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新型管材在市政排水管网中的设计及运用

2015-02-23 10:28 来源: 互联网 作者:徐青青 浏览次数 2733

  它是一种以HDPE为原料生产矩形管坯,经缠绕焊接成型的一种管材。由于其独特的成型工艺,可生产口径达3000mm的大口径管材,这是其他生产工艺难以完成甚至于无法完成的。此种管材与双壁波纹管在性能上基本一致,管道连接主要采用热熔带连接方式,连接成本较双壁波纹管略高;另外,该管的一个主要缺点是在同样直径和达到同样环刚度下,一般要比直接挤出的双壁波纹管耗费更多的原材料,因此,其生产成本较高。 
  3.金属内增强聚乙烯(HDPE)螺旋波纹管 
  它是以聚乙烯为主要原料,经过特殊的挤出缠绕成型工艺加工而成的结构壁管,产品由内层为PE层、中间层为经涂塑处理的金属钢带层、外层为PE层的三层特殊结构构成。经涂塑处理的钢带与内、外聚乙烯层在熔融状态下复合,使其有机的融为一体,即提高了管材的强度,又解决了钢带外露易腐蚀的问题。管径从DN700~DN2000。其连接方式主要有:焊接连接、卡箍连接和热收缩套接(适用于DN1200以下)。该管的最大优势在于可以达到其他塑料管材不能达到的环刚度(可达16KN/m2),同时造价相对低廉。 
  以上各种管材物理性能比较详见表-1。 
  三、物理力学性能比较 
  为使比较更符合实际,并能充分发挥各种管材自身优点,比较中考虑了二次搬运、地下水抽排、沟槽支护、管道基础以及管沟回填等诸多方面因素,管道埋深统一按4m计算;由于新型管材内壁光滑,输水能力较高,比较中钢筋混凝土管管径按比新型管材管径大一级考虑。 
  从上述比较中可以看出,新型管材的抗沉降性能、轻便性以及施工快速等优点是钢筋混凝土管无法比拟的。 
  四、管道设计关键——环刚度选择 
  环刚度是塑料埋地排水管(新型管材均可认为是塑料排水管)抗外压负载能力的综合参数,为了保证塑料埋地排水管在外压负载下安全工作,环刚度的选择是设计中的关键之一。如果管材的环刚度太小,管材可能发生过大变形或出现压屈失稳破坏。反之,如果环刚度选择得太高,必然采用过大的截面惯性矩,将造成用材料太多,成本过高。 
  外压负载比较复杂,主要包括土壤重量和地面产生的静负载,以及运输车辆经过时产生的动负载。塑料埋地排水管承受负载的机理也比较复杂,因为塑料管属于柔性管,在外压负载下管材和周围的土壤(回填材料)产生‘管土共同作用’。换句话说,是管材和周围土壤(回填材料)共同来承受外压负载。决定塑料埋地排水管铺设后能否正常工作的,‘负载’、‘管材’和‘土壤(回填)’三个参数都很重要,而且相互影响。所以环刚度的选择不仅取决于外压负载的情况还取决于铺设后管道周围土壤(回填材料)的情况。根据世界各国的经验,塑料埋地排水管在外压负载下是否能够安全使用的因素中,铺设情况是最主要的。如果铺设情况比较好,环刚度较低的管材也不会有很大变形;反之,如果铺设情况不好,即使用环刚度比较高的管材也可能变形过大和出现压屈失稳。但是,要保证铺设情况良好并不是都能做到的事,同时也是需要成本的。 
  结合以往施工及设计经验,我们建议在设计塑料埋地排水管时尽量选择较高的环刚度。 
  直径在500毫米以下塑料埋地排水管:一般要选择环刚度8KN/m2的,只有在地质条件好又没有运输车辆负载的采用环刚度4KN/m2的。 
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