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HDPE管材在室外排水工程中环刚度的确定

作者: 人气:发表时间:2019-05-07 16:33:16

环刚度是塑料埋地排水管(新型管材均可认为是塑料排水管)抗外压负载能力的综合参数,为了保证塑料埋地排水管在外压负载下安全工作,环刚度的选择是设计中的关键之一。如果管材的环刚度太小,管材可能发生过大变形或出现压屈失稳破坏。反之,如果环刚度选择得太高,必然采用过大的截面惯性矩,将造成用材料太多,成本过高。

 

  外压负载比较复杂,主要包括土壤重量和地面产生的静负载,以及运输车辆经过时产生的动负载。塑料埋地排水管承受负载的机理也比较复杂,因为塑料管属于柔性管,在外压负载下管材和周围的土壤(回填材料)产生‘管土共同作用’。换句话说,是管材和周围土壤(回填材料)共同来承受外压负载。决定塑料埋地排水管铺设后能否正常工作的,‘负载’、‘管材’和‘土壤(回填)’三个参数都很重要,而且相互影响。所以环刚度的选择不仅取决于外压负载的情况还取决于铺设后管道周围土壤(回填材料)的情况。根据世界各国的经验,塑料埋地排水管在外压负载下是否能够安全使用的因素中,铺设情况是最主要的。如果铺设情况比较好,环刚度较低的管材也不会有很大变形;反之,如果铺设情况不好,即使用环刚度比较高的管材也可能变形过大和出现压屈失稳。但是,要保证铺设情况良好并不是都能做到的事,同时也是需要成本的。

 

  结合以往施工及设计经验,我们建议在设计塑料埋地排水管时尽量选择较高的环刚度。

 

 

  直径在500毫米以下HDPE管材:一般要选择环刚度8KN/m2的,只有在地质条件好又没有运输车辆负载的采用环刚度4KN/m2的。

 

  直径在500-1200毫米的HDPE管材:尽量选择环刚度8KN/m2的,如果选择环刚度8KN/m2以下的要经过结构设计计算(变形验算,压屈失稳计算)并严格控制铺设施工的质量(管道基础、回填材料、分层夯实等)。

 

  直径800毫米以上的HDPE管材:重要工程推荐使用环刚度较高(环刚度8KN/m2、以上的)的金属增强复合缠绕管和玻璃钢夹砂管。如果使用环刚度较低(环刚度8KN/m2以下)的热塑性塑料管,务必要经过结构设计计算(变形验算,压屈失稳计算)并严格控制铺设施工的质量(管道基础、回填材料、分层夯实等)。

 

  同时,施工必须确保回填质量,回填土密实应符合下列规定:主管区的回填土密实度不应小于95%(按轻型击实标准,下同);管道宽度以外次管区的回填土密实不应小于90%。


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