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10.4 结构!。设计
—
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10.4.3 】 对管道较》长、水?头较大的倒虹—吸管按不同水头分】段计:算荷载时通常—对5:0m:以下水头的管段用】10m?一,级进行计算》;对5?0m以上水》头,的管:段用5m一级进行计!。算
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10.【4.4、10—.4.?5 : ,关于现浇《。钢筋:混凝土管说》明如下?。
! (1)现浇钢筋】混凝:土管(包括圆形【和矩形)具有—耐久、?价廉、变形小、节】。约钢材?、制:造简便、糙率变化小!、抗震性能好—等优点?应用非常广泛按其过!。水断面形状不同常】。用的有钢筋混凝土圆!形管与钢筋混凝土矩!。(箱)形管两大类
!
!(2)?钢筋混凝土》圆,形管:由,于其受力条》件和水力《条,件均较好《在一般倒虹吸管【设计中是优先考虑】采用的结构形式但】由于受?施工:条件限?制一般其管径—不宜大于4m否则】施工难度增大因【此过水流《量受到一定限制另外!因其抗裂性能较【差,所以能够承受的【水头(内水压力)也!受到了一定限制因此!当水头?。H>50m~—60m时一般要采用!抗裂:性能和防渗》性能均?较,。好的其他材》料管道如预应—力钢筒混凝》土管、?钢,管等:
— : 钢筋混凝土【圆形:管管身内力计算是】弹性理论空》间问题计算》复杂适用于特殊【重要管道《对于常?。规,管道宜简化为—。纵、:横,向两个平面问题分】别,计算:即横向按封闭的圆】环形结构计》算纵向按截面为【圆,环形:的,梁计算
》
— 横?向内力计算通常【取1m管长作为【计,算单元按《管壁厚度δ和—平,均半:径rc的比》值δ/?rc先判别》属,于薄壁?管还是厚壁管然【后进行?内,力计算
—
:
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【。 薄壁管内力计【算按一?个三次静定的圆【环形结?构,计算当?作用在管道上的【荷载及其相应的管】。座反力确定》。后即:可按结构力学的弹】性,。中心法求解内力【宜分:别计算在各》项荷载作用》下的管道《内力然后叠加求【出管道在设计荷【载组合作用下的截】面最大?。内力(M、N)
!。
:
—厚壁管内力》。计算在理论上应【按弹性力学平面【问题求解内力—由于计算工作—量大故?除均匀内(外)水压!力作用下所引起内】力(应?力):按此方法《计算外?其他荷载《所引起内力宜按薄】壁管的结《构力学方法计算
】
《
纵—向内:力计算?圆形钢?筋混凝土管的—纵向管座形式分为】连续式?管座与?。间断式管座》两大类其《纵向:的结:构计:算也相应《分为:两大类
《
》 : 连续式》刚性:管座上管《身的纵向内力—计算宜按弹性地【基梁计?算,由于:管座是刚性结构其弧!形支承面《上都:。铺设有便于管身随】温,度变化而《自由滑动《伸缩的材料(如沥青!油毡:等,)管身?每节长度均控制在一!定的防裂《范围:之内因此采用—这类管座形式的管】身纵向内力》通常不是设》计,。控制条件可不进行计!。。算在:管,壁内按?抗,裂,的构造要求布—置纵向钢筋即—。可
《
》 间?断式管座上管身的】纵向内力计算宜【按横断面《为圆环形的》梁,式管计算其应力【状态与管道跨长L】和管身内径》D(宽度)的比值有!关
:
,
?。
当≥3时!按长壳近似用梁理】论计算
】
, 当≤<【。3时:。按圆柱?形中:长壳的弯曲理论【或半弯曲理论计【算
【 : :当<时?按短壳的弯曲—理,论或半弯曲理论计算!
?
,
《 拟定架空梁式】管道的?。跨度时应《尽量使?其,≥3满足《。长壳条件以便采【用,比较简单的梁理论】进行计?算,(按:圆环形截面的简支】梁、双悬《臂梁:、连续梁《等)
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》 (3)钢》筋混凝土矩形箱【式管施工方便适【用于过?水流量较《大地基条件较—差的:倒虹吸?管,若管:顶填土压力较大时则!需将其顶底部改成】圆弧形以改》善其受力条件减少工!程量和工《程,造价
?
— , 钢筋混》凝土:矩形倒虹《吸管按规模》大小其各部位壁厚】可设计为《。等截面或变截面按布!置方式可分》为,单孔管和多孔管
!
《。 矩形管的】横向内力计算的计】算简图?应按布置取为—单孔:。或多孔闭合刚架各个!杆件的计算》长度:为杆件形心轴之【间的距离即水—平杆件的计算长度为!竖直杆件形心轴轴线!间的距离《竖直杆件的》计算长?度为顶?底板形?心轴轴线间的距离】矩形管内角加腋【的作:用显著但加腋边【长β:。≤,0.1L(L为孔跨!)时应不考虑其影响!按等截?面计算
—
— 单:孔或:等跨多孔等截面【矩形倒虹吸管的横向!。内力计算应沿水【流方向截取一—米长管段按闭合刚】架计算其内力根据各!项不:同外荷载分别采【用相应公式》计算出?各杆内力然》后按荷载组合将其】叠加求得最终—的各项内力不等截面!或不等跨矩形倒虹吸!管的横向内》力计算宜用结—构,力学方法进行计算】。特大型矩形倒—虹吸管宜采用有限】。元方法进行》应力分?析
《
?1,0.4.6》 关于预应力钢】筋混凝土管》说明如下《
《
,。
《 1 预应力钢】筋混凝土管由于【抗裂和抗渗》性能均比《普通钢筋混》。凝土管好而且—比同直径《、同水头条件下【的,普通钢筋混》凝土管省20%~3!0%钢筋比钢管省6!0%以上的钢材因】此在我国应用比较广!泛但预应《力混凝?土,。管,壁薄、性脆、抗外压!能,力低:、施工?技术比较复》杂,、远:程运输后预应力【可能会有一定损【。失等所以《在推广使《用上受到一定限制
!
》 2 — 预应力钢筋混凝土!管按其施加预—应力方法《不同分为《三阶段工艺法—、,一阶段工艺法—和自应力制管工艺】法,三种其中自应力制管!工艺法?限用:于管径D≤6—00mm及承受水】。头,较低:。的中小型管道的制作!三阶段法《具有工艺较简单【、设备投《资,少、钢筋预应力值】容易控制《、承接口光滑等优】点但其质量不如一阶!段法好加之车—间卫生条件差—、耗用水泥多等【。。缺点现?很少:。采用目前一般工厂】或现场生产多采用】一阶段法生产其【质量好、《水泥省如湖南大圳灌!区新安?铺倒:。虹吸管管《径D:=2.0m设计水】头H=14》0m管壁厚3=1】30mm就是采【用一阶段法生产的
!
:
?。1,0.4.7 关】于钢管说《明如下
》
— (1)钢制倒虹!吸管由于管壁材【料具:有很高强度和不透水!性,并具有管《节可以较长(伸缩节!之间:间距可达70m~8!0m)?、接头少、表面光】滑、:糙率:系数小、《水头损失小等—特性故可用于一般水!。头较高(H》>50?m)、管径较大【的倒虹吸管》工程其缺点是—刚度:较,小承受外荷的能力较!小不宜用于回填【土较大的情》况而且其制造—。技,术要求?较高防锈与》维护:费用:也高其耐久性不【及钢筋混凝土—管故在倒虹吸管【中采用?。较少常被预应—力混凝土《。管和预应力钢筒混凝!土,管所取代只在桥式倒!虹吸等有《特殊要求地方采【用如引大入秦灌【溉工程总干渠上【。的,先明峡?倒,虹吸管设计水头1】6,7m设?计流量32》m,。3/s采《用2根管径为2.6!5m钢?管
:
【。 :(2) 钢制倒虹吸!管的结构设计实质就!是压力钢管设计【问题其具体计算要求!、理:论公式及方法与【水电站压《力钢管设计基本【一样:因此在本条》中只列出了设—。计,中对几个《。主要问题(管壁【厚度、允许应力、】。。。应力计算《要求等)《的,要求其详《细,设计计算要》求及:计算公式参见—现行行业标准水【电,站压力钢管设计规】范S:L, 281
【
10》.4.8 关【。于预应力钢筒混凝】土管说明如下
【
《
预应力钢!筒混凝土《管又称PCC—P管(Pre—stresse【d Co《。ncrete—Cyli《n,der 《Pi:Pe)在美国—、加拿大等国的管网!工程应用比较普遍】我国于19》87年~1988】年引:进PCCP管生【产技术目前在我【国的引水《工程中已有不少工】程开始大量采用因他!。可以工厂化、—标准化、《定型化、成批量生】产适用于《高水头大流量(管】径较大?)它比钢管造价【。低维:修工作量小是—一,种具有推广价值的好!管材缺点是重量较】大运输和施》工不便
【
现【行国家标准》预应力钢筒混—凝土:管GB/T》 19685对【保证这种管材—生产的质量》提,供了必要的依据
】。
10.】4.9 关于【。。玻璃钢夹砂管说明如!。下
《
》 玻璃钢夹砂管又!称G:RP管(g》lass r—einforc【。ed ?plas《tics)通常是指!玻璃纤维增强树脂塑!料管属热固性塑料】管
! (1)玻—璃钢夹?砂管特点
》。
,
】耐腐蚀性能好—在一般情《况下能?。够长期保持管道的】安全运行
—
》 抗老化性能】和耐热性《。能好玻璃钢夹砂管可!在,40℃~70—。℃温度范围》内长:期使用采用》特殊的耐《高,温树脂还可在200!℃以上温度下正常】工,作,也可:长期用于露天—使用的管道》其外表?添加有紫外线对管道!的辐射?可延缓玻《璃钢:。夹砂管的老化
!
,
《。 :抗冻性能好可用于】零下20《℃以下管内结冰后】。不会发生冻裂
!
— 重量?轻强度高《运输方便.安全技】术简单?容易安装各种分支】管
?
《 水力条【件,好内壁光滑不结垢不!生锈:水阻小
! 在》阳光:。直接照射《下易:老化不?宜露天式布置—
》
受力不均!时管身容易变形【并导致接头处漏水
!
:
》 (2)》玻璃钢夹《砂管管壁一般按其功!能不同可分为三【大层即防腐防渗内衬!层、:结构层、表面层(外!保护层)
!
《 防腐防渗内衬层】又分为内表面层和】次内层其中内表面】层的:树脂含量《在90%以》上也称作富树脂层】可根据介质不—。同,选用合适树脂内【表面:层的作用主要是防腐!蚀、防渗漏次内层】含一:定量的?短切:纤维但树脂》含量仍?高达7?0%~80%—其作用是防》腐、防渗的》第二道防线》内衬层总厚度为1】.5m?m~5.0mm
】
《。
, 结构—层的:。。作用主?要是:承受荷载抵抗—变形它是由连续纤维!缠绕层和树脂砂浆】层,组成
—
: 表面—层由抗老化添加剂】(如紫外光》吸收:剂)和树脂》配制而成它主—要是防老化管外【表面的?巴氏硬度应不小【于40
【
》 (3)玻》璃钢夹砂管在我国】已经:标准:化、:定型化在《工,厂成批生产其—管道配套《件齐全设计工—作可由生产厂家自主!完成在采《购中只须《明确:管径、管道长度(纵!剖面布置《。)工作压力、覆【盖土:厚度、土壤类—别以:及地面荷载等技【术参数?和要求即可
!
(【。4)目前我》国有许多厂家生【产玻:璃钢夹砂管管径【300mm~—310?0mm压力等级0.!1MPa~2.【5MPa《管,道,刚度1250N/m!2~10《000N/》m2采用玻璃钢【夹砂管的《工,程也很多如新—疆某供水工程全【长40?0,。km全部采用—玻璃:钢夹砂管其中—小洼槽倒虹吸—管全长13》。km:直径为3100【mm刚度为》750?0N/m2》压力:为0.4MPa总工!程量达1《.433《万t是目前我—。国采用玻璃》钢夹砂管《口径最大、用—量较多的工程实【例
?