發布時間:2010-01-14 共1頁
一、 混凝土管最小彎曲半徑分析
最小彎曲半徑時忽略土體承載力和施工頂力影響,僅就管道口徑小、管段長度、木墊片的厚度三者與最小彎曲半徑的關系進行分析。曲線頂管的軸線,從宏觀上看是曲線,實際上是折線,是多邊形的一部份,多邊形的邊就是管段長度。從圖1可知多邊形的邊、角、半徑有如下關系:
α=l/R
式中 α—中心角(弧度);
l—邊長;
R—多邊形外切圓半徑。
曲線頂管中把管段的長度看成是多邊形的邊,管段對應的中心角就是多邊形的中心角,管軸線就是多邊形的外切圓。
假設管道內徑為d,壁厚為t,管段長度為l,木墊片厚度為b,并假設管道壁厚是內徑的1/10,木墊片允許最壓縮率是50%。
即 t=d/10
S=b∙50%
從圖1可知,管段間的轉角與管段對應的中心角相等。則曲線的最小彎曲半徑可按下式計算:
Rmin=l(d+2t)/(b-s)或Rmin=12ld/5b
式中 Rmin—最小彎曲半徑(m);
l—管段的長度(m);
d—管道內徑(m);
t—管道壁厚(m);
b—木墊片厚度(m);
s—木墊片最小壓縮高度(m)。
由上式確定的不同管徑混凝土管的最小彎曲半徑見表1。彎曲半徑太小,會使管段上應力過于集中,使管道混凝土裂縫。這是要力求避免的。
二、鋼管頂管的最小彎曲半徑
無中繼環的鋼管不能用于曲線頂管。鋼管曲線頂管的最小彎曲半徑的小主要取決于中繼環布置的間距和中繼環的允許轉角。目前鋼管頂管沿用的老式中繼環允許轉角很小,因此不宜用于曲線頂管。組合密封中繼環研究成功后,允許中繼環有較的轉角,因此可用于曲線頂管。已知中繼環的允許轉角和間距,鋼管管道的最小彎曲半徑可按下式計算:
Rmin≥L/2sin(kα/2)
最小彎曲半徑參考值 單位:m 表1
公稱管徑(mm) |
木墊片厚0.03 |
木墊片厚0.02 | ||
管段長2.0 |
管段長2.5 |
管段長2.0 |
管段長2.5 | |
800 |
128 |
160 |
192 |
240 |
1000 |
160 |
200 |
240 |
300 |
1200 |
190 |
260 |
288 |
360 |
1400 |
224 |
280 |
336 |
420 |
1600 |
256 |
320 |
384 |
480 |
1800 |
288 |
360 |
432 |
540 |
2000 |
320 |
400 |
480 |
600 |
2200 |
352 |
440 |
528 |
660 |
2400 |
384 |
480 |
576 |
720 |
2600 |
416 |
520 |
624 |
780 |
2800 |
448 |
560 |
672 |
840 |
3000 |
480 |
600 |
720 |
900 |
3200 |
512 |
640 |
760 |
960 |
3400 |
544 |
680 |
816 |
1020 |
3600 |
576 |
720 |
804 |
1080 |
3800 |
608 |
760 |
912 |
1140 |
4000 |
640 |
800 |
960 |
1200 |
說明:
1.假定土體有足夠的承載力。
2.假定頂力在允許范圍內。
3.表中未考慮施工偏差對彎曲半徑的影響。
式中
Rmin—最小彎曲半徑(m);
α—中繼環的允許轉角,取α=1°;
k—系數,k=0.5;
L—中繼環間距(m)。
如果中繼環間距L=60m,則彎曲半徑Rmin≥6875m。
巖土工程師站點