管材環(huán)剛度選擇計(jì)算

1、埋地聚乙烯塑鋼纏繞排水管環(huán)剛度等級(jí)選擇計(jì)算根據(jù)埋地聚乙烯（PE）排水管道工程技術(shù)規(guī)程規(guī)定：埋地塑鋼纏繞管在外壓力作用下，其豎向直徑的變形率應(yīng)小于管道直徑允許變形率5%。Wd ,max(1)即：100%Di& < 5%（2）式中 W d,max管道在荷載準(zhǔn)永久組合作用下的最大豎向變形量（0）。管道在荷載準(zhǔn)永久組合作用下的最大豎向變形量Wmax可按下式計(jì)算:Vd ,maxD Kd (Fsv, +qqvkD1 )D L8Sp0.061Ed(3)式中K d管道變形系數(shù)，根據(jù)管道敷設(shè)基礎(chǔ)中心角2a按附錄表1選用;Dl變形滯后效應(yīng)系數(shù)，取值1.4Fsv k每延米管道上管頂?shù)呢Q向土壓力標(biāo)準(zhǔn)值（

2、KN/m ；© q,可變荷載準(zhǔn)永久值系數(shù)，取 0.5;qvk 單個(gè)輪壓傳遞到管頂處的豎向壓力與地面堆積載荷的大值;Sp管材環(huán)剛度（kN/m2）;Ed管側(cè)土的綜合變形模量（kN/m2）。作用在管道每延米上的豎向土壓力標(biāo)準(zhǔn)值Fsv，k，可按下式計(jì)算:Fsv, K = rs H s。產(chǎn)18* Hs * D 1式中r s回填土的重力密度，可取18KN/m；h s管頂至設(shè)計(jì)地面的覆土高度（m；d 1管道的外徑（m。根據(jù)上式可計(jì)算不同覆土高度情況下的作用在管道上豎向土壓力標(biāo)準(zhǔn)值（見下表）：表1作用在管道上豎向土壓力標(biāo)準(zhǔn)值管頂覆土厚度H (m)Fsv k (KN/m)1.018.0 Di1.527

3、.0 D i2.036.0 Di2.545.0 D i3.054.0 D i3.563.0 Di4.072.0 D i4.581.0 Di5.090.0 D i二、作用在管道上的可變作用取地面車輛荷載與地面堆積載荷的大值，地面車 輛荷載標(biāo)準(zhǔn)值按城-B級(jí)考慮(參照04S520,埋地塑料排水管道施工標(biāo)準(zhǔn)圖集) 作用在管道上的可變作用標(biāo)準(zhǔn)值見表 2：表2:作用在管道上的可變作用標(biāo)準(zhǔn)值HS (m)城-A q*qvk*D1(KN/m)城-B q*q vk*D1(KN/m)地面堆載 q*qvk*D1(KN/m)1.018.37 Di12.76 D i5 Di1.511.20Di8.90 Di5 Di2.0

4、7.90Di6.81 Di5 Di2.55.93Di5.39Di5 Di3.04.64 D i4.38 D i5 Di3.55 Di4.05 Di4.55 Di5.05 Di三、計(jì)算管側(cè)土的綜合變形模量 Ed管側(cè)土的綜合變形模量Ed,可按下列公式計(jì)算:EdEe尸1匚=+Ee、匕亠'：2 -En式中E e管側(cè)回填土在要求壓實(shí)密度時(shí)相應(yīng)的變形模量（MPa；e.溝槽兩側(cè)原狀土的變形模量（MPa；Z綜合修正系數(shù)；a 1、a 2與Br （管中心處溝槽寬度）和D （管外徑）的比值有關(guān)的計(jì)算參數(shù)，可按附錄表2確定可得：Ed 二Eer亠-:很-E n即：Ed-:-1 :- 2 -2Ee En現(xiàn)考慮bl

5、=2時(shí)的綜合變形模量Ed：Di查附表2得：a i=0.435a 2=0.565 得：Ed10.4350.565Ee當(dāng)回填土選用中粗砂，密實(shí)度達(dá)到 90%以上時(shí)，Ee取值5 MPa； 根據(jù)地勘資料，以及設(shè)計(jì)情況，對(duì) En取一保守值7 MPa可得：Ed=5.96 MPa 四、計(jì)算管道變形根據(jù)設(shè)計(jì)圖，管道埋深在1.3m3.0m之間，覆土高度在1.0m2.7m之間，所以H按最不利工況考慮取值 2.7m； &按2a取90°時(shí)取值0.096 ; Fsv k取值81D1, q*qvk*D1 取值 5D1。初選環(huán)剛度為SN8管道的豎向變形量:Wd,maxDi100%=Dl3"qqv

6、kDilJ096 18* "8Sp 0.061Ed D18* 8 0.061 * 5.9* 10005I. 5=3. 0%<5%0.096 ( 18*2. 7+5 L8*8-0. 061*5. 9*1000 五、結(jié)論：如果該工程地質(zhì)條件，溝槽設(shè)計(jì)以及回填設(shè)計(jì)工況能夠符合上述計(jì)算條件， 選用SN8級(jí)的塑鋼纏繞管是可靠的。塑料管道承受外部荷載的能力不僅取決于 管材的性能，而且很大程度上取決于管道兩側(cè)回填土的密實(shí)度， 所以在設(shè)計(jì)中要 選用能夠達(dá)到規(guī)定密實(shí)度的回填材料， 在施工中要選用正確的施工方法，以保證 回填土的密實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)時(shí)也要充分考慮現(xiàn)場(chǎng)條件以及施工質(zhì)量與設(shè) 計(jì)值的

7、差距附表1管道變形系數(shù)Kd敷設(shè)基礎(chǔ)中心角 2a20o45o60o90o120o150o變形系數(shù)0.1090.1050.1020.0960.0890.083附表2計(jì)算參數(shù)a i及a 2BrDT1.52.02.53.04.05.0a 10.2520.4350.5720.6800.8380.948a 20.7480.5650.4280.3200.1620.052附表3管側(cè)回填土和槽側(cè)原狀土變形模量（ MPa弋、回填土壓實(shí)系數(shù) （ % 原裝土標(biāo)準(zhǔn)貫 入錘擊數(shù)N33.5 土的類別 8590951004<N< 1414<NK2424<NK50>50砂礫、砂卵石571020砂礫、砂卵石細(xì)粒土含量不大于12%35714砂礫、砂卵石