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=+P自重ni：超载系数（路面取1.1，回填土取1.2，混凝土取1.1）ki：回填土的集中系数（粘土取1.2，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=*t（：管材体积密度，t：管材厚度）当埋深为0.7时，作用于管道上的静荷载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：汽车后轮传力线在道路中分布情况计算方法如下：Ph=nn：荷载系数（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

3、76;，此处取30°a=2H1*tg30°+汽车轮距（*2）+后轮着地宽度（+汽车间距）b=2H1*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0.6，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=0.417kgf/cm2=41KN/m2）二、 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

4、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（轨枕底面）不得小于1.2m；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

5、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

6、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）：弯曲应力（MPa）；K1：管道在静荷载作用下的弯矩系数；K2：管道在活荷载作用下的弯矩系数；R0：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）I：单位管长在管壁截面惯性矩（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安全系数取5，管材允许的弯曲受拉极限强度最大为19.33MPa100mm管材壁厚为3.5mm时=7.66MPa，管材允许的弯曲受拉极限强度最大为38.33MPa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=R03*（K1Pj+K2Ph）/（2EI）*100%E：管材的弹性模量（MPa）K1：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；=（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