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时间:2020-03-23
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1、CMYK综合论述桥面排水管材的选取和运用综述蒋伟(四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院)【摘要】给排水管道中管材的选用,应充分了解各种管材的优劣性,考虑选取的合理性,从而提高管道的安全性和可靠性。本文对桥面排水常用管材的优缺点及桥面排水对管材的需求进行了简要的论述。【关键词】排水管材;选取;运用随着海绵城市概念的提出,各地排水系统的相关基差,不适于制备大口径管。础设施建设迎来了新机遇。桥面排水系统成为了一个新⑶接头粘接技术要求高,在受力不均匀的条件下容的建设课题,随之也产生了特殊的管材需求。我国市场易爆管。上相关给排水管道管材从上世纪50年代时仅有铁管、1.2HDPE管铸铁管等可以使用的
2、局面,发展成现阶段塑料管材、复HDPE具有以下优点:合管材占据半壁江山、与传统管材争相辉映这一欣欣向⑴水流阻力小。[1]荣的局面。但仍无法完全满足桥面排水需求。⑵连接可靠,采用电热熔方式连接,接头强度高于本文介绍了几种常用的排水管材的优缺点,并阐述管材本体。了桥面排水系统对管材的要求和新型管材的研究进展。⑶耐温度性能好,可在-60℃~60℃范围内安全使用。1常用管材及其优缺点⑷使用寿命长,HDPE属于惰性材料,可在复杂化学目前,在建筑工程中可用于桥面排水的管材主要环境下使用,寿命超过50年。有:聚氯乙烯(PVC-U)管、高密度聚乙烯(HDPE)管和铸铁⑸可挠性好,容易弯曲。[2,3]管。⑹
3、管径大。1.1PVC-U管存在以下缺点:PVC-U又称硬PVC,它是氯乙烯单体经聚合反应而⑴易燃。制成的无定形热塑性树脂加一定的添加剂(如稳定剂、⑵熔接需要电力,采用机械连接,连接件大,会影响润滑剂、填充剂等)组成,是国内推广使用最早的、目前过水断面。使用量最大的塑料管材。拥有以下优点:⑶力学性能差,管卡及吊装设置密度高。⑴内壁光滑,流体阻力小。1.3铸铁管⑵机械强度大,具有较好的承受外部荷载的性能。铸铁管作为使用历史最长久的管材具有以下优点:⑶耐腐蚀性好,较难生成水垢。⑴承压能力强,铸铁管的承压能力远优于PVC-U和⑷耐老化性好。HDPE等塑料管。⑸质量轻,搬运装卸便利,价格低廉。⑵防火
4、性能好。⑹施工简易,PVC-U(管材)之接合施工迅速容易,通⑶力学性能好,管卡设置密度低。常可用粘接剂粘接,也可用胶圈柔性连接。缺点:但存在以下缺点:⑴质量大,不便于搬运装卸。⑴耐温度性能差,低温条件下较脆,高温条件下易⑵易腐蚀。变软。⑶水流阻力大,同样流量下,所需管径大于PVC-U⑵管径小,其熔融挤出时的流动性及热稳定性较与HDPE管。CMYK综合论述⑷可挠性差,不易弯曲,绕过障碍物时需要大量转根据上述桥面排水存在的问题,对排水管材有着以换弯头。下几点需求:⑴水流阻力小。由于桥面排水的设计流量大,并且2桥面排水存在的问题及对管材的需求吊装难度大,这就要求排水管材的水流阻力尽量小,才现有桥
5、面排水系统(可分为悬吊管与立管两部分,能使排水管材的管径尽量小。见图1)在长期的实践过程中发现了以下问题。⑵管径大,设计流量大,排水管径自然亦较大,而PVC-U等水流阻力小的管材的管径往往无法满足管径要求。⑶耐腐蚀性好。排水管投入使用后,由于检修困难,无法及时更换。这就要求排水管材的耐腐蚀性好,不会在使用过程中经常发生因管垢而造成的堵塞。⑷承压能力强。由于桥梁落差大,排水过程中管内流体的流态会在压力流和重力流间转换。这就要求管材的承压能力强,在受力不均匀的条件下保持管材稳定。⑸耐温度性能好。排水管暴露在外,易受气温变化图1桥面排水系统示意图影响。2.1存在的问题⑹可挠性好,易弯曲。⑴设计流
6、量大。⑺质量轻,质量过大会提高桥梁荷载,对桥梁结构由于桥下地形复杂,适应修建沉淀池等处理构筑物设计造成困难。的场地较少,为将立管接入处理构筑物,立管只有在特⑻力学性能好,管卡设置密度低。定地点才可随桥墩落地。这就导致了悬吊管较长,与之⑼使用寿命长。对应的立管收集的雨水汇水面积较大。并且桥面往往采可见由于桥面排水的特殊性,常用的排水管材用沥青铺装且有防水层,导致桥面渗透少、径流系数大。PVC-U、HDPE和铸铁管均不能很好满足桥面排水的需综合两方面影响导致了桥面雨水设计流量往往较大。求。PVC-U的承压能力、耐温度性能、管径都无法满足需⑵压力变化大。求;HDPE所需管卡过多;铸铁管也存在自身
7、质量大、水为满足下穿道路净空与防洪要求,桥梁纵坡往往远流阻力大、可挠性差的缺点。这就要求对现有管材进行大于道路纵坡。桥面最高点与立管最低点出水口落差改进或出现新的更适用的排水管材。大,可利用水头大。但采用重力流设计却会忽略这部分3新型管材的相关研究进展可利用水头而只根据纵坡进行设计。而采用压力流设计则会产生较大水压。针对传统管材中的缺点,国内外学者进行了大量的⑶悬吊管管径大,吊装难度大。研究和改良工作,以期改善现有管材的
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