胶圈接口承插式管道支墩标准图的设计

《胶圈接口承插式管道支墩标准图的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、胶圈接口承插式管件支墩标准图的设计2021-06-124/4胶圈接口承插式管件支墩标准图的设计李文波【提要】橡胶圈接口承插式管件已经越来越多地应用于各类管道中，而目前却没有为此配套的支墩设计图集，现有的石棉水泥接口和自应力水泥接口承插式管件的支墩通用图在很大程度上已经无法适用，本文的目的是通过课题小组成员的工作，得出相应的设计图集，满足国内软土地区胶圈接口承插式管道的施工需要，同时籍此机会和广大读者探讨，以规范和推广胶圈接口承插式管件支墩标准图的设计。【关键词】胶圈接口管件、被动土压力、混凝土支墩、一、项目背景

2、及基本情况1、胶圈接口承插式管道的使用情况有资料表明，越来越多的管道采用橡胶圈接口这一柔性连接方式代替以前的石棉水泥接口和自应力水泥接口，除了施工方便外，胶圈接口的受力性能既保证了管件和管道相连的密封性，也方便了日后的维修工作。同许多正在快速发展中的城市一样，宁波市近几年来城市基础设施建设的步伐较快，宁波市自来水总公司所属的供水工程有限公司承担了市区大部分路管改造和新建项目，在新敷设的球墨铸铁管道工程中，发现管道支墩通用图集的套用(国标《给水排水标准图集》S3)有很大的不足，支墩普遍太小，无法承受试验压力，该问

3、题被立即反映到设计部门，由此引出了本文所述的新图集的设计。2、套用现行类似图集的缺陷㈠现行的类似图集--国标《给水排水标准图集》S3只给出了“给水承插铸铁管道支墩”的标准图集，该图集设计时允许管道接口承受一定的水压力导致的拉应力，如下表(原文摘录自国标《给水排水标准图集》S3)；而球墨铸铁管道中采用的橡胶圈接口在理论上不能承受拉力(结构工程师的观点，球墨铸铁管道生产厂家的意见-新兴铸管集团《球墨铸铁管技术手册》，一部分给排水工程师的意见)，实际上试验结果也证实了这一点(见其后的试验结果)。因此安装胶圈接口承插式

4、管道不能套用现有国标图集，即使借鉴也存在很大的局限性。管径(毫米)400450500600700800900100011001200石棉水泥接口Ps(公斤/厘米2)13.511.39.87.96.65.754.54.54自应力水泥接口Ps(公斤/厘米2)16.213.5611.769.487.926.8465.45.044.8㈡由于水泥接口在小口径管道中的可承压力明显大于大口径管道，所以国标《给水排水标准图集》S3只给出了DN500及以上管道的支墩图(因为DN500以下管道中水泥接口可承压力已经大于管道试验水压

5、)，而对于胶圈接口承插式管道，由于胶圈不可承受水压力导致的拉应力，所以小口径胶圈接口承插式管道也需要设计支墩，无法套用现有图集，甚至连借鉴的可能也没有。二、主要任务与目标1.预期目标与成果鉴于问题存在的客观性，本文所述的新图集的设计被列入宁波市自来水总公司2001年度科技立项课题之一，由总公司土建专业主任工程师作为课题负责人，带领相关科技人员进行该项工作，由于时间的关系，要求在2001年6月底以前完成图集设计、相关报告和结果，提交有关部门评审。课题内容包括：①胶圈接口承插式管件（弯头、三通和管堵）支墩的通用图集

6、；②试验过程记录和结果，以及对理论计算的验证；③建议的施工步骤和措施(包含在图集中)；胶圈接口承插式管件支墩标准图的设计2021-06-124/41.主要工作内容①理论计算模式根据JGJ83-91《软土地区工程地质勘察规范》的划分，中国的软土地区分为以下三大部分：北方地区(连云港、徐州、商丘、许昌以北)、中部地区(莆田、赣州、郴州、桂林、罗甸以北)和南方地区(上述中部地区以南)，宁波地处其中的中部地区，地基条件普遍较差(这一点和国标《给水排水标准图集》S3中的所设定的地质条件相差很大)，因此，本课题研究方向以软

7、土地基为主，其他地区直接套用本图集则偏于保守。特殊地区如冻土、膨胀土地区可联系本文作者另行设计。不同管件支墩所受正力和反力的组成见下表水平弯管三通管堵垂直向上弯管垂直向下弯管正力管内水压力对支墩的推力管内水压力对支墩的推力管内水压力对支墩的推力⑴管内水压力对支墩的压力⑵支墩重量⑶支墩上覆土重量管内水压力对支墩的向上拉力反力⑴支墩后背被动土压力⑵支墩底部摩擦力⑴支墩后背被动土压力⑵支墩底部摩擦力⑴支墩后背被动土压力⑵支墩底部摩擦力⑴支墩下地基提供的反力⑵支墩两侧提供的摩阻力⑴支墩重量⑵支墩两侧提供的摩阻力⑶支墩下

8、木桩(如果有)提供的抗拔力取安全系数1.1进行支墩设计。②计算参数选定：l管道内水压力导致的对支墩的推力F对于水平弯管：F=2Psin(θ/2)×A对于三通和管堵：F=P×A其中：P为内水压力；θ为弯管角度；A为管道过水截面积；l被动土压力计算选用朗金土压力理论作为计算粘性土的被动土压力；Ep=0.5γH2Kp+2cH(Kp)0.5，其中：Kp=tg2(45+½φ)l土壤内摩擦角和粘聚