浅谈供热管网直埋敷设固定墩设计
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浅谈供热管网直埋敷设固定墩设计
李世唐迟样马建超
(沈阳市热力工程设计研究院.辽宁沈阳110014)
摘要:直埋敷设已经成为供热管道敷设的一种主要敷设方式,直埋敷设技术的不断积累与发展,供热区域的不断扩大,对直埋管道的受力设
计提出新高度的要求.固定墩的设计是否适宜,将直接影响到
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和安全运行.
分析
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了固定墩的受力状态并提出了直埋固定墩的设计方法. 关键词:供热管网;直埋敷设;固定墩
1直埋敷设发展现状
城市集中供热时我国供暖事业发展的方向,其社会效益和经济效益 在近些年的发展建设中已显示出了重大的意义.20世纪80年代我国的 供热管道直埋技术掀开了新的一页.2000年中华人民共和国建设部发 布了《高密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管》 (cJ厂r114—2OOO)以及2001年的《高密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料 预制直埋保温管件》(cJ/r155—2001)的行业
标准
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.1998年,中华人民共和 国行业标准《城镇直埋供热管道工程技术规程》(cJJ,I181—98)的颁布和 实施,就意味着我国热水管道直埋技术已
规范
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化,
制度
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化,热水管道的直 埋技术达到成熟期,并开始进入新的起点.
国内主要按照《规程》中的方法来进行直埋管道的受力计算.《规程 的实施给直埋敷设管道的受力设计提供了统一标注,使得《规程》执行以 来国内的直埋敷设管道受力设计规范化.《规程》对我国的直埋敷设技术 的发展意义重大,一直以来各个设计施工以及科研单位在进行有关直埋 敷设的工作中都大大受益于《规程》.
2固定墩受力状态分析
在有补偿直埋敷设中,因钢制管道受其内部介质——热水温度的影
响,产生热胀位移.当管道产生热位移而伸长时,为保护管道与管接头, 管道弯头,及其他一些附件正常安全工作,就必须在管道上设置固定墩 以限制管段的位移在允许的范围之内.这样管道队固定墩的推力与固定 墩在土中的摩擦力及墩的后背土反力就形成一种平衡.这是一种有条件 的平衡,即在满足管道允许产生最大位移范围内的平衡.在具体设计中 我们发现由管道产生的对固定墩的推力如完全用墩与土的摩擦力来平 衡,那么混凝土的用量很大,造成浪费;若过大地利用墩后背土反力则在 达到最大被动土压力来满足平衡时,固定墩位移量过大,管道运行不安 全,所以只能在满足固定墩最大允许位移的条件下,由土反力平衡后,剩 余的推力由固定墩与土的摩擦力来平衡,这时固定墩的混凝土用量才是 经济的,管道运行也是安全的.简言之,管道对固定墩的作用力,应包括 下列三部分:
I)管道热胀冷缩受约束产生的作用力;
2)内压产生的不平衡力;
3)活动端位移产生的作用力.
3直埋敷设固定墩设计
3.1固定墩的类型
直埋供热管道固定墩可按下述方法分类:
1)按照是否承受介质内压产生的轴向推力分为主固定墩和次固定 墩.
2)按照是否布置固定墩分为固定墩和虚拟固定墩.当直埋管道利用 驻点或锚固点进行自然锚固时,称之为虚拟固定墩.
3.2固定墩的间距
固定墩是供热管道中主要受力构件,为了节约投资,应尽可能加上 固定墩的间距,减少其数目,但其间距必须满足下列条件: 1)管段的热伸长量不得超过补偿器所允许的补偿量;
2)管段因膨胀和其它作用产生的推力,不得超过固定墩所能承受的 允许推力;
3)不应使管道产生纵向弯曲.
3.3固定墩的设计
1)固定墩的形状.固定墩形状通常采用长方体,T形体,箱体等.其
中箱式固定墩和管道阀门小室,补偿小室,泄水排气小室等合用,以降低
土建造造价.固定墩常用形式如下图所示.
一
诤由垂旦图l长方体固定墩图2T形固定墩
目盘
晷莲图3箱式固定墩
.以套筒补偿器固定墩为例,介绍固定墩推力计算 2)固定墩的设计
Fn=Fc1—0.7FP(Al—A2)
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Fn=FcI一0.7Fa
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—L]一—L2一
F}f=Fc1—0.7Fc2+(q1Ll-0.7q2L2)+Po(Al—A2)
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一——llJ——一一L2一
FH=Fcl一0.7F+(qlL1—0.7q2[a)
FH=Fcl+qL+PoA
注:F}广一固定墩承受的轴向推力(N);
F广—_套筒补偿器的摩擦力(N),由产品厂提供; Pd.一管内介质的工作压力(MPa),;
A——管道的内截面积(ramz);
——
摩擦系数;
q——管道长单位度计算荷载(N/m);
L,L.,I一管道长度(m);
参考文献
[1】王飞,张建伟.直埋供热管道工程设计[M】一版.2007 【2】施振球,赵延元.动力管道设计手册[M]涕一版.2006. [3】CJJ厂r81—98城镇直埋供热工程技术规程【S].1999.
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浙公网安备 33021202002483