通信管道簡約算法基礎(chǔ)

1、一、 幾個概念及計算1、靜荷載：管道的靜荷載可分為垂直壓強和水平壓強：垂直壓強與管道的埋深、形狀和結(jié)構(gòu)有關(guān)。簡單計算方法如下：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）：單位體積的容重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）當埋深為0.7時，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動車輛在管道上方的路面行駛時，通過土壤傳至管道的荷重。（當管頂覆土深度小于50cm時，車輛行駛速度的變化對地下管道產(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：壓力擴散面的寬度，mb：壓力擴散面的長度，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，后輪著地長度取0.2。兩輛汽車，埋深為0.7時公式：Ph=G/6.360588（汽車為15級汽車時，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條件：（1） 管道埋深一般應(yīng)根據(jù)管材強度、外部荷載土壤狀況、與其它管道交叉、地下水位、冰凍情

4、況等因素來確定。管材在使用過程中，一般不進行結(jié)構(gòu)計算，僅在特殊情況下如口徑過大、覆土較深或過淺時，才需進行管體強度方面的計算，以確保使用中的安全。外部荷載包括回填土的自重（靜荷載）和過往車輛的重量（活荷載）。土壤對管道的荷重，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)通過計算確定，結(jié)合管材強度，確定埋深。如果地下水位較高，為防止浮管，就要加大開挖深度。當穿越鐵路時應(yīng)加套管，套管管項與路基（軌枕底面）不得小于1.2m；當穿越河道時，管項距河底的理深應(yīng)根據(jù)沖刷條件確定，但不應(yīng)小于0.5m，在航運范圍內(nèi)不應(yīng)小于1.0m。（2） 埋深計算根據(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度。三、 管道基礎(chǔ)應(yīng)用范圍及要求1、影響地基的幾個因素（1）強度及穩(wěn)定性。當?shù)鼗目辜魪姸炔蛔阋灾紊喜拷Y(jié)構(gòu)的自重及附加荷載時，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?shù)鼗捎谏喜拷Y(jié)構(gòu)的自重及附加荷載作用而產(chǎn)生過大的壓縮變形時，特別是超過管道所能允許的不均勻沉降時，則會引起管道過量下沉，接口開裂，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和爆破等動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容許值時，會發(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） 緩解土壤在長期壓力下沉降不均引起管材

6、變形。（起決于當?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） 防止管材在長期壓力下變形、錯位。（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)致管材開裂（可不考慮）。2、管壁的彎曲應(yīng)力（管道埋深大于0.5米時）：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：單位管長的管壁截面系數(shù)（cm3/cm）I：單位管長在管壁截面慣性矩（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度最大為19.33MPa100mm管材壁厚為3.5mm時=7.66MPa，管材允許的彎曲受拉極限強度最大為38.33MPa而普通PVC管彎曲受拉極限強度一般不小于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