精品理论电影在线_日韩视频一区二区_一本色道精品久久一区二区三区_香蕉综合视频

曲線頂管初探(一)

發布時間:2010-01-14 共1頁

  摘要 本文對曲線頂管的最重要參數——最小曲線半徑進行了探討,得出最小曲線半徑與管段長度、管徑成正比,與木墊片厚度成反比的關系。另外還指出曲線半徑還受土體承載力的制約,要防止管道在施工中發生縱向失穩。
  關鍵詞 頂管 曲線頂管  
  曲線頂管是頂管的前沿技術,只有當頂管被工程界廣泛采納后才會提出曲線頂管問題。目前曲線頂管各國尚處于研究發展階段,有些曲線目前已能施工,有些曲線還不能。例如彎曲半徑太小,有可能造成管道失穩,管道裂縫等嚴重后果。曲線頂管多用于舊城區的改造,舊城區馬路彎曲,管道一般沿馬路敷設,這就需要采用曲線頂管。另一種情況是過江過河的混凝土頂管,有時為了減少投資,把管軸線設計成倒虹管或者拋物線形狀,這也需要采用曲線頂管。曲線頂管比較適合于混凝土管。曲線頂管用于鋼管,則需要很的彎曲半徑,而且必須有中繼環。
  管道的彎曲半徑的小與土質、管徑、頂力有關。土體承載力高,彎曲半徑可以小一點;反之,承載力低,彎曲半徑要一點。管道口徑,彎曲半徑要一點;反之,管道口徑小,彎曲半徑可以小一點。管段較長,彎曲半徑要一點;反之,管段較短,彎曲半徑可以小一點。施工頂力較,彎曲半徑要一點;反之,頂力較小,彎曲半徑可以小一點。

  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