管道的变形计算精.docx
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管道的变形计算精
一•管道变形的概述
二•管道变形的影响因素
三•计算实例
四•结论附:
工程实例图
管道的变形
fo=
・：
•管道在外压荷载作川下的竖向变形量fD可按下式计算：
管道的变形
式中
Dl—变形滞后效应系数，可MZ1.2-1.5o当设计要求管侧回填土压实系数大于95%时，DlhJ取1.5；
Kb—管底弧形土基的基床系数，当土基支撑角>90。
时，一般可取0・1；
Wc—管道单位长度上管顶处的竖向土压力（KN/m），计算公式为：
Wc=pgh；
Fc—管道单位长度上地而车辆轮压传递到管顶处的竖向压力（KN/mm2）,町根据不同的车型分別计算；
管道的变形
L管材的弹性模量，可取3000MPa（3KN/mm2）；1
Ed—管侧上的综合变形模量（KN/mmG:
可按下表|规定取值。
I
Fs—地面堆积荷载，当地面堆积荷载大于地面车辆轮Fc值时，山Fs值代替Fc值计算竖向变形量f
D-
❖分析：
上式中
2、心为计算变形的系数，叱,、行为作用在管道上I的外力，Ep、/』■［符材性能和管材尺、」决定宀为管材I的计算半径，当管材删和尺寸决定后，2、K,、呎、I代、Ep、Ip.G为一|司定值，与变形:
/系垠密切的是氐，IEz为符侧上的综合变形機4它与管侧回填上金卅实•度和沟槽两侧原状上的单性模星有很大关系。
管侧土的综合变形模量Ed应根据管侧凹填土的土质/压实系数和沟椚两侧原状上的上质，综合评价确定，可｝按下式计算：
I
Ed=EXEe）
式中：
Ee—管侧回填土有压实系数要求时，相应的变形1模量（MPa）可根据试验确定；当缺乏试验：
数据时，可参照表1采用；
E—综合修正系数，可按表2采用。
管侧□填土和沟槽两侧原状土的变形模
量MPa（KN/mm2）
冋填1:
床实系数（％）
上的类别
85
90
95
砾冇：
碎石
（0.005）
O.（X）7
10
0,010
细粒土含屋小于12%的粗颗粒土，屮粗砂，砂夹石，匕夹石
（0.003）
（0.005）
（0.爲）
细粒上含帛小于12%的粗颗粒上，中粗砂，土夹石，粘质砂土，粉砂
（00（）1）
（0.003）
（0.005）
中到无塑性的细颗粒土（Wl<50,粗颗粒1:
含量人丁-25%,无机粘1:
粉1:
（0,001）
（0.003）
（0.005）
中到无型性的细颗粒土粗颗粒1:
含量大T25%,无机粘上与粉上混介上
（0.001）
（0.003）
管道变形的影响因素
注：
（1）管侧回填土的变形模量EenJ按要求的压实系数采用，表中的压实系数（％）是指设计要求冋填土压实后的干密度与该土在相同压实能量下的最大干密度的比值；
⑵沟槽两侧原状上的变形模量En可按原状土密实度的试验数据确定；
（3）WL为细颗粒土的液限；
⑷细颗粒土是指粒径小J"*0.075mm的土；
⑸粗颗粒土是指粒径为0.075〜20mm的砂粒；\
⑹对表屮未列出的没有压密的回填十.及WL大于j50%的中到高塑性的细颗粒土，缺乏可靠的变形数!
据，必须通过评定后在规定的条件下采用。
（
表2参数§值采用表
500-630
355-450
250-315
I80-225
<160
2
2.5
3
4
5
E/IO
7
L4
0.80
0.84
0.88
0.95
0.98
5
2.0
0.64
0.70
0.76
0.86
0.95
3
3.3
0.45
0.50
0.58
0.73
0.90
1
10.0
0.16
0.20
0-26
0.40
0.68
E尸7
5
L4
0.80
0.54
0.88
0.95
0.98
3
2.3
0.60
0.65
0.70
0.84
0.93
1
7.0
0.23
0.28
034
0.50
0.78
E尸5
3
1.7
0.73
0.79
0.83
0.92
0.96
I
5.0
0.30
0.37
0.43
0.60
（）.83
Ec=3
1
3・0
0.47
0.54
0.61
0.76
0.90
注：
⑴表中B/dn值，是按设计开槽在管水平直径处槽宽为dn+600mm（管两侧净距不小于300mm）制建的近似值；
⑵表中管侧回填土均按设计要求95%压实系数采用，M根据沟槽土质勘测资料要求M填土类别。
当施工中冋填土实际压实系数小J-95%时，实际E值人于表E值，対计算竖向变形（fp）可不作调整；
⑶对填埋式敷设及开槽设的管道，当管道中心处两
侧水平宽度内M填净宽均大于2dn时，应取
计算。
此时，回填土的变形模量应按设计要求达到
的冋填土压实系数取值。
管道的回填方法见下页图:
£•管道在外压荷载作用下的竖向变形不得大于管截而的计算直径do的5%。
❖例：
有-（p315*9.2的UPVC管道，冋填土为细粒土,计算当冋填土密实度分别为85%>90%、95%时的最大埋深？
（不考虑动荷载及地面车辆荷载）
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2pD18x0,315
同理：
当管侧回填土臟度为90%,回填土土质为细粒七中粗砂或粉砂时，E取3MPU,考虑管槽宽度和沟侧叫填土弹性模量的影响关系，^W.96^n0.83,咲为：
H；,=2346KN/m,
=4.14/72；叱.2=21.03KN/zn,=3.7bz7；当管侧冋填土
密实度为95%时，E取5Mnz,婪仪0.93H0.83,W^,=35.40KN/H,=6.24zzz,叱2=31.36KN/加，=5.50zn；
结论
山此町见，管材的埋深与沟槽的开挖宽度、回填土的土质、管材回填时凹填土的压实程度、以及沟椚两侧原状土的弹性模量仃关系，尤其是冋填土的土质和冋填土的压实程度，对管材的埋深有很人的影响，所以施工时必须严格按《埋地硬聚氯乙烯给水管道工程技术规程》的要求开挖、回填。
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