通信管道简约算法基础

1、一、几个概念及计算1. 静荷载：管道的静荷载可分为垂直压强和水平压强：垂直压强与管道的埋深、形状和结构有关。简单计算方法如下：pj=p路面+p填土+p自重=工（加*r*y*/?*d+p自重ni:超载系数（路面取1.1,回填土取12 混凝土取1.1 ）ki:回填土的集中系数（粘土取12 砂土取1.1）¥ :单位体积的容重kg/m3（花砖取1700,混凝土 2400, 钢筋混凝土取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:构件断面外缘的宽度p管材自重=p *t （ p :管材体积密度，t:管材厚度） 当埋深为0.7时，作用于管

2、道上的静荷载pj=p路面+p填土+p自重=1.2* 1.2*2400*0.2* 1+1.2* 1.2* 1800*0.55* 1 =691kgf7m2+1426kgf7m2=2117kgf7 m2=20747n/ m2=20.75kn/ m2=0.2117kgf7cm22. 活荷载：管道的活荷载指各种机动车辆在管道上方的路面行 驶时，通过土壤传至管道的荷重。（当管顶覆土深度小于50cm时， 车辆行驶速度的变化对地下管道产生一定的冲击力）作用力示意如下:后轮130180路面汽车后轮传力线在道路中分布情况计算方法如下：ph=n 工 g / abn:荷载系数（覆土大于25小于50cm取12覆土小 于

3、25取1.4，覆土大于50cm取1 ）g:汽车后轮总荷重a:压力扩散面的宽度，mb:压力扩散面的长度，m活荷载在道路中压力的分布角一般取30°45。，此处取30。a=2hl*tg30° +汽车轮距（*2）+后轮着地宽度（+汽车间距）b=2hl*tg30。+后轮着地长度注：（）中为两辆汽车并列行驶情况；汽车轮距一般取1.8,后轮着地宽度取06 汽车间距取1.3,后轮着地长度取0.2。两辆汽车，埋深为0.7时公式：ph=g/6.360588（汽车为 15 级汽车时，ph=2* 130kn/6.360588m2=40.88kn/m2=0.417kgf7cm2=41 kn/m2）二

4、、塑料管埋深要求1、塑料管埋深起决于以下几个条件：（1）管道埋深一般应根据管材强度、外部荷载土壤状况、与其 它管道交叉、地下水位、冰冻情况等因素来确定。管材在 使用过程中，一般不进行结构计算，仅在特殊情况下如口 径过大、覆土较深或过浅时，才需进行管体强度方面的计 算，以确保使用中的安全。外部荷载包括回填土的自重（静 荷载）和过往车辆的重量（活荷载）。土壤对管道的荷重, 随着管顶覆土深度的增加而增加，而车辆等地面活荷载随 着管顶敷土的增加而减少，其联合作用荷载应通过计算确 定，结合管材强度，确定埋深。如果地下水位较高，为防 止浮管，就要加大开挖深度。当穿越铁路时应加套管，套 管管项与路基（轨枕底

5、面）不得小于l2m;当穿越河道 时，管项距河底的理深应根据冲刷条件确定，但不应小于 0.5m,在航运范围内不应小于1.0m。(2) 埋深计算根据塑料管在最不理想情况下所受到的压力和 塑料管的抗压强度。三、管道基础应用范围及要求1、影响地基的几个因素(1) 强度及稳定性。当地基的抗剪强度不足以支撑上部结构的 自重及附加荷载时，地基就全产生局部或整体剪切破坏。(2) 压缩及不均匀沉降。当地基由于上部结构的自重及附加荷 载作用而产生过大的压缩变形时，特别是超过管道所能允许的不均 匀沉降时，则会引起管道过量下沉，接口开裂，影响管道的正常使 用。(3) 地震造成的地基土震陷以及车辆的振动和爆破等动力荷载

6、 可能引起地基土失稳。(4) 地基渗漏量或水力比降超过容许值时，会发生水量损失或 因潜蚀和管涌而可能导致管道破坏。2、管道基础的作用(1) 缓解土壤在长期压力下沉降不均引起管材变形。(起决于 当地土壤的容许承载力)(2) 土层塌方引起管材断裂四、管道包封要求1、管道包封的作用(1) 防止管材在长期压力下变形、错位。(2) 抵消和分解静荷载和活荷载在管材上产生的压力。(3) 静荷载和活荷载在管壁截面上产生的弯矩导致管材开裂(可不考虑)。2、管壁的弯曲应力(管道埋深大于0.5米时)0=o_(kipi+k2p2)w w2 2o :弯曲应力(mpa);k1：管道在静荷载作用下的弯矩系数;k2:管道在活

7、荷载作用下的弯矩系数;ro：管厚中心半径 r0=r+ ( r-r) /2 ( cm);w:单位管长的管壁截面系数(cm3/cm) 5w = 号=-s2§ § 67 ti:单位管长在管壁截面惯性矩(cm4/cm)128:管壁厚度(cm)o= (5.25cm) 2* (0.132*p|+0.076*p2) / (0.5cm) 2/6)=(5.25cm) 2* ( 0.132*0.2117kgf7cm2+0.076*0.417kgf7cm2) / (0.5cm) 2/6 ) =39.45kgf7cm2=3.867mpa安全系数取5,管材允许的弯曲受拉极限强度最大为1933mpa4

8、)100mm管材壁厚为3.5mm时o =7.66mpa,管材允许的弯曲 受拉极限强度最大为3&33mpa而普通pvc管弯曲受拉极限强度一般不小于80mpa3、管道在荷载作用下的直径变形率8= ro3* ( kipj+k2ph)/ ( 2ei) *100%e:管材的弹性模量(mpa)k,:管道在静荷载作用下，管道垂直方向直径变形的计算系数;k2:管道在活荷载作用下，管道垂直方向直径变形的计算系数;s = (5.25cm)3 (0.1* pi+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 )=0.77%4)100mm 管材壁厚为 3.