水利水电行业回填钢管设计若干问题探讨

发布时间：2024-12-25 23:58

　　 回填钢管在水利水电行业应用逐渐增多,但是国内该行业中尚未有关于回填钢管的设计规范。通过对比分析CECS规范、日本规范和ASCE规范,对回填钢管设计中的荷载计算及组合、弯矩计算、允许应力和安全系数等内容进行探讨。研究表明:3种规范所采用的设计理论、设计思路基本相同,但在荷载计算、荷载组合、内力计算等方面存在差别,适用于不同的情况;考虑到水利水电行业回填钢管通常管径大、内压高、刚度小的特点,在设计时建议考虑管重、水重及外水压力等荷载,内水压力的计算宜遵循水利水电行业规定,采用棱柱荷载计算管顶竖向土压力;建议参考日本规范,在弯矩计算公式中直接加入内水压力项,定量计算内水压力对弯矩的折减作用。

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【部分图文】：

图1 α 随Pw的变化曲线

根据公式(2)可以得到设计内水压力与工作压力的比值α随工作压力Pw的变化曲线,如图1所示。从图1可以看出:当Pw小于0.5MPa时,α随着工作压力Pw的增大而急剧减小,设计压力可达工作压力的数倍;当Pw大于0.5MPa之后,随着Pw的增大,α降低速度逐渐平缓,并逐渐趋近于1。....

图2 β随H/B的变化曲线

当回填钢管埋深较大时,Marston荷载计算得到的管顶竖向土压力要比棱柱荷载小很多,例如:当回填土内摩擦角为30°、钢管内径2m、管顶开槽宽度3m和埋深6m时,Marston荷载比棱柱荷载可减小30%。根据已有研究成果,作用在回填钢管上的管顶竖向土压力介于Marston荷载....

图3 随变化曲线

根据式(8),分别计算了回填土不同综合变形模量,即在Ed=10,5,1MPa,不同内水压力P和管道计算半径与壁厚之比(r/t)下的λ值,如图3所示,其中变形系数均取0.096。可以看出:当回填土、内水压力一定时,λ随着r/t的增大逐渐减少并最终趋于稳定;当内水压力、r/t一定时....

本文编号：4020205