabbmin61BGeabb固定墩優(yōu)化設(shè)計(jì) 優(yōu)化目標(biāo)：固定墩體積最??； 優(yōu)化參數(shù)：固定墩位置、許可位移、形狀、尺寸； 約束條件： 固定墩的摩擦

19、力反力 最小設(shè)計(jì)推力； 固定墩的傾覆穩(wěn)定性； 固定墩的軸向和橫向斷裂強(qiáng)度 保持固定墩后背及地基土壤彈性。1-6 管道彎曲應(yīng)力 管子在安裝期間會產(chǎn)生彎曲。 當(dāng)敷設(shè)在不平地面（尤其是海底）或出現(xiàn)懸空時，管子也會產(chǎn)生彎曲應(yīng)力。 彎曲應(yīng)力可以和管道的軸向應(yīng)力迭加。自由伸縮狀態(tài)下內(nèi)壓產(chǎn)生的軸向應(yīng)力嵌固狀態(tài)熱脹冷縮產(chǎn)生的軸向應(yīng)力 簡單彎曲：管道無位移，無熱脹冷縮 無位移不考慮內(nèi)壓產(chǎn)生的軸向應(yīng)力 無熱脹冷縮不考慮熱應(yīng)力和泊松效應(yīng)一、管道簡單彎曲時的彎曲應(yīng)力由圖中可以看出，管道彎曲時管壁外緣纖維伸長量為：21211()2()2222bblllDlRlRDDlRRlDlREDER b其中：；則應(yīng)變?yōu)椋汗使艿赖膹?/p>

20、曲應(yīng)力1l2lRD分析 適用條件：彈性范圍內(nèi)的冷彎曲 可確定管道在彈性范圍內(nèi)允許的最小彎曲半徑REDb2 2EDRmin二、管道能作橫向自由移動時的彎曲應(yīng)力彎曲管道的軸向應(yīng)力2221615151mmTEpDpDb)1 ()21 (42lDm2lf由內(nèi)壓引起的橫向荷載pRDq42適用范圍：251由于該橫向荷載的存在，會導(dǎo)致軸向增加一附加的拉應(yīng)力，同時溫度應(yīng)力會較直管段有所減少越接近直管由于該橫向荷載的存在，會導(dǎo)致側(cè)向位移，若側(cè)向位移過大會損壞管道，需設(shè)置固定墩塊或其它錨固措施維持管道穩(wěn)定。三、管道下沉段的彎曲應(yīng)力 地基沉降，發(fā)生在新建公路、鐵路處、嚴(yán)重沖蝕段及凍土區(qū)。 管道下沉將使管子彎曲并同時

21、使軸線拉長。彎曲半徑方程（勾股定理）442)22(llhhR22241hlhR彎曲段的曲率半徑與軸向伸長組合變形（由于hl，第二項(xiàng)可忽略）442253238lhlhll彎曲段的彎曲應(yīng)力和拉伸應(yīng)力REDb2283xlEhEEll組合應(yīng)力2xblh38E2RED總1-7 彎管 當(dāng)彈性敷設(shè)不能滿足設(shè)計(jì)要求時，在管道轉(zhuǎn)角處，需采用（冷）彎管或彎頭敷設(shè)；彎管一般現(xiàn)場加工。現(xiàn)場冷彎彎管的最小彎曲曲率半徑（mm） 公稱管徑D（mm） 最小曲率半徑R備注30018D D為管外徑。冷彎彎管不必增加壁厚，但彎管兩端宜有2m左右的直管段。35021D40024D45027D50030D彎管現(xiàn)場施工圖彎管現(xiàn)場施工圖一

22、、彎管在內(nèi)壓作用下的應(yīng)力 彎管是一雙重曲率面所限制的殼體，所以彎管在內(nèi)壓作用下的應(yīng)力狀態(tài)與直管有本質(zhì)的不同。1.內(nèi)壓作用下彎管的環(huán)向應(yīng)力0000,pr2或18時，即水平彎管的最上和最下處，和直管的環(huán)向應(yīng)力相同。dr0Ayx最小（外側(cè)）時，90當(dāng)最大（內(nèi)側(cè)）時，270當(dāng)22oo 應(yīng)力增強(qiáng)系數(shù) 應(yīng)力縮減系數(shù))()(1212221rRrRrRrRm)()(1212222rRrRrRrRm彎管壁厚 21pDm彎管的壁厚一般應(yīng)彎管的壁厚一般應(yīng)比直管段要厚。比直管段要厚。2.內(nèi)壓作用下彎管的軸向應(yīng)力21pr 根據(jù)彎管兩端面上所受液壓的合力和彎管管壁上軸向應(yīng)力的合力平衡，得：2222212sinsinrrp

23、4 或1pD彎管在內(nèi)壓作用下的軸向應(yīng)力與直管相同。1-8 三通 主管與支管的連接。 兩個圓柱殼體呈直角（也可以是斜角）的組合件。 制造方法熱沖壓法 焊接 專門的補(bǔ)強(qiáng)圈和無補(bǔ)強(qiáng)圈的焊接三通 由于三通處曲率半徑發(fā)生突然變化以及方向的改變，導(dǎo)致在主支管接管處出現(xiàn)相當(dāng)大的應(yīng)力集中現(xiàn)象，常可比完整管道的應(yīng)力高出57倍。 等面積補(bǔ)強(qiáng)法輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50251-94） RAAAA321hHdA1hRdAA3：補(bǔ)強(qiáng)圈、焊縫等所占的補(bǔ)強(qiáng)面積。 LAbB)(22MdAB)2(3補(bǔ)償圈寬度LW補(bǔ)償圈厚度管道或管道附件的開孔補(bǔ)強(qiáng)應(yīng)符合下列規(guī)定： 在主管上直接開孔焊接支管：當(dāng)支管外徑小于0.5倍主管外徑時

24、，可采用補(bǔ)強(qiáng)圈進(jìn)行局部補(bǔ)強(qiáng)，也可增加主管和支管壁厚進(jìn)行整體補(bǔ)強(qiáng)。支管和補(bǔ)強(qiáng)圈的材料，宜與主管材料相同或相近。 當(dāng)相鄰兩支管中心線的間距小于兩支管開孔直徑之和，但大于或等于兩支管直徑之和的2/3時，應(yīng)進(jìn)行聯(lián)合補(bǔ)強(qiáng)或增大主管管壁厚度。當(dāng)進(jìn)行聯(lián)合補(bǔ)強(qiáng)時，支管中心線之間的補(bǔ)強(qiáng)面積不得小于兩開孔所需總補(bǔ)強(qiáng)面積的1/2。當(dāng)相鄰 兩支管中心線的間距小于兩支管開孔直徑之和的2/3時，不得開孔。 當(dāng)支管直徑小于或等于50mm時，可不補(bǔ)強(qiáng)。 當(dāng)支管外徑等于或大于1/2倍主管外徑時，應(yīng)采用三通或采用全包型補(bǔ)強(qiáng) 。 開孔邊緣距主管焊縫宜大于主管壁厚的5倍。1-9 管道的強(qiáng)度校核 由環(huán)向應(yīng)力確定管道的壁厚； 管道上一點(diǎn)

25、的應(yīng)力狀態(tài)12 環(huán)向應(yīng)力：內(nèi)、外壓產(chǎn)生； 軸向應(yīng)力：內(nèi)壓、外壓、熱膨脹以及其它力和彎矩等。 根據(jù)不同的強(qiáng)度理論，對上述應(yīng)力進(jìn)行綜合。常用的強(qiáng)度理論 Tresca屈服條件，也稱為最大剪應(yīng)力條件 Mises屈服條件，也稱為最大應(yīng)變能條件 23123222121eq管道的工程設(shè)計(jì)規(guī)范常采用Tresca屈服條件。校核方法一般情況，按最大剪應(yīng)力屈服條件計(jì)算當(dāng)量應(yīng)力 對于受約束的管道應(yīng)按按Tresca屈服條件計(jì)算當(dāng)量應(yīng)力，當(dāng)由于內(nèi)壓和溫度變化產(chǎn)生的軸向應(yīng)力為壓應(yīng)力(負(fù)值)時，應(yīng)滿足下述條件：s9 . 0軸環(huán)03強(qiáng)度條件 eq習(xí)題：某一級地區(qū)輸氣管道的設(shè)計(jì)壓力10MPa，直徑1219mm；管材為X70、彈性

26、模量210GPa、泊松比0.3、熱脹系數(shù)1.210-5 1/；管道安裝時的溫度為0、最高操作溫度60；一級地區(qū)強(qiáng)度設(shè)計(jì)系數(shù)0.72，焊縫系數(shù)1.0，溫度折減系數(shù)取1.0。試設(shè)計(jì)管道的壁厚并校核其強(qiáng)度。 。所以所求壁厚為，故安全，所以：由于是受約束熱脹管段圓整后取得：，由解：軸環(huán)軸環(huán)mmMPaMPaMPaTEpDMPapDmmmmpDMPaFseqs184419 . 02 .388)(6 .4960102 . 1102101821219103 . 02)(6 .338182121910218)(3 .178 .3522121910 2)(8 .35249072. 00 . 153習(xí)題：某一級地區(qū)

27、輸氣管道的設(shè)計(jì)壓力10MPa，直徑1219mm；管材為X70、彈性模量210GPa、泊松比0.3、熱脹系數(shù)1.210-5 1/；管道安裝時的溫度為60、最高操作溫度0；一級地區(qū)強(qiáng)度設(shè)計(jì)系數(shù)0.72，焊縫系數(shù)1.0，溫度折減系數(shù)取1.0。試設(shè)計(jì)管道的壁厚并校核其強(qiáng)度。 。所以所求壁厚為，故安全屈服條件得：由圓整后取得：，由解：環(huán)軸環(huán)mmMPaMPaMPaTEpDMPapDmmmmpDMPaFeqs188 .352338Tresca)(8 .25260102 . 1102101821219103 . 02)(6 .338182121910218)(3 .178 .3522121910 2)(8 .35249072. 00 . 13153管道與儲罐強(qiáng)度課程思考題第一章 地下管道埋地管道的設(shè)計(jì)中怎樣進(jìn)行載荷分類，為什么需要載荷分類。管道的環(huán)向應(yīng)力計(jì)算公式有哪兩種，常用的是那種，寫出其表達(dá)式。輸油管道的設(shè)計(jì)系數(shù)一般取多少，怎樣選取輸氣管道的設(shè)計(jì)系數(shù)。什么是管道的規(guī)定最低屈服強(qiáng)度，舉出幾種強(qiáng)度級別管道的規(guī)定最低屈服極限。管道產(chǎn)生軸向應(yīng)力或變形的原因是什么？怎樣計(jì)算埋地直管段中的軸向應(yīng)力？埋地管道中的固定支墩的作用是什么？從哪幾個方面進(jìn)行固定支墩的設(shè)計(jì)計(jì)算？怎樣計(jì)算管道對固定支墩的推力