通信管道簡(jiǎn)約算法基礎(chǔ)

1、一、 幾個(gè)概念及計(jì)算1、靜荷載：管道的靜荷載可分為垂直壓強(qiáng)和水平壓強(qiáng)：垂直壓強(qiáng)與管道的埋深、形狀和結(jié)構(gòu)有關(guān)。簡(jiǎn)單計(jì)算方法如下：Pj=P路面+P填土+P自重=+P自重ni：超載系數(shù)（路面取1.1，回填土取1.2，混凝土取1.1）ki：回填土的集中系數(shù)（粘土取1.2，砂土取1.1）：?jiǎn)挝惑w積的容重kg/m3（花磚取1700，混凝土2400，鋼筋混凝土取2500，地下水位以上回填土取1800，地下水位以下回填土取2000）h：路面或填土或混凝土的厚度L：構(gòu)件斷面外緣的寬度P管材自重=*t（：管材體積密度，t：管材厚度）當(dāng)埋深為0.7時(shí)，作用于管道上的靜荷載Pj= P路面+P填土+P自重*2400*0

2、.2*1 =691kgf/m2+1426kgf/m2 =2117kgf/ m2=20747N/ m2=20.75KN/ m2=0.2117kgf/cm22、活荷載：管道的活荷載指各種機(jī)動(dòng)車輛在管道上方的路面行駛時(shí)，通過(guò)土壤傳至管道的荷重。（當(dāng)管頂覆土深度小于50cm時(shí)，車輛行駛速度的變化對(duì)地下管道產(chǎn)生一定的沖擊力）作用力示意如下：汽車后輪傳力線在道路中分布情況計(jì)算方法如下：Ph=nn：荷載系數(shù)（覆土大于25小于50cm取1.2，覆土小于25取1.4，覆土大于50cm取1）G：汽車后輪總荷重a：壓力擴(kuò)散面的寬度，mb：壓力擴(kuò)散面的長(zhǎng)度，m活荷載在道路中壓力的分布角一般取30°45

3、76;，此處取30°a=2H1*tg30°+汽車輪距（*2）+后輪著地寬度（+汽車間距）b=2H1*tg30°+后輪著地長(zhǎng)度注：（）中為兩輛汽車并列行駛情況；汽車輪距一般取1.8，后輪著地寬度取0.6，汽車間距取1.3，后輪著地長(zhǎng)度取0.2。兩輛汽車，埋深為0.7時(shí)公式：Ph=G/6.360588（汽車為15級(jí)汽車時(shí)，Ph=2*130kN/6.360588m2=40.88kN/m2=0.417kgf/cm2=41KN/m2）二、 塑料管埋深要求1、 塑料管埋深起決于以下幾個(gè)條件：（1） 管道埋深一般應(yīng)根據(jù)管材強(qiáng)度、外部荷載土壤狀況、與其它管道交叉、地下水位、冰凍情

4、況等因素來(lái)確定。管材在使用過(guò)程中，一般不進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，僅在特殊情況下如口徑過(guò)大、覆土較深或過(guò)淺時(shí)，才需進(jìn)行管體強(qiáng)度方面的計(jì)算，以確保使用中的安全。外部荷載包括回填土的自重（靜荷載）和過(guò)往車輛的重量（活荷載）。土壤對(duì)管道的荷重，隨著管頂覆土深度的增加而增加，而車輛等地面活荷載隨著管頂敷土的增加而減少，其聯(lián)合作用荷載應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定，結(jié)合管材強(qiáng)度，確定埋深。如果地下水位較高，為防止浮管，就要加大開(kāi)挖深度。當(dāng)穿越鐵路時(shí)應(yīng)加套管，套管管項(xiàng)與路基（軌枕底面）不得小于1.2m；當(dāng)穿越河道時(shí)，管項(xiàng)距河底的理深應(yīng)根據(jù)沖刷條件確定，但不應(yīng)小于0.5m，在航運(yùn)范圍內(nèi)不應(yīng)小于1.0m。（2） 埋深計(jì)算根據(jù)塑料管在最不

5、理想情況下所受到的壓力和塑料管的抗壓強(qiáng)度。三、 管道基礎(chǔ)應(yīng)用范圍及要求1、影響地基的幾個(gè)因素（1）強(qiáng)度及穩(wěn)定性。當(dāng)?shù)鼗目辜魪?qiáng)度不足以支撐上部結(jié)構(gòu)的自重及附加荷載時(shí)，地基就全產(chǎn)生局部或整體剪切破壞。（2）壓縮及不均勻沉降。當(dāng)?shù)鼗捎谏喜拷Y(jié)構(gòu)的自重及附加荷載作用而產(chǎn)生過(guò)大的壓縮變形時(shí)，特別是超過(guò)管道所能允許的不均勻沉降時(shí)，則會(huì)引起管道過(guò)量下沉，接口開(kāi)裂，影響管道的正常使用。（3）地震造成的地基土震陷以及車輛的振動(dòng)和爆破等動(dòng)力荷載可能引起地基土失穩(wěn)。（4）地基滲漏量或水力比降超過(guò)容許值時(shí)，會(huì)發(fā)生水量損失或因潛蝕和管涌而可能導(dǎo)致管道破壞。2、管道基礎(chǔ)的作用（1） 緩解土壤在長(zhǎng)期壓力下沉降不均引起管材

6、變形。（起決于當(dāng)?shù)赝寥赖娜菰S承載力）（2） 土層塌方引起管材斷裂四、 管道包封要求1、管道包封的作用（1） 防止管材在長(zhǎng)期壓力下變形、錯(cuò)位。（2） 抵消和分解靜荷載和活荷載在管材上產(chǎn)生的壓力。（3） 靜荷載和活荷載在管壁截面上產(chǎn)生的彎矩導(dǎo)致管材開(kāi)裂（可不考慮）。2、管壁的彎曲應(yīng)力（管道埋深大于0.5米時(shí)）：彎曲應(yīng)力（MPa）；K1：管道在靜荷載作用下的彎矩系數(shù)；K2：管道在活荷載作用下的彎矩系數(shù)；R0：管厚中心半徑R0=r+（R-r）/2（cm）；W：?jiǎn)挝还荛L(zhǎng)的管壁截面系數(shù)（cm3/cm）I：?jiǎn)挝还荛L(zhǎng)在管壁截面慣性矩（cm4/cm）：管壁厚度（cm）=（5.25cm）2*（0.132*P1+0

7、.076*P2）/（0.5cm）2/6）=（5.25cm）2*（0.132*0.2117kgf/cm22）/（0.5cm）2/6） =39.45kgf/cm2=3.867MPa安全系數(shù)取5，管材允許的彎曲受拉極限強(qiáng)度最大為19.33MPa100mm管材壁厚為3.5mm時(shí)=7.66MPa，管材允許的彎曲受拉極限強(qiáng)度最大為38.33MPa而普通PVC管彎曲受拉極限強(qiáng)度一般不小于80MPa3、管道在荷載作用下的直徑變形率=R03*（K1Pj+K2Ph）/（2EI）*100%E：管材的彈性模量（MPa）K1：管道在靜荷載作用下，管道垂直方向直徑變形的計(jì)算系數(shù)；K2：管道在活荷載作用下，管道垂直方向直徑變形的計(jì)算系數(shù)；=（5.25cm）3（0.1* P1+0.03*P2）/（2*（3*109N/m2）*（0.5cm）3/12） =（5.25cm）3*（2.075+1.23）KN/m2/（6*106KN/m2*0.0104167cm3） =0.7